Ultrastructural investigations of Candida albicans after in vitro treatment with the new fungicidal agent rilopirox

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Abstract
Summary. Candida albicans was maintained in various culture media and incubated with different concentrations of the antifungal agent rilopirox. After fixation, dehydration and embedding in Spurr's medium, the cells were analysed at the ultrastructural level to investigate morphological aspects of the antifungal mode of action of this new hydroxypyridone compound. All untreated or sham-treated control cells exhibited a normal ultrastructural appearance. The cells were surrounded by a multilayered cell wall of typical structure, and the plasmalemma was in close contact with the cell wall. Also, the cell organelles of the protoplast corresponded well with the findings of other authors. After treatment with rilopirox, a variety of ultrastructural changes were seen, and the extent of damage was dependent on the specific culture condition, drug concentration and incubation time. After only 6 h and 1–10 μg ml-1 rilopirox, the plasmalemma exhibited elongated invaginations, the number and size of the lipid droplets had increased and greatly enlarged mitochondria containing electron-dense deposits became visible. The vacuolar system was strongly expanded and occupied nearly the whole cell. Exposure to higher concentrations of the antifungal agent and prolonged incubation times resulted in complete cytoplasmic autolysis and membrane breakdown, while the fungal cell wall remained unaffected. After treatment with 0.5% rilopirox suspension gel on agar cultures, the extent of cellular damage was clearly enhanced and included all cell types of a treated yeast colony, i.e. single blastospores and pseudohyphae. Zusammenfassung. Candida albicans wurde in verschiedenen Kulturmedien gezüchtet und mit unterschiedlichen Konzentrationen von Rilopirox, einem neuen fungiziden Wirkstoff, behandelt. Nach Fixierung, Entwässerung und Einbettung in Spurr's Medium wurden die Zellen ultrastrukturell untersucht. Alle unbehandelten oder wirkstoffrei behandelten Kontrollzellen zeigten ein normales ultrastrukturelles Erscheinungsbild. Sie waren von einer typisch gestalteten, mehrschichtigen Zell-wand umgeben, das Plasmalemma befand sich in festem Kontakt mit der Zellwand. Auch das Erscheinungsbild des Protoplasten und seiner Zell-organellen entsprachen den Beobachtungen ande-rer Autoren. Durch die Behandlung mit Rilopirox ergaben sich zahlreiche ultrastrukturelle Verände-rungen, deren Ausmaß von der jeweiligen Kultur-bedingung, der Wirkstoffkonzentration und der Einwirkungsdauer abhängig war. Bereits nach 6 Stunden und einer Wirkstoffkonzentration von 1–10μg/ml zeigte das Plasmalemma elongierte Invaginationen, die Anzahl und Größe der Lipid-tropfen hatte zugenommen, und stark vergrößerte Mitochondrien mit elektronendichten Ablagerun-gen wurden sichtbar. Auch die Zentralvakuole hatte an Größe stark zugenommen und zeigte morphologische Abweichungen im Vergleich zu den Kontrollzellen. Höhere Konzentrationen des Wirkstoffes sowie längere Einwirkungszeiten verursachten eine weitgehende cytoplasmatische Autolyse und führten zu einer Zerstörung sämt-licher Biomembranen. Die Zellwand jedoch blieb unbeeinflußt. Nach Behandlung mit 0.5% Rilopi-rox Suspensionsgel traten sehr schwerwiegende subzelluläre Schädigungen auf, die alle Zelltypen einer Kolonie betrafen (Blastosporen und Pseudohyphen).