Nome do Projeto
FATORES DE VIRULÊNCIA E PATOGENICIDADE DE FUNGOS TREMELLOMYCETES ISOLADOS DE ÓRGÃOS DE Columba livia
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
06/09/2024 - 08/09/2027
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
Tremellomycetes são eucariotos do reino Fungi e inclui alguns fungos leveduriformes emergentes e oportunistas de humanos e animais. Assim como C. neoformans e C. gattii, estes fungos podem utilizar as fezes de pombos como seu nicho ecológico e podem estar envolvidos na etiologia da criptococose. Com o aumento do número de infecções por essas espécies, bem como o isolamento desses fungos de órgãos de C. livia, torna-se relevante avaliar os fatores de virulência, a patogenicidade para mamíferos e perfil de suscetibilidade a antifúngicos desses eucariotos emergentes. O objetivo do projeto é identificar os fatores de virulência, bem como avaliar a suscetibilidade desses Tremellomycetes a antifúngicos, e a capacidade de causar doença em mamíferos. Serão utilizadas amostras de Papiliotrema flavescens (n=5), Naganishia diffluens (n=5), Filobasidium magnum (n=2) e N. randhawae (n=1). A espessura de capsula será mensurada através de microscopia óptica e coloração com tinta da China através do programa Micrometrics SE Premium; para avaliar a produção de melanina os isolados serão cultivados em ágar niger/10 dias/30ºC para avaliação macroscópica de pigmentos; a produção de urease será avaliada pelo cultivo em ágar ureia de Christensen; a produção de fosfolipase será calculada pela zona de fosfolipase dos isolados cultivados em ágar gema de ovo durante 10 dias/30°C; também serão cultivados em ágar sangue e incubados em atmosfera de CO2 5%/37°C/48hrs para determinar o índice de hemolisina; a produção de biofilme será avaliada pelo inóculo de cada isolado cultivado em placas de 96 poços/4h/37°C, através da coloração cristal violeta 0,4% e a absorbância medida por espectrofotometria; a tolerância à luz UVB será testada pela exposição em fluxo laminar por 30 e 60 minutos seguido do cálculo de sobrevivência relativa das colônias. O ensaio de suscetibilidade ao fluconazol, itraconazol, anfotericina B, 5-fluorcitosina, terbinafina e voriconazol seguirá o protocolo M27-A3 do CLSI (2008). A patogenicidade das amostras será avaliada pela inoculação em camundongos Balb/c via intranasal e intravenosa e ao final todos os órgãos avaliados serão quantificados quanto a carga fúngica. Com a proposta espera-se determinar a patogenicidade e fatores de virulência de Tremellomycetes e divulgar resultados através de artigos em revistas indexada da área e congressos, buscando conscientizar a população em relação aos riscos das doenças carreadas por pombos.
Objetivo Geral
Avaliar a virulência, patogenicidade e suscetibilidade antifúngica de espécies de Tremellomycetes oriundos de órgãos de pombos.
Objetivos específicos:
- Analisar a capacidade de expressar fatores de virulência através da produção de melanina, urease, fosfolipase, hemólise, espessura de cápsula, tolerância à luz ultravioleta, de N. diffluens, F. magnum, N. randhawae e P. flavescens;
- Verificar o perfil de suscetibilidade de N. diffluens, F. magnum, N. randhawae e P. flavescens frente aos antifúngicos fluconazol, itraconazol, voriconazol, anfotericina B, flucitosina e terbinafina;
- Verificar a capacidade de N. diffluens, F. magnum, N. randhawae e P. flavescens de causar criptococose em camundongos.
Objetivos específicos:
- Analisar a capacidade de expressar fatores de virulência através da produção de melanina, urease, fosfolipase, hemólise, espessura de cápsula, tolerância à luz ultravioleta, de N. diffluens, F. magnum, N. randhawae e P. flavescens;
- Verificar o perfil de suscetibilidade de N. diffluens, F. magnum, N. randhawae e P. flavescens frente aos antifúngicos fluconazol, itraconazol, voriconazol, anfotericina B, flucitosina e terbinafina;
- Verificar a capacidade de N. diffluens, F. magnum, N. randhawae e P. flavescens de causar criptococose em camundongos.
Justificativa
As micoses oportunistas são doenças causadas por fungos com baixo fator de virulência, que afetam predominantemente indivíduos imunocomprometidos, realidade observada pelo aumento da prevalência dessas enfermidades ao longo dos anos (PARK et al., 2016).
Os Tremellomycetes são eucariotos do reino Fungi e inclui alguns fungos leveduriformes emergentes e oportunistas de humanos e animais (LIU et al., 2015; MORALES-LÓPEZ & GARCIA-EFFRON, 2021). A taxonomia destes fungos foi revisada e algumas espécies do gênero Cryptococcus de interesse médico foram reclassificadas nos gêneros Papiliotrema, Naganishia e Filobasidium (LIU et al., 2015). Estes Tremellomycetes, assim como C. neoformans e C. gattii podem utilizar as fezes de pombos como seu nicho ecológico e, embora menos frequentes, podem estar envolvidos na etiologia da criptococose em animais e humanos (MORALES-LÓPEZ & GARCIA-EFFRON, 2021). Entre essas, Cryptococcus (Papiliotrema) laurentii e Cryptococcus (Naganishia) albidus são as mais frequentes. Todavia várias outras espécies ambientais também foram relatadas em pacientes imunocomprometidos e expressam fatores de virulência importantes, por isso não devem ser negligenciadas (MORALES-LÓPEZ & GARCIA-EFFRON, 2021).
Um dos primeiros relatos na literatura de infecções por espécies raras de Cryptococcus foi feito por CASTELLANI (1960) que identificou o fungo como Cryptococcus ater, o qual foi posteriormente reclassificado como Cryptococcus/ Filobasidium magnus (LIU et al., 2015) Essa espécie também foi isolada de cavidade nasal de pacientes pediátricos com câncer e mais recentemente em vulvovaginite em uma paciente imunocompetente (KHAN et al, 2011; GHAJARI et al, 2018). Adicionalmente, na medicina veterinária dois relatos dessa espécie foram encontrados em gatos, um deles como causador de otite externa e outro em lesão de aspecto tumoral em membro pélvico (KANO et al, 2004; POTH et al, 2010).
As infecções relatadas por Cryptococcus diffluens (Naganishia diffluens) são cutâneas. Esta espécie foi isolada de lesões de aspecto semelhante a esporotricose em paciente hígido, porém também pode colonizar a pele de pacientes com dermatite atópica (SUGITA et al., 2003; KANTARCIOGLU et al., 2007). Cryptococcus flavescens (Papiliotrema flavescens) foi relatado em coinfecção de adenocarcinoma primário pulmonar (ZHANG et al., 2022) e meningite em paciente soropositivo para HIV (KORDOSSIS et al., 1998), além de ser a causa de abscessos subcutâneos em um relato único em canino (KANO et al., 2012).
Recentemente, BERMANN et al. (2022) isolaram Papiliotrema flavescens, Naganishia diffluens, Filobasidium magnum e Naganishia randhawae a partir de cérebro, pulmão e intestino de pombos hígidos capturados na zona urbana do município de Pelotas/RS/Brasil e identificaram a expressão de alguns fatores de virulência, incluindo presença de capsula e termotolerância.
Os fatores de virulência do gênero Cryptococcus já são bem estudados e definidos, entre eles a presença de cápsula, produção de melanina, fosfolipase, urease, formação de biofilme e termotolerância (PALANCO et al., 2017; ANDRADE et al., 2023; SUO et al., 2023; PROBST et al., 2023). Contudo, estudos quanto aos fatores de virulência de outras espécies de Tremellomycetes são escassos. No entanto, Oliveira et al. (2021) demonstraram que N. albida, N. liquefasciens e P. laurentii podem apresentar diferenças importantes no potencial patogênico quando comparadas ao complexo neoformans e complexo gattii, incluindo uma maior resistência a agentes antifúngicos.
Com o aumento do número de infecções por espécies de Cryptococcus não-neoformans/não-gatti em humanos e animais, que inclui espécies de Tremellomycetes, bem como o isolamento desses fungos a partir de órgãos de C. livia, torna-se relevante avaliar os fatores de virulência, a patogenicidade para mamíferos e perfil de suscetibilidade à antifúngicos desses eucariotos emergentes.
Os Tremellomycetes são eucariotos do reino Fungi e inclui alguns fungos leveduriformes emergentes e oportunistas de humanos e animais (LIU et al., 2015; MORALES-LÓPEZ & GARCIA-EFFRON, 2021). A taxonomia destes fungos foi revisada e algumas espécies do gênero Cryptococcus de interesse médico foram reclassificadas nos gêneros Papiliotrema, Naganishia e Filobasidium (LIU et al., 2015). Estes Tremellomycetes, assim como C. neoformans e C. gattii podem utilizar as fezes de pombos como seu nicho ecológico e, embora menos frequentes, podem estar envolvidos na etiologia da criptococose em animais e humanos (MORALES-LÓPEZ & GARCIA-EFFRON, 2021). Entre essas, Cryptococcus (Papiliotrema) laurentii e Cryptococcus (Naganishia) albidus são as mais frequentes. Todavia várias outras espécies ambientais também foram relatadas em pacientes imunocomprometidos e expressam fatores de virulência importantes, por isso não devem ser negligenciadas (MORALES-LÓPEZ & GARCIA-EFFRON, 2021).
Um dos primeiros relatos na literatura de infecções por espécies raras de Cryptococcus foi feito por CASTELLANI (1960) que identificou o fungo como Cryptococcus ater, o qual foi posteriormente reclassificado como Cryptococcus/ Filobasidium magnus (LIU et al., 2015) Essa espécie também foi isolada de cavidade nasal de pacientes pediátricos com câncer e mais recentemente em vulvovaginite em uma paciente imunocompetente (KHAN et al, 2011; GHAJARI et al, 2018). Adicionalmente, na medicina veterinária dois relatos dessa espécie foram encontrados em gatos, um deles como causador de otite externa e outro em lesão de aspecto tumoral em membro pélvico (KANO et al, 2004; POTH et al, 2010).
As infecções relatadas por Cryptococcus diffluens (Naganishia diffluens) são cutâneas. Esta espécie foi isolada de lesões de aspecto semelhante a esporotricose em paciente hígido, porém também pode colonizar a pele de pacientes com dermatite atópica (SUGITA et al., 2003; KANTARCIOGLU et al., 2007). Cryptococcus flavescens (Papiliotrema flavescens) foi relatado em coinfecção de adenocarcinoma primário pulmonar (ZHANG et al., 2022) e meningite em paciente soropositivo para HIV (KORDOSSIS et al., 1998), além de ser a causa de abscessos subcutâneos em um relato único em canino (KANO et al., 2012).
Recentemente, BERMANN et al. (2022) isolaram Papiliotrema flavescens, Naganishia diffluens, Filobasidium magnum e Naganishia randhawae a partir de cérebro, pulmão e intestino de pombos hígidos capturados na zona urbana do município de Pelotas/RS/Brasil e identificaram a expressão de alguns fatores de virulência, incluindo presença de capsula e termotolerância.
Os fatores de virulência do gênero Cryptococcus já são bem estudados e definidos, entre eles a presença de cápsula, produção de melanina, fosfolipase, urease, formação de biofilme e termotolerância (PALANCO et al., 2017; ANDRADE et al., 2023; SUO et al., 2023; PROBST et al., 2023). Contudo, estudos quanto aos fatores de virulência de outras espécies de Tremellomycetes são escassos. No entanto, Oliveira et al. (2021) demonstraram que N. albida, N. liquefasciens e P. laurentii podem apresentar diferenças importantes no potencial patogênico quando comparadas ao complexo neoformans e complexo gattii, incluindo uma maior resistência a agentes antifúngicos.
Com o aumento do número de infecções por espécies de Cryptococcus não-neoformans/não-gatti em humanos e animais, que inclui espécies de Tremellomycetes, bem como o isolamento desses fungos a partir de órgãos de C. livia, torna-se relevante avaliar os fatores de virulência, a patogenicidade para mamíferos e perfil de suscetibilidade à antifúngicos desses eucariotos emergentes.
Metodologia
Ensaios in vitro: Para estes ensaios serão utilizados os seguintes isolados fúngicos: Papiliotrema flavescens (n=5), Naganishia diffluens (n=5), Filobasidium magnum (n=2) e Naganishia randhawae (n=1), os quais foram previamente isolados de cérebro, pulmão e intestino de Columba livia e identificados molecularmente por sequenciamento de DNA. Os fatores de virulência a serem avaliados serão: produção de melanina; espessura de cápsula; produção de urease, produção de fosfolipase; índice de hemólise; formação de biofilme; tolerância à luz ultra violeta (UV) e suscetibilidade antifúngica.
Ensaios in vivo: Para avaliação da patogenicidade fúngica, será selecionado um isolado de cada um dos três gêneros fúngicos (P. flavescens (n=1), N. diffluens (n=1) e F. magnum (n=1)), considerando os fatores de virulência que serão previamente avaliados in vitro. O grupo de animais imunossuprimidos receberão ciclofosfamida (dia -4 e dia -1) para induzir a imunossupressão, mimetizando um fator de imunossupressão. O grupo imunocompetente será composto por animais hígidos e servirá como avaliação de pacientes imunocompetentes frente à exposição aos Tremellomycetes, sendo considerado o grupo controle deste estudo. A exposição aos fungos ocorrerá pela via intranasal, que é a principal via de infecção em humanos e animais; também será feita a inoculação intravenosa, pela veia caudal, com o intuito de induzir a criptococcemia. Dessa forma cada grupo de animais para cada gênero fúngico avaliado será composto de 12 animais imunossuprimidos e 12 animais imunocompetentes, independente de sexo, que serão divididos igualmente em grupos de inoculação intranasal (n=12) e intravenosa (n=12), somando 24 animais para cada gênero fúngico, fracionados em quatro grupos de 06 animais, totalizando 72 camundongos no experimento. O experimento com os animais fori aprovado pela CEUA/ UFPel (nº CEUA 004718/2024-17).
Ensaios in vivo: Para avaliação da patogenicidade fúngica, será selecionado um isolado de cada um dos três gêneros fúngicos (P. flavescens (n=1), N. diffluens (n=1) e F. magnum (n=1)), considerando os fatores de virulência que serão previamente avaliados in vitro. O grupo de animais imunossuprimidos receberão ciclofosfamida (dia -4 e dia -1) para induzir a imunossupressão, mimetizando um fator de imunossupressão. O grupo imunocompetente será composto por animais hígidos e servirá como avaliação de pacientes imunocompetentes frente à exposição aos Tremellomycetes, sendo considerado o grupo controle deste estudo. A exposição aos fungos ocorrerá pela via intranasal, que é a principal via de infecção em humanos e animais; também será feita a inoculação intravenosa, pela veia caudal, com o intuito de induzir a criptococcemia. Dessa forma cada grupo de animais para cada gênero fúngico avaliado será composto de 12 animais imunossuprimidos e 12 animais imunocompetentes, independente de sexo, que serão divididos igualmente em grupos de inoculação intranasal (n=12) e intravenosa (n=12), somando 24 animais para cada gênero fúngico, fracionados em quatro grupos de 06 animais, totalizando 72 camundongos no experimento. O experimento com os animais fori aprovado pela CEUA/ UFPel (nº CEUA 004718/2024-17).
Indicadores, Metas e Resultados
O projeto visa investigar a capacidade patogênica de Tremellomycetes isolados de órgãos de pombos e contribuir cientificamente aprofundando informações sobre essas espécies de fungos emergentes e ainda ainda pouco estudadas
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
CAROLINA DOS SANTOS BERMANN | |||
CAROLINE QUINTANA BRAGA | |||
DANIELA ISABEL BRAYER PEREIRA | 3 | ||
HENRIQUE ZARNOTT RAATZ | |||
ISABELLA RODRIGUES DE ANDRADE | |||
JEFERSON LUIZ SILVA DE SOUZA | |||
LUCIÉLE PEREIRA DE MELO | |||
Sônia de Avila Botton | |||
YASMIN DUMMER RUAS |