לאחרונה מיקרוביולוגיה של הטבע חוקר את המנגנון האחראי לסבילות אמפוטריצין B (AmB). Cryptococcus neoformans.
לימוד: גלוקוז במוח משרה סבילות של Cryptococcus neoformans לאמפוטריצין B במהלך דלקת קרום המוח. קרדיט תמונה: Kateryna Kon / Shutterstock.com
רקע כללי
C. neoformans הוא פתוגן פטרייתי הגורם לדלקת קרום המוח, הגורם לכ-180,000 מקרי מוות מדי שנה ברחבי העולם. נכון לעכשיו, AmB היא התרופה קוטל הפטריות היחידה הזמינה לטיפול בדלקת קרום המוח פטרייתית.
עמידות גנטית ל-AmB אינה תופעה שכיחה לפטריות הגורמות לדלקת קרום המוח, כולל C. neoformans. עם זאת, התוצאות הקליניות של דלקת קרום המוח קריפטוקוקלית תלויות באופן משמעותי בעמידות ל-AmB.
סבילות פטרייתית מתארת את היכולת של תת-אוכלוסיית פטריות לגדול בריכוזי תרופה מעל הריכוז המעכב המינימלי (MIC). זה הכרחי להבין האם ניתן להפעיל סובלנות AmB in vivo לפי גורמי מארח.
לגבי המחקר
ההשפעה של מטבוליטים מארח על היעילות של AmB לחסל C. neoformans הוערך בהתבסס על אסטרטגיית סקר מטבוליטים-תרופות. לשם כך, נעשה שימוש במיקרו-מערך פנוטיפ של BIOLOG המכיל 340 מטבוליטים עבור ההקרנה.
גישות מבוססות עקומת הרג זמן, כגון הערכת משך הזמן המינימלי להריגת 99% מהתאים (MDK99), שימשו כדי לכמת סבילות פטרייתית ל-AmB.
ממצאי המחקר
אחוז הישרדות תאים ממוצע גבוה יותר נצפה בתאים שגדלו במצעי תרבית המכילים מטבוליטים מבוססי זרחן, חנקן וגופרית. לעומת זאת, סוג זה של סובלנות לא נצפה בתאים שגדלו במדיה המכילה מטבוליטים מבוססי פחמן. מכיוון שצלחות BIOLOG-חנקן, -זרחן וגופרית הכילו רמה גבוהה של גלוקוז כמקור פחמן, ייתכן שגלוקוז גרם לסבילות ל-AmB.
בהתבסס על תוצאות ניסוי, נקבע מתאם חיובי בין ריכוז גלוקוז וסבילות ל-AmB. עם זאת, כאשר הגלוקוז הוחלף בגלקטוז, סוג זה של סבילות פטרייתית ל-AmB לא נצפה. חשוב לציין, סבילות ל-AmB הנגרמת על ידי גלוקוז הייתה בלתי תלויה במאקרו-נוטריינטים.
הערכת MDK99 גילתה כי גלוקוז במוח בין שניים לחמישה מילימולרי (mM) יכול לגרום מאוד לסובלנות ל-AmB. בנוזל מוחי שדרתי אנושי (CSF) שימש להערכה נוספת, שכן הוא האתר הראשי של C. neoformans זיהום במהלך דלקת קרום המוח.
בדגימת ה-CSF הבקרה, הגלוקוז הוסר באמצעות אסטרטגיה מבוססת גלוקוז אוקסידאז (GOX). כאן, נצפתה סובלנות AmB ב C. neoformans-נגוע דגימות CSF אנושיות. מעניין לציין שלא נצפתה סובלנות ל-AmB C. neoformans תאים שהורבו בדגימות CSF נטולות גלוקוז שטופלו אנזימטית.
הרגולטור הפטרייתי Mig1 נמצא כגורם מרכזי שקובע המוביל לסבילות ל-AmB הנגרמת על ידי גלוקוז במהלך דלקת קרום המוח קריפטוקוקלית מסכנת חיים. מודל העכבר של דלקת קרום המוח קריפטוקוקלית חשף כי רוב C. neoformans-נגוע תאים ברקמת מוח של עכבר הציגו לוקליזציה גרעינית של Mig1. לפיכך, גלוקוז במוח עשוי לעורר GR בתיווך Mig1 ולהפעיל סובלנות ל-AmB.
ניסויים נוספים המבוססים על בעלי חיים אישרו את תפקידו של Mig1 בארסיות קריפטוקוקלית. חשוב לציין, Mig1 אינו משפיע על התנגדות AmB; עם זאת, זהו גן ספציפי לסבילות נגד פטריות.
המנגנון הבסיסי שבאמצעותו Mig1 מתווך סבילות ל-AmB הוא באמצעות עיכוב הסינתזה של ארגוסטרול, שהוא היעד העיקרי של AmB. Mig1 גם מקדם את הייצור של אינוסיטולפוספורילסרמיד (IPC), שמתחרה עם AmB על ארגוסטרול.
ניתוחים ליפידומיים הצביעו על כך שהשיבוש של Mig1 מוביל לשינויים במספר רמות מרכיבי השומנים של הממברנה, מה שמצביע על כך ש-Mig1 יכול למלא תפקיד חשוב בקישור סבילות ל-AmB ושלמות הממברנה. ביחד, לזיהוי של Mig1 כגן ספציפי לסובלנות יש השלכות רפואיות פוטנציאליות רבות, שכן הוא יכול לשמש כיעד טיפולי לשיפור התוצאות הקליניות.
המחקר הנוכחי גם הבהיר את תפקידה של AbA בהחמרת פעילות AmB נגד סובלנית C. neoformans תאים. למרות ש-AbA לבדה הראתה יעילות מוגבלת בטיפול בזיהומי מוח קריפטוקוקליים, נצפתה השפעה טיפולית טובה יותר במודל עכבר של דלקת קרום המוח קריפטוקוקלית בשילוב עם AmB. יש לציין כי היעילות הטיפולית של AbA-AmB החליפה את השילוב המומלץ קלינית של AmB-flucytosine.
מסקנות
המחקר הנוכחי חשף שגלוקוז, שנמצא בשפע במוח, משרה סבילות ל-AmB פטרייתית דרך מווסת דיכוי הגלוקוז Mig1 במהלך דלקת קרום המוח. יש צורך במחקר עתידי כדי להבין טוב יותר אם גורמים מארח אחרים מלבד גלוקוז משפיעים על סבילות לתרופות. יתר על כן, נדרשים מחקרים נוספים כדי לקבוע אם רמות גבוהות של גלוקוז בדם משפיעות על סבילות קוטל פטריות במהלך פטריות.
