Theoretical/practical learning in microbiological laboratory techniques.

• Grant number: 24/17349-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: November 01, 2024
• End date: August 31, 2025
• Field of knowledge: Biological Sciences - Microbiology
• Principal Investigator: Gustavo Henrique Goldman
• Grantee: Layana Kataoka Ferreira
• Host Institution: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brazil
• Associated research grant: 21/04977-5 - The identification of new pathways and compounds that can enhance caspofungin activity against Aspergillus fumigatus, AP.TEM

Abstract

A Aspergilose pulmonar invasiva (IPA), predominantemente causada por Aspergillus fumigatus, é a principal complicação infecciosa com taxas de mortalidade tão altas quanto 90% dependendo do estado imunológico do hospedeiro. Azoles são drogas fungicidas para A. fumigatus e os principais agentes antifúngicos recomendados para o tratamento de IPA. As equinocandinas, tais como caspofungin (CSP), representam uma segunda linha de terapia e tem como alvo a inibição da 1,3-²-D-glucano sintase, que é responsável pela síntese de ²-D-glucano, o principal componente da parede celular deste fungo. CSP, entretanto é um fármaco fungistático contra A. fumigatus e o tratamento com CSP acarreta hifas com defeitos morfológicos e diminuição do crescimento. A oxilipina fúngica ácido 5,8-dihydroxyoctadecadienoic (5S,8R-diHODE) é importante para a diferenciação celular e a ramificação lateral em A. fumigatus. CSP induz hiper-ramificação em A. fumigatus e fenocopia o aumento da ramificação lateral quando o fungo é exposto a 5S,8R-diHODE. Assim, um dos objetivos do nosso projeto é investigar como a transdução do sinal para a resposta a CSP é mediada via oxilipinas. Resultados preliminares do nosso laboratório indicam que o mutante nulo para o gene ppoA que codifica a oxigenase de ácido graxo 5,8-linoleate diol synthase (5,8-LDS) responsável pela formação de 5R,8S-diHODE é resistente a CSP, enquanto a cepa que super-expressa ppoA é mais sensível à CSP em comparação ao tipo selvagem correspondente. Ainda, observamos que o mutante nulo para ppoC (ppoC codifica uma oxigenase de ácidos graxos) perdeu o efeito paradoxical da CSP (CPE). Diante destas observações, propomos empregar uma combinação de abordagens que incluem RNAseq, metabolômica e genética molecular para identificar quais genes são modulados pelas oxilipinas 5S,8R-LDs, 8R-HODE e CSP. Estes genes serão identificados através de comparações das cepas mutantes nulas para ppoA e ppoC com a linhagem selvagem correspondente, e também através da utilização de cepas representativas de uma coleção de 70 isolados clínicos de A. fumigatus de diferentes partes do mundo, com diferentes graus de sensibilidade e tolerância a CSP. Como um segundo objetivo, avaliaremos o crescimento do tipo selvagem e do mutante nulo de ppoA de A. fumigatus na presença de coleções de compostos químicos separadamente ou na presença de CSP visando avaliar drogas que poderiam ter efeito sinérgico ou potencializar a atividade de CSP. Finalmente, como um terceiro objetivo, investigaremos uma coleção de 11 fatores de transcrição previamente demonstrado pelo nosso grupo como implicados na resistência a CSP e e determinaremos quais deles são também modulados por oxilipinas. Este projeto pode abrir possibilidades para a identificação de novas vias metabólicas envolvidas na resistência e tolerância a CSP, assim proporcionando oportunidades para o desenvolvimento de novas terapias antifúngicas baseadas em CSP e em oxilipinas fúngicas.