Extrusion of fluorescein diacetate by multidrug-resistant Candida albicans

Summary. Over-expression of multidrug efflux transporters causes Candida albicans cells to be resistant to azole antifungal agents. There are several kinds of indicator for multidrug resistance (MDR) phenotype of higher eukaryotic cells. Calcein AM is a prefluorochrome that is known as a substrate for multidrug efflux transporters of mammalian cells. We investigated whether calcein AM was also extruded by the ATP-dependent multidrug transporter (cdr1p) of C. albicans. There was no significant difference in the accumulation of calcein AM between MDR cells and drug-susceptible cells of C. albicans even with sodium azide, suggesting that calcein AM may not be associated with the CDR1-gene-related multidrug efflux system of C. albicans. However, a structurally related prefluorochrome derivative, fluorescein diacetate (FDA), was shown to be extruded by the CDR1 mRNA-overexpressing yeast cells. In comparison with drug-susceptible cells, the resistant cells emitted very weak fluorescence when stained with FDA. Furthermore sodium azide increased the fluorescence of the resistant cells more than 20 times, whereas the fluorescence in the drug-susceptible cells with FDA and sodium azide was three to four times stronger. These results suggested that FDA might be extruded by the CDR1-related multidrug efflux transporter of C. albicans. Zusammenfassung. Die Überexpression von Multidrug-Efflux-Transportmechanismen macht Candida albicans anfällig für Resistenz gegen Azol-Antimykotika. Es gibt mehrere Arten Indikatoren für den Multidrug-Resistenz-Phänotyp (MDR) höherer eukaryotischer Zellen. Calcein AM ist ein Präfluorochrom, das als Substrat für Multidrug-Effluxtransporter in Säugetierzellen dient. Wir untersuchten, ob Calcein AM ebenfalls durch ATP-abhängige Multidrug-Transporter (cdr1p) von C. albicans ausgeschleust wird. Es war kein signifikanter Unterschied in der Akkumulation von Calcein AM zwischen MDR-Zellen und Azol-empfindlichen Zellen von C. albicans festzustellen, auch nicht mit Natriumacid, eingesetzt unter der Vorstellung, dass Calcein AM nicht mit dem CDR1-Gen-bezongenen Multidrug-Effluxsystem von C. albicans assoziiert sein könnte. Dagegen wurde ein strukturell verwandtes Präfluorochrom, nämlich Fluorescein-Diacetat (FDA), aus CDR1-mRNA-überexprimierten Hefezellen ausgeschleust. Im Vergleich mit Azol-suszeptiblen Zellen emittierten die resistenten Zellen eine sehr schwache Fluoreszenz, wenn sie mit FDA gefärbt wurden. Außerdem erhöhte Natriumacid die Fluoreszenz resistenter Zellen um mehr als das 20fache, während die Fluoreszenz in den Azol-suszeptiblen Zellen mit FDA und Natriumacid drei bis viermal so stark war. Diese Ergebnisse belegen, dass FDA durch CDR1-bedingte Multidrug-Effluxtransporter von C. albicans ausgeschleust werden dürfte.