Drug susceptibility profile of Candida glabrata clinical isolates from Iran and genetic resistant mechanisms to caspofungin

Abstract

Background

Candida glabrata is a yeast that can cause hazardous fungal infections with high mortality and drug resistance.

Aims

The aim of this study was to determine the profile of drug susceptibility in clinical isolates of C. glabrata and review the resistance mechanisms to caspofungin.

Methods

A total of 50 C. glabrata clinical isolates from Iran were tested for in vitro susceptibilities to amphotericin B, caspofungin, fluconazole and voriconazole. To investigate the mechanism of resistance to caspofungin, hotspot areas of FKS1 and FKS2 genes were sequenced and gene expression profile was evaluated.

Results

All the isolates were susceptible to amphotericin B and caspofungin. Fluconazole resistance was exhibited in four isolates. In addition, only one isolate was resistant to voriconazole. FKS2 with 12 point mutations showed more mutations compared to FKS1 that had only two mutations. All substitutions were synonymous. FKS genes were expressed at comparable levels (no statistical significance) in caspofungin-treated and non-treated cultures.

Conclusions

The silent mutations in the hotspot areas of FKS genes and inconsiderable changes in gene expression were not associated with increased MIC (0.25 μg/ml). Other mechanisms of resistance which include mutations outside the hotspot area of FKS genes could be involved in a slight increase of MIC, and they should be identified through complete FKS gene sequencing.

Resumen

Antecedentes

Candida glabrata es una levadura que puede causar infecciones de una alta mortalidad, además de presentar resistencia a los tratamientos antifúngicos.

Objetivos

El objetivo del presente estudio fue determinar la sensibilidad a diversos antifúngicos de aislamientos clínicos de C. glabrata, además de revisar sus mecanismos de resistencia a la caspofungina.

Métodos

Se estudió la sensibilidad in vitro de 50 aislamientos clínicos de C. glabrata de Irán a los antifúngicos anfotericina B, caspofungina, fluconazol y voriconazol. Con el fin de investigar el mecanismo de resistencia a la caspofungina se secuenciaron secciones hotspot de los genes FKS1 y FKS2, y se evaluó su grado de expresión.

Resultados

Todos los aislamientos fueron sensibles a la anfotericina B y a la caspofungina. Cuatro aislamientos fueron resistentes al fluconazol. Un solo aislamiento presentó resistencia al voriconazol. FKS2 mostró un mayor número de mutaciones (12) que FKS1, donde se encontraron solo dos; todas las sustituciones fueron silentes. No se encontró diferencia estadística en la expresión de los genes FKS entre los aislamientos crecidos en cultivo con caspofungina y los que crecieron en cultivo sin la presencia del antifúngico.

Conclusiones

Las mutaciones silentes en las areas hotspot de los genes FKS y los cambios insignificantes en la expresión de los genes no se asociaron con un incremento de la MIC (0,25 μg/ml). Otros mecanismos de resistencia, como mutaciones fuera de las áreas hotspot de los genes FKS, podrían conllevar un ligero aumento de la MIC, pero para determinar claramente su papel debería realizarse una secuenciación completa de los genes FKS.