Avaliação da atividade e mecanismo de ação antifúngico de derivadostiazólicos sobre Cryptococcusspp
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Resumo
A criptococose é uma micose invasiva distribuída por todo o mundo. Ela é causada
principalmente por duas espécies de leveduras encapsuladas: Cryptococcus neoformans e C. gattii.
C. neoformans é adquirido principalmente no contato com fezes de aves (principalmente de pombos),
inalando o fungo. Já C. gattii é mais comumente associado a árvores, como eucalipto e amendoeira.
A infecção com a maior importância causada por estas espécies é a meningite criptococócica, em
que o fungo atravessa a barreira hematoencefálica e causa infecções no sistema nervoso central.
Atualmente, o tratamento para criptococose é feito a base de anfotericina B juntamente com a
flucitosina e o fluconazol, mas para casos de meningite esse tratamento é mais complexo e com uma
menor efetividade. Tendo em vista o limitado número de drogas para o tratamento desta meningite e
sua expressiva importância clínica, a busca por novos derivados tiazois com atividade contra
Cryptococcus é o objetivo aqui proposto. Inicialmente foi determinada a concentração inibitória
mínima frente a diversas linhagens de C. gattii e de C. neoformans e a toxicidade para a célula de
trabalho, hCMEC/D3, uma linhagem originada de microvasos cerebrais. Seguindo, uma análise da
curva de crescimento da levedura em contato com as drogas revelou-se a ação fungicida das
mesmas. Em sequência, realizamos uma análise químico-genética com uma coleção de 322
linhagens de C. neoformans mutantes para diferentes fatores de transcrição para uma triagem inicial
de possíveis genes importantes na ação destes derivados. Verificamos que linhagens mais tolerantes
aos derivados apresentavam deleção de genes relacionados à adaptação a estresses e resistência a
metais pesados e estresse do retículo endoplasmático. Com estes dados, avaliamos a influência
causada pelos derivados em linhagens com exposição prévia a eles na produção de melanina e
ergosterol além de diversos fatores de estresse celular. Esta exposição diminuiu a produção de
ergosterol e melanina, além de promover uma maior tolerância a estressores osmóticos e de
membrana celular. Posteriormente, ensaios de transmigração celular em modelo de barreira
hematoencefálica revelaram que os derivados diminuíram a capacidade de C. neoformans em
atravessar esta barreira. Por fim, ensaios in vivo em modelo murino mostraram uma extensão na
sobrevida dos animais com criptococose, além de uma diminuição da carga fúngica no cérebro e
pulmão. Com tudo isso, concluímos, inicialmente, que os derivados aqui trabalhados são ótimos
candidatos a terapia da meningite criptococócica e pulmonar.
Abstract
Cryptococcosis is an invasive mycosis distributed throughout the world. It is mainly caused by
two species of encapsulated yeast: Cryptococcus neoformans and C. gattii. C. neoformans is acquired
mainly through contact with bird feces (mainly pigeons), inhaling the fungus. C. gattii is more
commonly associated with trees, such as eucalyptus and almond trees. The most important infection
caused by these species is cryptococcal meningitis, in which the fungus crosses the blood-brain
barrier and causes infections in the central nervous system. Currently, the treatment for
cryptococcosis is based on amphotericin B together with flucytosine and fluconazole, but for cases of
meningitis this treatment is more complex and less effective. Considering the limited number of drugs
for the treatment of this meningitis and its significant clinical importance, the search for new thiazole
derivatives with activity against Cryptococcus is the objective proposed here. Initially, the minimum
inhibitory concentration was determined against several strains of C. gattii and C. neoformans and the
toxicity for the working cell, hCMEC/D3, a strain originating from cerebral microvessels. Next, an
analysis of the growth curve of the yeast in contact with the drugs revealed their fungicidal action.
Next, we performed a chemical-genetic analysis with a collection of 322 strains of C. neoformans
mutants for different transcription factors for an initial screening of possible genes important in the
action of these derivatives. We found that strains more tolerant to derivatives had deletions of genes
related to adaptation to stress and resistance to heavy metals and endoplasmic reticulum stress. With
these data, we evaluated the influence caused by derivatives in strains with previous exposure to
them on the production of melanin and ergosterol in addition to various cellular stress factors. This
exposure decreased the production of ergosterol and melanin, in addition to promoting greater
tolerance to osmotic and cell membrane stressors. Subsequently, cell transmigration assays in a
blood-brain barrier model revealed that the derivatives decreased the ability of C. neoformans to cross
this barrier. Finally, in vivo tests in a murine model showed an extension in the survival of animals with
cryptococcosis, in addition to a decrease in the fungal load in the brain and lung. With all this, we
concluded, initially, that the derivatives worked here are excellent candidates for therapy of
cryptococcal and pulmonary meningitis.
Assunto
Microbiologia, Cryptococcus, Tiazóis, Fatores de Transcrição, Barreira Hematoencefálica
Palavras-chave
Cryptococcus, tiazol, fatores de transcrição, barreira hemato-encefálica
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