Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe Candida albicans zuurstofgebrek exploiteert om ziekten te veroorzaken

*Candida albicans*, de meest voorkomende schimmelpathogeen bij de mens, staat bekend om zijn vermogen om een ​​breed scala aan infecties te veroorzaken bij zowel gezonde personen als mensen met een aangetast immuunsysteem. Een opmerkelijk kenmerk van *C. albicans* is zijn vermogen om een ​​gebrek aan zuurstof, of hypoxie, te benutten om een ​​concurrentievoordeel binnen de gastheer te verwerven en de ziekteprogressie te bevorderen.

Hier ziet u hoe *C. albicans* maakt gebruik van hypoxie om ziekten te veroorzaken:

1. Overschakelen naar anaeroob metabolisme :

* C. albicans* bezit een opmerkelijk aanpassingsvermogen aan veranderende zuurstofniveaus. Onder omstandigheden met weinig zuurstof, zoals die welke diep in de weefsels voorkomen tijdens infectie, *C. albicans* kunnen overschakelen van aërobe ademhaling (waarbij zuurstof nodig is) naar anaëroob metabolisme (waarbij geen zuurstof nodig is). Deze metabolische flexibiliteit zorgt ervoor dat de schimmel energie kan blijven genereren en de groei kan ondersteunen, zelfs in zuurstofarme omgevingen.

2. Vorming van hyfen :

* Gebrek aan zuurstof veroorzaakt een morfologische verandering in *C. albicans* van een ontluikende gistvorm naar een hyfenvorm. Hyfen zijn lange, draadvormige uitlopers waardoor de schimmel gastheerweefsel kan binnendringen, dieper kan doordringen en de immuunafweer van de gastheer kan omzeilen. De vorming van hyfen wordt vergemakkelijkt door de verhoogde expressie van specifieke genen die geassocieerd zijn met de ontwikkeling van hyfen onder hypoxie.

3. Verbeterde virulentie :

* De hyfenvorm van *C. albicans* wordt in verband gebracht met verhoogde virulentie en weefselschade. Hyfen kunnen epitheliale barrières binnendringen, zich door de gastheer verspreiden en ernstigere infecties veroorzaken. Bovendien bevordert de overstap naar de groei van hyfen de vorming van biofilms, een beschermende matrix die *C omhult. albicans*-cellen en maakt ze beter bestand tegen antischimmelmiddelen en immuunreacties.

4. Immuunontduiking :

* Hypoxie kan ook bijdragen aan immuunontwijkingsstrategieën die door *C worden toegepast. albicans*. Beperkte zuurstofniveaus belemmeren de functie van bepaalde immuuncellen, waaronder neutrofielen en macrofagen, waardoor het gemakkelijker wordt voor *C. albicans* om fagocytose en moord te omzeilen. Bovendien verandert hypoxie de expressie van oppervlaktemoleculen op de schimmel, waardoor deze beter de herkenning en aanval door het immuunsysteem van de gastheer kan omzeilen.

5. Biofilmvorming :

* Biofilms zijn dichte gemeenschappen van *C. albicans*-cellen ingesloten in een extracellulaire matrix. Ze spelen een cruciale rol bij het faciliteren van chronische infecties en resistentie tegen antischimmelbehandelingen. De vorming van biofilms wordt versterkt onder hypoxische omstandigheden, omdat zuurstofbeperking de expressie veroorzaakt van genen die betrokken zijn bij de synthese van biofilmmatrix en adhesie aan gastheerweefsels.

6. Interactie met gastheercellen :

* *C. albicans* kunnen de immuunrespons van de gastheer moduleren en onder hypoxische omstandigheden op een andere manier met gastheercellen interacteren. Hypoxie induceert bijvoorbeeld de expressie van specifieke virulentiefactoren die de adhesie aan en invasie van gastheercellen bevorderen, wat leidt tot weefselschade en ziekteprogressie.

7. Antibioticaresistentie :

*Sommige onderzoeken suggereren dat hypoxie kan bijdragen aan een verhoogde resistentie tegen *C. albicans* naar antischimmelmiddelen. Een laag zuurstofgehalte kan de opname en werkzaamheid van bepaalde antischimmelmiddelen beïnvloeden, waardoor het een uitdaging wordt om infecties veroorzaakt door de schimmel te behandelen.

Gezamenlijk benadrukken deze mechanismen hoe *C. albicans* maakt gebruik van hypoxie als middel om de virulentie ervan te vergroten, de immuunafweer van de gastheer te omzeilen en ernstiger infecties te veroorzaken. Het begrijpen van deze aanpassingen levert belangrijke inzichten op voor het ontwikkelen van therapeutische strategieën die *C. albicans*-gerelateerde infecties, vooral in situaties waarin zuurstofgebrek een bijdragende factor is.