Candida albicans – gwiazda bio-filmowa

Drożdżak C. albicans jest postrzegany jako istotny problem zdrowotny ludzkości od ponad dwóch dekad. Spektrum chorób, które może wywoływać ten mikroorganizm, rozciąga się od infekcji pochwy, która przynajmniej raz w życiu dotyka 75 procent kobiet, do ciężkich ogólnoustrojowych infekcji z wysokim współczynnikiem śmiertelności u hospitalizowanych pacjentów.

Czym jest C. albicans?

C. albicans jest elementem prawidłowej mikrobioty człowieka i bezobjawowo kolonizuje rozmaite przestrzenie ludzkiego ciała, takie jak: układ pokarmowy, kobiece drogi rodne, jamę ustną oraz skórę. W przypadku zdrowych jednostek drożdżak ten zachowuje się jak organizm komensalny, który harmonijnie współegzystuje z innymi członkami mikrobioty. Sytuacja zmienia się diametralnie w przypadku zachwiania lokalnej równowagi, np.: skoku pH, zmiany zasobności substancji odżywczych, użycia antybiotyku, osłabienia układu immunologicznego, wywołanego infekcją bądź leczeniem. Wówczas C. albicans może gwałtownie zmienić oblicze i wywołać infekcję. Ta gwałtowana zmiana wymaga zaistnienia dwóch kluczowych czynników: braku efektywnej odpowiedzi ze strony układu odpornościowego oraz zmiany morfologicznej omawianego grzyba. Odpowiedź układu immunologicznego zależy w dużym stopniu od miejsca infekcji, gdyż błony śluzowe w różnych częściach ciała dysponują nieco odmiennymi mechanizmami obronnymi. Zakłada się, że umiejętność zmian morfologicznych, czyli fizycznych form przejmowanych przez C. albicans stanowi podstawowy czynnik rozwoju jego zjadliwości. Potrafi on występować w postaci pojedynczych komórek, pseudostrzępek oraz strzępek. Te dwie ostatnie formy uważa się za patogenne, gdyż prowadzą one do rozwoju biofilmu na powierzchni błon śluzowych. Rozrost biofilmu może spowodować uszkodzenie komórek gospodarza, co otwiera dostęp C. abicans do układu krwionośnego i umożliwia rozwój infekcji układowej. C. albicans potrafi wytwarzać biofilm także na abiotycznych powierzchniach narzędzi medycznych takich jak: wenflony, cewniki czy dreny, omijając w ten sposób barierę błon śluzowych.

Jakie infekcje wywołuje C. albicans?

Zważywszy omówione powyżej zdolności C. albicans nie jest zaskoczeniem, że gatunek ten odgrywa istotna rolę w utrzymywaniu się i zaostrzeniach niektórych przewlekłych chorób zapalnych jelit. Intensywne badania stopniowo pogłębiają naszą wiedzę na temat molekularnych i genetycznych czynników, które odgrywają rolę w rozwoju tych chorób. Osiągany postęp w zakresie dostępnego arsenału terapeutycznego nie przekłada się niestety na ograniczenie oddrożdżakowych zakażeń. Dostępne są wyniki badania, w którym analizowano zdolności C. albicans do współtworzenia biofilmu z typowymi patogenami jelitowymi: Escherichia coli, Klebsiella pneumonia, Enterococcus faecalis, Bacteroides fragilis, and Clostridium perfringens. Badanie pokazało, że beztlenowce potrafią wymieniać schronienie za jedzenie z drożdżakami i tym samym egzystować w obecności atmosferycznego tlenu. Badanie tego typu interakcji jest kluczowe dla rozwoju skutecznych metod leczenia infekcji przebiegających z wytworzeniem wielogatunkowego biofilmu. Infekcje tego typu obserwujemy w jamie ustnej (protezowe zapalenie jamy ustnej, paradontoza, próchnica), układzie pokarmowym, układzie oddechowym (mukowiscydoza) waginie i na skórze (rany oparzeniowe).

Prawdziwe zagrożenie omawiane drożdżaki stanowią jednak dla rosnącej populacji tzw. pacjentów imunoniekompetentnych, czyli osób u których układ odpornościowy osłabiony jest w wyniku choroby lub wdrożonego leczenia. Podwyższone ryzyko dotyczy pacjentów leczonych przeciwnowotworowo, pacjentów po przeszczepach narządów, zakażonych wirusem HIV oraz szybko rosnącej populacji osób w podeszłym wieku.

Przeczytaj także:

IBD (nieswoiste zapalenie jelit)

Jak się leczy infekcje C. albicans?

Leczenie infekcji C. albicans jest trudne z kilku względów. Sam przebieg infekcji nie daje  charakterystycznych objawów i postawienie diagnozy wymaga wykonania kilku badań. Najczęściej są to badania krwi, badania wycinków tkanek lub próbek płynów ustrojowych, np. kału. Drugim czynnikiem utrudniającym leczenie jest ograniczona dostępność skutecznych leków. Komórki C. albicans są eukariotyczne, podobnie jak komórki ludzkiego ciała, co utrudnia skuteczne ich zwalczanie. Najstarsza grupą leków przeciwgrzybiczych, znaną od lat 50. XX wieku, są polieny. W tej grupie kluczowym lekiem jest amfoterycyna B, o szerokim spektrum skuteczności. Wadą tej grupy leków jest niska biodostępność po podaniu doustnym oraz toksyczność. Kolejną grupą leków są azole wprowadzone do lecznictwa w latach 80. XX wieku. Leki mają dobrą biododstępność po podaniu doustnym i są dostępne także w postaciach dożylnych. Ich wadą jest częstość występowania interakcji z lekami wykorzystującymi enzym wątrobowy P450. Najnowszą grupą leków są echinokandyny, których przewaga polega na świetnym profilu bezpieczeństwa, wysokiej selektywności przeciwgrzybiczej oraz niskiemu potencjałowi do interakcji lekowych. Z tego powodu są to leki pierwszego rzutu w leczeniu grzybic układowych. Ich wadą jest, podobnie jak w przypadku polienów, niska biodostępność w podaniu doustnym. W związku z tym są podawane dożylnie.

Bibliografia:

• Poulain D. Candida albicans, plasticity and pathogenesis. Crit Rev Microbiol. 2015 Jun;41(2):208-17.
• Gulati M, Nobile CJ. Candida albicans biofilms: development, regulation, and molecular mechanisms. Microbes Infect. 2016 May;18(5):310-21.
• Richardson JP, Moyes DL. Adaptive immune responses to Candida albicans infection. Virulence. 2015;6(4):327-37.
• Dewhirst F. E., Chen T., Izard J., Paster B. J., Tanner A. C., Yu W. H., et al. (2010). The human oral microbiome. J. Bacteriol. 192 5002–5017. 10.1128/JB.00542-10
• Du Q, Ren B, Zhou X, Zhang L, Xu X. Cross-kingdom interaction between Candida albicans and oral bacteria. Front Microbiol. 2022 Nov 3;13:911623.
• Fox EP, Cowley ES, Nobile CJ, Hartooni N, Newman DK, Johnson AD. Anaerobic Bacteria Grow within Candida albicans Biofilms and Induce Biofilm Formation in Suspension Cultures. Curr Biol. 2014;24:2411–2416.
• Enoch DA; Yang H; Aliyu SH; Micallef C The Changing Epidemiology of Invasive Fungal Infections. Methods Mol. Biol 2017, 1508, 17–65.
• Lee Y, Puumala E, Robbins N, Cowen LE. Antifungal Drug Resistance: Molecular Mechanisms in Candida albicans and Beyond. Chem Rev. 2021 Mar 24;121(6):3390-3411.

Informacje o rodzajach drożdzaków

• Candida krusei
• Candida albicans
• Candida tropicalis
• Candida glabrata