Estudo experimental de moléculas com potencial antifúngico contra agentes causadores da cromoblastomicose

Abstract

Introdução:A cromoblastomicose(CBM)é uma infecção fúngica subcutânea causada por espécies de fungos melanizados, geralmente pertencentes ao gênero Fonsecaea. Atualmente o tratamento padrão envolve o uso de antifúngicos comooitraconazol(ITZ), mas o tempo de tratamento é longo e as taxas de cura são baixas, devido à natureza recalcitrante desta doença.Sais imidazólicos(SI)sãoumgrupo de compostos químicos de crescente relevância, porapresentarem atividades biológicasdiversas.Entretanto, mais estudos são necessários para avaliarseu potencial como fármacos, em termos deatividade antimicrobiana,bem como o riscode apresentaremcitotoxicidadee genotoxicidadea células animais.Além disso, a Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR)se apresenta como uma promissora técnicapara analisar a interação entre antimicrobianose microrganismos.Objetivos:Avaliar a atividade antifúngica dossais imidazólicos(C10)2MImCl,C16MImCl,C16PyrCl*H2O, C16M2ImCl eC16BnMImClemamostrasclínicasde espéciesfúngicascausadoras da CBM. Avaliar a citotoxicidadee genotoxicidadedestes sais em fibroblastos humanos e de Hamster chinês. Observar se os sais apresentam toxicidade a um modelo de mosca-das-frutas (Drosophila melanogaster). Além disso, utilizar FTIR para analisar os espectrosde interação entre células de Fonsecaea pedrosoie antifúngicos. Métodos: Os testes de atividade antifúngica foram executados de acordo com o protocolo M38-A2 do Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)utilizando 78 amostrasclínicasde agentes da CBM. Os testes de citotoxicidade foram realizadosutilizando os métodos de vermelho neutro(VN)emetil tiazol tetrazólio(MTT), utilizando fibroblastos de pulmão de hamsterchines(V79)e fibroblastos de pulmão humano (MRC-5), respectivamente. Os testes de genotoxicidadeforam feitosusando as células MRC-5por meio do ensaio cometaalcalino.O teste de toxicidadeaanimais foi feitoutilizando omodelo demosca-das-frutas.A identificação dasalterações metabólicas causadaspor antifúngicos comercializadosepelo sal C16PyrCl*H2O foi realizada utilizando análise de FTIR da biomassa de F. pedrosoie algoritmos de reconhecimento de padrões análise de componentes principais (PCA) e análise por agrupamento hierárquico (HCA).Resultados:Os cincoSItiveram atividadeantifúngicacontraF. pedrosoi, apresentandoCIMs e CFMs menores do queas doitraconazol.Todos os SIapresentaramcitotoxicidadenos ensaios de vermelho neutro e metil tiazol tetrazólio nas linhagens celulares V79 e MRC-5, respectivamente. Todos os SIapresentaramgenotoxicidade àlinhagemcelular MRC-5no ensaio cometa. Os sais não apresentaram toxicidade ao modelo de mosca-das-frutas. A FTIR 7 permitiu analisar e caracterizar os espectros da biomassa de F.pedrosoitratada com antifúngicose a maior similaridade metabólica foi observadaentre o salC16PyrCl*H2O(0,125 µg/mL),e os antifúngicos flucitosina(0,5 µg/mL)e caspofungina(0,06 µg/mL).Conclusões:Este estudo apresenta os SI como novos antifúngicos promissores contra agentes da CBM, e seu uso pode trazer impactos positivos no manejo clínico de infecções causadas por fungos melanizados.A observação de citotoxicidade e genotoxicidadedestesnovossais imidazólicosem células animais evidencia a necessidade de mais estudospara determinarsuas potenciais aplicações médicas e biotecnológicas.Adicionalmente, foi proposto um modelo utilizando FTIR quepermitiu caracterizar os espectros de alteração metabólicade célulasde F. pedrosoiexpostas a antifúngicos.

Background: Chromoblastomycosis (CBM) is a subcutaneous fungal infection caused by species of melanized fungi, most commonly belonging to the genus Fonsecaea. Currently, the standard treatment involves the use of antifungals such as itraconazole (ITZ), but treatment time is long and cure rates are low due to the recalcitrant nature of this disease. Imidazolium salts (SI) are a group of chemical compounds of increasing relevance, as they present diverse biological activities. However, more studies are needed to evaluate their potential as drugs, in terms of antimicrobial activity, cytotoxicity and genotoxicity to animal cells. Furthermore, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) presents itself as a promising technique for analyzing the interaction between antimicrobials and microorganisms. Objectives: To evaluate the antifungal activity of imidazolium salts (C10)2MImCl, C16MImCl, C16PyrCl*H2O, C16M2ImCl and C16BnMImCl in clinical samples of CBM-causing fungal species. To evaluate the cytotoxicity and genotoxicity of these same salts in cell lines of Chinese hamster and human fibroblasts. To observe whether these salts present toxicity to a fruit fly model (Drosophila melanogaster). Furthermore, use FTIR to analyze the interaction spectra between Fonsecaea pedrosoi cells and antifungals. Methods: Antifungal activity tests were performed according to the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) protocol M38-A2 using 78 clinical samples of CBM agents. Cytotoxicity tests were carried out using the neutral red (VN) and methyl thiazole tetrazolium (MTT) methods, utilizing chinese hamster lung fibroblast cells (V79) and human lung fibroblast cells (MRC-5), respectively. Genotoxicity tests were performed using MRC-5 cells using the alkaline comet assay. The fruit fly toxicity model verification test was carried out by adding the salts to the fly’s feed. The identification of metabolic alterations caused by the salt C16PyrCl*H2O was made utilizing FTIR analysis of the biomass of F. pedrosoi and the algorithms principal component analysis (PCA) and hierarchical clustering analysis (HCA). Results: The five SI had antifungal activity against F. pedrosoi, presenting MICs and CFMs lower than itraconazole. All SI showed cytotoxicity on both the V79 and MRC-5 cell lines. All SI showed genotoxicity to the MRC-5 cell line in the comet assay. The salts did not present toxicity to the fruit fly model. FTIR enabled the analysis and characterization of the spectra of F. pedrosoi biomass treated with antifungals, and the smallest spectral differences were observed between the salt C16PyrCl*H2O, (0,125 μg/mL), and the antifungals flucytosine (0,5 μg/mL) and caspofungin (0,06 μg/mL). Conclusions: This study presents SI as promising new antifungals against CBM agents, and their use can have positive 9 impacts on the clinical management of infections caused by melanized fungi. The observation of the cytotoxicity and genotoxicity of these new imidazolium salts in animal cells highlights the need for further studies to determine their potential medical and biotechnological applications. Additionally, a model using FTIR was proposed that allowed for the analysis of the spectra of metabolic alterations of F. pedrosoi cells exposed to antifungals.