Атипичные изменения в клетках Candida albicans, обработанных Венетином

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 2844 (2023) Цитировать эту статью

715 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В настоящем исследовании охарактеризовано влияние белково-полисахаридного комплекса Венетин-1, полученного из целомической жидкости дождевого червя Dendrobaena veneta, на клетки Candida albicans. Соединение уничтожало грибковые клетки, не проявляя цитотоксичности для фибробластов кожи человека, что было продемонстрировано в более ранних исследованиях. Поскольку он оказал влияние на клеточную стенку и мембрану грибов, этот комплекс сравнили с известным противогрибковым антибиотиком флуконазолом. Оба препарата нарушали деление дрожжевых клеток и приводили к образованию агрегатов и цепочек неразделенных клеток, что иллюстрировали окраской флуорохромами. Флуоресцентное окрашивание клеточной стенки Калькофлюором белым способствовало сравнению типов агрегатов, образующихся при действии обоих веществ. Анализ, проведенный с использованием конго красного, показал, что венетин-1 воздействует на более глубокие слои клеточной стенки, тогда как после применения флуконазола такого эффекта не наблюдалось. FTIR-анализ подтвердил изменения маннопротеинового слоя клеточной стенки после применения комплекса Венетин-1. Окрашивание родамином 123 и использование проточной цитометрии позволило сравнить изменения в митохондриях. Значительно удлиненные митохондрии наблюдались после применения Венетина-1, но не после применения классического антибиотика. Фазово-контрастная микроскопия выявила увеличение вакуолей после применения Венетина-1. Анализ методом проточной цитометрии клеток C. albicans, обработанных венетином-1 и флуконазолом, показал, что оба вещества вызывают значительное снижение жизнеспособности клеток.

В последние годы достижения медицины значительно ускорились как в области хирургии, так и в лечении хронических заболеваний и инфекций. Так, увеличилось количество больных с ослаблением иммунитета в результате хирургического лечения, антибиотикотерапии, химиотерапии или лечения в отделениях интенсивной терапии (ОРИТ)1,2,3,4. Темная сторона этой ситуации – рост числа внутрибольничных инфекций. Они вызваны, в частности, чрезмерным применением антибиотиков, что приводит к развитию резистентности микроорганизмов к широко используемым препаратам5. Инфекции внутрибольничными возбудителями удлиняют срок пребывания пациента в медицинском учреждении и увеличивают затраты на лечение2,3,6.

Грибки Candida, особенно Candida albicans, являются примером патогенов, вызывающих такие инфекции. C. albicans — условно-патогенный микроорганизм, комменсально обитающий на поверхности кожи и слизистых оболочек, а также в составе микрофлоры кишечника у здоровых людей7,8,9. У пациентов с ослабленным иммунитетом этот грибок вызывает инфекции кожи и слизистых оболочек, а также опасный для жизни системный кандидоз и системные инфекции7,10,11. Эти дрожжи являются четвертым по распространенности патогеном в отделениях интенсивной терапии в США и первым в Европе3,4. Кандидозные инфекции крови, связанные с госпитализацией в отделения интенсивной терапии, составляют примерно 40% случаев, при этом у 9,3% пациентов развивается сепсис2.

C. albicans обязан своим успехом в качестве патогена высокой пластичности генома, способности создавать биопленки, вырабатывать литические ферменты и способность прикрепляться к поверхностям7,9,11,12,13. Биопленки особенно опасны для пациентов. Их можно формировать как на натуральных, так и на искусственных поверхностях. Биопленки устойчивы к высоким концентрациям противогрибковых антибиотиков, что затрудняет их удаление, и являются источником патогенных клеток, способных создавать в организме новые очаги инфекции7,14,15. По оценкам, уровень смертности среди лиц, инфицированных Candida, может достигать 40%2,3,16,17.

Флуконазол – один из наиболее часто используемых антибиотиков при лечении кандидоза. Это азоловый антибиотик, который действует путем ингибирования фермента 14-α-стеролдеметилазы, участвующего в синтезе мембранных стеринов7. Это приводит к изменению свойств и структуры клеточной мембраны, что приводит к торможению роста гриба. Несмотря на низкую токсичность флуконазола для клеток-хозяев, все чаще сообщается о неэффективности этого препарата при лечении кандидоза7. Это вызвано развитием устойчивости микроорганизмов к антибиотикам вследствие мутаций их генетического материала, приводящих к увеличению количества мультилекарственных насосов на поверхности их клеток7,18.