Inactivarea fotodinamică: o strategie eficientă pentru depășirea rezistenței la Candida albicans

Un studiu publicat în Photochemistry and Photobiology investighează utilizarea inactivării fotodinamice (IFD) pentru a depăși rezistența fungică la Candida albicans, o cauză frecventă de infecții invazive, în special la pacienții imunocompromiși. Studiul a fost realizat la Universitatea din São Paulo și a fost conceput pentru a analiza efectele inactivării fotodinamice asupra formelor morfologice de drojdie (unicelulară) și hifă (colonie filamentoasă), în combinație cu Amfotericina B.
Candida albicans prezintă o plasticitate morfologică ridicată, alternând între formele de drojdie și hifă. Această caracteristică contribuie la virulența și rezistența sa la tratamentele antifungice. În plus, formarea biofilmului complică eradicarea infecțiilor fungice, deoarece creează un microambient protector împotriva agenților antifungici. Pandemia de COVID-19 a amplificat incidența infecțiilor fungice invazive, inclusiv candidemia, prin efectele imunosupresoare ale virusului și tratamentele adjuvante cu corticosteroizi și ventilație mecanică.

Despre studiu

Metodologie

• Fotosensibilizator: curcumină sintetică (2,5 µM)
• Sursă de lumină: LED albastru 450 nm, doză 15 J/cm²
• Microorganism: C. albicans ATCC 90028, cultivată pe medii SDA și TSB
• Forme studiate: drojdie și hife (biofilm)
• Inocul: 10⁸ CFU/mL
• Teste: MIC (concentrație inhibitorie minimă), curbe de creștere, FTIR și analiză statistică ANOVA + test Tukey
• Reproductibilitate: Experimente realizate în triplicat biologic (N = 9)

Protocol inactivare fotodinamică

• Expunere de 20 min la curcumină
• Două cicluri de iluminare aplicate atât pentru drojdie cât și pentru hife
• Analize FTIR pentru modificările structurale celulare

Rezultate

Rezistența la Amfotericina B

• MIC pentru forma de drojdie: 0,26 µg/mL
• MIC pentru hife: 1,04 µg/mL
• Punctul de rezistență stabilit: 0,13 µg/mL
• Hifele necesită de 4 ori mai mult AmB pentru inhibiție comparativ cu drojdiile

Eficacitatea inactivării fotodinamice

• Inactivarea fotodinamică singură reduce viabilitatea celulară cu 87,5% pentru drojdie și 75% pentru hife
• Combinația AmB + IFD are efect sinergic, confirmat prin modelul Bliss
• Cu două doze de IFD, MIC pentru hife a scăzut de la 1,04 µg/mL la 0,13 µg/mL

Curbele de creștere

• Două doze de inactivare fotodinamică au redus considerabil creșterea pentru ambele forme
• Timpul de generare a crescut de la 2h (fără IFD) la 5h (IFD 1) și a fost aproape absent cu IFD 2

Analiza FTIR

• Modificări semnificative în spectrele FTIR în urma tratamentului cu IFD
• Regiuni afectate: 1000–1500 cm⁻¹ (carbohidrați), 1500–1700 cm⁻¹ (proteine), 2800–3000 cm⁻¹ (lipide)
• IFD provoacă peroxidarea lipidelor, denaturarea proteinelor și degradarea polizaharidelor din peretele celular
• Modificări cumulative mai pronunțate cu a doua doză de IFD

Concluzii

Inactivarea fotodinamică (IFD) s-a dovedit a fi o strategie promițătoare pentru combaterea infecțiilor cu Candida albicans, în special în formele rezistente. Combinată cu Amfotericina B, IFD reduce semnificativ concentrațiile necesare pentru inhibarea creșterii fungice, îmbunătățind eficiența tratamentului și reducând potențial efectele adverse asociate dozelor mari de antifungice.

Inactivarea fotodinamică acționează prin generarea de specii reactive de oxigen, inducând daune oxidative majore la nivelul peretelui celular, membranei și proteinelor esențiale ale fungilor. Rezultatele obținute confirmă că formele hifale, deși mai rezistente, devin vulnerabile în urma aplicării repetate de IFD, sugerând potențialul acestei terapii în infecții fungice refractare, în special cele asociate biofilmelor.

Concluzie generală: Combinarea inactivării fotodinamice cu antifungice convenționale reprezintă o abordare eficientă și inovatoare în tratamentul infecțiilor severe cu Candida albicans, contribuind la depășirea limitărilor terapiilor actuale și oferind noi perspective terapeutice în medicina antifungică.