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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/31982
BINDING OF THE WHEAT GERM LECTIN TO CRYPTOCOCCUS NEOFORMANS CHITOOLIGOMERS AFFECTS MULTIPLE MECHANISMS REQUIRED FOR FUNGAL PATHOGENESIS
Author
Fonseca, Fernanda Lopes
Guimarães, Allan Jefferson
Kmetzsch, Lívia
Dutra, Fabianno F.
Silva, Fernanda D.
Taborda, Carlos P.
Araujo, Glauber de S.
Frases, Susana
Staats, Charley C.
Bozza, Marcelo T.
Schrank, Augusto
Vainstein, Marilene Henning
Nimrichter, Leonardo
Casadevall, Arturo
Rodrigues, Marcio Lourenço
Guimarães, Allan Jefferson
Kmetzsch, Lívia
Dutra, Fabianno F.
Silva, Fernanda D.
Taborda, Carlos P.
Araujo, Glauber de S.
Frases, Susana
Staats, Charley C.
Bozza, Marcelo T.
Schrank, Augusto
Vainstein, Marilene Henning
Nimrichter, Leonardo
Casadevall, Arturo
Rodrigues, Marcio Lourenço
Affilliation
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia. Niterói, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Centro de Biotecnologia. Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. São Paulo, SP, Brasil.
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Laboratório de Biologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Univerdade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho. Laboratório de Ultraestrutura Celular Hertha Meyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Laboratório de Biologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Univerdade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho. Laboratório de Ultraestrutura Celular Hertha Meyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Centro de Biotecnologia. Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Centro de Biotecnologia. Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Centro de Biotecnologia. Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Albert Einstein College of Medicine. Department of Microbiology and Immunology. Division of Infection Diseases of the Department of Medicine. Bronx, NY, USA.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia. Niterói, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Centro de Biotecnologia. Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Ciências Biomédicas. São Paulo, SP, Brasil.
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Laboratório de Biologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Univerdade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho. Laboratório de Ultraestrutura Celular Hertha Meyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Laboratório de Biologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Univerdade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho. Laboratório de Ultraestrutura Celular Hertha Meyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Centro de Biotecnologia. Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Centro de Biotecnologia. Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Centro de Biotecnologia. Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Albert Einstein College of Medicine. Department of Microbiology and Immunology. Division of Infection Diseases of the Department of Medicine. Bronx, NY, USA.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
The principal capsular component of Cryptococcus neoformans, glucuronoxylomannan (GXM), interacts with surface glycans, including chitin-like oligomers. Although the role of GXM in cryptococcal infection has been well explored, there is no information on how chitooligomers affect fungal pathogenesis. In this study, surface chitooligomers of C. neoformans were blocked through the use of the wheat germ lectin (WGA) and the effects on animal pathogenesis, interaction with host cells, fungal growth and capsule formation were analyzed. Treatment of C. neoformans cells with WGA followed by infection of mice delayed mortality relative to animals infected with untreated fungal cells. This observation was associated with reduced brain colonization by lectin-treated cryptococci. Blocking chitooligomers also rendered yeast cells less efficient in their ability to associate with phagocytes. WGA did not affect fungal viability, but inhibited GXM release to the extracellular space and capsule formation. In WGA-treated yeast cells, genes that are involved in capsule formation and GXM traffic had their transcription levels decreased in comparison with untreated cells. Our results suggest that cellular pathways required for capsule formation and pathogenic mechanisms are affected by blocking chitin-derived structures at the cell surface of C. neoformans. Targeting chitooligomers with specific ligands may reveal new therapeutic alternatives to control cryptococcosis.
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