Cambiamenti atipici nelle cellule di Candida albicans trattate con la Venetin

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 2844 (2023) Citare questo articolo

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Nella presente ricerca è stato caratterizzato l'effetto del complesso proteina-polisaccaride Venetin-1 ottenuto dal fluido celomico del lombrico Dendrobaena veneta sulle cellule di Candida albicans. Il composto ha distrutto le cellule fungine senza mostrare citotossicità sui fibroblasti della pelle umana, come dimostrato in studi precedenti. Poiché ha avuto un effetto sulla parete e sulla membrana cellulare dei funghi, questo complesso è stato confrontato con il noto antibiotico antifungino fluconazolo. Entrambe le preparazioni hanno disturbato la divisione delle cellule di lievito e hanno portato alla formazione di aggregati e catene di cellule non separate, come illustrato mediante colorazione con fluorocromi. La colorazione fluorescente della parete cellulare con Calcofluor white ha facilitato il confronto dei tipi di aggregati formati dopo l'azione di entrambe le sostanze. L'analisi effettuata con l'utilizzo del Rosso Congo ha dimostrato che Venetin-1 ha esposto strati più profondi della parete cellulare, mentre tale effetto non era visibile dopo l'utilizzo del fluconazolo. L'analisi FTIR ha confermato i cambiamenti nello strato di mannoproteine ​​della parete cellulare dopo l'applicazione del complesso Venetin-1. La colorazione con rodamina 123 e l'uso della citometria a flusso hanno consentito il confronto dei cambiamenti nei mitocondri. Sono stati osservati mitocondri significativamente allungati dopo l'applicazione di Venetin-1, ma non dopo l'applicazione dell'antibiotico classico. La microscopia a contrasto di fase ha rivelato l'allargamento del vacuolo dopo l'applicazione di Venetin-1. L'analisi citofluorimetrica delle cellule di C. albicans trattate con Venetin-1 e fluconazolo ha mostrato che entrambe le sostanze hanno causato una significativa diminuzione della vitalità cellulare.

I progressi della medicina hanno subito una notevole accelerazione negli ultimi anni sia in termini di chirurgia che di trattamento di malattie croniche e infezioni. Pertanto, il numero di pazienti con un sistema immunitario indebolito a seguito di trattamenti chirurgici, terapia antibiotica, chemioterapia o trattamenti nelle unità di terapia intensiva ospedaliera (ICU) è aumentato1,2,3,4. Il lato oscuro di questa situazione è il crescente numero di infezioni nosocomiali. Sono causate, tra l’altro, dall’uso eccessivo di antibiotici, che porta allo sviluppo di resistenza microbica ai farmaci di uso comune5. Le infezioni da agenti patogeni nosocomiali prolungano la permanenza del paziente in una struttura sanitaria e aumentano i costi del trattamento2,3,6.

I funghi Candida, in particolare la Candida albicans, sono un esempio di agenti patogeni che causano tali infezioni. C. albicans è un patogeno opportunista che vive commensalmente sulla superficie della pelle e delle mucose e come parte della microflora intestinale in soggetti sani7,8,9. Nei pazienti immunocompromessi, questo fungo provoca infezioni della pelle e delle mucose, nonché candidosi sistemica pericolosa per la vita e infezioni sistemiche7,10,11. Questo lievito è il quarto patogeno più comune nelle unità di terapia intensiva negli Stati Uniti e il primo in Europa3,4. Le infezioni ematiche da Candida associate ai ricoveri in terapia intensiva rappresentano circa il 40% dei casi, con il 9,3% dei pazienti che sviluppano sepsi2.

C. albicans deve il suo successo come agente patogeno all'elevata plasticità del genoma, alla capacità di creare biofilm, alla produzione di enzimi litici e alla capacità di aderire alle superfici7,9,11,12,13. I biofilm sono particolarmente pericolosi per i pazienti. Possono formarsi sia su superfici naturali che artificiali. I biofilm sono resistenti ad alte concentrazioni di antibiotici antifungini, il che li rende difficili da rimuovere, e sono una fonte di cellule patogene che possono creare nuovi focolai di infezione nel corpo7,14,15. Si stima che il tasso di mortalità nei soggetti infetti da Candida possa raggiungere il 40%2,3,16,17.

Il fluconazolo è uno degli antibiotici più comunemente usati nel trattamento della candidosi. È un antibiotico azolico che agisce inibendo l'enzima 14-α-sterolo demetilasi coinvolto nella sintesi degli steroli di membrana7. Ciò si traduce in un cambiamento nelle proprietà e nella struttura della membrana cellulare, che porta all'inibizione della crescita del fungo. Nonostante la bassa tossicità del fluconazolo per le cellule ospiti, il farmaco viene sempre più considerato inefficace nel trattamento della candidosi7. Ciò è causato dallo sviluppo di resistenza agli antibiotici da parte dei microrganismi attraverso mutazioni nel loro materiale genetico che portano ad un aumento del numero di pompe multifarmaco sulla superficie delle loro cellule7,18.