Inflammation and gastrointestinal Candida colonization



inflammation et colonisation gastro-intestinale de Candida
Carol A. Kumamoto *
Les organismes candidaux colonisent habituellement le tractus gastro-intestinal humain en tant que composant du microbiota résident. Leur présence est généralement bénigne. Des études récentes, cependant, montrent que la colonisation à Candida à haut niveau est associée à plusieurs maladies du tractus gastro-intestinal. En outre, les résultats de modèles animaux font valoir que la colonisation de Candida retarde la guérison des lésions inflammatoires et que l'inflammation favorise la colonisation. Ces effets peuvent créer un cercle vicieux dans lequel l'inflammation de bas niveau favorise la colonisation fongique et la colonisation fongique favorise une inflammation supplémentaire. La maladie inflammatoire de l'intestin et la colonisation gastro-intestinale de Candida sont associées à des taux élevés de cytokines pro-inflammatoires IL-17. Donc, Les effets sur les niveaux d'IL-17 peuvent sous-tendre la capacité de la colonisation de Candida à améliorer l'inflammation. Parce que Candida est un colonisateur fréquent, ces effets peuvent avoir un impact sur de nombreuses personnes.
introduction
La colonisation du tractus gastro-intestinal humain (GI) par des agents pathogènes fongiques opportunistes tels que Candida albicans est significative parce que les infections à C. albicans sont susceptibles de provenir d'organismes commensaux [ 1 , 2 ]. Dans une étude récente qui soutient cette vision, Miranda et al [ 3 ] ont récupéré des organismes Candida du sang des patients atteints de candidose et ont comparé ces organismes à des organismes cultivés à partir du rectum ou de la peau du même patient. Dans la plupart des cas de candidémie de C. albicans , la souche identifiée dans l'échantillon de sang d'un patient et la souche identifiée dans l'échantillon de rectum du même patient étaient identiques. Ces résultats appuient le modèle selon lequel les organismes commensaux résidant dans le tractus GI peuvent échapper à cette niche et atteindre la circulation sanguine. Fait intéressant, dans la même étude, les isolats de sang de Candida parapsilosis ne correspondaient pas aux isolats détectés dans le rectum ou des échantillons oraux [ 3 ]. La plupart de ces cas de candidose à C. parapsilosis étaient des infections associées au cathéter chez les nouveau-nés. Comme indiqué précédemment [ 1 ], ces types d'infections ont une origine différente et ne proviennent généralement pas de la flore intestinale. La plupart de ces cas de candidose à C. parapsilosis étaient des infections associées au cathéter chez les nouveau-nés. Comme indiqué précédemment [ 1 ], ces types d'infections ont une origine différente et ne proviennent généralement pas de la flore intestinale. La plupart de ces cas de candidose à C. parapsilosis étaient des infections associées au cathéter chez les nouveau-nés. Comme indiqué précédemment [ 1 ], ces types d'infections ont une origine différente et ne proviennent généralement pas de la flore intestinale.
En plus de sa pertinence en tant que réservoir pour les organismes pathogènes, le tractus GI est un créneau important dans le cycle de vie de C. albicans, car cet organisme n'a pas de réservoir environnemental significatif. Plutôt, C. albicans se trouve presque toujours associé à des humains ou d'autres mammifères, généralement dans le tractus GI, le tractus génito-urinaire ou sur la peau [ 2, 4 ]. Dans le tractus gastro-intestinal, C. albicans rencontre et répond à différentes caractéristiques de l'environnement physique telles que le pH, les niveaux d'oxygène et les niveaux de nutriments [ 5]. C. albicans répond également aux sécrétions produites dans le tractus GI tel que la bile [ 6 ]. Ces résultats font valoir que C.
L' analyse des facteurs qui régulent C. albicans émission de colonisation que le système immunitaire hôte (par exemple , [ sept - 14 ]), les concurrents bactériens [ 7 , 15 - 19 ], et l' expression du gène fongique [ 5 , 17 , vingt - 23 ] tractus gastro-intestinal d'impact Colonisation par l'organisme. Les niveaux de colonisation reflètent donc une interaction entre les activités de l'hôte, les activités bactériennes et les activités fongiques.
Le reste de cette revue mettra l'accent sur les effets que Candida colonise le tractus GI des mammifères exerce sur son hôte. Chez la souris, la colonisation C. abysses de l'estomac entraîne l'expansion des populations de cellules T régulatrices [ 24 ] et les lymphocytes T régulateurs sont associés à des effets immunosuppresseurs sur l'hôte. Cependant, dans un contexte d'inflammation, la colonisation de Candida semble exacerber l'inflammation. Plusieurs études récentes seront examinées ci-dessous.
La colonisation de Candida est associée à des maladies du tractus GI
La colonisation de candida chez les patients atteints d'une maladie du tractus gastro-intestinal a été documentée dans plusieurs situations. Comme le montre le tableau 1 , les patients atteints de différentes maladies affectant le tractus GI ont été colonisés chez Candida plus fréquemment que chez les témoins.
Tableau 1
Colonisation fongique chez les patients atteints d'une maladie des voies gastro-intestinales
la maladie de Crohn
L'inflammation qui est caractéristique de la maladie de Crohn (CD), un type de maladie intestinale inflammatoire (MII), est supposée résulter d'une interaction immunitaire dysregulée entre l'hôte et les composants de la flore microbienne intestinale. Pour tester une association entre la colonisation de Candida et le CD, une étude à grande échelle sur les familles dans lesquelles plusieurs membres souffraient de CD a été menée [ 25 ]. Les auteurs ont étudié les patients atteints de CD et leurs proches (RH) non touchés et en bonne santé. Les parents en bonne santé présentent souvent des caractéristiques qui ont été notées chez les patients comme une perméabilité intestinale accrue ou des défauts de tolérance orale [ 26 - 32 ], mais ils n'ont pas de maladie clinique.
Les échantillons de selles provenant des deux patients ( tableau 1 ) et des RH représentaient plus fréquemment des concentrations significatives de C. albicans que les échantillons de selles provenant d'individus témoins, des individus qui vivaient dans la même région géographique et n'avaient pas d'antécédents de MII [ 25 ]. En plus de la fréquence accrue de la colonisation, les patients et les FC ont porté C. albicans à des niveaux supérieurs à ceux des témoins. Une similitude dans la colonisation entre patients et HR a été observée lorsque les membres de la famille vivaient ensemble dans le même ménage et quand ils ne l'ont pas fait. Par conséquent, la similitude dans le transport au sein des familles n'était pas simplement due à un environnement partagé. Les auteurs suggèrent que l'inflammation sous-clinique est présente dans les HR; Cet effet pourrait influencer la colonisation de C. albicans . Ainsi,
Colite ulcéreuse
Les patients atteints de colite ulcéreuse (UC), une autre forme de MII, sont fréquemment colonisés par Candida [ 33 , 34 ]. Par exemple, dans une étude, de nombreux patients atteints d'une maladie de longue durée (durée> 5 ans) avaient une colonisation de haut niveau détectée dans les selles ou les frottis de la muqueuse enflammée ( tableau 1 ) [ 34 ]. Parmi le groupe témoin, les personnes atteintes de diarrhée, mais pas UC, une seule personne était fortement colonisée ( tableau 1 ). En outre, chez les patients atteints d'une maladie active colonisée par Candida , le traitement par le médicament antifongique fluconazole a entraîné une réduction des signes cliniques et de la taille des lésions inflammatoires. Bien que ces effets soient directs ou indirects,
Ulcerès Gastriques
Les organismes de Candida colonisent les ulcères, en particulier lorsque les ulcères sont grands ou perforés ( tableau 1 ). Dans plusieurs études, les organismes de Candida ont été cultivés à partir de biopsies gastriques, des échantillons de pinceaux de muqueuses ou de fluides péritonéaux. La colonisation a été observée plus fréquemment chez les patients plus âgés [ 35 , 36 ] et chez les patients présentant une hypoactivité [ 36 ]. En outre, le taux de diminution du diamètre de l'ulcère, une indication de la guérison de l'ulcère, a été plus lent chez les patients dont les estomacs ont été significativement colonisés par Candida par rapport aux patients qui n'étaient pas [ 37 ].
En résumé, une colonisation de niveau supérieur par Candida était associée à plusieurs maladies du tractus GI. Bien que certaines études soient faibles et manquent d'un nombre suffisant de contrôles, les résultats de plusieurs études se renforcent et soutiennent la conclusion générale.
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La colonisation de C. albicans inhibe la guérison des lésions inflammatoires chez les modèles animaux
Pour élucider l'interaction entre Candida et l'hôte pendant la maladie, des modèles animaux de maladie du tractus gastro-intestinal ont été utilisés. Pour les études des ulcères, les rats ou les souris sont traitées avec des produits chimiques inducteurs d'ulcères tels que la cysteamine, un composé qui se concentre dans le duodénum produisant des ulcères duodénaux [ 38 ].
Lorsque les rats ont reçu un traitement par la cystéamine et une inoculation par C. albicans le même jour, presque tous les rats (16/17) ont développé des ulcères duodénaux perforés [ 38 ]. Les rats qui ont reçu de la cystéamine, mais pas Candida ont présenté des ulcères perforés à une fréquence inférieure (4/15 p <0,01). La surface et la profondeur des ulcères étaient également plus importantes en présence de C. albicans que dans son absence. Les rats recevant C. albicans seul sans cysteamine n'ont pas développé d'ulcères. Par conséquent, dans ce modèle, les ulcères étaient plus sévères lorsque C. albicans était présent.
Dans une étude ultérieure, C. albicans a été administré à des rats commençant 3 jours après le traitement par la cysteamine [ 39 ]. Le duodénum de ces rats a été examiné plusieurs jours plus tard, lorsque la cicatrisation d'ulcère aurait dû commencer. Des ulcères doux ont été observés dans 70% des rats traités à la fois avec de la cystéamine et des C. albicans, contre 33% des rats qui ne recevaient que de la cystéamine (p <0,05). La zone des ulcères était significativement plus grande chez les animaux qui recevaient à la fois la cystéamine et C. albicans . Des cicatrices d'ulcères ont été observées chez les animaux qui n'ont pas reçu C. albicans , mais rarement chez les animaux qui ont reçu C. albicans . Par conséquent, la présence de C. albicans a retardé la cicatrisation de l'ulcère dans ce modèle animal.
Une étude des ulcères gastriques induite par un traitement avec de l'acide acétique a montré des effets similaires [ 40 ]. Les souris qui ont reçu C. albicans ont présenté moins de cicatrisation d'ulcères au jour 25 par rapport aux souris qui n'ont pas reçu C. albicans . Collectivement, ces résultats indiquent que la colonisation de C. albicans augmente la gravité des ulcères et inhibe leur guérison.
L'IBD a été modélisée en traitant des animaux avec des produits chimiques ou en utilisant des souches mutantes de souris. Par exemple, le sulfate de dextrane sodique (DSS), qui blesse les cellules épithéliales et cause une inflammation, ou l'acide trinitrobenzène sulfonique (TNBS), qui produit une ulcération, a été utilisé pour produire de la colite.
Les souris traitées par Poulain et les collègues de travail avec DSS et certaines souris ont également été inoculées avec C. albicans par gavage oral [ 41 ]. La présence de C. albicans a entraîné une augmentation modeste de la gravité de la maladie. Par exemple, en présence de C. albicans , les souris ont présenté une inflammation sévère avec un afflux massif de neutrophiles et une destruction des tissus. Les niveaux tissulaires de myéloperoxydase (MPO), indicatifs de neutrophiles dans le tissu, ont été élevés chez les souris qui ont reçu C. albicans par rapport à celles qui ne l'ont pas fait. L'expression tissulaire de la cytokine TNF-α était également plus élevée chez les souris traitées par DSS qui ont reçu C. albicans .
Les rats traités par TNBS inoculés avec C. albicans présentaient une plus grande zone de dégâts coloniaux et une augmentation de l'activité MPO dans le tissu du côlon [ 34 ]. Lorsque le fluconazole a été administré aux rats avec C. albicans , le dommage et l'activité MPO ont été réduites. Ainsi, la présence de C. albicans augmentait la colite dans ces modèles animaux. Ensemble, ces études montrent que C. albicans exacerbe les dégâts et retarde la cicatrisation des lésions inflammatoires chez les modèles animaux.
L'inflammation favorise la colonisation de C. albicans du tractus GI
Fait intéressant, Jawhara et al ont montré qu'après le gavage oral, C. albicans pouvait réussir à coloniser le tractus gastro-intestinal de souris traitées par DSS alors que les souris non traitées avec DSS n'étaient pas colonisées [ 41 ]. Chez les souris élevées conventionnellement, C. albicans ne parvient généralement pas à coloniser le tractus GI à moins que les souris ne soient traitées avec des antibiotiques, par exemple [ 7 , 15 - 19 ]. Par conséquent, comme un traitement antibiotique, l'inflammation du tractus GI peut perturber la communauté bactérienne résidente, ce qui permet à C. albicans de coloniser.
La stratégie consistant à tirer parti des effets de l'inflammation pour favoriser la colonisation est utilisée efficacement par des agents pathogènes bactériens. Par exemple, la présence du pathogène entérique Salmonella typhimurium provoque une inflammation et modifie le microbiota résident; Ces effets favorisent la colonisation de S. typhimurium [ 42 ]. Une souche mutante de S. typhimurium qui ne provoque pas d'inflammation et modifie le microbiota est défectueuse lors de la colonisation. L'amélioration de la colonisation par l'altération du microbiota représente donc une stratégie réussie pour établir la colonisation dans l'intestin.
C. albicans ne semble pas évoquer des niveaux d'inflammation suffisants pour coloniser le tractus GI de la souris avec succès sans traitement antibiotique. Cependant, l'organisme est capable d'exploiter l'inflammation stimulée par d'autres mécanismes pour renforcer sa capacité de colonisation.
Puisque l'inflammation augmente, la probabilité d'une colonisation importante de Candida et de la colonisation de Candida réduit la cicatrisation des lésions, ces effets produiraient un cercle vicieux. La présence d'une inflammation modifie la colonisation bactérienne et les activités de l'hôte, créant des conditions favorisant la colonisation à Candida à haut niveau et l'exacerbation de la maladie.
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La colonisation de C. albicans de haut niveau déclenche-t-elle une MII?
Les patients CD et les HR partagent de nombreuses caractéristiques, telles que l'augmentation de la perméabilité intestinale ou des défauts de tolérance orale [ 26 - 32 ], mais les RH n'ont pas de maladie. Jusqu'à présent, aucun facteur qui explique pourquoi certaines personnes développent un CD et d'autres personnes n'a pas été identifié. Il est clair que le développement de CD nécessite le microbiota. Chez les patients humains traités chirurgicalement pour une CD, la récidive de la maladie n'a pas été observée lorsque le flux fécal a été détourné mais a été répandu après le retour du transit fécal [ 43 ]. Dans les études en laboratoire, les souris qui sont génétiquement sensibles à la colite, mais sans germes, ne développent pas de colite [ 44 ]. Lors de la colonisation avec une flore bactérienne, ces souris développent une maladie. Ainsi, on pense que chez les patients CD,
Il est très probable que certains individus sont fortement sensibles à la CD en raison d'une combinaison de facteurs génétiques et environnementaux. Chez ces individus, un ou plusieurs événement (s) déclenchant (s) se produisent qui peuvent entraîner le développement d'un CD. Une fois l'événement déclenchant, les réponses immunitaires qui aboutissent à des conditions inflammatoires récurrentes sont mises en mouvement.
La nature des événements de déclenchement supposés n'est pas connue. Un événement déclencheur possible peut être une utilisation antibiotique. L'analyse d'une grande base de données sur les dossiers des patients a montré une association statistiquement significative entre l'utilisation d'antibiotiques, en particulier l'utilisation de la tétracycline, et le diagnostic ultérieur avec CD [ 46 ]. L'utilisation d'antibiotiques peut modifier le niveau total de bactéries qui colonisent le tractus intestinal et la composition des organismes. L'utilisation d'antibiotiques entraîne également une augmentation de la colonisation de Candida . Parce que différents organismes diffèrent dans leur propension à conduire à une inflammation [ 45 ], ces effets des antibiotiques peuvent influencer la quantité ou le type de stimulation que le système immunitaire reçoit et affecte l'inflammation.
Récemment, l'attention a porté sur le rôle d'un sous-ensemble de cellules T-helper, de cellules Th17, de MII (récemment examinées dans [ 47 - 51 ]. Les biopsies de la muqueuse enflammée ou des cellules sanguines des patients atteints de MII produisent des niveaux plus élevés d'IL-17, Une cytokine sécrétée par les cellules Th17 [ 52 - 55 ]. Des taux accrus d'IL-17 sont également produits par des biopsies d'ulcères gastriques par rapport au tissu non ulcéreux [ 56 ]. En outre, IL-23, une cytokine qui favorise l'expansion et la maintenance Des cellules Th17, est nécessaire pour l'induction de la colite à médiation par lymphocytes T dans les modèles murins [ 57 - 59 ]. Ces résultats favorisent un rôle pour l'IL-23 et l'IL-17 dans la MII.
Curieusement, la colonisation par C. albicans augmente la production d'IL-17 et d'IL-23 par des tissus gastriques et buccins murins [ 14 , 60 , 61 ]. Par conséquent, la colonisation de Candidapourrait améliorer l'inflammation en augmentant les niveaux de ces cytokines. La colonisation de haut niveau par Candida se produisant chez un individu susceptible avec une inflammation sous-clinique pourrait ainsi exacerber l'inflammation et déclencher le CD, une possibilité discutée par Standaert-Vitse et al [ 25 ]. D'autres études seront nécessaires pour étudier cette possibilité.
Conclusion
Comme l'ont montré les études ci-dessus, la colonisation de Candida de haut niveau est souvent observée chez les patients souffrant d'ulcère et de MII. La colonisation fréquente peut, en partie, refléter des traitements modernes pour ces conditions, notamment l'administration de médicaments tels que les antibiotiques ou les immunomodulateurs. En outre, la présence de Candida retarde la guérison et exacerbe la maladie. Ce cercle vicieux dans lequel l' inflammation favorise Candidacolonisation et Candida colonisation retarde la guérison peut avoir un impact de nombreux patients. Les effets du traitement antifongique sur les patients atteints d'UC [ 34 ] font valoir que la réduction de la colonisation fongique pourrait être bénéfique pour les patients colonisés. Fait intéressant, L'administration du probiotique Lactobacillus acidophilus a réduit les symptômes de l'UC chez les patients humains [ 34 ] et la taille réduite de l'ulcère chez les rats traités à l'acide acétique qui ont reçu C. albicans et un inhibiteur de la sécrétion d'acide gastrique [ 37 , 40 ]. Ces résultats suggèrent que, en antagonisant la colonisation de Candida , la modulation du microbiota bactérien pourrait fournir des effets bénéfiques pour les patients. D'autres études pour discerner les mécanismes de l'effet de l'inflammation sur la colonisation de Candida et l'effet de Candida sur les lésions inflammatoires représentent des directions intéressantes pour les recherches futures. 40 ]. Ces résultats suggèrent que, en antagonisant la colonisation de Candida , la modulation du microbiota bactérien pourrait fournir des effets bénéfiques pour les patients. D'autres études pour discerner les mécanismes de l'effet de l'inflammation sur la colonisation de Candida et l'effet de Candida sur les lésions inflammatoires représentent des directions intéressantes pour les recherches futures. 40 ]. Ces résultats suggèrent que, en antagonisant la colonisation de Candida , la modulation du microbiota bactérien pourrait fournir des effets bénéfiques pour les patients. D'autres études pour discerner les mécanismes de l'effet de l'inflammation sur la colonisation de Candida et l'effet de Candida sur les lésions inflammatoires représentent des directions intéressantes pour les recherches futures.

Inflammation and gastrointestinal Candida colonization

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