Mosca-das-frutas como modelo para estudo de patogenicidade e de prospecção de fármacos frente a Malassezia pachydermatis

Abstract

O fungo leveduriforme Malassezia pachydermatis está presente na microbiota da pele dos animais. Alterações na imunidade da pele do hospedeiro fazem com que a levedura sofra adaptações modificando a expressão de fatores de virulência, causando otite, dermatite e até mesmo infecção sistêmica em animais e humanos. O tratamento de M. pachydermatis é relativamente simples, à base de antifúngicos azólicos. No entanto, o aparecimento de cepas resistentes e de infecções recorrentes tem gerado preocupação recentemente. Drosophila melanogaster tem sido um modelo promissor no estudo de microrganismos, apresentando duas vias de sinalização da resposta imune, a via Imd contra bactérias gram-negativas e a via Toll contra bactérias gram-positivas e fungos, as quais desencadeiam a produção dos peptídeos antimicrobianos locais e sistêmicos. A virulência de M. pachydermatis em moscas D. melanogaster wild-type e Toll-deficientes foi testada com inóculos nas concentrações entre 103 e 107 unidades formadoras de colônia (UFC)/ml e a infecção ocorreu pela punção com agulha no tórax das moscas, que foram colocadas em frascos com alimento e incubados à 29 °C por sete dias, com contagem diária da sobrevivência. Ainda foram realizados a contagem de UFC/ml/mosca e a histopatologia após os sete dias de observação. As moscas wild-type se mostraram resistentes à infecção. Curvas de mortalidade de moscas Toll-deficientes, em concentrações a partir de 104 leveduras/ml, diferiram estatisticamente do grupo controle. Após o sétimo dia de infecção, moscas wild-type inoculadas com 1 x 107 UFC/ml tinham carga fúngica variando entre 0,33 a 1 x 102 UFC/mosca, enquanto em moscas Toll-deficientes a carga fúngica variou de 2,3 x 103 a 1,3 x 104 UFC/mosca. Portanto, D. melanogaster Toll-deficientes são suscetíveis à infecção por M. pachydermatis devido à falta do sistema imune para o reconhecimento e montagem da resposta imune frente ao fungo, semelhante ao que ocorre em pacientes imunocomprometidos, dado o sistema imune conservado entre os mamíferos e a mosca-das-frutas. Deste modo, D. melanogaster é um modelo promissor e inovador para estudos de patogenicidade e de prospecção de fármacos frente a M. pachydermatis.

The yeast Malassezia pachydermatis is present in the normal microbiota of the skin of animals. Changes in the host's immunity cause the yeast to undergo adaptations modifying the expression of virulence factors, causing otitis, dermatitis and even systemic infection in animals and humans. The treatment of M. pachydermatis is relatively simple, based on the use of azole antifungals. However, the emergence of resistant strains and recurrent infections has generated concern recently. Drosophila melanogaster has been a promising model in the study of microorganisms, presenting two pathways of immune response signaling, the Imd pathway against gram-negative bacteria and the Toll pathway against gram-positive bacteria and fungi, which trigger the production of local and systemic antimicrobial peptides. The virulence of M. pachydermatis in wild-type and Toll-deficient D. melanogaster flies was tested with inoculum concentrations ranging between 103 and 107 colony forming units (CFU)/ml and the infection occurred by needle puncture in the thorax of the flies, which were placed in vials with food and incubated at 29 °C for seven days, with daily survival counts. Fungal burden counts and the histopathology were also performed after seven days of observation. Wild-type flies were resistant to infection. Mortality curves of Toll-deficient flies, at concentrations superior of 104 yeasts/ml, differed statistically from the control group. After the seventh day of infection, wild-type flies inoculated with 1 x 107 CFU/ml had fungal load ranging from 0.33 to 1 x 102 CFU/fly, while in Toll-deficient flies the fungal load ranged from 2.3 x 103 to 1.3 x 104 CFU/fly. We concluded that Toll-deficient D. melanogaster flies are susceptible to infection by M. pachydermatis due to lack of immune system for the recognition and assembly of immune response to the fungus, similar to that occurring in immunocompromised patients, given the conserved immune system among mammals and fruit flies. Therefore, D. melanogaster is a promising and innovative model for pathogenicity studies and prospection of drugs against M. pachydermatis.