Differential Biofilm Susceptibility and Potent Isavuconazole Post-Antifungal Effect Distinguish Cutaneotrichosporon dermatis from Trichosporon asahii

मानव संक्रमण की सूक्ष्म दुनिया में, सभी आक्रमणकारी समान नहीं होते हैं। कुछ कुख्यात हत्यारे होते हैं, जबकि अन्य अवसरवादी कब्जा करने वाले होते हैं जो केवल तभी हमला करते हैं जब मेजबान की रक्षा प्रणाली कमजोर होती है। अस्पतालों में परेशानी पैदा करने वाले कवक (फंगस) के बीच, यीस्ट जैसे जीवों का एक समूह है जो लंबे समय से वर्गीकरण संबंधी भ्रम में रहा है, और अक्सर अलग-अलग व्यवहार और जोखिमों के बावजूद एक-दूसरे के रूप में गलत समझा जाता है। इनमें से एक, एक कवक जो गर्मियों में एक विशिष्ट प्रकार की एलर्जी संबंधी फेफड़ों की प्रतिक्रिया का कारण बनता है, हाल ही में यह भी पाया गया है कि वह कमजोर मरीजों के रक्त पर आक्रमण करता है। मौजूद प्रजाति की सटीक पहचान करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि जो उपचार एक के लिए काम करता है वह दूसरे के लिए विफल हो सकता है। वैज्ञानिक इस तरह के दिखने वाले जीवों के बीच अंतर करने के लिए जेनेटिक सीक्वेंसिंग (आनुवंशिक अनुक्रमण) पर भरोसा करते हैं, और वे यह परीक्षण करने के लिए कि कवक कितना खतरनाक है और कौन सी दवाएं इसे रोक सकती हैं, कीटों से लेकर मानव कोशिकाओं तक जीवित मॉडलों का उपयोग करते हैं।

हाल ही में एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने कवक के एक विशिष्ट स्ट्रेन, क्युटेनियोट्रिकोस्पोरन डर्मैटिस (Cutaneotrichon dermatis) का परीक्षण किया, जो एक ऐसे रोगी के थूक (स्पुटम) और रक्त में पाया गया था जिसका इम्यून सिस्टम उच्च खुराक वाले स्टेरॉयड उपचार के कारण कमजोर हो गया था। यह जीव पहले से ही मुख्य रूप से गर्मियों के प्रकार के हाइपरसेंसिटिविटी न्यूमोनाइटिस (एक एलर्जी संबंधी फेफड़ों की स्थिति) के कारण जाना जाता था, लेकिन मनुष्यों में गंभीर, आक्रामक संक्रमण पैदा करने की इसकी क्षमता को अच्छी तरह से नहीं समझा गया था। टीम ने निश्चितता के साथ इस कवक की पहचान करने, इसके बढ़ने और व्यवहार करने के तरीके को देखने, और विभिन्न एंटीफंगल दवाओं को इसे मारने या सुरक्षात्मक परतों (बायोफिल्म) बनाने से रोकने में कितनी सक्षम होने का परीक्षण करने का लक्ष्य रखा। उन्होंने अपने निष्कर्षों की तुलना सीधे ट्राइकोस्पोरॉन असाही (Trichosporon asahii) से की, जो एक संबंधित प्रजाति है और अस्पताल के वातावरण में एक जाना-माना और खतरनाक रोगजनक है।

पहला चुनौतीपूर्ण कार्य आक्रमणकारी का नाम रखना था। मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करने वाले मानक प्रयोगशाला परीक्षण, जो रासायनिक उंगलियों के निशान (केमिकल फिंगरप्रिंट) द्वारा जीवों की पहचान करते हैं, इस कवक को क्युटेनेओट्रिकोस्पोरन म्यूकोइड्स (Cutaneotrichon mucoides) नामक एक करीबी संबंधित प्रजाति से अलग करने में विफल रहे। इस समस्या को हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने डीएनए विश्लेषण का सहारा लिया। उन्होंने कवक के आनुवंशिक कोड के दो विशिष्ट क्षेत्रों, इंटरनल ट्रांसक्राइबड स्पेसर (internal transcribed spacer) और इंटरजेनिक स्पेसर (intergenic spacer) का अनुक्रम निकाला। परिणाम स्पष्ट थे: यह आइसोलेट निश्चित रूप से क्युटेनेओट्रिकोस्पोरन डर्मैटिस था। आनुवंशिक विश्लेषण ने यह भी खुलासा किया कि केवल डीएनए के एक हिस्से को देखना निश्चित होने के लिए पर्याप्त नहीं था; दूसरे क्षेत्र ने बहुत स्पष्ट तस्वीर प्रदान की, जिससे वैज्ञानिकों को इस कवक को संबंधित प्रजातियों के पारिवारिक वृक्ष (फैमिली ट्री) पर सटीक रूप से रखने में मदद मिली।

पहचान के बाद, टीम ने सूक्ष्मदर्शी के नीचे और पेट्री डिश में कवक के व्यवहार को देखा। अपने रिश्तेदार ट्राइकोस्पोरॉन असाही के विपरीत, जो सूखा, झुर्रियों वाला और तंतुमय (फिलामेंटस) तरीके से बढ़ता है, इस नए आइसोलेट ने चिकनी, दूधिया-सफेद कॉलोनियां बनाईं जो विशिष्ट यीस्ट की तरह दिखती थीं। शरीर के तापमान पर तरल माध्यम में उगाए जाने पर, कवक तेजी से विकसित हुआ, जिससे पता चला कि यह गर्म परिस्थितियों को पसंद करता है। यह परीक्षण करने के लिए कि यह कितना खतरनाक हो सकता है, शोधकर्ताओं ने मोम के पतंगों (वैक्स मॉथ) के लार्वा में कवक को इंजेक्ट किया, जो जीवित जीवों में संक्रमण का अध्ययन करने के लिए एक मानक मॉडल है। उन्होंने पाया कि हालांकि यह कवक राइजोपस ओरिज़ा (Rhizopus oryzae) नामक मोल्ड जितना तुरंत घातक नहीं था, फिर भी यदि पर्याप्त मात्रा में इसे इंजेक्ट किया जाए तो यह लार्वा को मार सकता है। उन्होंने जितना अधिक कवक पेश किया, लार्वा उतनी ही तेजी से मरे, जिससे यह सिद्ध हुआ कि इस जीव में गंभीर, खुराक-निर्भर (डोज-डिपेंडेंट) बीमारी पैदा करने की क्षमता है।

अध्ययन फिर इस प्रश्न की ओर मुड़ा कि उपचार क्या है। शोधकर्ताओं ने कवक के बढ़ने को रोकने में विभिन्न एंटीफंगल दवाओं की प्रभावशीलता का परीक्षण किया। परिणामों ने दिखाया कि कवक आमतौर पर एम्फोटेरिसिन बी (amphotericin B) और एज़ोल परिवार की कई दवाओं के प्रति संवेदनशील है, जो फंगल संक्रमणों के लिए सामान्य उपचार हैं। हालांकि, यह प्राकृतिक रूप से एचिनोकैंडिन्स (echinocandins) नामक दवाओं के वर्ग के प्रति प्रतिरोधी था, जिनका उपयोग अक्सर अन्य प्रकार के यीस्ट संक्रमणों के लिए किया जाता है। एक विशेष रूप से दिलचस्प निष्कर्ष तब सामने आया जब टीम ने यह देखा कि कवक बायोफिल्म (biofilms)—जो चिपचिपे, सुरक्षात्मक समुदाय होते हैं जिन्हें बैक्टीरिया और कवक दवाओं से खुद को बचाने के लिए बनाते हैं—कैसे बनाता है। जबकि एज़ोल दवाएं बायोफिल्म के निर्माण को रोकने में केवल आंशिक रूप से प्रभावी थीं, टेरबिनाफाइन (terbinafine) और एम्फोटेरिसिन बी उन्हें लगभग पूरी तरह से रोकने में सक्षम थे।

शायद सबसे आशाजनक खोज इसावुकোনাज़ोल (isavuconazole) के बारे में थी। जब शोधकर्ताओं ने इस दवा के संपर्क में आने के बाद कवक को धो दिया, तो कवक तुरंत फिर से बढ़ना शुरू नहीं हुआ। इसके बजाय, यह लंबे समय तक दबा रहा। यह "पोस्ट-एंटीफंगल प्रभाव" (post-antifungal effect) परीक्षण की गई किसी भी अन्य दवा की तुलना में इसावुकোনাज़ोल के लिए बहुत अधिक मजबूत था, जो यह सुझाव देता है कि यह दवा संक्रमण को तब भी नियंत्रण में रख सकती है जब शरीर में दवा का स्तर गिर जाता है। इसके अलावा, जब उन्होंने टेरबिनाफाइन को विभिन्न एज़ोल दवाओं के साथ मिलाया, तो दोनों अकेले काम करने की तुलना में एक साथ बेहतर काम कर रहे थे, जिसे सिनर्जी (synergy) कहा जाता है। यह संयोजन दृष्टिकोण उन संक्रमणों के इलाज के लिए एक शक्तिशाली नया रणनीति प्रदान कर सकता है जिन्हें साफ करना कठिन होता है।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि हालांकि क्युटेनेओट्रिकोस्पोरन डर्मैटिस अन्य कवक रोगजनकों की तुलना में कम आक्रामक है, फिर भी यह इम्यूनोकोम्प्रोमाइज्ड (रोग प्रतिरोधक क्षमता कम वाले) रोगियों के लिए एक वास्तविक खतरा है। यह रक्त में प्रवेश कर सकता है, सुरक्षात्मक बायोफिल्म बना सकता है, और ऐसी बीमारी का कारण बन सकता है जिसके लिए सावधानीपूर्वक प्रबंधन की आवश्यकता होती है। अनुसंधान इस बात पर जोर देता है कि विशिष्ट प्रजाति की पहचान करना आवश्यक है, क्योंकि यह अपने रिश्तेदारों से अलग व्यवहार करती है। निष्कर्ष बताते हैं कि इसावुकोंाज़ोल के साथ उपचार, या टेरबिनाफाइन और एक एज़ोल दवा का संयोजन, अत्यधिक प्रभावी हो सकता है, जो इस विशिष्ट प्रकार के फंगल संक्रमण का सामना कर रहे चिकित्सकों के लिए एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करता है।