Макрофаги защищают патогенные дрожжи от противогрибковых средств

Дрожжи Candida glabrata являются как нормальной частью микробиома человека, так и оппортунистическими патогенами, вызывающими заражение крови. В последние годы все чаще встречается резистентность C. glabrata к противогрибковым препаратам. Так, было показано, как в ходе инфекции из популяции чувствительных к эхинокандинам дрожжей появляется резистентная субпопуляция. Есть предположение, что устойчивость возникает благодаря тому, что часть чувствительных дрожжей переживает летальные дозы препарата внутри организма-хозяина. Рост таких организмов подавлен из-за стрессоров окружающей среды, что увеличивает их устойчивость. После того, как концентрация антибиотика снизится, эта субпопуляция может дать начало новой инфекции, также в ней могут возникать мутации, способствующие резистентности.

C. glabrata могут выживать и реплицироваться в макрофагах. Как такие внутриклеточные дрожжи отвечают на противогрибковые препараты, неясно. В новой работе американские ученые показали, что дрожжи в составе макрофагов способствуют развитию устойчивости к эхинокандинам. Однако противогрибковое средство с другим механизмом работы убивает персистирующие дрожжи и препятствует развитию устойчивости.

Авторы изучили два изолята со схожими минимальными ингибирующими концентрациями (МИК): референсный штамм CBS138 и клинический изолят Q36. Макрофаги THP1 контактировали с дрожжами три часа, после чего их отмыли от неприкрепившихся дрожжей. На внутриклеточные дрожжи и на дрожжи в культуре воздействовали противогрибковыми препаратами в концентрациях, в два раза превышающих МИК. Оценивали выживаемость и пролиферацию грибков. C. glabrata в составе макрофагов были значительно менее чувствительными ко всем препаратам. При обработке различными концентрациями микафунгина выживаемость таких дрожжей была выше в 100–1000 раз.

Через 24 часа воздействия микафунгина клетки C. glabrata высвободили из макрофагов. Такие дрожжи могли формировать колонии, заражать и пролифелировать в макрофагах. Эти и другие данные говорят о том, что внутриклеточные дрожжи обладают всеми свойствами персистирующих клеток.

Резистентность внутриклеточных дрожжей не была связана с тем, что противогрибковые средства не могут проникнуть внутрь макрофага. Дрожжи выживали несмотря на то, что концентрация микафунгина быстро превышала МИК в 256 раз. Внутриклеточные C. glabrata также выживали лучше, чем дрожжи в культуре, под действием каспофунгина и амфотерицина В. Резистентный фенотип сохраняется некоторое время.

Мышей заражали штаммом CBS138, после чего лечили их каспофунгином или вводили PBS. Через два или шесть дней после лечения собирали селезенку и почки. У контрольных мышей в селезенке количество грибков снизилось сильнее, чем в почках, вероятно, под действием макрофагов. Интересно, что у мышей под действием каспофунгина в почках число грибков снизилось значительно, но на число C. glabrata в селезенке препарат почти не повлиял. Вероятно, богатые макрофагами анатомические ниши содержат устойчивые дрожжи. И это не было связано с тем, что каспофунгин не может проникать в селезенку.

Устойчивость дрожжей была связана с недостатком нутриентов и повышенным уровнем активных форм кислорода (АФК) в макрофагах. Попадание в макрофаг заставляет C. glabrata столкнуться со стрессами (АФК, недостатком нутриентов, низкими pH), что приводит к снижению уровней транскрипции и трансляции и быстрому приобретению устойчивости.

Персистирующие бактерии составляют резервуар, из которого могут возникнуть резистентные колонии. То же было показано для C. glabrata: внутриклеточные дрожжи могут быть источником мутаций, придающих резистентность к противогрибковым препаратам.

Препарат амфотерицин B формирует поры и действует как на пролиферирующие, так и на не пролиферирующие клетки. Авторы показали, что амфотерицин B лучше работает на внутриклеточных дрожжах, чем микафунгин или каспофунгин. Этот препарат может убивать дрожжи, развившие устойчивость к микафунгину. Полученные результаты показывают, что, перемежая эхинокандины и амфотерицин B, потенциально можно избавиться от резервуара внутриклеточных C. glabrata и предотвратить развитие резистентности.

Новое противогрибковое средство выделили из патогена картофеля