Optimization of breeding conditions for pathogenic yeasts increasing the secretion of selected virulence factors

Candida albicans to gatunek grzybów stanowiący część mikrobioty naturalnie zasiedlającej ludzki organizm. Zagrożenie wywołane występowaniem tych grzybów pojawia się w przypadku zaburzenia równowagi w organizmie, mogącego prowadzić do łagodnych w przebiegu infekcji powierzchniowych lub zagrażających życiu infekcji ogólnoustrojowych. Zakażenia wywołane przez C. albicans są powszechnym problemem, szacuje się, że gatunek ten jest odpowiedzialny za występowanie około 70% infekcji grzybiczych na świecie, a leczenie często bywa nieskuteczne ze względu na pojawiającą się oporność na leki przeciwgrzybicze. C. albicans podobnie jak inne organizmy eukariotyczne wytwarza pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (EVs; Extracellular vesicles), czyli niewielkie struktury otoczone dwuwarstwą lipidową zdolne do transportu różnych cząsteczek. Większość cząsteczek transportowanych w EVs pełni funkcje związane z fizjologią grzybów, z opornością na leki przeciwgrzybicze, odpowiedzią na stres, jak również patogenezą poprzez odgrywanie roli czynników wirulencji bezpośrednio przyczyniających się do rozwoju choroby. W niniejszej pracy zbadano, w jaki sposób różna temperatura, stężenie CO2, stężenie glukozy oraz stres oksydacyjny stosowany w trakcie hodowli C. albicans wpływają na wydzielanie czynników wirulencji w pęcherzykach zewnątrzkomórkowych przez trzy szczepy C. albicans oraz określono, które warunki są najbardziej korzystne dla produkcji grzybiczych pęcherzyków zewnątrzkomórkowych. W wybranych warunkach hodowli wykazano w pęcherzykach zewnątrzkomórkowych zwiększoną obecność białka enzymatycznego ‒ enolazy, które może być dogodnym celem do wykorzystania w projektowaniu szczepionek przeciwko zakażeniom wywoływanym przez C. albicans; może to posłużyć w przyszłości do dalszych badań w kierunku opracowywania nowych metod zapobiegania i leczenia infekcji grzybiczych.Candida albicans is a fungal species that is part of the microbiota that naturally inhabits the human body. The risk of developing fungal infection appears when the balance in the body is disturbed, leading to mild superficial infections or life-threatening systemic fungal infections. Infections caused by C. albicans are a common problem; this species is estimated to be responsible for about 70% of fungal infections worldwide, and treatment is often ineffective due to emerging drug resistance. C. albicans, like other eukaryotic organisms, produces extracellular vesicles (EVs), i.e. small structures with a lipid bilayer capable of transporting various molecules. Most of the molecules transported in EVs are related to fungal physiology, antifungal drug resistance, stress response as well as pathogenesis through the presence of virulence factors directly contributing to disease development. This study investigated how changes in temperature, CO2 concentration, glucose concentration and oxidative stress used during C. albicans cultivation affect the secretion of virulence factors in extracellular vesicles by three strains of C. albicans and determined which conditions are most favorable for the production of fungal extracellular vesicles. The selected culture conditions showed an increased presence of the enzymatic protein in the extracellular vesicles ‒ enolase, which may be a convenient target in the design of vaccines against C. albicans infections; this may be used for further research on the development of new methods of preventing and treating fungal infections