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Title in Portuguese: Atividade inibitória da molécula de Quorum Sensing Farnesol frente à cepas de Trichosporon asahii e T. inkin
Title: Inhibitory activity of the Quorum Sensing Farnesol molecule against the strains of Trichosporon asahii and T. inkin
Author: Pereira, Lívia Maria Galdino
Advisor(s): Cordeiro, Rossana de Aguiar
Keywords: Trichosporon
Biofilmes
Issue Date: 15-Feb-2018
Citation: PEREIRA, L. M. G. Atividade inibitória da molécula de farnesol frente à cepas de Trichosporon asahii E T. inkin. 2018. 72 f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Médica) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: O gênero Trichosporon corresponde aos fungos pertencentes ao filo Basidiomycota, normalmente associado a infecções superficiais como piedra branca. Nos últimos anos, esse gênero vem se destacando como importantes patógenos em infecções sistêmicas, principalmente em pacientes com desequilíbrio imunológico. Infecções por Trichosporon spp. são geralmente associadas à formação de biofilmes em dispositivos médicos invasivos. Os biofilmes são comunidades de células microbianas envoltas por uma matriz exopolimérica que apresentam produção aumentada dos fatores de virulência, além do fenótipo de tolerância aumentada aos antifúngicos. O presente estudo avaliou o efeito inibitório do farnesol, em crescimento planctônico e em biofilme de T. asahii (n=3) e T. inkin (n=7). Também foi analisada a ação do farnesol na produção de proteinases em crescimento planctônico e em biofilme, além da conversão morfológica de blastoconídio para hifas. O ensaio de sensibilidade das células planctônicas foi realizado pelo método de microdiluição em caldo em meio RPMI de T. asahii (n=3) e T. inkin (n=7) nas concentrações de farnesol variando entre 2,33 e 1196,1 µM. O farnesol foi testado como inibidor de biofilme nas concentrações entre 37,37 e 1196,1 µM nos momentos de adesão, maturação e biofilme maduro. Para tanto, os biofilmes de T. asahii (n=3) e T. inkin (n=7) foram formados em meio RPMI com inóculo de 106 células/mL e incubados a 35 °C sob agitação a 80 rpm e posteriormente analisados quanto a biomassa, atividade metabólica e ultraestrutura por microscopia confocal a laser e microscopia eletrônica de varredura. A inibição de filamentação foi analisada por meio de microcultivo em ágar malte contendo concentrações do composto de 598 µM e 1196,1 µM. Observamos que o farnesol inibiu o crescimento planctônico em 80% na concentração de 598 µM frente a T. asahii e para T. inkin reduziu em 80% no intervalo de 74,75 a 598 µM. A adesão celular foi reduzida em cerca de 80% na concentração de 299 µM para T. asahii e 598 µM para T. inkin e no desenvolvimento do biofilme na concentração de 149,5 µM para ambas as cepas, alterando sua estrutura. Já o farnesol em contato com o biofilme maduro reduziu em 50% o biofilme de T. asahii na concentração de 598 µM e de T. inkin na concentração de 299 µM. Farnesol inibiu filamentação gradativa nas concentrações de 598 e 1196,1 µM, sendo observado a predominância de blastoconídios. Na análise do biofilme por microscopia eletrônica de varredura observamos que o farnesol foi capaz de inibir a adesão celular e o desenvolvimento das hifas, assim como interferiu negativamente na maturação do biofilme, modificando a morfologias das hifas. O farnesol em contato com o biofilme maduro desestruturou a robustez do biofilme, destruindo a matriz extracelular. Desse modo, destaca-se a necessidade de investigar os mecanismos que o composto farnesol age sobre as células de Trichosporon spp. e o seu potencial uso como alternativa para profilaxia de tricosporonose.
Abstract: The genus Trichosporon corresponds to the fungi belonging to phylum Basidiomycota, usually associated to superficial infections like piedra branca. In recent years, this genus has been highlighted as important pathogens in systemic infections, especially in patients with immunological imbalance. Infections with Trichosporon spp. are generally associated with biofilms formation in invasive medical devices. Biofilms are communities of microbial cells surrounded by an exopolymeric matrix that exhibit increased virulence factor production, in addition to the increased tolerance phenotype to antifungals. The present study evaluated the inhibitory effect of farnesol, a molecule belonging to Candida albicans quorum sensing system, in planktonic growth and biofilm of T. asahii (n = 3) and T. inkin (n = 7). The action of farnesol in planktonic and biofilm growth protease production was also analyzed, as well as the morphological conversion of blastoconide to hyphae. The plankton cell sensitivity assay was performed by the broth microdilution method in RPMI medium of T. asahii (n = 3) and T. inkin (n = 7) at farnesol concentrations ranging from 2.33 to 1196.1 μM. Farnesol was tested as a biofilm inhibitor at concentrations between 37.37 and 1196.1 μM in adhesion, maturation and mature biofilm times. The biofilms of T. asahii (n = 3) and T. inkin (n = 7) were formed in RPMI medium with inoculum of 106 cells / mL and incubated at 35 °C under shaking at 80 rpm and then analyzed for biomass, metabolic activity and ultrastructure by laser confocal microscopy and scanning electron microscopy. Filamentation inhibition was analyzed by microculture on malt agar containing compound concentrations of 598 μM and 1196.1 μM. It was observed that farnesol inhibited planktonic growth by 80% at the concentration of 598 μM concentration against T. asahii and for T. inkin reduced by 80% in the range of 74.75 to 598 μM for T. inkin and in the development of the biofilm at the concentration of 149.5 μM for both strains, altering its structure. The farnesol in contact with the mature biofilm reduced T. asahii biofilm at 568.1 μM and of T. inkin at 299 μM concentrations by 50%. Farnesol inhibited gradual filamentation at 598 and 1196.1 μM concentrations, with blastoconidia predominance. The scanning electron microscopy in biofilm analysis were observed that farnesol was able to inhibit cell adhesion and hyphae development, as well as interfered negatively in the biofilm maturation, modifying the hyphae morphologies. The contact between farnesol and mature biofilm disorganized biofilm robustness, destroying the extracellular matrix and water channels. Thus, it is necessary to investigate the mechanisms of farnesol compound acts on the Trichosporon spp. cells and its potential use as an alternative for tricosporonosis prophylaxis.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35153
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