Ein periprothetisches Gelenk-Candida albicans-Infektionsmodell in der Maus

Candida albicans (C. albicans) kommt kommensal in vielen Teilen des menschlichen Körpers vor¹ und ist auch der häufigste opportunistische Erreger, der lebensbedrohliche invasive Pilzinfektionen verursacht, insbesondere bei immungeschwächten Patienten ^2,3. C. albicans kann sich als polymorpher Pilz zwischen Hefe- und Myzelzuständen wandeln. Der Myzelzustand weist eine höhere Virulenz, stärkere Adhäsion und Invasion von Zellen und Geweben auf ^4,5. Außerdem können C. albicans Biofilme auf den Oberflächen von biomedizinischen Materialien wie Zahnersatz, Katheter und Stents bilden ^1,6,7. Die dichte dreidimensionale Struktur von Biofilmen schränkt die Infiltration von Antimykotika ein, exprimiert arzneimittelresistente Gene und reguliert den Stoffwechsel von Pilzzellen herunter, um der Clearance des Immunsystems zu widerstehen ^6,7. Daher sind Biofilm-bedingte Infektionen in Kliniken eine große Herausforderung⁸.

Staphylococcus aureus, Koagulase-negative Staphylokokken und Enterobacter sind die Haupterreger von PJI⁹. Obwohl die Inzidenz von Pilz-PJI relativ gering ist (ca. 1 %)¹⁰, sind die Behandlungskosten von Pilz-PJI höher¹¹, der Behandlungszyklus ist länger¹¹ und die Behandlungserfolgsrate ist niedriger¹⁰ als bei bakterieller PJI. In den letzten Jahren hat die Inzidenz von Pilz-PJI von Jahr zu Jahr zugenommen¹⁰. Candida PJI macht 77%-84% der pilzlichen PJI^{aus 10,12}, und C. albicans ist der häufigste in Candida (54%). Daher muss die PJI von Pilzen untersucht werden.

Derzeit wird PJI durch eine Revisionsoperation behandelt, indem (1) das infizierte Implantat entfernt wird, (2) ein Debridement, (3) eine antimikrobielle Behandlung und (4) eine Reimplantation durchgeführt wird. Nach einem gründlichen Debridement wird ein Antibiotikum mit Knochenzement eingesetzt, und der Patient wird mehr als 6 Wochen lang systemisch mit Antibiotika behandelt, um die Infektion effektiv zu kontrollieren, bevor ein neues Implantat eingesetzt wird¹³. Diese Methode kann jedoch Krankheitserreger im Gewebe nicht vollständig eliminieren, und rezidivierende Infektionen, die mit einer antimikrobiellen Langzeittherapie behandelt werden, entwickeln sich mit hoher Wahrscheinlichkeit bei arzneimittelresistenten Stämmen 14,15,16.

Die Etablierung von Tiermodellen für PJI ist wichtig für die Erforschung und Entwicklung neuer Medikamente oder Therapeutika für PJI. Bei der Entwicklung von PJI bilden sich große Tote um die Prothese herum, was zur Bildung von Hämatomen führt, die die Blutversorgung des umliegenden Gewebes weiter blockieren und die Wirkung von Antibiotika beeinträchtigen^11,15. Aufgrund der Schwierigkeit, die Umgebung der Prothese nachzuahmen, können herkömmliche Tiermodelle die tatsächliche Situation von PJI^17,18 nicht genau simulieren.

In dieser Arbeit wurde ein C. albicans-Biofilm-assoziiertes PJI-Modell in Mäusen konstruiert, indem ein klinisch weit verbreiteter Titan-Nickel-Draht verwendet wurde, um Gelenkimplantate zu simulieren^19,20. Dieses PJI-Modell weist die Vorteile einer einfachen Bedienung, einer hohen Erfolgsrate, einer hohen Wiederholbarkeit und einer hohen klinischen Korrelation auf. Es wird erwartet, dass es ein wichtiges Modell für die Untersuchung der Prävention und Behandlung von C. albicans-Biofilm-assoziierten PJI sein wird.