A Saccharomyces cerevisiae var. ’boulardii’ probiotikus élesztő eredetű fungémia okainak felderítése a gomba virulencia faktorainak vizsgálatán keresztül

Dátum
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt

A S. ’boulardii’ (S. ’boulardii’ CNCM I-745) az egyik legkeresettebb probiotikum, melynek tulajdonságait több mint 80 randomizált klinikai vizsgálatban igazolták. Vitathatatlan egészségügyi előnyei ellenére fennáll a fungémia veszélye immunhiányos vagy súlyosan beteg pácienseknél, csecsemők és idősek körében. Az elmúlt években növekedett az ilyen fertőzéses esetek száma. A szakirodalom tanulmányozása során felderítettük, hogy Saccharomyces fungémia esetén ritkán, mindössze a leírt esetek felénél végeztek tipizálási módszert annak érdekében, hogy kiderítsék probiotikum eredetű volt-e a fertőzés, és még ezekben az esetekben is az időigényesebb, módszerek kerültek alkalmazásra. A már létező tipizálási módszerek (ITS, mikroszatellita és interdelta analízisek) kombinálásával egy multiplex PCR módszert fejlesztettünk ki, amivel rövid időn belül (3 óra), megbízhatóan kideríthető, hogy egy élesztő fertőzést a S. ’boulardii’ probiotikum okozott e vagy sem. Ez elősegítheti az élesztő probiotikumok biztonságosságának felmérését, valamint egyszerű kivitelezhetősége miatt a klinikai diagnosztikában is alkalmazható. Analizáltuk az izolátumok fenotípusát, a bélepitélium modellel való interakciókat, és az immunaktivációban bekövetkező változásokat 14 S. ’boulardii’ izolátum vonatkozásában. Az egyes élesztő izolátumoknak különböző fenotípusuk volt, de egyértelműen nem lehetett különbséget tenni a kereskedelmi és klinikai vagy a klinikai mikózist nem okozó és klinikai mikózist okozó minták között. Ez azt mutatja, hogy a S. 'boulardii' képes túlélni az emberi gazdaszervezetben hosszabb ideig anélkül, hogy olyan tulajdonságokra tenne szert, amelyeket a korábbi tanulmányok a patogenitással kapcsoltak össze. CRISPR/Cas9 géndelécióval megvizsgáltuk, hogy a HMX1 gén szerepet játszik-e a probiotikus élesztő patogenitásának kialakításában és a vérben való túlélésben. Az adatok alapján a HMX1 gén lehet az első leírt potenciális antivirulencia gén a S. ’boulardii’ ban. Ez felhívja a figyelmet arra, hogy egy gén deléciója és az ezt követő metabolikus változások váratlan adaptációs előnyöket okozhatnak, amelyek potenciálisan elősegítik a patogenitást. Ezért a törzsfejlesztésen átesett probiotikumok biztonságosságának és virulenciájának ellenőrzése erősen ajánlott, mégpedig in vivo állatmodellek alkalmazásával.


S. ‘boulardii’ (S. ‘boulardii’ CNCM I-745) is one of the most sought-after probiotics, the properties of which have been demonstrated in more than 80 randomized clinical trials. Despite its undeniable health benefits, there is a risk of fungemia in immunocompromised or severely ill patients, infants, and the elderly. The number of such infections has increased in recent years. Studying the literature, we revealed that in the case of Saccharomyces fungemia, typing methods were performed rarely (in only half of the cases) to determine if the infection was of probiotic origin, and even in these cases, mostly time-consuming methods were used. Combining existing typing methods (ITS, microsatellite, and interdelta analyzes), we developed a multiplex PCR method that can reliably determine in a short time (within 3 hours) whether or not a yeast infection was caused by the probiotic S. ‘boulardii’. This may facilitate the assessment of the safety of yeast probiotics and, due to its simple feasibility, may be used in clinical diagnostics. The phenotype of the isolates, their interactions with the intestinal epithelial model, and the changes in immune activation were analyzed for 14 S. ‘boulardii’ isolates. Each yeast isolate had a different phenotype, but it was not possible to unequivocally distinguish between commercial and clinical or clinical non-mycosis and clinical mycosis-causing samples. This shows that S. ‘boulardii’ is able to survive in the human host for a longer period of time without acquiring traits that previous studies have linked to pathogenicity. We examined the role of the HMX1 gene in the development of pathogenicity and blood survival of the probiotic yeast by CRISPR/Cas9 gene deletion. Based on the data, the HMX1 gene may be the first potential antivirulence gene described in S. ‘boulardii’. This draws attention to the fact that deletion of a gene and subsequent metabolic changes can cause unexpected adaptation benefits that potentially promote pathogenicity. Therefore, monitoring the safety and virulence of probiotics that have undergone strain development is strongly recommended using in vivo animal models.

Leírás
Kulcsszavak
Saccharomyces boulardii, probiotikus élesztő, virulencia faktor, fungémia, multiplex PCR, hem oxigenáz-1, CRISPR/Cas9, géndeléció, immunhiány, genomika
Forrás