Combined strategies for cryptococcus sp. growth control : antifungal drugs, epigenetic modulators, photodynamic therapy and actinobacteria-derived metabolites

Abstract

Cryptococcus spp. são patógenos fúngicos oportunistas distribuídos globalmente que afetam principalmente indivíduos imunocomprometidos. As opções terapêuticas são limitadas e incluem principalmente anfotericina B ou fluconazol, isoladamente ou em combinação. O uso extensivo de antifúngicos vem ocasionando a seleção de patógenos resistentes, o que representa séria ameaça à saúde pública global. Genes de histona desacetilase estão envolvidos na virulência de Cryptococcus neoformans e na patogenicidade e resistência a azóis em Candida albicans. Nesse contexto, no Capítulo I desse trabalho, avaliamos a atividade dos antifúngicos anfotericina B, fluconazol, sulfametoxazol, dos inibidores de histona desacetilase (HDACi) butirato de sódio ou tricostatina A e dos inibidores de DNA metiltransferase (DNMTi) hidralazina ou 5-aza-2 ′-desoxicitidina, isoladamente e em combinações, sobre o crescimento das linhagens de C. neoformans H99, T1 e 89-610 (resistentes a fluconazol) e mutantes nulos para genes de histona desacetilase (hda1Δ, hos2Δ, hda1Δ / hos2Δ e hda1Δ + HDA1), assim como de C. gattii NIH198. Nossos resultados demonstraram que fluconazol foi sinérgico com butirato de sódio ou com tricostatina A para a linhagem mutante duplo hda1Δ / hos2Δ. Sulfametoxazol foi sinérgico com butirato de sódio ou com hidralazina também para hda1Δ / hos2Δ. Tais resultados indicam claramente uma ligação entre o comprometimento da atividade de histona desacetilase (HDAC) e a sensibilidade de Cryptococcus a antifúngicos. Devido às limitações para o controle da infecção por Cryptococcus, tratamentos alternativos, como a terapia fotodinâmica envolvendo nanoemulsão de cloreto de ftalocianina de alumínio (NE-AlPcCl), em combinação com as drogas acima mencionadas, podem contribuir com a otimização dos esquemas terapêuticos. Observamos, também no Capítulo I, que anfotericina B, fluconazol, butirato de sódio (HDACi) ou hidralazina (DNMTi) potencializaram a atividade antimicrobiana da terapia fotodinâmica sobre todas as linhagens. O aumento da resistência microbiana a drogas estimula a pesquisa de novos compostos antifúngicos de diferentes fontes, incluindo metabólitos de actinobactérias. Como nosso grupo de pesquisa tem longa tradição de cooperação científica com a Índia, no Capítulo II, em colaboração com o Departamento de Microbiologia da Maharshi Dayanand University, (Rohtak,

Índia) purificamos e identificamos quatro isolados de actinobactéria (Ha1, Pp1, UzK e UzM) a partir da rizosfera de plantas da Medicina Tradicional Indiana. Os extratos brutos derivados desses isolados foram testados quanto à inibição do crescimento das linhagens de Cryptococcus mencionadas acima. As linhagens resistentes a fluconazol demonstraram maior suscetibilidade ao extrato bruto de Pp1 (S. griseoruber), em comparação à linhagem de referência H99. C. gattii NIH198 apresentou maior susceptibilidade ao extrato bruto de UzM (S. aureus). As linhagens mutantes para HDAC, quando comparadas a H99, mostraram-se mais sensíveis aos extratos brutos de todos os isolados de Streptomyces. Como fungos filamentosos também podem representar séria ameaça à saúde humana, no Capítulo III desse trabalho avaliamos, por co-cultura, a atividade antifúngica dos isolados de Streptomyces indianos contra fungos filamentosos que isolamos da área ferrífica da Floresta Nacional de Carajás, Pará, Brasil (Fusarium striatum, F. solani, Mucor fragilis e Penicillium citrinum), contra Chaetomium madrasense, isolado como contaminante laboratorial na Índia e contra linhagens laboratoriais de Aspergillus terreus, A. flavus e A. fumigatus. Todos os isolados de Streptomyces inibiram o crescimento micelial dos fungos testados de 20 a 90%, dependendo da espécie. Nossos resultados apresentaram uma clara ligação entre o comprometimento da atividade de HDAC e a suscetibilidade a drogas e à terapia fotodinâmica em Cryptococcus. Nossos dados com essas leveduras e com fungos filamentosos estimulam o desenho de abordagens terapêuticas alternativas que combinem antifúngicos tradicionais, moduladores epigenéticos, terapia fotodinâmica e metabólitos derivados de actinobactérias.