Bases moleculares da resposta de Cryptococcus neoformans a peptídeos antimicrobianos derivados da peçonha de escorpião

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Fernanda Guilhelmelli
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/37965
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2019.
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spelling Bases moleculares da resposta de Cryptococcus neoformans a peptídeos antimicrobianos derivados da peçonha de escorpiãoCryptococcus neoformansPeptídeos antimicrobianosEscorpiãoAntifúngicosTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2019.Nas últimas décadas, tem se observado um aumento na incidência de infecções fúngicas, enquanto o número de classes de antifúngicos disponíveis para a terapia continua o mesmo. A resistência de algumas espécies de fungos aos fármacos usados atualmente na clínica, associada à alta toxicidade impõe a busca por novas moléculas, mais eficientes e menos tóxicas, para o desenvolvimento de novas terapias para o tratamento de micoses. Peptídeos antimicrobianos (AMPs) são moléculas de defesa evolutivamente conservadas, multifuncionais produzidas por diversos organismos e são potenciais candidatos para o desenvolvimento de novos fármacos. Uma fonte interessante desses AMPs é a peçonha de escorpiões. Em trabalhos prévios, nosso grupo descreveu a atividade antifúngica de diversos AMPs da peçonha de escorpião contra Cryptococcus neoformans e Candida spp. Este trabalho visa melhor caracterizar a atividade antifúngica e elucidar o mecanismo de ação de peptídeos de peçonha de escorpião, em especial do peptídeo ToAP2. Os peptídeos ToAP1 e ToAP2 foram testados em linhagens de Cryptococcus spp com diferentes tamanhos basais de cápsula, sendo observado que a cápsula não protege o fungo contra a atividade do peptídeo. Testes utilizando células submetidas a tratamentos prévios para indução da cápsula ou melanização demonstraram que a modulação desses dois atributos de virulência de C. neoformans aumentam a susceptibilidade do fungo aos peptídeos. Observou-se que o peptídeo ToAP2 é capaz de permeabilizar a membrana plasmática das leveduras de C. neoformans e destruir organelas membranosas dentro da célula. Além disso, o tratamento com esse peptídeo causou um aparente aumento na espessura das fibras dos polissacarídeos da cápsula. Também foi avaliada a atividade dos dois peptídeos contra biofilmes de C. neoformans e o peptídeo ToAP2 inibiu fortemente a formação do biofilme, interferindo possivelmente na adesão das células. Para melhor elucidar o mecanismo de ação do peptídeo ToAP2, foi realizada uma varredura de uma biblioteca de mutantes de C. neoformans para identificar processos moleculares importantes para tolerância do fungo a esse AMP. Foram identificados 42 mutantes mais sensíveis ao peptídeo que a linhagem selvagem. A maioria dos genes cuja deleção leva a um aumento na suscetibilidade do fungo está envolvida com o tráfego de membrana. Também observou-se um envolvimento de genes relacionados à biossíntese de ergosterol e esfingolipídeos, à síntese e manutenção da parede celular e ao transporte de membrana na tolerância desse fungo ao AMP. Por fim, uma análise do perfil transcritômico do fungo tratado com o peptídeo ToAP2, anfotericina B e com a combinação dessas duas moléculas é apresentada nesta tese. Nossos dados sugerem que a membrana é o principal alvo desse peptídeo e que a permeabilização da bicamada lipídica possa ser o seu principal mecanismo de ação. Os resultados aqui obtidos reforçam o potencial dessas moléculas no desenvolvimento de novas terapias antifúngicas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF).The incidence of fungal infections has been increasing in the last decades, while the number of available antifungal classes remains the same. The natural and acquired resistance of some fungal species to available therapies, associated with the high toxicity of currently available antifungals imposes the search for new, more efficient and less toxic therapeutic choices. Antimicrobial peptides (AMPs) are a potential class of antimicrobial drugs consisting of evolutionarily conserved multifunctional molecules of the innate immune response of diverse organisms. An interesting and potential source of AMPs is scorpion venom. Our group has previously described several scorpion venom AMPs with promising antifungal activity against Cryptococcus neoformans and Candida spp. This work aims to further characterize the antifungal activity and to elucidate the mechanism of action of those AMPs, in particular peptide ToAP2. The scorpion peptides ToAP1 and ToAP2 were tested against several Cryptococcus spp strains contrasting in terms of basal capsule thickness. It was observed that the capsule does not protect the fungi from the peptide antifungal activity. Tests using cells with induced capsule and melanin showed that modulation of these two virulence factors of C. neoformans increases the susceptibility of the yeast to peptides. ToAP2 permeabilizes the membrane of C. neoformans and destroys the membrane-bound organelles inside the cell. ToAP2-treated cells showed an apparent increase in polysaccharide fiber density. Also, ToAP1 and ToAP2 were tested against C. neoformans biofilms. ToAP2 strongly inhibited biofilm formation, possibly interfering with fungal initial adhesion. We performed a genetic screen to identify important molecular processes that mediate tolerance of C. neoformans to the AMPs in order to further elucidate ToAP2 mechanism of action. We identified 42 mutants which were more sensitive to the peptide than the wild-type strain. The largest group of genes whose deletion increase the yeast susceptibility to the peptide are involved in membrane trafficking. Ergosterol and sphingolipid biosynthesis pathway, cell wall synthesis and maintenance and transporters are also necessary for fugal tolerance to the peptide. Finally, an initial analysis of the transcriptomic profile of the yeast treated with ToAP2, amphotericin B and the combination of both antifungals is presented in this work. Our data indicate that the fungal membrane is the main target of ToAP2 and permeabilization of the lipid bilayer might be its main mechanism of action. Our results reinforce the potential of those AMPs as promising candidates for the development of new antifungal drugs.Pereira, Ildinete SilvaAndrade, Patrícia Albuquerque deAlspaugh, AndrewCosta, Fernanda Guilhelmelli2020-06-04T14:12:35Z2020-06-04T14:12:35Z2020-06-042019-10-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCOSTA, Fernanda Guilhelmelli. Bases moleculares da resposta de Cryptococcus neoformans a peptídeos antimicrobianos derivados da peçonha de escorpião. 2019. 173 f., il. Tese (Doutorado em Biologia Molecular)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/37965A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-08T00:00:59Zoai:repositorio.unb.br:10482/37965Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-08T00:00:59Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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