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Title in Portuguese: Efeito do farnesol sobre o fenótipo de resistência e a produção de fosfolipase e protease em cepas de Candida spp
Title: Effect of farnesol on the resistance phenotype and phospholipase and protease production in strains of Candida spp
Author: Teixeira, Carlos Eduardo Cordeiro
Advisor(s): Rocha , Marcos Fábio Gadelha
Keywords: Cândida
Fenótipo
Combinação de Medicamentos
Issue Date: 2011
Citation: TEIXEIRA, C. E. C. Efeito do farnesol sobre o fenótipo de resistência e a produção de fosfolipase e protease em cepas de Candida spp. 2011. 96 f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Médica) - Faculdade de Medicina. Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011.
Abstract in Portuguese: Diversos são os relatos de resistência in vitro de cepas de Candida spp. a fármacos antifúngicos, em especial a derivados azólicos. Deste modo, a prospecção de novos compostos com propriedade antifúngica se faz necessária. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a atividade antifúngica do sesquiterpeno farnesol, sua ação sinérgica com antifúngicos fluconazol (FLC), itraconazol (ITC), voriconazol (VRZ), anfotericina B (AMB) e caspofungina (CASP), bem como avaliar sua ação sob a atividade enzimática de fosfolipases e proteases, consideradas importantes fatores de virulência em Candida spp. Para tanto, foram avaliadas cepas de C. albicans (n=23), C. parapsilosis (n=16) e C. tropicalis (n=6). A concentração inibitória mínima (CIM) foi determinada por meio da técnica de microdiluição, preconizada pelo Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI). Em adição, foi investigado o efeito do farnesol sobre a atividade de fosfolipase utilizando ágar Sabouraud suplementado com gema de ovo e a atividade de protease por técnica espetrofotomética. Paralelamente 14 cepas escolhidas aleatoriamente, foram pré-incubadas em três concentrações sub-CIM de farnesol, afim de avaliar se o farnesol era capaz de causar algum dano na sensibilidade da cepa. Para as 45 cepas avaliadas, os valores de CIM para farnesol variaram de 9,37 a 150 µM para Candida spp. Para os derivados azólicos, o intervalo dos valores de CIM para fluconazol foi de 0,03125 a > 64 µg/ml, observando-se a presença de 18 cepas resistentes (CIM > 64 µg/mL). Em relação ao itraconazol, os valores de CIM variaram de 0,03125 a >16 µg/mL e 35 cepas apresentaram resistência a esse antifúngico (CIM ≥1 µg/mL). Constatou-se que das 45 cepas em estudo, 19 apresentaram resistência a anfotericina B, com CIM > 1 µg/mL. Quanto a caspofungina, os valores de CIM variaram de 0,0625 a 2 µg/mL, com apenas seis cepas exibido resistência, com CIM de 2 µg/mL. A combinação anfotericina B e farnesol apresentou sinergismo em 94,7% (18/19) das cepas de Candida spp. resistentes, evidenciado pelos valores de FICI ≤ 0,5. Na associação fluconazol e farnesol, observou-se uma interação sinérgica frente a todas as cepas de Candida spp. avaliadas, apresentando FICI ≤ 0,5. Trinta e seis cepas (18 C. albicans, 12 C. parapsilosis e 6 C. tropicalis) foram testadas frente à associação de itraconazol e farnesol, observando a ocorrência de sinergismo (FICI ≤ 0,5) em 94,4% dos isolados. Quanto à caspofungina todas as cepas testadas (C. parapsilosis, n=4; C. albicans, n=2) tiveram FICI ≤ 0,5, caracterizando associação sinérgica com o farnesol. Após constatação de que 17 das 45 cepas expressavam a enzima fosfolipase, as mesmas foram incubadas em concentrações sub-CIM de farnesol, por 24 horas, quando observou–se uma medida de Pz média de 0,73 para as cepas testadas sem contato com farnesol e valores de 0,71, 0,61, e 0,54 para aquelas incubadas em doses sub-inibitória de farnesol. Em relação à produção de protease, observou-se que todas as 14 cepas produziam a enzima, em baixas concentrações, variando de 0,002 a 0,02 U/mL, e que a pré-incubação com farnesol não interferiu na produção enzimática. No tocante a pré-incubação das cepas com farnesol constatou-se que o mesmo interferi direta e indiretamente no fenômeno de resistência das cepas. Estes resultados demonstram, em especial, o efeito do composto farnesol sobre a sensibilidade antifúngica de Candida spp., abrindo a perspectiva de novos estudos com o intuito de determinar os mecanismos de ação desses compostos no metabolismo celular dos fungos.
Abstract: There are several reports of in vitro resistance to antifungal drugs, especially azole derivatives, in strains of Candida spp. For this reason, the pursuit for new compounds that present antifungal properties is necessary. Thus, this study aimed at evaluating the antifungal activity of farnesol and its interaction with classical antifungal drugs against Candida spp., as well as evaluating its effect on the production of phospholipase and protease, which are important virulence factors for Candida species. Fourty-five strains of Candida spp. (23 C. albicans, 16 C. parapsilosis and 6 C. tropicalis) were tested through broth microdilution as described by the Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI), document M27A2, and the minimum inhibitory concentrations (MICs) for amphotericin B (AMB), fluconazole (FLC), itraconazole (ITC), caspofungin (CAS) and farnesol (FAR) were individually determined. In addition, the effect of FAR on phospholipase activity was assessed by growing the strains on 2% Sabouraud agar, supplemented with egg yolk, and protease activity was determined through spectrophotometry. Then, 13 strains were randomly chosen, pre-incubated at three sub-inhibitory concentrations of FAR for 24 hours and re-submitted to microdilution assay. For the 45 evaluated Candida spp. strains the MIC values for FAR varied from 9.37 to 150 µM. For the classical antifungal drugs, MICs ranged from 0.0625 to 4 µg/mL for AMB, with 19 resistant strains (MIC>1 µg/mL); from 0.0125 to >64 for FLC, with 18 resistant strains (MIC> 64 µg/mL); from 0.03125 to >16 µg/mL for ITC, with 35 resistant strains (MIC ≥1 µg/mL), and from 0.0625 to 2 µg/mL for CAS, with six resistant strains (MIC≥2 µg/mL). All resistant strains were tested against the combination of FAR with the drug to which they presented resistance. The combination of AMB and FAR was synergistic against 94.7% (18/19) of the Candida spp. isolates, as shown through the obtention of FICI≤0.5. FAR and FLC interacted synergistically against all tested strains (n=18), exhibiting FICI values of ≤0.5. The combination of FAR and ITC presented synergistic interactions (FICI≤0.5) against 94.4% of the tested isolates (33/35). Finally, FAR and CAS showed to interact synergistically (FICI≤0.5) against all tested strains. Concerning virulence factors, it was observed that 17/45 isolates produced phospholipase, with a mean Pz of 0.71. After incubating these strains at three different concentrations of FAR the mean Pz values of 0.71, 0.61 and 0.54 were obtained, after incubation at the lowest, the intermediate and the highest concentrations of FAR, respectively. In addition, it was observed that the 14 randomly chosen strains that were screened for protease activity produced low concentrations of these enzymes, varying from 0.002 to 0.02 U/mL and that FAR presented no effect on enzymatic production. Finally, it was observed that pre-incubating strains at the highest sub-inhibitory concentration of FAR reduced the MIC range of the tested antifungal drugs. These results especially show the effects of FAR on the susceptibility of Candida species to classical antifungal drugs, providing perspectives for the development of researches on the mechanisms of this compound on fungal cell metabolism
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/4789
metadata.dc.type: Dissertação
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