cellular and molecular properties of genistein against C. albicans infectionThe

Cui, Shuna

doi:10.24355/dbbs.084-201101241035-0

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The cellular and molecular properties of genistein against C. albicans infection

English
German

Genistein is a well known natural compound which is present in soy foods and exerts many beneficial functions. However, until now little is known about the effects of genistein on C. albicans, the function of macrophages, and the interactions between both organisms. We found that genistein could influence RAW264.7 macrophage functions: genistein reduced the cell viability after 24 h and 48h, due to G2/M phase cell cycle arrest. Treatment of the macrophages with genistein for 24 or 48 h also led to significant morphological changes due to influence the F-actin cytoskeleton structure. After treatment of the macrophages with genistein, the phagocytotic efficiency for C. albicans was decreased in a time- and dose-dependent manner. Moreover, the production of cytokines (TNF-α, IL-10) stimulated by C. albicans was strongly inhibited. Genistein also blocked the activation of macrophages by LPS, i.e. the secretion of NO, TNF-α, and IL-10, which is related to the inhibition of the activation of transcription factors NF-κB and AP-1. Additionally, genistein blocked oxygen consumption of C. albicans and induced the production of reactive oxygen species by targeting on the complex I of respiratory chain of C. albicans. Meanwhile, we found that genistein binds to complex I of C. albicans at a site different from that of rotenone. Moreover, treatment of C. albicans with genistein enhanced the susceptibility of the pathogen for phagocytosis and increased the production of the cytokines IL-10 and TNF-α. However, genistein did not influence the structure of the cell wall glucans and mannans of the yeast, whereas the cell surface hydrophobicity increased. In conclusion, genistein could influence both the functions of host macrophages and the properties of the pathogen C. albicans. Thus, genistein may have antimycotic effects by acting on C. albicans to enhance the phagocytic activity of macrophages.

Genistein ist eine bekannte natürliche Verbindung, die in Soja-Lebensmitteln vorkommt und viele nützliche Funktionen ausübt. Bis jetzt ist nur wenig über die Auswirkungen von Genistein auf C. albicans, die Funktion von Makrophagen und die Wechselwirkungen zwischen beiden Organismen bekannt. Wir fanden, dass Genistein die Funktionen von RAW264.7 Makrophagen beeinflussen kann, z.B. führte die Behandlung zu einer Reduktion der Zellvitalität nach 24 h und 48h, aufgrund eines G2 / M Phase Zellzyklusarrest. Die behandelten Makrophagen (24 oder 48 h) zeigten erhebliche morphologische Veränderungen der F-Aktin-Struktur sowie eine zeit- und konzentrationsabhängige Reduktion der Phagozytose Effizienz gegenüber C. albicans. Darüber hinaus wurde die Produktion von Zytokinen (TNF-α, IL-10) nach Infektion stark gehemmt. Genistein blockierte ebenfalls die Aktivierung der Makrophagen durch LPS, was zu einer verminderten Sekretion von NO, TNF-α und IL-10, durch Inhibierung der Transkriptionsfaktoren NF-B und AP-1 führt. Darüber hinaus beeinflusste Genistein den Sauerstoffverbrauch von C. albicans und induzierte die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies durch Interaktion mit Komplex I der Atmungskette von C. albicans. Mittlerweile haben wir festgestellt, dass sich die Bindestellen des Genistein von der des Rotenon unterscheiden. Außerdem verstärkt eine Behandlung von C. albicans mit Genistein die Anfälligkeit der Erreger für die Phagozytose und erhöht die Zytokinproduktion (IL-10 und TNF-α). Genistein hat keinen Einfluss auf die Glukan- und Mannanstruktur der Hefe- Zellwand, erhöht jedoch die Hydrophobie der Oberfläche. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Genistein sowohl die Funktionen des Wirtes und als auch Eigenschaften des Erregers beeinflusst. Es besitzt antimykotische Wirkungen auf C. albicans und steigert gleichzeitig die Phagozytoseaktivität der Makrophagen.