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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/71016
Tipo: | Tese |
Título : | Aspectos funcionais de biofilmes de Trichosporon: detecção de células persistentes e atividade de efluxo em cepas clínicas de Trichosporon asahii e tT inkin |
Autor : | Aguiar, Ana Luiza Ribeiro |
Tutor: | Cordeiro, Rossana de Aguiar |
Palabras clave : | Trichosporon;Antifúngicos;Biofilmes;Prometazina;Fatores de Virulência;Testes de Sensibilidade Microbiana |
Fecha de publicación : | 6-sep-2022 |
Citación : | AGUIAR, A. L. R. Aspectos funcionais de biofilmes de Trichosporon: detecção de células persistentes e atividade de efluxo em cepas clínicas de Trichosporon asahii e tT inkin. 2022. 152 f. Tese (Doutorado em Ciências Médicas) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/71016. Acesso em: 28 fev. 2023. |
Resumen en portugués brasileño: | Trichosporon compreende um gênero fúngico cujas espécies têm sido consideradas patógenos emergentes causadores de infecções invasivas em humanos. O processo infeccioso é estabelecido principalmente em pacientes imunocomprometidos, nos quais os fungos encontram condições adequadas para expressar diversos fatores de virulência, tais como exoenzimas e biofilmes. Além disso, esses agentes apresentam grande tolerância aos antifúngicos de uso terapêutico, contribuindo para o prognóstico desfavorável em muitos pacientes. Embora os mecanismos de resistência em Trichosporon não sejam completamente conhecidos, evidências experimentais têm sugerido o envolvimento de bombas de efluxo na tolerância a azólicos. Sabe-se que células persistentes no interior do biofilme também contribuem para a resistência microbiana, contudo sua ocorrência ainda não foi descrita em Trichosporon. O objetivo da presente pesquisa foi investigar a formação de células persistentes em biofilmes de Trichosporon asahii e T. inkin, bem como o efeito, in vitro, da prometazina (PMZ) - um inibidor de bombas de efluxo - frente a células planctônicas e sésseis, bem como sobre a formação de células persistentes em Trichosporon. Avaliou-se a produção de células persistentes por meio da exposição de biofilmes maduros derivados de cepas clínicas de T. asahii (n=5) e T. inkin (n=7) à anfotericina B (AMB; 100 μg/ml) e posterior contagem de células viáveis. Células persistentes recuperadas dos biofilmes foram avaliadas quanto a sensibilidade à AMB e a capacidade de formar novos biofilmes, os quais foram estudados em seus aspectos estruturais e sensibilidade à AMB. Na segunda parte do trabalho, foi investigada a atividade da PMZ em cepas de T. asahii (n=5) e T. inkin (n=7). Para células planctônicas, realizou- se o teste de microdiluição em caldo com determinação da concentração inibitória mínima (CIM); para os biofilmes, o efeito da PMZ foi investigado quanto a atividade metabólica, biomassa, teor de carboidratos e proteínas, aspectos ultraestruturais e inibição da formação de células persistentes. Adicionalmente, foi estudada a interação da PMZ com AMB e fluconazol (FLC) em células planctônicas e biofilmes de T. asahii e T. inkin. A inibição da atividade de efluxo celular pela PMZ foi comprovada em ensaio empregando brometo de etídio como substrato. Células persistentes foram detectadas nos biofilmes de todas as cepas estudadas, apresentando tolerância a altas doses de AMB. Células persistentes também foram aptas a gerar novos biofilmes, entretanto estes possuíam atividade metabólica, biomassa e sensibilidade à AMB reduzida em comparação ao biofilme controle. A PMZ inibiu completamente o crescimento de células planctônicas de T. asahii e T. inkin em concentrações que variavam de 32 a 256 μg / ml. Durante as fases de adesão e desenvolvimento dos biofilmes, bem como em biofilmes maduros, houve redução significativa da atividade metabólica e da biomassa nas concentrações testadas (CIM e 10x CIM planctônico). No teste de interação entre os fármacos, observou-se que a PMZ potencializou a ação da AMB e do FLC, in vitro, tanto em células planctônicas quanto em biofilme. A PMZ afetou a morfologia dos biofilmes de Trichosporon e alterou o teor de carboidratos e proteínas dessas comunidades. Adicionalmente, biofilmes maduros pré-expostos a doses subinitórias de PMZ produziram menos células persistentes. O presente estudo descreveu, pela primeira vez, a formação de células persistentes em biofilmes de Trichosporon. Ademais, foi mostrado o efeito inibitório da PMZ sobre células planctônicas e sésseis de Trichosporon, bem como as alterações induzidas por doses subinitórias nos biofilmes. Os resultados indicam que a inibição do efluxo é uma estratégia promissora para o controle de Trichosporon. |
Abstract: | Trichosporon comprises a fungal genus whose species have been considered emerging pathogens causing invasive infections in humans. The infectious process is established mainly in immunocompromised patients, in which fungi find adequate conditions to express several virulence factors, such as exoenzymes and biofilms. In addition, these agents are highly tolerant to therapeutic antifungal agents, contributing to an unfavorable prognosis in many patients. Although the mechanisms of resistance in Trichosporon are not fully understood, experimental evidence has suggested the involvement of efflux pumps in azole tolerance. It is known that persister cells within the biofilm also contribute to microbial resistance, however its occurrence has not yet been described in Trichosporon. The objective of the present research was to investigate the formation of persister cells in biofilms of Trichosporon asahii and T. inkin, as well as the in vitro effect of promethazine (PMZ) - an inhibitor of efflux pumps - against planktonic and sessile cells, as well as on the formation of persister cells in Trichosporon. The production of persister cells was evaluated by exposing mature biofilms derived from clinical strains of T. asahii (n=5) and T. inkin (n=7) to amphotericin B (AMB; 100 μg/ml) and subsequent viable cell count. Persister cells recovered from biofilms were evaluated for susceptibility to AMB and the ability to form new biofilms, which were studied for their structural aspects and susceptibility to AMB. In the second part of the work, the activity of PMZ in strains of T. asahii (n=5) and T. inkin (n=7) was investigated. For planktonic cells, the broth microdilution test was performed with determination of the minimum inhibitory concentration (MIC); for biofilms, the effect of PMZ was investigated regarding metabolic activity, biomass, carbohydrate and protein content, ultrastructural aspects and inhibition of persister cells formation. Additionally, the interaction of PMZ with AMB and fluconazole (FLC) in planktonic cells and biofilms of T. asahii and T. inkin was studied. The inhibition of cellular efflux activity by PMZ was confirmed in an assay using ethidium bromide as a substrate. Persister cells were detected in the biofilms of all strains studied, showing tolerance to high doses of AMB. Persister cells were also able to generate new biofilms, however these had reduced metabolic activity, biomass and susceptibility to AMB compared to the control biofilm. PMZ completely inhibited the growth of planktonic cells of T. asahii and T. inkin at concentrations ranging from 32 to 256 μg/ml. During the adhesion and development phases of biofilms, as well as in mature biofilms, there was a significant reduction in metabolic activity and biomass at the concentrations tested (MIC and 10x planktonic MIC). In the drug interaction test, it was observed that PMZ potentiated the action of AMB and FLC, in vitro, both in planktonic cells and in biofilms. PMZ affected the morphology of Trichosporon. and altered the carbohydrate and protein content of these communities. Additionally, mature biofilms preexposed to sub-inhibitory doses of PMZ produced fewer persister cells. The present study described, for the first time, the formation of persister cells in biofilms of Trichosporon. Furthermore, the inhibitory effect of PMZ on planktonic and sessile cells of Trichosporon was shown, as well as the changes induced by sub-inhibitory doses in biofilms. The results indicate that efflux inhibition is a promising strategy for the control of Trichosporon. |
URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/71016 |
Aparece en las colecciones: | DMC - Teses defendidas na UFC |
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