Den mänskliga kroppen är ständigt utsatt för angrepp från mikrober i vår miljö. Varje dag träffar vår kropp på organismer som potentiellt kan infektera oss, så kallade patogener så som bakterier, virus, parasiter och svampar. Det är immunsystemets uppgift att befria oss från oönskade mikroorganismer. Vårt immunförsvar är mycket effektivt vilket framgår av att trots den ständiga närvaron av mikroorganismer så blir vi sällan allvarligt sjuka. Men, människor med nedsatt immunförsvar kan utveckla allvarliga infektioner från opportunister patogener så som svampen Candida albicans. C. albicans är en viktig orsak till sjukdom och död över hela världen. Syftet med denna avhandling är att bättre förstå samspelet mellan dessa svampar och vårt immunförsvar. Vi fokuserar på det medfödda immunförsvaret och försöker identifiera de delar som är nödvändiga för kontroll under en infektion. Vi studerar också hur svamparna utvecklar mekanismer för att möta värdorganismens försvar och vad som reglerar dessa mekanismer. Det medfödda immunförsvaret finns i hela kroppen och består bland annat av vävnader - huden och slemhinnorna - och en mängd olika celltyper. Mastcellerna är en del av det medfödda immunförsvaret och finns utspridda på kroppens ytor mot omvärlden. Främst finns de i huden, tarmens slemhinnor och luftvägarna och det är också här som patogena svampar förekommer i kroppen. Mastcellerna är därför strategiskt placerade för att snabbt kunna möta infekterande mikroorganismer. Här har vi visat att mastceller är kroppens vaktposter och mycket viktiga vid svampinfektioner, men de kan bara tillfälligt kontrollera C. albicans. Mastcellerna aktiveras när de möter C. albicans och släpper omedelbart ut inflammatoriska mediatorer som är lagrade i cellernas granula. Denna degranulering kan också rekrytera fler immunceller så som neutrofiler. De kan även släppa ut strukturer som kallas extracellulära fällor (MCETs), som fångar in inkräktarna för nedbrytning. Med dessa metoder kan Mastcellerna ta upp och oskadliggöra invaderande mikroorganismer, men här har även C. albicans utvecklat ett eget försvar mot Mastcellerna. När C. albicans tas upp av mastcellerna kan de undkomma avdödning och utnyttjar då istället den skyddade intracellulära miljön för döda mastcellerna inifrån.
Neutrofiler är också en del av det medfödda immunförsvaret och de är den vanligaste typen av vita blodkroppar. Dessa celler cirkulerar i blodet men reagerar snabbt på hot och migrerar då från blodet in i vävnaden där bekämpandet av svamparna sker. De är oftast först på plats vid en infektion.
I det andra projektet har vi tittat närmare på neutrofilers försvar mot C. albicans infektioner och hur detta skiljer sig mellan syrerika och syrefattiga miljöer. Vi fann att neutrofilernas försvarsförmåga är kraftigt minskad under syrefattiga förhållanden. Både formationen av neutrofila extracellulära fällor (NETs) och även fagocytering, eller förtäring är kraftigt nedsatta under dessa förhållanden och detta kan ha en stor betydelse för immunförsvarets förmåga att bekämpa C. albicans infektioner. Bekämpandet av mikroorganismer är en aktiv process, driven av neutrofilernas snabba migration från blodet ut till vävnaden där mycket av syret förbrukas. I syrefattiga miljöer kan C. albicans också ändra cellväggens komposition och det ändrar i sin tur hur immunförsvaret reagerar mot dem.
Produktion av reaktiva syreradikaler är en av de mest påverkade försvarsmekanismerna i syrefattig miljö. Neutrofilerna använder reaktiva syreradikaler som en robust och effektiv kontroll-mekanism mot svamppatogener. I det tredje projektet undersöker vi om vi kan förhindra spridning av svampceller genom att påverka redoxpotentialen. Vi använder Tempol som är ett ämne med bevisad påverkan på metabolism och cellväggens komposition och har även inflammatorisk effekt. Behandling av svampcellerna med Tempol gav en framgångsrik anti-Candida effekt som karakteriserades med hjälp av RNA-sekvensering och metaboliska tester.
Idag finns det ett mycket stort behov av nya och bättre läkemedel mot systemisk svampinfektion. Opportunistiska svampinfektioner är ett stort hot mot patienter med nedsatt immunförsvar e.g patienter med leukemi eller som fått organtransplantationer. I projekt nummer fyra tänker vi oss att dessa patienter kanske skulle kunna får endast ett läkemedel mot både sjukdomarna. Därför har vi undersökt 844 godkänt-FDA läkemedlen för effekt mot C. albicans. Vi identifierat 7 nya molekyler med god effekt mot C. albicans. Vi har karakteriserad dessa läkemedlen och visat att de är lika effektiva som kommersiellt tillgängliga läkemedel.
Sammanfattningsvis visar våra resultat nödvändigheten till en fördjupad förståelse om immunceller och svampars samspel i mikromiljöer, så som de syrefattiga. En mer detaljerad förståelse kan därmed bidra till att utveckla bättre diagnostiska och terapeutiska verktyg för svampinfektioner.