Impacto da homeostase de zinco na sobrevivência de Cryptococcus gatti frente a atividade antifúngica de Acanthamoeba castellanii

Abstract

As amebas de vida livre (AVL) desenvolvem um papel importante em diversos ecos- sistemas. Dentre suas funções estão a alteração da comunidade microbiana e reciclagem de nutrientes no ambiente, regulando a população microbiana, principalmente no solo. Neste contexto há evidências que as amebas são predadores naturais de fungos patogênicos a humanos. Os fungos pertencentes ao gênero Cryptococcus são basidiomicetos e geralmente se apresentam como leveduras encapsuladas, sendo Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii os principais patógenos em humanos, causadores da cryptococose. Já foi descrito que o uso da imunidade nutricional é uma estratégia durante interações com células fúngicas como C. gattii e que o metabolismo adequado do zinco desempenha um papel crucial na virulência criptocó- cica. Além disso já é estabelecido que a expressão da maioria dos transportadores de zinco é regulada diretamente pelo regulador mestre de zinco Zap1 e que o mesmo regula a expressão dois genes os quais codificam proteínas contendo o domínio ZIP (Zip1 e Zip2) e que os níveis de zinco intracelular alteraram os níveis de transcrição de três genes codificantes de transportadores de metais (ZIP1, ZIP2 e ZIP3) e de um potencial regulador da homeostase de zinco (ZRG1). Portanto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o impacto da homeostase do zinco na sobrevivência de C. gattii frente à atividade antifúngica da AVL Acanthamoeba castellanii. Para isso foi realizada uma análise da taxa de proliferação das linhagens selvagem (WT) e mutantes para alguns dos genes supracitados (zip1Δ, zip3Δ e zrg1Δ) no interior de amebas, bem como de sobrevivência, cujas análises revelaram diminuída capacidade dos mutantes utilizados, em relação à linhagem WT, em sobreviver à atividade fungicida de AVL. Empregamos análises in silico com base em biologia de sistemas para inferir potenciais vias afetadas nestes mutantes, sugerindo que importantes vias de aquisição de nutrientes e de resposta ao dano ao DNA podem estar relacionadas aos fenótipos observados.

Free-living amoebas (AVL) play an important role in many ecosystems. Among its functions are the alteration of the microbial community and recycling of nutrients in the environment, regulating the microbial population, mainly in the soil. In this context, there is evidence that amoebas are natural predators of fungi that are pathogenic to humans. The fungi belonging to the genus Cryptococcus are basidiomycetes and gen- erally present as encapsulated yeasts, with Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii being the main pathogens in humans, causing cryptococcosis. It has already been described that the use of nutritional immunity is a strategy during interactions with fungal cells such as C. gattii and that adequate zinc metabolism plays a crucial role in cryptococcal virulence. Furthermore, it is already established that the expression of most zinc transporters is directly regulated by the master zinc regulator Zap1 and that it regulates the expression of two genes which encode proteins containing the ZIP domain (Zip1 and Zip2) and that intracellular zinc levels altered the transcriptional levels of three genes encoding metal transporters (ZIP1, ZIP2 and ZIP3) and a potential regulator of zinc homeostasis (ZRG1). Therefore, the present study aimed to evaluate the impact of zinc homeostasis on the survival of C. gattii against the antifungal activity of FLA Acanthamoeba castellanii. For this, an analysis of the proliferation rate of wild-type (WT) and mutant strains was performed for some of the aforementioned genes (zip1Δ, zip3Δ and zrg1Δ) inside amoebas, as well as of survival, whose analyzes revealed a reduced capacity of the mutants used in relation to the WT strain, to survive the AVL fungicidal activity. We employed systems biology-based in silico analyzes to infer potential pathways affected in these mutants, suggesting that im- portant pathways of nutrient acquisition and DNA damage response may be related to the observed phenotypes.