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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-27062013-103337 |
| Date | 11 January 2013 |
| Creators | Rodrigues, Renata Vilela |
| Contributors | Uyemura, Sergio Akira |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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