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Tipo: Dissertação
Título: Investigação sobre o mecanismo da ação antifúngica de uma osmotina de Calotropis procera contra cepas de Candida
Título em inglês: Investigation into the antifungal mechanism of an osmotin from Calotropis procera against Candida strains
Autor(es): Farias, Ádria Helen Pessoa
Orientador: Grangeiro, Thalles Barbosa
Palavras-chave em português: Proteínas thaumatin-like;Biofilme;Candida auris;Proteômica
Palavras-chave em inglês: Thaumatin-like proteins;Biofilm;Candida auris;Proteomics
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Data do documento: 2026
Citação: FARIAS, Ádria Helen Pessoa. Investigação sobre o mecanismo da ação antifúngica de uma osmotina de Calotropis procera contra cepas de Candida. 2026. 141 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumo: Osmotinas são proteínas de defesa (PR-5) que apresentam atividade antifúngica. Uma osmotina de Calotropis procera (CpOsm) mostrou potencial de aplicação contra fungos fitopatogênicos, mas sua ação contra Candida, gênero de importância médica, permanece pouco explorada. Diante dessa lacuna, este estudo teve como objetivo investigar a atividade antifúngica e o mecanismo de ação da CpOsm contra cepas de 3 espécies de Candida (C. albicans, C. tropicalis e C. auris). Para isso, a proteína foi produzida em Escherichia coli BL21(DE3) e purificada por cromatografia de afinidade. A osmotina recombinante (rCpOsm) apresentou atividade antifúngica contra todas as cepas avaliadas, incluindo isolados resistentes ao fluconazol. Os valores de concentração inibitória mínima (CIM) foram de 1,49 nM para C. albicans, 0,373 nM para C. tropicalis e 2,99 nM para C. auris, enquanto as concentrações fungicidas mínimas (CFM) foram de 2,99 nM, 1,49 nM e 5,97 nM, respectivamente. A rCpOsm demonstrou atividade antibiofilme significativa (p < 0,05) contra cepas de C. auris sensível e resistente ao fluconazol, com duplo efeito: inibição da formação do biofilme e desestruturação de biofilmes maduros. Na concentração 10×CIM, a proteína reduziu significativamente a biomassa e a atividade metabólica em até 92% e 97% (biofilmes em formação) e 57,5% e 86,0% (biofilmes maduros), conforme avaliado pelos ensaios de cristal violeta e MTT. A investigação in vitro do mecanismo de ação sugeriu que o efeito antifúngico sobre C. auris é mediado por uma interação da rCpOsm com o ergosterol da membrana plasmática da levedura, como evidenciado pelo aumento na CIM (> 10 vezes) na presença de ergosterol exógeno. Ensaios de microscopia de fluorescência revelaram que CpOsm comprometeu a integridade da membrana e aumentou a produção de espécies reativas de oxigênio em células planctônicas e biofilmes de C. auris. Essas alterações celulares foram acompanhadas por mudanças no perfil proteico das células de C. auris tratadas com CpOsm. A análise proteômica revelou alterações significativas em 512 proteínas de C. auris, das quais 505 apresentaram aumento de abundância [Log2(fold change) > 1,5], principalmente relacionadas ao metabolismo lipídico, estresse oxidativo, remodelamento da parede celular e homeostase iônica, enquanto proteínas estruturais e proliferativas apresentaram abundância reduzida [Log2(fold change) < 0,5] ou deixaram de ser detectadas. A manutenção da atividade fungicida em concentrações baixas indica que os mecanismos adaptativos são insuficientes para restaurar a viabilidade celular. Em conjunto, esses achados posicionam a rCpOsm como uma molécula promissora para o desenvolvimento de novas estratégias antifúngicas, inclusive frente a patógenos resistentes de relevância clínica.
Abstract: Osmotins are defense proteins (PR-5) that exhibit antifungal activity. An osmotin isolated from Calotropis procera (CpOsm) has shown activity against phytopathogenic fungi; however, its effects against Candida, a medically important yeast genus, remain poorly explored. To address this gap, this study aimed to investigate the antifungal activity and mechanism of action of CpOsm against strains of three Candida species (C. albicans, C. tropicalis, and C. auris). For this purpose, the protein was produced in Escherichia coli BL21(DE3) and purified by affinity chromatography. The recombinant osmotin (rCpOsm) exhibited antifungal activity against all strains tested, including fluconazole-resistant isolates. Minimum inhibitory concentration (MIC) values were 1.49 nM for C. albicans, 0.373 nM for C. tropicalis, and 2.99 nM for C. auris, whereas minimum fungicidal concentration (MFC) values were 2.99 nM, 1.49 nM, and 5.97 nM, respectively. rCpOsm demonstrated significant anti-biofilm activity (p < 0.05) against fluconazole-sensible and fluconazole-resistant C. auris strains, with a dual effect: inhibition of biofilm formation and disruption of mature biofilms. At 10×MIC concentration, the protein significantly reduced biomass and metabolic activity by up to 92% and 97% (biofilms in formation) and 57.5% and 86.0% (mature biofilms), as assessed by crystal violet and MTT assays. Investigation of the mechanism of action in vitro suggested that the antifungal effect on C. aurisis mediated by an interaction of rCpOsm with ergosterol in the yeast plasma membrane, as evidenced by an increase in MIC (> 10-fold) in the presence of exogenous ergosterol. Fluorescence microscopy assays revealed that CpOsm compromised membrane integrity and increased the production of reactive oxygen species in both planktonic cells and biofilms of C. auris. These cellular alterations were accompanied by changes in the protein profile of C. auris cells treated with CpOsm. Proteomic analysis revealed significant alterations in 512 proteins of C. auris, of which 505 showed an increase in abundance [Log2(fold change) > 1.5], mainly related to lipid metabolism, oxidative stress response, cell wall remodeling, and ionic homeostasis, while structural and proliferative proteins showed reduced abundance [Log2(fold change) < 0.5] or were no longer detected. Maintenance of fungicidal activity at low concentrations indicates that adaptive mechanisms are insufficient to restore cellular viability. Collectively, these findings highlight rCpOsm as a promising molecule for the development of novel antifungal strategies against clinically relevant drug-resistant pathogens.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86852
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9982740703037498
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0001-8276-3092
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/3114375474778667
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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