Análise da participação do transportador ZIP3 na virulência de Cryptococcus gattii

Abstract

Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii são os principais agentes etiológicos da criptococose, doença fúngica que afeta humanos e outros animais. Essa patologia é caracterizada por uma infecção pulmonar primária, com possível disseminação sistêmica posterior e resultando no quadro potencialmente letal de meningoencefalite. Nesse contexto, macrófagos alveolares representam a primeira linha de defesa do hospedeiro e, por meio da fagocitose, expõem as leveduras a um ambiente hostil caracterizado por um pH ácido, presença de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, peptídeos antimicrobianos e privação de nutrientes. Em contrapartida o patógeno expressa transportadores de alta afinidade, como os membros da família ZIP, para prover a célula da levedura com todos os componentes necessários para se desenvolver neste ambiente. O transportador codificado pelo gene ZIP3 de C. gattii é ortólogo a Atx2p de Saccharomyces cerevisiae, uma proteína presente no Golgi e responsável pelo transporte de manganês para o citoplasma da célula. Dados não publicados do nosso grupo demonstram que Zip3 está envolvido na homeostase de manganês e na resposta oxidativa da levedura. Visto que linhagens nulas para ZIP3 apresentam: maior sensibilidade a espécies reativas de oxigênio in vitro; (ii) decréscimo na expressão das duas isoformas de SOD; e (iii) que linhagens nulas para as isoformas de SOD foram consideradas avirulentas em modelo murino; esse trabalho teve como objetivo a avaliação da participação do transportador Zip3 na virulência de C. gattii. Para isso, distintos modelos de fagócitos, como células de macrófagos de murinos ou a ameba Acanthamoeba castellanii, foram expostas à células das linhagens selvagem ou mutante nulo para o gene ZIP3 de C. gattii, sendo avaliada a taxa de fagocitose e o índice de replicação intrafagossômico. Para avaliação da influência do transportador Zip3 na virulência de C. gattii in vivo, realizou-se uma curva de sobrevivência no modelo inseto de Galleria mellonella. Não foi observada diferença na replicação intracelular em nenhum dos modelos testados, no entanto, Zip3 influencia a taxa de fagocitose das leveduras in vitro. Também não houve diferença na letalidade das larvas, sugerindo que o transportador Zip3 não é importante para a virulência de C. gattii nos modelos avaliados.

Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii are the etiologic agents of cryptococcosis, a fungal disease that affects humans and other animals. This disease is characterized by a primary lung infection that may disseminate systematically and has as primary outcome meningoencephalitis. In this context, alveolar macrophages represent the host's first line of defense and, through phagocytosis, expose yeasts to a hostile environment characterized by acid pH, presence of reactive oxygen and nitrogen species, antimicrobial peptides and nutrient deprivation. In contrast the pathogen expresses high affinity transporters, such as members of the ZIP family, to provide the yeast cell with all the components necessary to develop in this environment. Unpublished data from our group demonstrate that C. gattii ZIP3 product, an ortholog of the Saccharomyces cerevisiae manganese transporter Atx2p, is involved in manganese homeostasis and oxidative metabolism. As the ZIP3 null strains have greater sensitivity to reactive oxygen species in vitro, lower expression of both SOD’s isoforms and that C. gattii SODs null strains were considered avirulent, this work focus on evaluate the participation of Zip3 in the virulence of C. gattii. distinct phagocyte models, such as murine macrophages cells or Acanthamoeba castellanii amoeba, were exposed to the wild-type or null mutant cells for the C. gattii ZIP3 gene, and the rate of phagocytosis and replication index intraphagosomal. To evaluate the influence of the Zip3 transporter on the virulence of C. gattii in vivo, a survival curve was performed on the insect model of Galleria mellonella. No difference was observed in intracellular replication in any of the models tested, however, Zip3 influences the rate of phagocytosis of yeasts in vitro. There was also no difference in lethality of the larvae, suggesting that the Zip3 transporter is not important for the virulence of C. gattii in the evaluated models