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Methodenartikel

Beurteilung der mutmaßlichen Antikryptokokken-Eigenschaften von rohen und geklärten Extrakten aus Mollusken

1.3K Aufrufe

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DOI:

10.3791/64540

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2. Dezember 2022

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Der humane Pilzpathogen Cryptococcus neoformans produziert eine Vielzahl von Virulenzfaktoren (z.B. Peptidasen), um sein Überleben im Wirt zu fördern. Umweltnischen stellen eine vielversprechende Quelle für neuartige natürliche Peptidase-Inhibitoren dar. Dieses Protokoll beschreibt die Herstellung von Extrakten aus Mollusken und die Bewertung ihrer Wirkung auf die Produktion von Pilzvirulenzfaktoren.

Zusammenfassung

Cryptococcus neoformans ist ein verkapselter humaner Pilzerreger mit einer globalen Verbreitung, der vor allem immungeschwächte Individuen infiziert. Der weit verbreitete Einsatz von Antimykotika im klinischen Umfeld, ihre Verwendung in der Landwirtschaft und die Stammhybridisierung haben zu einer verstärkten Entwicklung der Resistenz geführt. Diese steigende Resistenzrate gegen Antimykotika ist ein wachsendes Problem unter Klinikern und Wissenschaftlern weltweit, und es besteht eine erhöhte Dringlichkeit, neuartige antimykotische Therapien zu entwickeln. Zum Beispiel produziert C. neoformans mehrere Virulenzfaktoren, einschließlich intra- und extrazellulärer Enzyme (z. B. Peptidasen), die beim Gewebeabbau, der zellulären Regulation und der Nährstoffaufnahme eine Rolle spielen. Die Störung einer solchen Peptidaseaktivität durch Inhibitoren stört das Wachstum und die Vermehrung von Pilzen, was darauf hindeutet, dass dies eine wichtige Strategie zur Bekämpfung des Erregers sein könnte. Wichtig ist, dass wirbellose Tiere wie Mollusken Peptidase-Inhibitoren mit biomedizinischen Anwendungen und antimikrobieller Aktivität produzieren, aber sie sind in Bezug auf ihren Einsatz gegen Pilzpathogene noch wenig erforscht. In diesem Protokoll wurde eine globale Extraktion aus Mollusken durchgeführt, um potenzielle Peptidase-Inhibitoren in rohen und geklärten Extrakten zu isolieren, und ihre Auswirkungen gegen klassische Kryptokokken-Virulenzfaktoren wurden bewertet. Diese Methode unterstützt die Priorisierung von Mollusken mit antimykotischen Eigenschaften und bietet Möglichkeiten für die Entdeckung von Antivirulenzmitteln, indem sie die natürlichen Inhibitoren von Mollusken nutzt.

Einleitung

Cryptococcus neoformans ist ein humaner Pilzerreger, der bei immungeschwächten Wirten, wie z. B. Personen mit HIV/AIDS1, schwere Erkrankungen hervorruft und zu etwa 19 % der AIDS-bedingten Todesfälle führt2. Der Pilz ist anfällig für mehrere Klassen von Antimykotika, einschließlich Azolen, Polyenen und Flucytosin, die unter Verwendung unterschiedlicher Mechanismen eine fungizide und fungistatische Aktivität ausüben 3,4. Der umfangreiche Einsatz von Antimykotika in klinischen und landwirtschaftlichen Umgebungen in Kombination mit der....

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Protokoll

1. Proteinextraktion aus Mollusken

  1. Sammeln Sie Mollusken aus einem ausgewiesenen und genehmigten Naturgebiet (z. B. Speed River, Guelph, Ontario). Für diese Studie wurden sowohl einheimische als auch invasive Arten ausgewählt, um ein breites Spektrum potenzieller antimykotischer Wirkungen zu bewerten.
  2. Brechen Sie die Schale der Mollusken (z. B. Cepaea nemoralis, Planorbella pilsbryi und Cipangopaludina chinensis) vorsichtig mit einem Stößel und Mörser auf und entfernen Sie die festen Stücke mit einer Pinzette. Im Allgemeinen werden 10 Mollusken für die Verwendung während des gesamten Protokolls gepoolt.

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Ergebnisse

Der hier beschriebene Arbeitsablauf ermöglicht die Isolierung von Proteinen und Peptiden aus Mollusken mit potentiellen Antivirulenzeigenschaften gegen C. neoformans. In ähnlicher Weise ermöglicht die Bewertung verschiedener Formen von Extrakten (d. h. roh und geklärt) die Halbreinigung der potenziellen Wirkstoffe und unterstützt die nachgelagerte Bewertung (z. B. massenspektrometriebasierte Proteomik). Typischerweise erzeugt der Proteinextraktions-Workflow homogenisierte Lösungen mit Proteinkonzentrationen von .......

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Diskussion

Das hier beschriebene Extraktionsprotokoll beschreibt die Isolierung von Verbindungen aus Mollusken, die in Ontario, Kanada, gesammelt wurden, und demonstriert eine neuartige Untersuchung der Verwendung von Molluskenextrakten gegen den menschlichen Pilzpathogen C. neoformans. Dieses Protokoll ergänzt eine wachsende Zahl von Forschungsarbeiten, die die Peptidase-Inhibitor-Aktivität von Wirbellosen untersuchen13. Während der Extraktion waren einige Extraktproben schwer zu filtern und zu ste.......

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Offenlegungen

Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.

Danksagungen

Die Autoren danken den Mitgliedern des Geddes-McAlister Lab für ihre wertvolle Unterstützung während dieser Untersuchung und ihr Feedback zu den Manuskripten. Die Autoren bedanken sich für die finanzielle Unterstützung durch das Ontario Graduate Scholarship und den International Graduate Research Award - University of Guelph an D. G.-G und durch die Canadian Foundation of Innovation (JELF 38798) und den Ontario Ministry of Colleges and Universities - Early Researcher Award für J. G.-M.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
0,2 μ m FilterVWR28145-477 (Nordamerika)
1,5 mL Röhrchen (Safe-Lock)Eppendorf0030120086
2 mL Röhrchen (Safe-Lock)Eppendorf0030120094
3,4-Dihydroxy-L-phenylalanin (L-DOPA)Sigma-AldrichD9628-5GCAS #: 59-92-7
96-Well-PlattenCostar (Corning)3370
Bullet Blender Storm 24NEXT ADVANCEBBY24M
Centrifuge 5430REppendorf5428000010
Chelex 100 ResinBioRad142-1253
CO2 Inkubator (statisch)SANYONicht verfügbar
Cryptococcus neoformans H99ATCC208821
DIC MikroskopOlympus
DIC MikroskopsoftwareZeiss
DMEMCorning10-013-CV
Glukose (D-Glukose, wasserfrei, Reagenzqualität)BioShopGLU501CAS #: 50-99-7
GlycinFisher ChemicalG46-1CAS #: 56-40-6
GraphPad Prism 9Dotmatics
HämozytometerVWR15170-208
HEPESSigma AldrichH3375
Magnesiumsulfat-Heptahydrat (MgSO4.7 H2O)HoneywellM1880-500GCAS #: 10034-99-8 
PeptonBioShopPEP403
Phosohat-Puffersalz pH 7,4BioShopPBS408Artikelnummer: PBS408.500
Plattenleser (Synergy-H1)BioTek (Agilent)Nicht verfügbar
Kaliumphosphat monobasisch (KH2PO4)Fisher ChemicalP285-500CAS #: 7778-77-0
Subtilisin ASigma-AldrichP4860CAS #: 9014-01-01
Succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe-p-nitroanilidSigma-Aldrich573462CAS #: 70967-97-4
ThermalbadVWR76308-834
ThiaminhydrochloridFisher-BioreagenzienBP892-100CAS #: 67-03-8
HefeextraktBioShopYEX401CAS #: 8013-01-2
Hefe Stickstoffbase (mit Aminosäuren)Sigma-AldrichY1250-250GYNB 

Referenzen

  1. Derek, J., Sloan, V. P. Cryptococcal meningitis: Epidemiology and therapeutic options. Clinical Epidemiology. 6, 169-182 (2014).
  2. Rajasingham, R., et al. The global burden of HIV-associated cryptococcal infection in adu....

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Nachdrucke und Genehmigungen

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