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Title: Análise proteômica dos secretomas dos fungos Trichoderma harzianum e Fusarium solani
Advisor: Aquino, Priscila Ferreira de Aquino
Members of the board: Lopes, Stefanie Pinto
Andrade, Suanni Lemos de
Authors: Leal, Juliana Cardoso
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Pesquisas Leônidas e Maria Deane. Manaus, AM, Brasil.
Abstract: Os fungos são encontrados em diversos ecossistemas, agem como agentes decompositores e podem ser sapróbios, patógenos ou ambos. Fusarium solani e Trichoderma harzianum são fungos comumente encontrados no solo e adaptados à temperatura ambiente (~28°C). No entanto, relatos na literatura demonstram a capacidade patogênica desses fungos, causando infecções em humanos. Nesse contexto, fatores de virulência podem estar associados à patogênese dessas doenças, auxiliando na adaptação desses microrganismos ao hospedeiro. Alguns exemplos desses fatores incluem o crescimento na temperatura corporal (~37°C) e a secreção de enzimas hidrolíticas. Dessa forma, a proteômica pode auxiliar na elucidação de proteínas que estejam envolvidas no processo de infecção causada por esses fungos. Este trabalho teve como objetivo investigar o perfil proteico dos secretomas dos fungos Trichoderma harzianum (CFAM 1308) e Fusarium solani (CFAM 1313), através de ferramentas proteômicas para analisar os processos moleculares e suas características patogênicas. Os fungos estudados, isolados da água de consumo de uma comunidade amazônica, foram reativados da Coleção de Fungos da Amazônia (CFAM). As características morfológicas desses microrganismos foram avaliadas por sete dias nas temperaturas de 28°C e 37°C. Posteriormente, ensaios qualitativos em meio de cultura com substratos específicos para proteases, fosfolipases e ureases foram realizados a 37°C. O perfil proteico do secretoma tanto a 28°C quanto a 37°C foi analisado por meio da eletroforese unidimensional e da proteômica shotgun. Macroscopicamente, Fusarium solani (CFAM 1313) não apresentou diferença aparente em ambas as temperaturas, ao contrário de Trichoderma harzianum (CFAM 1308) que apresentou uma alteração da coloração dos conídios a 37°C. Por outro lado, microscopicamente, Fusarium solani (CFAM 1313) foi o único que demonstrou mudanças entre as temperaturas. Adicionalmente, Trichoderma harzianum (CFAM 1308) obteve melhor crescimento em 37°C, enquanto Fusarium solani (CFAM 1313) em 28°C. Nos ensaios qualitativos, ambos os fungos se mostraram positivos para produção de proteases, fosfolipases e ureases. Além disso, quanto à produção proteica ambos obtiveram melhor rendimento a 28°C em comparação com 37°C. A eletroforese unidimensional revelou um perfil diferencial entre as temperaturas de cada cultura fúngica e por meio da proteômica shotgun foram identificadas proteínas que podem ser associadas à patogenicidade na temperatura de 37°C, e relacionadas à atividades ambientais em 28°C. Portanto, tais resultados demonstram o potencial de adaptação desses fungos, especialmente à temperatura corporal, produzindo proteínas, como, por exemplo, proteases aspárticas, lisofosfolipase ou carboxipeptidase. Tais proteínas participam de processos que podem ser prejudiciais ao organismo humano, como evasão do sistema imunológico ou invasão e adesão celular; sugerindo assim, perfis de patogenicidade de ambos os fungos e consequente risco à saúde da comunidade de onde foram isolados.
Abstract: Fungi are found in various ecosystems, they act as decomposing agents and can be saprophytes, pathogens or both. Fusarium solani and Trichoderma harzianum are commonly found in soil and adapted to room temperature (≈28°C). However, reports in the literature demonstrate the pathogenic capacity of these fungi, causing infections in humans. In this context, virulence factors can be associated with the pathogenesis of these diseases, helping in the adaptation of these microorganisms to the host. Some examples of these factors include growth at body temperature (≈37°C) and secretion of hydrolytic enzymes. So, the proteomics can help in the elucidation of proteins that are involved in the process of infection caused by these fungi. The objective of this work was to investigate the protein profiles (secretome) of Trichoderma harzianum (CFAM 1308) and Fusarium solani (CFAM 1313), using proteomic tools to improve the knowledge about the molecular processes and their potential pathogenic characteristics. To this, the fungi studied, isolated from the drinking water of an Amazonian community, were reactivated from the Amazonian Fungi Collection (CFAM). The morphological characteristics of these microorganisms were evaluated for seven days at temperatures 28°C and 37°C. Subsequently, qualitative assays in culture media with specific substrates for proteases, phospholipases and ureases were performed at 37°C. The protein profiles of the secretome both at 28°C and 37°C were analyzed by unidimensional electrophoresis and shotgun proteomics. Macroscopically, Fusarium solani (CFAM 1313) showed no apparent difference at both temperatures, unlike Trichoderma harzianum (CFAM 1308) which showed a change in the color of conidia at 37°C. On the other hand, microscopically, Fusarium solani (CFAM 1313) was the only one that showed alterations between temperatures. Additionally, Trichoderma harzianum (CFAM 1308) obtained better growth at 37°C, while Fusarium solani (CFAM 1313) at 28°C. In the qualitative assays, both fungi proved to be positive for production of proteases, phospholipases, and ureases. Besides, for protein production, both obtained better yield at 28°C compared to 37°C. One-dimensional gel electrophoresis revealed a differential profile between the temperatures of each fungal culture and by shotgun proteomics, proteins were identified that can be associated with pathogenicity at 37°C and related to environmental activities at 28°C. Therefore, such results demonstrate the adaptation potential of these fungi, especially at body temperature, producing proteins, such as aspartic proteases, lysophospholipase or carboxypeptidase. These proteins participate in processes that can be harmful to the human organism, as immune system evasion or cell invasion and adhesion, thus suggesting pathogenicity profiles of both fungi and consequent health risk of community from which they were isolated.
Keywords: Proteomic
Environmental fungi
keywords: Proteômica
Fungos ambientais
Issue Date: 2019
Citation: LEAL, Juliana Cardoso. Análise proteômica dos secretomas dos fungos Trichoderma harzianum e Fusarium solani. 2019. 111 f. Dissertação (Mestrado em Biologia da Interação Patógeno-Hospedeiro) - Instituto Leônidas e Maria Deane, Fundação Oswaldo Cruz, Manaus, 2019.
Date of defense: 2019-02-27
Place of defense: Manaus, AM
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Leônidas e Maria Deane
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia da Interação Patógeno-Hospedeiro
Copyright: open access
Appears in Collections:AM - ILMD - PPGBIO-Interação - Dissertações de Mestrado

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