Effect of ethanolic extract propolis-loaded niosomes on phospholipase and biofilm productions of cryptococcus neoformans

ผลของสารสกัดพรอพอลิสด้วยเอทานอลที่บรรจุในนิโอโซม ต่อการสร้างเอนไซม์ฟอสโฟไลเปสและแผ่นชีวภาพของเชื้อคริปโตคอคคัส นีโอฟอร์แมนส์

Name: Kritapat Kietrungruang

LCSH: Lungs -- Diseases

LCSH: Lungs -- Diseases -- Diagnosis

LCSH: Propolis

LCSH: Pathogenic fungi

Abstract: Pulmonary cryptococcosis is initiated by inhalation of the small infective particles of Cryptococcus neoformans from environmental sources. The respiratory defense mechanism does not prevent these propagules reaching the distal lung. C. neoformansproduces several virulence factors, most notably the polysaccharide capsule, melanin and urease. Among these virulence factors of C. neoformans, secretory phospholipase and biofilms are also the potential role in fungal pathogenesis. Phospholipase B1 (PLB1) facilitates adherence to lung epithelium and destabilization of cell membranes, while biofilm production protects themselves from host’s immune cells and anti-mycotic agents. For these reasons, causing significant the dissemination of C. neoformans in multiple organ systems and invasion of the blood-brain barrier (BBB) leading to increase morbidity and mortality. Despite the treatment of systemic mycosis, the high toxicity, reduced spectrum of activity and resistance have still emergence. Therefore, targeting virulence factors associated with PLB1 and biofilm of cryptococci is an attractive therapeutic approach for pulmonary cryptococcosis. This study aimed to formulate the ethanolic extract propolis-loaded niosomes (Nio-EEP) using thin film hydration method and evaluate the biological activities on PLB1 production and biofilm formation of C. neoformans. The physicochemical characterization of niosomal vesicles had a mean diameter of approximately 270 nm of spherical shape, zeta-potential of -10.54±1.37 mV, 88.13±0.01 entrapment efficiency. Nio-EEP can release the EEP in a sustained release manner and has been consistent physicochemical properties of Nio-EEP for a mont 4C. Nio-EEP exhibited less cytotoxicity on A549 and NR8383 cells. Cellular uptake of Nio-EEP by C. neoformans was also observed. Its biological activity was further evaluated on some cryptococcal virulence factors. The results demonstrated no difference in phospholipase activity by Egg Yolk Agar (EYA) assay between Nio-EEP treated C. neoformans and control group. However, a significant decrease in the mRNA expression level of PLB1 was also determined. Interestingly, biofilm formation and expression level of biofilm-related genes (UGD1 and UXS1) were significantly reduced. The pre-treatment with Nio-EEP prior to yeast infection reduced intracellular replication of C. neoformans in NR8383 macrophages for 47% by cultivation. In conclusion, Nio-EEP not only mediates as an anti-virulence agent to inhibit the production of PLB1 and biofilm for the preventing fungal colonization of the lung epithelium cells, but also enhance killing of phagocytosed cryptococci. Anti-virulence agents might be potential therapeutic strategies in prophylaxis and treatment of pulmonary cryptococcosis in the future.

Abstract: โรคคริปโตคอดโคสิสในปอด (Pulmonary cryptococcosis) เริ่มจากการสูดหายใจนำอนุภาคขนาดเล็กของเชื้อ Cryptococcus neoformans ที่พบได้ในสิ่งแวดล้อม ซึ่งกลไกการป้องกันในระบบทางเดินหายใจไม่สามารถป้องกันการลุกลามของเชื้อไปที่ปอดได้ เชื้อ C. neoformans สามารถสร้างปัจจัยการก่อโรคได้อย่างหลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งแคปซูล (Polysaccharide capsule) เมลานิน (Melanin) และ เอนไซม์ยูรีเอส (Urease) นอกจากนั้น เอนไซม์ฟอสโฟไลเปส (Phospholipase) และแผ่นชีวภาพ (Biofilm) ยังมีบทบาทที่สำคัญในการก่อให้เกิดความรุนแรงของโรคเช่นเดียวกัน เอนไซม์ Phospholipase B1 (PLB1) ช่วยในการยึดเกาะของเชื้อกับเซลล์ปอดและทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ ในขณะเดียวกัน Biofilm ที่เชื้อสร้างขึ้นยังช่วยปกป้องเชื้อจากเซลล์ภูมิคุ้มกันและยาต้านเชื้อรา จึงเป็นสาเหตุสำคัญของการแพร่กระจายของเชื้อ C. neoformans ไปสู่ระบบอวัยวะต่างๆ และลุกลามเข้าสู่สมองผ่านการทำลายของโครงสร้างกั้นระหว่างเลือดและสมอง (Blood-brain barrier, BBB) ซึ่งจะนำไปสู่การเจ็บป่วยและการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้น แม้ว่ามียาในการรักษาโรคติดเชื้อราแล้วก็ตาม แต่พบความเป็นพิษที่สูง หากฤทธิ์ของยาที่ใช้ลดลง จะทำให้เกิดการดื้อยาของเชื้อ ดังนั้นปัจจัยการก่อโรคที่เป็นเป้าหมายเช่น PLB1 และ Biofilm ของเชื้อ C. neoformans จึงเป็นเป้าหมายในการรักษาที่น่าสนใจ สำหรับ Pulmonary cryptococcosis การศึกษาครั้งนี้มี วัตถุประสงค์เพื่อสร้างสารสกัดพรอพอลิสด้วยเอทานอลที่บรรจุในนิโอโซม (Nio-EEP) ด้วยวิธี Thin film hydration และศึกษาผลของ Nio-EEP ต่อการสร้าง PLB1 และ Biofilm ของเชื้อ C. neoformans จากผลการทดลองพบว่ารูปร่างของนิโอโซมมีลักษณะทรงกลม มีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 27 นาโนเมตร และประจุ -10.54±1.37 มิลลิโวลต์ และร้อยละของการกักเก็บมีค่าเท่ากับ 88.13±0.01 Nio-EEP สามารถปลดปล่อยสารสกัดพรอพอลิสได้อย่างคงที่ และมีความคงตัวทางกายภาพเมื่อเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 1 เดือน และพบว่า Nio-EEP มีความเป็นพิษต่ำต่อเซลล์เพาะเลี้ยงปอดชนิด A549 และเซลล์แมคโครฟาจชนิด NR8383 ตามลำดับ จากการทดสอบกับเชื้อ C. neoformans พบว่า Nio-EEP สามารถผ่านเข้าสู่ภายใน ตัวเชื้อได้ เมื่อศึกษาผลของ Nio-EEP ต่อปัจจัยการก่อโรค พบว่า Nio-EEP ไม่มีผลต่อค่ากิจกรรมของเอนไซม์ PLB1 ของเชื้อ C. neoformans เปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม เมื่อเพาะเลี้ยงบนอาหารชนิด Egg Yolk Agar (EYA) อย่างไรก็ตามพบการแสดงออกของยืน PLB1 ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้าง PLB1 ลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ นอกจากนั้น Nio-EEP สามารถยับยั้งการสร้าง Biofilm และลดการแสดงออกอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติของยีน UGD1 และ UXS1 ที่เกี่ยวข้องกับการสร้าง Biofilm ของเชื้อ C. neoformans การบ่มเชื้อ C. neoformans ร่วมกับ Nio-EEP สามารถลดการแบ่งตัวและเพิ่มจำนวนของ เชื้อ C. neoformans ร้อยละ 47 ในเซลล์แมคโครฟาจชนิด NR8383 จากผลการทดลองสรุปได้ว่า Nio- EEP ไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติเป็นสารต้านปัจจัยการก่อโรคของเชื้อ C. neoformans ในการยับยั้ง PLB1 และ Biofilm สำหรับป้องกันการติดเชื้อราที่เซลล์ปอดเท่านั้น แต่ยังเพิ่มประสิทธิภาพในการทำลายเชื้อยีสต์ที่ถูกจับกินด้วยเซลล์แมคโกรฟาจ ดังนั้นคุณสมบัติของ Nio-EEP ที่ต้านปัจจัยการก่อโรค อาจมีศักยภาพใช้ในการป้องกันและรักษาโรค Pulmonary cryptococcosis ในอนาคต

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Khajornsak Tragoolpua

Role: Advisor

Created: 2023

Modified: 2567-11-28

Issued: 2024-11-28

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Medical Technology

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	621135903.pdf	2.38 MB	1	2024-12-03 07:36:40

ใช้เวลา

0.035304 วินาที