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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.87.2021.tde-28112022-114824
Document
Author
Full name
Gabrielle Felizardo
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Pascon, Renata Castiglioni (President)
Barros, Mário Henrique de
Campos, Claudia Barbosa Ladeira de
Marques, Marilis do Valle
Title in Portuguese
Avaliação da deleção do gene PEP4 em Cryptococcus neoformans: estudos sobre os impactos nos fatores de virulência
Keywords in Portuguese
Cryptococcus neoformans
PEP4
Autofagia
Fatores de virulência
Abstract in Portuguese
A criptococose é uma micose sistêmica de grande importância clínica que afeta principalmente pacientes imunodeficientes. Atualmente, duas espécies distintas se destacam como patógenos em humanos, isto é, Cryptococcus neoformans e C. gattii. No Brasil, a espécie C. neoformans é a mais prevalente e está presente em todas as regiões geográficas, sendo responsável por altas taxas de morbidade e mortalidade entre os imunodeficientes. O tratamento da criptococose é limitado a poucos fármacos e alguma resistência a eles foi relatada. Portanto, pesquisas devem ser realizadas para ampliar o conhecimento a respeito da biologia dessa levedura, visando características que possam ser novos alvos de antifúngicos. Assim, este estudo visa ampliar o conhecimento sobre o processo de autofagia em C. neoformans. A autofagia é um processo de degradação e reciclagem intracelular conservado entre os eucariotos, indispensável na homeostase celular. Várias proteínas participam deste processo e neste trabalho exploramos o papel da proteína Pep4 que é codificada pelo gene PEP4. Em S. cerevisiae, esta proteína é necessária nos estágios finais da autofagia, atuando na maturação e ativação de hidrolases vacuolares. Além disso, esta aspartil protease vacuolar é de grande importância para a sobrevivência celular em condições de privação nutricional e estresse. PEP4 nunca foi estudado em C. neoformans, deste modo, este trabalho teve como objetivo caracterizar o impacto da deleção do gene PEP4 em C. neoformans analisando sua função na composição e modulação dos fatores de virulência do fungo. Os resultados mostraram que com exceção ao aumento na produção de cápsula polissacarídica, a deleção do gene PEP4 não impactou na expressão dos fatores de virulência, no crescimento da levedura frente a diferentes condições de estresses e na sensibilidade aos antifúngicos. Ainda, os resultados mostraram que a expressão do gene PEP4 é modulada pela combinação da mudança na fonte de carbono, estresse térmico e nitrosativo. A ausência da proteína Pep4 resulta na atenuação da virulência do mutante pep4 no modelo animal Galleria mellonella e diminuição da carga fúngica em macrófagos derivados de medula óssea de camundongos BALB/c. Concluímos que a proteína Pep4 de C. neoformans é importante na adaptação e sobrevivência de células de levedura a condições estressantes, bem como na interação patógeno-hospedeiro.
Title in English
Evaluation of PEP4 gene deletion in Cryptococcus neoformans: studies on the impacts on virulence factors
Keywords in English
Cryptococcus neoformans
PEP4
Autophagy
Virulence factors
Abstract in English
Cryptococcosis is a systemic mycosis of great clinical importance that mainly affects immunodeficient patients. Currently, two distinct species stand out as pathogens in humans, Cryptococcus neoformans and C. gattii. In Brazil, C. neoformans is the most prevalent species and is present in all geographical regions, being responsible for high morbidity and mortality rates among immunodeficient patients. The treatment of cryptococcosis is limited to a few antifungal drugs and some resistance to them has been reported. Therefore, research must be carried out to expand knowledge about the biology of this yeast, aiming at characteristics that may be new targets for antifungals. Thus, this study aims to expand knowledge about the autophagy process in C. neoformans. Autophagy is an intracellular degradation and recycling process conserved among eukaryotes, indispensable in cellular homeostasis. Several proteins participate in this process and in this work we explore the role of the Pep4 protein that is encoded by the PEP4 gene. In S. cerevisiae, Pep4 is required in the final stages of autophagy, acting in the maturation and activation of vacuolar hydrolases. Moreover, this vacuolar aspartyl protease is of great importance for cell survival under conditions of nutritional deprivation and stress. PEP4 has never been studied in C. neoformans, thus, this work aimed to characterize the impact of PEP4 gene deletion in C. neoformans by analyzing its function in the composition and modulation of virulence factors of the fungus. The results showed that, except for the increase in the production of polysaccharide capsule, the deletion of the PEP4 gene did not impact the expression of virulence factors, the growth of yeast under different stress conditions and the sensitivity to antifungal agents. Furthermore, the results showed that the expression of the PEP4 gene is modulated by the combination of change in carbon source, thermal and nitrosative stress. Absence of the Pep4 protein results in attenuated virulence of the pep4 mutant in the Galleria mellonella animal model and decreased fungal burden in bone marrow-derived macrophages from BALB/c mice. We conclude that the Pep4 protein of C. neoformans is important in the adaptation and survival of yeast cells to stressful conditions as well as in pathogen-host interaction.
 
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Release Date
2024-11-27
Publishing Date
2022-12-07
 
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