Development of New Drug against Multidrug Resistance Candida auris by Mining Genome from Marine Bacteria

Abstract

The most common multi-drug-resistant fungal infection in the Arabian Peninsula is Candida auris, which is responsible for high mortality. Identifying novel drugs is in high demand in this scenario. Microbes in marine environments are genetically adapted to survive in varying conditions like extreme temperatures, salinity, pH, and extra stress features by synthesizing different bioactive metabolites. These microbial bioactive novel secondary metabolites are highpotential compounds that can be utilized as anti-Candida molecules. Microorganisms in the marine environment can produce diverse ranges of secondary metabolites (SM), which are also known as natural products. Finding and identifying novel drugs from synthetic bacterial compounds or natural materials is a promising strategy due to the scarcity of antifungal medications and the evolution of drug resistance in C. auris. Natural compounds have many benefits over synthetic substances, including structural variety and comparatively low toxicity. Next-generation sequence-based studies on anti-Candida auris bacterial organisms for discovering novel drug candidates are scanty. Hence, this study is proposed to identify biosynthetic gene clusters from marine bacteria using next-generation sequencing for discovering novel drug compounds against MDR C. auris. More than 68 isolates have been isolated from various marine environments using standard techniques. All these isolates were tested against the multi-drug-resistant C. auris. Bacterial strain ESH58 isolated from a fish liver sample showed the highest and most constant activity against C. auris. Cell membrane disruption was observed in C. auris by the defused metabolites of ESH58 bacteria using SEM. An experimental in vitro assessment of the toxicity revealed no cell cytotoxicity of ESH58 against HFF-1 cells. The native bacterial strain ESH58 with a biosynthetic gene cluster of potential natural anti-C. auris compounds with no pathogenic protein-coding genes highlights the significance of marine bacteria in the fight against Candida auris. After the in vivo studies, drug targets will be taken for the pre-clinical studies in association with pharmaceutical companies in the future.العدوى الفطرية الأكثر شيوعاً والمقاومة للأدوية المتعددة في شبه الجزيرة العربية هي الكانديدا أوريس، وهي مسؤولة عن عدد عالي من الوفيات. لذلك هناك طلب كبير على تطوير ادوية جديدة تتكيف الميكروبات الموجودة في البيئات البحرية وراثيا للبقاء على قيد الحياة في ظروف مختلفة مثل درجات الحرارة القصوى والملوحة ودرجة الحموضة وبالإضافة الى عوامل اخرى، عن طريق تصنيع مختلف المستقلبات النشطة بيولوجيا. هذه المستقلبات الثانوية الميكروبية النشطة بيولوجيا هي مركبات عالية الإمكانية يمكن استخدامها كجزيئات مضادة للكانديدا. يمكن للكائنات الحية الدقيقة الموجودة في البيئة البحرية إنتاج نطاقات متنوعة من المستقلبات الثانوية والتي تعرف أيضا بالمنتجات الطبيعية. يعد العثور على أدوية جديدة وتحديدها من مركبات بكتيرية اصطناعية أو مواد طبيعية استراتيجية واعدة بسبب ندرة الأدوية المضادة للفطريات وتطور مقاومة الأدوية للكانديدا ارويس تتمتع المركبات الطبيعية بالعديد من الفوائد مقارنة بالمواد الاصطناعية، بما في ذلك التنوع الهيكلي والسمية المنخفضة نسبيًا. إن الدراسات المستندة على تسلسل الجيل التالي لاكتشاف أدوية جديدة قليلة على الكائنات البكتيرية المضادة للكانديدا ارويس. وبالتالي، تقترح هذه الدراسة تحديد مجموعات الجينات الحيوية من البكتيريا البحرية باستخدام تسلسل الجيل التالي لاكتشاف مركبات دوائية جديدة ضد مقاومة الدواء للكانديدا أرويس. تم عزل أكثر من 68 عينة من البيئات البحرية المختلفة باستخدام التقنيات القياسية. تم اختبار جميع هذه العينات ضد بكتيريا الكانديدا ارويس المقاومة للأدوية المتعددة. أظهرت السلالة البكتيرية ESH58 المعزولة من عينة كبد السمك النشاط الأعلى والأكثر ثباتًا باستخدام تسلسل الجينوم الكامل، وقد لوحظ اضطراب غشاء الخلية في الكانديدا أرويس بواسطة المستقلبات المعطلة المستخلصة من البكتيريا ESH58 باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح. كشف تقييم تجريبي للسمية عن عدم وجود سمية خلوية كبيرة لـ ESH58 ضد خلايا .1 HFF السلالة البكتيرية ESH58 مجموعة تحتوي على جينات حيوية مصنعة لمضادات للكانديدا ارويس. تسلط هذه المركبات التي لا تحتوي على جينات ترميز البروتين المسببة للأمراض الضوء على أهمية البكتيريا البحرية التي يمكن استخدامها في صنع ادوية مكافحة الكانديدا أوريس في المستقبل سيتم القيام بالأبحاث ما قبل السريرية ومعرفة الأهداف الدوائية بالتعاون مع شركات الأدوية في المستقبل.