Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/51055
Type: Tese
Title: Cryptococcus - PLANTA: buscando novos modelos para compreender os mecanismos dessa interação
Other Titles: Cryptococcus - PLANT: searching new models to understand the mechanisms of this interaction
Authors: João Carlos Maia Dornelas de Oliveira
First Advisor: Maria Aparecida de Resende Stoianoff
First Co-advisor: Marliete Carvalho da Costa
First Referee: Vera Lúcia dos Santos
Second Referee: Susana Johann
Third Referee: Ludmila de Matos Baltazar
metadata.dc.contributor.referee4: Rafael Wesley Bastos
Abstract: A criptococose é uma micose sistêmica cujos principais agentes etiológicos são Cryptococcus gattii (Cg) e C. neoformans (Cn). Estes patógenos vivem saprofiticamente no solo e leveduras do gênero Cryptococcus já foram isoladas de dezenas de espécies vegetais. Entretanto, não se sabe ainda como a interação Cryptococcus-planta pode afetar o modelo vegetal e, principalmente, o fungo. Nesse sentido, o presente estudo tem como objetivo desenvolver um modelo vegetal para estudar interação entre Cryptococcus-planta e verificar a influência de resistência a agroquímicos nesta interação. Para tanto, C. gattii L27/01 foi inoculada por diferentes métodos em três modelos vegetais: Arabidopsis thaliana (At), Nicotiana tabacum (Nt) e N. benthamiana (Nb). Após a inoculação, foram avaliadas alterações nos modelos vegetais e em Cg. Foi verificada maior recuperação fúngica após 7 dias de infecção em todos o s modelos vegetais e os d iferen tes métodos de inoculação. A levedura não desempenha efeito patológico visível nos modelos vegetais e também não altera metabolismo primário e secundário (amido, lipídios, compostos fenólicos e lignina) destes. A infecção de Cg em Nb resulta em aumen to no conteúdo de peróxido de hidrogênio e na atividade de enzimas do sistema antioxidante, como catalase, superóxido dismutase, ascorbato peroxidase e glutationa redutase. A inoculação de Cg em Nb também acarretou aumento da auxin a ácido indolilacético. P or iss o, a inoculação em Nb pelo método de escarificação foi a melhor estratégia para estudos de interação . Cg exibiu aumento do diâmetro do corpo celular após interação com At e Nb. Houve diminuição da espessura capsular e da razã o superfície/volume após passag em em At e Nb. O fungo apresentou maior crescimento e menor conteúdo de ergosterol após passagem em Nb. Na interação com macrófagos murinos, o índice fagocítico de Cg que passou por Nb foi aumentado no tempo de 3 horas e dimi nuído em 24 horas. A prod ução d e espécies reativas de oxigênio foi menor para Cg após passagem em Nb. A recuperação de carga fúngica dos macrófagos foi elevada para a Cg após passagem em Nb. Estabelecido o modelo vegetal mais adequado para avaliar a interação Cryptococcus-planta, foi obtida a inoculação do modelo com diferentes linhagens de Cg e Cn não adaptadas e adaptadas aos agroquímicos piraclostrobina (PCT) e tebuconazol (TBZ). No que diz respeito, a interação das linhagens não adaptadas e adaptadas aos agroquímicos, o mesmo perfil foi observado. Cn adaptado a PCT (A PCT) foi menos recuperado de Nb, enquanto Cn adaptado e subcultivado por 10 passagens em meio sem agroquímico (10p PCT) apresentou maior recuperação. Cn A PCT e 10p PCT apresentaram maior diâmetro do corpo celular e espessura capsular após passagem em Nb. Cn não adaptado (NA) exibiu diminuição da espessura capsular e Cn A PCT e 10p PCT demonstraram redução na razão superfície/volume após passagem em Nb. Cn A TBZ foi menos recuperado e Cn 10p TBZ foi mais recuperado de Nb quando comparado a linhagem Cn NA. Cn A TBZ apresentou diminuição do diâmetro do corpo celular e aumento da espessura capsular e razão da superfície/volume após passagem em Nb. Cn 10p TBZ exibiu aumento do diâmetro do corpo celular e da espessura capsular, bem como diminuição da razão superfície/volume após passagem em Nb. Cn A TBZ exibiu menor susceptibilidade a anfotericina B (AMB) e Cn 10p TBZ também apresentou menor suspcetibilidade para fluconazol (FCZ). Cn A TBZ e A PCT exibiram menor crescimento nos tempos de 24 e 48 horas após a passagem em Nb. Houve aumento da produção de lacase após a passagem em Nb para Cn NA, A TBZ, 10p TBZ, PCT. A atividade de fosfolipase foi reduzida após passagem em Nb em Cn NA, A TBZ e 10p TBZ. A atividade de fosfolipase foi aumentada para Cn A PCT e 10p PCT após passagem em Nb. Quando se avalia a interação de Cg com o modelo vegetal, foi observado que Cg 10p PCT exibiu maior recuperação de Nb. Foi verificado aumento do diâmetro celular para Cg NA após passagem em Nb. A espessura da cápsula e a razão superfície/volume foram reduzidas em ambas as linhagens após passagem em Nb. Cg NA e 10p PCT exibiram menor susceptibilidade para AMB e PCT após passagem em Nb. Cg 10p PCT foi mais susceptível a FCZ após passagem em Nb. O conteúdo de ergosterol foi aumentado para Cg 10p PCT e a atividade da lacase foi reduzida em Cg NA após passagem em Nb. A infecção de Cn e Cg reduziu a sobrevida de Tenebrio molitor. Deste modo, o presente trabalho demonstra que a interação que os modelos vegetais podem apresentar na morfofisiologia e virulência de Cryptococcus, abrem perspectivas para utilização do modelo vegetal na busca de novos mecanismos envolvidos na resistência e virulência do fungo no ambiente.
Abstract: Cryptococcosis is a systemic mycosis whose main etiological agents are Cryptococcus gattii (Cg) and C. neoformans (Cn). These pathogens live saprophytically in the soil and yeasts of the genus Cryptococcus have been isolated from dozens of plant species. However, it is not known how the Cryptococcus-plant interaction can affect the plant model and, especially, the fungus. In this sense, the present study aimed to develop a plant model to study the interaction between Cryptococcus-plant and to verify the influence of resistance to agrochemicals on this interaction. Therefore, C. gattii L27/01 was inoculated by different methods in three plant models: Arabidopsis thaliana (At), Nicotiana tabacum (Nt) and N. benthamiana (Nb). After inoculation, changes in plant models and in Cg were evaluated. Greater fungal recovery was verified after 7 days of infection in all plant models and different inoculation methods. Yeast has no visible pathological effect in plant models and also does not alter their primary and secondary metabolism (starch, lipids, phenolic compounds and lignin). Infection of Cg to Nb results in an increase in the hydrogen peroxide content and in the activity of enzymes of the antioxidant system, such as catalase, superoxide dismutase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase. Inoculation of Cg in Nb also increased indolylacetic acid auxin. Therefore, inoculation in Nb by the scarification method was the best strategy for interaction studies. Cg exhibited increased cell body diameter after interaction with At and Nb. There was a decrease in capsular thickness and surface/volume ratio after passage in At and Nb. The fungus showed greater growth and lower ergosterol content after passage in Nb. In the interaction with murine macrophages, the phagocytic index of Cg that passed through Nb was increased in 3 hours and decreased in 24 hours. The production of reactive oxygen species was lower for Cg after passage in Nb. The recovery of fungal load of macrophages was high for Cg after passage in Nb. After establishing the most adequate plant model to evaluate the Cryptococcus-plant interaction, the model was inoculated with different strains of Cg and Cn not adapted and adapted to the agrochemicals pyraclostrobin (PCT) and tebuconazole (TBZ). With regard to the interaction of non-adapted and adapted strains to agrochemicals, the same profile was observed. Cn adapted to PCT (A PCT) was less recovered from Nb, while Cn adapted and subcultured for 10 passages in medium without agrochemical (10p PCT) showed greater recovery. Cn A PCT and 10p PCT showed greater cell body diameter and capsular thickness after passage in Nb. Unadapted Cn (NA) exhibited a decrease in capsular thickness and Cn A PCT and 10p PCT showed a reduction in surface/volume ratio after passage in Nb. Cn A TBZ was less recovered and Cn 10p TBZ was more recovered from Nb when compared to the Cn NA strain. Cn TBZ showed decreased cell body diameter and increased capsular thickness and surface/volume ratio after passage in Nb. Cn 10p TBZ exhibited increased cell body diameter and capsular thickness, as well as decreased surface/volume ratio after passage in Nb. Cn A TBZ exhibited lower susceptibility to amphotericin B (AMB) and Cn 10p TBZ also exhibited lower susceptibility to fluconazole (FCZ). Cn A TBZ and A PCT exhibited lower growth at times 24 and 48 hours after passage in Nb. There was an increase in laccase production after passage in Nb to Cn NA, A TBZ, 10p TBZ, A PCT. Phospholipase activity was reduced after passage on Nb in Cn NA, A TBZ and 10p TBZ. Phospholipase activity increased for Cn A PCT and 10p PCT after passage in Nb. When evaluating the interaction of Cg with the plant model, it was observed that Cg 10p PCT exhibited greater Nb recovery. It was verified an increase in cell diameter for Cg NA after passage in Nb. Capsule thickness and surface/volume ratio were reduced in both strains after passage in Nb. Cg NA and 10p PCT exhibited lower susceptibility to AMB and PCT after passage in Nb. Cg 10p PCT was more susceptible to FCZ after passage on Nb. Ergosterol content was increased to Cg 10p PCT and laccase activity was reduced to Cg NA after passage in Nb. Cn and Cg infection reduced Tenebrio molitor survival. Thus, the present work demonstrates that the interaction that plant models can have on the morphophysiology and virulence of Cryptococcus, opening perspectives for using the plant model in the search for new mechanisms involved in the resistance and virulence of the fungus in the environment.
Subject: Microbiologia
Cryptococcus
Plantas
Interações hospedeiro-patógeno
Agroquímicos
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
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/51055
Issue Date: 11-Nov-2021
metadata.dc.description.embargo: 12-Nov-2023
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