Estudo da interação do fungo emergente Candida auris com o hospedeiro fúngico ambiental Acanthamoeba castellanii
Ano de defesa: | 2024 |
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Resumo: | Candida auris tem atraído recentemente a atenção devido à sua ampla expressão de fatores de virulência e resistência a antifúngicos clinicamente utilizados, contribuindo para o alto número de infecções nosocomiais. Poucos relatos na literatura exploraram o controle microbiológico ambiental desse organismo e suas possíveis interações com hospedeiros ambientais. Explorar os mecanismos de interação do fungo C. auris com a A. castellanii, e avaliar alterações fenotípicas que podem resultar em modificação de sua virulência, como a formação de biofilme, considerado o principal fator de virulência deste fungo, termotolerância, secreção de proteases e lipases e sensibilidade a antifúngicos poderia levar a uma compreensão da adaptação ambiental desse patógeno, ao controle microbiológico e a novas estratégias de vigilância em saúde. Explorar a interação de C. auris com A. castellanii para compreender a adaptação ambiental deste patógeno fúngico, visando estabelecer medidas para o seu controle microbiológico e estratégias de vigilância sanitária. As cinéticas da interação direta entre Ac e C. auris (MMC1, resistente e MMC2, fenótipo susceptível) foram exploradas em diferentes proporções (10 patógenos: 1 Acanthamoeba, 5:1; 2:1; 1:1) e intervalos (até 3 horas) e analisadas por citometria de fluxo. A viabilidade fúngica (curvas de crescimento e unidades formadoras de colônias) foi avaliada para verificar o impacto direto e indireto de Ac em C. auris, co-incubando o fungo com a ameba ou seus subprodutos, respectivamente, como sobrenadante condicionado ou vesículas extracelulares (EVs). As cepas de C. auris recuperadas das distintas condições de incubação foram avaliadas em relação à sua adaptação ao estresse (oxidativo, osmótico, alta temperatura e pH extremo) e sensibilidade a antifúngicos (polienos e azóis). Além disso, a virulência de C. auris recuperada de Ac ou cultivada na presença/ausência de EVs de Ac e seus produtos foi comparada em modelos de sobrevivência de Galleria mellonella. As cepas MMC1 e MMC2 demonstraram taxas distintas de associação com Ac, dependendo de fatores como tempo e multiplicidade de infecção (MOI). Ambos os fenótipos se reproduziram dentro de Ac, mantendo sua viabilidade mesmo sob predação. Após a recuperação de Ac, a cepa MMC1 de C. auris mostrou maior tolerância ao estresse oxidativo e osmótico; no entanto, é importante destacar que a cepa MMC2 mostrou maior tolerância tanto ao estresse oxidativo quanto ao osmótico e a temperaturas mais altas, como 37 e 42°C. Em relação à suscetibilidade a medicamentos, a análise realizada com a cepa MMC1 confirmou sua resistência extrema, com uma concentração inibitória mínima (MIC) de Anfotericina B de 32 μg/mL, enquanto o grupo exposto a Ac exibiu maior sensibilidade (4 μg/mL). Quanto à cepa MMC2, a incubação com Ac foi capaz de induzir resistência (de 0,25 μg/mL no controle para 1 μg/mL após a interação com Ac). A passagem de C. auris por Ac foi acompanhada por um aumento na capacidade de formação de biofilme e nos níveis de ergosterol em ambas as cepas. Além disso, as cepas MMC1 e MMC2 mostraram produção aprimorada de sideróforos. Por fim, a cepa MMC1 recuperada de Ac apresentou uma taxa de mortalidade menor em G. mellonella quando comparada ao controle, indicando uma possível atenuação na virulência, enquanto para a cepa MMC2 houve uma reversão do fenótipo. A cepa MMC2, portanto, mais suscetível à predação por Ac, estaria mais propensa à pressão seletiva, adaptação ao estresse e modificação de sua suscetibilidade a agentes antifúngicos e virulência. Portanto, essas possíveis mudanças fenotípicas, causadas pelo contato com Ac e adaptação ao estresse, indicam a necessidade urgente de estratégias de controle microbiológico para patógenos emergentes e seus hospedeiros ambientais, como um possível pilar no conceito de "One Health" (Saúde Única). |
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Estudo da interação do fungo emergente Candida auris com o hospedeiro fúngico ambiental Acanthamoeba castellaniiCandida aurisAcanthamoeba castellaniiAdaptação ao estresseVirulênciaCandida aurisAcanthamoeba castellaniiAdaptação biológicaVirulênciaCandida aurisAcanthamoeba castellaniiCandida auris tem atraído recentemente a atenção devido à sua ampla expressão de fatores de virulência e resistência a antifúngicos clinicamente utilizados, contribuindo para o alto número de infecções nosocomiais. Poucos relatos na literatura exploraram o controle microbiológico ambiental desse organismo e suas possíveis interações com hospedeiros ambientais. Explorar os mecanismos de interação do fungo C. auris com a A. castellanii, e avaliar alterações fenotípicas que podem resultar em modificação de sua virulência, como a formação de biofilme, considerado o principal fator de virulência deste fungo, termotolerância, secreção de proteases e lipases e sensibilidade a antifúngicos poderia levar a uma compreensão da adaptação ambiental desse patógeno, ao controle microbiológico e a novas estratégias de vigilância em saúde. Explorar a interação de C. auris com A. castellanii para compreender a adaptação ambiental deste patógeno fúngico, visando estabelecer medidas para o seu controle microbiológico e estratégias de vigilância sanitária. As cinéticas da interação direta entre Ac e C. auris (MMC1, resistente e MMC2, fenótipo susceptível) foram exploradas em diferentes proporções (10 patógenos: 1 Acanthamoeba, 5:1; 2:1; 1:1) e intervalos (até 3 horas) e analisadas por citometria de fluxo. A viabilidade fúngica (curvas de crescimento e unidades formadoras de colônias) foi avaliada para verificar o impacto direto e indireto de Ac em C. auris, co-incubando o fungo com a ameba ou seus subprodutos, respectivamente, como sobrenadante condicionado ou vesículas extracelulares (EVs). As cepas de C. auris recuperadas das distintas condições de incubação foram avaliadas em relação à sua adaptação ao estresse (oxidativo, osmótico, alta temperatura e pH extremo) e sensibilidade a antifúngicos (polienos e azóis). Além disso, a virulência de C. auris recuperada de Ac ou cultivada na presença/ausência de EVs de Ac e seus produtos foi comparada em modelos de sobrevivência de Galleria mellonella. As cepas MMC1 e MMC2 demonstraram taxas distintas de associação com Ac, dependendo de fatores como tempo e multiplicidade de infecção (MOI). Ambos os fenótipos se reproduziram dentro de Ac, mantendo sua viabilidade mesmo sob predação. Após a recuperação de Ac, a cepa MMC1 de C. auris mostrou maior tolerância ao estresse oxidativo e osmótico; no entanto, é importante destacar que a cepa MMC2 mostrou maior tolerância tanto ao estresse oxidativo quanto ao osmótico e a temperaturas mais altas, como 37 e 42°C. Em relação à suscetibilidade a medicamentos, a análise realizada com a cepa MMC1 confirmou sua resistência extrema, com uma concentração inibitória mínima (MIC) de Anfotericina B de 32 μg/mL, enquanto o grupo exposto a Ac exibiu maior sensibilidade (4 μg/mL). Quanto à cepa MMC2, a incubação com Ac foi capaz de induzir resistência (de 0,25 μg/mL no controle para 1 μg/mL após a interação com Ac). A passagem de C. auris por Ac foi acompanhada por um aumento na capacidade de formação de biofilme e nos níveis de ergosterol em ambas as cepas. Além disso, as cepas MMC1 e MMC2 mostraram produção aprimorada de sideróforos. Por fim, a cepa MMC1 recuperada de Ac apresentou uma taxa de mortalidade menor em G. mellonella quando comparada ao controle, indicando uma possível atenuação na virulência, enquanto para a cepa MMC2 houve uma reversão do fenótipo. A cepa MMC2, portanto, mais suscetível à predação por Ac, estaria mais propensa à pressão seletiva, adaptação ao estresse e modificação de sua suscetibilidade a agentes antifúngicos e virulência. Portanto, essas possíveis mudanças fenotípicas, causadas pelo contato com Ac e adaptação ao estresse, indicam a necessidade urgente de estratégias de controle microbiológico para patógenos emergentes e seus hospedeiros ambientais, como um possível pilar no conceito de "One Health" (Saúde Única).Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroCandida auris has recently attracted attention due to its wide expression of virulence factors and resistance to clinically used antifungals, contributing to the high number of nosocomial infections. Few reports in the literature have explored the environmental microbiological control of this organism and its possible interactions with environmental hosts. Understanding the interaction between C. auris and Acanthamoeba castellanii (Ac) can clarify which fungal virulence factors are developed in response to environmental predators and which can be enhanced for infection in higher hosts. To explore the mechanisms of interaction between the fungus C. auris and A. castellanii, and evaluate phenotypic changes that may result in modification of its virulence, such as biofilm formation, considered the main virulence factor of this fungus, thermotolerance, secretion of proteases and lipases and sensitivity to antifungals could lead to an understanding of the environmental adaptation of this pathogen, microbiological control and new health surveillance strategies. Explore the interaction of C. auris with A. castellanii to understand the environmental adaptation of this fungal pathogen, aiming to establish measures for its microbiological control and health surveillance strategies. The kinetics of the direct interaction between Ac and C. auris (MMC1, resistant and MMC2, susceptible phenotype) were explored at different ratios (10 pathogens: 1 Acanthamoeba, 5:1; 2:1; 1:1) and intervals (up to 3 hours) and analyzed by flow cytometry. Fungal viability (growth curves and colony-forming units) was evaluated to verify the direct and indirect impact of Ab on C. auris, coincubating the fungus with the amoeba or its by-products, respectively, as conditioned supernatant or extracellular vesicles (EVs). Candida auris strains recovered from different incubation conditions were evaluated in relation to their adaptation to stress (oxidative, osmotic, high temperature and extreme pH) and sensitivity to antifungals (polyenes and azoles). Furthermore, the virulence of C. auris recovered from Ac or grown in the presence/absence of Ac EVs and their products was compared in Galleria mellonella survival models. Strains MMC1 and MMC2 demonstrated different rates of association with Ab, depending on factors such as time and multiplicity of infection (MOI). Both phenotypes reproduced within Ac, maintaining their viability even under predation. After Ab recovery, the C. auris strain MMC1 showed greater tolerance to oxidative and osmotic stress; however, it is important to highlight that the MMC2 strain showed greater tolerance to both oxidative and osmotic stress and to higher temperatures, such as 37 and 42°C. Regarding drug susceptibility, the analysis carried out with the MMC1 strain confirmed its extreme resistance, with a minimum inhibitory concentration (MIC) of Amphotericin B of 32 μg/mL, while the group exposed to Ac exhibited greater sensitivity (4 μg/mL ). As for the MMC2 strain, incubation with Ac was able to induce resistance (from 0.25 μg/mL in the control to 1 μg/mL after interaction with Ac). Passage of C. auris by Ac was accompanied by an increase in biofilm formation capacity and ergosterol levels in both strains. Furthermore, strains MMC1 and MMC2 showed enhanced siderophore production. Finally, the MMC1 strain recovered from Ac showed a lower mortality rate in G. mellonella when compared to the control, indicating a possible attenuation in virulence, while for the MMC2 strain there was a reversion of the phenotype. The MMC2 strain, therefore, more susceptible to predation by Ac, would be more prone to selective pressure, adaptation to stress and modification of its susceptibility to antifungal agents and virulence. Therefore, these possible phenotypic changes, caused by contact with Ac and adaptation to stress, indicate the urgent need for microbiological control strategies for emerging pathogens and their environmental hosts, as a possible pillar in the concept of "One Health"111 f.Guimarães, Allan Jeffersonhttp://lattes.cnpq.br/2621111326126440Nimrichter, Leonardohttp://lattes.cnpq.br/1080378998643497Penna, Bruno de AraújoAlmeida, Marcos de AbreuFlorentino, Michele Ramos Valente2024-11-08T15:43:20Z2024-11-08T15:43:20Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/35273ark:/87559/00130000003qnCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2024-11-08T15:43:24Zoai:app.uff.br:1/35273Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-11-08T15:43:24Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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Candida auris tem atraído recentemente a atenção devido à sua ampla expressão de fatores de virulência e resistência a antifúngicos clinicamente utilizados, contribuindo para o alto número de infecções nosocomiais. Poucos relatos na literatura exploraram o controle microbiológico ambiental desse organismo e suas possíveis interações com hospedeiros ambientais. Explorar os mecanismos de interação do fungo C. auris com a A. castellanii, e avaliar alterações fenotípicas que podem resultar em modificação de sua virulência, como a formação de biofilme, considerado o principal fator de virulência deste fungo, termotolerância, secreção de proteases e lipases e sensibilidade a antifúngicos poderia levar a uma compreensão da adaptação ambiental desse patógeno, ao controle microbiológico e a novas estratégias de vigilância em saúde. Explorar a interação de C. auris com A. castellanii para compreender a adaptação ambiental deste patógeno fúngico, visando estabelecer medidas para o seu controle microbiológico e estratégias de vigilância sanitária. As cinéticas da interação direta entre Ac e C. auris (MMC1, resistente e MMC2, fenótipo susceptível) foram exploradas em diferentes proporções (10 patógenos: 1 Acanthamoeba, 5:1; 2:1; 1:1) e intervalos (até 3 horas) e analisadas por citometria de fluxo. A viabilidade fúngica (curvas de crescimento e unidades formadoras de colônias) foi avaliada para verificar o impacto direto e indireto de Ac em C. auris, co-incubando o fungo com a ameba ou seus subprodutos, respectivamente, como sobrenadante condicionado ou vesículas extracelulares (EVs). As cepas de C. auris recuperadas das distintas condições de incubação foram avaliadas em relação à sua adaptação ao estresse (oxidativo, osmótico, alta temperatura e pH extremo) e sensibilidade a antifúngicos (polienos e azóis). Além disso, a virulência de C. auris recuperada de Ac ou cultivada na presença/ausência de EVs de Ac e seus produtos foi comparada em modelos de sobrevivência de Galleria mellonella. As cepas MMC1 e MMC2 demonstraram taxas distintas de associação com Ac, dependendo de fatores como tempo e multiplicidade de infecção (MOI). Ambos os fenótipos se reproduziram dentro de Ac, mantendo sua viabilidade mesmo sob predação. Após a recuperação de Ac, a cepa MMC1 de C. auris mostrou maior tolerância ao estresse oxidativo e osmótico; no entanto, é importante destacar que a cepa MMC2 mostrou maior tolerância tanto ao estresse oxidativo quanto ao osmótico e a temperaturas mais altas, como 37 e 42°C. Em relação à suscetibilidade a medicamentos, a análise realizada com a cepa MMC1 confirmou sua resistência extrema, com uma concentração inibitória mínima (MIC) de Anfotericina B de 32 μg/mL, enquanto o grupo exposto a Ac exibiu maior sensibilidade (4 μg/mL). Quanto à cepa MMC2, a incubação com Ac foi capaz de induzir resistência (de 0,25 μg/mL no controle para 1 μg/mL após a interação com Ac). A passagem de C. auris por Ac foi acompanhada por um aumento na capacidade de formação de biofilme e nos níveis de ergosterol em ambas as cepas. Além disso, as cepas MMC1 e MMC2 mostraram produção aprimorada de sideróforos. Por fim, a cepa MMC1 recuperada de Ac apresentou uma taxa de mortalidade menor em G. mellonella quando comparada ao controle, indicando uma possível atenuação na virulência, enquanto para a cepa MMC2 houve uma reversão do fenótipo. A cepa MMC2, portanto, mais suscetível à predação por Ac, estaria mais propensa à pressão seletiva, adaptação ao estresse e modificação de sua suscetibilidade a agentes antifúngicos e virulência. Portanto, essas possíveis mudanças fenotípicas, causadas pelo contato com Ac e adaptação ao estresse, indicam a necessidade urgente de estratégias de controle microbiológico para patógenos emergentes e seus hospedeiros ambientais, como um possível pilar no conceito de "One Health" (Saúde Única). |
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