Ce travail de thèse a permis de décrire la contamination importante des grains du café de (Coffea canephora variété robusta) par des moisissures au cours des traitements post récolte des cerises de café par la voie sèche, dans une zone tropicale humide. La stratégie d’échantillonnage mise en place à consister à faire des prélèvements durant deux années successives (2008 et 2009) sur des sites localisés dans les principales zones de production du café en Côte d’Ivoire. A partir de 31 échantillons de cerises, grains et coques de café, 218 souches sauvages de moisissures ont été isolées sur milieu Potato Dextrose Agar (PDA) et identifiées. Ces champignons filamenteux sont répartis comme suit : Aspergillus section Nigri (52%) ; Aspergillus verts (13%), Penicillium (10%), Mucor (16%), Fusarium (4%), autre (5%). Les Aspergillus section Nigri qui comptent le complexe Aspergillus niger agreggate et Aspergillus carbonarius représentent un peu plus de la moitié de la population fongique soit 52%, soit 30% en 2008 et 70% en 2009, de la flore fongique totale. Ce groupe a fait l’objet d’une caractérisation morphologique. L’étude du potentiel mycotoxinogène des Aspergillus section Nigri isolées du café robusta a démontré qu’en plus de l’OTA, certaines souches d’Aspergillus Nigri produiraient de l’aflatoxine. Cependant l’espèce Aspergillus carbonarius reste la plus ochratoxinogène (0,6 µg et 15µg d’OTA/g de milieu gélosé). En plus des moisissures 44 souches de bactéries lactiques (LAB) ont été isolées à partir de la pulpe fraîche de café. Les caractères morphologiques, biochimiques et culturaux ont été étudiés. L’identification moléculaire des bactéries a permis de les classer dans le groupe de Lactobacillus plantarum sp. Après un criblage orienté, deux souches de LAB avec un effet important d’inhibition de croissance des moisissures mycotoxinogènes ont été sélectionnées. Les deux souches de Lactobacillus plantarum ont démontré une activité antifongique contre les souches d’Aspergillus carbonarius hautement ochratoxinogènes. Par conséquent la prévention de la mycotoxinogenèse sur café robusta, pourrait passer par l’inhibition de la croissance de certaines moisissures ochratoxinogènes. Les résultats acquis au cours de ce travail de thèse serviront de base afin de poursuivre cette étude d’une part avec des essais in situ pour tester l’efficacité des LAB sélectionnées et d’autre part, rechercher les biomolécules actives contre la germination des spores contaminants naturels post récolte en particulier des cerises de café en Côte d’Ivoire et des fruits et légumes en général. / One of the objectives of this thesis was to describe the significant contamination of robusta coffee beans (Coffea canephora) by moulds during the post-harvest processing of coffee cherries in the dry process. The sampling strategy was to take samples for two consecutive years (2008 and 2009) from different areas of coffee production in Ivory Coast and on the other hand, from the same area but from coffee producers using different methods of drying of coffee beans. From 31 samples, 218 wild strains of fungi were isolated on Potato Dextrose Agar (PDA) media and identified. These filamentous fungi were as follows: black Aspergilli (52%); green Aspergilli (13%), Penicillium (10%), Mucor (16%), Fusarium (4%) and others (5%). The black Aspergilli were found to include Aspergillus niger and Aspergillus carbonarius representing 52% of the fungal population, with a proportion of 30% in 2008 and 70% in 2009 of the total fungal flora. This group was selected to study more about their mycotoxin production. Most strains grown on media and at specific incubation conditions, were capable of producing one or more kinds of mycotoxins. Analysis of mycotoxins from fungi isolated from less than a hundred robusta coffee showed that ochratoxin A (OTA) was not the only mycotoxin that may contaminate the robusta coffee in Ivory Coast. Indeed, several strains belonging to the species Aspergillus Nigri group had shown their ability to produce not only ochratoxin A but also aflatoxin. However, the species A. carbonarius remains as the most ochratoxigenic strain but it does not produce aflatoxin.In parallel to the isolation of fungi, 44 strains of lactic acid bacteria (LAB) were also isolated from fresh coffee cherries, harvested in Ivory Coast in 2009. The morphological, biochemical and growth characteristics were studied. Molecular identification of strains ranked them to be in the group of Lactobacillus plantarum sp. After a screening experiment, it was possible to select two strains of LAB with a significant effect of inhibiting fungal growth by producing mycotoxins. The two strains of Lactobacillus plantarum showed antifungal activity against strains of Aspergillus carbonarius which is highly ochratoxigenic. Therefore the prevention of mycotoxigenicity of robusta coffee, could be rised by inhibiting the growth of certain ochratoxigenic fungi. The results achieved in this thesis serve as a basis to continue the study on one hand with field trials to test the effectiveness of selected LAB on the other hand, look for active biomolecules against spore germination of contaminants especially the natural post-harvest coffee beans in Ivory Coast and fruits and vegetables in general.

O presente trabalho visou a avaliação do potencial antifúngico de extratos brutos das diferentes partes do vegetal (folha, caule e raiz) de espécies de Piperaceae, os quais foram submetidos ao ensaio de bioautografia frente aos fungos Cladosporium cladosporioides e Cladosporium sphaerospermum. Após a triagem biológica, os extratos brutos das espécies Piper mollicomum, Piper marginatum, Peperomia alata e Peperomia glabella foram selecionados para etapas posteriores de fracionamento e purificação, utilizando-se técnicas cromatográficas. O estudo fitoquímico biomonitorado das espécies selecionadas identificou como metabólitos ativos dois cromenos e uma di-hidrochalcona; duas flavanonas e três fenilpropanóides, sendo um de estrutura inédita, denominado marginatumol; dois policetídeos inéditos, alatanona A e alatanona B; quatro acilresorcinóis e quatro secolignanas, incluindo a peperomina G inédita. Todos os metabólitos isolados apresentaram potencial atividade antifúngica, sendo os policetídeos alatanona A e alatanona B os mais ativos, com atividade superior às substâncias controle (nistatina e miconazol). Assim, os dados obtidos neste estudo permitiram descrever diferentes classes de produtos naturais a partir de uma coleção de extratos de espécies de Piperaceae, com potencial para estudos de relações estrutura-atividade. / The present study was addressed to evaluate the antifungal activity of crude extracts from Piperaceae species in which different parts of the plant (leaves, stems and roots) were assessed by means of bioautography against Cladosporium cladosporioides and Cladosporium sphaerospermum. After antifungal assay, the extratcs from Piper mollicomum, Piper marginatum, Peperomia alata and Peperomia glabella displayed higher growth inhibitory potency and thus were selected for further fractionation and purification using chromatographic techniques. Such dereplication using the bioautographic assay yielded two chromenes and one dihydrochalcone; two flavanones and three phenylpropanoids, including the novel compound marginatumol; two new polyketides, alatanone A and alatanone B; four acylresorcinols and four secolignans, including the novel peperomin G, respectively. The bioautography indicated potential antifungal activity for all isolated metabolites and compounds alatanone A and alatanone B were found the most active in comparison to positive controls (nystatin and miconazole). The bioprospecting approach was proven to be very effective when the isolation of bioactive compounds from a collection of crude extracts is concerned, although not necessarily unraveling the major biosynthetic pathways in each plant species.

Infecções invasivas por Trichosporon spp. ocorrem com maior frequência em pacientes neutropênicos, principalmente portadores de doenças hematológicas malignas, e estão associadas a elevados índices de mortalidade devido às dificuldades na identificação do patógeno e à resistência aos fármacos mais empregados na terapêutica antifúngica. A identificação das espécies de Trichosporon é importante tanto para estudos epidemiológicos, como para associar aspectos clínicos com as espécies causadoras das infecções. Além disso, auxilia no tratamento da enfermidade, uma vez que a suscetibilidades aos fármacos antifúngicos pode variar de acordo com a espécie. Além disso, as leveduras do gênero Trichosporon sintetizam a glucuronoxilomanana (GXM) em sua parede celular, que pode estar envolvida no mecanismo de virulência do patógeno. Este estudo teve como objetivo determinar, por identificação fenotípica e molecular, espécies isoladas de pacientes internados em unidades hospitalares, comparando os resultados obtidos por ambos os métodos; avaliar diferenças na distribuição dessas espécies em relação às formas invasivas e não invasivas da infecção; determinar o perfil de suscetibilidade dessas leveduras aos antifúngicos, empregando um método de micro-diluição de referência e um método comercial; e avaliar a presença de GXM na parede celular dos isolados. Foram avaliados 74 isolados obtidos de amostras clínicas de pacientes do Hospital das Clinicas da FMUSP e de outras unidades hospitalares do Estado de São Paulo, no período de 2003 a 2011. Dezenove amostras foram isoladas de sítios estéreis do organismo (infecções invasivas) e 55 foram isoladas de urina e cateter (isolados não invasivos). Para a identificação das espécies, os isolados foram submetidos a análises fenotípicas, que incluíram estudo macro e micromorfológico, provas fisiológicas e avaliação do perfil bioquímico por sistema automatizado VITEK 2. A identificação molecular foi realizada pelo sequenciamento das regiões IGS e D1/D2 do DNA ribossomal. O perfil de suscetibilidade dos 74 isolados foi analisado pelo método de micro-diluição EUCAST (referência) com os fármacos fluconazol (FCZ), itraconazol (ITZ), voriconazol (VCZ), cetoconazol (CTZ), anfotericina B (AMB) e 5-fluocitosina (5FC); e pelo método de micro-diluição comercial Sensititre YeastOne, com os mesmos fármacos empregados no EUCAST, acrescidos do posaconazol (POS) e caspofungina (CAS). Os valores das concentrações inibitórias mínimas (CIM), erros categórico e essencial, bem como outros parâmetros foram comparados entre os dois métodos. A presença de GXM na parede celular dos 74 isolados foi determinada por citometria de fluxo, empregando anticorpo monoclonal anti-GXM. Os resultados dos estudos morfológicos e fisiológicos foram insuficientes para definir as espécies dos 74 isolados. Pela assimilação de carboidratos analisada pelo sistema VITEK 2, verificou-se que 71 isolados foram identificados como T. asahii (17 de infecção invasiva e 54 não invasivos), um isolado como T. mucoides (invasivo), e para dois isolados (um invasivo e um não invasivo), a identificação não foi conclusiva. Para estes últimos foi realizado o auxanograma (método manual), e a identificação permaneceu inconclusiva, pois pelo perfil de assimilação, os isolados poderiam ser identificados como T. asahii ou T. faecale. Pela técnica de sequenciamento, 62 dos 74 isolados foram identificados como T. asahii, demonstrando 82,4% de concordância com o sistema VITEK 2. Onze isolados com identificações discordantes pertenciam às espécies T. inkin (8), T. faecale (2) e T. dermatis (1), como determinado por sequenciamento. Dos dois isolados com identificação inconclusiva pelo VITEK 2, um foi identificado pela técnica molecular como T. asahii, enquanto para o outro isolado não foi possível definir a espécie. Portanto, dos 74 isolados do estudo, 62 foram identificados como T. asahii, 8 como T. inkin, 2 como T. faecale e 1 T. dermatis; dois isolados permaneceram sem identificação conclusiva. Os resultados dos testes de suscetibilidade in vitro mostraram que, em ambos os métodos, VCZ apresentou a melhor atividade antifúngica. Pelo método EUCAST, foram obtidos valores elevados de CIM para AMB, enquanto o mesmo não foi observado no teste comercial. Neste último, foram observados valores elevados de CIM para FCZ, POS e CAS. Em relação à 5FC, os valores de CIM 90% por ambos os testes foram elevados (16mg/L). Diferenças significantes foram observadas entre os valores de CIM obtidas pelos dois métodos, e percentuais relativamente elevados de erros categóricos graves quando o método comercial foi comparado ao de referência. Não houve diferença estatística significante de valores de CIM entre isolados de infecção invasiva e não invasiva, exceto para ITZ e 5FC. Cerca de 30% dos isolados obtidos de casos de infecção invasiva e não invasivos apresentaram resistência cruzada entre os azóis FCZ e VCZ, e uma pequena porcentagem apresentou multirresistência. Para a análise de GXM na parede celular dos 74 isolados do estudo, foi avaliada a intensidade de fluorescência emitida pela citometria de fluxo, não tendo sido observada diferença estatística significante entre isolados invasivos e não invasivos. O estudo permitiu concluir que T. asahii foi a espécie mais isolada das amostras clínicas obtidas de sítios estéreis e não estéreis. A metodologia clássica de identificação fenotípica não foi suficiente para definir as espécies do gênero Trichosporon, e o sistema VITEK 2 apresentou discordância quando comparado à técnica molecular para as espécies não T. asahii. Em relação aos testes de suscetibilidade in vitro, VCZ apresentou-se mais adequado para a inibição das leveduras, enquanto os fármacos AMB, FCZ e POS não foram eficazes para a maior parte dos isolados. As discordâncias encontradas entre o método de referência e o comercial sugerem que, para o segundo, são necessárias mais avaliações para seu emprego em rotina laboratorial para o gênero Trichosporon. A detecção de GXM não resultou em diferenças entre os isolados de ambos os grupos; no entanto, para se determinar o efeito protetor do polissacarídeo contra a ação de macrófagos, ensaios de fagocitose devem ser realizados / Invasive Trichosporon spp. infections occur more frequently in neutropenic patients, especially those with hematologic malignancies, and are associated with high mortality rates due to difficulties in identifying the pathogen and treating patients with drugs most currently employed in antifungal therapy. Trichosporon species identification is important for epidemiological studies and to better define eventual species-specific clinical association. Additionally, antifungal susceptibility may vary according to the species. Furthermore, glucuronoxylomannan (GXM) is a cell wall-associated polysaccharide produced by genus Trichosporon, which may be involved in virulence mechanisms of this pathogen. This study aimed (i) to identify Trichosporon species isolated from hospitalized patients by both phenotypic and molecular methods, comparing results; (ii) to verify the distribution of these species in invasive and non-invasive infection episodes; (iii) to determine the in vitro activities of various antifungals agents against the Trichosporon spp. isolates, employing a reference micro-dilution method and a commercial system; (iv) and to analyze the surface expression of GXM. Seventy-four Trichosporon spp. isolates obtained from clinical specimens of patients admitted to the Hospital das Clínicas-FMUSP and to other hospitals in the state of São Paulo, from 2003 to 2011, were included in the study. Nineteen samples were isolated from sterile deep sites (invasive infections) and 55 were isolated from catheter and urine samples (non-invasive isolates). All isolates were submitted to phenotypic analysis, which consisted in morphological features observation, physiological tests and determination of the biochemical profile by VITEK 2 system. Molecular identification was performed by sequencing of IGS1 and D1/D2 regions from the ribosomal DNA. The susceptibility antifungal profiles of the 74 isolates were analyzed by both the EUCAST micro-dilution method (reference) employing fluconazole (FCZ), itraconazole (ITZ), voriconazole (VCZ), ketoconazole (CTZ), amphotericin B (AMB) and 5 - flucytosine (5FC), and the commercial micro-dilution test Sensititre YeastOne, with the same drugs employed in EUCAST plus posaconazole (POS) and caspofungin (CAS). The minimum inhibitory concentration values (MIC), categorical and essential errors as well as other susceptibility parameters were compared between both methods. The cell wall expression of GXM of all isolates was measured by flow cytometry employing an anti-GXM monoclonal antibody. The morphological and physiological features of the Trichosporon spp. isolates were insufficientto define species. The carbohydrate assimilation analysis, performed by VITEK 2 system, has resulted in 71 isolates identified as T. asahii (17 from invasive infections and 54 non-invasive isolates) and one isolate as T. mucoides (invasive). The species identification for the two remaining isolates (one invasive and one non-invasive) was inconclusive. For this reason, a manual auxanogram was performed with these isolates, resulting again in non-conclusive species identification. By the automated sequencing method, 62 of the 74 isolates were identified as T. asahii, showing 82.4% of agreement with the VITEK 2 identification. Eleven isolates were identified by sequencing as T. inkin (8), T. faecale (2) and T. dermatis (1), showing disagreement identification with the VITEK 2 system. Regarding the two isolates with inconclusive results by the carbohydrate assimilation, the molecular technique identified one as T. asahii, whereas for the other isolate the sequencing was also unable to define species. Therefore, among the 74 studied isolates, 62 were identified as T. asahii, eight as T. inkin, two as T. faecale and one as T. dermatis; and two isolates remained with unconclusive identification. Almost all Trichosporon spp. isolates displayed susceptibility to VCZ with both methods. By the EUCAST method, high values of MIC were observed for AMB, while by the commercial test especially the invasive isolates showed susceptibility to this drug. Additionally, the Sensititre kit provided elevated MIC values for FCZ, POS and CAS. In regards to 5FC, the MIC 90% values were consistently high (16 mg/L) in both methodologies. The MIC values obtained by both EUCAST and commercial methods were compared, resulting in significant differences of MIC values for all tested antifungal drugs; major categorical errors occurred at relatively high percentage with the commercial method. No statistically significant differences in MIC values were verified when invasive and non-invasive isolates were compared. Around 30% of both invasive and non-invasive isolates showed cross-resistance to FCZ and VCZ, while a small number of isolates was multiresistant. The GXM analysis by cytometry demonstrated no significant differences between invasive and non- invasive isolates. This study demonstrated that T. asahii was the most frequently isolated species from both deep and non-sterile sites of the patients. The classical phenotypic methodology was not able to define Trichosporon species, and the VITEK 2 system identification showed disagreement with the sequencing technique for the non-T. asahii species. Regarding the in vitro susceptibility tests, VCZ was the most effective drug against the isolates, whereas most of them appear to be less susceptible to AMB, FCZ and POS. The discrepancies in the Trichosporon spp. susceptibility results between the reference and commercial methods suggest that the latter requires further evaluation tests before it can be used in routine laboratory. Although the GXM expression seemed to be equal in both invasive and non-invasive Trichosporon spp. isolates, phagocytic assays should be performed in order to determine the protective effect of the polysaccharide against phagocytosis

Différents extraits ont été préparés à partir de racines de H. johannis et différents tests biologiques ont été appliqués en vue de rechercher différentes activités. L'extrait aqueux s'est montré particulièrement actif sur Enterococcus fecalis, Staphylococcus aureus et Bacillus. Les extraits aqueux dépourvus de tanins et les tanins isolés ne présentent pas d'activité antibactérienne. L'effet synergétique des composés serait donc responsable de l'activité antibactérienne de la plante. Une activité antifongique sur Microsporum canis, une propriété antiradicalaire et une activité antiglycation ont été constatées avec les deux extraits. Une étude toxicologique de la poudre de plante et de l'extrait éthanolique sur des rats révèle une toxicité au niveau du foie et de la rate. Cinq composés ont été isolés puis identifiés. Il s'agit de 3',4',5-Trihydroxy-6,7-diméthoxyflavone ; 3,5-Dihydroxy-4,7-diméthoxy dihydroflavonol, Catéchine, Vanilline et l'acide Protocatechuic. Du stigmastérol, de l'acide oléique, de l'acide myristique et de l'acide palmitique ont été également identifiés. Le travail sur C. lanatus var. citroides a montré que l'extrait méthanolique (70%) des pulpes de fruits possède une activité contre B. subtilis, S. aureus et E. coli. Les extraits butanolique et à l'acétate d'éthyle ne sont pas toxiques contre les larves de crevettes. L'extrait butanolique possède une propriété significative antiradicalaire. Deux composés ont été isolés et identifiés. Ce sont la Cucurbitacine E 2-O-[bêta]-glucopyranoside et la Cucurbitacine L 2-O-[bêta]-glucopyranoside. Ces composés montrent une activité antibacterienne contre E. coli. La Cucurbitacine L 2-O-[bêta]-glucopyranoside possède une activité antibactérienne contre P. aeruginosa et une propriété modérée anti-radicaux libres / Different extracts were prepared from the roots of H. johannis and different biological tests were performed. Water extract exhibited significant activity against Enterococcus fecalis, Staphylococcus aureus and Bacillus. Water extract devoid from tannin or the tannin fraction did not show any antibacterial activity reflecting the synergistic property of active compounds. Both extracts showed antifungal, antiradical capacity as well as antiglycation activity. Toxicological study of the powder and ethanol extract on rats showed toxicity to the liver and kidney tissues. Five compounds were isolated namely; 3,4,5- Trihydroxy- 6,7-dimethoxy flavone ; 3,5-Dihydroxy- 4,7- dimethoxy dihydroflavonol, Catechin, Vanillin and Protocatechuic acid. Stigmasterol, Oleic acid, Myristic acid and Palmitic acid were also identified. A study on the fruit pulps of C. lanatus var. citroides revealed that the methanolic extract displayed an antibacterial activity against B. subtilis, S. aureus and E. coli. The butanolic extract showed antiradical capacity and was not toxic to brine shrimps larvae. Two compounds were isolated namely; Cucurbitacine E 2-O-[bêta]-glucopyranoside and Cucurbitacine L 2-O- [bêta] -glucopyranoside. Both compounds showed antibacterial activity against E.coli whereas, Cucurbitacine L 2-O-[bêta]-glucopyranoside showed antibacterial activity against P. aeruginosa as well as antiradical activity

Este trabalho teve como objetivo a realização de estudos de Relações Quantitativas Tridimensionais Estrutura-Atividade, QSAR 3D, com identificação de alvos potenciais para compostos 5-nitro-heterocíclicos com estruturas azometínica ou oxadiazolínica com bioatividade dual, antifúngica e anti-T. cruzi, visando à identificação de novos compostos que possam ser aproveitados como possíveis candidatos a fármaco ou como compostos-líderes para novos estudos de modificação molecular. Os compostos estudados pertencem a quatro séries intimamente relacionadas, a saber: Série AzoO: 5-nitro-2-furfurilideno benzidrazidas 4-substituídas; Série AzoS: 5-nitro-2-tiofilideno benzidrazidas 4-substituídas; Série OxaO: 3-acetil-oxadiazolina 2,5-furfurilideno benzidrazidas 4-substituídas e Série OxaS: 3-acetil-oxadiazolina 2,5-tiofilideno benzidrazidas 4-substituídas. A utilização de forma integrada de ferramentas pertencentes às áreas de química farmacêutica, quimioinformática e bioinformática permite a caracterização de cavidades catalíticas de proteínas e a identificação das propriedades físico-químicas consideradas essenciais para a interação adequada entre ligante e biomacromolécula-alvo. Por outro lado, permitem também a identificação de alvos a partir da comparação de estruturas químicas, com as propriedades físico-químicas associadas, entre ligantes conhecidos e possíveis alvos; este procedimento de comparação de perfis moleculares, conhecido como virtual profiling, parte do princípio de que moléculas semelhantes a ligantes conhecidos de proteínas têm o potencial de interagir com essa mesma proteína, onde o grau de semelhança é determinado não somente pela estrutura química, mas também pela distribuição de características físico-químicas. As ferramentas utilizadas em estudos in silico incluem também análise de descritores topológicos que permitem a caracterização de propriedades físico-químicas considerando sua distribuição espacial em relação à estrutura química de uma dada molécula. O uso destes descritores permite a determinação do grau de semelhança entre moléculas ou partes de moléculas (fragmentos moleculares), e encontra-se na base das metodologias de triagem e de caracterização de sítios catalíticos de proteínas. Dentro da proposta de trabalho foram realizados estudos envolvendo virtual profiling, análise de fragmentos moleculares com base em descritores físico-químicos capazes de caracterizar superfícies de proteínas e ligantes, caracterização de cavidade catalítica de possível alvo e docking dos compostos a alvos putativos. Foi também realizada a determinação de atividade antifúngica e análise de resultados de QSAR 3D, levando finalmente à construção de uma hipótese quanto ao possível alvo biológico para os compostos azometínicos e oxadiazolínicos. O procedimento de virtual profiling apontou como possíveis alvos as enzimas CYP19A (aromatase), CYP3A4, CYP3A5 e CYP3A7. Embora estas enzimas não estejam diretamente envolvidas com as atividades biológicas testadas para os compostos até o momento, existem estudos que demonstram a interação de compostos azólicos de ação antifúngica, cujo alvo é CYP51 (14α-desmetilase), também com CYP19A e CYP3A4. Em conjunto com a análise da caracterização das propriedades físico-químicas com uso de descritores topológicos e a própria dualidade da atividade biológica, concluiu-se que seria possível a interação dos compostos das séries estudadas com CYP51, sendo esta enzima alvo não somente de antifúngicos azólicos, como também de compostos com ação anti-T. cruzi. A caracterização da cavidade catalítica de CYP51, tanto em termos de descritores de propriedades físico-químicas como de características estereoquímicas, associada ao estudos de QSAR 3D, confirmaram a possibilidade de interação da série oxadiazolínica com a CYP51, em orientação semelhante à dos antifúngicos azólicos. A série azometínica, que apresenta a mesma atividade dual da série oxadiazolínica, embora com potências diferentes, não possui conformação adequada para a interação da forma proposta. Existem, no entanto, dados que indicam a possibilidade de interação de compostos no sítio catalítico da enzima de forma diferente em relação a compostos oxadiazolínicos e antifúngicos azólicos. / This study had as objective the study of Tridimensional Quantitative Structure-Activity Relationships, 3D QSAR, and the identification of potential targets for 5-nitro-heterocyclic compounds with azomethynic or oxadiazolynic structures presenting dual antifungal and anti-T. cruzi bioactivity, aiming the discovery of new compounds to be used as possible drug candidates or lead compounds. The studied compounds belong to four closely related series: AzoO series: 4-substituted 5-nitro-2-furfurylidene benzhydrazides; AzoS Series: 4-substituted 5-nitro-2-thiophylidene benzhydrazides; OxaO Series: 4-substituted 3-acetyl-oxadiazolyne 2,5-furfurylidene benzhydrazides; and OxaS Series: 4-substituted 3-acetyl-oxadiazolyne 2,5-thiophilydene benzhydrazides. The integrated use of tools belonging to the areas of medicinal chemistry, chemoinformatics, and bioinformatics allow for the characterization of catalytic cavities of proteins and the identification of physicochemical properties considered essential for the adequate interaction between ligand and target biomacromolecule. In addition to this, they also make possible the identification of targets through the comparison of chemical structures, with their associated physicochemical properties, of known ligands and their possible targets; this approach, known as virtual profiling, is based on the principle that molecules similar to known ligands of proteins can potentially interact with this same protein, with the similarity degree being determined not only by chemical structure but also through the distribution of physicochemical characteristics. The tools used in studies in silico also include the analysis of topological descriptors that can be used to analyse physicochemical characteristics considering their spacial distribution in relation to the chemical structure of a given molecule. The use of these descriptors makes possible the determination of the similarity degree between molecules or part of molecules (molecular fragments), and is the basis for methodologies of screening and characterization of the catalytic sites or proteins. Considering the proposed objective, studies were carried involving virtual profiling, analysis of molecular fragments based on physicochemical descriptors able to characterize the surface of ligands and proteins, characterization of the catalytic site of a possible target, and docking of the compounds to putative targets. The antifungal activity of compounds was determined and 3D QSAR results analysed, leading to the formulation of a hypothesis for the possible biological target for the azomethynic and oxadiazolynic compounds. Virtual profiling results pointed as possible targets the P450 enzymes CYP19A (aromatase), CYP3A4, CYP3A5, and CYP3A7. Although these enzymes are not directly involved with the currently tested biological activities for these compounds, there are studies reporting the interaction of azole antifungal compounds, whose target is CYP51 (14α-demethylase), with CYP19A and CYP3A4. Taken together with the analysis of physicochemical characteristics based on topological descriptors, and considering the duality of determined biological activities, it was concluded that the interaction of the studied compounds with CYP51 was possible since this enzyme is the target nor only for azole antifungals, but also for anti-T. cruzi compounds. Characterization studies of CYP51 catalytic cavity considering not only physicochemical properties descriptors but also stereochemical characteristics, associated to the results of 3D QSAR, confirmed the possibility of interaction of compounds from the oxadiazolynic series with CYP51, in an orientation similar to azole antifungals. The azomethynic series, that also presents the same dual biological activity though with different potency, does not present an adequate conformation for the ineraction proposed for the oxadiazolynic series; however, there are reports indicating the possibility of interaction of compounds in the catalytic site of the enzyme in a different way from that of antifungal azoles and the proposed interaction of oxadiazolynic compounds.

Este trabalho teve como objetivo a realização de estudos de Relações Quantitativas Tridimensionais Estrutura-Atividade, QSAR 3D, com identificação de alvos potenciais para compostos 5-nitro-heterocíclicos com estruturas azometínica ou oxadiazolínica com bioatividade dual, antifúngica e anti-T. cruzi, visando à identificação de novos compostos que possam ser aproveitados como possíveis candidatos a fármaco ou como compostos-líderes para novos estudos de modificação molecular. Os compostos estudados pertencem a quatro séries intimamente relacionadas, a saber: Série AzoO: 5-nitro-2-furfurilideno benzidrazidas 4-substituídas; Série AzoS: 5-nitro-2-tiofilideno benzidrazidas 4-substituídas; Série OxaO: 3-acetil-oxadiazolina 2,5-furfurilideno benzidrazidas 4-substituídas e Série OxaS: 3-acetil-oxadiazolina 2,5-tiofilideno benzidrazidas 4-substituídas. A utilização de forma integrada de ferramentas pertencentes às áreas de química farmacêutica, quimioinformática e bioinformática permite a caracterização de cavidades catalíticas de proteínas e a identificação das propriedades físico-químicas consideradas essenciais para a interação adequada entre ligante e biomacromolécula-alvo. Por outro lado, permitem também a identificação de alvos a partir da comparação de estruturas químicas, com as propriedades físico-químicas associadas, entre ligantes conhecidos e possíveis alvos; este procedimento de comparação de perfis moleculares, conhecido como virtual profiling, parte do princípio de que moléculas semelhantes a ligantes conhecidos de proteínas têm o potencial de interagir com essa mesma proteína, onde o grau de semelhança é determinado não somente pela estrutura química, mas também pela distribuição de características físico-químicas. As ferramentas utilizadas em estudos in silico incluem também análise de descritores topológicos que permitem a caracterização de propriedades físico-químicas considerando sua distribuição espacial em relação à estrutura química de uma dada molécula. O uso destes descritores permite a determinação do grau de semelhança entre moléculas ou partes de moléculas (fragmentos moleculares), e encontra-se na base das metodologias de triagem e de caracterização de sítios catalíticos de proteínas. Dentro da proposta de trabalho foram realizados estudos envolvendo virtual profiling, análise de fragmentos moleculares com base em descritores físico-químicos capazes de caracterizar superfícies de proteínas e ligantes, caracterização de cavidade catalítica de possível alvo e docking dos compostos a alvos putativos. Foi também realizada a determinação de atividade antifúngica e análise de resultados de QSAR 3D, levando finalmente à construção de uma hipótese quanto ao possível alvo biológico para os compostos azometínicos e oxadiazolínicos. O procedimento de virtual profiling apontou como possíveis alvos as enzimas CYP19A (aromatase), CYP3A4, CYP3A5 e CYP3A7. Embora estas enzimas não estejam diretamente envolvidas com as atividades biológicas testadas para os compostos até o momento, existem estudos que demonstram a interação de compostos azólicos de ação antifúngica, cujo alvo é CYP51 (14α-desmetilase), também com CYP19A e CYP3A4. Em conjunto com a análise da caracterização das propriedades físico-químicas com uso de descritores topológicos e a própria dualidade da atividade biológica, concluiu-se que seria possível a interação dos compostos das séries estudadas com CYP51, sendo esta enzima alvo não somente de antifúngicos azólicos, como também de compostos com ação anti-T. cruzi. A caracterização da cavidade catalítica de CYP51, tanto em termos de descritores de propriedades físico-químicas como de características estereoquímicas, associada ao estudos de QSAR 3D, confirmaram a possibilidade de interação da série oxadiazolínica com a CYP51, em orientação semelhante à dos antifúngicos azólicos. A série azometínica, que apresenta a mesma atividade dual da série oxadiazolínica, embora com potências diferentes, não possui conformação adequada para a interação da forma proposta. Existem, no entanto, dados que indicam a possibilidade de interação de compostos no sítio catalítico da enzima de forma diferente em relação a compostos oxadiazolínicos e antifúngicos azólicos. / This study had as objective the study of Tridimensional Quantitative Structure-Activity Relationships, 3D QSAR, and the identification of potential targets for 5-nitro-heterocyclic compounds with azomethynic or oxadiazolynic structures presenting dual antifungal and anti-T. cruzi bioactivity, aiming the discovery of new compounds to be used as possible drug candidates or lead compounds. The studied compounds belong to four closely related series: AzoO series: 4-substituted 5-nitro-2-furfurylidene benzhydrazides; AzoS Series: 4-substituted 5-nitro-2-thiophylidene benzhydrazides; OxaO Series: 4-substituted 3-acetyl-oxadiazolyne 2,5-furfurylidene benzhydrazides; and OxaS Series: 4-substituted 3-acetyl-oxadiazolyne 2,5-thiophilydene benzhydrazides. The integrated use of tools belonging to the areas of medicinal chemistry, chemoinformatics, and bioinformatics allow for the characterization of catalytic cavities of proteins and the identification of physicochemical properties considered essential for the adequate interaction between ligand and target biomacromolecule. In addition to this, they also make possible the identification of targets through the comparison of chemical structures, with their associated physicochemical properties, of known ligands and their possible targets; this approach, known as virtual profiling, is based on the principle that molecules similar to known ligands of proteins can potentially interact with this same protein, with the similarity degree being determined not only by chemical structure but also through the distribution of physicochemical characteristics. The tools used in studies in silico also include the analysis of topological descriptors that can be used to analyse physicochemical characteristics considering their spacial distribution in relation to the chemical structure of a given molecule. The use of these descriptors makes possible the determination of the similarity degree between molecules or part of molecules (molecular fragments), and is the basis for methodologies of screening and characterization of the catalytic sites or proteins. Considering the proposed objective, studies were carried involving virtual profiling, analysis of molecular fragments based on physicochemical descriptors able to characterize the surface of ligands and proteins, characterization of the catalytic site of a possible target, and docking of the compounds to putative targets. The antifungal activity of compounds was determined and 3D QSAR results analysed, leading to the formulation of a hypothesis for the possible biological target for the azomethynic and oxadiazolynic compounds. Virtual profiling results pointed as possible targets the P450 enzymes CYP19A (aromatase), CYP3A4, CYP3A5, and CYP3A7. Although these enzymes are not directly involved with the currently tested biological activities for these compounds, there are studies reporting the interaction of azole antifungal compounds, whose target is CYP51 (14α-demethylase), with CYP19A and CYP3A4. Taken together with the analysis of physicochemical characteristics based on topological descriptors, and considering the duality of determined biological activities, it was concluded that the interaction of the studied compounds with CYP51 was possible since this enzyme is the target nor only for azole antifungals, but also for anti-T. cruzi compounds. Characterization studies of CYP51 catalytic cavity considering not only physicochemical properties descriptors but also stereochemical characteristics, associated to the results of 3D QSAR, confirmed the possibility of interaction of compounds from the oxadiazolynic series with CYP51, in an orientation similar to azole antifungals. The azomethynic series, that also presents the same dual biological activity though with different potency, does not present an adequate conformation for the ineraction proposed for the oxadiazolynic series; however, there are reports indicating the possibility of interaction of compounds in the catalytic site of the enzyme in a different way from that of antifungal azoles and the proposed interaction of oxadiazolynic compounds.

Cromoblastomicose é uma micose crônica que acomete a pele e o tecido subcutâneo. Vários tratamentos têm sido utilizados, mas a eficácia é extremamente baixa, não permitindo eleger uma terapia de escolha. No presente trabalho foram realizados: I – ensaios de suscetibilidade in vitro de agentes da cromoblastomicose contra antifúngicos comerciais; II - caracterização molecular de amostras oriundas de casos clínicos, bem como a descrição destes casos; III - a produção e caracterização de duas nanoemulsões, uma de anfotericina B e uma de itraconazol produzidas pela técnica de homogeneização à alta pressão; IV - a avaliação da atividade antifúngica destas nanoemulsões in vitro e in vivo em agentes da cromoblastomicose; V - a verificação do nível de comprometimento renal e hepático causados pelas nanoemulsões; VI - a avaliação da toxicidade das formulações produzidas. De modo geral, os agentes da cromoblastomicose, apresentaram maior suscetibilidade à terbinafina e ao itraconazol, respectivamente. A combinação de anfotericina B e terbinafina foi sinérgica para quatro dos cinco grupos avaliados. Quanto aos casos clínicos, no primeiro foi identificada uma infecção por E. spinifera e no segundo uma por Fonsecaea monophora. As nanoemulsões foram elaboradas com composição passível de administração parenteral, uma de anfotericina B e uma de itraconazol, pelo método de homogeneização à alta pressão. Não foi possível determinar as CIMs da nanoemulsão de anfotericina B e Abelcet® in vitro, enquanto que a nanoemulsão de itraconazol apresentou CIMs muito semelhantes às do fármaco livre. Em modelo animal de cromoblastomicose, a nanoemulsão de anfotericina B foi mais ativa que o fármaco livre, Fungizone® e Abelcet®. A nanoemulsão de itraconazol também apresentou melhor atividade quando comparada com o fármaco livre. Os níveis de uréia foram mais elevados nos animais que receberam anfotericina B livre e Fungizone®. A enzima alanina aminotransferase foi encontrada em níveis menores nos animais tratados com a nanoemulsão de itraconazol do que naqueles que receberam itraconazol livre. A anfotericina B livre e Fungizone® causaram graves danos aos rins. Nos animais tratados com Abelcet® e com a nanoemulsão de anfotericina B foi possível verificar apenas necrose focal. Da mesma forma, a nanoemulsão de itraconazol protegeu os animais contra danos hepáticos quando comparada com o fármaco livre. Em relação aos ensaios de toxicidade, a anfotericina B foi citotóxica em concentrações a partir de 4μg/mL, sendo que com a nanoemulsão esta toxicidade não foi observada em concentrações mais elevadas. O itraconazol foi citotóxico, sendo que este efeito não foi visto com a nanoemulsão. É de extrema importância a avaliação da suscetibilidade dos agentes da cromoblastomicose a fim de orientar a clínica. A identificação molecular de agentes isolados de casos clínicos pode contribuir para delinear o perfil epidemiológico da doença. As nanoemulsões de anfotericina B e itraconazol apresentaram atividades superiores in vivo quando comparadas aos demais tratamentos e foram capazes de reduzir os efeitos adversos causados por estes antifúngicos. Através de ensaios in vitro foi confirmada a redução da citotoxidade do fármaco quando veiculado na nanoemulsão. Assim, as nanoemulsões produzidas poderiam ser alternativas terapêuticas para o tratamento da cromoblatomicose. / Chromoblastomycosis is a chronic mycosis that affects the skin and subcutaneous tissue. Various treatments have been used, but the efficacy is extremely low and does not allow choosing a therapy of choice. In the present work was performed: I - in vitro susceptibility testing for chromoblastomycosis agents against commercial antifungal; II - molecular characterization of samples from clinical cases as well as the description of these cases III - production and characterization of two nanoemulsions , one of amphotericin B and one of itraconazole, produced by high pressure homogenization technique; IV - assessing the in vitro and in vivo antifungal activity of these nanoemulsions against chromoblastomycosis agents; V - checking the level of impairment caused in the kidney and liver by nanoemulsions; VI - evaluation of toxicity of the formulations produced. In general, the chromoblastomycosis agents showed greater susceptibility to terbinafine and to itraconazole, respectively. The combination of amphotericin B and terbinafine was synergistic to four of the five groups. As for clinical cases, in the first was identified an infection by E. spinifera and in the second one by Fonsecaea monophora. The nanoemulsions were prepared with composition amenable of parenteral administration, one of amphotericin B and one of itraconazole, by the at high pressure homogenization method. Could not be determined the MIC of amphotericin B nanoemulsion and Abelcet® in vitro, while the itraconazole nanoemulsion showed MICs very similar to free drug. In a chromoblastomycosis animal model, the amphotericin B nanoemulsion was more active than free drug, Abelcet® and Fungizone®. The nanoemulsion of itraconazole also showed better activity compared to the free drug. Urea levels were higher in the animals receiving amphotericin B free and Fungizone®. The enzyme alanine aminotransferase was found in lower levels in animals treated with itraconazole nanoemulsion than in those who received itraconazole free. Amphotericin B free and Fungizone® caused severe damage to the kidneys. Already in animals treated with Abelcet® and the amphotericin B nanoemulsion was verified only focal necrosis. Likewise, the itraconazole nanoemulsion protected against liver damage when compared with the free drug. Regarding toxicity assays, amphotericin B was cytotoxic at concentrations from 4 μg/mL, while with the nanoemulsion this toxicity was not observed at higher concentrations. Itraconazole was cytotoxic, and this effect was not observed with the nanoemulsion. It is extremely important to evaluate the susceptibility of chromoblastomycosis agents to guide the clinic. Molecular identification of agents isolated from clinical cases can contribute to outline an epidemiological profile of the disease. The amphotericin B and itraconazole nanoemulsions showed higher activities in vivo when compared to other treatments and were able to reduce the adverse effects caused by these antifungals. Through in vitro assays were confirmed the reduction of the cytotoxicity of the drug when vehiculated in the nanoemulsion. Therefore, the nanoemulsions may be produced therapeutic alternatives for the chromoblastomycosis treatment.

O complexo Sporothrix schenckii reúne espécies etiologicamente relacionadas à esporotricose, uma micose que pode acometer seres humanos e animais. Foi realizada a identificação fenotípica e molecular de 85 isolados provenientes de quatro estados brasileiros (Minas Gerais, Rio de Janeiro, Rio Grande do Sul e São Paulo). Foram pesquisadas a produção de enzimas, o perfil de inibição por leveduras killer, a suscetibilidade aos antifúngicos comerciais e aos extratos de plantas. Os isolados foram identificados como S. schenckii, S. brasiliensis e S. globosa, com predomínio de S. schenckii. Houve discordância de 37,7% entre a identificação das espécies do complexo S. schenckii utilizando metodologias fenotípicas e genotípicas. Entre os antifúngicos testados, a terbinafina foi o fármaco mais ativo; seguido por cetoconazol e itraconazol, enquanto fluconazol e voriconazol foram os menos ativos. Cinco isolados fúngicos foram detectados como resistentes ao itraconazol, sendo um S. globosa e quatro S. schenckii. Não houve diferença nos perfis de suscetibilidade aos antifúngicos entre as espécies do complexo Sporothrix schenckii. Entre os extratos de origem vegetal, o mais ativo foi o proveniente de Pterocaulon polystachyum, mostrando que o uso popular das plantas reforça a importância de pesquisas etnofarmacológicas, abrindo a possibilidade de encontrar novos agentes antifúngicos clinicamente eficazes. Doze das 18 leveduras killer avaliadas apresentaram atividade frente a todos os isolados do complexo S. schenckii estudados. No entanto, não houve diferença na suscetibilidade as toxinas entre as espécies de Sporothrix. Todos os isolados produziram desoxiribonuclease, urease e proteinase. Atividade fosfolipase e esterase foi detectada em 83 (97,6%) e 80 (94,1%), respectivamente, dos isolados testados. Todas as amostras do complexo S. schenckii produziram, pelo menos, quatro das enzimas avaliadas, e 78 (91,8%) dos isolados produziram todas as enzimas analisadas no estudo. No entanto, não foi possível diferenciar as espécies de Sporothrix baseado no perfil enzimático. Entre as enzimas extracelulares avaliadas nos isolados do complexo S. schenckii, desoxiribonuclease e esterase foram produzidas em maior quantidade, podendo vir a ser um fator de virulência. Além disso, o caldo Sabouraud dextrose mostrou potencial para ser usado na avaliação in vitro da atividade antifúngica frente ao complexo S. schenckii. / The Sporothrix schenckii complex combines species etiologically related to sporotrichosis, a mycosis which can affect humans and animals. The phenotypic and genotypic identification of 85 strains from four Brazilian States (Minas Gerais, Rio de Janeiro, Rio Grande do Sul and São Paulo) was performed. The enzymatic production, profile of inhibition by killer yeasts, susceptibility to marketed antifungal and to plant extracts were surveyed. The isolates were identified as S. schenckii, S. brasiliensis and S. globosa, with the predominance of S. schenckii. There was 37.7% disagreement regarding the species classification using phenotypic and genotypic methodologies. Among the tested antifungals, terbinafine was the most active drug, followed by ketoconazole and itraconazole, while fluconazole and voriconazole were the least active ones. Five isolates - one S. globosa and four S. schenckii - were resistent to itraconazole. There was no difference as to the profiles of the susceptibility to the antifungal agents among the Sporothrix species. The most active vegetal extract was from Pterocaulon polystachyum, showing that the popular use of these plants reinforces the importance of ethnopharmacological researches, with the possibility of finding new clinically effective antifungal agents. Twelve out of the 18 evaluated killer yeasts showed activity against all the tested strains of the S. schenckii complex. However, there was no difference in susceptibility to the toxins among the Sporothrix species complex. All the isolates were desoxiribonuclease, urease and proteinase positive. Phospholipase and esterase activities were detected in 83 (97.6%) and 80 (94.1%), respectively, among the isolates evaluated. All the S. schenckii complex strains produced at least four of the evaluated enzymes, and 78 (91.8%) of the isolates produced all the enzymes analyzed in the study. However, it is not possible to differentiate the Sporothrix species based on their enzymatic profile. Among the extracellular enzymes evaluated in the S. schenckii complex isolates, desoxiribonuclease and esterase were the most prominent ones, and their production may be a virulence factor. Furthermore, the Sabouraud dextrose broth showed potential to be used in the in vitro evaluation of the antifungal activity against the S. schenckii complex.

Infecções invasivas por Trichosporon spp. ocorrem com maior frequência em pacientes neutropênicos, principalmente portadores de doenças hematológicas malignas, e estão associadas a elevados índices de mortalidade devido às dificuldades na identificação do patógeno e à resistência aos fármacos mais empregados na terapêutica antifúngica. A identificação das espécies de Trichosporon é importante tanto para estudos epidemiológicos, como para associar aspectos clínicos com as espécies causadoras das infecções. Além disso, auxilia no tratamento da enfermidade, uma vez que a suscetibilidades aos fármacos antifúngicos pode variar de acordo com a espécie. Além disso, as leveduras do gênero Trichosporon sintetizam a glucuronoxilomanana (GXM) em sua parede celular, que pode estar envolvida no mecanismo de virulência do patógeno. Este estudo teve como objetivo determinar, por identificação fenotípica e molecular, espécies isoladas de pacientes internados em unidades hospitalares, comparando os resultados obtidos por ambos os métodos; avaliar diferenças na distribuição dessas espécies em relação às formas invasivas e não invasivas da infecção; determinar o perfil de suscetibilidade dessas leveduras aos antifúngicos, empregando um método de micro-diluição de referência e um método comercial; e avaliar a presença de GXM na parede celular dos isolados. Foram avaliados 74 isolados obtidos de amostras clínicas de pacientes do Hospital das Clinicas da FMUSP e de outras unidades hospitalares do Estado de São Paulo, no período de 2003 a 2011. Dezenove amostras foram isoladas de sítios estéreis do organismo (infecções invasivas) e 55 foram isoladas de urina e cateter (isolados não invasivos). Para a identificação das espécies, os isolados foram submetidos a análises fenotípicas, que incluíram estudo macro e micromorfológico, provas fisiológicas e avaliação do perfil bioquímico por sistema automatizado VITEK 2. A identificação molecular foi realizada pelo sequenciamento das regiões IGS e D1/D2 do DNA ribossomal. O perfil de suscetibilidade dos 74 isolados foi analisado pelo método de micro-diluição EUCAST (referência) com os fármacos fluconazol (FCZ), itraconazol (ITZ), voriconazol (VCZ), cetoconazol (CTZ), anfotericina B (AMB) e 5-fluocitosina (5FC); e pelo método de micro-diluição comercial Sensititre YeastOne, com os mesmos fármacos empregados no EUCAST, acrescidos do posaconazol (POS) e caspofungina (CAS). Os valores das concentrações inibitórias mínimas (CIM), erros categórico e essencial, bem como outros parâmetros foram comparados entre os dois métodos. A presença de GXM na parede celular dos 74 isolados foi determinada por citometria de fluxo, empregando anticorpo monoclonal anti-GXM. Os resultados dos estudos morfológicos e fisiológicos foram insuficientes para definir as espécies dos 74 isolados. Pela assimilação de carboidratos analisada pelo sistema VITEK 2, verificou-se que 71 isolados foram identificados como T. asahii (17 de infecção invasiva e 54 não invasivos), um isolado como T. mucoides (invasivo), e para dois isolados (um invasivo e um não invasivo), a identificação não foi conclusiva. Para estes últimos foi realizado o auxanograma (método manual), e a identificação permaneceu inconclusiva, pois pelo perfil de assimilação, os isolados poderiam ser identificados como T. asahii ou T. faecale. Pela técnica de sequenciamento, 62 dos 74 isolados foram identificados como T. asahii, demonstrando 82,4% de concordância com o sistema VITEK 2. Onze isolados com identificações discordantes pertenciam às espécies T. inkin (8), T. faecale (2) e T. dermatis (1), como determinado por sequenciamento. Dos dois isolados com identificação inconclusiva pelo VITEK 2, um foi identificado pela técnica molecular como T. asahii, enquanto para o outro isolado não foi possível definir a espécie. Portanto, dos 74 isolados do estudo, 62 foram identificados como T. asahii, 8 como T. inkin, 2 como T. faecale e 1 T. dermatis; dois isolados permaneceram sem identificação conclusiva. Os resultados dos testes de suscetibilidade in vitro mostraram que, em ambos os métodos, VCZ apresentou a melhor atividade antifúngica. Pelo método EUCAST, foram obtidos valores elevados de CIM para AMB, enquanto o mesmo não foi observado no teste comercial. Neste último, foram observados valores elevados de CIM para FCZ, POS e CAS. Em relação à 5FC, os valores de CIM 90% por ambos os testes foram elevados (16mg/L). Diferenças significantes foram observadas entre os valores de CIM obtidas pelos dois métodos, e percentuais relativamente elevados de erros categóricos graves quando o método comercial foi comparado ao de referência. Não houve diferença estatística significante de valores de CIM entre isolados de infecção invasiva e não invasiva, exceto para ITZ e 5FC. Cerca de 30% dos isolados obtidos de casos de infecção invasiva e não invasivos apresentaram resistência cruzada entre os azóis FCZ e VCZ, e uma pequena porcentagem apresentou multirresistência. Para a análise de GXM na parede celular dos 74 isolados do estudo, foi avaliada a intensidade de fluorescência emitida pela citometria de fluxo, não tendo sido observada diferença estatística significante entre isolados invasivos e não invasivos. O estudo permitiu concluir que T. asahii foi a espécie mais isolada das amostras clínicas obtidas de sítios estéreis e não estéreis. A metodologia clássica de identificação fenotípica não foi suficiente para definir as espécies do gênero Trichosporon, e o sistema VITEK 2 apresentou discordância quando comparado à técnica molecular para as espécies não T. asahii. Em relação aos testes de suscetibilidade in vitro, VCZ apresentou-se mais adequado para a inibição das leveduras, enquanto os fármacos AMB, FCZ e POS não foram eficazes para a maior parte dos isolados. As discordâncias encontradas entre o método de referência e o comercial sugerem que, para o segundo, são necessárias mais avaliações para seu emprego em rotina laboratorial para o gênero Trichosporon. A detecção de GXM não resultou em diferenças entre os isolados de ambos os grupos; no entanto, para se determinar o efeito protetor do polissacarídeo contra a ação de macrófagos, ensaios de fagocitose devem ser realizados / Invasive Trichosporon spp. infections occur more frequently in neutropenic patients, especially those with hematologic malignancies, and are associated with high mortality rates due to difficulties in identifying the pathogen and treating patients with drugs most currently employed in antifungal therapy. Trichosporon species identification is important for epidemiological studies and to better define eventual species-specific clinical association. Additionally, antifungal susceptibility may vary according to the species. Furthermore, glucuronoxylomannan (GXM) is a cell wall-associated polysaccharide produced by genus Trichosporon, which may be involved in virulence mechanisms of this pathogen. This study aimed (i) to identify Trichosporon species isolated from hospitalized patients by both phenotypic and molecular methods, comparing results; (ii) to verify the distribution of these species in invasive and non-invasive infection episodes; (iii) to determine the in vitro activities of various antifungals agents against the Trichosporon spp. isolates, employing a reference micro-dilution method and a commercial system; (iv) and to analyze the surface expression of GXM. Seventy-four Trichosporon spp. isolates obtained from clinical specimens of patients admitted to the Hospital das Clínicas-FMUSP and to other hospitals in the state of São Paulo, from 2003 to 2011, were included in the study. Nineteen samples were isolated from sterile deep sites (invasive infections) and 55 were isolated from catheter and urine samples (non-invasive isolates). All isolates were submitted to phenotypic analysis, which consisted in morphological features observation, physiological tests and determination of the biochemical profile by VITEK 2 system. Molecular identification was performed by sequencing of IGS1 and D1/D2 regions from the ribosomal DNA. The susceptibility antifungal profiles of the 74 isolates were analyzed by both the EUCAST micro-dilution method (reference) employing fluconazole (FCZ), itraconazole (ITZ), voriconazole (VCZ), ketoconazole (CTZ), amphotericin B (AMB) and 5 - flucytosine (5FC), and the commercial micro-dilution test Sensititre YeastOne, with the same drugs employed in EUCAST plus posaconazole (POS) and caspofungin (CAS). The minimum inhibitory concentration values (MIC), categorical and essential errors as well as other susceptibility parameters were compared between both methods. The cell wall expression of GXM of all isolates was measured by flow cytometry employing an anti-GXM monoclonal antibody. The morphological and physiological features of the Trichosporon spp. isolates were insufficientto define species. The carbohydrate assimilation analysis, performed by VITEK 2 system, has resulted in 71 isolates identified as T. asahii (17 from invasive infections and 54 non-invasive isolates) and one isolate as T. mucoides (invasive). The species identification for the two remaining isolates (one invasive and one non-invasive) was inconclusive. For this reason, a manual auxanogram was performed with these isolates, resulting again in non-conclusive species identification. By the automated sequencing method, 62 of the 74 isolates were identified as T. asahii, showing 82.4% of agreement with the VITEK 2 identification. Eleven isolates were identified by sequencing as T. inkin (8), T. faecale (2) and T. dermatis (1), showing disagreement identification with the VITEK 2 system. Regarding the two isolates with inconclusive results by the carbohydrate assimilation, the molecular technique identified one as T. asahii, whereas for the other isolate the sequencing was also unable to define species. Therefore, among the 74 studied isolates, 62 were identified as T. asahii, eight as T. inkin, two as T. faecale and one as T. dermatis; and two isolates remained with unconclusive identification. Almost all Trichosporon spp. isolates displayed susceptibility to VCZ with both methods. By the EUCAST method, high values of MIC were observed for AMB, while by the commercial test especially the invasive isolates showed susceptibility to this drug. Additionally, the Sensititre kit provided elevated MIC values for FCZ, POS and CAS. In regards to 5FC, the MIC 90% values were consistently high (16 mg/L) in both methodologies. The MIC values obtained by both EUCAST and commercial methods were compared, resulting in significant differences of MIC values for all tested antifungal drugs; major categorical errors occurred at relatively high percentage with the commercial method. No statistically significant differences in MIC values were verified when invasive and non-invasive isolates were compared. Around 30% of both invasive and non-invasive isolates showed cross-resistance to FCZ and VCZ, while a small number of isolates was multiresistant. The GXM analysis by cytometry demonstrated no significant differences between invasive and non- invasive isolates. This study demonstrated that T. asahii was the most frequently isolated species from both deep and non-sterile sites of the patients. The classical phenotypic methodology was not able to define Trichosporon species, and the VITEK 2 system identification showed disagreement with the sequencing technique for the non-T. asahii species. Regarding the in vitro susceptibility tests, VCZ was the most effective drug against the isolates, whereas most of them appear to be less susceptible to AMB, FCZ and POS. The discrepancies in the Trichosporon spp. susceptibility results between the reference and commercial methods suggest that the latter requires further evaluation tests before it can be used in routine laboratory. Although the GXM expression seemed to be equal in both invasive and non-invasive Trichosporon spp. isolates, phagocytic assays should be performed in order to determine the protective effect of the polysaccharide against phagocytosis

Plusieurs souches cliniques de Candida albicans résistantes aux médicaments antifongiques azolés surexpriment des gènes encodant des effecteurs de la résistance appartenant à deux classes fonctionnelles : i) des transporteurs expulsant les azoles, CDR1, CDR2 et MDR1 et ii) la cible des azoles 14-lanostérol déméthylase encodée par ERG11. La surexpression de ces gènes est due à la sélection de mutations activatrices dans des facteurs de transcription à doigts de zinc de la famille zinc cluster (Zn2Cys6) qui contrôlent leur expression : Tac1p (Transcriptional activator of CDR genes 1) contrôlant l’expression de CDR1 et CDR2, Mrr1p (Multidrug resistance regulator 1), régulant celle de MDR1 et Upc2p (Uptake control 2), contrôlant celle d’ERG11. Un autre effecteur de la résistance clinique aux azoles est PDR16, encodant une transférase de phospholipides, dont la surexpression accompagne souvent celle de CDR1 et CDR2, suggérant que les trois gènes appartiennent au même régulon, potentiellement celui de Tac1p. De plus, la régulation transcriptionnelle du gène MDR1 ne dépend pas seulement de Mrr1p, mais aussi du facteur de transcription de la famille basic-leucine zipper Cap1p (Candida activator protein 1), un régulateur majeur de la réponse au stress oxydatif chez C. albicans qui, lorsque muté, induit une surexpression constitutive de MDR1 conférant la résistance aux azoles. Ces observations suggèrent qu’un réseau de régulation transcriptionnelle complexe contrôle le processus de résistance aux antifongiques azolés chez C. albicans. L’objectif de mon projet au doctorat était d’identifier les cibles transcriptionnelles directes des facteurs de transcription Tac1p, Upc2p et Cap1p, en me servant d’approches génétiques et de génomique fonctionnelle, afin de i) caractériser leur réseau transcriptionnel et les modules transcriptionnels qui sont sous leur contrôle direct, et ii) d’inférer leurs fonctions biologiques et ainsi mieux comprendre leur rôle dans la résistance aux azoles. Dans un premier volet, j’ai démontré, par des expériences de génétique, que Tac1p contrôle non seulement la surexpression de CDR1 et CDR2 mais aussi celle de PDR16. Mes résultats ont identifié une nouvelle mutation activatrice de Tac1p (N972D) et ont révélé la participation d’un autre régulateur dans le contrôle transcriptionnel de CDR1 et PDR16 dont l’identité est encore inconnue. Une combinaison d’expériences de transcriptomique et d’immunoprécipitation de la chromatine couplée à l’hybridation sur des biopuces à ADN (ChIP-chip) m’a permis d’identifier plusieurs gènes dont l’expression est contrôlée in vivo et directement par Tac1p (PDR16, CDR1, CDR2, ERG2, autres), Upc2p (ERG11, ERG2, MDR1, CDR1, autres) et Cap1p (MDR1, GCY1, GLR1, autres). Ces expériences ont révélé qu’Upc2p ne contrôle pas seulement l’expression d’ERG11, mais aussi celle de MDR1 et CDR1. Plusieurs nouvelles propriétés fonctionnelles de ces régulateurs ont été caractérisées, notamment la liaison in vivo de Tac1p aux promoteurs de ses cibles de façon constitutive et indépendamment de son état d’activation, et la liaison de Cap1p non seulement à la région du promoteur de ses cibles, mais aussi celle couvrant le cadre de lecture ouvert et le terminateur transcriptionnel putatif, suggérant une interaction physique avec la machinerie de la transcription. La caractérisation du réseau transcriptionnel a révélé une interaction fonctionnnelle entre ces différents facteurs, notamment Cap1p et Mrr1p, et a permis d’inférer des fonctions biologiques potentielles pour Tac1p (trafic et la mobilisation des lipides, réponse au stress oxydatif et osmotique) et confirmer ou proposer d’autres fonctions pour Upc2p (métabolisme des stérols) et Cap1p (réponse au stress oxydatif, métabolisme des sources d’azote, transport des phospholipides). Mes études suggèrent que la résistance aux antifongiques azolés chez C. albicans est intimement liée au métabolisme des lipides membranaires et à la réponse au stress oxydatif. / Many azole resistant Candida albicans clinical isolates overexpress genes encoding azole resistance effectors that belong to two functional categories: i) CDR1, CDR2 and MDR1, encoding azole-efflux transporters and ii) ERG11, encoding the target of azoles 14-lanosterol demethylase. The constitutive overexpression of these genes is due to activating mutations in transcription factors of the zinc cluster family (Zn2Cys6) which control their expression. Tac1p (Transcriptional activator of CDR genes 1), controlling the expression of CDR1 and CDR2, Mrr1p (Multidrug resistance regulator 1), regulating MDR1 expression and Upc2p (Uptake control 2), controlling the expression of ERG11. Another determinant of clinical azole resistance is PDR16, encoding a phospholipid transferase, whose overexpression often accompanies that of CDR1 and CDR2 in clinical isolates, suggesting that the three genes belong to the same regulon, potentially that of Tac1p. Further, MDR1 expression is not only regulated by Mrr1p, but also by the basic-leucine zipper transcription factor Cap1p (Candida activator protein 1), which controls the oxidative stress response in C. albicans and whose mutation confers azole resistance via MDR1 overexpression. These observations suggest that a complex transcriptional regulatory network controls azole resistance in C. albicans. My Ph.D. studies are aimed at identifying the direct transcriptional targets of Tac1p, Upc2p and Cap1p using genetics and functional genomics approches in order to i) characterize their regulatory network and the transcriptional modules under their direct control and ii) infer their biological functions and better understand their roles in azole resistance. In the first part of my studies, I showed that Tac1p does not only control the expression of CDR1 and CDR2, but also that of PDR16. My results also identified a new activating mutation in Tac1p (N972D) and revealed that the expression of CDR1 and PDR16 is under the control of another yet unknown regulator. The combination of transcriptomics and genome-wide location (ChIP-chip) approaches allowed me to identify the in vivo direct targets of Tac1p (PDR16, CDR1, CDR2, ERG2, others), Upc2p (ERG11, ERG2, MDR1, CDR1, others) and Cap1p (MDR1, GCY1, GLR1, others). These results also revealed that Upc2p does not only control the expression of ERG11 but also that of MDR1 and CDR1. Many new functional features of these transcription factors were found, including the constitutive binding of Tac1p to its targets under both activating and non-activating conditions, and the binding of Cap1p which extends beyond the promoter region of its target genes, to cover the open reading frame and the putative transcription termination regions, suggesting a physical interaction with the transcriptional machinery. The characterization of the transcriptional regulatory network revealed a functional interaction between these factors, notably between Cap1p and Mrr1p, and inferred potential biological functions for Tac1p (lipid mobilization and traffic, response to oxidative and osmotic stress) and confirmed or suggested other functions for Upc2p (sterol metabolism) and Cap1p (oxidative stress response, regulation of nitrogen utilization and phospholipids transport). Taken together, my results suggest that azole resistance in C. albicans is tightly linked to membrane lipid metabolism and oxidative stress response.