$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Cryptococcus neoformans ist ein humaner Pilzerreger, der bei immungeschwächten Wirten, wie z. B. Personen mit HIV/AIDS1, schwere Erkrankungen hervorruft und zu etwa 19 % der AIDS-bedingten Todesfälle führt2. Der Pilz ist anfällig für mehrere Klassen von Antimykotika, einschließlich Azolen, Polyenen und Flucytosin, die unter Verwendung unterschiedlicher Mechanismen eine fungizide und fungistatische Aktivität ausüben 3,4. Der umfangreiche Einsatz von Antimykotika in klinischen und landwirtschaftlichen Umgebungen in Kombination mit der Stammhybridisierung hat jedoch die Resistenzentwicklung bei mehreren Pilzarten, einschließlich C. neoformans5, verstärkt.
Um die Herausforderungen der antimykotischen Resistenz zu überwinden und die Prävalenz von Pilzinfektionen auf globaler Ebene zu reduzieren, besteht ein vielversprechender Ansatz darin, die Virulenzfaktoren von Cryptococcus spp. (z. B. Temperaturanpassungsfähigkeit, Polysaccharidkapsel, Melanin und extrazelluläre Enzyme) als potenzielle therapeutische Ziele zu nutzen 4,6 . Dieser Ansatz hat mehrere Vorteile, da diese Virulenzfaktoren in der Literatur gut charakterisiert sind, und das Targeting dieser Faktoren könnte möglicherweise die Raten der antimykotischen Resistenz reduzieren, indem ein schwächerer Selektionsdruck durch Beeinträchtigung der Virulenz ausgeübt wird, anstatt auf das Zellwachstum abzuzielen6. In diesem Zusammenhang wurde in zahlreichen Studien die Möglichkeit untersucht, extrazelluläre Enzyme (z. B. Proteasen, Peptidasen) gezielt einzusetzen, um die Virulenz von Cryptococcus spp.7,8,9 zu reduzieren oder zu hemmen.
Organismen wie Wirbellose und Pflanzen besitzen kein adaptives Immunsystem, um sich vor Krankheitserregern zu schützen. Sie sind jedoch auf ein starkes angeborenes Immunsystem mit einer immensen Anzahl chemischer Verbindungen angewiesen, um mit Mikroorganismen und Raubtieren fertig zu werden10. Zu diesen Molekülen gehören Peptidase-Inhibitoren, die in vielen biologischen Systemen eine wichtige Rolle spielen, einschließlich der zellulären Prozesse der Immunität von Wirbellosen, wie der Gerinnung der Hämolymphe, der Synthese von Zytokinen und antimikrobiellen Peptiden und dem Schutz von Wirten durch direkte Inaktivierung der Proteasen von Krankheitserregern11. So besitzen Peptidase-Inhibitoren von Wirbellosen wie Mollusken potenzielle biomedizinische Anwendungen, aber viele bleiben uncharakterisiert10,12,13. In diesem Zusammenhang gibt es in Ontario etwa 34 Arten von Landmollusken und in Kanada 180 Süßwassermollusken14. Ihre eingehende Profilierung und Charakterisierung ist jedoch noch begrenzt15. Diese Organismen bieten die Möglichkeit, neue Verbindungen mit potenzieller antimykotischer Aktivitätzu identifizieren 10.
In diesem Protokoll werden Methoden zur Isolierung und Klärung von Extrakten aus wirbellosen Tieren (z. B. Mollusken) (Abbildung 1) beschrieben, gefolgt von der Messung der mutmaßlichen Peptidase-hemmenden Aktivität. Die antimykotischen Eigenschaften dieser Extrakte werden dann bewertet, indem ihr Einfluss auf die Virulenzfaktorproduktion von C. neoformans unter Verwendung phänotypischer Assays gemessen wird (Abbildung 2). Es ist wichtig zu beachten, dass Unterschiede in den antimykotischen Eigenschaften zwischen rohen und geklärten Extrakten auf mikrobielle Faktoren (z. B. sekundäre Metaboliten oder vom Wirtsmikrobiom produzierte Toxine) der Molluske hinweisen können, die experimentelle Beobachtungen beeinflussen können. Solche Ergebnisse unterstützen die Notwendigkeit, dass in diesem Protokoll sowohl rohe als auch geklärte Extrakte unabhängig voneinander bewertet werden, um die Wirkungsweisen zu entschlüsseln. Darüber hinaus ist der Extraktionsprozess unvoreingenommen und kann den Nachweis antimikrobieller Eigenschaften gegen eine Vielzahl von Pilz- und Bakterienpathogenen ermöglichen. Daher bietet dieses Protokoll einen Ausgangspunkt für die Priorisierung von Molluskenarten mit antimykotischen Eigenschaften gegen C. neoformans und die Möglichkeit, die Zusammenhänge zwischen enzymatischer Aktivität und Virulenzfaktorproduktion durch mutmaßliche Hemmmechanismen zu bewerten.