2009 年に発見されて以来、酵母カンジダ アウリスは健康問題として深刻化しています。 人間の皮膚から医療機器に至るまで、さまざまな表面に定着し、多くの薬剤に対して耐性があります。 免疫力が低下している人にとって、感染は致命的になる可能性があります。 研究者らはこのキノコの並外れた粘着力の秘密を解明した。 したがって、これまで知られていなかった接着タンパク質は、表面への特に安定した結合を確実にし、真菌の毒性において重要な役割を果たしています。
多剤耐性病原体カンジダ・オーリスは、危険な院内感染を引き起こします。 この真菌は2009年に日本人患者の外耳道で初めて発見され、そこで耳の感染症を引き起こした。 「auris」という名前は、耳を意味するラテン語に由来しています。 この真菌は健康な人には無害ですが、免疫力が低下している人には生命を脅かす感染症を引き起こします。 血流を介して体の広い部分に広がり、内臓に損傷を与える可能性があります。 カンジダ・オーリスは、真菌感染症と戦うために使用されるほとんどの薬剤に耐性があります。 さらなる問題: 酵母はさまざまな表面に非常によく付着し、特定の消毒剤にも抵抗します。 このようにして、例えば、カテーテルや他の医療機器に付着し、拡散する可能性があります。
ゲノム内の痕跡を検索
カンジダ・オーリスの付着力の原因を解明するために、ミシガン大学のダリアン・サンタナ率いるチームは手がかりを見つけようと試みた。 研究者らはまず、通常の容疑者である、他の酵母菌からすでに知られている、いわゆる付着タンパク質に注目した。 これらのタンパク質は細菌や真菌の外側に存在し、細菌や真菌の表面への付着を可能にします。 サンタナ氏と彼のチームは、遺伝子工学的手法を用いて、既知の接着タンパク質に関するすべての取扱説明書をカンジダ・アウリスのゲノムから徐々に除去し、各変異体についてそれがまだ表面にどの程度接着しているかをテストした。
研究者らは、カンジダ・アウリスの接着強度を低下させることなく、他のカンジダ種から既知の接着タンパク質12種類のうち11種類を除去することに成功した。 「IFF4109と呼ばれる接着タンパク質を欠失させただけで、接着力はわずかに低下しましたが、表面への接着を完全に防ぐことはできませんでした」と研究者らは報告している。 他の種ではこれまで検出または記載されていなかった別の接着タンパク質が接着力の原因であると考えられました。
ムール貝やフジツボのような結合剤
この謎のタンパク質を求めて、サンタナと彼のチームはカンジダ・アウリスの全ゲノムを研究し、最終的に新しい付着因子を発見し、これを表面コロニー形成因子（SCF1）と名付けました。 「新しい付着因子はC. aurisにのみ存在するため、進化の過程でそれがどこから来たのかはわかりません」とサンタナ氏の同僚であるテレサ・オメーラ氏は言う。 比較的弱い疎水性相互作用を使用してのみ接着するこれまでに知られている真菌の付着因子とは異なり、SCF1 はカチオン-パイ結合と呼ばれる特に強い結合を形成します。
「自然界におけるこのような種類の結合に関する文献の多くは、水中でも接着する接着剤を開発しようとする人々から得られたものです」とオメーラ氏は言う。 実際、SCF1 の接着原理は、イガイやフジツボの接着原理により似ています。 「野生では、カンジダ・アウリスはアンダマン諸島の沿岸湿地とコロンビアの河口から隔離されています」と研究チームは説明する。 「これは元々の海洋生息地を示唆しており、この生態学的ニッチが付着メカニズムに対応する選択圧力を及ぼした可能性があります。」
接着タンパク質は毒性に影響を与える
研究チームは、マウス、ラット、ヒトの皮膚サンプルを使った実験で、実際に酵母の強力な付着力と病原性の原因がSCF1であることを実証した。 免疫不全マウスにこの真菌を静脈内感染させると、1週間以内に心臓と腎臓に重篤な損傷が発生した。 対照的に、SCF1を欠く真菌の変異体は、臓器損傷を大幅に軽減しました。 SCF1 が特に高度に発現している変異体は、比例してより破壊的な影響を及ぼしました。 他の実験では、毒性の強いカンジダ・アウリス変異種に感染したマウスはすべて12日以内に死亡した。 SCF1を持たない変異体に感染した動物のうち、10匹中8匹は3週間後も生存していた。
「今のところ、なぜこの付着因子が病気を引き起こすのに必要なのかはわかっていません」とオメーラ氏は言う。 「おそらく血管への付着に必要であるか、あるいは関連する真菌であるカンジダ・アルビカンスの場合のように、宿主と受容体の相互作用を変化させるのかもしれません。 しかし、この場合はまだそれがわかりません。 » したがって、チームは今後の研究でSCF1とカンジダ・オーリスの毒性との関連を深めたいと考えている。 これは最終的に、真菌性疾患に対する新たな標的治療アプローチにつながる可能性があります。
出典: Darian Santana (米国ミシガン大学) 他、Science、 土井: 10.1126/science.adf8972
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