Inducción de pequeñas colonias en Candida glabrate a través de la terapia fotodinámica mediada por Rose Bengal
Summary
La importancia de las colonias pequeñas en la resistencia a los medicamentos de Candida spp. no se ha explorado completamente. La terapia fotodinámica antimicrobiana (aPDT) ofrece una estrategia prometedora contra las infecciones fúngicas resistentes a los medicamentos. Este estudio demuestra que la aPDT mediada por rosa de bengala desactiva eficazmente la Candida glabrata e induce colonias pequeñas, presentando un procedimiento único.
Abstract
Frente a una tasa de mortalidad del 40% en pacientes con candidemia, la Candida resistente a los medicamentos y sus pequeños mutantes siguen siendo un desafío importante para el tratamiento. La terapia fotodinámica antimicrobiana (aPDT) se dirige a múltiples estructuras fúngicas, a diferencia de los antibióticos/antifúngicos, lo que puede frustrar la resistencia. Los métodos tradicionales para inducir colonias pequeñas se basan en el bromuro de etidio o el fluconazol, que pueden influir en la susceptibilidad a los medicamentos y en las respuestas al estrés. Este estudio investigó la aplicación de luz verde (pico 520 nm) y fotosensibilizador de rosa bengala (RB) para combatir un aislado de Candida glabrata resistente a los medicamentos. Los hallazgos revelaron que el tratamiento con aPDT inhibió significativamente el crecimiento celular (reducción del ≥99,9%) e indujo eficazmente la formación de colonias pequeñas, como lo demuestra la reducción del tamaño y la pérdida de la tinción del indicador redox mitocondrial. Este estudio proporciona evidencia inicial de que aPDT puede inducir colonias pequeñas en una cepa de C. glabrata multirresistente in vitro, ofreciendo un enfoque potencialmente transformador para combatir las infecciones fúngicas resistentes.
Introduction
Las infecciones fúngicas, en particular las causadas por Candida albicans y Candida glabrata, cada vez más resistente a los medicamentos, representan una grave amenaza mundial1. Estas infecciones pueden ser mortales, especialmente para los pacientes hospitalizados y aquellos con sistemas inmunitarios debilitados. El aumento de la resistencia a los antifúngicos amenaza el control de la candidiasis invasiva, una infección fúngica grave con alta mortalidad, especialmente de Candida albicans2. Las cepas resistentes dificultan el tratamiento eficaz, lo que puede aumentar tanto la complejidad como las tasas de mortalidad. En el condado de Alameda, California, EE.UU ., C. glabrata se ha convertido en la especie invasora más prevalente3. Este cambio en la prevalencia y distribución de las especies de Candida puede estar influenciado por las prácticas de atención médica locales, la demografía de los pacientes, la utilización de agentes antifúngicos y la prevalencia de factores de riesgo para las infecciones por Candida.
Pequeños mutantes en Candida, que carecen de mitocondrias funcionales, revelan cómo este orgánulo afecta la respuesta a los medicamentos, la virulencia y la resistencia al estrés 4,5. C. glabrata forma fácilmente estas colonias, ganando sensibilidad a los polienos mientras la pierde ante los azoles6. La sensibilidad a los azoles y la función respiratoria están estrechamente relacionadas, y la disminución de la respiración conduce a la resistencia a través de la pérdida de ADN mitocondrial7. Se han aislado pequeñas colonias de C. glabrata con resistencia a los azoles a partir de muestras de heces humanas de un receptor de trasplante de médula ósea sometido a tratamiento con fluconazol8 y de frascos de hemocultivo de pacientes con infecciones del torrente sanguíneo9. Sus posibles implicaciones en la resistencia a los fármacos, la virulencia y la respuesta al estrés ponen de manifiesto su importancia clínica. Además, sus propiedades distintivas los convierten en herramientas valiosas para investigar cuestiones fundamentales en la biología mitocondrial5. A medida que continúa la investigación sobre mutantes pequeños, es probable que se amplíen sus aplicaciones tanto en la investigación clínica como en la básica.
Este estudio descubrió que la terapia fotodinámica (TFD) puede inducir colonias pequeñas en C. glabrata, ampliando la gama de métodos más allá de las técnicas tradicionales de exposición de C. glabrata al bromuro de etidio o fluconazol.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este estudio revela que la PDT es el primer método reportado para inducir la formación de colonias pequeñas en Candida, superando los efectos establecidos del bromuro de etidio y el fluconazol. Esta nueva observación requiere una mayor exploración para desentrañar sus implicaciones tanto para la erradicación de hongos mediante la disminución de la virulencia como para la aparición de mecanismos de resistencia.
La TFD mediada por RB inhibe eficazmente el crecimiento de C. glabrata<…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo ha recibido financiación del Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán [MOST 110-2314-B-006-086-MY3], la Universidad Nacional Cheng Kung [K111-B094], [K111-B095], el Hospital Universitario Nacional Cheng Kung, Taiwán [NCKUH-11204031], [NCKUMCS2022057].
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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