ポリーエン耐性バイオフィルムに対するヒスチンの光線力学療法：3Dモデルを用いた評価

科学分野:

• 口腔微生物学
• 抗菌療法
• バイオフィルム研究

背景:

• 口腔カンジダ症はカンジダ・アルビカンスによって引き起こされることが多く、バイオフィルムにおけるミュータンスストレプトコッカスのような細菌との同時感染の可能性がある。
• ポリーエン耐性カンジダ・アルビカンス株は、口腔カンジダ症の治療において重大な課題となっている。
• 唾液ヒスチン（His3、His5）および抗菌光線力学療法（aPDT）は、口腔病原体に対して個別に有望視されている。

研究 の 目的:

• 混合バイオフィルムに対するヒスチン3（His3）およびヒスチン5（His5）と抗菌光線力学療法（aPDT）の併用効果を評価すること。
• カンジダ・アルビカンスおよびミュータンスストレプトコッカスバイオフィルムの生存率、タンパク質含有量、構造に対するこれらの併用療法の効果を評価すること。
• 3D口腔上皮モデルにおけるHis3/His5 + aPDTの生体適合性と有効性を決定すること。

主な方法:

• ポリーエン耐性カンジダ・アルビカンスとミュータンスストレプトコッカスが混在するバイオフィルムを感染させた3D口腔上皮モデルを使用した。
• 組織にHis3またはHis5を適用し、感染させた後、抗菌光線力学療法（aPDT）を適用した。
• バイオフィルム生存率（CFU/mL）、総タンパク質含有量、プロテオミクス解析、生体適合性（MTTアッセイ）、および組織侵襲（組織学）を評価した。

主要な成果:

• His3+aPDTおよびHis5+aPDTの併用療法は、それぞれ67%および65%（P < 0.01）で混合バイオフィルムの生存率を著しく低下させた。
• 個々の治療法では中程度の低下が見られたが、併用療法では約30%の有効性の向上が示された。
• 組織学的解析により、特にHis5+aPDTでバイオフィルムの浸透と菌糸形成が減少し、プロテオミクス解析によりカンジダ・アルビカンスの構造タンパク質および輸送タンパク質のダウンレギュレーションが明らかになった。

結論:

• ヒスチン3およびヒスチン5と抗菌光線力学療法との併用は、多種、薬剤耐性のある口腔バイオフィルムに対して有効性を高める。
• この併用アプローチは、バイオフィルムの生存率を効果的に低下させ、必須の微生物タンパク質を損なうものであり、有望な治療戦略となる。
• His3/His5 + aPDTは生体適合性を示し、特にポリーエン耐性カンジダ・アルビカンスを伴う感染症の口腔カンジダ症治療の実行可能な代替手段となる。