Interaction between glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase isolated from the surface of Candida tropicalis cells and the protein of human extracellular matrix – vitronectin

Współczesna medycyna zmaga się z wciąż wzrastającą opornością na leki przeciw grzybom z rodzaju Candida. Infekcje powodowane tymi mikroorganizmami drożdżopodobnymi powodują ciężkie do wyleczenia kandydozy. W grupie obarczonej największym ryzykiem są pacjenci z zaburzoną funkcją układu immunologicznego, ale również osoby po długotrwałej chemioterapii czy antybiotykoterapii. Badania prowadzone na poziomie molekularnym pogłębiają zrozumienie procesu patogenezy kandydoz, zarazem otwierając całkiem nowe strategie leczenia tych infekcji. Szczególną uwagę należy zwrócić na gatunki należące do grupy Candida „non-albicans”, znacznie gorzej poznane niż C. albicans a z reguły wykazujące większą oporność na stosowane leki.Gatunki z rodzaju Candida posiadają wiele czynników wirulencji, które ułatwiają im wywoływanie infekcji u gospodarza. Są to m.in. tworzenie biofilmu czy przełączanie fenotypu. W tej pracy skupiono się na pierwszym etapie patogenezy – adhezji do komórek gospodarza poprzez białka obecne na powierzchni grzyba. Mogą to być klasyczne adhezyny jak i całkiem niedawno odkryta grupa białek - „moonlighting proteins”. Do grupy tej zalicza się białka podstawowych szlaków metabolicznych, które przedostają się na powierzchnię komórki i pełnią tam dodatkowe niekatalityczne funkcje. Przy zastosowaniu metod interferometrii biowarstwowej oraz powierzchniowego rezonansu plazmonowego zbadano oddziaływanie białka typu moonlighting – dehydrogenazy aldehydu 3-fosfoglicerynowego (Gapdh) wyizolowanej z powierzchni Candida tropicalis, z białkiem ludzkiej macierzy zewnątrzkomórkowej – witronektyną. Testowany układ badawczy porównywano z oddziaływaniem witronektyny z Gapdh pochodzącą z organizmu niepatogennego – Saccharomyces cerevisiae. Wyznaczono parametry tych oddziaływań i na ich podstawie porównano specyficzność wiązania Gapdh z obu gatunków z witronektyną. Specyficzność ta była mniejsza w przypadku gatunku niepatogennego. Uzyskane wyniki sugerują możliwą funkcję adhezyjną białka na powierzchni komórek Candida. Niewykluczone jest, że badane białko pełni rolę w patogenezie, wzmacniając infekcję w organizmie gospodarza poprzez adhezję do jego komórek. Czyni to Gapdh potencjalnym celem w nowych terapiach przeciwgrzybiczych.A still increasing resistance against antifungal drugs amongs the genus Candida, causes hard to cure candidiasis, on which patients with a weakened immune system are primarily exposed. New and effective methods of treatment of candidiasis are still being sought. The microorganisms that cause candidiasis are most commonly Candida albicans, but equally important are species belonging to the group of Candida "non-albicans", which are more resistant and their pathogenesis mechanisms are not as well-known as those in C. albicans. Therefore, more detailed research at the molecular level is required to create appropriate treatment strategies. Candida has many virulence factors that enable to cause infection in the host. This review is focused on the first stage of pathogenesis - the adhesion of fungal cells to human cells. Until recently, it was claimed that only classic adhesins present on the surface of Candida cells are responsible for adhesion, but current research suggests that there is an additional group of proteins, so called "moonlighting proteins". These are mainly proteins of the basic metabolic pathways that can be exposed at the surface and perform there completely new, non-catalytic functions. In this work the interaction between a moonlighting protein - glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase isolated from the surface of Candida tropicalis and the protein of human extracellular matrix - vitronectin was investigated. In addition, it was compared how the same protein, but derived from the non-pathogenic microorganism – Saccharomyces cerevisiae, behaves in the same test system. The specificity of C. tropicalis glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase binding to vitronectin was demonstrated, suggesting that it may be a potential target in new efficient antifungal therapies or in the production of drugs and vaccines