KCI등재
SCIE
Antifungal bio-coating of endotracheal tube built by overexpressing MCP1 gene of Saccharomyces boulardii and employing hydrogel as a “house” antagonize Candida albicans
저자
Yunyun Wei (School of Radiology, The Second Afliated Hospital of Shandong First Medical University) ; Jianfeng Qiu (School of Radiology, Shandong First Medical niversity and Shandong Academy of Medical Sciences) ; Ziqiang Han (School of Laboratory Animal & Shandong Laboratory Animal Center, Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences) ; Xuanyi Wang (Department of Clinical Medicine, Shandong First Medical University and Shandong Academy of Medical Sciences) ; Hui Zhang (School of Laboratory Animal & Shandong Laboratory Animal Center, Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences) ; Xinya Hou (Department of Clinical Medicine, Shandong First Medical University and Shandong Academy of Medical Sciences) ; Xiangwei Lv (Department of Clinical Medicine, Shandong First Medical University and Shandong Academy of Medical Sciences) ; Xiaolong Mao (School of Laboratory Animal & Shandong Laboratory Animal Center, Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences)
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학술지명
권호사항
발행연도
2023
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCIE
자료형태
학술저널
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2281-2296(16쪽)
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제공처
Background For some ICU patients, an artificial airway must be established with an endotracheal tube, but Candida albicans can easily adhere to the tube surface and form a biofilm, leading to potentially life threatening fungal infections.
Therefore, it is urgent to prevent and reduce C. albicans infections introduced by the endotracheal tube. However, there are few antifungal drugs effective against C. albicans, and each of these drugs may have adverse effects on human cells. Saccharomyces boulardii is regarded as an alternative strategy to inhibit the adhesion of C. albicans, but it is affected by environmental stress. We hypothesized that it is feasible to strengthen the antagonistic ability of S.
boulardii via encapsulating and genetically modification.
Methods In this study, a bioactive material carrying the overexpressed MCP1 gene of Saccharomyces boulardii was constructed based on one-step photo-crosslinking. This material achieved spatial growth control of S. boulardii by encapsulating each S. boulardii cell within a hydrogel pore. The bioactive material was coated on an endotracheal tube and tested for its ability to inhibit the adhesion of C. albicans. Additionally, the material’s antagonistic activity towards C. albicans was evaluated by detecting intracellular Adenosine-triphosphate content, reactive oxygen species level and the activity of antioxidative enzymes. Tissue invasion experiment was executed to further evaluate the antiadhesion ability of S. boulardii bio-coating.
Results Encapsulating the overexpression of MCP1 by S. boulardii in hydrogel pores enhanced the viability of probiotics in the presence of high salt and oxidation stress. When used as the coating of an endotracheal tube, the S. boulardii bioactive material efficiently inhibited the adhesion of C. albicans by impairing the activities of superoxide dismutase and catalase and disturbing mitochondrial functions. In vivo, the S. boulardii bioactive material coating displayed good biocompatibility and reduced the host tissue invasion and virulence of C. albicans.
Conclusions The integration of genetic modification and immobilization model breaks the bottleneck of previous application of microorganisms, and provides a new way to prevent fungal infections introduced by endotracheal tubes.
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