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The effects of tea polyphenols on Candida albicans: inhibition of biofilm formation and proteasome inactivation

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Abstract:

The adherence of Candida albicans to one another and to various host and biomaterial surfaces is an important prerequisite for the colonization and pathogenesis of this organism. Cells in established biofilms exhibit different phenotypic traits and are inordinately resistant to antimicrobial agents. Recent studies have shown that black and green tea polyphenols exhibit both antimicrobial and strong cancer-preventive properties. Experiments were conducted to determine the effects of these polyphenols on C. albicans. Standard growth curves demonstrated a 40% reduction in the growth rate constant (K) with a 2 mg/mL concentration of Polyphenon 60, a green tea extract containing a mixture of polyphenolic compounds. Cultures treated with 1.0 µmol/L -(-)epigallocatechin-3-gallate (EGCG), the most abundant polyphenol, displayed a 75% reduction of viable cells during biofilm formation. Established biofilms treated with EGCG were also reduced, by 80%, as determined through XTT (2,3-bis(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide) colorimetric assays. Identical concentrations of epigallocatechin and epicatechin-3-gallate demonstrated similar biofilm inhibition. Further investigations regarding the possible mechanism of polyphenol action indicate that in vivo proteasome activity was significantly decreased when catechin-treated yeast cells were incubated with a fluorogenic peptide substrate that measured proteasomal chymotrypsin-like and peptidyl-glutamyl peptide-hydrolyzing activities. Impairment of proteasomal activity by tea polyphenols contributes to cellular metabolic and structural disruptions that expedite the inhibition of biofilm formation and maintenance by C. albicans.

L’adhérence homotypique de Candida albicans, sur différents hôtes et sur les surfaces des biomatériaux est un préalable important à la colonisation et à la pathogenèse de cet organisme. Les cellules établies dans les biofilms montrent différents traits phénotypiques et sont excessivement résistantes aux agents antimicrobiens. Des études récentes ont montré que les polyphénols du thé noir et du thé vert possèdent à la fois des propriétés antimicrobiennes et de fortes propriétés préventives du cancer. Des expériences ont été réalisées afin de déterminer les effets de ces polyphénols sur C. albicans. Des courbes de croissance courantes ont démontré une réduction de 40 % de la constante de croissance (K), à une concentration de 2 mg/mL de Polyphenon 60, un extrait de thé vert contenant un mélange de composés polyphénoliques. Les cultures traitées avec 1.0 µmol/L de -(-) épigallocatéchine-3-gallate (EGCG), le polyphénol le plus abondant, montraient une réduction de 75 % du nombre de cellules viables durant la formation du biofilm. Les biofilms établis traités à l’EGCG étaient aussi réduits de 80 %, tel que déterminé par un essai colorimétrique au XTT. Des concentrations identiques d’épigallocatéchine et d’épicatéchine-3-gallate ont produit des effets similaires d’inhibition sur les biofilms. Des recherches plus poussées sur le mécanisme d’action possible des polyphénols indiquent que l’activité du protéasome in vivo était significativement diminuée lorsque des levures traitées à la catéchine étaient incubées avec un peptide substrat fluorogène qui mesurait les activités de type chymotrypsine et peptidyl-glutamyl hydrolase. L’altération de l’activité du protéasome par les polyphénols du thé contribue à la perturbation des activités métaboliques et structurales cellulaires et ce faisant, facilite l’inhibition de la formation et du maintien du biofilm chez C. albicans.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2009

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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