Introduction. Modern medicine is faced with the resistance of Candida spp. to antimycotics, due to changes in the expression and structure of the ERG11 gene, the molecular target of triazoles. These mechanisms often operate simultaneously, but the interaction between them remains poorly understood.
The aim of this study is to investigate the interaction between ERG11 gene overexpression and mutation in the development of triazole resistance in C. albicans.
Materials and methods. Eleven C. albicans strains from the G.N. Gabrichevsky Moscow Research Institute of Epidemiology culture collection were analyzed. Each strain was characterized by its ERG11 gene expression level, the presence of ERG11 mutations, and its susceptibility to the triazoles posaconazole, voriconazole, itraconazole and fluconazole.
Results. The C. albicans strains (n – number of tested strains) were categorized into four groups: Group 1 (n = 2, ERG11 overexpression only), Group 2 (n = 3, ERG11 mutations only), Group 3 (n = 4, both ERG11 overexpression and mutation) and Group 4 (n = 2, neither ERG11 overexpression nor mutation). The minimum inhibitory concentration (MIC) of Triazoles in Group 1 was 15.76-fold higher than in Group 2, 4.97-fold higher than in Group 3, and 2.51-fold lower than in Group 4 (p < 0.05 for all comparisons). The MIC of triazoles in Group 2 was 3.17-fold lower than in Group 3 and 40.00-fold lower than in Group 4 (p < 0.001). The MIC of triazoles in Group 3 was 12.5-fold lower than in Group 4 (p < 0.001). Population-level variation in triazoles MIC was more strongly influenced by the isolated effect of ERG11 mutations (45.94%) than by the isolated effect of ERG11 overexpression (5.27-fold less).
Conclusion. Triazole resistance in C. albicans is influenced by the combined actions of ERG11 overexpression and mutation. ERG11 overexpression appears to contribute more to the absolute level of resistance, while ERG11 mutations have a greater impact on the diversity of resistance levels within the C. albicans population.
Введение. Современная медицина сталкивается с резистентностью Candida spp. к антимикотикам, обусловленной изменением экспрессии и структуры гена ERG11 — молекулярной мишени триазолов. Эти механизмы часто действуют одновременно, однако взаимодействие между ними остаётся недостаточно изученным.
Цель работы — изучение роли гиперэкспрессии гена ERG11 и его мутаций в формировании резистентности грибов C. albicans к триазолам.
Материалы и методы. Исследование выполнено на 11 штаммах грибов C. albicans из коллекции МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского. Штаммы были охарактеризованы по уровню экспрессии гена ERG11 и наличию в нем мутаций, а также чувствительности к триазолам: позаконазолу, вориконазолу, итраконазолу и флуконазолу.
Результаты. Штаммы C. albicans подразделили на 4 группы: 1-я группа — только с повышенной экспрессией гена ERG11; 2-я — только с мутациями в данном гене; 3-я — одновременно оба вида генетических изменений; 4-я — без данных генетических изменений. Установлено, что минимальная подавляющая концентрация (МПК) триазолов в 1-й группе была в 15,76 раза выше, чем во 2-й, в 4,97 раза выше, чем в 3-й, и в 2,51 раза ниже, чем в 4-й (везде p < 0,05). Во 2-й группе МПК триазолов была в 3,17 раза ниже, чем в 3-й, и в 40 раз ниже (p < 0,001), чем в 4-й. МПК триазолов в 3-й группе по сравнению с 4-й группой была в 12,5 раза ниже (p < 0,001). Популяционное варьирование МПК триазолов в большей степени зависит от изолированного действия мутаций гена ERG11 (45,94%), что в 5,27 раза превосходит эффект изолированной гиперэкспрессии гена.
Заключение. Устойчивость C. albicans к триазолам обеспечивается кооперативным действием гиперэкспрессии и мутаций гена ERG11: наибольшую резистентность обеспечивает гиперэкспрессия, популяционное разнообразие — мутации.