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对真菌毒素的深入研究有望为白色念珠菌感染提供新的治疗途径

开心的月饼 2024-03-15 14:03:01 生活常识

白色念珠菌的毒素念珠菌溶酶在感染过程中被整合到一种不寻常的蛋白质结构中,但迄今为止,科学家们还不知道其成分。莱布尼茨HKI的研究人员现已成功破译了这种不寻常排列的功能。

对真菌毒素的深入研究有望为白色念珠菌感染提供新的治疗途径

通过改变蛋白质结构,可以降低真菌的致病性。新发现在人工抗体的帮助下使真菌毒素变得无害。这开辟了治疗持续性阴道念珠菌感染的新方法。

机会性真菌

白色念珠菌是人类微生物组的一部分,通常与其他微生物保持平衡。然而,如果这种平衡被破坏,真菌就会不受控制地生长并引起感染。作为一种“阴道鹅口疮”,白色念珠菌每年影响全世界数百万女性。在某些情况下,抗真菌治疗失败并出现慢性、复发性真菌感染,这显着降低了受影响者的生活质量并造成巨大痛苦。

真菌分泌的毒素念珠菌溶酶会造成人体组织的细胞损伤。阴道感染通常会导致严重的炎症反应,但真菌对此并不关心。相反,疾病的严重程度会增加。

念珠菌溶素在释放前嵌入一种名为Ece1的前体蛋白中:总共八个肽序列形成未折叠的结构,这对于此类毒素来说是非常不寻常的。此前尚不清楚为什么毒素会整合到这种不寻常的结构中,以及各个成分发挥什么作用。

在《自然微生物学》刚刚发表的一项研究中,来自莱布尼茨HKI、巴黎巴斯德研究所、伦敦国王学院、威斯康星大学和莱布尼茨研究中心Borstel的国际研究小组研究了Ece1及其某些肽的结构,称为NCEP(非念珠菌溶素Ece1肽)。

对于几乎所有微生物肽毒素,产生细胞都必须采取预防措施,防止自身中毒。游离念珠菌溶酶是一个例外,因为它不会损害其自身的真菌细胞。因此,它嵌入复杂的前体蛋白Ece1中不能用真菌细胞的自我保护来解释。因此,Ece1结构异常的原因肯定是另有原因。

在进一步的实验中,研究人员能够证明这种毒素具有自我聚集和聚集在一起的极端倾向。研究人员随后改变了Ece1结构,从而破坏了蛋白质的正确折叠。在实验室实验中,这种操作抑制了白色念珠菌真菌菌丝的形成,这也损害了念珠菌溶素的释放:毒素在细胞中聚集在一起并变得无效。

“我们的结果表明,Ece1前体蛋白中的每一个肽都是念珠菌溶血素释放所必需的。前体蛋白的主要功能显然是防止毒素聚集在一起,”第一作者RitaMüller解释道。

“这使得真菌细胞、菌丝能够正常发挥作用,而毒素很容易到达宿主细胞并在那里造成损害,”第二位第一作者AnnikaKönig补充道。

用纳米抗体对抗毒素

在mBio杂志上发表的另一项研究中,研究人员重点研究了中和念珠菌溶素的新策略:使用纳米抗体。

纳米抗体是合成产生的抗体。它们最初是从骆驼或美洲驼的血液中获得的。它们比人类抗体小得多,结构也更简单,这使得它们比人类抗体更加灵活。

纳米抗体能够特异性地停靠在病原体的结合位点上,并通过这些位点附着在宿主细胞上。通过这种方式,它们阻断病原体的途径并防止感染。这一原理现已首次用于使念珠菌溶酶无害。

在白色念珠菌阴道感染中,念珠菌溶酶会对粘膜组织造成损害,从而促进免疫系统的炎症过度反应,从而导致症状恶化。目前的治疗选择非常有限,特别是对于慢性、复发性阴道念珠菌病。然而,这种疾病每年影响全球约1.38亿女性。

因此,研究人员研究了纳米抗体对真菌感染的影响。实验室测试表明,特殊的纳米抗体实际上可以阻断念珠菌溶酶的活性。在实验室中,纳米抗体非常有效地减少了毒素引起的组织损伤,这也能抑制炎症继发反应。

研究人员使用特殊的显微镜方法(免疫荧光)将纳米抗体直接定位在真菌菌丝定殖的组织部位。在实验室和计算机上进一步建模的帮助下,还可以预测添加纳米抗体的剂量和时间以中和毒素。

因此,针对念珠菌溶酶的纳米抗体可能有助于治疗复杂的阴道念珠菌病复发病例。与常用的抗真菌药物氟康唑的比较表明,两种疗法的组合特别有效。

“因此,与这种抗真菌药物一起使用纳米抗体可能代表该疾病的真正治疗选择,”第一作者玛丽莎·瓦伦丁说。

“通过中和念珠菌溶酶,可以减轻高炎症症状。这对许多患者来说可能非常重要,”她的同事、该研究的第一作者保罗·鲁道夫说。


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