Candida parapsilosis
Candida parapsilosis je houbový druh, který je zodpovědný za několik chorobných stavů u lidí . Mezi mnoha mikroby nalezenými na lidských rukou patří C. parapsilóza mezi nejrozšířenější druhy hub . Je známo, že tento druh způsobuje sepse u osob s oslabeným imunitním systémem, novorozenců, pacientů na jednotce intenzivní péče, jedinců s implantovanými zařízeními a jedinců, kteří nedávno podstoupili gastrointestinální chirurgii . Vědci zjistili, že až osm až patnáct procent všech infekcí získaných pacienty v nemocnicích bylo připisováno C .parapsilóze. Vzhledem k nedostatečnému porozumění mechanismům virulence tohoto taxonu je léčba obtížná a ne vždy účinná . Pro budoucí výzkum je proto zásadní zaměřit se na pochopení signálních drah zapojených do infekce a na to, jak jsou tyto cesty regulovány, protože nejsou dobře pochopeny.
taxony vyššího řádu
C. parapsilóza je houba patřící do kmene Ascomycota . C. parapsilosis je členem třídy Saccharomycetes a řád Saccharomycetales, které jsou nejvíce obyčejně známý jako pučící kvasinky, což znamená, že se mohou rozmnožovat nepohlavně prostřednictvím procesu mitózy, kdy jsou živiny bohaté a sexuálně prostřednictvím produkce haploidních buněk v meióze, kdy se živiny nejsou hojné . C .parapsilosis je členem čeledi Debaryomycetaceae, které jsou běžně spojovány s kvasinkovým užíváním pseudohyphae k růstu. C. parapsilosis je součástí rodu Candida, který je nejznámější svou schopností způsobovat onemocnění u lidí . C. parapsilóza je také členem CTG clade, spolu s C. albicans, což znamená, že jejich CTG kodon kóduje serin a ne leucin .
struktura genomu
konkrétní informace o genomické struktuře C. parapsilosis dosud nebyly objeveny. Houba obsahuje většinou necharakterizované otevřené čtecí rámce (ORFs), které tvoří asi 98,95% genů kódujících proteiny . Zbytek genů kóduje rRNA, tRNA a pseudogeny, které tvoří 1,05% genů kódujících proteiny. Je také známo, že většina genů odpovědných za molekulární funkci použít hydrolázy aktivity, které jsou nejhojnější v cytoplazmě, a jsou používány pro regulaci biologických procesů .
i když ostatní vlastnosti, jako je G+C obsah a celkový počet genů v genomu jsou stále k dispozici, nedávné studie poukazuje na možnost genomické variace v C. parapsilosis. Vědci použili sekvenování celého genomu k analýze tří kmenů vzorku houby . Ve srovnání s kontrolním referenčním kmenem C. parapsilóza, tři kmeny vzorků vykazovaly podobné genetické vlastnosti kromě oblastí s vysokou variací v každé sekvenci. Kmeny obsahovaly mnoho genů ALS, které kódují glykoproteiny na buněčném povrchu, které se ve všech třech vzorcích mírně lišily . Objev rozdílů v těchto hojných genech ALS naznačuje, že C. parapsilóza je schopna genetické rekombinace, což má za následek vysokou variabilitu v genomu každého kmene. Ačkoli vědci v této studii byli schopni izolovat kmeny, C. izoláty parapsilózy jsou známé tím, že jsou geneticky nediferencovatelné a často je třeba je interpretovat pomocí pokročilých bioinformatických systémů . Navíc C. parapsilóza obsahuje mnoho opakujících se sekvencí v jedné části genomu, která byla sekvenována. To je další komplikace, které vědci čelí při pokusu o sekvenci celého genomu. Vysoké kopie stejných sekvencí DNA nelze přesně přiřadit ke konkrétnímu genomickému umístění nebo funkci, protože by mohly mít více rolí v celém genomu .
buněčná struktura
C. parapsilóza existuje primárně v jednobuněčném, začínajícím stavu. Je však také schopen tvořit pseudohyphae, což způsobuje, že se zdá být dimorfní . V fenotypu kvasinek se kolonie objevují hladké a v fenotypu pseudohyphae se kolonie zdají soustředné . Na destičce dextrózy tvoří C. parapsilóza bílé, krémové, lesklé kolonie složené z válcových buněk .
ačkoli buněčné složení C. parapsilosis není plně pochopeno, existuje podezření, že je podobné blízce příbuznému druhu Candida albicans . Nejvnitřnější vrstva buněčné stěny je složena z chitinu, vláknitého polysacharidu, který zvyšuje tuhost membrány . Nejvzdálenější vrstva buněčné stěny je pokryta proteoglykany; konkrétně zbytky argininu bohaté na manózu (mannany vázané na N) a zbytky serinu/threoninu (mannany vázané na O). N-vázané a o-vázané mannany hrají důležitou roli v morfologii buněk, diferenciaci buněk a hostitelských interakcích. Ztráta těchto mannanů může dramaticky snížit virulenci C. parapsilózy .
Metabolické procesy
aby se živiny z prostředí, C. parapsilosis uvolňuje různé extracelulární enzymy, které členění velkých makromolekul na menší molekuly, čímž je k dispozici pro absorpci . Ze 172 izolátů C. parapsilóza vykazuje 63% aktivitu fosfolipázy . Tento extracelulární enzym umožňuje rozklad fosfolipidů na volné mastné kyseliny, které se pak používají v buněčném metabolismu. Navíc, 92% C. parapsilosis izoláty vykazují katepsiny aktivity a 47% vystavoval caseinase činnosti . Želatináza i kaseináza jsou extracelulární enzymy, které degradují velké proteiny na aminokyseliny, které se také používají v buněčném metabolismu .
C. parapsilóza je schopna přeměnit živiny na energii jak oxidační fosforylací, tak fermentací, i když specifické komplexy zapojené do každé cesty nejsou plně pochopeny. C. parapsilóza je schopna fermentovat a asimilovat různé cukry, jak je uvedeno v tabulce 1 .
stojí za zmínku, že metabolické aktivity C. parapsilózy přímo souvisejí s jeho virulenčními schopnostmi. Mnoho extracelulárních enzymů používaných k rozkladu velkých makromolekul je životně důležité pro invazi hostitele. Fosfolipázy se používají k narušení esterových vazeb nalezených v membránách hostitelských buněk . Proteázy, jako katepsiny a caseinase, hrají důležitou roli v degradaci bílkoviny, které se nacházejí v hostitelské epiteliální a slizniční bariéry, stejně jako degradující proteiny podílející se na imunitní odpověď hostitele . Koncentrace glukózy navíc přímo souvisí s modulací biofilmu u c. parapsilózy. Ačkoli přesný mechanismus zůstává neznámý, zvýšený metabolismus glukózy vede k upregulaci cest zapojených do tvorby biofilmu .
Tabulka 1 . Cukry fermentované a asimilované Candida parapsilosis.
| Fermentace “ + „pozitivní“ – „negativní | Asimilace“ + „pozitivní“ – “ negativní | |
|---|---|---|
| Glukóza | + | + |
| Sacharóza | + | + |
| Galaktózy | + | + |
| Laktóza | – | – |
| Trehalosa | + | + |
| Maltóza | + | + |
| Rafinose | – | – |
ekologie
C. parapsilóza je častým obyvatelem lidské kůže, stejně jako mnoha dalších prostředí a komunit. Je známo, že tento plísňový druh žije na jiných organismech, jako jsou domácí zvířata a hmyz, a také se nachází v půdním a mořském prostředí . Kromě toho se C. parapsilóza vyskytuje na mnoha geografických místech po celém světě; byla izolována v Severní Americe, Evropě, Latinské Americe, Africe a Asii. Výskyt infekce C. parapsilosis se od roku 1997 celosvětově zvýšil .
kromě přetrvávání mezi živými organismy bylo zjištěno, že C. parapsilóza existuje také v prostředích vytvořených člověkem a domácích spotřebičích. Ve studii dögena a kol., vědci zkoumali konkrétní místa na 99 pračkách v různých rezidencích v Turecku, aby prozkoumali prevalenci C. parapsilóza . Jejich výsledky ukázaly, že C. parapsilosis bylo zjištěno, že pobývá mezi téměř čtvrtinou všech praček .
patologie
C. parapsilóza je patogenní houba, která se snadno šíří v vnímavých populacích lidí a zvířat. Houba způsobuje sepse, endokarditidu, endoftalmitidu, fungemii, peritonitidu a artritidu u lidí. Nejčastěji se vyskytuje na protetických zařízeních, katetrech a dalších lékařských nástrojích, kterých se dotýkají zdravotničtí pracovníci . Virulence C. parapsilosis je zvýšena jeho schopností vytvářet biofilmy na těchto zdravotnických prostředcích a růst z prodloužené vazby . Kromě toho se houba může snadno šířit ze zdravotnického pracovníka na pacienta, pokud není před kontaktem provedeno důkladné mytí rukou .
v těle, C. parapsilóza kolonizuje kolem implantovaného zařízení a připevňuje se k povrchům sliznic v okolí. Výroba biofilmu slouží jako Ochrana a činí mikrob odolný vůči antifungálním lékům . To ztěžuje přirozeným imunitním buňkám bojovat s houbou, protože se nemohou připojit na kluzký povrch biofilmu. C. parapsilóza je tedy v konečném důsledku zodpovědná za způsobení pooperačních komplikací a předčasné smrti u vnímavých populací. Nejohroženější populací infekce jsou novorozenečtí pacienti, pacienti intenzivní péče a pacienti s oslabenou imunitou . Na rozdíl od jiných Candida druhů, jako C. albicans, C. parapsilosis není obligátní patogen a způsobuje kandidóza v těchto specifických populací . C. parapsilóza může podobným způsobem ovlivnit imunitní systém zvířat. Zvířata mohou přijímat patogen z půdy, hmyzu a dalších zdrojů prostředí, což vede k infekci a smrti .
kromě C. parapsilosis schopnost bránit proti imunitní reakci a protiplísňové léky, je také schopen skrýt před detekcí . Histopatologické podpisy pro C. parapsilóza jsou užitečné při identifikaci infekční cesty houby. Nejsou však vždy detekovány při screeningu . V jedné studii byly analyzovány krevní a plicní kultury novorozenců, kteří zemřeli na infekci C. parapsilóza na histopatologické podpisy. Na pitvu a immunostaining, 61% populace bylo zjištěno, že mají významný plísňové přítomnost, ale pouze 14 z 187 novorozenců byly původně diagnostikován s. C. parapsilosis vyvolané infekce . Drtivá převaha C. parapsilosis ve většině studovaných populací šel nezjištěný normální screeningové metody, které ukazují, že C. parapsilosis infekce často nerozpoznána.
Současný Výzkum
Současný výzkum je převážně zaměřen na zlepšení výsledků léčby u jedinců infikovaných C. parapsilosis. Vědci v Japonsku provedena retrospektivní observační studie z 2000-2010, vyšetřování citlivosti C. parapsilosis izoláty antimykotika a jaké další komorbidity existuje pro pacienty, kteří nepřežili infekce . Studie zkoumala pacienty s nozokomiální kandidémií, kteří měli Vložené protetické prostředky. Vědci kvantifikovali antifungální citlivost pomocí minimální inhibiční koncentrace (MIC). Studie dospěla k závěru, že předchozí standardní léčba nozokomiální kandidémie by mohla být upravena tak, aby zahrnovala echinokandiny, protože bylo zjištěno, že jsou úspěšné při snižování mortality pacientů .
podobná studie zkoumala imunitní odpověď člověka na C. parapsilózu. To bylo provedeno porovnáním koncentrace cytokinových odpovědí vystavených různými druhy Candida, když stimulovaly mononukleární buňky periferní krve (Pbmc). Vědci zjistili, že buňky stimulované C. parapsilózou produkovaly méně interleukinu 17 a 22 než buňky C. albicans. Zjistili také, že inhibice mitogenem aktivovaných proteinkináz byla nezbytná pro to, aby tělo rozpoznalo, že byl infikován druhem Candida .
Trofa, D., Gácser, A., & Nosanchuk, J. D. (2008). Candida parapsilosis, vznikající houbový patogen. Klinické Mikrobiologické Recenze, 21 (4), 606-625. http://doi.org/10.1128/CMR.00013-08
Silva S, Negri M, Henriques M, Oliveira R, Williams D, Azeredo J.2012. Candida glabrata, Candida parapsilosis a Candida tropicalis: biologie, epidemiologie, patogenita a antifungální rezistence. FEMS mikrobiologické recenze. 36 (2): s. 288-305. https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2011.00278.x
Papadimitriou-Olivgeris, M., Spiliopoulou, A., Kolonitsiou, F., Bartzavali, C., Lambropoulou, A., Xaplanteri, P., . . . Christofidou, M. (2018). Rostoucí výskyt kandidémie a posun epidemiologie ve prospěch Candida non-albicans v 9letém období (2009-2017) v univerzitní řecké nemocnici. Infekce. doi:https://doi.org/10.1007/s15010-018-1217-2
Candida parapsilosis. Citováno z https://www-ncbi-nlm-nih-gov.ezproxy.bu.edu/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?mode=Info&id=5480&lvl=3&lin=f&keep=1&srchmode=1&unlock
Duina, a., Miller, m., & Keeney, J. (2014). Pučící kvasinky pro začínající genetiky: Primer na modelovém systému Saccharomyces Cerevisiae. Genetika, 197 (1), 33-48. Citováno z https://doi.org/10.1534/genetics.114.163188
Hui, F., Ren, y., Chen, L., Li, y., Zhang, L., & Niu, Q. (2014). Molekulární fylogenetická analýza odhaluje nový rod hemisphaericaspora z čeledi debaryomycetaceae. PLOS jedna. 9(7), e103737. Citováno z https://doi.org/10.1371/journal.pone.0103737
Turner, s., & Butler, G. (2014). Komplex patogenních druhů Candida. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 4 (9). Citováno z https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4143104/
Skrzypek MS, Binkley J, Binkley G, Miyasato SR, Simison M, Sherlock G (2017). Databáze genomu Candida (CGD): začlenění sestavy 22, systematické identifikátory a vizualizace vysoce výkonných sekvenačních dat. Nukleové Kyseliny Res 45 (D1); D592-D596.
Pryszcz, L. P., Németh, T., Gácser, A., Gabaldón, T. (2013). Neočekávaná genomická variabilita klinických a environmentálních kmenů patogenní kvasinky Candida parapsilosis. Biologie a evoluce genomu, 5 (12), 2382-2392. https://doi.org/10.1093/gbe/evt185
přispěvatelé Wikipedie. (2018, 5. července). Candida parapsilosis. Ve Wikipedii, Otevřená Encyklopedie. Retrieved 15: 52, September 20, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Candida_parapsilosis&oldid=848995454
Hemedez, C., Trail-Burns, e., Mao, Q. Chu, S., Shaw, S. K., Blaho, J. M., Paepe, M. E. (2018).Patologie neonatální nealbícké kandidózy: pitevní studie a přehled literatury. Pediatrická a vývojová patologie, 7 (4), 655-673. https://doi.org/10.1177/1093526618798773
Perez-Garcia LA, Csonka K, Flores-Carreon, Estrada-Mata E, Mellado-Mojica E, Nemeth T, Lopez Ramirez LA, Toth R, Lopez MG, Vizler C, Marton, Toth, Nosanchuk JD, Gacser, Mora-Montes HM. 2016. Úloha glykosylace proteinů v integritě buněčné stěny Candida parapsilosis a interakci hostitele. Hranice v mikrobiologii. 7 (306): s. 1-16. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00306
Neji S, Hadrich I, Trabelsi H, Abbes S, Cheikhouhou F, Sellami H, Makni F, Ayadi A.2017. Faktorů Virulence, antifungální citlivosti a molekulární mechanismy azolových rezistence u Candida parapsilosis komplex izolátů zotavil z klinických vzorků. Žurnál biomedicínských věd. 24(67). https://doi.org/10.1186/s12929-017-0376-2
Pereira L, Silva S, Ribeiro B, Henriques M, Azeredo J.2015. Vliv koncentrace glukózy na strukturu a množství biofilmů tvořených Parpsilózou Candida. Výzkum kvasinek FEMS. 15(5). https://doi.org/10.1093/femsyr/fov043
Dögen, A., Sav, H., Gonca, S., Kaplan, E., Ilkit, M., Babič, M. N.,. . . Sybren de Hoog, G. (2017). Candida parapsilosis v domácích pračkách. Mezinárodní společnost pro lidskou a zvířecí mykologii, 55, 813-819. doi: 10.1093/mmy / myx008
Hirai, y., Asahata, s., Ainoda, y., Goto, a., Fujita, T., & Totsuka, k. (2014). Nozokomiální kandidóza parapsilóza kandidémie: rizikové faktory, antifungální citlivost a výsledek. Journal of Hospital Infection, 87 (1), 54-58. doi://doi-org.ezproxy.bu.edu/10.1016/j.jhin.2014.02.006
Toth, A., Csonka, K., Jacobs, C., Vagvolgyi, C., Nosanchuk, J. D., Netea, M. G., & Gacser, A. (2013). Candida albicans a Candida parapsilosis indukují různé odpovědi T-buněk v mononukleárních buňkách lidské periferní krve. Journal of Infectious Diseases, 208 (4), 690-698. doi:10.1093/infdis/jit188
Editoval Natalia Aneiros, Dominick Milano, Sharmetha Ramanan a Quintashia Wilson, studenty Jennifer Bhatnagar pro BI 311 Obecné Mikrobiologie, 2018, Boston University.