Jak badania laboratoryjne zmieniają podejście do oporności na leki?
Badanie przedstawia wyniki kompleksowej analizy laboratoryjnej, mającej na celu określenie wpływu mutacji w czynnikach transkrypcyjnych związanych z opornością na flukonazol na wrażliwość na manogepiks (aktywny składnik proleku fosmanogepiks) u różnych gatunków Candida.
W badaniu analizowano izolaty kliniczne oraz laboratoryjnie zmodyfikowane szczepy Candida auris, Candida albicans, Candida parapsilosis i Candida glabrata. Wszystkie badane gatunki charakteryzowały się różnymi mechanizmami oporności na flukonazol, głównie związanymi z mutacjami w genach czynników transkrypcyjnych, które regulują ekspresję transporterów błonowych.
Inwazyjne kandydozy są związane ze znaczną zachorowalnością i śmiertelnością, szacuje się, że rocznie ponad 400 000 osób umiera z powodu inwazyjnej kandydozy, a średni wskaźnik śmiertelności wynosi 35%. Większość infekcji jest powodowana przez pięć gatunków Candida: C. albicans, C. glabrata, C. tropicalis, C. parapsilosis i C. krusei. Ponadto C. auris stał się globalnym zagrożeniem dla zdrowia ze względu na tendencję do wywoływania ognisk zakażeń w środowisku opieki zdrowotnej i wysokie wskaźniki oporności na leki przeciwgrzybicze.
- Inwazyjne kandydozy powodują śmierć ponad 400 000 osób rocznie, ze średnim wskaźnikiem śmiertelności 35%
- Główne patogeny to: C. albicans, C. glabrata, C. tropicalis, C. parapsilosis i C. krusei
- C. auris stanowi szczególne zagrożenie ze względu na wysoką oporność na leki i zdolność do wywoływania ognisk zakażeń
- Mutacje powodujące oporność na flukonazol mogą również zmniejszać skuteczność nowego leku – manogepiksu
Czy fosmanogepix przełamuje oporność grzybiczą?
Fosmanogepix jest prolekiem aktywnego związku manogepiks, który działa poprzez hamowanie enzymu Gwt1, kluczowego w szlaku glikozylofosfatydyloinozytolowym i biosyntezie kotwic GPI, co prowadzi do naruszenia integralności ściany komórkowej. Z wyjątkiem mniej powszechnych gatunków C. krusei, C. inconspicua i C. kefyr, manogepiks wykazuje szerokie spektrum działania fungistatycznego przeciwko gatunkom Candida.
Badacze skupili się na ocenie, czy mutacje w genach TAC1B (u C. auris), TAC1 (u C. albicans i C. parapsilosis) oraz PDR1 (u C. glabrata), które powodują nadekspresję transporterów z rodziny ABC i przyczyniają się do oporności na flukonazol, mogą również wpływać na wrażliwość na manogepiks. Wcześniejsze badania wykazały, że wrażliwość na manogepiks może być związana z działaniem pomp efflux, ponieważ transportery ABC (CDR11 i SNQ2) w C. albicans oraz transporter MFS (MDR1) w C. parapsilosis wpływają na wrażliwość na ten lek.
Jak mutacje w różnych gatunkach Candida wpływają na skuteczność leczenia?
W przypadku C. auris, wprowadzenie mutacji w genie TAC1B (A640V, A657V lub F862_N866del) do wrażliwego szczepu spowodowało 2-4-krotne zwiększenie wartości MIC manogepiksu. Inaktywacja genu CDR1 (kodującego transporter ABC) w szczepach z mutacjami TAC1B przywracała wrażliwość na manogepiks, podczas gdy inaktywacja MDR1 (kodującego transporter MFS) nie miała wpływu na wrażliwość. Wyniki te wskazują, że CDR1 jest głównym czynnikiem odpowiedzialnym za zmniejszoną wrażliwość na manogepiks u szczepów C. auris z aktywującymi mutacjami w TAC1B.
W przypadku C. albicans, izolaty kliniczne oporne na flukonazol z mutacjami w TAC1 (G980E, N977D, A736V/D∆962-969 lub N972D) wykazywały 2-4-krotnie wyższe wartości MIC manogepiksu w porównaniu z odpowiadającymi im wrażliwymi izolatami. Wprowadzenie allelu TAC1 z mutacją N972D do szczepu laboratoryjnego również skutkowało 2-krotnym zwiększeniem wartości MIC manogepiksu. W C. albicans głównym czynnikiem oporności na flukonazol jest nadekspresja genu transportera ABC CDR1 spowodowana aktywującymi mutacjami w czynniku transkrypcyjnym TAC1.
U C. parapsilosis, izolat kliniczny z mutacją TAC1 G650E wykazywał 2-krotnie wyższą wartość MIC manogepiksu w porównaniu z jego pochodną z poprawionym (dzikim) allelem TAC1. Inaktywacja genów transporterów CDR1A, CDR1B lub CDR1C pojedynczo lub w kombinacjach dwóch genów nie miała wpływu na wartość MIC manogepiksu, a inaktywacja wszystkich trzech genów spowodowała tylko 1-krotne zmniejszenie MIC, sugerując, że inne geny docelowe TAC1 mogą przyczyniać się do zmniejszonej wrażliwości na manogepiks. W C. parapsilosis oporność jest częściowo spowodowana nadekspresją CDR1, CDR1B i CDR1C z powodu aktywujących mutacji w TAC1.
W przypadku C. glabrata, izolat kliniczny oporny na flukonazol z mutacją PDR1 L946S oraz pochodna wrażliwego izolatu z wprowadzonym allelem PDR1 z tą mutacją wykazywały 1-krotnie wyższe wartości MIC manogepiksu. Inaktywacja genu SNQ2 w szczepie z mutacją PDR1 L946S przywracała wrażliwość na manogepiks, podczas gdy inaktywacja CDR1 lub PDH1 nie miała wpływu. Inaktywacja wszystkich trzech transporterów razem powodowała 5-krotne zmniejszenie MIC manogepiksu. W C. glabrata oporność na flukonazol jest prawie wyłącznie spowodowana aktywującymi mutacjami w genie czynnika transkrypcyjnego PDR1, które prowadzą do nadekspresji genów transporterów CDR1, PDH1 i SNQ2, samodzielnie lub w kombinacji.
- C. auris: głównym czynnikiem oporności jest transporter CDR1
- C. albicans: oporność związana z transporterami CDR1 i CDR2
- C. parapsilosis: częściowa oporność poprzez CDR1A i CDR1C
- C. glabrata: oporność głównie przez transporter SNQ2
- Fosmanogepix wykazuje obiecujące wyniki w badaniach klinicznych, ale jego skuteczność może być ograniczona u pacjentów z opornością na flukonazol
Jak przekuć odkrycia w praktykę kliniczną?
Wyniki badania wskazują, że mutacje w czynnikach transkrypcyjnych, które przyczyniają się do oporności na flukonazol u różnych gatunków Candida, mogą również wpływać na wrażliwość na manogepiks. Zmniejszona wrażliwość na manogepiks jest głównie związana z nadekspresją transporterów ABC: CDR1 u C. auris, prawdopodobnie CDR1 i CDR2 u C. albicans, częściowo CDR1A i CDR1C u C. parapsilosis oraz głównie SNQ2 u C. glabrata.
Fosmanogepix jest jednym z kilku leków przeciwgrzybiczych obecnie w późnych stadiach rozwoju i wykazał obiecujące wyniki w badaniu fazy II u pacjentów bez neutropenii z kandydemią. Obiecujące wyniki zgłoszono również w leczeniu ograniczonej liczby pacjentów OIT z kandydemią wywołaną przez C. auris. Chociaż lek ten ogólnie wykazywał silne działanie in vitro przeciwko gatunkom Candida, w niektórych badaniach zaobserwowano korelację z wrażliwością na flukonazol.
Te odkrycia mają istotne implikacje kliniczne, ponieważ wyjaśniają wcześniej obserwowane korelacje między wrażliwością na flukonazol i manogepiks oraz sugerują, że izolaty oporne na flukonazol z określonymi mutacjami mogą również wykazywać zmniejszoną wrażliwość na manogepiks. Badanie dostarcza cennych informacji na temat mechanizmów oporności na manogepiks, co może pomóc w opracowaniu strategii leczenia zakażeń grzybiczych, szczególnie tych wywołanych przez szczepy oporne na flukonazol.
Podsumowanie
Badanie laboratoryjne koncentruje się na analizie wpływu mutacji w czynnikach transkrypcyjnych na oporność różnych gatunków Candida wobec manogepiksu, będącego aktywnym składnikiem proleku fosmanogepix. Wykazano, że mutacje odpowiedzialne za oporność na flukonazol mogą również zmniejszać wrażliwość na manogepiks, głównie poprzez nadekspresję transporterów ABC. W przypadku C. auris kluczową rolę odgrywa CDR1, dla C. albicans – prawdopodobnie CDR1 i CDR2, u C. parapsilosis częściowo CDR1A i CDR1C, a w przypadku C. glabrata – głównie SNQ2. Fosmanogepix, będący w zaawansowanej fazie badań klinicznych, wykazuje obiecujące rezultaty w leczeniu kandydemii, jednak jego skuteczność może być ograniczona u pacjentów z izolatami opornymi na flukonazol. Te odkrycia mają istotne znaczenie dla rozwoju skutecznych strategii terapeutycznych w leczeniu zakażeń grzybiczych.
