Caracterização da resposta de fungos patogênicos a diferentes condições de interação intra e inter-reinos

Abstract

Nas últimas décadas, a relevância clínica do Reino Fungi vem aumentando, principalmente em virtude da maior incidência de micoses sistêmicas e do número limitado de fármacos eficazes no tratamento de infecções fúngicas. Dentre os fungos de importância médica podemos destacar o fungo dimórfico e oportunista Candida albicans, o qual é capaz de infectar uma ampla gama de tecidos, além de ser um dos principais agentes causadores de infecções nosocomiais. A maioria das septicemias nosocomiais causadas por esse microrganismo deve-se à formação de comunidades microbianas denominadas biofilmes. A formação de biofilme confere ao patógeno maior resistência a terapias antifúngicas e às defesas do hospedeiro. Nesse contexto, avaliamos o efeito do propranolol, um antagonista beta-adrenérgico, na formação do biofilme de C. albicans. Os resultados indicaram que o propranolol desempenha um efeito inibitório na filamentação e na adesão de C. albicans a superfícies, inibindo assim a formação do biofilme por esse fungo. A inibição da formação de biofilmes por C. albicans também é mediada pelo farnesol, uma molécula autoindutora produzida por esse patógeno. Nesse trabalho foi também demonstrado o potencial antimicrobiano do farnesol no fungo termodimórfico Paracoccidioides brasiliensis, o qual é descrito como o agente etiológico da paracoccidioidomicose. Nossos resultados mostraram que o farnesol desempenha um significante efeito fungicida em P. brasiliensis, provavelmente por desencadear a degradação de organelas intracelulares. Além disso, o farnesol, assim como o sobrenadante de uma cultura crescida de C. albicans, inibem o processo de transição morfológica de P. brasiliensis, sugerindo um possível envolvimento dessa molécula em interações interespecíficas entre esses fungos. Os resultados obtidos tanto para o propranolol quanto para o farnesol mostramse promissores e devem ser melhor explorados, principalmente tendo-se em mente o alto custo e a alta toxicidade geralmente apresentados pelas drogas antifúngicas atualmente disponíveis. Outro fungo patogênico e oportunista que merece destaque é Cryptococcus neoformans. Esse fungo é capaz de sobreviver e se replicar no interior de macrófagos, revelando a existência de mecanismos que permitem sua adaptação ao ambiente inóspito do fagossomo da célula hospedeira. Uma hipótese é de que os atributos necessários para a sobrevivência de C. neoformans ao ambiente do interior de macrófagos foram previamente selecionados a partir de interações entre esse fungo e predadores ambientais, como amebas. A fim de verificarmos essa hipótese, comparamos a resposta transcricional de C. neoformans ao microambiente de macrófagos e de amebas. Nossos resultados sugerem que, embora o fungo expresse alguns grupos de genes específicos em resposta a um dado fagócito, de modo geral a responda metabólica de C. neoformans a amebas e macrófagos é bastante similar, indicando privação nutricional e estresse oxidativo nesses ambientes. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

In recent decades, the clinical relevance of the Fungi Kingdom is increasing, mainly due to higher incidence of systemic mycoses and the limited number of effective drugs to treat fungal infections. Among the medically important fungi, we can highlight the opportunistic dimorphic fungus Candida albicans, which is able to infect a wide range of host tissues, besides being one of the major causative agents of nosocomial infections. C. albicans is associated to nosocomial infections in part due its ability to adhere to a variety of biomaterials such as catheters, forming biofilms. Biofilms have clinical repercussions mainly due to their notorious resistance to antimicrobials agents and host immune defenses. The difficulty in treating biofilm-associated infections emphasizes the importance of studying drugs that are active against its formation. In this context, we evaluated the effects of propranolol, which has been used clinically as a beta-adrenergic receptor antagonist, in C. albicans adherence and biofilm formation. Here, we demonstrate that propranolol inhibits germ tubes formation and the adherence of C. albicans cells on abiotic surfaces as well as on epithelial cells, resulting in decreased in biofilm formation. C. albicans biofilm development can also be inhibited by the autoinducer farnesol as quorum-sensing mechanism. Moreover, studies revealed that farnesol affect the growth of a number of bacteria and fungi, pointing to a potential role as an antimicrobial agent. In this sense, we evaluated the effects of farnesol on the thermal dimorphic fungus Paracoccidioides brasiliensis, the etiologic agent of the most prevalent mycosis in Latin America, paracoccidioidomycosis. Our data indicate that farnesol acts as a potent antimicrobial agent against P. brasiliensis. The fungicide activity of farnesol reduces the viability of this pathogen and delays the dimorphism, suggesting an antimicrobial activity against P. brasiliensis, probably due the massive cytoplasmic organelles degeneration. The results showed by both propranolol and farnesol are particularly interesting, since it could be further explored in order to evaluate the possible use of these compounds as antimicrobial agents. Another pathogenic and opportunistic fungus of clinical relevance is the yeast Cryptococcus neoformans. This fungus is able to survive and replicate within the phagossome of macrophages, revealing that it have evolved mechanisms allowing its survival within the phagocytic cells, which are considered an inhospitable habitat. Since replication in an animal host is not essential as part of C. neoformans life cycle, it was proposed that fungal virulence for mammals originated from selection by environmental predators, such as amoebas. In this perspective, we compared the transcriptional response of C. neoformans after interaction with macrophages and amoebas. Our results suggest a conserved metabolic response of C. neoformans to the environment of both phagocytic cells by the expression of genes related with nutritional and oxidative stress.