Ultrastnlctural changes of Acanthamoeba cyst of clinical isolates after treatment with minimal cysticidal concentration of polyhexamethylene biguanide

최저살충농도의 PHMB로 처리한 각막염 유래 가시아메바 세포 미세구조 변화의 투과전자현미경적 관찰

In order to understand the action mechanism of polyhexamethylene biguanide (PHMB) to the cyst of Accnthcnloebc on the morphological basis, the cysts of four corneal isolates of Acanthanoebc were treated with minimal cysticidal concentration (MCC) of PHMB and their ultrastructural changes were examined by transmission electron microscopy. The most striking change of cysts treated with PHMB compared with normal cysts was the shrinkage of intracystic amoebae, which resulted in the separation of the plasma membrane of intracystic amoeba from endocystic wall. Subplasmalemmal lipid droplets became irregularly shaped . In severely damaged cysts, cytoplasm was aggregated and organelles were severely deformed. Cytoplasmic materials were leaked out through the damaged plasma membrane. Most cysts showed aggregation of nuclear chromatin material. Number of mitochondrial cristae was also reduced. Ecto- and endo-cystic walls were relatively well tolerated. Findings in the present study revealed that PHMB affected mainly on plasma membrane, but lesser on organellar membrane of intracystic amoeba. It seemed likely that PHMB might kill cystic forms of Accnthamoebc by similar mechanism in which this environmental biocide can damage the cell wall of Escherichia coli by binding with acidic phospholipids.

최근 가시아메바 각막염의 치료제로 새롭게 주목을 받고 있는 polyhexamethylene biguanide (PHMB)의 가시아메바에 대한 작용 기전을 알기 위해 각막염 유래 가시아메바 4 분리주에 대한 PHMB의 최저 살충 농도 (minimal cysticidal concentration; MCC)를 결정하고, 이 MCC의 PHMB로 처리한 포낭의 형태학적 변화를 투과전자현미경으로 관찰하였다. PHMB의 8시간과 48시간에 대한 MCC를 결정하였는데, 8시간 MCC는 KA/E1 $14.32{\;}{\mu\textrm{g}}/ml$. KA/E2 $22.45{\;}{\mu\textrm{g}}/ml$, KA/E3 $21.54{\;}{\mu\textrm{g}}/ml$, 및 KA/E4 $23.59{\;} {\mu\textrm{g}}/ml$였다. 48시간 MCC는 KA/El $3.97{\;}{\mu\textrm{g}}/ml$, KA/E2 $7.49{\;}{\mu\textrm{g}}/ml$, KA/E3 $6.40{\;}{\mu\textrm{g}}/ml$ 및 KA/E4 $4.92{\mu\textrm{g}}/ml$로 나타났다. PHMB를 처리한 포낭에서는 포낭 내 amoeb고가 심하게 수축되고 이로 인해 포낭 내벽과 분리되는 형태학적 변화가 관찰되었다. 세포막 아래의 subplasmalemmal lipid droplet의 모양이 불규칙해졌다 심한 경우 세포질이 응집되고. 미토콘드리아의 cristae도 크게 감소하는 등 세포 내 소기관들도 모양이 심하게 변하였다. 포낭 내외벽은 그 형태가 비교적 잘 유지되었다. 이상의 변화들로 볼 때. PHMB는 세포막에 주로 작용하며, 세포 내 소기관들의 막에도 영향을 미치는 것을 알 수 있었다 가시아메바의 세포막의 lipidcomposition은 아직 잘 알려져 있지 않지만 PHMB에 의한 가시아메바 포낭에 대한 살충 효과는 environmental biocide로서 Escherichia col거 세포벽에 있는 acidic prlospholipids에 작용하여 살균 효과를 나타내는 것과 유사한 기전으로 일어날 것으로 사료된다.