Candida auris: Forschende entschlüsseln CO₂-basierten Überlebensmechanismus

Eine neue Studie zeigt, wie der multiresistente Pilz Candida auris Kohlendioxid (CO₂) verwertet, um auf der Haut zu überleben und resistent gegen antifungale Therapien zu werden.

Candida auris stellt weltweit ein erhebliches Gesundheitsrisiko dar. Aufgrund seiner ausgeprägten Adhäsionseigenschaften wächst er vorwiegend auf der Hautoberfläche und verbreitet sich rasch in Kliniken, insbesondere über Hautkontakt. Für immungeschwächte Patienten sind Besiedelungen und anschließende Infektionen lebensbedrohlich, wobei Sterblichkeitsraten bis zu 70 Prozent berichtet werden.

Eine in „Nature Microbiology“ veröffentlichte Studie zeigt nun, dass Candida auris eine CO₂-basierte Stoffwechselstrategie nutzt, um in den nährstoffarmen Bedingungen der Haut zu überleben und antifungale Therapien – insbesondere Amphotericin B (AMB) – besser zu tolerieren.

Kohlendioxid als Treibstoff

Mithilfe von Multi-Omics-Analysen identifizierten die Forschenden ein zentrales Enzym, die Carboanhydrase, das dem Pilz ermöglicht, geringe CO₂-Mengen in verwertbare Stoffwechselprodukte umzuwandeln. Dadurch kann Candida auris mitochondriale Energie erzeugen und sowohl Nährstoffmangel als auch therapeutischen Stress kompensieren.

„Candida auris nutzt minimale CO₂-Konzentrationen, um seine Energieproduktion aufrechtzuerhalten und Stress durch Antimykotika zu überstehen. Diese Fähigkeit verschafft ihm einen entscheidenden Überlebensvorteil – besonders auf der Hautoberfläche,“ erklärt Adelheid Elbe-Bürger von der Universitätsklinik für Dermatologie der Medizinischen Universität Wien.

Kooperation mit Hautmikrobiom als Überlebensfaktor

Die Studie weist zudem nach, dass Candida auris mit bestimmten Urease-positiven Bakterien des Hautmikrobioms zusammenarbeitet. Diese spalten Harnstoff, der über die Schweißdrüsen auf die Haut gelangt, in CO₂ – ein zusätzlicher Energielieferant für den Pilz. Dieser mikrobiologische Verbund könnte ein entscheidender Faktor für die hohe Kolonisations- und Übertragungsrate in Kliniken sein.

Aus Sicht der Infektionsprävention ergeben sich daraus neue Ansatzpunkte: Die Hemmung bakterieller Urease-Aktivität könnte lokale CO₂-Konzentrationen senken und so die Besiedelung durch Candida auris erschweren.

Neue therapeutische Ziele entlang des CO₂-Signalwegs

Die Forschenden identifizierten mehrere mögliche Angriffspunkte entlang des CO₂-abhängigen Stoffwechselwegs. Besonders bedeutsam ist die Entdeckung, dass die spezifische Hemmung des mitochondrialen Cytochroms bc1 den Energiestoffwechsel des Pilzes empfindlich schwächt und die Wirksamkeit von Amphotericin B (AMB), einem der wenigen verbliebenen und klinisch wichtigsten Antimykotika zur Behandlung von Candida-auris-Infektionen, steigert. Eine neu identifizierte chemische Verbindung, die gezielt Cytochrom bc1 hemmt, könnte damit eine Grundlage für künftige Antimykotika darstellen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir den Pilz an völlig neuen Stellen angreifen können. Die Kombination aus Stoffwechselhemmung und verstärkter AMB-Wirksamkeit eröffnet vielversprechende Perspektiven für neue Therapien,“ ergänzt Karl Kuchler von den Max Perutz Labs in Wien (Österreich).