Çok ilaca dirençli Candida auris tedavisinde kitosan destekli metal nanopartiküllerin etkinliğinin In-Vitro araştırılması

Candida türleri, insan mikrobiyomunun doğal bir unsurudur ve bağışıklık sistemi zayıfladığında ve doğru fırsat doğduğunda ölümcül enfeksiyonlara neden olur. Candida auris, Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri (CDC) tarafından 2019 yılında yayınlanan insanlığı tehdit eden en ciddi mikroorganizmalar listesindeki en önemli beş mikroorganizmadan biridir. Bilinen birçok antifungal ilaca, antiseptik ve dezenfektan maddeye karşı direnci, termotolerans ve ozmotolerans özellikleri, fosfolipaz ve hemolizin gibi enzimleri salgılayabilmesi, biyofilm oluşturabilmesi ve canlı ve cansız yüzeylerde kolonize olabilmesi onu dikkat çekici bir mikroorganizma yapmaktadır. Önceki çalışmalar, metal nanopartiküllerin (MNP'ler) Candida türlerine karşı potansiyel antifungal aktivitelerini göstermiştir. Bu çalışmada, altın (Au) ve demir oksit (Fe3O4) nanopartiküllerinin ve kitosan destekli formlarının C. auris planktonik ve biyofilm hücrelerine karşı in vitro aktivitesi araştırılmıştır. Bu çalışmada, çoklu ilaca dirençli klinik bir C. auris izolatı (K1575) ve dört referans izolat kullanıldı. İzolatların ilaç direnç profili, Klinik ve Laboratuvar Standartları Enstitüsü (CLSI) M27M44S kılavuzuna dayalı sıvı mikrodilüsyon testi ile ortaya kondu. Klinik C. auris izolatının direnç profilinin genomik temeli, tüm genom dizilemesi ile analiz edildi. AuNP sentezi sitrat indirgeme reaksiyonu ile, kitosan destekli altın (Chi- AuNP) nanopartikülleri ise kitosan destekli indirgeme reaksiyonu ile gerçekleştirildi. Fe3O4NP sentezi oleyl amin ile gerçekleştirildi ve ardından kolloidal stabilizasyon sitrik asit ve kitosan ile sağlandı. Sentezlenen tüm NP'lerin literatürle uyumluluğu X-Işını Kırınımı (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), UV-Görünür Spektroskopisi (UV-Vis), Nanopartikül İzleme Analizi (NTA) ve Dinamik Işık Saçılımı (DLS) testleri ile kontrol edildi. İn vitro etkinlik testleri için, NIH 3T3 fibroblast hücre hattında MTT yöntemi ile sitotoksisite testleri yapıldı. İn vitro etkinlik testleri kapsamında, seçilen beş izolat üzerinde koloni oluşturma birimi (CFU), spektrofotometrik analiz, XTT/Menadione yöntemi ile biyofilm v kalınlığı tayini, SEM, H2DCFDA ile reaktif oksijen türleri (ROS) tayini ve izolatların oluşturduğu biyofilm üzerinde konfokal mikroskop deneyleri ile NP'lerin gösterilmesi işlemleri gerçekleştirildi. Sıvı mikrodilüsyon testi ile tespit edilen azol ve ekinokandin direnci genomik analiz ile doğrulanarak FKS1, ERG11, CDR1, TAC1b ve FCY1 genlerinde mutasyonlar tespit edilmiştir. Literatür doğrultusunda sentezlenen ve kalite kontrolü yapılan nanopartiküllerin sitotoksik konsantrasyonlarının (CC) belirlenmesiyle başlatılan CFU deneylerinde, AuNP'lerin ve Chi-AuNP'lerin uygulanan her dozda klinik izolat K1575'in planktonik ve biyofilm formları üzerinde inhibitör etkiye sahip olduğu, referans izolatların planktonik ve biyofilm formlarına uygulanan dozlarda ise izolata bağlı olarak inhibitör etki gösterdiği belirlenmiştir. Yapılan ROS deneylerinde ise bu etkinin nanopartiküllerin izolatlarla etkileşimi sonucu oluşan ROS tarafından sağlandığı gösterilmiştir. CFU deneylerinde uygulanan Fe3O4NP ve Chi-Fe3O4NP'lerin kullanılan izolatların hiçbirinde inhibitör etkiye sahip olmadığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, K1575'te çoklu ilaç direncinin genomik temeli, hedef antifungal genlerdeki çoklu mutasyonlarla gösterilmiştir. K1575 ve referans izolatlarının altın bazlı nanopartiküllerde inhibisyon gösterdiği ve bu inhibisyonun öncelikli olarak ROS oluşumu ve fungal hücre duvarı bozulması ile ilişkili olduğu belirlendi. Altın bazlı nanopartiküllerin çoklu ilaca dirençli C. auris enfeksiyonları için yeni bir tedavi yöntemi potansiyeli olarak değerlendirilmesi gerektiği gösterildi.