3

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 11687 (2023) Цитировать эту статью

255 доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Candida albicans, распространенный гриб человеческой флоры, может стать условно-патогенным микроорганизмом и вызывать инвазивный кандидоз у лиц с ослабленным иммунитетом. Образование биопленок является основной причиной устойчивости к антибиотикам при инфекциях C. albicans, а лечение клеток, образующих биопленки, является сложной задачей из-за их трудноизлечимого и стойкого характера. Целью исследования является изучение терапевтического потенциала природных соединений, вырабатываемых конкурентоспособными морскими бактериями, проживающими в морских биопленках, против биопленки C. albicans. С этой целью было обнаружено, что 3-гидроксикумарин (3HC), соединение, идентифицированное в супернатанте бесклеточной культуры морской бактерии Brevundimonas abyssalis, проявляет антибиопленочную и антигифальную активность как в отношении эталонных, так и клинических изолятов C. альбиканы. Соединение продемонстрировало значительное ингибирующее действие на биопленки и нарушило переход дрожжей в гифы, морщины и морфологию нитей при минимальной ингибирующей биопленку концентрации (MBIC) 250 мкг/мл. Интересно, что количественный ПЦР-анализ биопленки C. albicans, обработанной 3HC, выявил значительное подавление генов вирулентности (hst7, ume6, efg1, cph1, ras1, als1), связанных с адгезией и морфогенезом. Более того, 3HC проявлял нефунгицидные и нетоксичные свойства в отношении эритроцитов человека и буккальных клеток. В заключение, это исследование показало, что морские биопленки являются скрытым источником различных терапевтических препаратов, а 3HC может быть мощным препаратом для лечения инфекций, вызванных C. albicans.

Candida albicans — комменсальный полиморфный гриб, обычно обитающий на коже человека и на поверхности слизистых оболочек. Однако при определенных условиях, таких как недостаточность иммунной системы и дисбаланс микробиоты, этот вид грибков может стать патогенным и вызвать поверхностный кандидоз полости рта и влагалища, а также инвазивный кандидоз1,2. Исследования ежегодно регистрируют около 50 000 случаев смерти от инвазивного кандидоза, при этом C. albicans является наиболее зарегистрированным видом, на долю которого приходится 40–50% случаев3,4. Основным фактором, способствующим патогенезу C. albicans, является его способность образовывать биопленки как на биотических, так и на абиотических поверхностях, за которыми следуют другие основные признаки вирулентности, такие как переход дрожжей в гифы, нитевидная морфология, морфология морщин и секреция. протеолитических и липолитических ферментов5. Кроме того, характеристики вирулентности, включая адгезию, образование гиф и биопленок, позволяют C. albicans проникать в глубокие ткани для системных инфекций. Борьба с вирулентностью C. albicans включает четыре основных класса противогрибковых препаратов, включая полиены, эхинокандины, аналоги нуклеозидов и азолы6,7. Однако было обнаружено, что образование биопленок C. albicans приводит к генетической устойчивости к большинству используемых в настоящее время противогрибковых препаратов. Таким образом, существует острая необходимость в альтернативных терапевтических средствах для борьбы с инфекциями, опосредованными биопленками, и преодоления ограничений современных противогрибковых методов лечения. В этой среде поиск новых противокандидозных соединений является обязательным, особенно в природных средах, таких как морская среда.

Использование натуральных продуктов, таких как соединения, полученные из морских бактерий, открывает новые перспективы для разработки новых лекарственных средств. В естественных условиях окружающей среды морские биопленки состоят из многовидовых бактериальных сообществ, находящихся в непосредственной близости, с большим метаболитным и белковым обменом, а также скоординированным образом жизни. Эти сложные взаимодействия могут принести пользу или вред взаимодействующим группам бактерий и помочь бактериальным консорциумам поддерживать экологическое равновесие. Например, резидентные бактериальные сообщества устанавливают либо кооперативные (полезные), либо конкурентные (вредные) взаимодействия, которые влияют на последовательность биопленок, биомассу и устойчивость к стрессу. Несколько независимых исследований показали, что бактерии, ассоциированные с поверхностью, производят биологически активные соединения, имеющие клиническое значение, включая антибиотики и средства против биопленки8,9,10. Эти биологически активные агенты позволяют преодолеть конкуренцию за поверхностную колонизацию. Мы предположили, что некоторые из этих биологически активных соединений можно с успехом использовать для ингибирования патогенов человека.