Espécies de fungos dos gêneros Candida e Trichophyton e Cryptococcus neoformans são os mais importantes agentes causadores de micoses em humanos. A seleção de linhagens tolerantes aos fungicidas atualmente utilizados torna extremamente necessário o desenvolvimento de novas estratégias para o controle desses patógenos. A inativação fotodinâmica (IF) de fungos baseia-se na utilização de um fotossensibilizador (FS) que se acumula preferencialmente nas células-alvo e que pode ser ativado por exposições à luz visível. A ativação do FS induz a formação de espécies reativas de oxigênio que matam a célula fúngica. O uso de FS para o tratamento de micoses é uma aplicação recente e promissora da IF de fungos. No presente estudo, foram avaliados os efeitos dos tratamentos fotodinâmicos (TF) com os FS fenotiazínicos azul de metileno (MB), azul de toluidina (TBO), novo azul de metileno (NMBN), o derivado pentacíclico do azul de metileno S137 e com uma cloroalumínio ftalocianina em nanoemulsão (ClAlPc/NE) nas leveduras Candida albicans, C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis, C. tropicalis, Cryptococcus neoformans e nos microconídios dos dermatófitos Trichophyton mentagrophytes e T. rubrum. Os efeitos dos TF com os diferentes FS fenotiazínicos também foram avaliados na linhagem celular L929 de camundongo. Inicialmente, a eficácia dos TF foi avaliada pela determinação da concentração inibitória mínima (CIM) de cada FS para cada dose de luz. Adicionalmente, nas condições otimizadas, também foram determinados os efeitos dos TF na sobrevivência das diferentes espécies de fungos. Os MICs variaram tanto entre FS como entre espécies e diminuíram com o aumento da dose de luz. Entre os FS fenotiazínicos, para a maioria dos tratamentos (espécies e doses de luz), o NMBN e o S137 apresentaram os menores MICs. Os MICs para o NMBN e para o S137 foram <= 2,5 ?M para todas as espécies de Candida, para doses >= 20 J cm-2. MICs para a ClAlPc/NE foram tão baixos quanto 0,01 ?M para algumas das espécies de Candida. O TF com NMBN e S137 resultaram em redução de pelo menos 3 logs na sobrevivência de todas as espécies de Candida e de Trichophyton. O TF com ClAlPc/NE resultou em redução de até 4 logs na sobrevivência de C. albicans e C. tropicalis e de até 6 logs na sobrevivência de células melanizadas de C. neoformans. A internalização da ClAlPc foi confirmada por microscopia confocal de fluorescência e a quantidade incorporada pelas células foi dependente da concentração do FS. As toxicidades relativas entre os diferentes FS para as células de mamífero foram semelhantes às observadas em fungos, por exemplo maior toxicidade e fototoxicidade do NMBN e do S137 comparada às do MB e TBO / Fungal species of the genera Candida and Trichophyton and Cryptococcus neoformans are the main responsible for mycoses in humans. The selection of fungal strains resistant to currently used fungicides makes the development of alternative fungus-control techniques highly desirable. Fungal photodinamic inactivation (PI) is based on the use of a visible light-activate photosensitiser (PS) that preferentially accumulates in the cell of the target microorganism. The activation of the PS starts photochemical processes that produce a series of reactive oxygen species (ROS) that kill the fungal cell. The use of PS to treat mycoses is a novel and promising application of PI. In the present study, the effects of the photodynamic treatments (PDT) with the phenothiazinium PS methylene blue (MB), toluidine blue O (TBO), new methylene blue N (NMBN), the novel pentacyclic photosensitiser S137 and with a chloroaluminum phthalocyanine nanoemulsion (ClAlPc/NE) on the yeasts Candida albicans, C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis, C. tropicalis and Cryptococcus neoformans and on microconidia of the dermatophytes Trichophyton mentagrophytes and T. rubrum were evaluated. The effects of the PDT with the phenothiazinium PS were also evaluated on the mouse fibroblast cell line L929. The efficacies of the PDT were evaluated initially by determining the minimal inhibitory concentration (MIC) of each PS for each light dose. Additionally, for the optimized conditions, the effects of the PDT on the survival of the different fungal species were also determined. MICs varied both among PS and species and decreased with light dose increase. Among the phenothiazinium PS, for most treatments (species and light doses), NMBN and S137 showed the lowest MICs. MICs for NMBN and S137 were <= 2.5 ?M for all the Candida species to light doses >= 20 J cm-2. MICs for ClAlPc/NE were as low as 0.01 ?M for some of the Candida species. PDT with NMBN and S137 resulted in a reduction of at least 3 logs in the survival of all Candida and Trichphyton species. PDT with ClAlPc/NE resulted in reductions up to 4 logs in the survival of C. albicans and C. tropicalis and up to 6 logs in the survival of C. neoformans melanized cells. Internalization of ClAlPc by C. neoformans was confirmed by confocal fluorescence microscopy, and the degree of uptake was dependent on PS concentration. The relative toxicities among the different PS to mammalian cell were similar to the antifungal data, i.e. greater toxicity and phototoxicity with NMBN and S137 compared to MB and TBO.

O basidiomiceto Cryptococcus neoformans é um fungo saprófita, com ampla distribuição geográfica, que é normalmente isolado de solos que contêm excretas de pombos e detritos vegetais. Apesar de saprófita, o fungo pode infectar e causar doença em uma grande variedade de hospedeiros animais, como mamíferos, aves e insetos. O número de casos de micoses graves, causadas por C. neoformans e por outros gêneros de fungos, tem aumentado em todo o mundo, principalmente devido ao aumento do número de indivíduos imunocomprometidos. Adicionalmente, a emergência de novas espécies de patógenos e a seleção de linhagens tolerantes aos antifúngicos comumente utilizados fazem com que o desenvolvimento de novas estratégias para o controle de fungos seja extremamente desejável. A inativação fotodinâmica de fungos é um método novo e promissor, que pode ser utilizado tanto para o controle de micoses (em animais e em vegetais), como para a eliminação de fungos do ambiente. A fotoinativação de fungos é baseada no uso de fotossensibilizadores que se acumulam ou que são preferencialmente metabolizados pelas células do microrganismo-alvo. A seguir, o fotossensibilizador é exposto à luz visível, que, na presença de oxigênio, inicia processos fotoquímicos que produzem uma série de espécies reativas de oxigênio capazes de matar as células fúngicas sem provocar danos significativos nos tecidos do hospedeiro. Neste trabalho, foram avaliadas as eficácias do azul de metileno (MB) (em solução e em nanoemulsão), da cloro-alumínio ftalocianina (em nanoemulsão) e do complexo nitrosilo de rutênio (em solução) como fotossensibilizadores para a fotoinativação de células melanizadas e não melanizadas de C. neoformans. C. neoformans foi suscetível à fotoinativação pela cloro-alumínio ftalocianina, com uma inativação próxima de 100% quando foi utilizada uma combinação apropriada da concentração do fotossensibilizador e da dose de luz. A completa fotoinativação do fungo pela ftalocianina, em condições compatíveis com a terapia fotodinâmica, abre a perspectiva da utilização desse fotossensibilizador para o tratamento de micoses causadas por C. neoformans. A fotoinativação pelo MB foi apenas parcial e não ocorreu fotoinativação pelo nitrosilo de rutênio. Nenhum dos fotossensibilizadores matou o fungo na ausência da luz. Também foram feitos experimentos para se verificar a influência do tempo de crescimento e da melanização na tolerância de C. neoformans à fotoinativação pelo MB. Houve diferença significativa na tolerância entre diferentes linhagens de C. neoformans. Para a maioria dos tratamentos [linhagens e tempo de crescimento (4, 6 ou 8 dias)], não houve diferença significativa entre a tolerância de células melanizadas e não melanizadas. Também não foi observada diferença na tolerância entre células com idade de 4 a 8 dias. / The basidiomycete Cryptococcus neoformans is a saprophytic worldwide fungus which is normally isolated from soils contaminated with pigeon excreta and plant detritus. Despite a saprophytic existence, the fungus can infect and cause disease in a wide variety of animal hosts such as mammals, birds and insects. Serious infections caused by C. neoformans and by other genera of fungi have emerged all over the world, primarily due to the increased numbers of immunocompromised individuals. Additionally, the emergence of new species and antimycotic-resistant strains of pathogenic fungi makes the development of new fungus-control techniques highly desirable. Photodynamic inactivation of fungi is a new and promising method that can be used to control localized mycoses or kill fungi in the environment. The photodynamic inactivation of fungi is based on the use of a photosensitizer that accumulates in, or preferentially is metabolized by, cells of the target microorganism. The photosensitizer is then exposed to visible light in the presence of oxygen, and this starts photochemical processes that produce a series of reactive oxygen species (ROS) capable of killing the fungal cells without causing significant damage to host tissues. We report here the efficacy of methylene blue (MB) (in solution and in nanoemulsion), chloroaluminum phthalocyanine (in nanoemulsion) and nitrosyl ruthenium complex (in solution) as photosensitizers in photoinactivation of melanized and nonmelanized Cryptococcus neoformans yeast cells. C. neoformans were susceptible to photoinactivation by chloroaluminum phthalocyanine with inactivation close to 100% when the appropriate combination of photosensitizer concentration and light-exposure dose was used. Photoinactivation by MB was only partial and nitrosyl ruthenium complex was ineffective. In the dark, neither photosensitizers inactivated the fungus. Complementary experiments were performed to estimate the effect of the age of the cells and of melanization in the fungus tolerance to photoinactivation by MB. There was a significative difference in the tolerance among strains of C. neoformans. For most of the treatments (strains and time of growth) there was no difference between the tolerance of melanized and nonmelanized cells. There was no difference in the tolerance among 4 to 8-day cells either.

Neste trabalho foi utilizado um esquema multi-técnicas para estudar a base de interações moleculares protagonizadas por duas proteínas que possuem funções biológicas completamente distintas. A primeira delas, clorocatecol 1,2-dioxigenase (Pp 1,2-CCD), tem um apelo biotecnológico para área ambiental devido a sua capacidade de catalisar a degradação do composto clorocatecol, um intermediário comum no final da decomposição de diversos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Essa característica pode promover a descontaminação de solos e águas poluídos revelando um grande potencial para aplicações em mecanismos de biorremediação. Além disso, a presença de moléculas anfipáticas junto à interface de ligação dos monômeros da CCD levantou a questão em relação à capacidade dessa família de enzimas de se ligar a membranas biológicas. Esse tipo de informação amplia o conhecimento acerca de mecanismos básicos de ação da enzima, aumentando a possibilidade de parceiros de interação, podendo levar a outras formas de controle da atividade biológica para uso em aplicações biotecnológicas como desenvolvimento de biossensores. O estudo dessa enzima está, portanto, voltado para a compreensão de suas interações com miméticos de membrana e a tentativas de imobilização da proteína nestas estruturas. Para isto, fazemos uso de técnicas biofísicas como dicroísmo circular, caloria diferencial de varredura e espectroscopias ópticas, e biomoleculares como desenvolvimento de oligonucleotídeos, reações de cadeia polimerase e análise de restrição. A outra vertente desta dissertação, tem como foco de estudo a proteína ligante de acil-CoA de Cryptococcus neoformans (CnACBP) clonada pela primeira vez em nosso laboratório. Homólogos de ACBP foram encontrados em todos os organismos distribuídos nos quatro reinos eucariotos, com alta similaridade sequencial (~48%). A sua presença ao longo dos reinos e seu envolvimento em diversos mecanismos metabólicos essenciais relacionados ao éster acil-CoA levaram à conclusão de que se trata de uma housekeeping protein, e não uma proteína específica, confinada a um tipo especializado de célula. Este trabalho traz uma caracterização inicial da CnACBP que busca esclarecer questões ainda em aberto e também aprofundar o conhecimento ainda muito vago de como cargas e a presença do ligante podem influenciar estrutura, estabilidade e função através de técnicas termodinâmicas e espectroscópicas antes de um aprofundamento de seu papel no interior da célula e interações com outras proteínas. / In this study, we used a multi technique approach to understand the basic molecular interactions of two proteins that have quite different biological functions. The first, chlorocatechol 1,2- dioxygenase (Pp 1,2-CCD), has an environmental appeal due to it ability to catalyze the degradation of chlorocatechol, a common intermediate in the end of the decomposition of many polycyclic aromatic hydrocarbons. This characteristic of decontaminating polluted soils and waters suggest a great potential for applications in bioremediation mechanisms. Moreover, the presence of amphipathic molecules at the interface of the CCD monomers raised issues related to the ability of this enzyme family of binding to biological membranes. Such information broadens the knowledge of the basic mechanisms of enzyme action, increasing the possibility of interaction partners and may lead to other forms of control of the biological activity for use in biotechnological applications, such as biosensors development. The study of this enzyme is therefore, aimed at understanding their interactions with mimetic membrane and immobilization attempts of the protein in these structures. For this purpose, we make use of biophysical techniques such as circular dichroism, differential scanning calorimetry and optical spectroscopies and biomolecular techniques, such as development of primers, polymerase chain reaction and restriction analysis. The other aspect of this dissertation is focused on the study of acyl-CoA binding protein of Cryptococcus neoformans (CnACBP) cloned for first time in our laboratory. Homologues of ACBP were found in all organisms distributed in the four kingdoms of eukaryotes, with high sequence similarity (~ 48%). Its widespread presence and their involvement in several key metabolic pathways related to the acyl-CoA ester led to the conclusion that ACBP is a housekeeping protein and not a specific protein contained a specialized cell type. Here we present an initial characterization of CnACBP that seeks to relevant issues regarding the proteins function. Our goal was to increase the still vague knowledge on how electrical charges and the presence of the binding partner may influence the structure, stability and function through thermodynamic and spectroscopic techniques. This is an initial step toward the full understanding of the role of protein in the cell.

O basidiomiceto Cryptococcus neoformans é um fungo saprófita, com ampla distribuição geográfica, que é normalmente isolado de solos que contêm excretas de pombos e detritos vegetais. Apesar de saprófita, o fungo pode infectar e causar doença em uma grande variedade de hospedeiros animais, como mamíferos, aves e insetos. O número de casos de micoses graves, causadas por C. neoformans e por outros gêneros de fungos, tem aumentado em todo o mundo, principalmente devido ao aumento do número de indivíduos imunocomprometidos. Adicionalmente, a emergência de novas espécies de patógenos e a seleção de linhagens tolerantes aos antifúngicos comumente utilizados fazem com que o desenvolvimento de novas estratégias para o controle de fungos seja extremamente desejável. A inativação fotodinâmica de fungos é um método novo e promissor, que pode ser utilizado tanto para o controle de micoses (em animais e em vegetais), como para a eliminação de fungos do ambiente. A fotoinativação de fungos é baseada no uso de fotossensibilizadores que se acumulam ou que são preferencialmente metabolizados pelas células do microrganismo-alvo. A seguir, o fotossensibilizador é exposto à luz visível, que, na presença de oxigênio, inicia processos fotoquímicos que produzem uma série de espécies reativas de oxigênio capazes de matar as células fúngicas sem provocar danos significativos nos tecidos do hospedeiro. Neste trabalho, foram avaliadas as eficácias do azul de metileno (MB) (em solução e em nanoemulsão), da cloro-alumínio ftalocianina (em nanoemulsão) e do complexo nitrosilo de rutênio (em solução) como fotossensibilizadores para a fotoinativação de células melanizadas e não melanizadas de C. neoformans. C. neoformans foi suscetível à fotoinativação pela cloro-alumínio ftalocianina, com uma inativação próxima de 100% quando foi utilizada uma combinação apropriada da concentração do fotossensibilizador e da dose de luz. A completa fotoinativação do fungo pela ftalocianina, em condições compatíveis com a terapia fotodinâmica, abre a perspectiva da utilização desse fotossensibilizador para o tratamento de micoses causadas por C. neoformans. A fotoinativação pelo MB foi apenas parcial e não ocorreu fotoinativação pelo nitrosilo de rutênio. Nenhum dos fotossensibilizadores matou o fungo na ausência da luz. Também foram feitos experimentos para se verificar a influência do tempo de crescimento e da melanização na tolerância de C. neoformans à fotoinativação pelo MB. Houve diferença significativa na tolerância entre diferentes linhagens de C. neoformans. Para a maioria dos tratamentos [linhagens e tempo de crescimento (4, 6 ou 8 dias)], não houve diferença significativa entre a tolerância de células melanizadas e não melanizadas. Também não foi observada diferença na tolerância entre células com idade de 4 a 8 dias. / The basidiomycete Cryptococcus neoformans is a saprophytic worldwide fungus which is normally isolated from soils contaminated with pigeon excreta and plant detritus. Despite a saprophytic existence, the fungus can infect and cause disease in a wide variety of animal hosts such as mammals, birds and insects. Serious infections caused by C. neoformans and by other genera of fungi have emerged all over the world, primarily due to the increased numbers of immunocompromised individuals. Additionally, the emergence of new species and antimycotic-resistant strains of pathogenic fungi makes the development of new fungus-control techniques highly desirable. Photodynamic inactivation of fungi is a new and promising method that can be used to control localized mycoses or kill fungi in the environment. The photodynamic inactivation of fungi is based on the use of a photosensitizer that accumulates in, or preferentially is metabolized by, cells of the target microorganism. The photosensitizer is then exposed to visible light in the presence of oxygen, and this starts photochemical processes that produce a series of reactive oxygen species (ROS) capable of killing the fungal cells without causing significant damage to host tissues. We report here the efficacy of methylene blue (MB) (in solution and in nanoemulsion), chloroaluminum phthalocyanine (in nanoemulsion) and nitrosyl ruthenium complex (in solution) as photosensitizers in photoinactivation of melanized and nonmelanized Cryptococcus neoformans yeast cells. C. neoformans were susceptible to photoinactivation by chloroaluminum phthalocyanine with inactivation close to 100% when the appropriate combination of photosensitizer concentration and light-exposure dose was used. Photoinactivation by MB was only partial and nitrosyl ruthenium complex was ineffective. In the dark, neither photosensitizers inactivated the fungus. Complementary experiments were performed to estimate the effect of the age of the cells and of melanization in the fungus tolerance to photoinactivation by MB. There was a significative difference in the tolerance among strains of C. neoformans. For most of the treatments (strains and time of growth) there was no difference between the tolerance of melanized and nonmelanized cells. There was no difference in the tolerance among 4 to 8-day cells either.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2450774 bytes, checksum: 5a8c6f7ae617f05957b253f97b3104cd (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cryptococcus neoformans is yeast capable of causing infection in humans called cryptococcosis that primarily affects immunocompromised patients. The infection usually affects the central nervous system causing meningoencephalitis with a severe and fatal evolution, accompanying or not, lung injury, fungemia and secondary outbreaks on the skin, bones and kidneys. The drugs of choice for treatment are usually amphotericin B associated with 5-flucytosine, however, increasing resistance to antifungal agents available and toxicity caused by them lead the search for new antifungals, becoming natural products as focus of studies in the research of substances with antifungal properties. Thus, the study aimed to investigate the antifungal activity of essential oils of Coriandrum sativum L. (coriander) and Foeniculum vulgare Mill. (fennel) in vitro against 14 strains of Cryptococcus neoformans. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum fungicidal concentration (MFC) were determinated by the microdilution technique, and the effects of essential oils on the morphology and time-kill curve of C. neoformans were evaluated. Was found for the essential oil of C. sativum MIC= 64 &#956;g/mL and MFC= 64 &#956;g/mL, and for the essential oil of F. vulgare, MIC= 256 &#956;g/mL and MFC= 512 &#956;g/mL. There were no changes in the morphology of LM 310 and ICB 59 strains of the yeast when subjected to contact with essential oils. Has been observed a decrease in count of viable forms with increasing concentrations of essential oils. In the time-kill curve of C. neoformans, compared to the essential oil of C. sativum, was observed fungicidal effect (decrease &#8805; 3 log10UFC/mL from the initial inoculation), at 24 hours, at MICx4 for the strain LM 310, and in MICx2 and MICx4, for the strain ICB 59. The essential oil of F. vulgare, for strain LM 310, began fungicidal activity at the time of 4 hours in MICx2 and MICx4, the MIC was fungicidal at 8 hours. The fungicidal activity for the strain ICB 59 began in 4 hours for all concentrations of essential oil (MIC, MICx2 and MICx4). The essential oils of C. sativum and F. vulgare has antifungal activity against strains of C. neoformans, therefore represent a possibility to become new products with antifungal potential in the treatment of cryptococcosis. However, there is need for further studies to search deeper aspects of the essential oils tested, so they can be used in therapy. / Cryptococcus neoformans é uma levedura capaz de provocar no homem uma infecção denominada criptococose que acomete principalmente pacientes imunocomprometidos. A infecção geralmente atinge o sistema nervoso central provocando meningoencefalite, de evolução grave e fatal, acompanhada ou não, de lesão pulmonar, fungemia e focos secundários na pele, ossos e rins. Os fármacos de escolha para seu tratamento são geralmente anfotericina B associada a 5-fluocitosina. Entretanto, o aumento da resistência aos antifúngicos disponíveis e a toxicidade provocada por eles levam a busca de novos antifúngicos, fazendo com que os produtos naturais sejam foco de pesquisas na busca de substâncias com propriedades antifúngicas. Desta forma, o estudo teve como objetivo investigar a atividade antifúngica dos óleos essenciais de Coriandrum sativum L. (coentro) e Foeniculum vulgare Mill. (funcho) in vitro sobre 14 cepas de Cryptococcus neoformans. Foram determinadas a Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Fungicida Mínima (CFM), pela técnica da microdiluição, e avaliados os efeitos dos óleos essenciais sobre a micromorfologia e a curva de morte fúngica de C. neoformans. Foi encontrado para o óleo essencial de C. sativum CIM= 64 &#956;g/mL e CFM= 64 &#956;g/mL, e para o óleo essencial de F. vulgare, CIM= 256 &#956;g/mL e CFM= 512 &#956;g/mL. Não foram observadas alterações na micromorfologia das cepas ICB 59 e LM 310 da levedura quando submetidas ao contato com os óleos essenciais. Foi constatada, porém uma diminuição na contagem de formas viáveis com aumento das concentrações dos óleos essenciais. Na curva de morte microbiana causada pelo óleo essencial de C. sativum sobre a cepa de C. neoformans LM 310, observou-se um efeito fungicida (redução &#8805;3 log10UFC/mL a partir do inóculo inicial), no tempo de 24 horas, na CIMx4; e nas CIMx2 e CIMx4, para a cepa ICB 59. O óleo essencial de F. vulgare, para a cepa LM 310, iniciou sua atividade fungicida no tempo de 4 horas nas CIMx2 e CIMx4, a CIM foi fungicida a partir de 8 horas. A atividade fungicida para a cepa ICB 59 iniciou-se em 4 horas para todas as concentrações do óleo essencial (CIM, CIMx2 e CIMx4). Os óleos essenciais de C. sativum e F. vulgare apresentaram atividade antifúngica contra cepas de C. neoformans, portanto, representam uma possibilidade de tornarem-se novos produtos com potencial efeito antifúngico no tratamento da criptococose. Há, entretanto, necessidade de estudos posteriores que pesquisem aspectos mais aprofundados dos óleos essenciais testados, para que possam ser utilizados na terapêutica.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ludmila de Matos Baltazar _ dissertacao.pdf: 1344528 bytes, checksum: 3adf6afe644493dc3f572d95071acc58 (MD5) Previous issue date: 2009-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The cryptococcosis is a systemic mycosis, which the meningoencephalitis is the most severe and most common clinical manifestation. The main species involved in your etiology are Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii. The ecology of these species is not well, known, C. neoformans has the excrement of birds, mainly pigeons, as its principal habitat and C. gattii is commonly associate to the trees. The presence of C. gattii was investigated in different regions of Espirito Santo State and it was found in only two (0,7%) of the 209 samples of trees analyzed whereas C. neoformans was isolated in 9 (17%) of the 54 pigeon excrements analyzed. The occurrence of C. neoformans (63 isolates) at both clinical and environmental samples was higher than C. gattii (4 isolates). In the total, 67 isolates, clinical and environmental, of C. neoformans and C. gattii, were analyzed and all of then were sensitive to the voriconazole (VCZ) and amphotericin B (AMB). For the drug itraconazole (ITZ), 82% were sensitive (S), 18% sensitive-dose-dependent (SDD) and for fluconazole (FCZ), 75% S, 24% SDD and 1% resistant (R). Considering the origin of the isolates, the susceptibility profile was similar between the clinical and environmental origin. Among the azoles, the VCZ was the drug that showed higher activity and FCZ which showed less activity in vitro. There was no crossresistance between FCZ and VCZ. Regard the production of the phospholipase enzyme, 84% of the isolates had high production and only 3% showed no production of the enzyme. All the 67 isolates showed activity of phenoloxidase enzyme, being 71% low and none of then with negative activity. Lower production of phospholipase and higher phenoloxidase activity were observed in strains isolated from HIV-pos. All the clinical and environmental strains of C. neoformans belonged to genotype VNI and all C. gattii to VGII genotype. These results showed similarity in the genetic pattern, susceptibility profile of the drugs and production of extracellular enzymes, phospholipase and phenoloxidase between environmental and clinical isolates and confirm that the infection can be from environmental source. / A criptococose é uma micose sistêmica e a meningoencefalite é a sua manifestação clínica mais grave e mais comum. As principais espécies envolvidas na etiologia são Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii. A ecologia destas espécies não é ainda bem conhecida, C. neformans tem como habitat, fezes de aves, principalmente pombos e C. gattii é comumente associada a árvores. A presença de C. gattii foi investigada em diferentes regiões do Estado do Espírito Santo e foi encontrada em apenas duas (0,7%) das 209 amostras de árvores analisadas enquanto C. neoformans foi isolado em 9 (17%) das 54 amostras de excrementos de aves analisadas. A ocorrência de Cryptococcus neoformans (63 isolados) tanto em amostras ambientais como clínicas foi maior que a de Cryptococcus gattii (4 isolados). No total, 67 isolados, clínicos e ambientais, de C. neoformans e C. gattii, foram analisados e todos foram sensíveis as drogas voriconazol (VCZ) e anfotericina B (AMB). Para a droga itraconazol (ITZ), 82% foram sensíveis (S), 18% sensível-dosedependente (SDD) e para fluconazol (FCZ), 75% S, 24% SDD e 1% resistente (R). Considerando a origem dos isolados, o perfil de suscetibilidade foi semelhante entre os de origem clínica e os ambientais. Entre os azólicos, o voriconazol foi o fármaco que apresentou maior atividade e o fluconazol o que apresentou menor atividade in vitro. Não foi observada resistência cruzada entre voriconazol e fluconazol. Quanto à produção da enzima fosfolipase, 84% dos isolados apresentaram produção alta e apenas 3% não produziram a enzima. Todos os 67 isolados mostraram atividade da enzima fenoloxidase, sendo 71% com atividade baixa e nenhum com atividade negativa. Produção mais baixa da fosfolipase e níveis mais altos de atividade da fenoloxidase foram observados em cepas isoladas de pacientes HIV-positivos. Todas as cepas clínicas e ambientais de C. neoformans pertenceram ao genótipo VNI e todas C. gattii ao genótipo VGII. Esses resultados revelaram semelhança no padrão genético, perfil de suscetibilidade a drogas e produção das enzimas extracelulares, fosfolipase e fenoloxidase, entre isolados ambientais e clínicos e confirmam que a infecção pode ocorrer a partir de fontes ambientais.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1157916 bytes, checksum: c99ab78dc2b8ee9f7877c46cab75b07f (MD5) Previous issue date: 2014-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cryptococcus neoformans is the opportunistic pathogenic yeast with broad geographic capable of infecting all kinds of animal distribution. In humans, cryptococcosis mainly affects the lungs and central nervous system, less frequently the skin, presenting in general with severe and fatal outcomes. People with compromised immune systems are more likely to develop cryptococcosis, especially those affected by human immunodeficiency virus. Conventional treatment of cryptococcosis potentially toxic antifungal use for long periods and that has been the target of resistance of these microorganisms, in addition to the high costs of treatment. Against this background, the searches for natural products with antifungal properties have been a promising alternative, with great attention of scholars as to the analysis of essential oils and their constituents. Thus, the present study aimed to evaluate the in vitro antifungal activity of essential oil of Laurus nobilis L. (Laurel) on strains of Cryptococcus neoformans. The chemical composition of the oil was analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC / MS) and its antifungal activity, assessed by determining the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum fungicide concentration (MFC) by microdilution. Its kinetic microbial death and the effects on the morphology were also analyzed. The results of GC / MS revealed the presence of seven phytochemicals, isoeugenol (57%), myrcene (15,9%), chavicol (9,3%), methyleugenol (2,43%), linalool (2,14%), caryophyllenne (2,10%) and limonene (2,02%). The oil showed fungal growth inhibition of 70% of the 10 strains tested, with MIC set at 256 &#956;g/mL and 1024 &#956;g/mL MFC. The curve of microbial death had a fungistatic effect (reduction <3 log10UFC/mL from the initial inoculum) at concentrations of MIC / 2, MIC, MIC x 2 and fungicidal effect (reduction of &#8805; 3 log10UFC/mL from the initial inoculum) in MIC x 4 starting from 2 hours. Not being observed change in micromorphology of LM 2601 strain, selected for the study of kinetics and micromorphology, when subjected to contact with the essential oil in different concentrations. The essential oil of L. nobilis L. showed antifungal activity against all strains of C. neoformans tested and thus may represent a novel antifungal product with potential in the treatment of cryptococcosis. / Cryptococcus neoformans é uma levedura patogênica oportunista, com ampla distribuição geográfica, capaz de infectar os mais variados tipos de animais. No homem, a criptococose acomete principalmente o sistema nervoso central e pulmões, com menor frequência a pele, apresentando-se de uma forma geral com evolução grave e fatal. Indivíduos com o sistema imunológico comprometido são mais susceptíveis de desenvolver a criptococose, principalmente os acometidos pelo vírus da imunodeficiência humana. O tratamento convencional da criptococose utiliza antifúngicos potencialmente tóxicos por longos períodos e que vêm sendo alvo de resistência desses microrganismos, além dos elevados custos com o tratamento. Diante desse panorama, a busca por produtos naturais com propriedades antifúngicas têm sido uma alternativa promissora, com grande atenção dos estudiosos quanto à análise dos óleos essenciais e seus constituintes. Assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar a atividade antifúngica in vitro do óleo essencial de Laurus nobilis L. (louro) sobre cepas de Cryptococcus neoformans. A composição química do óleo foi analisada por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas (CG/EM) e sua atividade antifúngica, avaliada pela determinação da concentração inibitória mínima (CIM) e concentração fungicida mínima (CFM), pela técnica de microdiluição. A cinética de morte microbiana e os efeitos sobre a micromorfologia também foram analisados. Os resultados da CG/EM revelaram a presença de sete fitoconstituintes majoritários, isoeugenol (57%), mirceno (15,9%), chavicol (9,3%), metileugenol (2,43%), linalol (2,14%), cariofileno (2,10%) e limoneno (2,02%). O óleo apresentou inibição do crescimento fúngico sobre 70% das 10 cepas ensaiadas, tendo a CIM estabelecida em 256 &#956;g/mL e a CFM em 1024 &#956;g/mL. A curva de morte microbiana apresentou efeito fungistático (redução < 3 log10UFC/mL a partir do inóculo inicial) nas concentrações de CIM/2, CIM, CIM x 2 e efeito fungicida (redução &#8805;3 log10UFC/mL a partir do inóculo inicial) na CIM x 4 a apartir das 2 horas. Não foi constatado alteração na micromorfologia da cepa LM 2601, selecionada para o estudo da cinética e da micromorfologia, quando submetida ao contato com o óleo essencial em diferentes concentrações. O óleo essencial de L. nobilis L. apresentou atividade antifúngica contra as cepas de C. neoformans testadas e dessa forma, pode representar um novo produto com potencial antifúngico no tratamento da criptococose.

Neste trabalho foi utilizado um esquema multi-técnicas para estudar a base de interações moleculares protagonizadas por duas proteínas que possuem funções biológicas completamente distintas. A primeira delas, clorocatecol 1,2-dioxigenase (Pp 1,2-CCD), tem um apelo biotecnológico para área ambiental devido a sua capacidade de catalisar a degradação do composto clorocatecol, um intermediário comum no final da decomposição de diversos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Essa característica pode promover a descontaminação de solos e águas poluídos revelando um grande potencial para aplicações em mecanismos de biorremediação. Além disso, a presença de moléculas anfipáticas junto à interface de ligação dos monômeros da CCD levantou a questão em relação à capacidade dessa família de enzimas de se ligar a membranas biológicas. Esse tipo de informação amplia o conhecimento acerca de mecanismos básicos de ação da enzima, aumentando a possibilidade de parceiros de interação, podendo levar a outras formas de controle da atividade biológica para uso em aplicações biotecnológicas como desenvolvimento de biossensores. O estudo dessa enzima está, portanto, voltado para a compreensão de suas interações com miméticos de membrana e a tentativas de imobilização da proteína nestas estruturas. Para isto, fazemos uso de técnicas biofísicas como dicroísmo circular, caloria diferencial de varredura e espectroscopias ópticas, e biomoleculares como desenvolvimento de oligonucleotídeos, reações de cadeia polimerase e análise de restrição. A outra vertente desta dissertação, tem como foco de estudo a proteína ligante de acil-CoA de Cryptococcus neoformans (CnACBP) clonada pela primeira vez em nosso laboratório. Homólogos de ACBP foram encontrados em todos os organismos distribuídos nos quatro reinos eucariotos, com alta similaridade sequencial (~48%). A sua presença ao longo dos reinos e seu envolvimento em diversos mecanismos metabólicos essenciais relacionados ao éster acil-CoA levaram à conclusão de que se trata de uma housekeeping protein, e não uma proteína específica, confinada a um tipo especializado de célula. Este trabalho traz uma caracterização inicial da CnACBP que busca esclarecer questões ainda em aberto e também aprofundar o conhecimento ainda muito vago de como cargas e a presença do ligante podem influenciar estrutura, estabilidade e função através de técnicas termodinâmicas e espectroscópicas antes de um aprofundamento de seu papel no interior da célula e interações com outras proteínas. / In this study, we used a multi technique approach to understand the basic molecular interactions of two proteins that have quite different biological functions. The first, chlorocatechol 1,2- dioxygenase (Pp 1,2-CCD), has an environmental appeal due to it ability to catalyze the degradation of chlorocatechol, a common intermediate in the end of the decomposition of many polycyclic aromatic hydrocarbons. This characteristic of decontaminating polluted soils and waters suggest a great potential for applications in bioremediation mechanisms. Moreover, the presence of amphipathic molecules at the interface of the CCD monomers raised issues related to the ability of this enzyme family of binding to biological membranes. Such information broadens the knowledge of the basic mechanisms of enzyme action, increasing the possibility of interaction partners and may lead to other forms of control of the biological activity for use in biotechnological applications, such as biosensors development. The study of this enzyme is therefore, aimed at understanding their interactions with mimetic membrane and immobilization attempts of the protein in these structures. For this purpose, we make use of biophysical techniques such as circular dichroism, differential scanning calorimetry and optical spectroscopies and biomolecular techniques, such as development of primers, polymerase chain reaction and restriction analysis. The other aspect of this dissertation is focused on the study of acyl-CoA binding protein of Cryptococcus neoformans (CnACBP) cloned for first time in our laboratory. Homologues of ACBP were found in all organisms distributed in the four kingdoms of eukaryotes, with high sequence similarity (~ 48%). Its widespread presence and their involvement in several key metabolic pathways related to the acyl-CoA ester led to the conclusion that ACBP is a housekeeping protein and not a specific protein contained a specialized cell type. Here we present an initial characterization of CnACBP that seeks to relevant issues regarding the proteins function. Our goal was to increase the still vague knowledge on how electrical charges and the presence of the binding partner may influence the structure, stability and function through thermodynamic and spectroscopic techniques. This is an initial step toward the full understanding of the role of protein in the cell.

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The aims of this work were to determine the isolated or associated antifungal activity of EOs and major constituents with amphotericin B (AMB) or fluconazole (FLU) on 15 isolates and two standard strains of C. neoformans complex, evaluate the time-kill curve, the action on the biosynthesis of ergosterol and on cell membrane, in addition to verify the cytotoxicity of EOs and major constituents on human erythrocytes. By in vitro susceptibility testing and minimum fungicidal concentration (MFC), the best activities were to L. cubeba and citral. The EOs and major constituents exhibited minimum inhibitory concentration (MIC) between 16 and 512 μg/mL and 64 and 2048 μg/mL, with a MIC90 of 128 μg/mL for L. cubeba and citral, and 512 μg/mL for C. martini and geraniol. To evaluate the association of EOs and major constituents with antifungal agents was performed the Chequerboard method, that showed indifference in the association of AMB and L. cubeba (94.1%) or citral (70.6%). In association with FLU, L. cubeba was antagonistic (76.5%) and indifferent (94%) for citral. C. martini and geraniol showed synergism associated with AMB, respectively, in 52.9 and 70.6% of isolates, and showed indifference when associated with the FLU in 64.7% and 88.2%. C. gattii 24065 time-kill curve under the action of EOs and major constituents showed a rapid fungicidal activity, which occurred after one hour incubation for L. cubeba, C. martini and geraniol, and after two hours for citral. The amount of ergosterol was quantified after contact with the EOs and major constituents and showed that L. cubeba and citral inhibited 100% of sterol biosynthesis in MIC and 64% for C. martini. This is the probably mechanism of action of these agents, except for geraniol, which reduced only 12% in MIC. The major compounds of EOs showed no ability to injure the plasma membrane of C. gattii, since an average of 2.7% propidium iodide labeled cells were detected by flow cytometry. The in vitro cytotoxicity assay by hemolysis showed that EOs and major constituents were not toxic in the MIC and MFCs. Taken together, our results showed that the EOs of L. cubeba and C. martini and their major constituents, citral e geraniol are promising as candidates for new antifungal agents. / A criptococose é uma infecção fúngica causada por espécies do complexo Cryptococcus neoformans (C. neoformans e C. gattii) com alta incidência em indivíduos com a síndrome da imunodeficiência adquirida (aids). Os antifúngicos utilizados na terapia dessa infecção são escassos e, além disso, possuem toxicidade evidente e baixa eficácia, o que motiva a busca por novos candidatos a antifúngicos. Os óleos essenciais (OEs) extraídos do fruto de Litsea cubeba (Litsea cubeba (Lour.) Pers.) e das folhas de Palmarosa (Cymbopogon martini (Roxb.) Will. Watson) e seus constituintes majoritários, citral e geraniol, foram investigados como fontes de ação antifúngica. Os objetivos foram determinar a atividade antifúngica isolada e associada à anfotericina B (AMB) ou fluconazol (FLU) sobre 15 isolados e duas cepas padrão do complexo C. neoformans, além de avaliar a curva de morte, a ação sobre a biossíntese do ergosterol e sobre a membrana celular do fungo e a citotoxicidade dos OEs e constituintes majoritários sobre hemácias humanas. Por meio de testes de suscetibilidade in vitro e de concentração fungicida mínima (CFM), verificou-se melhor atividade para L. cubeba e citral. Os OEs e constituintes majoritários avaliados exibiram concentração inibitória mínima (CIM) entre 16 e 512 μg/mL e CFM entre 64 e 2048 μg/mL, com CIM90 de 128 μg/mL para L. cubeba e citral e de 512 μg/mL para C. martini e geraniol. Para avaliar a associação dos OEs com antifúngicos foi realizado o método de Chequerboard, onde houve indiferença na associação de AMB a L. cubeba (94,1%) e citral (70,6%), e na associação com FLU, L. cubeba foi antagônico (76,5%) e citral indiferente (94,%). C. martini e geraniol apresentaram sinergismo associados a AMB, respectivamente, em 52,9 e 70,6% dos isolados, e indiferença associado ao FLU em 64,7% e 88,2%. A curva de morte de C. gattii 24065 sob ação dos OEs e constituintes majoritários mostrou uma rápida ação fungicida, que ocorreu após uma hora de incubação para L. cubeba, C. martini e geraniol, e em duas horas para o citral. A quantificação do ergosterol após contato com os OEs e constituintes majoritários mostrou que L. cubeba e citral inibiram 100% da biossíntese desse esterol na CIM e 64% para C. martini, o que provavelmente é um mecanismo de ação destes agentes, exceto para o geraniol, que reduziu apenas 12% na CIM. Os OEs e compostos majoritários não apresentaram capacidade de lesionar a membrana plasmática de C. gattii, visto que em média de 2,7% das células foram marcadas com iodeto de propídio e detectadas por citometria de fluxo. O ensaio de citotoxicidade in vitro por hemólise mostrou que os OEs e constituintes majoritários não foram tóxicos nas CIMs e CFMs. Os resultados observados no presente trabalho mostram que os OEs de L. cubeba e C. martini e seus constituintes majoritários, citral e geraniol, são promissores candidatos a antifúngicos.

Espécies de fungos dos gêneros Candida e Trichophyton e Cryptococcus neoformans são os mais importantes agentes causadores de micoses em humanos. A seleção de linhagens tolerantes aos fungicidas atualmente utilizados torna extremamente necessário o desenvolvimento de novas estratégias para o controle desses patógenos. A inativação fotodinâmica (IF) de fungos baseia-se na utilização de um fotossensibilizador (FS) que se acumula preferencialmente nas células-alvo e que pode ser ativado por exposições à luz visível. A ativação do FS induz a formação de espécies reativas de oxigênio que matam a célula fúngica. O uso de FS para o tratamento de micoses é uma aplicação recente e promissora da IF de fungos. No presente estudo, foram avaliados os efeitos dos tratamentos fotodinâmicos (TF) com os FS fenotiazínicos azul de metileno (MB), azul de toluidina (TBO), novo azul de metileno (NMBN), o derivado pentacíclico do azul de metileno S137 e com uma cloroalumínio ftalocianina em nanoemulsão (ClAlPc/NE) nas leveduras Candida albicans, C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis, C. tropicalis, Cryptococcus neoformans e nos microconídios dos dermatófitos Trichophyton mentagrophytes e T. rubrum. Os efeitos dos TF com os diferentes FS fenotiazínicos também foram avaliados na linhagem celular L929 de camundongo. Inicialmente, a eficácia dos TF foi avaliada pela determinação da concentração inibitória mínima (CIM) de cada FS para cada dose de luz. Adicionalmente, nas condições otimizadas, também foram determinados os efeitos dos TF na sobrevivência das diferentes espécies de fungos. Os MICs variaram tanto entre FS como entre espécies e diminuíram com o aumento da dose de luz. Entre os FS fenotiazínicos, para a maioria dos tratamentos (espécies e doses de luz), o NMBN e o S137 apresentaram os menores MICs. Os MICs para o NMBN e para o S137 foram <= 2,5 ?M para todas as espécies de Candida, para doses >= 20 J cm-2. MICs para a ClAlPc/NE foram tão baixos quanto 0,01 ?M para algumas das espécies de Candida. O TF com NMBN e S137 resultaram em redução de pelo menos 3 logs na sobrevivência de todas as espécies de Candida e de Trichophyton. O TF com ClAlPc/NE resultou em redução de até 4 logs na sobrevivência de C. albicans e C. tropicalis e de até 6 logs na sobrevivência de células melanizadas de C. neoformans. A internalização da ClAlPc foi confirmada por microscopia confocal de fluorescência e a quantidade incorporada pelas células foi dependente da concentração do FS. As toxicidades relativas entre os diferentes FS para as células de mamífero foram semelhantes às observadas em fungos, por exemplo maior toxicidade e fototoxicidade do NMBN e do S137 comparada às do MB e TBO / Fungal species of the genera Candida and Trichophyton and Cryptococcus neoformans are the main responsible for mycoses in humans. The selection of fungal strains resistant to currently used fungicides makes the development of alternative fungus-control techniques highly desirable. Fungal photodinamic inactivation (PI) is based on the use of a visible light-activate photosensitiser (PS) that preferentially accumulates in the cell of the target microorganism. The activation of the PS starts photochemical processes that produce a series of reactive oxygen species (ROS) that kill the fungal cell. The use of PS to treat mycoses is a novel and promising application of PI. In the present study, the effects of the photodynamic treatments (PDT) with the phenothiazinium PS methylene blue (MB), toluidine blue O (TBO), new methylene blue N (NMBN), the novel pentacyclic photosensitiser S137 and with a chloroaluminum phthalocyanine nanoemulsion (ClAlPc/NE) on the yeasts Candida albicans, C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis, C. tropicalis and Cryptococcus neoformans and on microconidia of the dermatophytes Trichophyton mentagrophytes and T. rubrum were evaluated. The effects of the PDT with the phenothiazinium PS were also evaluated on the mouse fibroblast cell line L929. The efficacies of the PDT were evaluated initially by determining the minimal inhibitory concentration (MIC) of each PS for each light dose. Additionally, for the optimized conditions, the effects of the PDT on the survival of the different fungal species were also determined. MICs varied both among PS and species and decreased with light dose increase. Among the phenothiazinium PS, for most treatments (species and light doses), NMBN and S137 showed the lowest MICs. MICs for NMBN and S137 were <= 2.5 ?M for all the Candida species to light doses >= 20 J cm-2. MICs for ClAlPc/NE were as low as 0.01 ?M for some of the Candida species. PDT with NMBN and S137 resulted in a reduction of at least 3 logs in the survival of all Candida and Trichphyton species. PDT with ClAlPc/NE resulted in reductions up to 4 logs in the survival of C. albicans and C. tropicalis and up to 6 logs in the survival of C. neoformans melanized cells. Internalization of ClAlPc by C. neoformans was confirmed by confocal fluorescence microscopy, and the degree of uptake was dependent on PS concentration. The relative toxicities among the different PS to mammalian cell were similar to the antifungal data, i.e. greater toxicity and phototoxicity with NMBN and S137 compared to MB and TBO.