O gene MAS1/GAS2, conhecido como \"Magnaporthe Apressoria Specific\", foi identificado como altamente expresso durante a formação do apressório do fungo filamentoso fito patogênico Magnaporthe grisea. Em Aspergillus fumigatus, fungo patogênico oportunista, o gene masA, ortólogo a MAS1/GAS2 foi identificado como upregulated em uma análise transcriptômica exposto a voriconazole e anidulafungina, antifúngicos que afetam a síntese do ergosterol e a parede celular, respectivamente. Em ambos os ortólogos apresentam uma estrutura na região N-terminal da proteína denominada peptídeo sinal o qual neste trabalho foi determinado em uma análise in silico a presença de peptídeo sinal na região N-terminal da proteína. Na caracterização fenotípica de uma linhagem masA - deletada de A. fumigatus não foi identificado alteração estrutural do conidióforo e no seu aspecto macromorfológico. A linhagem masA-deletada é resistente a voriconazol e farnesol, drogas que inibem a síntese de ergosterol e a uma molécula quorum sensing, respectivamente. Ao avaliar o nível de expressão gênica do masA frente a diferentes classes de drogas, foi observado que o gene esta super expresso quando ocorre dano na parede celular, membrana citoplasmática, DNA, inibições na síntese de lipídeos e ácidos graxos e no estresse oxidativo. Na presença de dano na parede celular fúngica causados por anidulafungina, a proteína MasA está localizado na parede celular próximo a ponta da hifa. Adicionalmente, foi capaz de transferir para o meio extra-celular a proteína fusionada a ele, a GFP. Assim, possivelmente MasA participa da via secretória do fungo principalmente em momentos de estresse como o desarranjo da parede celular. A capacidade de secreção natural dos fungos filamentosos tem sido explorada no contexto industrial há décadas. Indicando para este fim, uma possível aplicabilidade para este peptídeo sinal. / The MAS1/GAS2 gene, known as \"Magnaporthe Apressoria Specific\", was identified as highly expressed during the formation of the appressorium phyto pathogenic filamentous fungus Magnaporthe grisea. In Aspergillus fumigatus, opportunistic saprophytic fungus, masA gene orthologous to MAS1/GAS2 was identified as upregulated in a transcriptomic analysis exposed to voriconazole and anidulafungin, antifungals that affect the synthesis of ergosterol and the cell wall, respectively. In both orthologs have a structure at the N-terminus of the protein called signal peptide. During the phenotypic and functional characterization of masA gene in A. fumigatus, was determined on an in silico analysis the presence of signal peptide at the N-terminal region of the protein. In the phenotypic characterization of a strain masA - deleted, no structural change of conidiophores and its macromorfologic aspect was not identified. The characterization masA-deleted strain is resistant to voriconazol and farnesol drugs which inhibit ergosterol synthesis and a quorum sensing molecule, respectively. When evaluating the level of gene expression masA against different class of drugs was observed the super gene is expressed when damage occurs in the cell wall and membrane DNA, the synthesis of lipids and fatty acids, and oxidative stress. In the presence of damage in the fungal cell wall caused by anidulafungin, MasA protein is located near the cell wall and the tip of the hypha and additionally, was able to transfer the protein to the extracellular the protein fused to GFP. Thus, possibly MasA participates in the secretory pathway of the fungus especially in stress of the cell wall. The natural secretion capability of filamentous fungi has been exploited in the industrial context for decades. Indicating for this purpose, a possible applicability for this signal peptide.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Os conhecimentos sobre a regulação dos níveis de cálcio e manganês no Aspergillus fumigatus são bastante limitados, sendo que a homeostase destes íons pode ser diretamente controlada pela ação de ATPases específicas, dentre elas as cálcio ATPases da subfamília PMR1. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi a expressão, caracterização e validação como alvo quimioterapêutico do gene Afpmr1 de A. fumigatus. Inicialmente, foi realizada a complementação funcional, de uma cepa de S. cerevisiae nocaute para a PMR1, em meios de cultura suplementados com EGTA ou manganês, revertendo o fenótipo da cepa nocute. Além disto, após expressão do gene Afpmr1, foi verificada uma reversão na intensa distribuição de quitina na parede celular da cepa nocaute. Paralelamente, para a RNAi, um fragmento do gene Afpmr1 apresentando baixa identidade com outros genes de cálcio ATPases de diferentes espécies foi clonado em vetor de expressão em A. fumigatus (pALB1). Após indução da expressão, a construção de RNA dupla fita para RNAi silenciou tanto o gene alb1 isoladamente (clone controle), quanto o duplo silenciamento com o gene de interesse Afpmr1, conferindo à ambas construções coloração branca às colônias. Uma vez confirmado o silenciamento gênico, por técnicas de RT-PCR quantitativo, os clones selecionados foram utilizados em ensaios de fagocitose e killing de macrófagos. O clone com o gene Afpmr1 silenciado apresentou diminuição na porcentagem de fagocitose, no número médio de conídios fagocitados e na eficiência de eliminação destes conídios quando comparados com seus controles. Estes resultados mostram que o gene Afpmr1 pode ser expresso funcionalmente em sistemas heterólogos e seu silenciamento, em A. fumigatus, influencia processos celulares que podem estar relacionados à manutenção da estrutura e composição da parede celular, além de desencadear alterações na fagocitose e killing de macrófagos. / The knowledge about the regulation of Aspergillus fumigatus calcium and manganese levels are very limited, while these ions homeostasis could be directly controlled by the function of specific ATPases, like the PMR1 calcium ATPase. In this way, the aim of the present work was the expression, characterization e validation, as chemotherapeutic target, of the A. fumigatus Afpmr1 gene. Initially, the functional complementation of a PMR1 knock-out strain phenotype was analyzed in EGTA or manganese supplemented culture media. Besides, after Afpmr1 expression, an intense distribution of chitin through the cell wall of the knock-out strain was reversed. At the same time, a fragment of the Afpmr1 gene, showing low identity values for another calcium ATPase genes, was cloned in an A. fumigatus expression vector (pALB1) for RNAi. After the induction of gene expression, a double strand RNA construct for RNAi has properly silenced either the alb1 gene alone (control clone), or the double silencing with the gene of interest Afpmr1, leading to both constructions white colored colonies. After confirmation of the gene silencing by quantitative RT-PCR techniques, the selected clones were used in macrophages killing and phagocytosis assays. The Afpmr1 silenced clone showed a decrease in the phagocytosis percentage, in the mean number of internalized conidia and in the killing percentage when compared with control groups. These results show that the Afpmr1 gene can be functionally expressed in eukaryotic heterologous systems and its silencing, in A. fumigatus, alters cellular processes that can be related with the maintenance of the cell wall structure and composition, as well as promote alterations in the macrophages phagocytosis and killing.

Descrição: Bola fúngica é definida como uma macrocolônia composta por emaranhado de hifas, células inflamatórias, fibrina, muco e fragmentos de tecidos. Aspergillus fumigatus é o agente etiológico mais frequente, responsável por cerca de 90% dos casos, seguido de A niger e A flavus, respectivamente. O antecedente mais comum para o desenvolvimento da bola fúngica é cavidade secundária à tuberculose e a manifestação clínica mais presente e causadora de óbitos nesses pacientes é a hemoptise. Objetivos: Investigar as espécies de Aspergillus causadoras de bola fúngica pulmonar, determinar as condições predisponentes e/ou associadas e a comprovação laboratorial para o diagnóstico etiológico e observar a resposta as diferentes medidas terapêuticas dos pacientes com bola fúngica pulmonar. Delineamento: Foram analisados retrospectivamente, prontuários de pacientes para a caracterização da bola fúngica pulmonar por Aspergillus. Local do estudo: Laboratório de Micologia da Santa Casa Complexo Hospitalar, no período de 1980 a 2009. Pacientes e métodos: Foram incluídos neste estudo todos os pacientes com diagnóstico de bola fúngica pulmonar aspergilar de uma população de 750 casos de aspergilose, de 1980 a 2009. Os critérios para o diagnóstico foram os seguintes: isolamento da espécie de Aspergillus proveniente do material de cavidade pulmonar associado à imagem radiográfica compatível; isolamento da espécie de Aspergillus em outros materiais do trato respiratório, excluindo material da cavidade, associado ou não ao exame direto positivo; imunodifusão radial dupla positiva para Aspergillus associada ao exame de imagem compatível. Resultados: Foram incluídos 391 pacientes com bola fúngica pulmonar aspergilar, a idade variou de 18-78 anos, sendo 67,3% do gênero masculino. O diagnóstico foi baseado nos achados clínicos, radiológicos e laboratoriais. Em todos os pacientes foram detectados achados característicos de bola fúngica tanto no radiograma quanto na tomografia de tórax e bola fúngica complexa foi detectado em 97,4% da casuística. Tuberculose curada foi a principal condição predisponente (89%). Hemoptise foi manifestação clínica mais frequente (89%). A espécie A. fumigatus foi o agente etiológico mais isolado, 89,3% dos casos, seguido de A niger 7,1% e menos frequente A flavus 3,3%. A positividade no cultivo foi de 84,7% nos espécimes clínicos e a imunodifusão radial dupla de 81,6% dos pacientes. A principal medida terapêutica foi ressecção cirúrgica apresentando desfecho favorável em 88,3%. A eliminação da bola fúngica por lise espontânea ocorreu em 2,3% dos casos. Mortalidade foi atribuída à cirurgia e a hemoptise em 32,3 e 13,8%, respectivamente. Conclusões: Tuberculose curada e hemoptise é a primeira hipótese diagnóstica de bola fúngica pulmonar. O sinal radiológico indicativo de bola fúngica é cavidade contendo produto patológico com densidade de partes moles, espessamento da parede da cavidade e da pleura circunjacente. A detecção de anticorpos séricos por imunodifusão radial dupla, e o cultivo de espécimes do trato respiratório inferior determinaram A. fumigatus como o principal agente etiológico da bola fúngica pulmonar. A medida terapêutica mais utilizada nos pacientes do presente estudo foi ressecção cirúrgica, e a metade da ocorrência de óbito esteve presente nestes casos. / Background: Pulmonary fungus ball is defined as a conglomeration, within a cavity of intertwined Aspergillus hyphae, inflammatory cells, fibrin, mucus and cellular debris. Aspergillus fumigatus is the most frequent etiologic agent, about 90% of cases, followed by A niger and A flavus, respectively. The most common condiction to develop fungus ball is residual cavities of healed tuberculosis, and the most prevalent clinical manifestation and cause of death is hemoptysis in these patients. Objectives: To investigate the species of Aspergillus causing pulmonary fungus ball, we compared underlying conditions, laboratory evidence to the etiological diagnosis, and response of the different therapy, and outcome of patients with pulmonary fungus ball. Design: We analyzed retrospectively the medical records of patients for the characterization of pulmonary Aspergillus fungus ball. Settings: A university-based tertiary care hospital in Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. Patients and methods: The study included patients diagnosed with pulmonary Aspergillus fungus ball in a population of 750 cases of aspergillosis, from 1980 to 2009. The criteria for the diagnosis were: isolation of Aspergillus species from the material of the pulmonary cavity associated with the compatible radiographic image; isolation of Aspergillus species from other materials of the respiratory tract, excluding cavity material, with or without direct examination positive; double immunodiffusion positive for Aspergillus associated with compatible image. Results: We included 391 patients with pulmonary Aspergillus fungus ball, age ranged from 18 to 78 years, 67.3% were male. The diagnosis was based on clinical, radiological, and laboratory findings. In all patients we detected the characteristic findings of fungal ball, on X-ray and tomography; and complex fungal ball, on their radiological appearance, was detected in 97.4% of cases. Healed tuberculosis was the commonest pre-existing disease (89%). Hemoptysis was the major symptoms (89%). The species A. fumigatus was the most common etiologic agent, 89.3% of cases, followed by 7.1% A niger and A flavus less frequent in 3.3%. Culture was positive in 84.7% specimes, and immunodiffusion in 81.6% patients. The main treatment was surgical resection in 88.3% that had a favorable outcome. Spontaneous lysis was obtained in 2.3% of cases. Mortality was attributed to the surgery and hemoptysis in 32.3 and 13.8%, respectively. Conclusions: Patient with healed tuberculosis and hemoptysis is the first hypothesis diagnostic fungus ball. The most frequent radiological signs were rounded dense opacity surrounded with a halo of air in a thick cavity wall and thickening of the pleura over cavity. The detection of serum antibodies by double immunodiffusion, and the cultive of the lower respiratory tract specimens determined A. fumigatus as the main agent of pulmonary fungal ball. The detection of serum antibodies by double immunodiffusion, and the cultivation of the lower respiratory tract specimens determined A. fumigatus as the main agent of pulmonary fungal ball. The measure most commonly used therapy in patients of this study was to surgical resection, and half of the patients who died were in these cases.

Descrição: Bola fúngica é definida como uma macrocolônia composta por emaranhado de hifas, células inflamatórias, fibrina, muco e fragmentos de tecidos. Aspergillus fumigatus é o agente etiológico mais frequente, responsável por cerca de 90% dos casos, seguido de A niger e A flavus, respectivamente. O antecedente mais comum para o desenvolvimento da bola fúngica é cavidade secundária à tuberculose e a manifestação clínica mais presente e causadora de óbitos nesses pacientes é a hemoptise. Objetivos: Investigar as espécies de Aspergillus causadoras de bola fúngica pulmonar, determinar as condições predisponentes e/ou associadas e a comprovação laboratorial para o diagnóstico etiológico e observar a resposta as diferentes medidas terapêuticas dos pacientes com bola fúngica pulmonar. Delineamento: Foram analisados retrospectivamente, prontuários de pacientes para a caracterização da bola fúngica pulmonar por Aspergillus. Local do estudo: Laboratório de Micologia da Santa Casa Complexo Hospitalar, no período de 1980 a 2009. Pacientes e métodos: Foram incluídos neste estudo todos os pacientes com diagnóstico de bola fúngica pulmonar aspergilar de uma população de 750 casos de aspergilose, de 1980 a 2009. Os critérios para o diagnóstico foram os seguintes: isolamento da espécie de Aspergillus proveniente do material de cavidade pulmonar associado à imagem radiográfica compatível; isolamento da espécie de Aspergillus em outros materiais do trato respiratório, excluindo material da cavidade, associado ou não ao exame direto positivo; imunodifusão radial dupla positiva para Aspergillus associada ao exame de imagem compatível. Resultados: Foram incluídos 391 pacientes com bola fúngica pulmonar aspergilar, a idade variou de 18-78 anos, sendo 67,3% do gênero masculino. O diagnóstico foi baseado nos achados clínicos, radiológicos e laboratoriais. Em todos os pacientes foram detectados achados característicos de bola fúngica tanto no radiograma quanto na tomografia de tórax e bola fúngica complexa foi detectado em 97,4% da casuística. Tuberculose curada foi a principal condição predisponente (89%). Hemoptise foi manifestação clínica mais frequente (89%). A espécie A. fumigatus foi o agente etiológico mais isolado, 89,3% dos casos, seguido de A niger 7,1% e menos frequente A flavus 3,3%. A positividade no cultivo foi de 84,7% nos espécimes clínicos e a imunodifusão radial dupla de 81,6% dos pacientes. A principal medida terapêutica foi ressecção cirúrgica apresentando desfecho favorável em 88,3%. A eliminação da bola fúngica por lise espontânea ocorreu em 2,3% dos casos. Mortalidade foi atribuída à cirurgia e a hemoptise em 32,3 e 13,8%, respectivamente. Conclusões: Tuberculose curada e hemoptise é a primeira hipótese diagnóstica de bola fúngica pulmonar. O sinal radiológico indicativo de bola fúngica é cavidade contendo produto patológico com densidade de partes moles, espessamento da parede da cavidade e da pleura circunjacente. A detecção de anticorpos séricos por imunodifusão radial dupla, e o cultivo de espécimes do trato respiratório inferior determinaram A. fumigatus como o principal agente etiológico da bola fúngica pulmonar. A medida terapêutica mais utilizada nos pacientes do presente estudo foi ressecção cirúrgica, e a metade da ocorrência de óbito esteve presente nestes casos. / Background: Pulmonary fungus ball is defined as a conglomeration, within a cavity of intertwined Aspergillus hyphae, inflammatory cells, fibrin, mucus and cellular debris. Aspergillus fumigatus is the most frequent etiologic agent, about 90% of cases, followed by A niger and A flavus, respectively. The most common condiction to develop fungus ball is residual cavities of healed tuberculosis, and the most prevalent clinical manifestation and cause of death is hemoptysis in these patients. Objectives: To investigate the species of Aspergillus causing pulmonary fungus ball, we compared underlying conditions, laboratory evidence to the etiological diagnosis, and response of the different therapy, and outcome of patients with pulmonary fungus ball. Design: We analyzed retrospectively the medical records of patients for the characterization of pulmonary Aspergillus fungus ball. Settings: A university-based tertiary care hospital in Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. Patients and methods: The study included patients diagnosed with pulmonary Aspergillus fungus ball in a population of 750 cases of aspergillosis, from 1980 to 2009. The criteria for the diagnosis were: isolation of Aspergillus species from the material of the pulmonary cavity associated with the compatible radiographic image; isolation of Aspergillus species from other materials of the respiratory tract, excluding cavity material, with or without direct examination positive; double immunodiffusion positive for Aspergillus associated with compatible image. Results: We included 391 patients with pulmonary Aspergillus fungus ball, age ranged from 18 to 78 years, 67.3% were male. The diagnosis was based on clinical, radiological, and laboratory findings. In all patients we detected the characteristic findings of fungal ball, on X-ray and tomography; and complex fungal ball, on their radiological appearance, was detected in 97.4% of cases. Healed tuberculosis was the commonest pre-existing disease (89%). Hemoptysis was the major symptoms (89%). The species A. fumigatus was the most common etiologic agent, 89.3% of cases, followed by 7.1% A niger and A flavus less frequent in 3.3%. Culture was positive in 84.7% specimes, and immunodiffusion in 81.6% patients. The main treatment was surgical resection in 88.3% that had a favorable outcome. Spontaneous lysis was obtained in 2.3% of cases. Mortality was attributed to the surgery and hemoptysis in 32.3 and 13.8%, respectively. Conclusions: Patient with healed tuberculosis and hemoptysis is the first hypothesis diagnostic fungus ball. The most frequent radiological signs were rounded dense opacity surrounded with a halo of air in a thick cavity wall and thickening of the pleura over cavity. The detection of serum antibodies by double immunodiffusion, and the cultive of the lower respiratory tract specimens determined A. fumigatus as the main agent of pulmonary fungal ball. The detection of serum antibodies by double immunodiffusion, and the cultivation of the lower respiratory tract specimens determined A. fumigatus as the main agent of pulmonary fungal ball. The measure most commonly used therapy in patients of this study was to surgical resection, and half of the patients who died were in these cases.

Descrição: Bola fúngica é definida como uma macrocolônia composta por emaranhado de hifas, células inflamatórias, fibrina, muco e fragmentos de tecidos. Aspergillus fumigatus é o agente etiológico mais frequente, responsável por cerca de 90% dos casos, seguido de A niger e A flavus, respectivamente. O antecedente mais comum para o desenvolvimento da bola fúngica é cavidade secundária à tuberculose e a manifestação clínica mais presente e causadora de óbitos nesses pacientes é a hemoptise. Objetivos: Investigar as espécies de Aspergillus causadoras de bola fúngica pulmonar, determinar as condições predisponentes e/ou associadas e a comprovação laboratorial para o diagnóstico etiológico e observar a resposta as diferentes medidas terapêuticas dos pacientes com bola fúngica pulmonar. Delineamento: Foram analisados retrospectivamente, prontuários de pacientes para a caracterização da bola fúngica pulmonar por Aspergillus. Local do estudo: Laboratório de Micologia da Santa Casa Complexo Hospitalar, no período de 1980 a 2009. Pacientes e métodos: Foram incluídos neste estudo todos os pacientes com diagnóstico de bola fúngica pulmonar aspergilar de uma população de 750 casos de aspergilose, de 1980 a 2009. Os critérios para o diagnóstico foram os seguintes: isolamento da espécie de Aspergillus proveniente do material de cavidade pulmonar associado à imagem radiográfica compatível; isolamento da espécie de Aspergillus em outros materiais do trato respiratório, excluindo material da cavidade, associado ou não ao exame direto positivo; imunodifusão radial dupla positiva para Aspergillus associada ao exame de imagem compatível. Resultados: Foram incluídos 391 pacientes com bola fúngica pulmonar aspergilar, a idade variou de 18-78 anos, sendo 67,3% do gênero masculino. O diagnóstico foi baseado nos achados clínicos, radiológicos e laboratoriais. Em todos os pacientes foram detectados achados característicos de bola fúngica tanto no radiograma quanto na tomografia de tórax e bola fúngica complexa foi detectado em 97,4% da casuística. Tuberculose curada foi a principal condição predisponente (89%). Hemoptise foi manifestação clínica mais frequente (89%). A espécie A. fumigatus foi o agente etiológico mais isolado, 89,3% dos casos, seguido de A niger 7,1% e menos frequente A flavus 3,3%. A positividade no cultivo foi de 84,7% nos espécimes clínicos e a imunodifusão radial dupla de 81,6% dos pacientes. A principal medida terapêutica foi ressecção cirúrgica apresentando desfecho favorável em 88,3%. A eliminação da bola fúngica por lise espontânea ocorreu em 2,3% dos casos. Mortalidade foi atribuída à cirurgia e a hemoptise em 32,3 e 13,8%, respectivamente. Conclusões: Tuberculose curada e hemoptise é a primeira hipótese diagnóstica de bola fúngica pulmonar. O sinal radiológico indicativo de bola fúngica é cavidade contendo produto patológico com densidade de partes moles, espessamento da parede da cavidade e da pleura circunjacente. A detecção de anticorpos séricos por imunodifusão radial dupla, e o cultivo de espécimes do trato respiratório inferior determinaram A. fumigatus como o principal agente etiológico da bola fúngica pulmonar. A medida terapêutica mais utilizada nos pacientes do presente estudo foi ressecção cirúrgica, e a metade da ocorrência de óbito esteve presente nestes casos. / Background: Pulmonary fungus ball is defined as a conglomeration, within a cavity of intertwined Aspergillus hyphae, inflammatory cells, fibrin, mucus and cellular debris. Aspergillus fumigatus is the most frequent etiologic agent, about 90% of cases, followed by A niger and A flavus, respectively. The most common condiction to develop fungus ball is residual cavities of healed tuberculosis, and the most prevalent clinical manifestation and cause of death is hemoptysis in these patients. Objectives: To investigate the species of Aspergillus causing pulmonary fungus ball, we compared underlying conditions, laboratory evidence to the etiological diagnosis, and response of the different therapy, and outcome of patients with pulmonary fungus ball. Design: We analyzed retrospectively the medical records of patients for the characterization of pulmonary Aspergillus fungus ball. Settings: A university-based tertiary care hospital in Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. Patients and methods: The study included patients diagnosed with pulmonary Aspergillus fungus ball in a population of 750 cases of aspergillosis, from 1980 to 2009. The criteria for the diagnosis were: isolation of Aspergillus species from the material of the pulmonary cavity associated with the compatible radiographic image; isolation of Aspergillus species from other materials of the respiratory tract, excluding cavity material, with or without direct examination positive; double immunodiffusion positive for Aspergillus associated with compatible image. Results: We included 391 patients with pulmonary Aspergillus fungus ball, age ranged from 18 to 78 years, 67.3% were male. The diagnosis was based on clinical, radiological, and laboratory findings. In all patients we detected the characteristic findings of fungal ball, on X-ray and tomography; and complex fungal ball, on their radiological appearance, was detected in 97.4% of cases. Healed tuberculosis was the commonest pre-existing disease (89%). Hemoptysis was the major symptoms (89%). The species A. fumigatus was the most common etiologic agent, 89.3% of cases, followed by 7.1% A niger and A flavus less frequent in 3.3%. Culture was positive in 84.7% specimes, and immunodiffusion in 81.6% patients. The main treatment was surgical resection in 88.3% that had a favorable outcome. Spontaneous lysis was obtained in 2.3% of cases. Mortality was attributed to the surgery and hemoptysis in 32.3 and 13.8%, respectively. Conclusions: Patient with healed tuberculosis and hemoptysis is the first hypothesis diagnostic fungus ball. The most frequent radiological signs were rounded dense opacity surrounded with a halo of air in a thick cavity wall and thickening of the pleura over cavity. The detection of serum antibodies by double immunodiffusion, and the cultive of the lower respiratory tract specimens determined A. fumigatus as the main agent of pulmonary fungal ball. The detection of serum antibodies by double immunodiffusion, and the cultivation of the lower respiratory tract specimens determined A. fumigatus as the main agent of pulmonary fungal ball. The measure most commonly used therapy in patients of this study was to surgical resection, and half of the patients who died were in these cases.

O gene MAS1/GAS2, conhecido como \"Magnaporthe Apressoria Specific\", foi identificado como altamente expresso durante a formação do apressório do fungo filamentoso fito patogênico Magnaporthe grisea. Em Aspergillus fumigatus, fungo patogênico oportunista, o gene masA, ortólogo a MAS1/GAS2 foi identificado como upregulated em uma análise transcriptômica exposto a voriconazole e anidulafungina, antifúngicos que afetam a síntese do ergosterol e a parede celular, respectivamente. Em ambos os ortólogos apresentam uma estrutura na região N-terminal da proteína denominada peptídeo sinal o qual neste trabalho foi determinado em uma análise in silico a presença de peptídeo sinal na região N-terminal da proteína. Na caracterização fenotípica de uma linhagem masA - deletada de A. fumigatus não foi identificado alteração estrutural do conidióforo e no seu aspecto macromorfológico. A linhagem masA-deletada é resistente a voriconazol e farnesol, drogas que inibem a síntese de ergosterol e a uma molécula quorum sensing, respectivamente. Ao avaliar o nível de expressão gênica do masA frente a diferentes classes de drogas, foi observado que o gene esta super expresso quando ocorre dano na parede celular, membrana citoplasmática, DNA, inibições na síntese de lipídeos e ácidos graxos e no estresse oxidativo. Na presença de dano na parede celular fúngica causados por anidulafungina, a proteína MasA está localizado na parede celular próximo a ponta da hifa. Adicionalmente, foi capaz de transferir para o meio extra-celular a proteína fusionada a ele, a GFP. Assim, possivelmente MasA participa da via secretória do fungo principalmente em momentos de estresse como o desarranjo da parede celular. A capacidade de secreção natural dos fungos filamentosos tem sido explorada no contexto industrial há décadas. Indicando para este fim, uma possível aplicabilidade para este peptídeo sinal. / The MAS1/GAS2 gene, known as \"Magnaporthe Apressoria Specific\", was identified as highly expressed during the formation of the appressorium phyto pathogenic filamentous fungus Magnaporthe grisea. In Aspergillus fumigatus, opportunistic saprophytic fungus, masA gene orthologous to MAS1/GAS2 was identified as upregulated in a transcriptomic analysis exposed to voriconazole and anidulafungin, antifungals that affect the synthesis of ergosterol and the cell wall, respectively. In both orthologs have a structure at the N-terminus of the protein called signal peptide. During the phenotypic and functional characterization of masA gene in A. fumigatus, was determined on an in silico analysis the presence of signal peptide at the N-terminal region of the protein. In the phenotypic characterization of a strain masA - deleted, no structural change of conidiophores and its macromorfologic aspect was not identified. The characterization masA-deleted strain is resistant to voriconazol and farnesol drugs which inhibit ergosterol synthesis and a quorum sensing molecule, respectively. When evaluating the level of gene expression masA against different class of drugs was observed the super gene is expressed when damage occurs in the cell wall and membrane DNA, the synthesis of lipids and fatty acids, and oxidative stress. In the presence of damage in the fungal cell wall caused by anidulafungin, MasA protein is located near the cell wall and the tip of the hypha and additionally, was able to transfer the protein to the extracellular the protein fused to GFP. Thus, possibly MasA participates in the secretory pathway of the fungus especially in stress of the cell wall. The natural secretion capability of filamentous fungi has been exploited in the industrial context for decades. Indicating for this purpose, a possible applicability for this signal peptide.

O A. fumigatus é um fungo saprofítico e tornou-se um dos principais agente patogênico oportunista em pacientes imunossuprimidos. Estudos prévios em nosso laboratório foi demonstrado que em mitocôndrias de P. brasiliensis e de A. fumigatus, o NAD+ era capaz de induzir a formação de potencial de membrana mitocondrial, o qual podia ser dissipado por FCCP, sugerindo a presença de um transportador de NAD+/NADH, conforme havia sido descrito em S. cerevisiae. Através de ferramentas de bioinformática, foi identificado no Aspergillus Gene Database, uma sequência com 32% de identidade com o gene ndt1p de S. cerevisiae. A sequência de cDNA, contendo 1.194 pb foi obtida usando PCR-Overlaping e clonada em vetor pGEM®-T Easy. Em seguida, a sequência foi subclonada em vetor de expressão pET28-a(+) e expressa em E. coli BL21(DE3). A proteína recombinante foi purificada a partir dos corpos de inclusão e sua identidade confirmada por espectrometria de massas e por Western Blotting usando anticorpo anti-His-tag. A proteína recombinante foi utilizada para produção de anticorpo policlonal anti-Ndt1 em coelho. Para expressão em levedura, o cDNA do gene ndt1 de A. fumigatus foi subclonado em vetor pYES2 e as leveduras S. cerevisiae ?ndt1?ndt2 foram transformadas. Foi realizada a curva de crescimento e indução da expressão da proteína recombinante Ndt1, a presença da proteína foi detectada utilizando anticorpo policlonal anti-Ndt1 após 16 horas de expressão. Nesse período foi verificado que as leveduras estavam em fase de crescimento exponencial. A cepa duplo mutante apresenta uma taxa de crescimento menor quando comparada com a cepa expressando a proteína recombinante quando crescidas em meio fermentável. As mitocôndrias isoladas de ambas as cepas foram submetidas à medida do potencial de membrana onde apresentavam acoplamento entre a oxidação de substratos e a fosforilação oxidativa. Além disso, ficou evidenciado que na cepa expressando a proteína recombinante, NAD+ induziu a formação de um potencial de membrana maior que na cepa controle. O transporte de NAD+ foi realizado e demonstrou que a cepa expressando a proteína Ndt1 tinha um aumento na fluorescência de NADH, mostrando que NAD+ foi capaz de entrar na matriz mitocondrial e posteriormente ser reduzido a NADH por enzimas da matriz mitocondrial. A determinação da produção de espécies reativas de oxigênio foi realizada utilizando as sondas fluorescentes CM-H2DCFDA e MitoSox Red em esferoplastos da levedura S. cerevisiae. Ambos experimentos não houve diferença significativa entre a cepa expressando a proteína Ndt1 e a cepa controle. As proteínas carboniladas foram determinadas utilizando anticorpo anti-DNP, após a reação com dinitrofenilhidrazona e não há diferença significativa entre as cepas. Finalmente, para confirmação da localização celular da proteína Ndt1, os esferoplastos de S. cerevisiae foram submetidos à microscopia confocal, onde ficou evidenciado a co-localização da proteína Ndt1 com as mitocôndrias na cepa de S. cerevisiae transformada com a construção pYES/ndt1, o mesmo perfil não foi observado na cepa ?ndt1?ndt2. / The A. fumigatus is a saprophytic fungus and is a major opportunistic pathogen in immunosuppressed patients. Previous studies in our lab has showed that mitochondrias of the P. brasiliensis and A. fumigatus, NAD+ is able to induce the formation of mitochondrial membrane potential, which could be dissipated by FCCP, suggesting the presence of a NAD+/NADH carrier as described in S. cerevisiae. Using bioinformatics tools, it was identified in Aspergillus Gene database a sequence containing 32% of identity with the gene ndt1p of S. cerevisiae. A fragment of cDNA was obtained from the ndt1p mRNA sequence, containing 1194 bp by using PCR-overlaping and cloned in pGEM®-T Easy vector. Then, the sequence was subcloned in pET28-a(+) vector and expressed in E. coli BL21 (DE3). The recombinant protein was purified from inclusion bodies and the identity confirmed by mass spectrometry and by Western Blotting using anti-His-tag antibody. The recombinant protein was used to produce polyclonal antibody anti-Ndt1 in rabbit. For expression in yeast, the ndt1 cDNA of A. fumigatus was subcloned into pYES2 vector and the yeast S. cerevisiae ?ndt1?ndt2 were transformed. Growth curve and induction of the recombinant protein expression Ndt1 was performed and the protein was detected using a polyclonal anti-Ndt1 antibody after 16 hours of expression. During this period it was found that the yeast were in exponential growth phase. The double mutant strain shows a slower growth rate compared to the strain expressing the recombinant protein growth rate when grown in fermentable medium. The isolated mitochondria from both strains were subjected to measurement of the membrane potential which showed coupling between substrate oxidation and oxidative phosphorylation. Furthermore, these measurements evidenced that the strain expressing the recombinant protein NAD+ induced the formation of a membrane potential larger than the control strain. The transport NAD+ was evaluated and showed that the strain expressing the protein Ndt1 has an increase in NADH fluorescence, indicating that NAD+ was able to enter into the mitochondrial matrix and then reduced to NADH by enzymes from the matrix. The determination of the production of reactive oxygen species was performed using the fluorescent probe CM-H2DCFDA and MitoSox Red in spheroplasts of the yeast S. cerevisiae. Both experiments showed no significant difference between the strain expressing Ndt1 protein and strain control. The carbonylated proteins levels were checked using anti-DNP, after the reaction with dinitrophenylhydrazone and there is no significant difference between the strains. Finally, to confirm the cellular localization of the protein Ndt1, spheroplasts of S. cerevisiae were subjected to confocal microscopy, which evidenced the co-location of Ndt1 protein with mitochondria in S. cerevisiae strain transformed with the construction pYES/ndt1. This same profile was not observed in strain ?ndt1?ndt2.

Aspergillus fumigatus é um fungo oportunista, sendo uma importante causa de morbidade e mortalidade entre os pacientes imunossuprimidos, acometidos com aspergilose invasiva. O sistema de defesa antioxidante do fungo atua como fator primordial de sua patogenicidade, mitigando os efeitos deletérios de espécies reativas produzidas pelo hospedeiro. Este trabalho teve o objetivo de avaliar o nível de transcrição relativo dos genes associados às proteínas mitocondriais e antioxidantes na presença de diferentes agentes pró-oxidantes para hifas e germinantes de cepas controle (CEA17) e nocaute para oxidase alternativa (?aoxA) de A. fumigatus. Utilizando qPCR, foram analisados 23 genes para as cepas CEA17 e mutante, dentre os quais, 5 associados à cadeia de transporte de elétrons (CTE), 4 relacionados aos componentes alternativos mitocondriais e 14 associados às proteínas antioxidantes. Os resultados foram obtidos através da normalização com o gene constitutivo gapdh utilizando a cepa CEA17 sem tratamento de cada fase de desenvolvimento celular como calibrador. As diferenças de transcrição da maioria dos genes estudados variaram com o pró-oxidante utilizado e com a fase de desenvolvimento celular (germinantes e hifas). A CTE em germinantes apresentou maiores níveis de transcritos dos complexos II e III em CEA17 do que em ?aoxA tratadas com menadiona. Com os demais complexos e atpase não foram observadas diferenças significativas quando comparados os resultados de ambas as cepas. Entretanto, os níveis de transcritos de atpase não foram superiores ao controle em nenhuma das cepas, sugerindo sua regulação na presença de ucp. ucp-like teve seus níveis de transcritos aumentados no mutante, sugerindo o desacoplamento da CTE em relação ao controle e à CEA17, que apresentou alto nível de transcritos de nde. Nesta cepa, os níveis de aoxA e ucp não foram significativamente diferentes. Esse fato, associado a níveis menores de ndiA e transcritos dos complexos I e II, sugerem manutenção do fluxo de elétrons na mitocôndria. Em relação às enzimas antioxidantes, houve aumento significativo nos níveis de cat2, catA, prx1, trx1 e grx1, indicando provável resposta à ausência de AOX. Os transcritos relacionados à CTE em hifas não apresentou diferença significativa nos níveis de complexo III e atpase em CEA17 e ?aoxA. No entanto, complexo IV se mostrou superior no mutante. Nesta fase de desenvolvimento, o aumento dos níveis de ucp-like está relacionado ao tratamento com menadiona e não com a presença de aoxA, explicando os mesmos níveis de transcritos em CEA17 e ?aoxA. Os níveis de nde sugerem atividade coordenada de sua proteína com AOX, por seus níveis estarem modulados pela presença de aoxA. A participação da Nde e da AOX na detoxificação das espécies reativas de oxigênio é sugerida ao se obter altos níveis de seus transcritos em hifas tratadas com menadiona. Diferentemente de germinantes, transcritos de sod3 foram predominantes em hifas de CEA17, enquanto transcritos de sod2 foram maiores em ?aoxA. Entre as catalases, os níveis de catA foram maiores no mutante, bem como a atividade das catalases como um todo. prx1 e trx1 foram maiores em CEA17 e ii grx1 em ?aoxA. Porém, trx1 atingiu os mais altos níveis de transcritos em germinantes, indicando possível redução de proteínas tiólicas e ribonucleotídeos por diferentes vias, de acordo com a fase de desenvolvimento do fungo. As enzimas antioxidantes clássicas, como superóxido dismutase, catalase e enzimas tiólicas, apresentaram aumento de transcrição na maioria das condições estudadas. No entanto, menadiona e paraquat promoveram maiores variações nos transcritos do que o observado com peróxido de hidrogênio gerado pelo sistema glicose/glicose oxidase. / Aspergillus fumigatus is an opportunistic fungus which has been referred to as a major cause of morbidity and mortality in imunosupressed patients affected with invasive aspergillosis. The antioxidant defense system of the fungus plays an important role in its pathogenicity by overcoming the negative effects of the oxygen reactive species produced by host. This work aims evaluating the transcription of genes associated to mitochondrial and antioxidant proteins in the presence of different prooxidants for hyphae and germinants of control (CEA17) and alternative oxidase knockout (?aoxA) strains. Using qPCR, 23 genes have been analyzed, 5 of which are electron transport chain (ETC), 4 are related to alternative components of the mitochondria, and 14 are associated to antioxidant proteins. The results were obtained via normalization with the constitutive gene gapdh using untreated CEA17 strain in each developmental phase as calibrator. The differences in the transcription of most analyzed genes varied with the prooxidant and the developmental phase (germinants and hyphae). The ETC in germinants presented higher amounts of transcripts of the complex II and III in CEA17 than in ?aoxA treated with menadione. With other complexes and the atpase no significant difference has been noted between both strains. However, the transcript levels of ATP synthase were not higher than control in any strain, which is related to its regulation in the presence of UCP. UCP-like had increased transcription in mutant, suggesting uncoupling from the ETC, relative to control and CEA17, which showed high levels of nde. In this strain, aoxA and ucp-like transcripts were not significantly different. This fact associated the lower levels of ndiA and transcripts of the complexes I and II suggest the maintenance of the electron flow in the mitochondria. Concerning the antioxidant enzymes, there was significant increase in the transcript production of cat2, catA, prx1, Ttrx1 and Ggrx1, suggesting a response to the absence of AOX. The ETC transcripts in hyphae did not present significant difference in the levels of complex III and atpase in CEA17 and ?aoxA. Yet the complex IV has shown higher in mutant than in CEA17. In this developmental phase, the increase of ucp-like is related to the treatment with menadione and not with the presence of aoxA, what explains the equivalent amount of transcripts in CEA17 and ?aoxA. The levels of nde suggest coordinated action of the protein with AOX, because it is modulated by the presence of aoxA. The role of Nde and AOX in the detoxification of reactive oxygen species is suggested by their high levels of transcripts in hyphae treated with menadione. Different from germinants, transcripts of sod3 was predominant in CEA17 hyphae, whereas transcripts of sod2 were higher for ?aoxA. Among catalases, levels of catA were higher in mutant, as was the activity of catalase as a whole. prx1 and trx1 transcripts were higher in CEA17 and grx1 in ?aoxA. Yet, trx1 reached the highest levels of transcripts in germinants, indicating a possible reduction of thiol proteins and ribonucleotides through different ways, according to the developmental phase of the fungus. The classical antioxidant enzymes, as superoxide dismutase, catalase and thiol enzymes showed increase in the transcripts in most of the analyzed situations. iv However, menadione and paraquat promoted higher variation in the transcripts than that observed with hydrogen peroxide generated by the system glucose/glucose oxidase.

Aspergillus fumigatus é um fungo saprófita e um dos principais fungos patogênicos humanos. Os seus conídios são inalados e chegam ao pulmão, onde se tornam ativos e germinam, dando origem a uma doença conhecida como aspergilose. A aspergilose é um conjunto de formas clínicas que apresenta grande risco, principalmente, para indivíduos imunossuprimidos. A sinalização de cálcio desempenha importante papel na regulação de diversas respostas fisiológicas, já que o Ca2+ corresponde a um mensageiro secundário que participa de diferentes processos biológicos, como ciclo celular, diferenciação, ou homeostase. Além disso, as equinocandinas, como a caspofungina, são antifúngicos cujo alvo é a parede celular do fungo. Esses agentes reduzem a concentração total de 1,3-?-D-glucanos na parede da célula, através da inibição da atividade da 1,3-?-glucano sintase. A inibição da síntese de componentes da parede celular através de drogas antifúngicas pode ser um alvo importante contra infecções causadas por A. fumigatus. Através de um screening de fatores de transcrição, foram identificados genes pertinentes a esses processos. A deleção do gene nsdC resultou em maior sensibilidade ao CaCl2, EGTA, Congo Red, Nikkomycin Z, Calcoflúor White, Caspofungina (efeito paradoxical reduzido), 44oC, Menadiona e T-butil hidroperóxido. Além disso, o mutante nulo ?nsdC mostrou-se mais resistente ao Sorbitol e à Ciclosporina. O fator de transcrição NsdC parece estar envolvido na via de sinalização de cálcio, por ter sua expressão alterada na ausência do fator de transcrição CrzA. Além disso, NsdC mostrou-se importante em processos relacionados à parede celular, pois sua deleção leva à formação de hifas mais ramificadas e desorganizadas, e parede celular mais espessa. Esse fator de transcrição aparenta, ainda, ser repressor da reprodução assexual. Isso se deve ao fato de o mutante nulo ?nsdC apresentar conídios em meio líquido e aumento signficativo da expressão de brlA. Ademais, a proteína NsdC encontra-se majoritariamente presente no núcleo, após tratamento com CaCl2. Outros mutantes de fatores de transcrição, que apresentam sensibilidade à Caspofungina, foram identificados: ?cbfA, ?nctA, ?nctB e ?nctC. Algumas evidências apontam que NctA e NctB fazem parte de um mesmo complexo. Já NctC parece estar relacionado a estresses de temperatura e osmótico, sendo importante para a virulência em A. fumigatus. Portanto, mais estudos são necessários a fim de melhor compreender os papéis desses genes, podendo ser importantes para trazer maiores informações acerca de potenciais alvos terapêuticos no tratamento de aspergilose. / Aspergillus fumigatus is a saprophytic fungus and one of the main human pathogenic fungi. Their conidia are inhaled and reach the lungs, where they activate and germinate, and can trigger aspergillosis. Aspergillosis clinical forms presents great risk, mainly for the immunosuppressed patients. Calcium signaling has important role in physiological responses. Calcium corresponds to a secondary messenger that participates in different biological processes, such as cell cycle, differentiation, or homeostasis. In addition, echinocandins, such as caspofungin, are antifungal drugs that target the fungal cell wall. These agents reduce the total concentration of 1,3-?- D-glucans on the cell wall, by inhibiting the activity of 1,3-?-glucan synthase. Inhibition of the synthesis of cell wall components through antifungal drugs may be an important target against infections caused by A. fumigatus. Screening of transcription factors genes have been identified. The deletion of the nsdC gene results from increased sensitivity to CaCl2, EGTA, Congo Red, Nikkomycin Z, Calcofluor White, Caspofungin (reduced paradoxical effect), 44C, Menadione and Tbutyl hydroperoxide. In addition, the ?nsdC null mutant is more resistant to Sorbitol and Cyclosporin. The transcription factor NsdC seems to be involved in the signaling of calcium, and its expression is altered in the absence of the CrzA transcription factor. In addition, NsdC has been shown to be important in processes related to the cell wall, since its deletion leads to the formation of more branched and disorganized hyphae and thicker cell wall. This transcription factor also appears to be a repressor of asexual reproduction. This is due to the fact that the null mutant ?nsdC produces conidia in liquid medium and leads to a significant increase in the expression of brlA. In addition, the NsdC protein is mostly present in the nucleus, after treatment with CaCl2. Other mutants of transcription factors sensitivity to Caspofungin have been identified: ?cbfA, ?nctA, ?nctB and ?nctC. Some evidence indicates that NctA and NctB are part of the same complex. Besides that, NctC seems to be related to temperature and osmotic stresses, being important for virulence in A. fumigatus. Therefore, more studies are needed in order to better understand the roles of these genes and may be important in bringing greater information about potential therapeutic targets in the treatment of aspergillosis.