베네틴으로 처리한 칸디다 알비칸스 세포의 비정형 변화

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2844(2023) 이 기사 인용

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본 연구에서는 Dendrobaena veneta 지렁이의 체강액에서 얻은 단백질-다당류 복합체 Venetin-1이 Candida albicans 세포에 미치는 영향을 특성화했습니다. 이 화합물은 인간 피부 섬유아세포에 대한 세포독성을 나타내지 않고 곰팡이 세포를 파괴했는데, 이는 이전 연구에서 입증되었습니다. 이는 곰팡이 세포벽과 막에 영향을 미치기 때문에 이 복합체는 알려진 항진균 항생제인 플루코나졸과 비교되었습니다. 두 제제 모두 효모 세포의 분열을 방해하여 분리되지 않은 세포의 응집체와 사슬을 형성했는데, 이는 형광색소로 염색한 결과입니다. Calcofluor 백색을 사용한 세포벽의 형광 염색은 두 물질의 작용 후에 형성된 응집체 유형의 비교를 용이하게 했습니다. Congo red를 사용하여 수행한 분석에서는 Venetin-1이 세포벽의 더 깊은 층을 노출시키는 것으로 나타났으나 fluconazole을 사용한 후에는 그러한 효과가 나타나지 않았습니다. FTIR 분석을 통해 베네틴-1 복합체 적용 후 세포벽의 만노단백질 층의 변화를 확인했습니다. Rhodamine 123으로 염색하고 유동 세포 계측법을 사용하면 미토콘드리아의 변화를 비교할 수 있습니다. Venetin-1을 적용한 후에는 상당히 늘어난 미토콘드리아가 관찰되었지만 기존 항생제를 적용한 후에는 관찰되지 않았습니다. 위상차 현미경 검사에서는 Venetin-1 적용 후 액포 확대가 나타났습니다. 베네틴-1과 플루코나졸을 처리한 C. albicans 세포에 대한 유세포 분석 결과, 두 물질 모두 세포 생존율을 크게 감소시키는 것으로 나타났습니다.

최근 몇 년 동안 수술과 만성 질환 및 감염 치료 측면에서 의료 발전이 상당히 가속화되었습니다. 따라서 수술적 치료, 항생제 치료, 화학요법 또는 병원 중환자실(ICU)에서의 치료로 인해 면역력이 저하된 환자의 수가 증가했습니다1,2,3,4. 이 상황의 어두운 면은 병원 내 감염의 수가 증가하고 있다는 것입니다. 이는 특히 일반적으로 사용되는 약물에 대한 미생물 내성의 발달로 이어지는 항생제의 남용으로 인해 발생합니다5. 병원내 병원균에 의한 감염은 환자의 의료 시설 체류 기간을 연장하고 치료 비용을 증가시킵니다2,3,6.

칸디다 진균, 특히 칸디다 알비칸스는 이러한 감염을 일으키는 병원체의 예입니다. C. albicans는 건강한 피험자의 피부와 점막 표면과 장내 미생물의 일부로 공생하는 기회감염 병원체입니다. 면역력이 저하된 환자의 경우, 이 곰팡이는 피부와 점막의 감염뿐만 아니라 생명을 위협하는 전신 칸디다증 및 전신 감염을 유발합니다7,10,11. 이 효모는 미국에서 네 번째로 흔한 ICU 병원체이며 유럽에서는 첫 번째 병원체입니다3,4. ICU 입원과 관련된 칸디다 혈액 감염은 사례의 약 40%를 차지하며 환자의 9.3%에서 패혈증이 발생합니다2.

C. albicans는 게놈의 높은 가소성, 생물막 생성 능력, 용해 효소 생산 및 표면 부착 능력에 따라 병원체로서 성공을 거두었습니다. 생물막은 특히 환자에게 위험합니다. 자연 표면과 인공 표면 모두에서 형성될 수 있습니다. 바이오필름은 고농도의 항진균 항생제에 내성이 있어 제거가 어렵고, 체내에 새로운 감염 부위를 생성할 수 있는 병원성 세포의 원천입니다7,14,15. 칸디다균에 감염된 피험자의 사망률은 40%까지 높을 수 있는 것으로 추정됩니다2,3,16,17.

플루코나졸은 칸디다증 치료에 가장 일반적으로 사용되는 항생제 중 하나입니다. 이는 막 스테롤의 합성에 관여하는 14-α-스테롤 탈메틸효소를 억제함으로써 작용하는 아졸계 항생제입니다7. 이로 인해 세포막의 특성과 구조가 변화되어 곰팡이의 성장이 억제됩니다. 플루코나졸은 숙주 세포에 대한 낮은 독성에도 불구하고 칸디다증 치료에 효과가 없는 것으로 보고되고 있습니다7. 이는 미생물이 유전 물질의 돌연변이를 통해 항생제 내성이 발달하여 세포 표면의 다중 약물 펌프 수가 증가했기 때문에 발생합니다7,18.