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Título: Avaliação in vitro da atividade antifúngica da β-lapachona frente a cepas de Candida spp. resistentes a derivados azólicos na forma planctônica e em isolados formadores de biofilme
Título em inglês: In vitro evaluation of the antifungal activity of β-lapachone against strains of Candida spp. Resistant to planktonic azole derivatives and biofilm forming isolates
Autor(es): Silva, Cecília Rocha da
Orientador(es): Nobre Júnior , Hélio Vitoriano
Palavras-chave: Candida
Citometria de Fluxo
Biofilmes
Data do documento: 12-Jul-2016
Citação: SILVA, C. R. S. ; NOBRE JÚNIOR, H. V. (2016)
Resumo: Nos dias atuais, observa-se um aumento significativo das infecções fúngicas oportunistas, principalmente em pacientes imunocomprometidos. A candidíase tem sido a mais documentada e muitas vezes estão associadas à formação de biofilmes. Os agentes antifúngicos disponíveis no mercado são restritos a um pequeno número de fármacos quando comparados aos agentes antibacterianos. Esses fatos associados ao aumento da frequência de resistência de espécies de Candida, demonstram a necessidade de buscar por novas estratégias terapêuticas, onde os produtos naturais se destacam. Diversos trabalhos já demonstram diferentes atividades biológicas de β-lapachona (naftoquinona), incluindo antifúngica. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial antifúngico da β-lapachona sobre o crescimento de Candida spp. resistentes a derivados azólicos, nas formas planctônicas e biofilme, bem como elucidar os seus possíveis mecanismos de ação. Para isso, a avaliação do efeito antifúngico da β-lapachona foi realizada em 22 cepas de Candida spp. utilizando microdiluição em caldo. Posteriormente, parâmetros como viabilidade celular, geração de espécies reativas de oxigênio (EROS), danos na mitocôndria e externalização de fosfatidilserina foram avaliados por meio de análises de citometria de fluxo e os danos ao DNA pelo teste do cometa contribuindo para elucidação do provável mecanismo de ação da β-lapachona. Além disso, por meio da análise proteômica foi obtido um perfil de expressão de proteínas em uma cepa representativa de C. albicans após tratamento com o composto. E, por fim, a viabilidade celular dos biofilmes foi determinada por meio do ensaio de redução do sal de tetrazólio (MTT). De acordo com os resultados obtidos, β-lapachona apresentou atividade antifúngica frente a cepas de Candida spp. resistentes a azólicos, com concentração inibitória mínima (CIM) variando entre 4 - 16 μg/mL. β-lapachona alterou a permeabilidade da membrana mitocondrial, aumentou os níveis intracelulares de EROS, diminuiu a viabilidade celular de forma dose-dependente, causou danos ao DNA e, consequentemente, conduziu morte celular por apoptose. Dentre as proteínas identificadas, algumas estão relacionadas com o processo de tradução, metabolismo energético, processamento genético e de defesa contra espécies reativas de oxigênio. Em relação aos ensaios de biofilmes, β-lapachona apresentou efeito sobre biofilme formado (24 horas), com o isolado de C. albicans apresentando redução de 50% nas concentrações de 2x CIM, 10x CIM e 50x CIM, enquanto C. tropicalis e C. parapsilosis nas concentrações de 10x CIM e 50x CIM (p < 0,05). O uso de concentrações subinibitórias foi capaz de reduzir significativamente (p < 0,05) a formação dos biofilmes de Candida spp. Portanto, conclui-se que β-lapachona é capaz de inibir o crescimento in vitro de Candida spp. resistentes a azólicos tanto na forma planctônica como em biofilme sugerindo que esta molécula composto tem potencial para agir como agente antifúngico com atividade apoptótica.
Abstract: At the present time, a significant increase of opportunistic fungal infections is observed, mainly in immunocompromised patients. Candidiasis has been the most documented and are often associated with the formation of biofilms. Commercially available antifungal agents are restricted to a small number of drugs when compared to antibacterial agents. These facts, associated with the increase in the resistance frequency of Candida species, demonstrate the need to search for new therapeutic strategies, where natural products stand out. Several works have already demonstrated different biological activities of β-lapachone (naphthoquinone), including antifungal. Thus, the aim of the present study was to evaluate the antifungal potential of β-lapachone on the growth of Candida spp. Resistant to azole derivatives, in planktonic forms and biofilm, as well as to elucidate their possible mechanisms of action. For this, the evaluation of the anti-fungal effect of β-lapachone was performed on 22 strains of Candida spp. Using microdilution in broth. Subsequently, parameters such as cell viability, generation of reactive oxygen species (EROS), mitochondrial damage and phosphatidylserine externalization were evaluated by means of flow cytometric analysis and DNA damage by comet test, contributing to elucidation of the probable mechanism of Β-lapachone action. In addition, a protein expression profile was obtained by proteomic analysis in a representative C. albicans strain after treatment with the compound. And, finally, the cell viability of the biofilms was determined by the tetrazolium salt reduction (MTT) assay. According to the results, β-lapachone presented antifungal activity against strains of Candida spp. Azole resistant, with minimal inhibitory concentration (MIC) ranging from 4 - 16 μg / mL. Β-lapachone altered the permeability of the mitochondrial membrane, increased the intracellular levels of EROS, decreased cell viability in a dose-dependent manner, caused DNA damage and, consequently, led to cell death by apoptosis. Among the proteins identified, some are related to the translation process, energy metabolism, genetic processing and defense against reactive oxygen species. In relation to the biofilm assays, β-lapachone presented an effect on biofilm formed (24 hours), with the C. albicans isolate presenting a 50% reduction in concentrations of 2x MIC, 10x MIC and 50x MIC, while C. tropicalis and C In the concentrations of 10x MIC and 50x MIC (p <0.05). The use of subinhibitory concentrations was able to significantly reduce (p <0.05) the biofilm formation of Candida spp. Therefore, we conclude that β-lapachone is able to inhibit the in vitro growth of Candida spp. Resistant in both planktonic and biofilm forms suggesting that this compound molecule has the potential to act as an antifungal agent with apoptotic activity.
Descrição: SILVA, C. R. Avaliação in vitro da atividade antifúngica da β-lapachona frente a cepas de Candida spp. resistentes a derivados azólicos na forma planctônica e em isolados formadores de biofilme. 2016. 106 f. Tese (Doutorado em Microbiologia Médica) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/21573
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