SS
Shakti Singh
Author with expertise in Diagnosis and Management of Fungal Infections
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
11
(45% Open Access)
Cited by:
3
h-index:
15
/
i10-index:
25
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
4

Mucoricin is a Ricin-Like Toxin that is Critical for the Pathogenesis of Mucormycosis

Sameh Soliman et al.Jan 13, 2021
Abstract Fungi of the order Mucorales cause mucormycosis, a lethal infection with an incompletely understood pathogenesis. We now demonstrate that Mucorales fungi produce a toxin that plays a central role in virulence. Polyclonal antibodies against this toxin inhibit its ability to damage human cells in vitro, and prevent hypovolemic shock, organ necrosis, and death in mice with mucormycosis. RNAi inhibition of the toxin in Rhizopus delemar, compromises the ability of the fungus to damage host cells and attenuates virulence in mice. This 17 kDa toxin has structural and functional features of the plant toxin, ricin, including the ability to inhibit protein synthesis by its N-glycosylase activity, the existence of a motif that mediates vascular leak, and a lectin sequence. Antibodies against the toxin inhibit R. delemar- or toxin-mediated vascular permeability in vitro and cross-react with ricin. A monoclonal anti-ricin B chain antibody binds to the toxin and also inhibits its ability to cause vascular permeability. Therefore, we propose the name “mucoricin” for this toxin. Not only is mucoricin important in the pathogenesis of mucormycosis but our data suggest that a ricin- like toxin is produced by organisms beyond the plant and bacterial kingdoms. Importantly, mucoricin should be a promising therapeutic target.
4
Citation2
0
Save
3

Identification of Serum Bridging Molecules that Mediate Human Endothelial Cell Invasion byCandidaspecies

Quynh Phan et al.Sep 19, 2021
Abstract During hematogenously disseminated candidiasis, blood borne fungi must invade the endothelial cells that line the blood vessels to infect the deep tissues. Although Candida albicans , which forms hyphae, readily invades endothelial cells, other medically important species of Candida are poorly invasive in standard in vitro assays. Here, we show that Candida glabrata, Candida tropicalis, Candida parapsilosis , and Candida krusei can bind to vitronectin and high molecular weight kininogen present in human serum. Acting as bridging molecules, vitronectin and kininogen bind to αv integrins and the globular C1q receptor (gC1qR), inducing human endothelial cells to endocytose the fungus. This mechanism of endothelial cell invasion is poorly supported by mouse endothelial cells, but can be restored when mouse endothelial cells are engineered to express human gC1qR or αv integrin. Overall, these data indicate that bridging molecule-mediated endocytosis is a common pathogenic strategy used by many medically important Candida spp . to invade human vascular endothelial cells. Significance The invasion of vascular endothelial cells is a key step in the pathogenesis of hematogenously disseminated candidiasis. How species of Candida other than C. albicans invade endothelial cells is poorly understood because these fungi are weakly invasive in serum-free media. Here, we demonstrate that C. glabrata and other Candida spp. bind to the serum proteins kininogen and vitronectin, which act as bridging molecules and mediate the adherence and endocytosis of the organisms by endothelial cells. These serum proteins induce endocytosis when they interact with the globular C1q receptor and αv integrins on human, but not mouse endothelial cells. Thus, bridging molecule-mediated endocytosis is a common mechanism by which medically important Candida spp. invade human endothelial cells.
3
Citation1
0
Save
0

Human Als3p Antibodies are Surrogate Markers of NDV-3A Vaccine Efficacy Against Recurrent Vulvovaginal Candidiasis

Priya Uppuluri et al.May 17, 2018
A Phase 1b/2a clinical trial of NDV-3A vaccine containing a Candida albicans recombinant Als3 protein protected women <40 years old from recurrent vulvovaginal candidiasis (RVVC). We investigated the potential use of anti-Als3p sera as surrogate marker of NDV-3A efficacy. Pre- and post-vaccination sera from subjects who experienced recurrence of VVC (R) versus those who were recurrence-free (non-recurrent, NR) were evaluated. Anti-Als3p antisera obtained were evaluated for; 1) titer and subclass profile; 2) their ability to influence C. albicans virulence traits including hyphal elongation, adherence to plastic, invasion of vaginal epithelial cells, biofilm formation on plastic and catheter material, and susceptibility to neutrophil killing in vitro. Serum IgG titers in NR patients were consistently higher than in R patients, particularly for anti-Als3 subclass IgG2. Sera from vaccinated NR patients reduced hyphal elongation, adhesion to plastic, invasion of vaginal epithelial cells and biofilm formation significantly more than pre-immune sera, or sera from R- or placebo-group subjects. Pre-adsorption of sera with C. albicans germ tubes eliminated these effects, while heat inactivation did not. Finally, sera from NR subjects enhanced neutrophil-mediated killing of C. albicans relative to pre-immune sera or sera from R patients. Our results suggest that higher Als3p antibody titers are associated with protection from RVVC, attenuate C. albicans virulence and augment immune clearance of the fungus in vitro. Thus, Als3p serum IgG antibodies are likely useful markers of efficacy in RVVC patients vaccinated with NDV-3A.
0

Alexidine dihydrochloride has broad spectrum activities against diverse fungal pathogens

Zeinab Mamouei et al.Oct 3, 2018
Invasive fungal infections due to Candida albicans, Aspergillus fumigatus and Cryptococcus neoformans, constitute a substantial threat to hospitalized, immunocompromised patients. Further, the presence of drug-recalcitrant biofilms on medical devices, and emergence of drug-resistant fungi such as Candida auris, introduce treatment challenges with current antifungal drugs. Worse, currently there is no approved drug capable of obviating preformed biofilms which increases the chance of infection relapses. Here, we screened a small molecule Prestwick Chemical Library, consisting of 1200 FDA approved off-patent drugs, against C. albicans, C. auris and A. fumigatus, to identify those that inhibit growth of all three pathogens. Inhibitors were further prioritized for their potency against other fungal pathogens, and their ability to kill preformed biofilms. Our studies identified the bis-biguanide Alexidine dihydrochloride (AXD), as a drug with the highest antifungal and anti-biofilm activity against a diverse range of fungal pathogens. Finally, AXD significantly potentiated the efficacy of fluconazole against biofilms, displayed low mammalian cell toxicity, and eradicated biofilms growing in mice central venous catheters in vivo, highlighting its potential as a pan-antifungal drug.
0

Interplay of cellular states: Role of delay as control mechanism

Shakti Singh et al.May 8, 2019
Delay is everywhere, no matter how small or big it is. Experimental evidences show the existence and importance of time delayed reactions specially in biological systems. The role of delay is found to be multifunctional and is seemed to be system dependent. The analytically solved P(X,t) of gene regulatory process shows universal class of Poisson process at stationary condition. However, time delay creates a possible condition to the system to impart correlation in the stochastic process as sub-Poissonian or noise enhancement process which could be important in regulating and controlling the system. The results of simulation of few biological systems (gene regulation, circadian rhythm, and repressilator) using delay stochastic simulation algorithm show the possibilities of delay induced onset of oscillating states, which could be the active states of the systems, where, the system can establish coherence among the system variables, enhance the signal processing, optimize the system activities, etc. On the other hand, delay can also induce switching off of the oscillating states, which may correspond to inactive state or system failure.
4

Niclosamide loaded Eudragit EPO nanoparticles show enhanced Candida biofilm penetration, trigger biofilm detachment and protect from mucosal candidiasis

Yogesh Sutar et al.Jun 2, 2022
Abstract Candida albicans biofilms are a complex multilayer community of cells that are resistant to almost all classes of antifungal drugs. The bottommost layers of biofilms experience nutrient limitation where C. albicans cells are required to respire. We previously reported that a protein Ndu1 is essential for Candida mitochondrial respiration; loss of NDU1 causes inability of C. albicans to grow on alternative carbon sources and triggers early biofilm detachment. Here, we screened a repurposed library of FDA approved small molecule inhibitors, to identify those that prevent NDU1-associated functions. We identified an anti-helminthic drug, Niclosamide (NCL), which not only prevented growth on acetate, C. albicans hyphenation and early biofilm growth, but also completely disengaged fully grown biofilms of drug resistant C. albicans and C. auris from their growth surface. To overcome the sub-optimal solubility and permeability of NCL that is well-known to affect its in vivo efficacy, we developed NCL encapsulated Eudragit EPO (an FDA-approved polymer) nanoparticles (NCL-EPO-NPs) with high niclosamide loading, that also provided long-term stability. The developed NCL-EPO-NPs completely penetrated mature biofilms and attained anti-biofilm activity at low microgram concentrations. NCL-EPO-NPs induced ROS activity in C. albicans , and drastically reduced oxygen consumption rate in the fungus, similar to that seen in an NDU1 mutant. NCL-EPO-NPs also significantly abrogated mucocutaneous candidiasis by fluconazole resistant strains of C. albicans , in mice models of oropharyngeal and vulvovaginal candidiasis. To our knowledge, this is the first study that targets biofilm detachment as a target to get rid of drug-resistant Candida biofilms, and uses nanoparticles of an FDA approved non-toxic drug to improve biofilm penetrability and microbial killing.
0

An evolutionarily diverged mitochondrial protein controls biofilm growth and virulence in Candida albicans

Zeinab Mamouei et al.Sep 29, 2020
Abstract A forward genetic screening approach identified orf19.2500, as a gene controlling Candida albicans biofilm dispersal and biofilm detachment. Three-dimensional (3-D) protein modeling and bioinformatics revealed that orf19.2500 is a conserved mitochondrial protein, structurally similar to, but functionally diverged from, the squalene/phytoene synthases family. The C. albicans orf19.2500 is distinguished by three evolutionarily acquired stretches of amino acid inserts, absent from all other eukaryotes except a small number of ascomycete fungi. Biochemical assays showed that orf19.2500 is required for the assembly and activity of the N A D H u biquinone oxidoreductase Complex I of the respiratory electron transport chain, and was thereby named NDU1 . NDU1 is essential for respiration and growth on alternative carbon sources, important for immune evasion, required for virulence in a mouse model of hematogenously disseminated candidiasis, and for potentiating resistance to antifungal drugs. Our study is the first report on a protein that sets the Candida -like fungi phylogenetically apart from all other eukaryotes, based solely on evolutionary “gain” of new amino acid inserts that are also the functional hub of the protein.
4

Candida albicansstimulates the formation of a multi-receptor complex that mediates epithelial cell invasion during oropharyngeal infection

Quynh Phan et al.Feb 23, 2023
Summary Fungal invasion of the oral epithelium is central to the pathogenesis of oropharyngeal candidiasis (OPC). Candida albicans invades the oral epithelium by receptor-induced endocytosis but this process is incompletely understood. We found that C. albicans infection of oral epithelial cells induces c-Met to form a multi-protein complex with E-cadherin and the epidermal growth factor receptor (EGFR). E-cadherin is necessary for C. albicans to activate both c-Met and EGFR and to induce the endocytosis of C. albicans . Proteomics analysis revealed that c-Met interacts with C. albicans Hyr1, Als3 and Ssa1. Both Hyr1 and Als3 were required for C. albicans stimulation of c-Met and EGFR in oral epithelial cells in vitro and for full virulence during OPC in mice. Treating mice with small molecule inhibitors of c-Met and EGFR ameliorated OPC, demonstrating the potential therapeutic efficacy of blocking these host receptors for C. albicans . Graphical abstract Highlights c-Met is an oral epithelial cell receptor for Candida albicans C. albicans infection causes c-Met and the epidermal growth factor receptor (EGFR) to form a complex with E-cadherin, which is required for c-Met and EGFR function C. albicans Hyr1 and Als3 interact with c-Met and EGFR, inducing oral epithelial cell endocytosis and virulence during oropharyngeal candidiasis Dual blockade of c-Met and EGFR ameliorates oropharyngeal candidiasis
Load More