Avaliação da expressão do transportador de cobre CTR1 em células de macrófagos infectados com leveduras patogênicas

Abstract

Cryptococcus neoformans e Candida albicans são leveduras e agentes etiológicos de duas importantes infecções fúngicas oportunistas que acometem o ser humano, a criptococose e candidíase, respectivamente. A Criptococose ocorre após a inalação de esporos ou células de leveduras dessecadas presentes no meio ambiente em excretas de pombos, no solo ou em eucaliptos e podem acometer pele ou ir até os pulmões, onde se alojam nos alvéolos e causam pneumonia ou ainda se disseminar através da corrente sanguínea e atingir o sistema nervoso central, causando a meningoencefalite ou meningite. Já a Candidíase convive de forma comensal com o hospedeiro na pele e sistemas respiratório, reprodutor e digestório, mas que com a queda da imunidade do indivíduo, torna-se invasiva e causa infecção. Apesar de ambos microrganismos apresentarem diferentes formas de infecção e desenvolvimento no hospedeiro, eles são causas comuns de infecção principalmente em indivíduos imunocomprometidos e desenvolveram mecanismos importantes para sua sobrevivência e proliferação dentro das células de fagocíticas. Uma vez fagocitadas por macrófagos, as células do microrganismo se deparam com um ambiente hostil, tóxico e com baixo pH, gerado no interior do fagolisossomo. Nesse contexto, metais de transição desempenham importante papel. O cobre é essencial para a vida aeróbica, mas em grandes concentrações ele pode tornar-se tóxico. Por isso tanto a sua limitação, denominada imunidade nutricional, quanto o seu excesso, que gera espécies reativas e um potencial tóxico para o patógeno, podem ser utilizados como estratégia antifúngica pelos macrófagos. O transportador de cobre de alta afinidade CTR1 é um dos responsáveis pela modulação da homeostase desse metal, contudo esse mecanismo em macrófagos durante a infecção por fungos ainda está pouco elucidado. Portanto, o objetivo desse projeto foi avaliar a expressão de CTR1 de macrófagos durante sua infecção com C. neoformans ou C. albicans para melhor esclarecimento da homeostase de cobre nessa interação. Empregando métodos como Western blot, in cell ELISA e microscopia de imunofluorescência, foi possível observar que ocorre um aumento da expressão de CTR1 em macrófagos infectados com C. neoformans ou C. albicans. Estes dados sugerem que há um possível aumento de cobre e consequentemente de espécies reativas de oxigênio para limitar o desenvolvimento destas leveduras.

The yeasts Cryptococcus neoformans and Candida albicans are the ethiological agents of the most important opportunistic fungal pathogen that affects humans, cryptococcosis and candidiasis, respectively. Cryptococcosis occurs via inhalation of the yeast or spores present in environment in pigeons excreta, soil or eucalyptus and it can affect the skin or go to the lungs, where the fungal particles adhere in the alveoli and cause pneumonia or spread through the bloodstream and reach the central nervous system, causing meningoencephalitis or meningitis. Candidiasis is a commensal to the human respiratory, reproductive and digestive tract, as well to the skin. However, with the imbalance of human immunity it becomes invasive and cause infection. Although both have different forms of infection and growth inside of the host, these two microorganisms are common causes of infections, especially in immunocompromised individuals, and also they developed important mechanisms to survive and proliferate in phagocytic cells. When it faces the host immune system and are phagocytosed by macrophages into phagolysosomes, the microorganisms are exposed to a hostile, toxic and low pH environment. In this context, transition metals develop an important role. Copper is an essential transition metal for aerobic life, but can be toxic in high concentrations due to the formation of reactive oxygen species. In this way, either its limitation (nutritional immunity) or its accumulation may constitute antifungal strategies used by macrophages. The high affinity copper transporter CTR1 is one of the responsible for the modulations of this metal homeostasis in macrophages. However, its role in macrophages during the infection with fungal cells is still poorly characterized. Hence, the aim of this work was evaluate the expression of CTR1 in macrophages during C.neoformans or C.albicans infection to improve the understanding of copper homeostasis during this interaction. In this project, we used Western blot, in cell ELISA and Immunofluorescence methods to evaluate CTR1 expression and we were able to observe an increased expression of it in macrophages infected by C. neoformans ou C. albicans. These results indicate that there is a possible copper uptake e consequently creation of reactive oxygen species (ROS) by macrophage to avoid fungal development.