Caracterização funcional dos genes velvet vea e velc no fungo patogênico humano Cryptococcus Neoformans

Abstract

O fungo basidiomiceto Cryptococcus neoformans se trata de um patógeno oportunista, que geralmente acomete pacientes imunodeprimidos ou imunossuprimidos, causando a criptocococose. Esta doença é cosmopolita e pode ser fatal se não tratada. Os genes velvet VEA e VELC codificam uma família de proteínas conservadas em ascomicetos e basidiomicietos, tais proteínas foram descobertas em meados de 1960 em Aspergillus nidulans, onde foi descoberto o primeiro gene velvet, VEA. Os fenótipos apresentados por mutantes de VEA são os mais diversos nos fungos filamentosos nos quais esse gene foi estudado, sendo que os principais observados foram defeitos na parede celular e no desenvolvimento sexual, redução da produção de micotoxinas e da virulência. Assim, VEA é um fator transcricional conservado que regula diferentes respostas aos estímulos ambientais. Mais recentemente, foi descoberto o gene VELC e o mesmo foi recentemente caracterizado em Aspergillus nidulans, A. fumigatus e Fusarium oxysporum. Os fenótipos resultantes da deleção de VELC são sutis e indicam que o mesmo é um regulador positivo do desenvolvimento sexual. A análise in silico de VEA e VELC de C. neoformans revela que esses genes são conservados. Foi realizada a construção dos cassetes de deleção para cada um dos genes, que foram transformados separadamente em células haploides de KN99a/α por meio de biobalística para a obtenção dos mutantes veAΔ e velCΔ de C. neoformans. Os genes foram reconstituídos para a confirmação do fenótipo observado. Não foram observadas diferenças de veAαΔ e velCαΔ sobre os fatores de virulência clássicos de C. neoformans quando comparados com a cepa selvagem (KN99α), porém os mutantes veAΔ apresentaram o fenótipo de hiperfilamentação quando submetidos ao acasalamento e insensibilidade à luz branca nas mesmas condições. Entretanto, os mutantes velCΔ não apresentaram alteração no acasalamento, exceto, uma leve insensibilidade à luz branca nesta condição. A fim de verificar as interações entre as proteínas velvets de C. neoformans, experimentos de duplo-híbrido estão sendo conduzidos em Saccharomyces cerevisiae a fim de verificar as interações entre os velvets de C. neoformans. Os resultados obtidos indicam que VEA e VELC agem como reguladores negativos do desenvolvimento sexual em C. neoformans não afetando os principais fatores de virulência deste patógeno. Os dados deste trabalho são o início para o esclarecimento dos papéis de VEA e VELC na biologia de C. neoformans. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The basidiomycete fungus Cryptococcus neoformans is an opportunistic organism which commonly infects immunocompromised patients causing cryptococcosis. This is a comospolite disease and can be fatal if untreated. VEA and VELC genes codifies the conserved family of velvet proteins and this family is conserved in ascomycetes and basidiomycetes, such proteins were characterized in the mid 1960’s in Aspergillus nidulans, when VEA was discovered. VEA null mutants phenotypes display defects in sexual development and decreased production of mycotoxins in the filamentous fungi in which this gene was studied. VEA null mutants show cell wall defects and reduced virulence, indicating that VEA is a conserved transcriptional factor that regulates many responses to environmental cues. More recently, VELC was characterized in Aspergillus nidulans, A. fumigatus and Fusarium oxysporum. The phenotypes of the VELC null mutants are subtle and indicate that this gene is a positive regulator of sexual development. In silico analysis shows that both genes are conserved in C. neoformans. Deletion cassettes were constructed for each gene and separately transformed in KN99a/α haploid yeasts to obtain veAΔ and velCΔ strains. Then, the strains were complemented with the wild-type gene to confirm the phenotype. No differences were found in veAαΔ and velCαΔ on classical virulence factors of C. neoformans when compared to the wild-type strain (KN99α), but the veAΔ mutants showed hiperfilamentation when mating was performed in the dark and insensibility to white light when crossed. However, velCΔ crosses showed a slight insensitivity to white light. In order to identify the interactions among the velvets of C. neoformans, yeast two-hybrid assays are being conducted in Saccharomyces cerevisiae due to verify the protein-protein interactions between C. neeoformans velvet proteins. The results indicate that VEA and VELC act as negative regulators of sexual development in C. neoformans not affecting the main virulence traits of this pathogen. Data from this work are beginning to clarify the roles of VEA and VELC on the biology of C. neoformans.