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Inhibitory effect of terbinafine on reactive oxygen species (ROS) generation by Candida albicans

: Hemmender Einfluss von Terbinafin auf die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies von Candida albicans

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Candida albicans, the most important opportunistic fungal pathogen, is able to generate remarkable amounts of reactive oxygen species (ROS). Since ROS are highly cytotoxic, this mechanism may contribute to the pathogenicity of this yeast, including its invasiveness and the inflammatory response of the host. Terbinafine, a synthetic antifungal agent of the allylamine class, inhibits ergosterol biosynthesis at the level of squalene epoxidase. Furthermore, there is evidence that terbinafine at therapeutic concentrations can be considered a free radical scavenger in vitro and could exert an anti-inflammatory activity in vivo. In this study we investigated whether terbinafine affects the generation of ROS by C. albicans. Blastoconidia of the C. albicans strain 3153A were cultured in YEPG-medium and, subsequently, incubated with different doses of terbinafine (1, 10 and 100 μg ml−1) for 10 and 60 min, respectively. ROS generation was measured by lucigenin-enhanced chemiluminescence. Formation of ROS was considerably dependent on cell number. Chemiluminescence signals were measured at a concentration ≥ 1 × 106 cells ml−1, with a maximum of 1 × 108 cells ml−1. Already after 10 min of incubation with terbinafine, a dose-dependent significant inhibition of ROS generation was found (P < 0.05), whereas after 60 min this effect was amplified. In conclusion, terbinafine reduced the ability of C. albicans to generate ROS. Besides the known effect on ergosterol biosynthesis, this mechanism may contribute to its antifungal action. Zusammenfassung. 

Candida albicans, der wichtigste opportunistische Krankheitserreger unter den Pilzen, bildet große Mengen von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS). Da ROS sehr zytotoxisch sind, kann dieser Mechanismus zur Pathogenität dieser Hefe beitragen. Terbinafin, ein synthetisches Antimykotikum der Allylamine-Klasse, inhibiert die Ergosterolbiosynthese auf der Stufe der Squalenepoxidase. Außerdem gibt es Hinweise, daß Terbinafin in therapeutischen Konzentrationen invitro als Radikalfänger fungieren kann und in vivo eine anti-inflammatorische Aktivität ausübt. In dieser Arbeit haben wir untersucht, ob Terbinafin die ROS-Bildung von C. albicans beeinflußt. Blastoconidien des C. albicans Stammes 3153A wurden in YEPG-Medium kultiviert und anschließend mit verschiedenen Terbinafinkonzentrationen (1, 10 und 100 μg ml−1) für 10 bzw. 60 min inkubiert. Die ROS-Bildung wurde mit Hilfe der Lucigenin-verstärkten Chemilumineszenz gemessen. Die Bildung von ROS war stark von der Zellzahl abhängig, Chemilumineszenzsignale wurden ab einer Konzentration von ≥ 1 × 106 Zellen ml−1 mit einem Maximum bei 1 × 108 Zellen ml−1 nachgewiesen. Schon nach einer 10-minütigen Inkubation mit Terbinafin konnte eine dosisabhängige signifikante Hemmung der ROS-Bildung gemessen werden (P < 0.05), während dieser Effekt nach 60 min noch verstärkt war. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß Terbinafin die Fähigkeit von C. albicans, ROS zu bilden, hemmt. Neben dem bekannten Effekt auf die Ergosterolbiosynthese könnte dieser Mechanismus zur antimykotischen Wirkungsweise beitragen.
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Keywords: Candida albicans; ROS generation; ROS-Generation; Terbinafin; Virulenz; free radicals; freie Radikale; terbinafine; virulence

Document Type: Research Article

Affiliations: 1: Department of Dermatology and Allergology, Friedrich Schiller University, Jena, Germany, and 2: Department of Dermatology, Friedrichstadt, Dresden, Germany.

Publication date: June 1, 2002

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