Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/39296
Type: Tese
Title: Influência da exposição a antifúngicos clínicos na susceptibilidade, fisiologia, virulência e estresse oxidativo e nitrosativo em agentes causadores de dermatofitose
Other Titles: Influence of exposure to clinical antifungals on susceptibility, physiology, virulence and oxidative and nitrosative stress in dermatophytosis agents
Authors: Paulo Henrique Fonseca do Carmo
First Advisor: Daniel de Assis Santos
First Co-advisor: Nalu Teixeira Aguiar Peres
First Referee: Raimunda Sâmia Nogueira Brilhante
Second Referee: Gabriella de Freitas Ferreira
Third Referee: Tamires Aparecida Bitencourt
metadata.dc.contributor.referee4: Estefânia Mara do Nascimento Martins
Abstract: A emergência da resistência aos antifúngicos e a falha terapêutica advinda desse processo é um fato cada vez mais recorrente na prática clínica. A resistência pode ser definida como uma redução da eficácia de um fármaco frente a toda uma população de células fúngicas. Para dermatófitos, os mecanismos de resistência ainda não são totalmente elucidados. Além disso, a menor incidência de resistência frente a determinados antifúngicos sugere a ocorrência de mecanismos de ação paralelos àqueles descritos. Assim, essa pesquisa avaliou a influência da exposição de dermatófitos aos antifúngicos terbinafina e itraconazol na susceptibilidade a drogas, na virulência e interação fungo-hospedeiro in vitro e in vivo, e analisou o papel do estresse oxidativo e nitrosativo no tratamento in vitro com amorolfina e ciclopirox olamina. No primeiro capítulo, dezesseis linhagens selvagens de dermatófitos passaram por um processo de adaptação em meio suplementado com itraconazol ou terbinafina e, posteriormente, foram cultivadas em meio na ausência destes antifúngicos. Onze linhagens (70,58%) apresentaram menor susceptibilidade ao itraconazol e cinco (29,41%) à terbinafina. Além disso, estas linhagens exibiram menor susceptibilidade também a outros antifúngicos clínicos como amorolfina, cetoconazol e ciclopirox olamina. A exposição a itraconazol acarretou aumento da expressão do gene ERG11 nas linhagens previamente expostas ao itraconazol. Uma linhagem também exibiu aumento da expressão do gene MDR3. A menor susceptibilidade e o subcultivo na ausência do antifúngico acarretou alterações no crescimento, na germinação de conídios, na tolerância a diferentes fontes de estresse, na produção de biofilme, na interação com macrófagos e em menor viabilidade fúngica em modelo murino. Estes resultados demonstram que linhagens menos susceptíveis a antifúngicos se comportam de modo diferente das linhagens que não foram expostas ao fármaco, o que resulta, além de mudanças na susceptibilidade, fisiologia e expressão de ERG11 e MDR3, em uma interação diferenciada com macrófagos e em modelo murino. No segundo capítulo, três linhagens de dermatófitos foram expostas ao tratamento com amorolfina e ciclopirox olamina para avaliar a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) e peroxinitrito (PRN). Estas linhagens também foram avaliadas sob tratamento na presença de inibidores de ROS e PRN: sal dissódico do ácido 4,5-di-hidroxi-1,3-benzenodissulfónico monohidratado (Tiron) e 5,10,15,20-tetraquis(4-sulfonatofenil) porfirinato de ferro (III) (FeTPPS). As três linhagens foram susceptíveis a amorolfina e ciclopirox a 0,25 e 2,00 µg/mL, respectivamente. O tratamento com amorolfina e ciclopirox aumentou a produção de ROS e PRN e diminuiu a carga fúngica pós-tratamento. Na presença dos inibidores, a produção de ROS e PRN diminuiu e a carga fúngica aumentou. A combinação entre os antifúngicos e inibidores DETC, 3AT, Tiron, FeTPPS também foi avaliada. As interações foram antagônicas para a combinação de DETC com amorolfina e ciclopirox, sinérgicas para a combinação de amorolfina a FeTPPS e 3AT e indiferentes para as outras combinações. O tratamento com amorolfina e ciclopirox reduziu o conteúdo de ergosterol e aumentou a peroxidação lipídica. A associação de amorolfina aos inibidores reduziu a peroxidação lipídica e elevou o conteúdo de ergosterol. Este perfil também foi observado na associação de ciclopirox ao FeTPPS, o que indica que amorolfina e ciclopirox tem ação antifúngica que envolve como mecanismo de ação também a produção de ROS e PRN contra T. interdigitale. Além disso, este conjunto de dados demonstra, primeiro, a relativa facilidade de produção de linhagens com menor susceptibilidade a antifúngico, o que torna esta questão extremamente preocupante e relevante. Segundo, fica estabelecido um mecanismo de ação paralelo para amorolfina e ciclopirox, o que pode explicar a menor taxa de resistência frente a estes antifúngicos e estabelecer caminhos para novas propostas terapêuticas.
Abstract: The emergence of resistance to antifungals and the therapeutic failure resulting from this process is an increasingly recurrent fact in clinical practice. Resistance can be defined as a reduction in the effectiveness of a drug against an entire population of fungal cells. For dermatophytes, the resistance mechanisms are still not fully elucidated. Furthermore, the lower incidence of resistance to certain antifungal agents suggests the occurrence of mechanisms of action parallel to those described. Thus, this research evaluated the influence of exposure of dermatophytes to the antifungals terbinafine and itraconazole on fungal susceptibility, virulence and fungus-host interaction in vitro and in vivo, and analyzed the role of oxidative and nitrosative stress in treatment in vitro with amorolfine and ciclopirox olamine. In the first chapter, sixteen wild strains of dermatophytes underwent an adaptation process in medium supplemented with itraconazole or terbinafine and, later, cultivated in medium in the absence of these antifungals. Eleven strains (70.58%) were less susceptible to itraconazole and five (29.41%) to terbinafine. In addition, these strains also exhibited lower susceptibility to other clinical antifungals such as amorolfine, ketoconazole and ciclopirox olamine. Exposure to itraconazole increased the expression of the ERG11 gene in strains previously exposed to itraconazole. One strain also exhibited increased expression of the MDR3 gene. The decreased susceptibility and subculture in the absence of the antifungal caused changes in growth, conidia germination, tolerance to different sources of stress, biofilm production, interaction with macrophages and decreased fungal viability in a murine model. These results demonstrate that strains less susceptible to antifungals behave differently from strains that were not exposed to the drug, which results, in addition to changes in the susceptibility, physiology and expression of ERG11 and MDR3, in a differentiated interaction with macrophages and in a murine model. In the second chapter, three strains of dermatophytes were exposed to treatment with amorolfine and ciclopirox olamine to evaluate the production of reactive oxygen species (ROS) and peroxynitrite (PRN). These strains were also evaluated under treatment in the presence of ROS and PRN inhibitors: 4,5-dihydroxy-1,3-benzenedisulfonic acid disodium salt monohydrate (Tiron) and 5,10,15,20-Tetrakis(4-trimethylammoniophenyl) porphyrin (FeTPPS). The three strains were susceptible to amorolfine and ciclopirox at 0.25 and 2.00 µg/mL, respectively. Treatment with amorolfine and ciclopirox increased ROS and PRN production and decreased post-treatment fungal burden. In the presence of inhibitors, the production of ROS and PRN decreased and the fungal burden increased. The combination of antifungals and inhibitors DETC, 3AT, Tiron, FeTPPS was also evaluated. The interactions were antagonistic for the combination of DETC with amorolfine and ciclopirox, synergistic for the combination of amorolfine to FeTPPS and 3AT, and indifferent for the other combinations. Treatment with amorolfine and ciclopirox reduced ergosterol content and increased lipid peroxidation. The association of amorolfine with inhibitors reduced lipid peroxidation and increased ergosterol content. This profile was also observed in the association of ciclopirox to FeTPPS, which indicates that amorolfine and ciclopirox have an antifungal action that also involves the production of ROS and PRN against T. interdigitale as a mechanism of action. Furthermore, this dataset demonstrates, first, the relative ease of production of strains with less susceptibility to antifungals, which makes this issue extremely worrisome and relevant. Second, a parallel mechanism of action for amorolfine and ciclopirox is established, which may explain the lower rate of resistance against these antifungals and establish paths for new therapeutic proposals.
Subject: Microbiologia
Arthrodermataceae
Antifúngicos
Estresse oxidativo
Farmacorresistência fúngica
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/39296
Issue Date: 25-Oct-2021
metadata.dc.description.embargo: 31-Jan-2023
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