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EFEITO DE COMPOSTOS COM ATIVIDADE ANTIFÚNGICA SOBRE ASPECTOS BIOLÓGICOS E VIRULÊNCIA DE PHIALOPHORA VERRUCOSA
Inibidores de aspártico peptidase do HIV
Derivados de 1,10-
Fenantrolinas
Granato, Marcela Queiroz | Date Issued:
2017
Author
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
Phialophora verrucosa é um fungo dematiáceo que causa desde micoses subcutâneas a infecções sistêmicas, incluindo cromoblastomicose, feohifomicose, micetoma e endoftalmite. Essas infecções fúngicas são de difícil tratamento e geralmente refratárias aos antifúngicos atualmente disponíveis. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito de inibidores de aspártico peptidase do HIV (IPs-HIV) e derivados de 1,10-fenantrolina sobre diferentes aspectos biológicos e virulência de P. verrucosa. Nas condições testadas, os derivados de 1,10-fenantrolina, [Cu(fendio)3]2+, [Ag(fendio)2]+ e fendio foram os mais efetivos inibindo em 100% a proliferação fúngica nas concentrações de 4, 5 e 12 \03BCM, respectivamente. Enquanto 400 \03BCM dos IPs-HIV, lopinavir, ritonavir e nelfinavir foram capazes de inibir em torno de 50% o crescimento de P. verrucosa. O efeito antifúngico dos derivados de 1,10-fenantrolina foi corroborado, uma vez que conídios tratados apresentaram alterações ultraestruturais irreversíveis, indicativas de morte celular. Ao contrário, os IPs-HIV não afetaram a morfologia de P. verrucosa. O efeito dos compostos em outros aspectos da biologia de P. verrucosa também foi avaliado. Neste estudo, foi demonstrado que P. verrucosa apresenta atividade de aspártico peptidase extracelular inibida em aproximadamente 90% por lopinavir e ritonavir. Enquanto que, [Cu(fendio)3]2+ e [Ag(fendio)2]+ inibem a atividade de metalopeptidase secretada por P. verrucosa em torno de 85% e 40%, respectivamente. No presente trabalho, foi demonstrado também que P. verrucosa é capaz de formar biofilme. Os dados revelaram que os IPs-HIV não afetam a formação de biofilme por P. verrucosa No entanto, os derivados de 1,10-fenantrolina foram efetivos na inibição da formação do biofilme. Além disso, conídios em condições de biofilme foram mais resistentes a ação desses derivados. [Ag(fendio)2]+ e fendio também reduziram em torno de 50% o conteúdo de esterol produzido por P. verrucosa. Entretanto, o tratamento dos conídios com lopinavir e ritonavir não afetou os níveis deste lipídeo. Os derivados ainda foram capazes de inibir a transição de conídio para a forma filamentosa, contudo somente o IP-HIV ritonavir inibiu ligeiramente a filamentação fúngica. Resultados indicaram que a associação de ritonavir com os antifúngicos itraconazol e cetoconazol, assim como a combinação do derivado [Cu(fendio)3]2+com o antifúngico anfotericina B (AMB), favoreceram uma maior inibição do crescimento, quando comparado a ação dos compostos testados isoladamente. Esta interação entre os derivados de 1,10-fenantrolina e AMB promoveu um efeito aditivo sobre o crescimento de P. verrucosa. Como o fungo foi mais sensível aos derivados de 1,10-fenantrolina, esses compostos foram eleitos para os ensaios de interação in vitro e in vivo. Nas condições testadas, os resultados indicam que os derivados não afetaram a associação entre P. verrucosa e macrófagos humanos (THP-1), entretanto, conídios tratados com [Ag(fendio)2]+ foram mais susceptíveis ao macrófago. Experimentos de interação com Galleria mellonella revelaram que o tratamento com o derivado [Ag(fendio)2]+, promoveu a sobrevivência de larvas infectadas com P. verrucosa, demonstrando assim, um efeito protetor. Os resultados em conjunto apontam que os derivados de 1,10-fenantrolina foram mais efetivos sobre P. verrucosa quando comparados aos IPs-HIV, e corroboram que esses compostos apresentam um grande potencial terapêutico contra infecções fúngicas, incluindo as causadas por P. verrucosa
Abstract
Phialophora verrucosa is a dematiaceous fungus that causes subcutaneous mycoses and systemic infections, including phaeohyphomycosis, mycetoma, and endophthalmitis. All these fungal diseases are extremely difficult to treat and often are refractory to current antifungal therapies. In this context, the aim of the present study was to investigate the effect of HIV aspartic peptidase inhibitors (IPs-HIV) and 1,10-phenanthroline derivatives on different biological aspects and virulence of P. verrucosa. In the conditions tested, 1,10-phenanthroline derivatives [Cu(phendione)3]2+, [Ag(phendione)2]+ and phendione were the most effective, inhibiting 100% fungal proliferation at 12.0, 4.0 and 5.0 \03BCM concentrations, respectively. Whereas, 400 \03BCM of IPs-HIV, lopinavir, ritonavir and nelfinavir were able to inhibit P. verrucosa growth around 50%. The antifungal effect of 1,10-phenanthroline derivatives was corroborated since treated conidia exhibited irreversible ultrastructural changes, indicating cell death. In constrast, IPs-HIV did not affect P. verrucosa morphology. The effect of compounds on other aspects of P. verrucosa biology was also evaluated. In this study, it was demonstrated that P. verrucosa presents extracellular aspartic peptidase activity inhibited by approximately 90% by lopinavir and ritonavir. Nonetheless, [Cu(phendione)3]2+ and [Ag(phendione)2]+ restrained metallopeptidase activity secreted by P.verrucosa conidia in approximately 85% and 40%, respectively. In this study, it was also demonstrated that P. verrrucosa is able to form biofilm. The data showed that IPs-HIV did not affect P. verrrucosa biofilm formation However, 1,10-phenanthroline derivatives were effective in inhibiting biofilm formation. In addition, conidia in biofilm conditions were more resistant to the action of these derivatives. [Ag(phendione)2]+ and phendione also reduced the sterol content produced by P. verrucosa around 50%. Meanwhile, lopinavir and ritonavir conidia treatment did not affect this lipid levels. Derivatives were also able to disturb the P. verrucosa conidia-into-mycelia transformation, however only ritonavir slightly inhibited fungal filamentation. The results indicated that ritonavir combined with antifungals like itraconazole and cetoconazole, as well as the association of [Cu(phendione)3]2+ and the antifungal amphotericin B (AMB), inhibited the growth more efficiently when compared to the compounds tested alone. This interaction between derivatives and AMB promoted an additive effect on P. verrrucosa growth. Since this fungus was more sensitive to 1,10-phenanthroline derivatives, these compounds were chosen for in vitro and in vivo interaction assays. In this condition, the results indicate that derivatives did not affect association between P. verrucosa and human macrophages THP-1, but conidia treated with [Ag(phendione)2]+ were more susceptible to macrophages. The interaction assay with Galleria mellonella revealed that treatment with [Ag(phendione)2]+ promoted survival of larvae infected with P. verrucosa, showing a protective effect. Taken together, our data showed that 1,10-phenanthroline derivatives were more effective on P. verrucosa when compared to IPs-HIV, and support the hypothesis that these compounds have significant therapeutic potential against fungal infections, including those caused by P. verrucosa
Keywords in Portuguese
CromoblastomicoseInibidores de aspártico peptidase do HIV
Derivados de 1,10-
Fenantrolinas
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