Foto: University of Exeter

Smrtící nemocniční houba a její slabé místo

Autor původního článku: redakce

Smrtící nemocniční houba, která odolává téměř všem antifungálním lékům, může mít nečekanou slabinu. Vědci z University of Exeter objevili, že Candida auris aktivuje specifické geny během infekce, aby hledala živiny, které potřebuje k přežití. Tento poznatek pochází z nového modelu živého hostitele, který umožnil vědcům sledovat houbu v akci. Zjištění by mohla vést k novým léčbám nebo umožnit přesměrování současných léků.

Vědci identifikovali genetický mechanismus, který by mohl naznačovat nové způsoby léčby vzácné, ale smrtící houbové infekce, která přinutila uzavření několika nemocničních jednotek intenzivní péče. Tento objev nabízí ranou naději proti patogenu, který bylo obtížné kontrolovat a téměř nemožné léčit, jakmile se rozšíří. Candida auris je obzvláště nebezpečná pro lidi, kteří jsou již kriticky nemocní, což činí nemocnice vysoce vystavené ohniskům. Ačkoli houba může existovat na kůži bez způsobení příznaků, pacienti závislí na ventilátorech čelí mnohem většímu riziku. Jakmile dojde k infekci, zemře asi 45 procent pacientů a houba je odolná vůči všem hlavním typům antifungálních léků. Tato rezistence činí léčbu extrémně náročnou a umožňuje patogenu přetrvávat na nemocničních odděleních.

Celosvětová zdravotní hrozba s tajemným původem

Infekce byla poprvé zjištěna v roce 2008 a její původ je stále neznámý. Od té doby byly hlášeny ohniska ve více než 40 zemích, včetně Spojeného království. Candida auris, také nazývaná Candidozyma auris, je nyní uznávána jako vážná globální zdravotní hrozba a objevuje se na seznamu kritických prioritních houbových patogenů Světové zdravotnické organizace. Ve Spojeném království hlášené případy nadále stabilně rostou.

Studium infekce v živém modelu

Vědci z University of Exeter nyní udělali významný krok vpřed tím, že zkoumali, jak jsou geny aktivovány během infekce Candida auris. Toto je poprvé, kdy byla taková genetická aktivita studována v živém hostiteli pomocí přístupu založeného na larvách ryb. Studie byla publikována v časopise Communications Biology z portfolia Nature a byla podpořena Wellcome, Medical Research Council (MRC) a National Center for Replacement, Reduction and Refinement (NC3Rs). Výzkumníci říkají, že výsledky by mohly pomoci identifikovat biologický cíl pro nové antifungální léčby nebo dokonce umožnit opětovné použití stávajících léků, pokud bude stejná genetická aktivita potvrzena během infekce u lidí.

Projekt byl spoluveden NIHR klinickým lektorem Hughem Giffordem z MRC Centra pro lékařskou mykologii (CMM) na University of Exeter. Řekl: „Od svého vzniku Candida auris způsobila zmatek tam, kde se uchytila v nemocničních jednotkách intenzivní péče. Může být smrtící pro zranitelné pacienty a zdravotní trusty utratily miliony za obtížný úkol eradikace. Myslíme si, že náš výzkum mohl odhalit Achillovu patu tohoto smrtícího patogenu během aktivní infekce a naléhavě potřebujeme další výzkum, abychom zjistili, zda můžeme najít léky, které cílí a využívají tuto slabinu.“

Proč tradiční výzkumné modely selhaly

Jednou z největších překážek při studiu Candida auris byla její schopnost přežít vysoké teploty. V kombinaci s její neobvykle silnou tolerancí k soli to vedlo některé vědce k domněnce, že mohla pocházet z tropických oceánů nebo mořských živočichů. Tyto vlastnosti také ztěžovaly její studium pomocí konvenčních laboratorních modelů. Aby to překonali, tým z Exeteru vyvinul nový model infekce pomocí arabských killifish. Vajíčka tohoto druhu mohou přežít při teplotách podobných lidskému tělu, což je činí vhodnými pro pozorování infekce v podmínkách, které úzce připomínají skutečné onemocnění.

Během experimentů vědci pozorovali, že Candida auris může měnit svůj tvar vytvářením protáhlých houbových struktur známých jako filamenty. Tyto struktury mohou pomoci houbě hledat živiny při infikování hostitele. Tým také analyzoval, které geny byly aktivovány nebo vypnuty během infekce, aby identifikoval možné slabé body. Několik genů, které se staly aktivními, je zodpovědných za produkci čerpadel živin, které zachycují molekuly železa a transportují železo do houbových buněk. Protože železo je nezbytné pro přežití, tento proces může představovat kritickou zranitelnost.

Spoluautor Dr. Rhys Farrer z MRC Centra pro lékařskou mykologii na University of Exeter řekl: „Až dosud jsme neměli tušení, jaké geny jsou aktivní během infekce živého hostitele. Nyní musíme zjistit, zda k tomu dochází také během lidské infekce. Skutečnost, že jsme zjistili, že geny jsou aktivovány k získávání železa, nám dává vodítka, odkud může Candida auris pocházet, například z prostředí s nedostatkem železa v moři. Také nám to poskytuje potenciální cíl pro nové a již existující léky.“

Naděje pro budoucí léčby

Dr. Gifford, který také pracuje jako rezidentní lékař v intenzivní péči a respirační medicíně v Royal Devon & Exeter Hospital, zdůraznil klinický význam zjištění. Řekl: „I když je ještě několik výzkumných kroků, které je třeba projít, naše zjištění by mohlo být vzrušujícím výhledem pro budoucí léčbu. Máme léky, které cílí na aktivity získávání železa. Nyní musíme prozkoumat, zda by mohly být přesměrovány, aby zastavily Candida auris od zabíjení lidí a uzavírání nemocničních jednotek intenzivní péče.“

Model arabských killifish byl vyvinut s podporou grantu NC3Rs jako alternativa k používání myší a modelů zebrafish, které se běžně používají ke studiu interakcí mezi patogeny a jejich hostiteli. Dr. Katie Bates, vedoucí výzkumného financování NC3Rs, řekla: „Tato nová publikace demonstruje užitečnost náhradního modelu ke studiu infekce Candida auris a umožňuje bezprecedentní vhled do buněčných a molekulárních událostí v živých infikovaných hostitelích. Toto je brilantní příklad toho, jak inovativní alternativní přístupy mohou překonat klíčová omezení tradičních zvířecích studií.“

Článek je nazván ‚Xenosiderophore transporter gene expression and clade-specific filamentation in Candida auris killifish (Aphanius dispar) infection‘ a je publikován v časopise Communications Biology z portfolia Nature.

Původní článek: Scientists find a weak spot in deadly fungus that shut down hospital intensive care units