Im Jahr 2009 tauchte scheinbar aus dem Nichts ein mysteriöser Pilz auf, der es auf die Schwächsten unter uns abgesehen hatte. Es klingt wie Hollywood, aber der betreffende Pilz stellt eine sehr reale Bedrohung dar. Wissenschaftler versuchen herauszufinden, was den lebensbedrohlichen Pilz Candida auris antreibt – und warum selbst die besten Protokolle zur Infektionskontrolle in Krankenhäusern und anderen Pflegeeinrichtungen oft nicht in der Lage sind, ihn zu beseitigen.
Forscher der University of Michigan haben die unheimliche Fähigkeit von C. auris untersucht, an allem zu haften, von der Haut bis zu Kathetern, und haben eine überraschende Entdeckung gemacht. Der Artikel „Ein Candida auris-spezifisches Adhäsin, SCF1, steuert die Oberflächenassoziation, Kolonisierung und Virulenz“ wurde in veröffentlicht Wissenschaft.
Das Ermittlungsteam unter der Leitung von Teresa O’Meara, Ph.D. von der Abteilung für Mikrobiologie und Immunologie der UM Medical School und ihr Doktorand Darian Santana haben herausgefunden, dass C. auris sich von allen anderen bekannten Pilzen dadurch unterscheidet, dass er eine Art Protein, ein sogenanntes Adhäsin, verwendet, das den verwendeten Proteinen von C. auris sehr ähnlich ist Meeresorganismen wie Seepocken und Weichtiere.
Ihre ursprüngliche Hypothese war, dass C. auris ein Adhäsin aus der Familie der klebrigen Proteine verwenden würde, die von anderen Pilzen wie C. albicans verwendet werden. Als sie jedoch die üblichen Verdächtigen überprüften, nämlich Proteine aus den hochkonservierten ALS- und IFF/HYR-Familien, kamen sie größtenteils zu kurz, mit Ausnahme eines Proteins, IFF4109, das teilweise betroffen war.
Anschließend wandten sie sich einer anderen Screening-Methode zu, um das Genom von C. auris systematisch aufzubrechen und herauszufinden, welcher Mutant seine Fähigkeit verloren hatte, an Plastikplatten mit 96 Vertiefungen zu haften. Dies führte zur Entdeckung eines neuen Adhäsins, das sie Surface Colonization Factor (SCF1) nannten.
„Das neue Adhäsin ist nur in C. auris vorhanden, daher wissen wir nicht, woher es evolutionär stammt. Aufgrund der Sequenzähnlichkeit sieht es nicht so aus, als käme es von anderen Organismen“, sagte O’Meara. Sie zeigten, dass es sich bei den von Scf1 gebildeten Bindungen um Kation-Pi-Bindungen handelt, die zu den stärksten nichtkovalenten chemischen Bindungen in der Natur gehören.
O’Meara fügte hinzu: „Ein Großteil der Literatur über diese Art von Bindung in der Natur stammt von Menschen, die versuchten, Klebstoff biotechnologisch herzustellen, der unter Wasser haftet. Daher haben sie sich von der Natur inspirieren lassen.“
Darüber hinaus entdeckte das Team, dass SCF1 mit einer erhöhten Kolonisierung und einer erhöhten Fähigkeit, Krankheiten zu verursachen, verbunden ist. Anhand von Mausmodellen zeigten sie, dass ein Verlust von SCF1 und IFF4109 die Fähigkeit eines C. auris-Stammes, Haut und einen Verweilkatheter zu besiedeln, verringerte. Darüber hinaus zeigten Stämme, die darauf ausgelegt waren, SCF1 zu stark zu exprimieren, eine erhöhte Virulenz und mehr Pilzläsionen.
„Wir wissen nicht, warum dieses Adhäsin notwendig ist, um Krankheiten zu verursachen“, sagte O’Meara. „Es könnte sein, dass sie an Blutgefäße gebunden werden müssen, oder dass sie die Wirt-Rezeptor-Interaktionen verändern, was für den verwandten Pilz Candida albicans der Fall war, aber in diesem Fall wissen wir es nicht.“
O’Meara und ihr Team planen, den Zusammenhang zwischen SCF1 und Virulenz zu untersuchen, in der Hoffnung, ihn für eine wirksamere Antimykotika-Therapie zu nutzen, da viele Stämme von C. auris gegen aktuelle Medikamente resistent sind. Das Adhäsin könnte auch einen Hinweis darauf geben, woher C. auris stammt, sagte O’Meara, wobei seine Seepocken-ähnlichen Klebeeigenschaften auf einen ozeanischen Ursprung hindeuten.
„Im Gegensatz zu SARS-CoV2, das an einem Ort auftrat, tauchte C. auris plötzlich an fünf verschiedenen Orten auf der Welt auf. Es gab einen gewissen Selektionsdruck auf der Welt, der es C. auris ermöglichte, sich von einer überhaupt nicht bedrohlichen Bedrohung zu einem kolonisierenden Menschen zu entwickeln.“ .“
Weitere Autoren sind Darian J. Santana, Juliet AE Anku, Guolei Zhao, Robert Zarnowski, Chad J. Johnson, Haley Hautau, Noelle D. Visser, Ashraf S. Ibrahim, David Andes, Jeniel E. Nett und Shakti Singh
Mehr Informationen:
Darian J. Santana et al., Ein Candida auris-spezifisches Adhäsin, Scf1, steuert die Oberflächenassoziation, Kolonisierung und Virulenz, Wissenschaft (2023). DOI: 10.1126/science.adf8972