Wpływ ekspresji genów na oporność Candida albicans na flukonazol

Jak przebiegał projekt badania i jakie dane demograficzne objęto analizą?

Badanie obserwacyjne przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Düzce w Turcji analizowało związek między ekspresją genów ERG11 i SAP2 a opornością na flukonazol oraz aktywnością proteinazy w szczepach Candida albicans. Badanie objęło 127 szczepów C. albicans wyizolowanych z różnych próbek klinicznych w okresie jednego roku.

Badana populacja obejmowała szczepy C. albicans pochodzące od pacjentów w wieku od 0 do 93 lat (średnia wieku 55,8 lat), z czego 62% pochodziło od kobiet, a 38% od mężczyzn. Większość próbek (66,1%) stanowił mocz, następnie wydzielina z pochwy (13,3%) i plwocina (9,4%). Pozostałe próbki pochodziły z krwi, ran, aspiratu tchawiczego i innych źródeł. 45% szczepów wyizolowano od pacjentów hospitalizowanych, 37% od pacjentów ambulatoryjnych, a 18% z oddziałów intensywnej terapii.

Jak oceniono wrażliwość na flukonazol oraz aktywność proteinazy?

W ocenie wrażliwości na flukonazol metodą mikrorozcieńczeń w bulionie, zgodnie z wytycznymi EUCAST, 96,86% szczepów było wrażliwych na flukonazol, natomiast 3,14% wykazywało oporność. Wartości MIC dla flukonazolu wahały się od 0,125 do 32 μg/ml, przy czym większość szczepów (49,6%) wykazywała MIC na poziomie 0,125 μg/ml. Po przedłużonej 48-godzinnej inkubacji, 29,92% szczepów wykazało wzrost wartości MIC, podczas gdy u 70,08% nie zaobserwowano zmian. U trzech szczepów nastąpiło przejście z profilu wrażliwego do dawkozależnie wrażliwego. Nie stwierdzono jednak przypadków zmiany z profilu wrażliwego na oporny, co wskazuje na niski poziom tolerancji na flukonazol w badanej populacji szczepów.

Aktywność proteinazy, badana metodą płytkową YNB-BSA, została wykryta u 81,11% szczepów. Większość z nich (71,65%) wykazywała wysoką aktywność proteinazy (4+), 8,66% umiarkowaną (3+), a 0,78% słabą (1+). Nie znaleziono statystycznie istotnego związku między aktywnością proteinazy a wrażliwością na flukonazol (p=0,718).

Czy ekspresja genów ERG11 i SAP2 ma wpływ na oporność na azole?

Badacze przeprowadzili analizę ekspresji genów ERG11 i SAP2 za pomocą ilościowej reakcji PCR z odwrotną transkryptazą (qRT-PCR) na 44 losowo wybranych szczepach. Jako gen referencyjny wykorzystano ACT1, a szczep C. albicans ATCC 90028 posłużył jako kontrola do normalizacji wyników. Wśród badanych szczepów, 25 wykazało wyższą ekspresję ERG11, a 14 niższą w porównaniu ze szczepem referencyjnym ATCC 90028. W przypadku genu SAP2, 13 szczepów wykazało wyższą ekspresję, 12 niższą, a u 19 nie wykryto ekspresji. Interesująco, stwierdzono umiarkowaną dodatnią korelację między poziomami ekspresji ERG11 i SAP2 (p<0,001, r=0,655) u szczepów wykazujących ekspresję obu genów.

Nie znaleziono statystycznie istotnego związku między poziomami ekspresji ERG11 i SAP2 a opornością na flukonazol. Jednak zaobserwowano istotną korelację między wzrostem wartości MIC flukonazolu po 48 godzinach a poziomami ekspresji ERG11 (p=0,037), podczas gdy nie stwierdzono takiej korelacji z poziomami SAP2. Nie wykazano również znaczącej różnicy w ekspresji ERG11 i SAP2 między szczepami produkującymi proteinazę a szczepami niewykazującymi tej aktywności.

Warto zauważyć, że w niektórych szczepach obserwowano znacznie podwyższoną ekspresję badanych genów. Na przykład, w szczepie nr 29 stwierdzono 333-krotny wzrost ekspresji ERG11 i 168,9-krotny wzrost ekspresji SAP2 w porównaniu ze szczepem referencyjnym. Podobnie wysokie poziomy ekspresji ERG11 zaobserwowano w szczepach nr 464 (67,65-krotny wzrost) i nr 712 (72,01-krotny wzrost).

Jakie kliniczne implikacje niosą ze sobą wyniki badań?

Badanie to wpisuje się w szerszy kontekst narastającego problemu oporności na leki przeciwgrzybicze. Autorzy przytaczają dane z innych krajów, które wskazują na stopniowy wzrost oporności na flukonazol wśród szczepów C. albicans w ciągu ostatnich 20 lat. W badaniu przeprowadzonym w Chinach w 2022 roku oporność na flukonazol wśród szczepów C. albicans wynosiła 4,16%, podczas gdy w USA stwierdzono oporność na poziomie zaledwie 0,5%. Wynik uzyskany w omawianym badaniu (3,14%) jest więc zbliżony do danych chińskich.

Autorzy podkreślają, że mechanizmy oporności na azole u Candida są złożone i obejmują między innymi modyfikacje w demetylazie lanosterolu (ERG11p) i biosyntezie ergosterolu, mutacje w genach transkrypcyjnych, takich jak UPC2, tac1 i mrr1, oraz nadekspresję pomp efflux związanych z genami transporterowymi CDR1, CDR2, MDR1, PDR16 i SNQ2.

Wyniki badania wskazują na umiarkowaną dodatnią korelację między wartościami ekspresji ERG11 i SAP2 oraz istotną korelację między ekspresją ERG11 a tolerancją na flukonazol. Biorąc pod uwagę, że obecność proteinazy jest czynnikiem wirulencji w szczepach C. albicans, badacze sugerują potrzebę dalszych, zakrojonych na szerszą skalę badań w celu określenia związku między rodziną genów SAP a opornością na leki przeciwgrzybicze, jak również relacji między wartościami ekspresji ERG11 i SAP2.

Badanie to przyczynia się do lepszego zrozumienia mechanizmów oporności na flukonazol u C. albicans i podkreśla znaczenie monitorowania ekspresji genów związanych z opornością w kontekście klinicznym. Wyniki mogą mieć implikacje dla przyszłych strategii leczenia zakażeń wywołanych przez Candida albicans, szczególnie w przypadkach oporności na leki azolowe.

Podsumowanie

Badanie obserwacyjne przeprowadzone w Turcji objęło analizę 127 szczepów Candida albicans pod kątem związku między ekspresją genów ERG11 i SAP2 a opornością na flukonazol. Większość próbek pochodziła z moczu (66,1%), a średnia wieku pacjentów wynosiła 55,8 lat. W badaniu wykazano, że 96,86% szczepów było wrażliwych na flukonazol, a 81,11% wykazywało aktywność proteinazy. Analiza ekspresji genów ERG11 i SAP2 na 44 wybranych szczepach ujawniła umiarkowaną dodatnią korelację między poziomami ich ekspresji oraz istotną korelację między ekspresją ERG11 a tolerancją na flukonazol. Wyniki badania przyczyniają się do lepszego zrozumienia mechanizmów oporności na flukonazol u C. albicans i podkreślają znaczenie monitorowania ekspresji genów w kontekście klinicznym.