Genetic and Genomic Architecture of the Evolution of Resistance to Antifungal Drug Combinations
Notice bibliographique
Résumé
The evolution of drug resistance in fungal pathogens compromises the efficacy of the limited number of antifungal drugs. Drug combinations have emerged as a powerful strategy to enhance antifungal efficacy and abrogate drug resistance, but the impact on the evolution of drug resistance remains largely unexplored. Targeting the molecular chaperone Hsp90 or its downstream effector, the protein phosphatase calcineurin, abrogates resistance to the most widely deployed antifungals, the azoles, which inhibit ergosterol biosynthesis. Here, we evolved experimental populations of the model yeast Saccharomyces cerevisiae and the leading human fungal pathogen Candida albicans with azole and an inhibitor of Hsp90, geldanamycin, or calcineurin, FK506. To recapitulate a clinical context where Hsp90 or calcineurin inhibitors could be utilized in combination with azoles to render resistant pathogens responsive to treatment, the evolution experiment was initiated with strains that are resistant to azoles in a manner that depends on Hsp90 and calcineurin. Of the 290 lineages initiated, most went extinct, yet 14 evolved resistance to the drug combination. Drug target mutations that conferred resistance to geldanamycin or FK506 were identified and validated in five evolved lineages. Whole-genome sequencing identified mutations in a gene encoding a transcriptional activator of drug efflux pumps, PDR1, and a gene encoding a transcriptional repressor of ergosterol biosynthesis genes, MOT3, that transformed azole resistance of two lineages from dependent on calcineurin to independent of this regulator. Resistance also arose by mutation that truncated the catalytic subunit of calcineurin, and by mutation in LCB1, encoding a sphingolipid biosynthetic enzyme. Genome analysis revealed extensive aneuploidy in four of the C. albicans lineages. Thus, we identify molecular determinants of the transition of azole resistance from calcineurin dependence to independence and establish multiple mechanisms by which resistance to drug combinations evolves, providing a foundation for predicting and preventing the evolution of drug resistance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».