Synergistic interactions between β-lapachone and fluconazole in the inhibition of CaCdr2p and CaMdr1p in Candida albicans

Abstract

Background

Mortality rate of invasive Candida infections is raising mainly amongst immunocompromised patients. These infections are hard-to-treat mainly due to the increasing incidence of resistance. The overexpression of ATP-binding cassette and major facilitator superfamily transporters is the main responsible for the failure of antifungal therapies. In a Saccharomyces cerevisiae model, β-lapachone inhibited Pdr5p, a transporter homologous to those found in Candida albicans.

Aims

To determine whether β-lapachone reverses the resistance phenotype mediated by efflux transporters in C. albicans clinical isolates.

Methods

The antifungal activity of β-lapachone combined with fluconazole was measured by agarose chemosensitization and microdilution assays. CaCdr2p and CaMdr1p activities were evaluated through fluorescent dyes accumulation. ATPase activity was assessed using transporter-enriched plasma membranes.

Results

β-lapachone reverted antifungal resistance of S. cerevisiae and C. albicans strains overexpressing CaCdr2p and CaMdr1p transporters by inhibiting these proteins activities. CaCdr2p ATPase activity was not impaired by the compound.

Conclusions

β-lapachone is a promising drug candidate to be used as an adjuvant in the treatment of candidiasis caused by fluconazole-resistant C. albicans strains.

Resumen

Antecedentes

Las tasas de mortalidad de infecciones invasivas causadas por Candida están en aumento, principalmente entre los pacientes inmunocomprometidos. Estas infecciones son difíciles de tratar debido a la creciente incidencia de resistencia a los antifúngicos. La sobreexpresión de los transportadores dependientes de ATP y los de la superfamilia de facilitadores principales es el mayor responsable del fracaso de las terapias antimicóticas. En un modelo de Saccharomyces cerevisiae, la β-lapachona inhibió Pdr5p, un transportador homólogo a los encontrados en Candida albicans.

Objetivos

Determinar si la β-lapachona revierte el fenotipo de resistencia mediado por transportadores de eflujo en aislamientos clínicos de C. albicans.

Métodos

Se midió la actividad antifúngica de la β-lapachona combinada con fluconazol mediante ensayos de quimiosensibilización con agarosa y microdilución. Las actividades CaCdr2p y CaMdr1p se evaluaron mediante la acumulación de colorantes fluorescentes, y la actividad de ATPasa se evaluó usando membranas plasmáticas enriquecidas con transportador.

Resultados

La β-lapachona revirtió la resistencia antifúngica de las cepas de S. cerevisiae y C. albicans que sobreexpresaban los transportadores CaCdr2p y CaMdr1p al inhibir sus actividades. El compuesto no afectó la actividad ATPasa de CaCdr2p.

Conclusiones

La β-lapachona es una candidata prometedora para ser utilizada como adyuvante en el tratamiento de la candidiasis causada por cepas de C. albicans resistentes al fluconazol.