Candida parapsiloosi
Candida parapsiloosi on sienilaji, joka aiheuttaa ihmisillä useita tautitiloja . Monista ihmisen käsissä olevista mikrobeista C. parapsiloosi on yleisimpiä sienilajeja . Tämän lajin tiedetään aiheuttavan sepsistä niille, joilla on heikentynyt immuunijärjestelmä, vastasyntyneet, tehohoitopotilaat, henkilöt, joilla on implantoituja laitteita, ja henkilöt, jotka ovat juuri läpikäyneet ruoansulatuskanavan leikkauksen . Tutkijat ovat havainneet, että jopa kahdeksasta viiteentoista prosenttia kaikista sairaalapotilaiden saamista infektioista johtuu C. parapsiloosista . Koska tämän taksonin virulenssimekanismeja ei ymmärretä, hoito on vaikeaa eikä aina tehokasta . Siksi on ratkaisevan tärkeää, että tulevassa tutkimuksessa keskitytään ymmärtämään infektioon liittyviä signalointireittejä ja sitä, miten näitä reittejä säännellään, koska niitä ei tunneta hyvin.
korkeamman kertaluvun taksa
C. parapsiloosi on Ascomycota-sukuun kuuluva sieni . C. parapsiloosi kuuluu luokkaan Saccharomycetes ja lahkoon Saccharomycetales, jotka tunnetaan yleisimmin orastava hiivat, eli ne voivat lisääntyä suvuttomasti läpi prosessin mitoosi, kun ravinteita on runsaasti ja seksuaalisesti tuotannon haploidisten solujen meioosi, kun ravinteita ei ole runsaasti . C. parapsilosis kuuluu heimoon Debarymycetaceae, joka on yleisesti liitetty hiivan käyttöön pseudohyphae kasvaa . C. parapsilosis on osa Candida-sukua, joka tunnetaan parhaiten kyvystään aiheuttaa sairauksia ihmisillä . C. parapsiloosi kuuluu myös CTG-kladiin yhdessä C. albicansin kanssa, eli niiden CTG-kodoni koodaa seriinille eikä leusiinille .
genomin rakenne
konkreettista tietoa C. parapsiloosin genomirakenteesta ei ole vielä löydetty. Sieni sisältää enimmäkseen tunnistamattomia avoimia lukukehyksiä (ORF), jotka muodostavat noin 98,95% proteiinia koodaavista geeneistä . Loput geenit koodaavat rRNA: ta, tRNA: ta ja pseudogeneitä, jotka muodostavat 1,05% sen proteiinia koodaavista geeneistä. Tiedetään myös, että suurin osa molekyylifunktiosta vastaavista geeneistä käyttää hydrolaasiaktiivisuutta, niitä on eniten sytoplasmassa ja niitä käytetään biologisten prosessien säätelyyn .
vaikka muita ominaisuuksia, kuten G + C-pitoisuus ja geenien kokonaismäärä genomissa, ei ole vielä saatavilla, tuore tutkimus viittaa genomivaihtelun mahdollisuuteen C. parapsiloosin sisällä. Tutkijat analysoivat sienen kolmea näytekantaa koko genomin sekvensoinnin avulla . Verrattuna kontrollivertauskantaan C. parapsiloosi, kolme näytekantaa oli samanlaisia geneettisiä ominaisuuksia lisäksi suuri vaihtelu alueiden kunkin sekvenssin. Kannoissa oli monia solupinnan glykoproteiineja koodaavia ALS-geenejä, jotka vaihtelivat hieman kaikissa kolmessa näytteessä . Näiden runsaiden ALS-geenien erojen löytyminen osoittaa, että C. parapsiloosi kykenee geneettiseen rekombinaatioon, mikä johtaa suureen vaihteluun kunkin kannan genomin sisällä. Vaikka tutkijat pystyivät tässä tutkimuksessa eristämään kantoja, C. parapsiloosi-isolaatit tunnetaan siitä, että ne eivät ole geneettisesti differentioituvia, ja niitä on usein tulkittava kehittyneiden bioinformaattisten järjestelmien kautta . Lisäksi, C. parapsilosis sisältää monia toistuvia sekvenssejä sisällä yksi osa sen genomin, joka on sekvensoitu. Tämä on toinen komplikaatio, että tutkijat kohtaavat yrittäessään sekvensoida sen koko genomi. Suuria kopioita samoista DNA-sekvensseistä ei voida tarkasti osoittaa tiettyyn genomipaikkaan tai-tehtävään, koska niillä voi olla useita rooleja koko genomin sisällä .
solurakenne
C. parapsiloosi esiintyy pääasiassa yksisoluisessa, orastavassa tilassa. Se kykenee kuitenkin myös muodostamaan pseudohyphaen, jolloin se vaikuttaa dimorfiselta . Hiivan fenotyypissä pesäkkeet näyttävät sileiltä ja pseudohyphae-fenotyypissä pesäkkeet ovat samankeskisiä . Dekstroosilevyllä C. parapsiloosi muodostaa valkoisia, kermanvärisiä, kiiltäviä pesäkkeitä, jotka koostuvat lieriömäisistä soluista .
vaikka C. parapsiloosin solukoostumusta ei täysin tunneta, sen epäillään muistuttavan läheistä sukua olevaa Candida albicans-lajia . Soluseinän sisin kerros koostuu kitiinistä, kuituisesta polysakkaridista, joka parantaa kalvon jäykkyyttä . Soluseinän uloin kerros on proteoglykaanien peitossa; erityisesti mannoosipitoiset arginiinijäämät (N-linkitetyt mannaanit) ja seriini/treoniinijäämät (O-linkitetyt mannaanit) . N-linkitetyillä ja O-linkitetyillä mannaaneilla on tärkeä rooli solujen morfologiassa, solujen erilaistumisessa ja isäntävuorovaikutuksissa. Menetys näiden mannans voi dramaattisesti vähentää virulenssi C. parapsilosis .
Metaboliat
saadakseen ravinteita ympäristöstä C. parapsiloosi vapauttaa erilaisia solunulkoisia entsyymejä, jotka hajottavat suuret makromolekyylit pienemmiksi molekyyleiksi, jolloin ne ovat käytettävissä imeytymiseen . 172 C: stä parapsiloosi-isolaateista 63%: lla on fosfolipaasiaktiivisuutta . Tämä solunulkoinen entsyymi mahdollistaa fosfolipidien hajoamisen vapaiksi rasvahapoiksi, joita sitten käytetään solujen aineenvaihdunnassa. Lisäksi 92%: lla C. parapsilosis-isolaateista on gelatinaasiaktiivisuutta ja 47%: lla kaseinaasiaktiivisuutta . Sekä gelatinaasi että kaseinaasi ovat solunulkoisia entsyymejä, jotka hajottavat suuria proteiineja aminohapoiksi, joita käytetään myös solun aineenvaihdunnassa .
C. parapsiloosi kykenee muuttamaan ravinteita energiaksi sekä oksidatiivisen fosforylaation että käymisen avulla, joskaan kuhunkin kulkureittiin liittyviä spesifisiä komplekseja ei täysin tunneta. C. parapsiloosi pystyy fermentoimaan ja assimiloimaan erilaisia sokereita, kuten on lueteltu taulukossa 1 .
on syytä huomata, että C. parapsiloosin metaboliset toiminnot liittyvät suoraan sen virulenssikykyyn. Monet solunulkoiset entsyymit, joita käytetään hajottamaan suuria makromolekyylejä, ovat elintärkeitä isännän invaasiolle. Fosfolipaaseja käytetään häiritsemään isäntäsolukalvojen esterisidoksia . Proteaaseilla, kuten gelatinaasilla ja kaseinaasilla, on tärkeä rooli isäntäepiteeleissä ja limakalvoesteissä olevien proteiinien hajottamisessa sekä isännän immuunivastetta heikentävissä proteiineissa . Lisäksi glukoosipitoisuus liittyy suoraan biofilmimodulaatioon C. parapsiloosissa. Vaikka tarkkaa mekanismia ei tunneta, lisääntynyt glukoosiaineenvaihdunta johtaa biofilmin muodostumiseen osallistuvien reittien säätelyyn.
Taulukko 1 . Candida parapsiloosin fermentoimat ja assimiloimat sokerit.
| fermentaatio ” + ”positiivinen,” – ”negatiivinen | Assimilaatio” + ”positiivinen,” – ” negatiivinen | |
|---|---|---|
| glukoosi | + | + |
| sakkaroosi | + | + |
| galaktoosi | + | + |
| laktoosi | – | – |
| trehaloosi | + | + |
| Maltoosi | + | + |
| Rafinoosi | – | – |
ekologia
C. parapsiloosin on todettu asuttavan usein ihmisen ihoa, kuten myös monia muita ympäristöjä ja yhteisöjä. Tämän sienilajin tiedetään elävän muilla eliöillä, kuten kotieläimillä ja hyönteisillä, ja sen on myös todettu elävän maaperässä ja meriympäristöissä . Lisäksi C. parapsiloosia tavataan monilla maantieteellisillä paikoilla ympäri maailmaa; se on ollut eristyksissä Pohjois-Amerikassa, Euroopassa, Latinalaisessa Amerikassa, Afrikassa ja Aasiassa. C. parapsilosis-infektion ilmaantuvuus on lisääntynyt maailmanlaajuisesti vuodesta 1997 .
elävien eliöiden lisäksi C. parapsiloosia on havaittu esiintyvän myös ihmisen tekemissä ympäristöissä ja kodinkoneissa. Tutkimuksessa dögen, et al., tutkijat tutkivat tiettyjä sivustoja 99 pesukoneet eri asuntoja Turkissa tutkia esiintyvyyttä C. parapsilosis . Niiden tulokset osoittivat, että C. parapsilosis havaittiin asuvan keskuudessa lähes neljäsosa kaikista pesukoneet .
patologia
C. parapsiloosi on patogeeninen sieni, joka leviää helposti ihmisten ja eläinten herkissä populaatioissa. Sieni aiheuttaa ihmisillä sepsistä, endokardiittia, endoftalmiittia, fungemiaa, peritoniittia ja niveltulehdusta. Sitä esiintyy yleisimmin proteesilaitteissa, katetreissa ja muissa lääketieteellisissä välineissä, joita terveydenhuollon työntekijät koskettavat . C. parapsiloosin virulenssia lisää sen kyky muodostaa biofilmejä näissä lääketieteellisissä laitteissa ja kasvaa pitkittyneestä kiinnityksestä . Lisäksi sieni voi helposti levitä terveydenhuollon työntekijältä potilaalle, jos perusteellista käsienpesua ei tehdä ennen kosketusta .
elimistössä, C. parapsiloosi kolonisoituu istutetun laitteen ympärille ja kiinnittyy lähellä oleviin limakalvopintoihin. Biofilmin tuotanto toimii suojana ja tekee mikrobista vastustuskykyisen sienilääkkeille . Tämän vuoksi luonnollisten immuunisolujen on vaikea taistella sientä vastaan, koska ne eivät pysty kiinnittymään biofilmin liukkaaseen pintaan. Siten, C. parapsilosis on viime kädessä vastuussa aiheuttaa leikkauksen jälkeisiä komplikaatioita ja ennenaikaisen kuoleman alttiissa väestöissä. Tartunnan saajista suurimmassa vaarassa ovat vastasyntyneet, tehohoitopotilaat ja immuunivajauspotilaat . Toisin kuin muut Candida-lajit, kuten C. albicans, C. parapsiloosi ei ole pakollinen taudinaiheuttaja ja aiheuttaa ainoastaan kandidiaasia näissä erityispopulaatioissa . C. parapsiloosi voi myös vaikuttaa eläinten immuunijärjestelmään samalla tavalla. Eläimet voivat niellä taudinaiheuttajan maaperästä, hyönteisistä ja muista ympäristön lähteistä, mikä johtaa infektioon ja kuolemaan .
C: n lisäksi. parapsiloosin kyky puolustautua immuunivastetta ja sienilääkitystä vastaan, se pystyy myös piiloutumaan havaitsemiselta . C. parapsilosis-bakteerin histopatologiset allekirjoitukset ovat hyödyllisiä sienen tarttuvan reitin tunnistamisessa. Niitä ei kuitenkaan aina havaita seulonnassa . Eräässä tutkimuksessa C. parapsilosis-infektioon kuolleiden vastasyntyneiden veri-ja keuhkoviljelmät analysoitiin histopatologisten merkkien varalta. Ruumiinavauksen ja immunosäilytyksen jälkeen 61%: lla väestöstä todettiin olevan merkittävä sieni, mutta vain 14: llä 187 vastasyntyneestä diagnosoitiin aluksi C. parapsiloosin aiheuttama infektio . C. parapsiloosin ylivoimainen esiintyvyys suurimmassa osassa tutkittua väestöä jäi havaitsematta normaaleilla seulontamenetelmillä, mikä osoittaa, että C. parapsiloosi-infektiot menevät usein alidiagnosoiduiksi.
nykytutkimus
nykytutkimus keskittyy lähinnä C. parapsiloosin infektoimien henkilöiden hoitotulosten parantamiseen. Tutkijat Japanissa tekivät retrospektiivisen havainnointitutkimuksen vuosina 2000-2010, jossa tutkittiin C. parapsilosis-isolaattien alttiutta sienilääkkeille ja mitä muita liitännäissairauksia oli potilailla, jotka eivät selviytyneet tartunnasta . Tutkimuksessa tutkittiin sairaalakandidemiaa sairastavia potilaita, joille asennettiin proteeseja. Tutkijat kvantifioivat sienilääkkeiden herkkyyden käyttäen pienintä inhibitorista pitoisuutta (mic). Tutkimuksessa päädyttiin siihen, että aikaisempaa nosokomiaalisen kandidemian standardihoitoa voitiin muuttaa ekinokandiinien sisällyttämiseksi, koska niiden havaittiin onnistuneen vähentämään potilaskuolleisuutta .
samankaltaisessa tutkimuksessa selvitettiin ihmisen immuunivastetta C. parapsiloosille. Tämä tehtiin vertaamalla eri Candida-lajien sytokiinivasteiden pitoisuutta, kun ne stimuloivat perifeerisen veren mononukleaarisoluja (pbmc) . Tutkijat havaitsivat, että C. parapsiloosin stimuloimat solut tuottivat vähemmän interleukiinia 17 ja 22 kuin C. albicans. He havaitsivat myös, että mitogeeniaktivoitujen proteiinikinaasien esto oli välttämätön, jotta elimistö pystyi tunnistamaan, että se oli saanut tartunnan Candida-lajilta .
Trofa, D., Gácser, A., & Nosanchuk, J. D. (2008). Candida parapsiloosi, kehittyvä Sienipatogeeni. Clinical Microbiology Reviews, 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 ja Candida tropicalis: biologia, epidemiologia, patogeenisuus ja antifungaalinen resistenssi. FEMS Microbiology Reviews. 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). Candidemian esiintyvyyden lisääntyminen ja vaihtuva epidemiologia Candida non-albicansin hyväksi 9 vuoden aikana (2009-2017) yliopistollisessa kreikkalaisessa sairaalassa. Infektio. doi:https://doi.org/10.1007/s15010-018-1217-2
Candida parapsiloosi. Retrieved from 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). Orastava hiiva orastaville geneetikoille: Saccharomyces Cerevisiae-mallijärjestelmän pohjamaali. Genetics, 197(1), 33-48. Viitattu 1574. (englanniksi)
Hui, F., Ren, Y., Chen, L., Li, Y., Zhang, L., & Niu, Q. (2014). Molekyylifylogeneettinen analyysi paljastaa uuden suvun hemisphericaspora, joka kuuluu debarymycetaceae-heimoon. PLOS yksi. 9(7), e103737. Retrieved from https://doi.org/10.1371/journal.pone.0103737
Turner, S., & Butler, G. (2014). Candida-patogeeninen lajikompleksi. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 4(9). Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4143104/
Skrzypek MS, Binkley J, Binkley G, Miyasato SR, Simison M, Sherlock G (2017). Candida Genome Database (CGD): Assembly 22: n sisällyttäminen, systemaattiset tunnisteet ja suuren suoritustehon sekvensointidatan visualisointi. Nukleiinihapot Res 45 (D1); D592-D596.
Pryszcz, L. P., Németh, T., Gácser, A., Gabaldón, T. (2013). Odottamaton Genomivaihtelu patogeenisen hiivan Candida parapsiloosin kliinisissä ja Ympäristökannoissa. Genome Biology and Evolution, 5(12), 2382-2392. https://doi.org/10.1093/gbe/evt185
Wikipedian avustajia. (2018, 5. heinäkuuta). Candida parapsiloosi. Wikipediassa, Vapaa Tietosanakirja. 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., Bliss, J. M., Paepe, M. E. (2018).Vastasyntyneen ei-albikaanin kandidiaasin patologia: Ruumiinavaustutkimus ja kirjallisuuskatsaus. Pediatric and Developmental Pathology, 7(4), 655-673. https://doi.org/10.1177/1093526618798773
Perez-Garcia LA, Csonka K, Flores-Carreon A, Estrada-Mata E, Mellado-Mojica E, Nemeth t, Lopez-Ramirez LA, Toth R, Lopez MG, Vizler C, Marton A, Toth a, Nosanchuk JD, Gacser a, Mora-Montes HM. 2016. Proteiinin glykosylaation rooli Candida parapsiloosin soluseinän eheydessä ja isännän yhteisvaikutuksessa. Mikrobiologian rajat. 7(306): s.1-16. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00306
Neji S, Hadrich I, Trabelsi H, Abbes S, Cheikhrouhou F, Sellami H, Makni F, Ayadi A. 2017. Kliinisistä näytteistä otettujen Candida parapsilosis-kompleksisten isolaattien virulenssitekijät, antifungaalinen herkkyys ja atsoliresistenssin molekyylimekanismit. Journal of biolääketieteellinen Science. 24(67). https://doi.org/10.1186/s12929-017-0376-2
Pereira L, Silva S, Ribeiro B, Henriques M, Azeredo J. 2015. Glukoosipitoisuuden vaikutus Candida parpsiloosin muodostamien biofilmien rakenteeseen ja määrään. FEMS Hiivatutkimus. 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 parapsiloosi kotitalouksien pyykinpesukoneissa. International Society for Human and Animal Mycology, 55, 813-819. doi: 10.1093/mmy/myx008
Hirai, Y., Asahata, S., Ainoda, Y., Goto, A., Fujita, T., & Totsuka, K. (2014). Nosocomial Candida parapsilosis candidemia: riskitekijät, antifungaalinen herkkyys ja tulos. 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 ja Candida parapsilosis aiheuttavat erilaisia T-soluvasteita ihmisen perifeerisen veren mononukleaarisissa soluissa. Journal of Infectious Diseases, 208 (4), 690-698. doi: 10.1093/infdis/jit188
Edited by Natalia Aneiros, Dominick Milano, Sharmetha Ramanan and Quintashia Wilson, students of Jennifer Bhatnagar for BI 311 General Microbiology, 2018, Boston University.