로즈 벵골 매개 광역학 요법을 통한 칸디다 글라브레이트의 쁘띠 콜로니 유도
Summary
Candida spp. 약물 내성에서 몸집이 작은 군집의 중요성은 완전히 탐구되지 않았습니다. 항균 광역학 요법(aPDT)은 약물 내성 진균 감염에 대한 유망한 전략을 제공합니다. 이 연구는 로즈 벵골 매개 aPDT가 칸디다 글라브라타(Candida glabrata) 를 효과적으로 비활성화하고 몸집이 작은 콜로니를 유도하여 독특한 절차를 제시한다는 것을 보여줍니다.
Abstract
칸디다혈증 환자의 사망률이 40%에 달하는 약물 내성 칸디다균과 그들의 작은 돌연변이는 여전히 주요 치료 과제로 남아 있습니다. 항균 광역학 요법(aPDT)은 항생제/항진균제와 달리 여러 진균 구조를 표적으로 하여 내성을 억제할 수 있습니다. 몸집이 작은 콜로니를 유도하는 전통적인 방법은 에티듐 브로마이드 또는 플루코나졸에 의존하는데, 이는 약물 감수성과 스트레스 반응에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 연구는 약물 내성 칸디다 글라브라타 분리물(Candida glabrata isolate)과 싸우기 위해 녹색광(피크 520nm)과 로즈 벵골(RB) 광감작제의 적용을 조사했습니다. 그 결과, aPDT 치료는 세포 성장을 크게 억제하고(≥99.9% 감소) 몸집이 작은 콜로니 형성을 효과적으로 유도하는 것으로 나타났으며, 이는 미토콘드리아 산화 환원 지시자 염색의 크기 감소와 손실로 입증되었습니다. 이 연구는 aPDT가 시험관 내에서 다제내성 C. glabrata 균주에서 몸집이 작은 콜로니를 유도할 수 있다는 초기 증거를 제공하여 내성 진균 감염과 싸우기 위한 잠재적으로 혁신적인 접근 방식을 제공합니다.
Introduction
진균 감염, 특히 칸디다 알비칸스(Candida albicans)와 점점 더 약물 내성이 강해지는 칸디다 글라브라타(Candida glabrata)에 의한 감염은 전 세계적으로 심각한 위협이 되고 있습니다1. 이러한 감염은 특히 입원 환자와 면역 체계가 약한 환자에게 치명적일 수 있습니다. 항진균제 내성이 증가하면 특히 칸디다 알비칸스(Candida albicans)로 인한 사망률이 높은 중증 진균 감염인 침습성 칸디다증(invasive candidiasis)의 통제를 위협합니다 2. 내성 균주는 효과적인 치료를 방해하여 잠재적으로 복잡성과 사망률을 증가시킬 수 있습니다. 미국 캘리포니아주 알라메다 카운티에서는 C. glabrata가 가장 널리 퍼진 침입종이 되었다3. 칸디다 종의 유병률 및 분포에 대한 이러한 변화는 지역 의료 관행, 환자 인구 통계, 항진균제의 활용 및 칸디다 감염에 대한 위험 요인의 유병률에 의해 영향을 받을 수 있습니다.
기능적 미토콘드리아가 없는 칸디다의 몸집이 작은 돌연변이는 이 세포소기관이 약물 반응, 독성 및 스트레스 저항성에 어떻게 영향을 미치는지 보여줍니다 4,5. C. glabrata는 이러한 군체를 쉽게 형성하여 폴리엔에 대한 민감성을 얻는 동시에 아졸에 대한 민감성을 잃는다6. 아졸 민감성과 호흡 기능은 복잡하게 연결되어 있으며, 호흡 감소는 미토콘드리아 DNA 손실을 통해 저항성을 유발한다7. 아졸 저항성을 가진 C. glabrata의 몸집이 작은 집락은 플루코나졸 치료를 받는 골수 이식 수혜자의 인간 대변 샘플에서 분리되었습니다8 및 혈류 감염 환자의 혈액 배양 병에서 분리되었습니다9. 약물 내성, 독성 및 스트레스 반응에 대한 잠재적 영향은 임상적 중요성을 강조합니다. 또한, 이들의 뚜렷한 특성은 미토콘드리아 생물학5의 근본적인 질문을 조사하는 데 유용한 도구가 된다. 몸집이 작은 돌연변이에 대한 연구가 계속됨에 따라 임상 및 기초 연구에서의 응용 분야가 확대될 것으로 보입니다.
이 연구는 광역학 요법(PDT)이 C. glabrata의 몸집이 작은 집락을 유도할 수 있음을 발견하여 C. glabrata 를 에티듐 브로마이드 또는 플루코나졸에 노출시키는 전통적인 기술을 넘어 방법의 범위를 확장할 수 있음을 발견했습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 연구는 PDT가 칸디다에서 몸집이 작은 콜로니 형성을 유도하는 첫 번째 보고 방법으로 밝혀졌으며, 이는 에티듐 브로마이드 및 플루코나졸의 확립된 효과를 능가합니다. 이 새로운 관찰은 독성을 감소시킴으로써 곰팡이 박멸과 저항 메커니즘의 출현에 대한 의미를 밝히기 위해 추가 연구를 필요로합니다.
RB 매개 PDT는 C. glabrata의 성장을 효과적으로 억제하여 칸디다 …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 대만 과학기술부[MOST 110-2314-B-006-086-MY3], 국립청쿵대학교[K111-B094], [K111-B095], 대만 국립청쿵대학교병원[NCKUH-11204031], [NCKUMCS2022057]의 지원을 받았습니다.
Materials
| 0.22 μm filter | Merck, Taipei, Taiwan | Millex, SLGVR33RS | |
| 1.5 mL microfuge tube | Neptune, San Diego, USA | #3745 | |
| 20% Triphenyltetrazolium chloride (TTC) | Sigma-Aldrich, MO, USA | T8877 | |
| 5 mL polypropylene round bottom tube | Corning, AZ, USA | 352059 | |
| 5 mL round-bottom tube with cell strainer cap | Corning, AZ, USA | Falcon, #352235 | |
| 96-well plate | Alpha plus, Taoyuan Hsien, Taiwan | #16196 | |
| Agar | BRS, Tainan, Taiwan | AG012 | |
| Blank disk | Advantec, Tokyo, Japan | 49005040 | |
| Centrifuge | Eppendorf, UK | 5415R | |
| Ethidium bromide solution | Sigma-Aldrich, MO, USA | E1510 | |
| Fluconazole, 2 mg/mL | Pfizer, NY, USA | BC18790248 | |
| GraphPad Prism | GraphPad Software | Version 7.0 | |
| Green light emitting diode (LED) strip | Nanyi electronics Co.,Ltd, Tainan, Taiwan | 5050 | Excitation wave: 500~550 nm |
| Low Temperature. shake Incubators | Yihder, Taipei, Taiwan | LM-570D (R) | |
| Mouth care cotton swabs | Good Verita Enterprise, Taipei, Taiwan | 161357 | |
| Muller Hinton II agar | BD biosciences, California, USA | 211438 | |
| Multimode microplate reader | Molecular Devices | SpectraMax i3x | |
| OD600 spectrophotometer | Biochrom, London, UK | Ultrospec 10 | |
| Rose Bengal | Sigma-Aldrich, USA | 330000 | stock concentration 40 mg/mL = 4%, prepare in PBS, stored at 4 °C |
| Sterilized glass tube | Sunmei, Tainan, Taiwan | AK45048-16100 | |
| Yeast Extract Peptone Dextrose Medium | HIMEDIA, India | M1363 |
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