ローズベンガル媒介光線力学療法によるカンジダ炾粒体におけるプチコロニーの誘導
Summary
カンジダ属の薬剤耐性におけるプチコロニーの重要性は、十分には解明されていない。抗菌光線力学療法(aPDT)は、薬剤耐性真菌感染症に対する有望な戦略を提供します。この研究は、ローズベンガル媒介aPDTが カンジダグラブラタ を効果的に不活性化し、小柄なコロニーを誘導し、ユニークな手順を提示することを示しています。
Abstract
カンジダ血症患者の死亡率が40%であることから、薬剤耐性カンジダとその小変異体は依然として治療上の大きな課題となっています。抗菌光線力学療法(aPDT)は、抗生物質/抗真菌薬とは異なり、複数の真菌構造を標的とするため、耐性を阻害する可能性があります。プチコロニーを誘導する従来の方法は、エチジウムブロマイドまたはフルコナゾールに依存しており、薬物感受性およびストレス反応に影響を与える可能性があります。この研究では、薬剤耐性カンジダ・グラブラタ分離株と戦うための緑色光(ピーク520 nm)とローズベンガル(RB)光増感剤の適用を調査しました。その結果、aPDT処理は細胞増殖を有意に阻害し(≥99.9%減少)、サイズの縮小とミトコンドリア酸化還元インジケーター染色の喪失から明らかなように、プチコロニー形成を効果的に誘導することが明らかになりました。この研究は、aPDTがin vitroで多剤耐性C.glabrata株にプチコロニーを誘導できるという最初の証拠を提供し、耐性真菌感染症と闘うための潜在的に変革的なアプローチを提供します。
Introduction
真菌感染症、特に カンジダ・アルビカンス と薬剤耐性が増す カンジダ・グラブラタによって引き起こされる感染症は、深刻な世界的な脅威となっています1。これらの感染症は、特に入院患者や免疫力が低下している患者にとって致命的となる可能性があります。抗真菌耐性の上昇は、特に カンジダ・アルビカンスによる死亡率の高い重度の真菌感染症である侵襲性カンジダ症の制御を脅かしています2。耐性株は効果的な治療を妨げ、複雑さと死亡率の両方を増加させる可能性があります。米国カリフォルニア州アラメダ郡では、 C. glabrata が最も蔓延している侵入種となっています3。カンジダ種の有病率と分布のこの変化は、地域の医療慣行、患者の人口統計、抗真菌剤の利用、およびカンジダ感染症の危険因子の有病率の影響を受ける可能性があります。
機能的なミトコンドリアを欠くカンジダの小柄な変異体は、このオルガネラが薬物応答、病原性、およびストレス耐性にどのように影響するかを明らかにします4,5。C. glabrataはこれらのコロニーを容易に形成し、ポリエンに対する感受性を獲得し、アゾール6に失う。アゾール感受性と呼吸機能は複雑に関連しており、呼吸の減少はミトコンドリアDNA喪失を介して抵抗につながります7。アゾール耐性を持つC.グラブラタの小柄なコロニーは、フルコナゾール治療を受けている骨髄移植レシピエント8からのヒト糞便サンプル8および血流感染症患者の血液培養ボトル9から分離されています。薬剤耐性、病原性、およびストレス反応におけるそれらの潜在的な影響は、それらの臨床的意義を強調しています。さらに、それらの明確な特性により、ミトコンドリア生物学における基本的な問題を調査するための貴重なツールになります5。プチ変異体の研究が進むにつれて、臨床研究と基礎研究の両方での応用が拡大する可能性があります。
この研究では、光線力学療法(PDT)が C.glabrataの小柄なコロニーを誘導できることを発見し、 C.glabrata を臭化エチジウムまたはフルコナゾールに曝露する従来の技術を超えて方法の範囲を拡大しました。
Protocol
Representative Results
Discussion
この研究は、PDTがカンジダのプチコロニー形成を誘導する最初の報告された方法であり、臭化エチジウムとフルコナゾールの確立された効果を上回っていることを明らかにしました。この新しい観察は、病原性の低下による真菌の根絶と耐性メカニズムの出現の両方に対するその意味を解明するために、さらなる調査を必要とします。
RBを介したPDTは、 C.glabrataの?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、台湾の科学技術部[MOST 110-2314-B-006-086-MY3]、国立成功大学[K111-B094]、[K111-B095]、台湾の国立成功大学病院[NCKUH-11204031]、[NCKUMCS2022057]から資金提供を受けています。
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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