Роль глюкози в індукції толерантності до амфотерицину B для лікування грибкового менінгіту

Вступ

C. neoformans є грибковим патогеном, який викликає менінгіт, який спричиняє приблизно 180 000 смертей щорічно у всьому світі. В цей час AmB є єдиним фунгіцидним препаратом, доступним для лікування грибкового менінгіту.

Генетична резистентність до AmB не є поширеним явищем для грибів, що викликають менінгіт, включаючи C. neoformans. Однак клінічні результати грибкового менінгіту значною мірою залежать від резистентності AmB.

Фунгістатична стійкість описує здатність субпопуляції грибів рости при концентраціях препарату вище мінімальної інгібуючої концентрації (МІК). Вкрай важливо зрозуміти, чи може бути викликана стійкість до AmB in vivo факторами господаря.

Про дослідження

Вплив метаболітів хазяїна на ефективність AmB для усунення C. neoformans оцінювали на основі стратегії скринінгу метаболітів і препаратів. З цією метою для скринінгу використовувався фенотиповий мікрочип BIOLOG, що містить 340 метаболітів.

Для кількісного визначення толерантності грибів до AmB використовувалися підходи на основі кривої часу знищення, такі як оцінка мінімальної тривалості знищення 99% клітин (MDK99).

Результати дослідження

Вищий середній відсоток виживання клітин спостерігався в клітинах, вирощених у культуральному середовищі, що містить метаболіти на основі фосфору, азоту та сірки. Навпаки, цей тип толерантності не спостерігався в клітинах, вирощених у середовищах, що містять вуглецеві метаболіти. Оскільки азотні, фосфорні та сірчані пластини BIOLOG містили високий рівень глюкози як джерела вуглецю, можливо, що глюкоза викликала толерантність до AmB.

За результатами експерименту встановлено позитивну кореляцію між концентрацією глюкози та толерантністю до AmB. Однак, коли глюкозу замінили галактозою, цей тип грибкової толерантності до AmB не спостерігався. Важливо, що індукована глюкозою толерантність AmB не залежала від макронутрієнтів.

Оцінка MDK99 показала, що глюкоза в мозку від двох до п’яти мілімолярів (мМ) може сильно викликати толерантність до AmB. Спинномозкову рідину (ЦСР) людини використовували для подальшої оцінки, оскільки це основне місце інфікування C. neoformans під час менінгіту.

У контрольному зразку спинномозкової рідини глюкозу видаляли за допомогою стратегії на основі глюкозооксидази (GOX). Тут толерантність до AmB спостерігалася в зразках СМР людини, інфікованих C. neoformans. Цікаво, що толерантності до AmB не спостерігалося в клітинах C. neoformans, які культивували в зразках СМР, оброблених ферментами без глюкози.

Виявлено, що грибковий регулятор Mig1 є ключовим визначальним фактором, який призводить до індукованої глюкозою толерантності AmB під час небезпечного для життя криптококового менінгіту. Мишача модель криптококового менінгіту виявила, що більшість інфікованих C. neoformans клітин у тканині мозку миші демонстрували ядерну локалізацію Mig1. Таким чином, глюкоза мозку може індукувати Mig1-опосередковану GR і проявляти толерантність до AmB.

Подальші експерименти на тваринах підтвердили роль Mig1 у вірулентності криптококів. Важливо, що Mig1 не впливає на стійкість до AmB; однак це ген, який є специфічним для протигрибкової толерантності.

Основним механізмом, за допомогою якого Mig1 опосередковує толерантність до AmB, є інгібування синтезу ергостеролу, який є основною мішенню AmB. Mig1 також сприяє виробленню інозитолфосфорилцераміду (IPC), який конкурує з AmB за ергостеролин.

Ліпідомні аналізи показали, що порушення Mig1 призводить до змін у кількох рівнях ліпідних компонентів мембрани, що свідчить про те, що Mig1 може відігравати важливу роль у зв’язку толерантності до AmB та цілісності мембрани. У сукупності ідентифікація Mig1 як гена, специфічного для толерантності, має багато потенційних медичних наслідків, оскільки його можна використовувати як терапевтичну мішень для покращення клінічних результатів.

Поточне дослідження також з’ясувало роль AbA у посиленні активності AmB проти толерантних клітин C. neoformans. Хоча сам по собі AbA продемонстрував обмежену ефективність у лікуванні криптококових інфекцій головного мозку, кращий терапевтичний ефект спостерігався на мишачій моделі криптококового менінгіту при поєднанні з AmB. Примітно, що терапевтична ефективність AbA-AmB витіснила клінічно рекомендовану комбінацію AmB-флуцитозин.

Висновки

Поточне дослідження показало, що глюкоза, яка у великій кількості присутня в мозку, індукує толерантність до грибка AmB через регулятор репресії глюкози Mig1 під час менінгіту. Потрібні подальші дослідження, щоб краще зрозуміти, чи впливають на толерантність до ліків фактори організму, крім глюкози. Крім того, необхідні додаткові дослідження, щоб визначити, чи високий рівень глюкози в крові впливає на фунгіцидну толерантність під час фунгемії.

ДЖЕРЕЛО: https://www.news-medical.net/