Electronmicroscopic Studies of Peritoneal Lavages after Intraperitoneal Application of Candida albicans to Non-Immunized and Immunized Hosts*

Summary: The host-parasite relationship in peritoneal lavages of non-immunized and immunized mice and rabbits after intraperitoneal Candida albicans infection was studied electronmicroscopically. Significantly more activated host defense cells as well as more phagocytosis were observed in immunized animals. By means of ferritin-labeled antiglobulin, antigen-antibody complexes covering the yeast cell wall surface in vivo and in vitro could be seen. Humoral antibodies were determined by haemagglutination tests as well as by the indirect immunoferritin test in the sera of both immunized and non-immunized animals. Zusammenfassung: Es wurden die Wirt-Erreger-Beziehungen in Peritoneallavagen nicht-immunisierter und immunisierter Mäuse und Kaninchen nach intraperitonealer Candida-albicans-Infektion untersucht. In den immunisierten Tieren wurden sowohl deutlich mehr aktivierte Wirtsabwehrzellen als auch eine erhöhte Phagocytose beobachtet. Mit Hilfe von ferritinmarkierte Antiglobulin konnten in vivo und in vitro an der Pilzzelloberfläche gebundene Antigen-Antikörper-Komplexe nachgewiesen werden. Die humoralen Antikörper wurden bei beiden Versuchstieren im passiven Hämagglutinationstest und im indirekten Immunfluoreszenztest erfaßt.     

Diagnostische Bedeutung des Candida albicans abtotenden Faktors*

Zusammenfassung: In der vorliegenden Arbeit wird die Methodik des Nachweises des Candida albicans abtötenden Faktors und dessen Bewertung beschrieben. Die Untersuchung wurde an Seren von Patienten, die durch eine invasive Kandidose gefährdet sind und von gesunden Menschen durchgeführt. Der candidocide Faktor wurde bei gesunden Menschen, aber auch bei Asthmatikern, die mit Kortikosteroiden behandelt wurden, weiter bei Kranken mit Niereninsuffizienz und bei Leukämikera festgestellt Zur wesentlichen Reduktion dieses Faktors kam es bei Kranken mit Tumoren, Leberzirrhose und besonders bei Diabetikern. Diese Patienten sind deshalb gegen die invasive Form der Kandidose anfällig, denn Candida-Zellen können sich in ihrem Blut ungestört vermehren. Bei den untersuchten Kranken wurden auch komplementfixierende und präzipitierende Anti-körper vorgefunden, die nut dem erhöhten Vorkonunen von Candida im Infektionsmaterial korrelierten. Diese immunologische Reaktion spricht auch für die parasitische Wirkung der Candida-Pilze. Summary: Proof and evaluation of the candidacidal factor ist described in the sera of patients compromised of invasive candidiasis as well as in the sera of healthy persons. The candidacidal factor was found in the sera of healthy persons, of patients treated with corticosteroids, of patients with leukaemia and kidney insufficiency. The factor was substantially reduced in the sera of patients with cancer, cirrhosis and especially with diabetes mellitus. These patients are therefore sensitive to invasive candidiasis as the Candida cells can multiply uninhibited in the serum. Complement fixing antibodies as well as precipitins were found in the investigated patients. The antibodies were in correlation with the high Candida colonisation of these persons. This immunological reaction agrees with the parasitic effect of Candida in these cases.     

Oral Yeast Flora and Antibodies to Candida albicans in Homosexual Men: Orale Hefeflora und Antikörper gegen Candida albicans bei homosexuellen Männern

Summary: The oral yeast flora and circulating IgG and IgA antibodies to Candida albicans were investigated in 76 Danish homosexual men C.albicans was isolated from 45 (65%) of 69 subjects by enrichment broth culture, but primary plate cultures were positive in 11 (16%). The frequency of yeast recovery on primary plates increased with decreasing T-lymphocyte helper-to-suppressor ratio (ratio ≤1.0: 33%; 1.1–1.4: 19%; and >1.4: 8%), whereas the frequency of positive enrichment broth cultures did not change (range 64–67%). Demographic or lifestyle parameters did not correlate significantly with oral yeast colonization as did neither IgG nor IgA antibodies to C. albicans. High levels of IgA antibodies to C. albicans were found to be associated with a Th/Ts ratio >1.0 whereas IgG candida antibody levels correlated inversely with the number of sexual partners in the past year. Zusammenfassung: Bei 76 dänischen homosexuellen Männern wurden die orale Hefeflora und IgG- und IgA-Antikörper gegen Candida albicans untersucht. Von 69 Personen konnte C. albicans 45mal (65%) in einem flüssigen Anreicherungsmedium aber nur 11mal (16%) durch primäre Plattenkulturen isoliert werden. Die Häufigkeit des Nachweises auf primären Plattenkulturen steigerte sich mit abnehmender Ratio zwischen Helfer-T-Zellen und Suppressor-T-Zellen (Ratio ≤ 1,0: 33%, 1,1–1,4: 19% und >1,4: 8%). Dagegen war keine Änderung bei den positiven Anreicherungskulturen festzustellen (64 bis 67%). Es zeigten sich keine Korrelationen zwischen der oralen Hefebesiedlung einerseits und demographischen Parametern, der Lebensweise oder der Höhe der IgG- oder IgA-Antikörper gegen C. albicans andererseits. Hohe IgA-Titer gegen C. albicans traten vor allem auf, wenn die Th/Ts-Ratio >1,0 war, während die IgG-AntikörperKonzentrationen zur Anzahl der sexuellen Partner des letzten Jahres vor der Untersuchung umgekehrt proportional waren.     

Der Einfluß von Nährmedium und Sauerstoff-Partial-druck auf Wachstum, Morphologic und Cvtologie von Candida albicans in vitro/The Effect of Medium and Oxygen Tension on Growth, Morphology and Cytology of Candida Albicans in Vitro

Zusammenfassung: Die morphogenetische Umwandlung von Blastosporen in Pseudomyzel bei Candida albicans in vitro wird durch bestimmte Komponenten des Nährmediums ausgelöst, die z. B. in fótalem Kälberserum in ausreichender Menge vorhanden sind. Diese Substanzen beeinflussen vermutlich aufgrund ihrer emulgierenden Eigenschaften bei Lipiden die Membranper-meabilität der Hefezellen in ähnlicher Weise wie Tween 80, das die Filamentbildung bei Candida albicans fördert. Die veränderte Permeabilität der Zellmembran könnte einen gesteigerten Influx und Efflux von Nährstoffen bzw. Produkten des Zellstoffwechsels verursachen. Durch Reduzierung des Sauerstoff-Partialdrucks in der Kultur wird dieser Prozeß gefördert. Beide Milieufaktoren sind möglicherweise für die Pseudomyzelbildung in vivo verantwortlich. Unabhängig von der Substratzusanunensetzung ermöglicht eine ausreichende Versorgung der Zellen mit Sauerstoff die lichtmikroskopische Differenzierung des Zellinhalts. Mögliche Ursachen für die morphologischen und cytologischen Veränderungen werden diskutiert. Summary: In Candida albicans the morphogenetic conversion from blastospores to pseudohyphae in vitro is caused by certain components of the medium which, for instance, are present in a sufficient quantity in fetal calf serum. These substances are presumed to influence membrane permeability of yeast cells caused by their emulsifying effect on lipids like tween 80 which also favours filamentation in Candida albicans. The altered membrane permeability may result in an increased influx and efflux of nutrients and metabolites, respectively. The formation of pseudohyphae is promoted by reduction of oxygen tension in the cultures. The suggestion is made that these specific stimulants are responsible for the formation of pseudomycelia in vivo. Independent of substrate composition a sufficient oxygen tension in the growth medium allows light microscopic differentiation of internal cell components. Possible reasons for the morphological and cytological alterations are discussed.     

Epidemiologische Untersuchungen zum Vorkommen von Hefepilzen bei Kindern und deren Müttern*

Die vorliegenden Untersuchungen befassen sich mit der Ermittlung von stammspezifi-sdien Eigenschaften bei Hefepilzen — insbesondere bei Candida albicans — zur Aufkla-rung von Infektketten, wie sie z. B. zwischen Mutter und Kind bestehen können. Nadi den bisherigen Erfahrungen eignen sich zur Unterscheidung verschiedener Candida albi-cans-Stämme die stammspezifische Aktivität einer Lipase sowie einer Proteinase gegen-über Human-Serum-Albumin, ferner das Antibiogramm gegenüber Nystatin und Pimaricin und in Einzelfällen morphologische Besonderheiten der zu vergleidienden Hefestämme. Es wurden die Candida albicans-Stämme von 94 Mutter-Kind-Paaren diesem Difieren-zierungsverfahren unterzogen. Die sub partu erworbenen Stämme der Neugeborenen stimmten in alien Fällen mit denen ihrer Mutter überein. Von den älteren Säuglingen und Kleinkindern wiesen 95 % die gleichen Candida albicans-Stämme wie ihre Mütter auf. Mit diesen Untersuchungen gelang es erstmalig, einige reproduzierbare stammspezifische Merkmale der Spezies Candida albicans für epidemiologische Aussagen bei der Ermittlung von Infektketten zwischen Mutter und Kind nutzbar zu machen.     

Komparative klinisch-serologische Untersuchungen humoraler Candida-Antikörper mit der indirekten Immunfluoreszenz und der Mikroimmundiffusion*/Comparative Clinical-Serological Examinations of Humoral Antibodies against Candida albicans with the Indirect Immunofluorescence and the Double Immunodiffusion

Zusammenfassung: Bei 723 Seren von 62 Gesunden und 514 Patienten eines dermatologischen Krankengutes wurde die Präsenz humoraler Candida-Antikörper mit der indirekten Candida-Immunfluoreszenz (C-IF) und der radialen Doppeldiffusionstechnik nach Ouchterlony in der Mikromodifikation auf Objektträgern (DD) untersucht. Unter Zugrundelegung eines Grenztiters der C-IF von 1: 256 korrelieren die Befunde beider Methoden in 84, 2%. Bei Seren, die mit der C-IF Titer von 1: 256, 1: 512 und 1: 1024 aufweisen, erfolgt der Übergang von negativen zu positiven DD-Befunden. Demzufolge besteht in diesen drei Verdünnungsstufen die größte Diskrepanz zwischen den Ergebnissen beider Methoden. Negative Seren mit IF-Titern im Normalbereich von 1: 16 bis 1: 128 und positive Seren von 1: 2048 bis 1: 32768 korrelieren in 97,3% mit den Befunden der DD. Die DD beweist in unseren Untersuchungen eine hohe Spezifität, jedoch ist diese mit einer geringeren Sensitivität im unteren Grenzbereich pathologischer IF-Titer (1:512, 1:1024) gekoppelt, so daß Candidamykosen mit schwacher Antikörper-Produktion in 7,9% bis 17,4% ausgewählter Patientenkollektive nicht erfaßt wurden. Der Vorteil der C-IF liegt in der höheren Empfindlichkeit und der Möglichkeit zur Kontrolle der Titerdynamik im Krankheitsverlauf. Beide Methoden ergänzen sich sinnvoll und sollten zum Standardprogramm der serologischen Candida-Diagnostik gehören. Summary: 723 sera from 62 healthy persons and from 514 dermatological patients were examined for the presence of humoral antibodies against Candida albicans using the indirect Candida immunofluorescence test (C-IF) and the radial double diffusion technique after Ouchterlony in its micromodification on slides (DD). On the basics of a C-IF titer of 1: 256 as upper limit of the normal, the findings of both the methods correlate in 84.2%. In sera with C-IF titres of 1:256, 1: 512, and 1: 1024, the transition from negative to positive DD-findings takes place. Consequently, the greatest discrepancies between results of the two methods are found in these three steps of dilution. Sera having IF-titres within the normal range of 1: 16 up to 1: 128 and positive sera of 1: 2048 up to 1: 32768 correlate in 97.3% with the findings of the DD. In our examinations the DD proved to be highly specific in combination with a reduced sensitivity in the lower ranges of pathological IF-titres, thus causing false negative results in candidoses with limited antibody production. This was shown in 7.9% up to 17.4% of selected collectives of patients. The advantage of the C-IF is given by its higher sensitivity and by its applicability in controling titre dynamics during the course of the disease. The two methods are complementary in their diagnostic use and, therefore, should both belong to the serological standard programme in the diagnosis of candidoses.     

Entzündungsreaktion auf orale Candida-Exposition bei euthymischen und genetisch athymischen (nude) Mäusen: Inflammatory Reactions Due to Oral Candida-Exposure in Euthymic and Athymic (nude) Mice

Zusammenfassung: Entzündliche Infiltrate sind für die Abwehr von Pilzinfektionen der Haut und Schleimhäute wichtig. Um einen Hinweis auf die Bedeutung des T-Zell-systems, der humoralen Immunität und der unspezifischen Abwehr durch polymorphkernige Granulozyten bei oraler Candidose zu erhalten, wurden subepitheliale Lympho-zyten, Granulozyten und Immunglobulin-enthaltende Plasmazellen quantitativ bei normalen und genetisch thymuslosen Mäusen (d. h. bei Tieren mit hochgradiger Reduktion von T-Lymphozyten) nach oraler Applikation von Candida-albicans-Kulturen erfafit. Es zeigte sich, daß ein erheblicher Anstieg subepithelialer Lymphozyten- und Granulozytenzahlen mit einem Maximum um den 10. Tag der Pilzexposition zu beobachten war. Danach kam es bei euthymischen Tieren trotz fortgesetzter antigener Stimulation zu einem Absinken der Werte. Die lymphozytäre Infiltration der Lamina propria ist bei nude-Mäusen gegenüber euthymischen Tieren deutlich reduziert. Dies läßt auf ein Überwiegen von T-Lymphozyten im Entzündungsinfiltrat bei normalen euthymischen Tieren schließen. Das unterschiedliche Verhalten von subepithelialen und interepithelialen Lymphozyten, die weder bei athymischen Tieren vermindert noch bei Antigenexposition vermehrt sind, spricht gegen eine direkte funktionelle Beziehung oder Verwandtschaft der beiden Lymphozytenpopulationen. Die granulozytäe Infiltration ist nach läger dauernder Pilzapplikation bei athymischen Tieren wesentlich stäker ausgeprät als bei euthymischen Tieren. Dies wird als Kom-pensationsmechanismus bei Ausfall des T-Zellsystems angesehen. Die Zahl immunglobulinhaltiger Plasmazellen, die mit Hilfe der indirekten Immunperoxidasemethode dargestellt wurden, war bei alien Tiergruppen verschwindend gering. Die Ergebnisse sprechen dafü daß neben epithelialen Veränderungen, die vor allem in einer ver-mehrten Epithelregeneration bestehen, den polymorphkernigen Granulozyten und dem thymusabhängigen T-Zellsystem eine entscheidende Bedeutung für die Abwehr akuter Pilzinfektionen der Mundschleimhaut zukommt, während das humorale Immun-system von untergeordneter Bedeutung ist. Diese Annahme steht in Einklang mit klinischen Beobachtungen. Summary: Inflammatory infiltrates are important for the defense of the epidermis and the mucous membranes against mycotic infections. To asses the role of the T-cell system, the humoral immunity, and the unspecific defense of polymorphonuclear granulocytes, an experimental study was undertaken. The number of subepithelial lymphocytes, immunoglobulin-containing plasma cells and granulocytes following oral candida albicans exposure was determined in normal and athymic nude-mice (i. e. mice with an extreme reduction of mature T-cells). There was a considerable increase of subepithelial lymphocytes and granulocytes with a maximum at the loth day of exposure. Thereafter their number decreases in euthymic mice, despite of continued antigenic stimulation. The lymphocytic infiltration of the lamina propria is markedly reduced in athymic nude mice compared with euthymic animals. I t is concluded that in euthymic mice T-lymphocytes predominate in the inflammatory infiltrates. In contrast interepithelial lymphocytes are neither decreased in athymic animals nor increased following antigenic exposure. Therefore a direct functional or genetic relation of the subepithelial and interepithelial lymphocyte population is improbable. The granulocytic infiltration is much stronger in athymic than in euthymic mice. This is considered to be a compensatory mechanism due to the deficiency of the T-cell system. Subepithelial immunoglobulin-containing plasma cells, which were visualized by the indirect immunoperoxidase technique, were scarce in all animals, they never occured inside the epithelium. It is concluded that besides epithelial changes (increased epithelial regeneration and hyperkeratosis) granulocytes and T-lymphocytes are of special importance for the defense of acute oral mycotic infections, while the humoral immune system seems to be of minor importance. This conception is in accord with clinical observations.     

Cellular Response to Candida albicans after Intraperitoneal Injection to Non-immunized and Immunized Mice and Rabbits*

Summary: Non immunized mice as well as mice previously immunized intraperitoneally with an ethanol-killed crude Candida albicans antigen were infected intraperitoneally with 10⁸ Candida albicans cells. The yeast cell content and the host cell reaction were examined in peritoneal lavages of the mice 0.5 to 48 hours post infectionem. Candida blastospores could be identified 0.5 hours post infectionem in peritoneal smears of all animals, but the blastospores decreased more rapidly in number in the smears taken from immunized mice. Pseudohyphae were common in non-immunized animals, but were only very rarely found in immunized animals. Lymphocytes, eosinophilic granulocytes and macrophages were found to be increased in the peritoneal smears of immunized animals, whereas neutrophilic granulocytes were reduced. Candida cells could be recultivated from all lavage specimens taken from non-immunized animals but only from some specimens taken from immunized animals. Experiments of the same type with non-immunized and immunized rabbits gave similar results. Zusammenfassung: Nicht-immunisierte und mit einer alkohol-inaktivierten Candida-albicans-Vakzine immunisierte Mäuse wurden intraperitoneal mit 10⁸ Candida-albicans-Zellen pro Maus infiziert. Die Sproßpilzdichte und die Wirtszellreaktion in Peritoneallavagen wurde während des Zeitraums von 0,5 bis 48 h post infectionem untersucht. 0,5 h post infectionem konnten Blastosporen in den Peritonealausstrichen beider Versuchstiergruppen beobachtet werden; im Laufe der Beobachtungszeit nahm jedoch die Blastosporenkonzentration bei den immunisierten Tieren schneller ab. Pseudohyphen waren in nicht-immunisierten Tieren häufig, konnten in immunisierten Tieren jedoch nur selten gefunden werden. Bei den immunisierten Tieren traten Lymphocyten, eosinophile Granulozyten und Makrophagen in den Peritonealausstrichen vermehrt, neutrophile Granulozyten dagegen in geringerer Zahl auf. Aus sämtlichen Peritoneallavagen nicht-immunisierter Tiere konnte Candida albicans rückisoliert werden, bei den immunisierten Tieren nur aus einem Teil der Lavagen. Gleichartige Experimente an nicht-immunisierten und immunisierten Kaninchen führten zu ähnlichen Resultaten.     

Korrelationen zwischen Candida-albicans-Kulturbefunden des Digestionstraktes und den Antikörpertitern der indirekten Candida-Immunfluoreszenz: Correlations Between Candida albicans Cultural Findings of the Digestive Tract and the Titres of Antibodies of the Indirect Candida-Immunofluorescence

Zusammenfassung: 1005 semiquantitative Kulturbefunde von Candida albicans der Standorte sputum und Stuhl wurden den immunflnoreszenzserolologisch ermittelten Candida-albicans- Antiköpertitern von 554 pitienten mit verschiedenen Dematosen and 41 gesunden Kontroll- personen ditferenziert gegenübergestellt Es zeigt sich, daß bei fehlender Hautcandidose die humorale Immunreaktion auf Candida albicans in hobem Grad durch die orointestinale Candida- Besiedlung induziert wird. Patienten ohne Candidose und mit negativer Sputumkultur weisen die niedrigste Inzidenz positive IF-Befunde auf (6%). Beim Nachweis vieler Kolonien C. a. in der Sputumkultur einer unausgewählten Probandengruppe steigt die Summenhäufigkeit positiver Candidaserologien auf 63,5%. Dabei wächst die Summe positiver Immunflnoreszenztiter mit zunehmender Keimdichte von Candida albicans in den angelegten Kulturen. Die Antikörpertiter bei Besiedlung und bei manifester Infektion unterscheiden sich qnantitativ. Beim Vorliegen einer Infektion (in unserem Material durch Titer von 1:512 bls 1:32768 repräsentiert) ist der Titeranstieg am höchsten. Immunfluoreszenztiter im Grenzbereich der indirek- ten Candida-Immunfluoreszenz (1:256, 1:512, 1:1024) können auch eine vermehrte Candida- Besiedlung reflektieren. Sie erklären somit positive serologische Befunde ohne klinisches Korrelat. Summary: Immnnofluorescence antibody titers against Candida albicans were measured in sera fiom 554 patients suffering from various dermatoses and from 41 healthy control persons. The titers were compared in detail to 1005 semiquantitative cultural isolations of the fungus from its sputum and stool habitat. It was found that the cell count of C. albicans in culture correlated significantly with positive immnnofluorescence findings. In cases without skin candidosis the serological reaction to C. albicans is induced, to a high degree, by the oro-intestinal colonization with C. albicans. The antibody titers in case of colonization on one hand and of manifest infection on the other differ quantitatively. Highest titers were found during an infection (characterized in our material by titers between 1:512 and 1:32768). Immnnofluorescence titers in intermediatery or lower ranges of positive candida immunofluorescence (1:256, 1:512, 1:1024) may also reflect an augmented candida colonization and, thus, explain serological findings without any clinicai correlate.     

Antigen- und Antikörpernachweis in Seren bei menschlicher und experimenteller Kandidose mittels Immuno-diffusion und Überwanderungselektrophorese

Summary: Because of the difficulty in diagnosis of invasive candidiasis, an essay that makes use of inmunodiffusion (ID) and countedmmunoelectrophoresis (CIE) was developed to detect candida antigen in human as well as in rabbit sera. The specific antiserum was gained by immunisation of rabbits with the whole candida antigen and with the mannanprotein isolated from the cell wall of candida cell. Rabbit antiserum was tested by CIE and ID against sera from 15 cancer patients, 15 patients with respiratory disease treated for long time with corticosteroids and 15 healthy persons. Candida antigen was detected in sera from 33% of cancer patients and in 13% of asthmatics. Healthy individuals were antigen negative. Candida antibodies against the whole Candida antigen and mannanprotein were found in smaller quantities. Candida antigenemia was detected by the same methods in all rabbits given infecting doses of 10^8-4 organisms/ml on the first, second and third days after the infection. The antibodies were demonstrable later and there after the antigen was no longer detectable. This sensitive and specitIc technique detects Candida antigens in the serum of infected rabbits before a widespread organ involvement occurs and should prove extremly valuable in an diagnosis of invasive candidiasis. Zusammenfassung: Die Autoren beschreiben die Möglichkeit, ein Polysaccharid-Candida-Antigen mittels ID und CIE in menschlichen und Kaninchenseren nachzuweisen. Das benötigte Antiserum wurde durch die Immunisierung von Kaninchen mit lebender Kultur von Candida albicans und Mannanproteinfraktion hergestellt. Das Candida-Antigen wurde mittels ID bei 33% der Krebskranken und bei 13% der Kranken mit Respirationserkrankungen, die langfristig mit Kortikosteroiden behandelt worden waren angetroffen. Candida-Antikörper gegen Candida albicans und der Mannanproteinfraktion wurden in niedrigerer Menge bei den Krebskranken vorgefunden. Gesunde Kontrollen waren hinsichtlich des Candida-Antigens und der Antikörper negativ. Candidaantigenämie wurde auch bei allen infizierten Kaninchen 100% den 1., 2. und 3. Tag nach der zweiten Infektionsdosis festgestellt. Die Antikörper waren viel später nachweisbar. Die beschriebene Technik kann das Antigen gleich am Anfang der Dissemination in den Blutstrom nachweisen, wo noch keine Organveränderungen vorliegen und wann eine erfolg-reiche Therapie eingesetzt werden kann. Candida-Antigen     

Veränderungen der Ultrastruktur von Candida albicans unter der Einwirkung von Polyenantibiotika: Ultrastructural Changes in Candida Albicans caused by Polyene Antibiotics

Zusammenfassung: Mittels elektronenmikroskopischer Methode ultradünner Schnitte wurden 24 Stunden alte Kulturen von Candida albicans erforscht, die mit therapeutischen und zehnfach therapeutischen Dosen von Nystatin, Levorin (4000 ED/L und 40000 ED/L) und Amphoglukamin (2000 ED/L und 20000 ED/L) inkubiert waren. Ermittelt wurde eine Vergrößerung der zentralen Vakuole, die Einverleibung von Zytoplasma und Zellorganoiden - Adaptionsetappe. Bei vierundzwanzigstündiger Inkubation mit therapeutischer Konzentration der Präparate, sowie bei Wirkung fungizider Konzentration, sind außer den angeführten Erscheinungen eine Fragmentierung der zytoplasmatischen Membran und Plasmolyse, bei einem Teil der Zellen, Vakuolisation und Nekrose des Zytoplasmas zu beobachten, welch letztere schon nach 3 Stunden sichtbar sind und bei 6 und 24 Stunden Inkubationszeit zunehmen (Destruktionsetappe). Der Einschluß von Fragmenten von Zytoplasma, Lomasomen und anderer Zellorganoiden in die zentrale Vakuole, die Verdichtung und Vakuolisierung des Zytoplasmas führt zur Verstärkung der autolytischen Prozesse und zur Zerstörung der Pilzzelle. Der Grad der destruktiven Veränderungen steht in Abhängigkeit zur Konzentration des Präparats und zur Inkubationsdauer und ist etwas höher bei der Wirkung von Amphoglukamin. Summary: 24 hours old cultures of Candida albicans were exposed to therapeutical and tenfold therapeutical concentrations of nystatin and levorin (4000 IU/L and 40 000 IU/L) and of amphoglucamin (2000 and 20 000 IU/L) and afterwards were studied in ultra thin sections with the transmission electron microscope. Early changes were an enlargement of the central vacuole with incorporation of cytoplasma and cell organells: this is the adaptation phase. After 24 hours of incubation with therapeutical concentrations or under the influence of fungicidal concentrations fragmentation of the cytoplasmic membrane and plasmolysis can be seen in addition to the early changes. In some of the cells, vacuolisation and necrosis of the cytoplasma can be observed. The latter changes appear already after 3 hours' incubation and increase after 6 or 24 hours of incubation. This is the destruction phase. The incorporation of cytoplasmic fragments, of lomasomes and of other cell organells into the central vacuole as well as condensation and vacuolisation of the cytoplasm accelerate the autolytic processes and the destruction of the fungal cell. The degree of cell destruction is correlated to the concentration of the antibiotic and to the incubation time, and it is slightly more intense when amphoglucamin is applied.     

Enhanced Susceptibility of Burned Mice to Experimental Infection with Candida albicans*

Summary: The susceptibility of mice with nonlethal burns of 30% body surface area to experimental infection with Candida albicans was investigated. Random bred (CF1) and inbred (C₃H/HeN) mice with burn injuries along with unburned controls were injected 2 h post-burn i. v. with graded doses of Candida albicans. At varying intervals, 5 mice from each group were sacrificed and the number of viable organisms in homogenized kidneys and liver was determined by plate count. Significantly higher numbers of organisms were recovered at 3 and 5 days post-infection from the kidneys and liver of both strains of burned mice than that of controls. However, enhanced susceptibility of burned animals could only be demonstrated in C₃H/HeN but not in CF1 mice when the animals were challenged i. v. with lethal doses of Candida albicans and resistance was measured by 30-day survival. In an attempt to elucidate the mechanism for this enhanced susceptibility of burned mice, the phagocytic activity of their peritoneal macrophages was investigated. However, no significant impairment of macrophage function was observed after burn injury. This experimental model with inbred mice represents a reproducible means of studying the mechanisms of enhanced susceptibility of burned animals to Candida infections. Zusammenfassung: Es wurde die Empfänglichkeit von Mäusen mit nicht-letalen Verbrennungen an 30% der Körperoberfläche für experimentelle Candida-albicans-Infektionen untersucht. Mäuse eines Nicht-Inzucht-Stammes (CF1) und eines Inzucht-Stammes (C₃H/HeN), denen Brandwunden gesetzt worden waren, wurden zwei Stunden nach dem Setzen der Brandwunden mit abgestuften Dosen von Candida albicans i. v. infiziert. Als Kontrollen dienten Tiere beider Stämme ohne Verbrennungen. Nach unterschiedlichen Infektionszeiten wurden fünf Mäuse jeder Gruppe getötet und die Lebendkeimzahl in Nieren- und Leberhomogenaten durch kulturelle Anzüchtung bestimmt. Signifikant höhere Keimzahlen wurden 3 und 5 Tage post infektionem in den Organen von Tieren beider Stämme mit Verbrennungen gefunden, verglichen mit den Ergebnissen in Kontrolltieren. Eine erhöhte Empfänglichkeit von Tieren mit Verbrennungen konnte jedoch nur im Inzucht-Stamm C₃H/HeN, nicht jedoch bei den CF1-Mäusen nachgewiesen werden, wenn die Tiere i. v. mit letalen Candida-albicans-Dosen infiziert und die Infekt-resistenz als 30-Tage-Überlebensrate bestimmt wurde. Es wurde weiterhin versucht, den Mechanismus der erhöhten Empfänglichkeit der Mäuse mit Verbrennungen über die Bestimmung der Phagozytose-Aktivität der Peritoneal-Makrophagen zu erfassen; es konnte jedoch nach dem Setzen der Verbrennungen keine signifikante Hemmung der Makrophagenfunktion beobachtet werden. Inzucht-Mäuse mit derart definierten Verbrennungen stellen ein reproduzierbares Experimentalmodell dar, um den Mechanismus der erhöhten Empfänglichkeit von Tieren mit Verbrennungen für Candida-Infektionen zu untersuchen.     

Electronmicroscopic Studies of Candida albicans Infected Kidneys in Non-Immunized and Immunized Hosts*

Summary: Non-immunized and immunized mice and rabbits were challenged intravenously with Candida albicans. The kidneys were examined electronmicroscopically for the host-fungus relationship. Severe necroses and heavy fungal invasion were observed in the kidneys of the non-immunized animals. Mainly neutrophils were present. In the immunized animals the rare fungus cells were mostly pleomorphic and surrounded by activated inflammatory cells. Extracellular lysosomal material of these cells was deposited on the yeast cell wall surface. The ultrastructure of the cell wall as well as of the cytoplasmic organelles of the fungi were significantly more damaged in the immunized animals compared with the non-immunized ones. Zusammenfassung: Nicht-immunisierte und gegen Candida albicans immunisierte Mäuse und Kanlnchen wurden mit C. albicans intravenös infiziert und die Nieren elektronenmikroskopisch auf die Erreger-Wirt-Beziehungen untersucht. Bei den nicht-immunisierten Tieren zeigen die pilzreichen Infektionsherde schwere Nekrosen des infizierten Gewebes und eine vorwiegend neutrophil-granulocytäre Infiltration. In den immunisierten Tieren sind die wenigen Pilzzellen meist pleomorph und von aktivierten Zellen der Wirtsabwehr dicht umgeben. Lysosomales Material wird aus den Zellen der Wirtsabwehr in den extrazellulären Raum ausgeschleust und auf der Pilzzellwandoberfläche deponiert. Die Ultrastruktur sowohl der Zellwände als auch der cytoplasmatischen Zellorganellen der Pilze wird in den immunisierten Tieren wesentlich schwerer geschädigt als in den nicht-immunisierten Tieren.     

Konzentrations-Zeit-Beziehungen bei der Wirkung von Nystatin auf die Vermehrung von Candida albicans/Concentration-Time-Relations in the Growth Inhibitory Effect of Nystatin to Candida albicans

Zusammenfassung: Bei verschiedenen Nystatin-Konzentrationen wird untersucht, welchen Einfluß die Kontaktzeit zwischen Antimykotikum und Candida-Zellen auf das Ausmaß der Wachstumshemmung hat. Dazu wird eine 2-Phasen-Flüssigkultur entwickelt: In der ersten Phase werden die Hefezellen für 1…80 Minuten mit einer Nystatin-Konzentration von 1, 0…5, 0 μg/ml inkubiert, in der 2. Phase erfolgt dann die Messung der Zellvermehrung in anti-mykotikumfreiem Medium. Für die Zellzählung wird eine Blutkörperchenzählkanuner benutzt. Ergebnis: Das Wirkungsmaximum ist bei 1 μg/ml nach rund 40 Min. (? 50% Wachstumshemmung) und bei 5 μg/ml bereits nach rand 10 Min. (vollständige Hemmung) erreicht. Die übertragung dieser in-vitro-Befunde in die Therapie würde bedeuten, daß kurzzeitig hohe Nystatin-Konzentrationen wirksamer sind als mittlere Substanzkonzentrationen mit langer Einwirkungsdauer, bzw. daß der antimykotische Effekt einer mittleren Konzentration nicht durch eine Verlängerung der Einwirkungszeit gesteigert werden kann. Summary: The influence of the contact time on the inhibitory effect of nystatin on the growth of Candida albicans cells is studied. For this purpose, a two-phase liquid culture system was developed: During the first phase, Candida cells are exposed to nystatin concentrations of 1, 0 to 5, 0 μg/ml over a period of 1 to 80 min. In the second phase the proliferation of Candida cells is measured in a medium free of antifungals. The cells are counted in a counting chamber. Results: maximum effect was registered at a concentration of 1 μg/ml after about 40 min. (? 50% growth inhibition) and at 5 μg/ml after about 10 min. (complete inhibition). If these in vitro observations may be translated into therapeutical recommendations they would indicate that brief contact times of high concentrations of nystatin are more effective than medium concentrations with longer times of exposure, or, in other words, that the antifungal activity of medium concentrations cannot be enhanced by prolongation of the contact time.     

Gefahr sekundärer Mykosen bei gefährdeten Personen:* Danger of Secondary Mycoses in Compromised Patients

Zusammenfassung: Eine Analyse des Vorkommens der opportunistisch-pathogenen Pilze in verschiedenem Untersuchungs-Material von Tumorkranken, Diabetikern, Leukämikern, von Patienten nach Nierentransplantation und nach Kortikosteroidtherapie wurde durchgeführt. In alien Fällen kam es während der schwächenden Grundkrankheit und während der die Abwehrmechanismen hemmenden Therapie zu einem erheblichen Anstieg im Vor-kommen verschiedener Pilzarten, an erster Stelle der Sproßpilze. Die parasitische Wirkung dieser Pilze wurde durch hohes Niveau der antifungalen komplementfixierenden und präzipitierenden Antikörper und durch den Nachweis von Früh- und Spätallergie-Reaktionen bestatigt. Die Ergebnisse bei den gefährdeten Patienten wurden mit entsprechenden Unter-suchungen bei gesunden und an Candidose erkrankten Menschen verglichen. Summary: An analysis of the occurrence of opportunistic fungi was carried out in different infectious material with persons suffering from cancer, diabetes mellitus, leucemia, further in patients with renal transplants and corticosteroid therapy. In all cases a significant increase of different fungi species, especially of yeasts, appeared during a debilitating disease as well as during therapy suppressing the defense system. The parasitic effect of these fungi was confirmed by a high level of the fungal antibodies as well as the fungal allergy. The results from the compromised patients were compared with investigations of healthy persons and persons suffering from candidiasis.     

Welche Funktionen haben sechs verschiedene Gene für sekretorische Proteinasen von Candida albicans?

Zusammenfassung. Sekretorische Aspartat-Proteinasen (Sap) gehören zu den Faktoren von Candida albicans, die es dem humanpathogenen Pilz ermöglichen, bei einer Immunschwäche des Wirtes Infektionen auszulösen. Sap-Isoenzyme werden durch mindestens neun verschiedene Gene (SAP1-9) kodiert, deren Expression in vitro streng reguliert wird. RT-PCR-Analysen von experimentellen Infektionen und Patienten-Proben bestätigen die Expression von SAP-Genen in vivo. Während jedoch unter Kulturbedingungen Sap2 als Isoenzym dominiert, werden bei Infektionen auch andere SAP-Gene exprimiert. Um zu untersuchen, ob einzelne SAP-Isoenzyme eine maßgebliche Funktion bei der Pathogenese von Candidosen haben, wurden Mutanten hergestellt, bei denen die Gene SAP1, SAP2, SAP3 und SAP4-6 zerstört wurden. Obwohl nur bei SAP2 und SAP4-6 Mutanten die proteolytische Aktivität in vitro nahezu vollständig reduziert werden konnte, zeigten alle SAP-Mutanten eine deutlich reduzierte Virulenz bei experimentellen systemischen Candidosen. SAP2-, SAP3- und SAP4-6-Mutanten zeigten sich darüber hinaus deutlich anfälliger gegenüber neutrophilen Leukozyten als der Wildtyp Stamm SC5314. Diese Untersuchungen zeigen, daß verschiedene Proteinase-Isoenzyme an der Pathogenese von Candidosen beteiligt sein müssen. Summary. Secreted Aspartat Proteinases (Sap) are among those factors of the human pathogen Candida albicans, which promote infections in the immunocompromised host. Sap isoenzymes are encoded by at least nine different genes (SAP1-9), which are differentially regulated in vitro. RT-PCR analysis during experimental infections and from patient samples confirmed the expression of SAP genes in vivo. However, while Sap2 is the dominant isoenzyme under culture conditions, other SAP genes are also expressed during infections. In order to investigate the role of single isoenzymes during the pathogenesis of candidosis, mutants were produced which habour deletions in SAP1, SAP2, SAP3 and SAP4-6. Although only SAP2 and SAP4-6 mutants showed a strong reduction of proteolytic activity in vitro, all SAP mutants were significantly attenuated in systemic infections. In addition, SAP2, SAP3 and SAP4-6 mutants were clearly more sensitive to neutrophilic leucozytes compared to the wild type SC5314. These investigations show that several proteinase isoenzymes are likely to be involved in the pathogenesis of candidosis.     

The Effect of Antimycetics in Vitro on the Growth of Candida albicans and its Developmental Forms Die Wirkung der Antimykotika in vitro auf das Wachstum von Candida albicans und auf die Morphogenese ihrer Entwicklungsformen

Summary: The inpeding effect of three antifungal substances - Clotrimazole, Nystatin and Pimaricin - on the growth of Candida albicans and the morphogenesis of its developmental forms has been studied in vitro. The antimycetics were employed in indentical concentrations, Pimaricin exerting the strongest impediment, followed by Nystatin, and this by Clotrimazole. The formation of chlamydospores and pseudomycelium on rice agar is impeded in the presence of the antifungal substances in question. Swelling and vacuolation present themselves in the various developmental forms, and these changes depend on the concentration of the antimycetics. With reference to data in the literature, the impediment of growth is considered by us to be the primary effect of the antimycetics. In all probability, it enforces itself through the impediment of the synthesis of RNA and protein, whereas swelling and vacuolation are probably secondary processes, which are the result of the autolysis taking place in the cells. Zusammenfassung: Wir haben die inhibierende Wirkung von drei antimykotischen Präparaten - Clotrimazol, Nystatin und Pimaricin - auf das Wachstum von Candida albicans und auf die Morphogenese ihrer Entwicklungsformen in vitro untersucht. Bei gleicher Konzentration hat von den drei Antimykotika Pimaricin die stärkste Hemmwirkung gezeigt, dann folgte Nystatin und schließlich Clotrimazol. Die genannten antimykotischen Mittel hemmen die Bildung von Chlamydosporen und von Pseudomycelium auf Reis-Agar. Bei den verschiedenen Entwicklungsformen treten Schwellung und Vakuolisation auf, deren Ausmaß von der Konzentration der Antibiotika abhängt. Aufgrund von Angaben der einschlägigen Literatur betrachten wir die Wachstumsinhibition als Primärwirkung der Antimykotika, die aller Wahrscheinlichkeit nach infolge der Hemmung der RNS- und der Eiweiß-Synthese zustandekommen, während die Schwellung und die Vakuolisation ein Sekundärprozeß sind, welcher infolge der sich in den Zellen abspielenden Autolyse auftritt.     

Zur Korrelation von Biotyp und Antimykotika-sensibilität bei Candida albicans. On the Correlation of Biotype and Antimicrobial Susceptibility in Candida albicans

Zusammenfassung: 54 rezente Candida albicans-isolate von Haut und angrenzenden Schleimhäuten wurden zunächst auf Grand der von Odds und Abbott 1983 (23) angegebenen Eigenschaften biotypisiert. Anschließend wurde ihre Antimykotikaempfindlichkeit nüt Hilfe von Agardilutions- und Mikrodilutionstest untersucht. Insgesamt fanden sich 42 verschiedene Biotypen, die im häufigsten Falle viermal vertreten waren. Die minimalen Hemmkonzentrationen (MHK) von 5-Fluorcytosin (5FC) schwankten zwischen 0,016 und mehr als 128 mg/l. Die IC₃₀-Werte nach Johnson et al. 1984 (17) reichten von 0,25 bis mehr als 64 mg/l. Bei Ketoconazol lagen die MHK-Werte zwischen 32 und 128 mg/l. Wie angesichts dieser geringen Bandbreite nicht anders zu erwarten, fand sich bei diesem Antimykotikum keine klare Korrelation zwischen Biotyp und minimalen Hemmkonzentrationen. Bei 5FC ließ sich demgegenüber eine derartige Korrelation innerhalb der Biotypengruppen 1 und 3 nachweisen: Innerhalb der Gruppe 1 erwiesen sich die mit den Kodenummern 4 und 5 als besonders resistent. Innerhalb der Gruppe 3 bestand ein entsprechender Zusammenhang mit der Kodenummer 7. Summary: 54 recent clinical mucocutaneous isolates of Candida albicans were differentiated using several different characteristics as described 1983 by Odds and Abbott (23). In addition antimicrobial susceptibility testing was performed using both the agardilution and microdilution method. 42 different biotypes were found, the most frequent one turning up four times. The minimum inhibitory concentrations (MIC) of 5-fluorocytosine (5FC) ranged from 0.016 to more than 128 mg/l. The IC₃₀ values according to Johnson et al. 1984 (17) lay between 0.25 and more than 64 mg/l. With ketoconazole the MICs ranged from 32 to 128 mg/l. As could be exspected from this small range no clear correlation could be demonstrated between biotype and MIC with this antimycotic. With 5FC, however, there was a correlation within the biotype groups 1 and 3: within group 1 the strains carrying the code numbers 4 and 5 were especially resistent to 5FC. Within group 3 this especially was the case with code number 7.     

Antimikrobielle Effekte des in vitro simulierten Ketoconazol-Kantharidinblasenflüssigkeitsspiegel-Profils bei Candida albicans*,**/Antimicrobial Effects of Ketoconazole Concentration Profiles in Cantharidin Blister Fluid,Simulated in Vitro,on Candida albicans

Zusammenfassung: Candida albicans (Isolat Nr. 5125/85) wurde zum einen in Sabouraud-Glukose-Bouillon, zum anderen in einem flüssigen synthetischen Aminosäuremedium gegenüber ständig schwankenden Konzentrationen von Ketoconazol exponiert. Zugrundegelegt wurden die Profile der freien wie die der Gesamtkonzentrationen, die beim Menschen nach einmaliger oraler Gabe von 200 mg in kutaner Kantharidinblasenflüssigkeit gefunden wurden. Parallel zu jedem Versuchsansatz mit Ketoconazol wurde jeweils ein Ansatz ohne Wirkstoff mitgeführt. Bei Verwendung des ersteren, die Hefeform begünstigenden Mediums fand sich nur eine relativ geringe Wachstumshemmung. In dem die Pseudomyzelform begünstigenden synthetischen Medium war demgegenüber — konzentrationsabhängig — ein deutlicher antimikrobieller Effekt zu erkennen (Keimdichtenzunahme in Gegenwart der Gesamtkonzentration auf das 2, lfache, im Kontrollversuch auf das 15, 3fache). Die größere Wirksamkeit von Ketoconazol auf die Pseudomyzelform von Candida albicans wird wiederum bestätigt, zugleich wird die geringere Sicherheitsmarge bei der systemischen Behandlung mit Azolen gegenüber der antimikrobiellen Chemotherapie mit Antibiotika deutlich. Untersuchungen vom vorliegenden Typ — wie sie in der klinischen Bakteriologie schon öfter durchgeführt wurden — könnten auch bei der Untersuchung neuer Antimykotika zunehmend an Bedeutung gewinnen. Summary: Candida albicans was exposed to continously changing concentrations of Ketoconazole in, on the one hand, Sabouraud Dextrose Broth and, on the other hand, a liquid synthetic amino-acid medium. The profiles of the free and total concentrations found in cutaneous cantha-ridin blister-fluid in humans after a single oral dose of 200 mg were used as basic information. For every experiment with ketoconazole, an identical experiment without addition of an antimycotic was carried out Using the first, yeast-promoting medium, only a relatively small growth-inhibition was evident. Using the synthetic amino-acid medium, which promotes the pseudomycelial form, however, a marked, concentration-dependent, antimicrobial effect was observed. (The colonial density of Candida albicans increased 2.1 times in the presence of the total ketoconazole concentrations, compared with 153 times in the control experiment.) The greater effectiveness of ketoconazole against the pseudomycelial form of Candida albicans is again confirmed. At the same time, the smaller safety margin associated with systemic treatment with azoles as compared with anti-microbial therapy with antibiotics, is apparent. Investigations of the present type, which have often been carried out in clinical bacteriology, may also gain significance in the investigation of new antimycotics.     

Die Bedeutung der Phagozyten und des T-Lymphozyten-Systems bei der Abwehr von Candida albicans-Infektionen*(Übersicht)

Zusammenfassung: Die Immunität gegenüber Candida-Infektionen stellt ein komplexes Geschehen dar. Als Ergebnis der unterschiedlichen Schädigungsmöglichkeiten der verschiedenen Abwehrfaktoren kommt es zur Variabilität der klinischen Erscheinungsformen der Candidosen. Zu ausgedehnten und schweren Mykosen kann es kommen bei Mängeln der Barrierefunkrion der Haut, bei verminderterbiologischerAktivitätderSchleinihäute, oder bei spontanenbzw. artefiziellen strukturellen oder funktionellen Schädigungen der Granulozyten und Lymphozyten. Summary: Immunity to Candida infections is based on a number of complex mechanisms. The diversity of clinical features of candidoses is determined by a variety of modes of impairment of the defense factors. Extended and severe mycoses may develop if the barrier function of the skin is damaged, if the mucous membranes lose their biological defense activity and if structural or functional deficiencies of polymorphonuclear cells or lymphocytes occur.