Новаторское исследование Мичиганского государственного университета (MSU), опубликованное в журнале Nature Communications, раскрывает механизмы, с помощью которых супергрибок Candida auris с множественной лекарственной устойчивостью уникальным образом реконструирует свою клеточную стенку, чтобы выжить при лечении противогрибковыми препаратами. Это открытие знаменует значительный шаг вперёд в понимании и борьбе с одним из самых опасных грибковых патогенов, угрожающих госпитализированным пациентам во всём мире.
Под руководством профессора Тао Вана, финансируемого фондом Карла Брубекера на кафедре химии, исследователи сравнили C. auris с её более распространённым родственником Candida albicans. Хотя обе разновидности имеют схожую структуру клеточной стенки, исследование показало, что они используют совершенно разные стратегии для сопротивления эхинокандинам — классу противогрибковых препаратов первого ряда.
«Инвазивные инфекции, вызванные видами Candida, представляют растущую угрозу, особенно с распространением лекарственно-устойчивых видов, таких как C. auris, и осложнениями, связанными с кандидозом на фоне COVID-19», — сказал Ван. «Наше исследование даёт представление о том, как эти грибы адаптируются к лечению».
Используя передовую твердотельную ядерно-магнитную резонансную спектроскопию, команда обнаружила, что оба грибка испытывают уплотнение ключевых полисахаридов клеточной стенки, таких как β-1,6-глюканы и маннановые боковые цепи, при лечении противогрибковым препаратом каспофунгином.
Однако, в то время как C. albicans утолщает свою клеточную стенку и изменяет динамику хитина и глюкана в ответ, C. auris использует другой подход: она увеличивает выработку β-1,6-глюкана для сохранения своей структурной целостности.
Исследование также проливает свет на давно загадочную роль β-1,6-глюкана — малоизученного компонента клеточных стенок грибов, который, по-видимому, играет решающую роль в устойчивости к лекарствам.
«Удаление гена и последующий структурный анализ показали, что β-1,6-глюкан напрямую связан с тем, как C. auris реагирует на противогрибковые препараты, такие как микафунгин и каспофунгин», — пояснил Ван.
В междисциплинарную исследовательскую группу входили аспиранты MSU Калпана Сингх и Малита Диквелла Виданаге, приглашённый учёный Ифань Сюй (который в настоящее время поступает в докторантуру по химии MSU) и научный сотрудник Jayasubba Reddy Yarava.
Это междисциплинарное сотрудничество было усилено вкладом ведущих микробиологов, включая команду доктора Фредерика Ламота в Университетской больнице Лозанны и Университет Лозанны (Швейцария), доктора Нила А. Р. Гоу из Университета Эксетера (Великобритания) и доктора Пин Вана из Центра медицинских наук Университета штата Луизиана.
Исследование также выиграло от доступа к современному оборудованию в Национальной лаборатории высоких магнитных полей (Таллахасси, Флорида) при технической поддержке доктора Фредерика Ментинк-Вижье и доктора Фейт Скотт.
В конечном итоге исследование не только проясняет, как C. auris выживает при медикаментозном лечении, но и предлагает план разработки более эффективных противогрибковых терапий в будущем путём нацеливания на видоспецифичные структурные адаптации.
Michigan State University