Caracterização de marcadores de virulência em Paracoccidioides brasiliensis

Caracterização de marcadores de virulência em Paracoccidioides brasiliensis

Título alternativo Characterization of markers of virulence in Paracoccidioides brasiliensis
Autor Kioshima, Érika Seki Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Lopes, Jose Daniel Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Pós-graduação Microbiologia e imunologia – São Paulo
Resumo Paracoccidioidomycosis (PCM) is a human systemic granulomatous disease, prevalent in South America, caused by a thermodimorphic fungus, Paracoccidioides brasiliensis. This fungus presents complex antigenic structure and some of these components have been related with its pathogenicity, of which little is known. The virulence recovery of isolates by passage in vivo was performed in our laboratory. Attenuated and virulent Pb18 isolates were analyzed from various angles to confirm this change. The results of the survival curve, the number of CFUs and histology, showed clear differences in pathogenicity pattern of these isolates. Other features were also evaluated as morphology, growth curve and cell ultrastructure. Analysis of differential gene expression profile showed positive regulation genes related to metabolisms of proteins, lipids and amino acids. Some molecules, previously described as putative virulence factors, were positive regulated, among which calmodulin, kex-like protein and Hsp70. However, the number of defined virulence factors for dimorphic fungal pathogens, up to now, is relatively small. Several techniques have unsuccessfully been employed to characterize these elusive antigenic structures. Using phage display methodology, three peptide-displaying phages that bound preferentially to virulent isolates of P. brasiliensis were selected. By binding assay, p04 phage distinguished predefined degrees of virulence of isolates. Using confocal microscopy, the homologue synthetic peptide (pep04), labeled with 6-FAM, was internalized by only virulent isolate yeast cells. Sequential optical section imaging indicated that the labeling was within the intracellular milieu and frequently close or overlapping DAPI staining. These results showed that both, phage p04 and pep04, can be considered as biomarkers of virulence in PCM since both bound to virulent P. brasiliensis. To evaluate the consequences of interactions between the biomarkers and fungal cells, in vitro and in vivo experiments were performed. The latter demonstrated that p04 phage was sufficient to prevent the implantation of the fungus in the lungs and its migration to spleen and liver. In addition, this phage reduced colony-forming units in the lungs of mice infected with P. brasiliensis as compared to controls. In vitro experiments showed that pep04 exhibited fungicidal activity only against virulent P. brasiliensis, leaving unaltered the growth of the attenuated isolate. Therefore, these biomarkers may be useful tools for prognosis in PCM and may be possibly used in the routine clinical practice as therapeutic drug adjuvants.

A paracoccidioidomicose (PCM) é uma doença sistêmica de caráter granulomatoso, prevalente na América do Sul, causada pelo fungo termodimórfico Paracoccidioides brasiliensis. O fungo apresenta estrutura complexa de proteínas e glicoproteínas e dentre esses componentes, alguns estão envolvidos na patogenicidade da doença. A recuperação da virulência de isolados por meio de passagem in vivo foi realizada com sucesso em nosso laboratório. Os isolados Pb18 atenuado e virulento foram analisados sob diversos ângulos para confirmação dessa modificação. Os resultados de curva de sobrevida, recuperação de CFU de órgão e histologia, mostraram claramente as diferenças no padrão de patogenicidade desses dois isolados. Outras características também foram avaliadas como morfometria, padrão de crescimento e ultraestrutura celular. Análises de expressão gênica diferencial apontaram um perfil de regulação positiva para genes relacionados ao metabolismo de proteínas, de lipídeos e aminoácidos. Algumas moléculas anteriormente descritas como putativos fatores de virulência foram moduladas positivamante, entre as quais podemos citar a calmodulina, proteína kex-like e hsp70. Entretanto, ainda pouco se sabe sobre estes fatores virulência para maioria dos fungos dimórficos, entre eles o P.brasiliensis. Várias técnicas têm sido utilizadas, sem sucesso, para caracterização destas moléculas. Utilizando a metodologia de Phage display, foram selecionados três fagos que se ligam preferencialmente ao isolado Pb18 virulento. Por meio de ensaio de ligação, o fago p04 foi capaz de distinguir graus de virulência de outros quatro isolados. As imagens obtidas por microscopia confocal mostraram que o pep04, acoplado a 6-FAM, foi internalizado somente por leveduras do isolado virulento. Imagens seriadas indicam marcação do meio intracelular, frequentemente associada ou co-localizada à marcação por DAPI. Estes resultados demonstraram que ambos, pep04 e p04, podem ser considerados biomarcadores de virulência na PCM. Para avaliar as consequências das interações destes biomarcadores com células fúngicas, foram realizados ensaios in vitro e in vivo. O fago p04 foi suficiente para impedir a implantação e disseminação do fungo. Além disso, foi capaz de reduzir o número de CFUs recuperadas de animais tratados com este fago, quando comparado ao controle (fago sem inserto). Experimentos in vitro utilizando o pep04 demostraram a atividade fungicida deste peptídeo contra, apenas, o isolado virulento. Desta foram, estes biomarcadores poderão ser utilizados tanto no diagnóstico, quanto na pratica clínica como adjuvante terapêutico.
Palavra-chave Paracoccidiodes brasiliensis
Phage display
Paracoccidiodes brasiliensis
Virulência
Peptídeos
Phage display
Biomarcadores
Virulence
Peptides
Biomarkers
Idioma Português
Financiador Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Data de publicação 2009-06-24
Publicado em KIOSHIMA, Érika Seki. Caracterização de marcadores de virulência em Paracoccidioides brasiliensis. 2009. Tese (Doutorado em Ciências) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, 2009.
Publicador Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extensão 180 p.
Direito de acesso Acesso aberto Open Access
Tipo Tese de doutorado
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/9171

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Nome: Publico-9171.pdf
Tamanho: 9.835MB
Formato: PDF
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