Efeitos do farnesol, uma molécula de quorum-sensing de Candida albicans, em diferentes isolados de Paracoccidioides brasiliensis.

Abstract

O fungo dimórfico Paracoccidioides brasiliensis é o agente etiológico da paracoccidioidomicose (PCM) – a micose sistêmica mais comum na América Latina. O tratamento é prolongado e traz severos efeitos secundários. Além disso, a resistência a medicamentos usados tem sido demonstrada em P. brasiliensis. O farnesol, conhecido componente de óleos essenciais, exerce um papel crítico no quorum-sensing e na virulência de Candida albicans. Dados da literatura relataram um efeito antimicrobiano do farnesol para diversos microrganismos. O efeito fungicida deste composto, bem como seu papel no retardo da transição dimórfica do isolado Pb18, pertencente à espécie críptica S1 de P. brasiliensis, foi descrito recentemente por nosso grupo de pesquisa. Neste trabalho estendemos esta análise para representantes de outras espécies crípticas, o isolado Pb01 do grupo “Pb01-like” e o isolado Pb3 do grupo PS2. Em concordância com nossos estudos prévios, confirmamos o efeito fungicida para estes dois outros isolados de P. brasiliensis. A concentração inibitória mínima (MIC90) de farnesol, que inibe 90% do crescimento de P. brasiliensis, tanto para o isolado Pb01 quanto para o isolado Pb3 é de 20μM, enquanto a concentração letal mínima (MLC90) de farnesol para o isolado Pb01 é de 30μM e para o isolado Pb3 é de 40μM. Neste trabalho, analisando o efeito do farnesol na transição dimórfica dos isolados Pb01 e Pb3, observamos que este também retarda a transição de levedura para micélio destes dois isolados. Diante da expectativa de uso deste sequisterpeno como um adjuvante terapêutico, analisamos o seu efeito em associação com alguns antifúngicos empregados no tratamento da PCM. Nossos dados indicam uma ausência de efeito sinergístico entre o farnesol e os antifúngicos da família dos azóis (fluconazol e cetoconazol), além de um possível efeito protetor para o fungo quando associado a uma dada faixa de concentração (0,0312 a 0,125μg/mL) de anfotericina B. Estes resultados sugerem, fortemente, que o farnesol não deve ser utilizado como um adjuvante terapêutico no tratamento da PCM sistêmica. Uma vez que dados da literatura descreveram a indução de apoptose em Aspergilus nidulans pelo farnesol, analisamos a expressão de alguns genes de P. brasiliensis relacionados a este processo. Nenhuma alteração significativa no padrão de expressão dos genes analisados foi observada. No entanto, ainda não podemos descartar a possível ativação deste processo de morte celular em P. brasiliensis em resposta ao tratamento com farnesol. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The dimorphic fungus Paracoccidioides brasiliensis is the etiological agent of paracoccidioidomycosis (PCM) – the most prevalent systemic mycosis in Latin America. Its treatment is usually long and frequently results in several side effects. Besides, some isolates of P. brasiliensis have developed resistance to many of the anitimicribial agents used. Farnesol, a known component of essential oils, is a quorumsensing molecule and a virulence factor of Candida albicans. It was demonstrated that farnesol exerts an antimicrobial activity in a number of microorganisms. The fungicide effect of this compound, as well as its role in the delay of the dimorphic transition in the isolate Pb18, belonging to the S1 cryptic species of P. brasiliensis, has been recently describe by our research group. In this work, we expanded our analyzes to other cryptic species of P. brasiliensis found in Brazil, namely the isolates Pb01 from “Pb01-like” group and Pb3 from the PS2 cryptic species. In accordance to our previous results, we confirmed the fungicide effect of farnesol in the other two isolates of P. brasiliensis. The minimum inhibitory concentration (MIC90) of farnesol, the concentration that inhibits 90% of growth, was 20μM for both isolates, while the minimum lethal concentration (MLC90) of farnesol were 30μM and 40μM for the isolates Pb01 and Pb3, respectively. Additionally, in this study it was also analyzed the effect of farnesol on the dimorphic transition of the isolates Pb01 and Pb3, which results also reveal that farnesol promotes a delay in the transition from yeast to mycelium of these isolates. Based on its fungicide activity, the use of farnesol has been proposed as a possible adjuvant in the treatment of bacterial and fungal diseases. In this sense, we analysed its effect in association with some fungicides commonly used in the treatment of PCM. Nonetheless, we found an absence of synergism between farnesol and the azole family of fungicides (fluconazole and ketoconazole). Curiously, a protective effect to the fungus was observed when farnesol was associated to amphotericin B in concentrations of 0,0312 to 0,125μg/mL. These results suggest that farnesol should not be used as therapeutic adjuvant in the treatment of PCM. The effect of farnesol as an apoptosis inducer in Aspergillus nidulans was described. In this context, we analysed the expression of some P. brasiliensis’ genes related to the process of programmed cell death. Although no significant alteration was observed in the gene expression pattern, the possible role of farnesol in inducing apoptosis in P. brasiliensis cannot be ruled out.