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Tipo do documento: Tese
Título: Análises metabolômicas e influências de antifúngicos e da interação patógeno-hospedeiro na expressão gênica de adesinas e proteases em Candida albicans
Autor: OLIVER, Josidel Conceição 
Primeiro orientador: DIAS, Amanda Latercia Tranches
Primeiro membro da banca: MELHEM, Marcia de Souza Carvalho
Segundo membro da banca: PADOVAN , Ana Carolina Barbosa
Terceiro membro da banca: DIAS, Marcos Vinicios Salles
Quarto membro da banca: COLOMBO, Fabio Antonio
Resumo: As infecções fúngicas são um problema de saúde pública, especialmente em ambientes hospitalares, nos quais Candida spp. são as principais causadoras de infecções fúngicas invasivas. Dentre os fatores associados à virulência desse gênero destacam-se a produção de adesinas e aspartato proteases, que contribuem para a adesão e invasão dos tecidos do hospedeiro. Acredita-se que a exposição de Candida spp. a fagócitos e/ou a concentrações subinibitórias de antifúngicos pode alterar a expressão dessas proteínas e aumentar a virulência do fungo. Esse trabalho objetivou avaliar fatores associados a virulência tais como metabolômica e expressão dos genes SAP2, SAP4, SAP9, SAP10, HWP1 e ALS3, em isolados clínicos de C. albicans em interação com macrófagos e após exposição a concentrações inibitórias e subinibitórias (1/4 ou 1/8) de antifúngicos. Oito linhagens de C. albicans foram testadas quanto à sensibilidade aos antifúngicos anfotericina B, caspofungina e fluconazol e mostraram-se sensíveis, com exceção da 221-V que foi considerada resistente a caspofungina. A identificação dos isolados foi confirmada por MALDI-TOF, e o perfil metabolômico das linhagens foi analisado por RMN 1H. 66 moléculas foram encontradas no metaboloma, as quais estão envolvidas principalmente no ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), na glicólise e gliconeogênese, no metabolismo dos aminoácidos, lipídeos e ácidos nucleicos. Ademais, foram encontradas algumas moléculas associadas a virulência fúngica. A linhagem 221-V destacou-se por apresentar altas concentrações de trealose, glicose, fumarato, arabitol e glicerol, essas moléculas estão associadas a resposta ao estresse oxidativo e osmótico. A partir dos resultados de metabolômica e sensibilidade foram selecionadas três linhagens para ensaios de fagocitose e expressão gênica. Após ensaios de interação Candida-macrófagos, foi observado que os macrófagos eliminaram 34,18±5,43%; 35,30±7,12% e 34,81±4,73% das células de leveduras, nas linhagens 121, 221-V e SC5314. Em relação a expressão gênica analisada por qPCR, a interação Candida-macrófago regulou positivamente a expressão dos genes SAP2 (13,85±1,95), ALS3 (5,81±0,91) e HWP1 (15,66±3,29) em comparação com o controle. Em geral, o tratamento com concentrações subinibitórias de anfotericina B, fluconazol e caspofungina aumentou os níveis de expressão dos genes analisados. A linhagem 221-V destacou-se por aumentar os níveis de expressão dos seis genes avaliados após exposição a caspofungina SAP2 (75,85±10,69), SAP4 (32,19±15,93), SAP9 (6,91±0,85), SAP10 (55,38±25,19), ALS3 (11,81±4,60) e HWP1 (41,38±8,69) em comparação com o controle. Esses resultados mostram que a interação com células hospedeiras e, principalmente, a exposição a concentrações subinibitórias de antifúngicos podem correlacionar-se com o aumento da virulência de C. albicans. Concentrações subinibitórias podem ser utilizadas como tratamento sistêmico empírico ou profilático para pacientes com fatores de risco para candidíase invasiva, bem como, pode incorrer em falha terapêutica devido a parâmetros farmacocinéticos e/ou farmacodinâmicos, a não adesão ao tratamento e erros de dosagem ou ao tempo entre as doses. Além disso, compreender a patogênese fúngica pode auxiliar na pesquisa e desenvolvimento de novas possibilidades terapêuticas, tais como novos fármacos para candidíase, contribuindo assim para a redução da incidência de morbidade e mortalidade associada a infecções fúngicas.
Abstract: Fungal infections are a public health problem especially in hospital settings where Candida spp. are the main causes of invasive fungal infections. Among the virulence factors of this fungus, we highlight the production of adhesins and aspartate proteases, which contribute to the adhesion and invasion of host tissues. Candida spp. exposed to phagocytes and/or subinhibitory antifungal concentrations may alter the expression of these proteins and increase the fungal virulence. This study aimed to evaluate virulence factors such as metabolomics, antifungal susceptibility and gene expression SAP2, SAP4, SAP9, SAP10, HWP1 and ALS3, from C. albicans clinical isolates interacting with macrophages after exposition by inhibitory and subinhibitory antifungal concentrations. Eight C. albicans strains were tested for susceptibility to the amphotericin B, caspofungin and fluconazole and all strains were susceptible, except the 221-V which was considered resistant to caspofungin. The identification of the isolates was confirmed by MALDI-TOF, and the metabolomic profile was analysed by 1H-NMR. 66 molecules were found in the metabolome, which are mainly involved in the tricarboxylic acid (TCA) cycle, in glycolysis and gluconeogenesis, in the metabolism of amino acids, lipids and nucleic acids. In addition, some molecules associated with fungal virulence have been found. The strain 221-V stood out showing high concentrations of trehalose, glucose, fumarate, arabitol and glycerol, which are associated with oxidative and osmotic stress response. Three strains were selected for phagocytosis and gene expression assays from the results of metabolomics and susceptibility. After Candida macrophage interaction assays, macrophages killed 34.18 ± 5.43%; 35.30 ± 7.12% and 34.81 ± 4.73% of yeast cells in strains 121, 221-V and SC5314, respectively. Regarding gene expression analysed by qPCR, the Candida-macrophage interaction upregulated the expression of the SAP2 (13.85 ± 1.95), ALS3 (5.81 ± 0.91) and HWP1 (15.66±3.29) genes when compared to the control. In general, treatment with subinhibitory concentrations of amphotericin B, fluconazole and caspofungin increased the expression levels of the analysed genes. The 221-V strain stood out because it increased the expression levels of the six genes evaluated after exposure to this antifungal SAP2 (75,85±10,69), SAP4 (32,19±15,93), SAP9 (6,91±0,85), SAP10 (55,38±25,19), ALS3 (11,81±4,60) and HWP1 (41,38±8,69) when it was compared to control. These results show that interaction with host cells and especially exposure to subinhibitory antifungal concentrations can increase C. albicans virulence. Subinhibitory concentrations may be used as empirical or prophylactic systemic treatment for patients with risk factors for invasive candidiasis, and may occur in therapeutic failure due to pharmacokinetic and/or pharmacodynamic parameters and dosing errors or time between the doses. In addition, understanding fungal pathogenesis may assist in the research and development of new therapeutics, such as candidiasis drugs, thus contributing to a reduction in the incidence of morbidity and mortality associated with fungal infections.
Palavras-chave: Anfotericina B.
Caspofungina
Fluconazol
Fagócitos
Metabolismo
Fatores de virulência
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Faculdade de Ciências Farmacêuticas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Citação: OLIVER, Josidel Conceição. Análises metabolômicas e influências de antifúngicos e da interação patógeno-hospedeiro na expressão gênica de adesinas e proteases em Candida albicans. 2020. 100 f. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1813
Data de defesa: 18-Mar-2020
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