Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology120510.36233/0372-9311-326ORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleThe association between Candida albicans sensitivity to antimycotic drugs and the architecture of their microbial community in the oropharynx of HIV infected patientsВзаимосвязь чувствительности Candida albicans к антимикотическим препаратам с архитектурой их сообщества в ротоглотке ВИЧ-инфицированных пациентовhttps://orcid.org/0000-0003-0386-3883NesvizhskyYuri V.НесвижскийЮрий Владимирович
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Professor, Department of microbiology, virology and immunology, chief researcher

д.м.н., профессор, профессор каф. микробиологии, вирусологии и иммунологии, г.н.с.

nesviz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6431-811XVoropaevAlexander D.ВоропаевАлександр Дмитриевич
Russian Federation

postgraduate student, Department of microbiology, virology and immunology

аспирант каф. микробиологии, вирусологии и иммунологии

nesviz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6497-1795AfanasievStanislav S.АфанасьевСтанислав Степанович
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Professor, chief researcher, deputy director for biotechnology

д.м.н., профессор, г.н.с., зам. дирктора по биотехнологии

afanasievss409.4@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4581-4510VolchkovaElena V.ВолчковаЕлена Васильевна
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Professor, Department of infectious diseases

д.м.н., профессор, зав. каф. инфекционных болезней

nesviz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5860-4152AfanasievMaxim S.АфанасьевМаксим Станиславович
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Professor, Department of clinical allergology and immunology

д.м.н., профессор каф. клинической аллергологии и иммунологии

nesviz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0463-0136VoropaevaElena A.ВоропаеваЕлена Александровна
Russian Federation

D. Sci. (Biol.), Professor, chief researcher

д.б.н., профессор, г.н.с.

nesviz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9255-6481SuleimanovaMariam E.СулеймановаМарьям Эмильевна
Russian Federation

resident

ординатор

nesviz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1864-5635BudanovaElena V.БудановаЕлена Вячеславовна
Russian Federation

Сand. Sci. (Med.), Associated Professor, Department of microbiology, virology and immunology

к.м.н., доцент, доцент каф. микробиологии, вирусологии и иммунологии

nesviz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0189-3608UrbanYulia N.УрбанЮлия Николаевна
Russian Federation

Сand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of clinical microbiology and biotechnology

к.б.н., с.н.с. лаб. клинической микробиологии и биотехнологии

nesviz@mail.ruI.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), RussiaПервый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute for Epidemiology and MicrobiologyМосковский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.Н. Габричевского РоспотребнадзораI.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)Petrovsky National Research Center of SurgeryРоссийский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского030420231001263324042022Copyright ©; 2023, Nesvizhsky Y.V., Voropaev A.D., Afanasiev S.S., Volchkova E.V., Afanasiev M.S., Voropaeva E.A., Suleimanova M.E., Budanova E.V., Urban Y.N.Copyright ©; 2023, Несвижский Ю.В., Воропаев А.Д., Афанасьев С.С., Волчкова Е.В., Афанасьев М.С., Воропаева Е.А., Сулейманова М.Э., Буданова Е.В., Урбан Ю.Н.2023Nesvizhsky Y.V., Voropaev A.D., Afanasiev S.S., Volchkova E.V., Afanasiev M.S., Voropaeva E.A., Suleimanova M.E., Budanova E.V., Urban Y.N.Несвижский Ю.В., Воропаев А.Д., Афанасьев С.С., Волчкова Е.В., Афанасьев М.С., Воропаева Е.А., Сулейманова М.Э., Буданова Е.В., Урбан Ю.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/1205

Relevance. Candida infection remains relevant due to the wide spread of antimycotic-resistant strains of Candida fungi, especially among immunocompromised individuals. It was previously discovered that the Candida spp. microbial community in the biotope of the oropharynx of HIV infected patients is characterized by a certain architecture: they can be present in this biotope in the form of a monoculture or as association of co-isolates. It has been suggested that the architecture of the Candida microbial community may influence their resistance to antimycotic drugs.

Purpose — a comparative study of the association between the architecture of the C. albicans microbial community in the oropharynx of HIV infected patients with oropharyngeal candidiasis and their sensitivity to antimycotic drugs.

Materials and methods. A microbiological study of 52 isolates of Candida fungi (C. albicans, C. glabrata, C. tropicalis and C. krusei) from the oropharynx of 31 HIV infected patients with clinical manifestations of oropharyngeal candidiasis aged 20 to 69 years with almost equal gender distribution was carried out. In the form of monocultures, 18 isolates were isolated, while 34 were identified as co-isolates, which formed 16 homogeneous communities that included strains of the same species, and 18 heterogeneous ones that consisted of fungi of various species.

Results. It was found that heterogeneous communities of C. albicans were markedly distinguished by sensitivity to antimycotic drugs, in particular, by low sensitivity to imidazoles. Homogeneous communities practically did not differ from monocultural ones. The general properties of the C. non-albicans population were largely similar to those of C. albicans, but were characterized by lower heterogeneity in response to antimycotic drugs.

Conclusion. The architecture of the community of C. albicans isolated from the oropharynx of HIV infected patients with clinical manifestations of oropharyngeal candidiasis affects their sensitivity to antimycotic drugs. When selecting effective antimycotic therapy for such patients, it is necessary to take into account the structure of the Candida spp. community in the oropharynx.

Актуальность. Кандидозная инфекция сохраняет свою актуальность в связи с широким распространением резистентных к антимикотическим препаратам штаммов грибов рода Candida, особенно среди иммунокомпрометированных лиц. Ранее было обнаружено, что сообщество грибов Candida spp. в биотопе ротоглотки ВИЧ-инфицированных пациентов отличает определённая архитектура: они могут присутствовать в данном биотопе в виде монокультуры или ассоциации коизолятов. Предположили, что архитектура сообщества кандид может влиять на их устойчивость к антимикотическим препаратам.

Цель работы — сравнительное исследование взаимосвязи архитектуры сообщества C. albicans в ротоглотке ВИЧ-инфицированных пациентов с орофарингеальным кандидозом и их чувствительности к антимикотическим препаратам.

Материалы и методы. Проведено микробиологическое исследование 52 изолятов грибов рода Candida (C. albicans, C. glabrata, C. tropicalis и C. krusei) из ротоглотки 31 ВИЧ-инфицированного пациента (возраст 20–69 лет, практически равное гендерное распределение) с клиническими проявлениями орофарингеального кандидоза. В форме монокультур были выделены 18 изолятов, а также 34 коизолята, которые образовали 16 гомогенных ассоциаций, включающих штаммы только одного вида, и 18 — гетерогенных, состоящих из грибов различных видов.

Результаты. Установили, что C. albicans, формирующие гетерогенные ассоциации, заметно выделялись по чувствительности к антимикотическим препаратам, в частности, низкой чувствительностью к имидазолам. Штаммы, компоненты гомогенных ассоциаций практически не отличались от монокультурных. Общие свойства популяции C. non-albicans были во многом сходны с таковыми C. albicans, но она характеризовалась более низкой гетерогенностью по чувствительности к антимикотическим препаратам.

Заключение. Архитектура сообщества грибов рода Candida, выделенных из ротоглотки ВИЧ-инфицированных пациентов с клиническими проявлениями орофарингеального кандидоза, влияет на их чувствительность к антимикотическим препаратам. При подборе эффективной антимикотической терапии для таких пациентов необходимо учитывать структуру сообщества Candida spp. в ротоглотке.

Candidamicrobial community architectureantimycotic drug resistanceHIV infectionCandidaархитектура микробного сообществарезистентность к антимикотическим препаратамВИЧ-инфекцияEnoch D.A., Yang H., Aliyu S.H., Micallef C. The changing epidemiology of invasive fungal infections. Methods Mol. Biol. 2017; 1508: 17–65. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6515-1_2Shapovalova M.M., Budnevskiy A.V., Kravchenko A.Ya., Drobysheva E.S., Ovsyannikov E.S. Рathogenesis, actual aspects of prevention and treatment of the antibiotic-associated diarrhea. Arkhiv vnutrenney meditsiny. 2018; 8(6): 424–9. https://doi.org/10.20514/2226-6704-2018-8-6-424-429 (in Russian)Шаповалова М.М., Будневский А.В., Кравченко А.Я., Дробышева Е.С., Овсянников Е.С. Патогенез, современные аспекты профилактики и терапии антибиотик-ассоциированной диареи. Архивъ внутренней медицины. 2018; 8(6): 424–9. https://doi.org/10.20514/2226-6704-2018-8-6-424-429Ardatskaya M.D., Bel'mer S.V., Dobritsa V.P., Zakharenko S.M., Lazebnik L.B., Minushkin O.N., et al. Colon dysbacteriosis (dysbiosis): modern state of the problem, comprehensive diagnosis and treatment correction. Eksperimental'naya i klinicheskaya gastroenterologiya. 2015; (5): 13–50. (in Russian)Ардатская М.Д., Бельмер С.В., Добрица В.П., Захаренко С.М., Лазебник Л.Б., Минушкин О.Н. и др. Дисбиоз (дисбактериоз) кишечника: современное состояние проблемы, комплексная диагностика и лечебная коррекция. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2015; (5): 13–50.Ambe N.F., Longdoh N.A., Tebid P., Bobga T.P., Nkfusai C.N., Ngwa S.B., et al. The prevalence, risk factors and antifungal sensitivity pattern of oral candidiasis in HIV/AIDS patients in Kumba District Hospital, South West Region, Cameroon. Pan. Afr. Med. J. 2020; 36: 23. https://doi.org/10.11604/pamj.2020.36.23.18202Awoyeni A., Olaniran O., Odetoyin B., Hassan-Olajokun R., Olopade B., Afolayan D., et al. Isolation and evaluation of Candida species and their association with CD4+ T cells counts in HIV patients with diarrhoea. Afr. Health Sci. 2017; 17(2): 322–9. https://doi.org/10.4314/ahs.v17i2.5Clark-Ordóñez I., Callejas-Negrete O.A., Aréchiga-Carvajal E.T., Mouriño-Pérez R.R. Candida species diversity and antifungal susceptibility patterns in oral samples of HIV/AIDS patients in Baja California, Mexico. Med. Mycol. 2017; 55(3): 285–94. https://doi.org/10.1093/mmy/myw069Goulart L.S., Souza W.W.R., Vieira C.A., Lima J.S., Olinda R.A., Araújo C. Oral colonization by Candida species in HIV-positive patients: association and antifungal susceptibility study. Einstein (Sao Paulo). 2018; 16(3): eAO4224. https://doi.org/10.1590/S1679-45082018AO4224Hager C.L., Ghannoum M.A. The mycobiome in HIV. Curr. Opin. HIV AIDS. 2018; 13(1): 69–72. https://doi.org/10.1097/COH.0000000000000432Spalanzani R.N., Mattos K., Marques L.I., Barros P.F.D., Pereira P.I.P., Paniago A.M.M., et al. Clinical and laboratorial features of oral candidiasis in HIV-positive patients. Rev. Soc. Bras. Med. Trop. 2018; 51(3): 352–6. https://doi.org/10.1590/0037-8682-0241-2017Suleyman G., Alangaden G.J. Nosocomial fungal infections: epidemiology, infection control, and prevention. Infect. Dis. Clin. North Am. 2021; 35(4): 1027–53. https://doi.org/10.1016/j.idc.2021.08.002Ponde N.O., Lortal L., Ramage G., Naglik J.R., Richardson J.P. Candida albicans biofilms and polymicrobial interactions. Crit. Rev. Microbiol. 2021; 47(1): 91–111. https://doi.org/10.1080/1040841X.2020.1843400Dadar M., Tiwari R., Karthik K., Chakraborty S., Shahali Y., Dhama K. Candida albicans — biology, molecular characterization, pathogenicity, and advances in diagnosis and control — an update. Microb. Pathog. 2018; 117: 128–38. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2018.02.028Dadar M., Tiwari R., Karthik K., Chakraborty S., Shahali Y., Dhama K. Candida albicans — biology, molecular characterization, pathogenicity, and advances in diagnosis and control — an update. Microb. Pathog. 2018; 117: 128–38.https://doi.org/10.1016/j.micpath.2018.02.028Lamichhane K., Adhikari N., Bastola A., Devkota L., Bhandari P., Dhungel B., et al. Biofilm-producing Candida species causing oropharyngeal candidiasis in HIV patients attending Sukraraj Tropical and Infectious Diseases Hospital in Kathmandu, Nepal. HIV AIDS (Auckl). 2020; 12: 211–20. https://doi.org/10.2147/HIV.S255698Olson M.L., Jayaraman A., Kao K.C. Relative abundances of Candida albicans and Candida glabrata in in vitro coculture biofilms impact biofilm structure and formation. Appl. Environ. Microbiol. 2018; 84(8): e02769–17. https://doi.org/10.1128/AEM.02769-17Olson M.L., Jayaraman A., Kao K.C. Relative abundances of Candida albicans and Candida glabrata in in vitro coculture biofilms impact biofilm structure and formation. Appl. Environ. Microbiol. 2018; 84(8): e02769-17. https://doi.org/10.1128/AEM.02769-17Voropaev A.D., Ekaterinchev D.A., Nesvizhskiy Yu.V., Zverev V.V., Afanas'ev S.S., Volchkova E.V., et al. The structure of the oropharyngeal genus Candida fungi community in HIV-infected patients. Infektsiya i immunitet. 2021; 11(4): 737–45. https://doi.org/10.15789/2220-7619-TSO-1450 (in Russian)Воропаев А.Д., Екатеринчев Д.А., Несвижский Ю.В., Зверев В.В., Афанасьев С.С., Волчкова Е.В. и др. Структура сообщества грибов рода Сandida в ротоглотке ВИЧ-инфицированных пациентов. Инфекция и иммунитет. 2021; 11(4): 737–45. https://doi.org/10.15789/2220-7619-TSO-1450Wlodarska M., Kostic A.D., Xavier R.J. An integrative view of microbiome-host interactions in inflammatory bowel diseases. Cell Host Microbe. 2015; 17(5): 577–91. https://doi.org/10.1016/j.chom.2015.04.008Barrio C., Arias-Sánchez S., Martín-Monzón I. The gut microbiota-brain axis, psychobiotics and its influence on brain and behaviour: a systematic review. Psychoneuroendocrinology. 2022; 137: 105640. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2021.105640Berkow E.L., Lockhart S.R. Fluconazole resistance in Candida species: A current perspective. Infect. Drug Resist. 2017; 10: 237–45. https://doi.org/10.2147/IDR.S118892Bhattacharya S., Sae-Tia S., Fries B.C. Candidiasis and mechanisms of antifungal resistance. Antibiotics (Basel). 2020; 9(6): 312. https://doi.org/10.3390/antibiotics9060312Jung I.Y., Jeong S.J., Kim Y.K., Kim H.Y., Song Y.G., Kim J.M., et al. A multicenter retrospective analysis of the antifungal susceptibility patterns of Candida species and the predictive factors of mortality in South Korean patients with candidemia. Medicine (Baltimore). 2020; 99(11): e19494. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000019494Osaigbovo I.I., Lofor P.V., Oladele R.O. Fluconazole resistance among oral Candida isolates from people living with HIV/AIDS in a Nigerian Tertiary Hospital. J. Fungi (Basel). 2017; 3(4): 69. https://doi.org/10.3390/jof3040069Pfaller M.A., Rhomberg P.R., Messer S.A., Jones R.N., Castanheira M. Isavuconazole, micafungin, and 8 comparator antifungal agents’ susceptibility profiles for common and uncommon opportunistic fungi collected in 2013: temporal analysis of antifungal drug resistance using CLSI species-specific clinical breakpoints and proposed epidemiological cutoff values. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2015; 82(4): 303–13. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2015.04.008Pristov K.E., Ghannoum M.A. Resistance of Candida to azoles and echinocandins worldwide. Clin. Microbiol. Infect. 2019; 25(7): 792–8. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2019.03.028Colombo A.L., Júnior J.N.A., Guinea J. Emerging multidrug-resistant Candida species. Curr. Opin. Infect. Dis. 2017; 30(6): 528–38. https://doi.org/10.1097/QCO.0000000000000411Urbakh V.Yu. Statistical Analysis in Biological and Medical Research [Statisticheskiy analiz v biologicheskikh i meditsinskikh issledovaniyakh]. Мoscow; 1975. (in Russian)Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. М.; 1975.Pereira R., Dos Santos Fontenelle R.O., de Brito E.H.S., de Morais S.M. Biofilm of Candida albicans: formation, regulation and resistance. J. Appl. Microbiol. 2021; 131(1): 11–22. https://doi.org/10.1111/jam.14949