The Effect of Carbon Quantum Dots on Candida Species

Abstract

Aim: Fungal resistance among Candida species limits antifungal efficacy, posing a global health threat. Due to increasing resistance and infection rates, this study explores carbon quantum dots(CQDs), synthesized with different heteroatom sources, as alternative antifungal agents against various Candida strains. Materials and Methods: CQDs NaOH and CQDs EDA were synthesized and tested against six Candida strains using disk diffusion and Minimum Inhibitory Concentration(MIC) methods. Results: Both CQDs formulations exhibited measurable antifungal activity against the tested Candida strains. Notably, CQDs EDA demonstrated superior antifungal efficacy compared to CQDs NaOH. Furthermore, the antifungal effect of CQDs EDA was more pronounced against clinical isolates relative to standard reference strains. Conclusion: Incorporating various heteroatoms during CQDs synthesis alters key physicochemical properties such as surface chemistry, optical behavior, and cellular interactions. These changes significantly impact antifungal activity against Candida spp. Thus, selecting suitable carbon sources and dopants is crucial for optimizing CQDs antifungal therapeutic potential.

Keywords

• Candida
• carbon quantum dots
• antifungal
• fungal infection
• antimicrobial resistance

Karbon Kuantum Noktalarının Candida Türleri Üzerindeki Etkisi

Öz

Amaç: Candida türleri arasında mantar direnci antifungal etkinliği sınırlayarak küresel bir sağlık tehdidi oluşturmaktadır. Artan direnç ve enfeksiyon oranları nedeniyle bu çalışma, farklı heteroatom kaynaklarıyla sentezlenen karbon kuantum noktalarını (KKN), çeşitli Candida suşlarına karşı alternatif antifungal ajanlar olarak araştırmaktadır Gereç ve Yöntem: KKN NaOH ve KKN EDA sentezlendi ve disk difüzyon ve Minimum İnhibitör Konsantrasyon(MİK) yöntemleri kullanılarak altı Candida suşuna karşı test edildi. Bulgular: Her iki KKN formülasyonu da test edilen Candida suşlarına karşı ölçülebilir antifungal aktivite gösterdi. Özellikle KKN EDA, KKN NaOH ile karşılaştırıldığında üstün antifungal etkinlik gösterdi. Dahası, KKN EDA'nın antifungal etkisi, standart referans suşlarına kıyasla klinik izolatlara karşı daha belirgindi. Sonuç: KKN’lerin sentezi sırasında çeşitli heteroatomların dahil edilmesi, yüzey kimyası, optik davranış ve hücresel etkileşimler gibi temel fizikokimyasal özellikleri değiştirmektedir. Bu değişiklikler, Candida spp.'ye karşı antifungal aktiviteyi önemli ölçüde etkiler. Bu nedenle, uygun karbon kaynakları ve katkı maddeleri seçmek, KKN’'nin antifungal terapötik potansiyelini optimize etmek için çok önemlidir.

Anahtar Kelimeler

• Candida
• karbon kuantum noktaları
• antifungal
• mantar enfeksiyonu
• antimikrobiyal direnç

Kaynakça

1. 1. Kainz K, Bauer MA, Madeo F, Carmona-Gutierrez D. Fungal infections in humans: the silent crisis. Microb Cell. 2020;7(6):143–5.
2. 2. World Health Organization. Global Tuberculosis Report. https://www.who.int/tb/publications/global_report/en/, Accessed 15..
3. 3. World Health 05.2020Organization. World Malaria Report. https://www.who.int/publications-detail/world-malaria-report-2019, Accessed 15.05.2020.