Current relevance of fungal and trypanosomatid glycolipids and sphingolipids: studies defining structures conspicuously absent in mammals

ABSTRACT

Recently, glycosphingolipids have been attracting attention due to their role on biological systems as second messengers or modulators of signal transduction, affecting several events, which range from apoptosis to regulation of the cell cycle. In pathogenic fungi, glycolipids are expressed in two classes neutral monohexosylceramides (glucosyl-or galactosylceramide) and acidic glycosylinositol phosphorylceramides (the latter class carries longer glycan chains). It is worth to mention that monohexosylceramides exhibit significant structural differences in their lipid moieties compared to their mammalian counterparts, whereas the glycosylinositol phosphorylceramides exhibit remarkable structural differences in their carbohydrate moieties in comparison to mammal glycosphingolipids counterpart. We observed that glycosylinositol phosphorylceramides are capable of promoting immune response in infected humans. In addition, inhibiting fungal glycosphingolipid biosynthetic pathways leads to an inhibition of colony formation, spore germination, cell cycle, dimorphism and hyphal growth. Other pathogens, such as trypanosomatids, also present unique glycolipids, which may have an important role for the parasite development and/or disease establishment. Regarding host-pathogen interaction, cell membrane rafts, which are enriched in sphingolipids and sterols, participate in parasite/fungal infection. In this review, it is discussed the different biological roles of (glyco) (sphingo) lipids of pathogenic/opportunistic fungi and trypanosomatids.

RESUMO

Recentemente, glicoesfingolipídeos têm atraído atenção devido ao seu papel na biologia celular como segundo-mensageiro ou moduladores da transdução de sinal, afetando vários eventos, desde apoptose até a regulação do ciclo celular. Em fungos patogênicos, existem duas classes de glicolipídeos monohexosil ceramidas neutras (glucosil-ou galactosilceramida) e glicosilinositol fosforilceramidas (os quais apresentam cadeias de carboidratos mais longas). É importante enfatizar que as monohexosil ceramidas exibem diferenças estruturais nas suas porções lipídicas quando comparadas às de mamíferos, enquanto que glicosilinositol fosforilceramidas exibem diferenças estruturais marcantes em suas porções carboidratos em comparação aos glicoesfingolipídeos de mamíferos. Observamos também que glicosilinositol fosforilceramidas são capazes de promover resposta imune em indíviduos infectados. Além do mais, inibição das vias biossintéticas de glicoesfingolipídeos de fungos acarreta a inibição da formação de colônias, germinação de esporos, ciclo celular, dimorfismo e crescimento de hifas. Outros patógenos, como os tripanosomatídeos, também apresentam glicolipídeos únicos, os quais apresentam um papel importante para o desenvolvimento do parasita e/ou para o estabelecimento da doença. Em relação à interação hospedeiro-patógeno, os "membrane rafts", estruturas da membrana plasmática enriquecidas em esfingolipídeos e esteróis, têm participação fundamental na infecção do parasita/fungo. Nesta revisão, discutimos os diferentes papéis biológicos dos (glico) (esfingo) lipídeos de fungos patogênicos/oportunistas e de tripanosomatídeos.