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http://hdl.handle.net/11422/28227
| Type: | Dissertação |
| Title: | Atividade antivirulência do composto de coordenação CTP, [cobre(teofilina)2(1,10-fenantrolina)(H2O).5H2O], sobre espécies de Candida não-albicans: foco na inibição de aspártico peptidases secretadas |
| Author(s)/Inventor(s): | Barbosa, Pedro Fernandes |
| Advisor: | Santos, André Luis Souza dos |
| Co-advisor: | Sá, Marta Helena Branquinha de |
| Co-advisor: | Mello, Thais Pereira de |
| Abstract: | O aumento de infecções por Candida não-albicans resistentes a antifúngicos convencionais, especialmente em pacientes imunocomprometidos, ressalta a necessidade de novas terapias. As aspártico peptidases secretadas (Saps) são essenciais para a patogênese fúngica, facilitando adesão, dano tecidual e evasão imune, tornando-se alvos promissores. Compostos de coordenação envolvendo metais de transição e moléculas biologicamente ativas, como o CTP [cobre(teofilina)₂(1,10-fenantrolina)(H₂O).5H₂O], demonstram potencial contra Candida spp. Este estudo avaliou a atividade antivirulência do CTP sobre Saps de seis espécies de Candida não-albicans utilizando abordagens in silico, in vitro e in vivo. Os isolados clínicos foram cultivados em meio YCB suplementado com albumina sérica bovina (BSA), induzindo a produção de Saps. O consumo significativo de BSA foi inibido pelo CTP de forma dose-dependente (CI₅₀: 40,5-70,7 µM), sem efeito fungicida, sugerindo interferência direta na atividade das Saps. Testes em placas de ágar-albumina demonstraram que o prétratamento das leveduras com CTP (100-12,5 µM) reduziu significativamente a liberação de Saps, evidenciado pela menor atividade enzimática em comparação às células não tratadas. Experimentos de citometria de fluxo confirmaram que o CTP reduziu significativamente a expressão de homólogos de Saps, diminuindo a porcentagem de células marcadas bem como a intensidade de fluorescência. A atividade enzimática das Saps foi mensurada com um substrato peptídico fluorogênico específico para aspártico peptidases usando sobrenadantes livres de células e rico em Saps. Os resultados evidenciaram que as Saps foram capazes de degradar o substrato com valores variando de 267,17 a 476,75 unidades arbitrárias de fluorescência (UAF). Na presença do CTP, a atividade proteolítica foi inibida de maneira dose-dependente, com CI₅₀ variando entre 6,82 e 8,5 µM; dados similares à inibição das Saps pela pepstatina A, com CI₅₀ de 4,62 a 6,85 µM. Estudos de docking molecular indicaram que o CTP se liga efetivamente ao sítio catalítico das Saps de Candida spp., formando um complexo inibidor-enzima, com valores de energia de ligação variando de -7,9 a -9,1 kcal/mol. Nos testes in vitro e in vivo, os sobrenadantes fúngicos concentrados exibiram alta atividade enzimática (779,3-1041,7 UAF), totalmente inibida pelo CTP e pepstatina A. O CTP não apresentou toxicidade até 20 µM (CC₅₀: 53,66 µM) e reverteu a toxicidade celular induzida pelos sobrenadantes de C. auris, C. albicans e C. parapsilosis. Em Galleria mellonella, os sobrenadantes fúngicos causaram mortalidade significativa (30-70%), efeito eliminado pelo pré-aquecimento ou tratamento com CTP e pepstatina A (10 µM), garantindo a sobrevivência total das larvas. Nos ensaios de infecção, a mortalidade larval (50-90%) foi reduzida pelo CTP, especialmente em maiores concentrações (2-5×CIM). Esses achados destacam o CTP como um candidato promissor para terapias antivirulência contra Candida resistentes a antifúngicos convencionais. |
| Abstract: | The rise of infections caused by Candida non-albicans species resistant to conventional antifungals, particularly in immunocompromised patients, highlights the urgent need for novel therapeutic strategies. Secreted aspartic peptidases (Saps) play key roles in fungal pathogenesis by facilitating adhesion, tissue damage, and immune evasion, making them promising drug targets. Coordination compounds involving transition metals and biologically active organic molecules, such as CTP [copper(theophylline)₂(1,10-phenanthroline)(H₂O).5H₂O], have shown potential against Candida spp. This study investigated the antivirulence activity of CTP against Saps from six Candida non-albicans species using in silico, in vitro, and in vivo approaches. Clinical isolates were cultured in YCB medium supplemented with bovine serum albumin (BSA) to induce Sap production. Significant BSA consumption was dose-dependently inhibited by CTP (IC₅₀: 40.5-70.7 µM) without fungicidal effects, suggesting direct interference with Sap activity. Agar-albumin plate assays demonstrated that pre-treatment of yeast cells with CTP (100-12.5 µM) significantly reduced Sap secretion, as evidenced by lower enzymatic activity compared to untreated cells. Flow cytometry experiments confirmed that CTP significantly decreased the expression of Sap homologs, reducing both the percentage of labeled cells and fluorescence intensity. Sap enzymatic activity was measured using a fluorogenic peptide substrate specific for aspartic peptidases in cell-free, Sap-rich supernatants. Results showed that Saps degraded the substrate with values ranging from 267.17 to 476.75 arbitrary fluorescence units (AFU). In the presence of CTP, proteolytic activity was dose-dependently inhibited (IC₅₀: 6.82-8.5 µM), similar to pepstatin A inhibition (IC₅₀: 4.62-6.85 µM). Molecular docking studies indicated that CTP effectively binds to the catalytic site of Candida Saps, forming an enzymeinhibitor complex with binding energy values ranging from -7.9 to -9.1 kcal/mol. In in vitro and in vivo assays, concentrated fungal supernatants exhibited high enzymatic activity (779.3-1041.7 AFU), which was completely inhibited by CTP and pepstatin A. CTP showed no cytotoxicity up to 20 µM (CC₅₀: 53.66 µM) and reversed the cytotoxic effects induced by C. auris, C. albicans, and C. parapsilosis supernatants. In Galleria mellonella models, fungal supernatants significantly increased larval mortality (30-70%), an effect eliminated by preheating or treatment with CTP and pepstatin A (10 µM), ensuring total larval survival. In infection assays, larval mortality (50-90%) was reduced by CTP, with greater efficacy at higher concentrations (2-5×MIC). These findings highlight CTP as a promising candidate for antivirulence therapies against Candida species resistant to conventional antifungals. |
| Keywords: | Candida Enzimas Complexos de coordenação Enzymes Coordination complexes |
| Subject CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Ciências (Microbiologia) |
| Production unit: | Instituto de Microbiologia Paulo de Góes |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 18-Mar-2025 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | Barbosa, P. F. (2025). Atividade antivirulência do composto de coordenação CTP, [cobre(teofilina)2(1,10-fenantrolina)(H2O).5H2O], sobre espécies de Candida não-albicans: foco na inibição de aspártico peptidases secretadas [Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro]. Repositório Institucional Pantheon. |
| Appears in Collections: | Microbiologia |
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