Факторы патогенности грибов рода Candida

Патогенность С. albicans — основного представителя грибов рода Candida, которому приписана возможная роль в патогенезе кандидоза, связана с такими механизмами вирулентности, как:
• способность грибов связываться с тканями хозяина, как первичного пути узнавания и взаимодействия с макроорганизмом. Особое внимание направлено на феномен образования клетками гриба биопленок, как одного из основных и важных факторов в патогенезе кандидоза, способствующего уклонению от возможного ответа хозяина на инфекцию и затрудняющего её лечение;
• образование специфичных энзимов, таких как семейство специфических ацетил-протеиназ (SAPs) и фосфолипазы, облегчающих проникновение в ткани хозяина и дальнейшую инвазию;
• морфогенетическая трансформация грибов, которая также способствует процессу пенетрации и, в дополнение к этому, ускользанию микроорганизма от защитных сил организма хозяина;
• фенотипические изменения;
• различные иммуномодулирующие эффекты антигенных детерминант грибов, способствующих снижению активности защитных сил.

Способность гриба рода Candida прикрепляться к тканям хозяина была интенсивно изучена в опытах in vitro и in vivo на моделях животных.

В опытах in vitro установлено, что грибы Candida spp. могут прикрепляться к различным субстратам, например, к шелушащимся эпителиальным клеткам человека, а также к культивируемым линиям тканей человека — эпителиальным и HeLa, к сегментам тканей животных (оральным, желудочно-кишечным) или инертным поверхностям (различным полимерам, используемым в медицинском оборудовании). Исследования показали, что степень их прикрепления коррелировала с патогенностью вида Candida spp. для человека и животных. Так, наиболее активно прикрепляющимся видом является штамм С. albicans. Однако было также отмечено внутривидовое варьирование в способности к прикреплению отдельных штаммов этого вида. Кроме того, выявлено, что мутанты со сниженной способностью прикрепления к поверхностям тканей хозяина проявляли сниженную патогенность в опытах in vivo.

Показано, что адгезия к тканям зависит от различий в условиях окружающей среды, влияющих на гидрофобность поверхности грибов, от среды их выращивания или гуморального и иммунного статуса хозяина.

Экспериментальные результаты, полученные на модели животных in vivo, были подтверждены многочисленными данными в системах in vitro. Показано, что прикрепление грибов к тканям хозяина является началом колонизации, а затем и развития инфекционного процесса. Эта концепция стала основанием для попытки предотвратить развитие инфекции, прерывая связывание грибов с тканями хозяина. Такой подход можно рассматривать как новый в профилактике возникновения инфекции.

В 1992 г. Y. Miyakowa et al. доказали, что антиген 6 маннана может обладать активностью адгезина. У различных видов грибов рода Candida, возможно, существуют различные адгезины.

Свойства рецептора, расположенного на клетке хозяина, зависит от особенностей состава клеток (очевидно, от фукозила, глюкозамина, фибронектина или аргинин-глицин-аспарагина).

Описано также семейство поверхностных гликопротеинов (ALSp), которые имеются у грибов и могут действовать как адгезины. Обнаружено также, что эти молекулы кодируют 9 генов. Другой вероятный адгезии — протеин клеточной стенки Hwp 1p был описан в 2002 году. Показано, что мутанты, не имевшие этого адгезина, были менее вирулентны. Помимо этого, выявлена связь адгезина с ростом гиф и вирулентностью С. albicans, содержащих ген интегриноподобного белка Int 1р.

Что касается других видов Candida, то было выявлено, что протеины клеточной стенки Ера 1р в штаммах С. glabrata ведут себя, как адгезины. Имеются сообщения о генах, кодирующих ALS-адгезины для С. tropicalis и С. dubliniensis.

Штаммы С. albicans также обладают поверхностными компонентами, которые связываются с фибриногеном и комплементом.

Следующим фактором, который может принимать участие в проявлении грибами вирулентности, является их способность образовывать биопленки в противоположность планктонным формам.

Биопленки включают внеклеточные материалы, содержащие протеины, углеводы и другие субстанции. Важной характеристикой биопленок является слабый эффект антимикробных препаратов на микроорганизм, находящийся в биопленке. В таких условиях защитным силам организма трудно состязаться с микробом, что, в результате, осложняет борьбу с инфекцией.

Образование кандидами биопленок имеет важное клиническое значение, т. к. биопленки образуются не только на тканях, но и на инертных поверхностях медицинского оборудования (инвентаря), таких как катетеры, искусственные зубы, искусственные клапаны, что связано с повышенным риском для развития системных инфекций.

Факторы патогенности, действующие после вторжения в ткани, вслед за начальной ступенью взаимодействия между грибами и клетками хозяина (пенетрация и инвазия), связаны с морфологическим переходом от дрожжевой формы в гифы и с образованием гидролитических энзимов. Среди последних — семейство специфических аспартил-протеиназ — SAPs, включающих 9 ферментов, и фосфолипазы, которые являются главными факторами патогенности у С. albicans, играющими значительную роль в патогенезе кандидозной инфекции.

Действие SAPs можно считать следующим за адгезией С. albicans к эпителиальным клеткам. Особая энзимная активность была обнаружена у С. albicans, С. tropicalis, С. parapsilosis, в то время как другие виды грибов Candida проявляют её не всегда.

Энзимы были выявлены in vivo в период развития инфекции и в связи с патогенезом. Мутанты, дефицитные по SAPs, были менее патогенны при стимуляции индуцированной экспериментальной инфекции и оказались неспособны проникать в ткани хозяина. Предполагается, что SAPs облегчают инвазию путем разрушения кератина и коллагена.

Для 9 энзимов семейства SAPs были выявлены соответствующие гены, а также коррелятивная связь присутствия энзимов со специфическими клиническими формами. Так, SAP 2 связан с вагинальным кандидозом, в то время как другие SAP (SAP 1 — SAP 6) ассоциированы с системными кандидозными инфекциями.

Фосфолипазы также являются факторами вирулентности. Они были обнаружены у С. albicans, С. glabrata, С. parapsilosis, С. tropicalis и С. krusei. Были клонированы два гена, кодирующие фосфолипазы С. albicans. Разрушение этих генов снижало вирулентность грибов. Интересны в связи с этим данные В. Hube et al. (2000 г.) о десяти генах, кодирующих липазы. Авторы предположили, что липазы также могут играть роль в вирулентности ряда микроорганизмов и грибов.

Получены новые данные о важности перехода к гифовым формам, что, по-видимому, содействует вирулентности. Недавно эти данные были подтверждены при использовании молекулярных методов. Установлено, что переход гриба в гифовую форму происходит в период активной фазы инфекции. При переходе в гифовый тип у гриба увеличивается продукция фосфолипазы, что отсутствует у неинвазивных дрожжевых форм.

В дополнение к этому следует отметить, что гифы по размеру значительно крупнее дрожжевой формы, более резистентны к фагоцитозу. Благодаря этим морфологическим изменениям происходит повышение патогенности грибов. Р. Sunstrom (2002 г.) сообщил о присутствии адгезина Hwp 1р только на поверхности ростовых трубок и зрелых гиф и об отсутствии его на других морфологических формах С. albicans.

- Читать далее "Патогенез кандидоза и иммунологическая защита"

- Вернуться в оглавление раздела "Медицинская микробиология"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 30.4.2020

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.