カンジダアルビカンスにおけるバイオフィルム特異的タンパク質分解のグローバルな同定

無効：カンジダ・アルビカンスは、正常なヒト微生物叢の一部であり、粘膜や全身感染を引き起こす可能性のある日和見病原体でもある真菌種です。C.アルビカンス細胞は浮遊性（懸濁液）状態で増殖しますが、バイオフィルムを形成し、固体表面に付着した細胞の組織化され、しっかりと詰め込まれたコミュニティを形成します。バイオフィルムは、人体の多くのニッチを定着させ、新しいC. albicans感染の主要な源である埋め込まれた医療機器に固執します。ここでは、潜在的なバイオフィルム固有の診断マーカーと治療介入の標的を特定することを目的として、汎用細胞と比較して、C。albicansバイオフィルムによって特異的に生成されたタンパク質分解活性を発見するために、偏りのないグローバル基質プロファイリングアプローチを使用しました。プロテオミクスと組み合わせたこの活動ベースのプロファイリングアプローチは、C。albicansの蛍光因性ペプチドによって分泌される主要なバイオフィルム特異的プロテアーゼとしてSAP5（Candidapepsin-5）およびSAP6（Candidapepsin-6）を特定しました。C. albicansバイオフィルムで高度に上方制御されています。また、これらの活性が他のカンジダクレード病原体で上方制御されていることも示しています。C. albicansにおけるSAP5およびSAP6遺伝子の削除は、標準バイオフィルムアッセイのin vitroおよびラット中心静脈カテーテルバイオフィルムモデルにおけるin vivoでのin vitroでバイオフィルムの発達を損ないました。この研究は、カンジダバイオフィルム層の有望な酵素マーカーおよび潜在的な治療標的として分泌されたタンパク質分解を確立します。 重要性：日和見的真菌病原体によるバイオフィルム形成C. albicansは、生命を脅かす感染の主な原因です。この研究は、C。albicansバイオフィルムによって特異的に生成された分泌されたタンパク質分解活性のグローバルな特性を提供します。プロテアーゼSAP5およびSAP6からの活性を、C。albicansバイオフィルム形成中に高度に上方制御され、C。albicansからのバイオフィルムの検出を可能にするSAP切断可能な蛍光基質を開発します。さらに、SAP5およびSAP6欠失は、in vitroおよびin vivoでの適切なバイオフィルムの発達に両方のプロテアーゼが必要であることを確認します。

UNLABELLED: Candida albicans is a fungal species that is part of the normal human microbiota and also an opportunistic pathogen capable of causing mucosal and systemic infections. C. albicans cells proliferate in a planktonic (suspension) state, but they also form biofilms, organized and tightly packed communities of cells attached to a solid surface. Biofilms colonize many niches of the human body and persist on implanted medical devices, where they are a major source of new C. albicans infections. Here, we used an unbiased and global substrate-profiling approach to discover proteolytic activities produced specifically by C. albicans biofilms, compared to planktonic cells, with the goal of identifying potential biofilm-specific diagnostic markers and targets for therapeutic intervention. This activity-based profiling approach, coupled with proteomics, identified Sap5 (Candidapepsin-5) and Sap6 (Candidapepsin-6) as major biofilm-specific proteases secreted by C. albicans Fluorogenic peptide substrates with selectivity for Sap5 or Sap6 confirmed that their activities are highly upregulated in C. albicans biofilms; we also show that these activities are upregulated in other Candida clade pathogens. Deletion of the SAP5 and SAP6 genes in C. albicans compromised biofilm development in vitro in standard biofilm assays and in vivo in a rat central venous catheter biofilm model. This work establishes secreted proteolysis as a promising enzymatic marker and potential therapeutic target for Candida biofilm formation. IMPORTANCE: Biofilm formation by the opportunistic fungal pathogen C. albicans is a major cause of life-threatening infections. This work provides a global characterization of secreted proteolytic activity produced specifically by C. albicans biofilms. We identify activity from the proteases Sap5 and Sap6 as highly upregulated during C. albicans biofilm formation and develop Sap-cleavable fluorogenic substrates that enable the detection of biofilms from C. albicans and also from additional pathogenic Candida species. Furthermore, SAP5 and SAP6 deletions confirm that both proteases are required for proper biofilm development in vitro and in vivo We propose that secreted proteolysis is a promising marker for the diagnosis and potential therapeutic targeting of Candida biofilm-associated infections.