Der Einfluss von Doxorubicin auf das ABC-Transportervermittelte Resistenzverhalten gegen Fluconazol bei Candida-Spezies

Abstract

Für immunsupprimierte Patienten können Candida-Infektionen schwerwiegende Folgen haben. Zu diesem Personenkreis gehören auch Menschen, die eine antineoplastische Chemotherapie erhalten und die auf Grund der Krankheit oder der Behandlung immunsupprimiert sind. Für die Behandlung von Candida- Infektionen stehen eine Reihe gut wirksamer Antimykotika zur Verfügung, deren Effizienz jedoch durch das Auftreten von Resistenzen eingeschränkt wird. Besonders bei der gleichzeitigen Gabe von zytotoxischen und antimykotischen Substanzen kann ein Versagen der antimykotischen Therapie in der Klinik beobachtet werden. Um einen möglichen Zusammenhang zwischen zytotoxischer Substanz und der Resistenzentwicklung von Candida zu untersuchen, wurden drei Candida- Spezies – C. albicans, C. dubliniensis und C. glabrata – mit dem Zytostatikum Doxorubicin (DOX) kultiviert. Der Einfluss auf die Empfindlichkeit gegenüber dem Antimykotikum Fluconazol (FLU) wurde durch die Bestimmung der minimalen Hemmkonzentration sowie mittels Schachbrett- Titrationen erfasst. Da eine FLU-Resistenz oft durch die Überexpression von ATP-binding cassette (ABC)-Transportern vermittelt wird, wurde neben weiteren Analysen die Expression verschiedener Transporterproteine auf mRNA-Ebene in jeder Spezies mittels real-time PCR untersucht. Alle drei getesteten Candida- Spezies zeigten eine verminderte Empfindlichkeit gegenüber FLU nach Kultivierung mit DOX. Die Expressionen der untersuchten ABC-Transportergene waren erhöht. Eine ABC-Transporter-vermittelte Unempfindlichkeit kann daher vermutet werden. Allerdings unterschieden sich die ausgelösten Mechanismen in C. albicans und C. dubliniensis erheblich von denen, die in C. glabrata beobachtet wurden. Während bei C. albicans und C. dubliniensis ein direkter Einfluss von DOX auf die Induktion der Genexpression gezeigt werden konnte, wurde bei C. glabrata durch den Selektionsdruck das Auftreten von respiratorisch-defizienten Mutanten beobachtet, die FLU-resistent waren. DOX kann folglich einen Einfluss auf die Resistenzentwicklung von Candida-Spezies haben und somit die antimykotische Therapie negativ beeinflussen.

In immunocompromised patients Candida infections can cause severe complications. Patients receiving antineoplastic chemotherapy and being immunocompromised due to the treatment or the disease itself belong to this group of people. A range of effective antimycotic agents is available for the treatment of Candida infections. However, their efficacy is limited due to emerging resistances. Especially if cytotoxic and antifungal substances were administered simultaneously a failure of antimycotic therapy was monitored in the clinic. A putative correlation between cytotoxic substance and the development of fungal resistance was investigated by cultivating three different Candida species – C. albicans, C. dubliniensis and C. glabrata – with the antineoplastic agent doxorubicin (DOX) The influence of DOX on the fluconazole (FLU) susceptibility of the isolates was determined by measuring the minimal inhibition concentration (MIC) and using the chequerboard titration technique. Resistance against FLU is often conferred by overexpression of ATP-binding cassette (ABC) transporters. Therefore, next to other analyses the expression of different transporter proteins of each species was investigated on RNA level by real-time PCR. All three tested Candida species showed a decreased susceptibility to FLU after cultivation with DOX. Expressions of ABC transporter genes were increased. Hence, an ABC transporter-mediated insensibility might be assumed. However, the mechanisms observed in C. albicans and C. dubliniensis considerably differed from those observed in C. glabrata. A direct influence of DOX on induction of gene expression was monitored in C. albicans and C. dubliniensis. In contrast, the occurrence of respiratory-deficient and FLU resistant mutants was observed in C. glabrata due to the selective pressure of DOX. In conclusion, DOX might influence the resistance development of Candida species and therefore might have a negative impact on antimycotic therapy.