Hammaslääkäri

Tiistai 24.11.2020

Candida glabratan soluseinän moonlighting-proteaasit proMMP-8:n aktivoijina ja aktivaation esto fermentoidulla puolukkamehulla

Suussa Candida-infektio voi liittyä monenlaisiin ongelmiin ja sairauksiin: tulehduksellisiin limakalvomuutoksiin, pahanlaatuisiin kasvaimiin, haavaumiin, parodontiittiin sekä proteesistomatiitteihin. Candida-infektio voi ilmetä myös eräiden yleissairauksien, kuten diabeteksen, suumanifestaationa. Paitsi että Candida-suvun hiivoilla on kyky aiheuttaa infektioita, ne myös pystyvät tunkeutumaan isännän kudoksiin tuottamiensa proteolyyttisten entsyymien avulla ja aiheuttamaan erilaajuista kudostuhoa.

Jo aiemmin on todettu, että Candida glabrata (C. glabrata) -hiivasienen soluseinäproteiinit osallistuvat sen taudinaihettamiskykyyn, ja näillä proteiineilla tiedetään olevan rooli myös siinä, kuinka isännän immuunijärjestelmä tunnistaa patogeenin ja tuottaa sille immuunivasteen. Tässä tutkimuksessa eristimme sairaalapotilaalta C. glabrata -kannan soluseinäproteaaseja ja määritimme niiden kykyä hajottaa gelatiinia sekä aktivoida ihmisen inaktiivista matriksin metalloproteaasi-8:aa (proMMP-8). Lisäksi tutkimme, olisiko näiden proteaasien aktiivisuutta mahdollista säädellä suolakäsittelyllä, pelkistävällä merkaptoetanolilla tai fermentoidulla puolukkamehulla (Vaccinium vitis idaea L., Lingora®).

Tutkimuksessa C. glabratan soluseinäproteaasit irrotettiin entsymaattisesti, minkä jälkeen nämä beetaglukaani(1,3)-sidonnaiset proteaasit fraktioitiin 10–50 kDa:n ja > 50 kDa:n suuruisiin fraktioihin ioninvaihtokromatografian ja geelisuodatuksen avulla. Fraktioiden aktiivisuutta tutkittiin MDPF-gelatiinitsymografialla, ja rinnakkaisilta hopeageeleiltä proteaasit eristettiin massaspektrometriaa varten. Proteiinisekvenssianalyysien perusteella tutkittujen fraktioiden proteiineilla ei ole aminohappoketjuissaan signaalisekvenssiä, joka ohjaisi ne soluseinään, joten ne luokitellaan ns. moonlighting-proteiineiksi. Tällaisilla proteiineilla on solussa enemmän kuin yksi tehtävä, ja ne kuljetetaan ja liitetään soluseinään vesikkelivälitteisesti. Moonlighting-proteiinit osallistuvat solunsisäiseen toimintaan, ja hiivasolun seinässä sijaitessaan niillä ilmenee mm. entsymaattista aktiivisuutta, joka voi liittyä hiivan kasvuun, soluseinän muokkaukseen tai taudinaiheuttamiskykyyn.

Tutkimuksessamme ilmeni, että C. glabratan soluseinän moonlighting-proteaaseilla on kyky aktivoida ihmisen proMMP-8:aa. Aktiivinen MMP-8 (aMMP-8) osallistuu mm. parodontiumin kudostuhokaskadiin. Immunoblottausmenetelmällä tehdyissä jatkotutkimuksissa ilmeni, että äsken mainittu aktivointi voidaan estää fermentoidulla puolukkamehulla (Lingora®) aika- ja annosvasteisesti. Tämä on tiettävästi ensimmäinen tutkimus, jossa C. glabratan soluseinäproteaasien kyky aktivoida proMMP-8:aa todetaan laboratorio-olosuhteissa; samoin havainto, että tämä aktivaatio voidaan estää suun olosuhteisiin sopivalla fermentoidulla puolukkamehulla, on uusi.

MMP-8:n aktivaation estäminen saattaa lievittää mikrobien, tässä tapauksessa C. glabrata -infektion, aiheuttamaa inflammaatiota sekä kudostuhoa suussa. Tätä tulehdusta hillitsevää vaikutusta voidaan seurata Periosafe®-tuolinvierustestillä. Näitä havaintoja tukee myös kliininen koe, joka osoitti, että fermentoidun puolukkamehun purskuttelu sai parodontiittipotilaiden suussa aikaan anti-infektiivisiä ja antiproteolyyttisiä vaikutuksia (Pärnänen, Sorsa, Nikula-Ijäs; Microorganisms 2019)

Isolation, characterization and regulation of moonlighting proteases from Candida glabrata cell wall. Microbial Pathogenesis.

Pirjo Pärnänen1, Timo Sorsa1, 2,
Taina Tervahartiala1, Pirjo Nikula-Ijäs3

1 Lääketieteellinen tiedekunta, Suu- ja leukasairauksien osasto, Helsingin yliopisto / HUS

2 Karoliininen instituutti, Hammaslääketieteen osasto, Tukholma, Ruotsi

3 Biotieteellinen tiedekunta, Biokemian ja biotekniikan osasto, Helsingin yliopisto


Julkaistu verkossa 30.9.2020.
DOI: 10.1016/j.micpath.2020.104547