Adhesion of Histoplasma capsulatum to pneumocytes and biofilm formation on an abiotic surface

The pathogenic fungus, Histoplasma capsulatum, causes the respiratory and systemic disease 'histoplasmosis'. This disease is primarily acquired via inhalation of aerosolized microconidia or hyphal fragments of H. capsulatum. Evolution of this respiratory disease depends on the ability of H. capsulatum yeasts to survive and replicate within alveolar macrophages. It is known that adhesion to host cells is the first step in colonization and biofilm formation. Some microorganisms become attached to biological and non-biological surfaces due to the formation of biofilms. Based on the importance of biofilms and their persistence on host tissues and cell surfaces, the present study was designed to investigate biofilm formation by H. capsulatum yeasts, as well as their ability to adhere to pneumocyte cells. H. capsulatum biofilm assays were performed in vitro using two different clinical strains of the fungus and biofilms were characterized using scanning electron microscopy. The biofilms were measured using a 2,3-bis(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-5-[(phenylamino)carbonyl]-2H-tetrazolium-hydroxide (XTT) reduction assay. The results showed that both the H. capsulatum strains tested were very efficient at adhering to host cells and forming biofilm. Therefore, this is a possible survival strategy adopted by this fungus.

Frequency and genetic diversity of the MAT1 locus of Histoplasma capsulatum isolates in Mexico and Brazil

The MAT1-1 and MAT1-2 idiomorphs associated with the MAT1 locus of Histoplasma capsulatum were identified by PCR. A total of 28 fungal isolates, 6 isolates from human clinical samples and 22 isolates from environmental (infected bat and contaminated soil) samples, were studied. Among the 14 isolates from Mexico, 71.4% (95% confidence interval [95% CI], 48.3% to 94.5%) were of the MAT1-2 genotype, whereas 100% of the isolates from Brazil were of the MAT1-1 genotype. Each MAT1 idiomorphic region was sequenced and aligned, using the sequences of the G-217B (+mating type) and G-186AR (-mating type) strains as references. BLASTn analyses of the MAT1-1 and MAT1-2 sequences studied correlated with their respective+ and-mating type genotypes. Trees were generated by the maximum likelihood (ML) method to search for similarity among isolates of each MAT1 idiomorph. All MAT1-1 isolates originated from Brazilian bats formed a well-defined group; three isolates from Mexico, the G-217B strain, and a subgroup encompassing all soil-derived isolates and two clinical isolates from Brazil formed a second group; last, one isolate (EH-696P) from a migratory bat captured in Mexico formed a third group of the MAT1-1 genotype. The MAT1-2 idiomorph formed two groups, one of which included two H. capsulatum isolates from infected bats that were closely related to the G-186AR strain. The other group was formed by two human isolates and six isolates from infected bats. Concatenated ML trees, with internal transcribed spacer 1 (ITS1) -5.8S-ITS2 and MAT1-1 or MAT1-2 sequences, support the relatedness of MAT1-1 or MAT1-2 isolates. H. capsulatum mating types were associated with the geographical origin of the isolates, and all isolates from Brazil correlated with their environmental sources. © 2013, American Society for Microbiology. All Rights Reserved.

PRP8 intein in cryptic species of Histoplasma capsulatum: Evolution and phylogeny

The PRP8 intein is the most widespread intein among the Kingdom Fungi. This genetic element occurs within the prp8 gene, and is transcribed and translated simultaneously with the gene. After translation, the intein excises itself from the Prp8 protein by an autocatalytic splicing reaction, subsequently joining the N and C terminals of the host protein, which retains its functional conformation. Besides the splicing domain, some PRP8 inteins also have a homing endonuclease (HE) domain which, if functional, makes the intein a mobile element capable of becoming fixed in a population. This work aimed to study (1) The occurrence of this intein in Histoplasma capsulatum isolates (n=. 99) belonging to different cryptic species collected in diverse geographical locations, and (2) The functionality of the endonuclease domains of H. capsulatum PRP8 inteins and their phylogenetic relationship among the cryptic species. Our results suggest that the PRP8 intein is fixed in H. capsulatum populations and that an admixture or a probable ancestral polymorphism of the PRP8 intein sequences is responsible for the apparent paraphyletic pattern of the LAmA clade which, in the intein phylogeny, also encompasses sequences from LAmB isolates. The PRP8 intein sequences clearly separate the different cryptic species, and may serve as an additional molecular typing tool, as previously proposed for other fungi genus, such as Cryptococcus and Paracoccidioides. © 2013 Elsevier B.V.

Análise proteômica diferencial do biofilme de histoplasma capsulatum e implicações na interação fungo-hospedeiro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Development of a Loop-Mediated Isothermal Amplification Method for Detection of Histoplasma capsulatum DNA in Clinical Samples

Improved methods for the detection of Histoplasma capsulatum are needed in regions with limited resources in which the organism is endemic, where delayed diagnosis of progressive disseminated histoplasmosis (PDH) results in high mortality rates. We have investigated the use of a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay to facilitate rapid inexpensive molecular diagnosis of this disease. Primers for LAMP were designed to amplify the Hcp100 locus of H. capsulatum. The sensitivity and limit of detection were evaluated using DNA extracted from 91 clinical isolates of known geographic subspecies, while the assay specificity was determined using DNA extracted from 50 other fungi and Mycobacterium tuberculosis. Urine specimens (n = 6) collected from HIV-positive individuals with culture- and antigen-proven histoplasmosis were evaluated using the LAMP assay. Specimens from healthy persons (n = 10) without evidence of histoplasmosis were used as assay controls. The Hcp100 LAMP assay was 100% sensitive and specific when tested with DNA extracted from culture isolates. The median limit of detection was <= 6 genomes (range, 1 to 300 genomes) for all except one geographic subspecies. The LAMP assay detected Hcp100 in 67% of antigen-positive urine specimens (4/6 specimens), and results were negative for Hcp100 in all healthy control urine specimens. We have shown that the Hcp100 LAMP assay is a rapid affordable assay that can be used to expedite culture confirmation of H. capsulatum in regions in which PDH is endemic. Further, our results indicate proof of the concept that the assay can be used to detect Histoplasma DNA in urine. Further evaluation of this assay using body fluid samples from a larger patient population is warranted.

Desenvolvimento de protótipos antifúngicos contra biofilmes de Histoplasma capsulatum

A histoplasmose é uma doença respiratória e sistêmica causada pelo fungo dimórfico Histoplasma capsulatum. A micose é endêmica em diversos locais do mundo, incluindo o Rio de Janeiro. Já se sabe que a gravidade de doenças, principalmente das que são causadas por agentes oportunistas, depende principalmente do estado imunológico do paciente. O mesmo se aplica à histoplasmose. Porém, nos últimos anos, tem sido estudada a influência da capacidade de formação de biofilme por esses agentes no desenvolvimento da doença e manifestações das mesmas. Diversos fungos apresentam a habilidade de formar biofilmes e recentemente descobriu-se que o H. capsulatum também possui tal habilidade. Embora a relação dos quadros clínicos de histoplasmose e a formação de biofilme por seu agente ainda não esteja completamente esclarecida, tal habilidade pode estar relacionada à sua defesa contra o sistema imunológico e ao agravamento da doença. Este fato, atrelado à escassez de opções terapêuticas antifúngicas, deixam claro a necessidade de busca por novas substâncias que sejam capazes de inibir os fungos e também que sejam capazes de destruir seus biofilmes ou inibir sua formação. Neste aspecto destacam-se as substâncias de origem vegetal, que já têm sido amplamente estudadas e cuja atividade já foi comprovada. Entre elas estão os compostos fenólicos, presentes em diversas espécies vegetais e que têm como exemplo o ácido protocatecuico, os ésteres, derivados deste e também o ácido cafeico e seus derivados. O estudo em questão teve como objetivo investigar a atividade de tais compostos sobre o H. capsulatum em sua forma leveduriforme livre e em biofilme, através da realização de testes de sensibilidade com diferentes concentrações dos extratos, monitorados e revelados por agentes colorimétricos, como o alamarBlue ® e o sal tetrazólio, XTT. Através da leitura visual e por valores de absorção por ...

Could histoplasma capsulatum be related to healthcare-associated infections?

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Prospecção de substâncias anti histoplasma capsulatum nas formas planctônica e biofilme e análise proteômica

Pós-graduação em Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia - FCFAR

Prospecção de protótipos antifúngicos contra biofilmes de Histoplasma capsulatum e Paracoccidioides brasiliensis

A paracoccidioidomicose é uma doença de grande impacto social, sendo a sétima causa de morte entre as doenças crônicas infecciosas no Brasil, que responde por mais de 80% dos casos relatados mundialmente. A histoplasmose é uma micose endêmica em determinadas regiões das Américas, onde causa surtos frequentes. Sabe-se que os dois fungos dimórficos causadores destas doenças, Paracoccioides brasiliensis (Pb) e Histoplasma capsulatum (Hc), respectivamente, são capazes de formar biofilme, uma forma de organização que os torna muito mais perigosos, difíceis de serem combatidos e que é essencial para o desenvolvimento de infecção. Além disso não existem muitas opções terapêuticas antifúngicas que não sejam tóxicas com o uso prolongado disponíveis no mercado atualmente. Estes fatos, deixam claro a necessidade de pesquisar novas formas de combater esses microrganismos, com o intuito de desenvolver fármacos menos tóxicos e mais eficientes. Uma nova possibilidade de opções terapêuticas com novas substância antifúngica são as chalconas, que foi o objeto de estudo desta pesquisa. Foi estudada a ação antifúngica de diversas moléculas de chalconas contra as formas planctônica e de biofilme dos dois fungos em questão. As chalconas que apresentaram menor valor de CIM90 durante os ensaios com a forma planctônica foram selecionadas para o teste contra biofilme fúngico, estas chalconas foram T3, T24, T19, J4 e A20. Foi observado que estas substâncias possuem atividade antifúngica capaz de inibir 90% do crescimento fúngico do biofilme de Pb. Em relação ao biofilme de Hc, não obtivemos uma inibição de 90% com nenhuma molécula, a chalcona T3 foi a que apresentou a maior inibição atingindo 70%. Também foi estudado a citotoxicidade destas chalconas e algumas delas apresentaram bons valores de seletividade para o Pb, como a T3, T24, T19 e A20 porém, em relação ao Hc, apenas a T3 apresentou um valor de seletividade...

Prospecção de protótipos antifúngicos contra biofilmes de Histoplasma capsulatum e Paracoccidioides brasiliensis

A paracoccidioidomicose é uma doença de grande impacto social, sendo a sétima causa de morte entre as doenças crônicas infecciosas no Brasil, que responde por mais de 80% dos casos relatados mundialmente. A histoplasmose é uma micose endêmica em determinadas regiões das Américas, onde causa surtos frequentes. Sabe-se que os dois fungos dimórficos causadores destas doenças, Paracoccioides brasiliensis (Pb) e Histoplasma capsulatum (Hc), respectivamente, são capazes de formar biofilme, uma forma de organização que os torna muito mais perigosos, difíceis de serem combatidos e que é essencial para o desenvolvimento de infecção. Além disso não existem muitas opções terapêuticas antifúngicas que não sejam tóxicas com o uso prolongado disponíveis no mercado atualmente. Estes fatos, deixam claro a necessidade de pesquisar novas formas de combater esses microrganismos, com o intuito de desenvolver fármacos menos tóxicos e mais eficientes. Uma nova possibilidade de opções terapêuticas com novas substância antifúngica são as chalconas, que foi o objeto de estudo desta pesquisa. Foi estudada a ação antifúngica de diversas moléculas de chalconas contra as formas planctônica e de biofilme dos dois fungos em questão. As chalconas que apresentaram menor valor de CIM90 durante os ensaios com a forma planctônica foram selecionadas para o teste contra biofilme fúngico, estas chalconas foram T3, T24, T19, J4 e A20. Foi observado que estas substâncias possuem atividade antifúngica capaz de inibir 90% do crescimento fúngico do biofilme de Pb. Em relação ao biofilme de Hc, não obtivemos uma inibição de 90% com nenhuma molécula, a chalcona T3 foi a que apresentou a maior inibição atingindo 70%. Também foi estudado a citotoxicidade destas chalconas e algumas delas apresentaram bons valores de seletividade para o Pb, como a T3, T24, T19 e A20 porém, em relação ao Hc, apenas a T3 apresentou um valor de seletividade...

Evaluation of the genetic diversity of Histoplasma capsulatum var. capsulatum isolates from north-eastern Brazil

Since the beginning of the HIV epidemic, there has been a significant increase in the number of histoplasmosis cases in Ceara, a state in north-east Brazil. The lack of epidemiological data on the genotypes circulating in the north-east region shows the importance of more detailed studies on the molecular epidemiology of Histoplasma capsulatum var. capsulatum in this region. Different molecular techniques have been used to better characterize the genetic profile of H. capsulatum var. capsulatum strains. The aim of this study was to analyse the genetic diversity of H. capsulatum var. capsulatum isolates in Fortaleza, the capital of Ceara, through the sequencing of the internal transcribed spacer (ITS)1-5.8S-ITS2 region, and establish the molecular profile of these isolates, along with strains from south-east Brazil, by RAPD analysis, featuring the different clusters in those regions. The isolates were grouped into two clusters. Cluster 1 included strains from the south-east and north-east regions with separation of isolates into three distinct subgroups (subgroups 1a, 1 b and 1 c). Cluster 2 included only samples from north-east Brazil. Sequencing of the ITS1 -5.8S-ITS2 region allowed the detection of two major clades, which showed geographical correlation between them and their subgroups. Therefore, it can be concluded that the H. capsulatum var. capsulatum isolates from Ceara have a high degree of genetic polymorphism. The molecular data also confirm that populations of this fungus are composed of different genotypes in Brazil and worldwide.