Variability in Galactomannan detection by platelia Aspergillus EIA™ according to the Aspergillus species

Here we investigate the extent to which different Aspergillus species release galactomannan (GM) in vitro. Marked variability was observed in GM reactivity between and within Aspergillus species, with A. terreus strains showing the highest GM indexes. The in vivo significance of these findings remains to be determined.

Host-induced changes in the cell surface N-linked glycoproteins, from Aspergillus fumigatus. Search for specific targets with potential for clinical therapy and/or diagnosis.

This dissertation is presented to obtain a Master degree in Structural and Functional Biochemistry

Nova abordagem no diagnóstico de infecções invasivas por fungos do género Aspergillus

Nas últimas duas décadas tem-se verificado um aumento da incidência de aspergilose pulmonar invasiva, que se reflecte em taxas de mortalidade e morbilidade extremamente elevadas. Esta realidade resulta da elevada utilização de quimioterapia e de agentes imunossupressores, usados sobretudo em doentes imunocomprometidos, principalmente, em doentes hemato-oncológicos e receptores de transplante de medula óssea. Estas infecções fúngicas são provocadas por algumas espécies do género Aspergillus em que Aspergillus fumigatus é a espécie mais frequentemente isolada a partir de infecções humanas. Contudo, outras espécies como A. flavus, A. niger, A. glaucus, A. nidulans, A. terreus ou A. versicolor também podem ser responsáveis por infecções fúngicas no Homem. Um factor determinante para o aumento da incidência de aspergilose invasiva consiste na incapacidade de se estabelecer um diagnóstico precoce definitivo para que, em tempo útil, possa ser instituída terapêutica antifúngica que vá seguramente melhorar o prognóstico desses doentes. Actualmente, as técnicas convencionais (microbiológicas e histológicas) têm servido como linhas de orientação para o diagnóstico definitivo de micoses. No entanto, como se tratam técnicas morosas, o diagnóstico imunológico e molecular tem todas as potencialidades para oferecer uma abordagem promissora no diagnóstico de infecções fúngicas. Neste trabalho foram estudadas 37 amostras clínicas, das quais 45,9% pertenciam a indivíduos do sexo feminino, 54,1% do sexo masculino, maioritariamente com o diagnóstico clínico de leucemia mielóide aguda (75,7%). O principal objectivo deste trabalho consistiu na comparação dos resultados obtidos por uma técnica imunológica utilizada no diagnóstico de aspergilose pulmonar invasiva (pesquisa do antigénio GM) com uma nova técnica molecular de diagnóstico (nested-PCR), com o intuito de avaliar a sensibilidade e especificidade dos resultados obtidos. Dos 37 doentes do estudo, 35,1% revelaram presença do antigénio galactomanano e em 32,4% das amostras foi possível detectar DNA fúngico utilizando primers específicos numa reacção de nested-PCR. No final deste trabalho pode-se constatar que, em virtude do método molecular utilizando uma reacção de nested-PCR não se ter revelado mais sensível que a pesquisa do antigénio galactomanano, julgamos ser no entanto muito promissor no diagnóstico da aspergilose pulmonar invasiva, bastando apenas aperfeiçoar a sua optimização.

On the way towards the understanding of suberin degradation by Aspergillus nidulans

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biochemistry.

Aspergillus niger causing tracheobronchitis and invasive pulmonary aspergillosis in a lung transplant recipient: case report

A case of invasive aspergillosis caused by Aspergillus niger in a lung transplant recipient is described. The patient presented hyperglycemia starting postoperatively, with other complications such as cytomegalovirus infection. The associated predisposing factors and other implications are discussed. Aspergillus niger seems to be a fungal species of low virulence that requires the presence of a severely immunosuppressed host to cause invasive disease.

Estudo molecular de estirpes de Aspergillus fumigatus isolados em aviários e em aves diagnosticadas com aspergilose. Possíveis implicações na Saúde Pública

Aspergillus fumigatus é um agente etiológico fúngico disperso mundialmente por variados nichos ecológicos e o fungo patogénico que mais promove doenças respiratórias em aves e pessoas imunocomprometidas. A exposição a conídios deste fungo pode causar aspergilose invasiva, a doença mais frequente em variadas espécies ornitológicas, com elevada mortalidade e morbidade. Além disso, esta doença é um dos fatores que mais contribui para significativas perdas económicas na indústria avícola, bem como perdas de biodiversidade, em espécies selvagens. Neste contexto, Aspergillus fumigatus, que pertence ao complexo Fumigati, desenvolve-se facilmente no trato respiratório de aves e humanos, no solo, nas camas e ninhos das aves. Tem uma fácil aerolização e contamina os alimentos nos ambientes avícolas e produz uma micotoxina, gliotoxina, que invade o trato respiratório e é considerada como fator de virulência. A identificação exacta dos isolados fúngicos provenientes de aves é muito importante, para percepção da sua epidemiologia em aves, para pesquisa de espécies crípticas de Aspergillus fumigatus, que podem desencadear as mesmas patologias mas apresentar diferentes resultados às mesmas terapêuticas antifúngicas. A análise molecular efectuada neste estudo permitiu atingir estes objectivos. Como tal, 108 isolados provenientes de diversificadas aves foram analisados por ferramentas moleculares para determinar a presença de espécies crípticas de Aspergillus fumigatus e observar os seus diferentes perfis de susceptibilidade antifúngica ao itraconazol. Não foram detectadas espécies crípticas, mas foi possível corrigir duas identificações morfológicas erradas ao nível do complexo. Apesar da emergência da resistência adquirida por Aspergillus fumigatus ao itraconazol, estar a emergir, não foram detectadas estirpes resistentes neste estudo. O conhecimento molecular deste agente etiológico responsável pela aspergilose invasiva em aves é importante para auxiliar a escolha de uma melhor terapêutica e futuros tratamentos para infeções oportunistas fúngicas, contribuindo assim para menos perdas na produção avícola e para uma melhoria da Saúde Pública.

Estudo da partição de fitase produzida por Aspergillus niger var. phoenicis utilizando bioconversão extrativa em sistemas de duas fases aquosas PEG/citrato

Existem diversos métodos tradicionais que são utilizados para extratir biomoléculas produzidas por fermentação convencional. Um método alternativo é o sistema de duas fases aquosas, o qual foi desenvolvido para a extração de bioprodutos. A bioconversão extrativa trata-se de um sistema de duas fases aquosas que integra cultivo microbiológico à produção e recuperação do bioproduto. Fitases são fosfatases específicas que estão envolvidas na catálise do ácido fitico. O objetivo deste trabalho foi estudar a partição da fitase produzida por A. niger var. phoenicis por bioconversão extrativa utilizando PEG/citrato. Realizou-se um planejamento fatorial completo 25, estudando as seguintes variáveis: massa molar do PEG, concentração do PEG, concentração de citrato, pH e agitação, onde obteve-se como variável-resposta o coeficiente de partição em atividade (KATIV). Neste trabalho conseguiu-se um coeficiente de partição de 25,77 utilizando MPEG (8000 g/mol), CPEG, (26,0% m/m), CCIT (20,0% m/m), pH (6,0) e agitação (100 rpm). Através dos resultados obtivos, pode-se concluir que a fitase utilizada no presente estudo apresenta uma tendência de particionar para a fase superior do sistema (K>1). A técnica de fermentação extrativa utilizando SDFA PEG/citrato demonstrou ser promissora para extração de fitase produzida por A. niger var. phoenicis, podendo ser aplicada na composição de rações comerciais.

Combining analytical methodologies for the identification of Aspergillus section Flavi strains isolated from Brazilian agricultural commodities

The use of chemical analysis of microbial components, including proteins, became an important achievement in the 80’s of the last century to the microbial identification. This led a more objective microbial identification scheme, called chemotaxonomy, and the analytical tools used in the field are mainly 1D/2D gel electrophoresis, spectrophotometry, high-performance liquid chromatography, gas chromatography, and combined gas chromatography-mass spectrometry. The Edman degradation reaction was also applied to peptides sequence giving important insights to the microbial identification. The rapid development of these techniques, in association with knowledge generated by DNA sequencing and phylogeny based on rRNA gene and housekeeping genes sequences, boosted the microbial identification to an unparalleled scale. The recent results of mass spectrometry (MS), like Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionisation Time-of-Flight (MALDI-TOF), for rapid and reliable microbial identification showed considerable promise. In addition, the technique is rapid, reliable and inexpensive in terms of labour and consumables when compared with other biological techniques. At present, MALDI-TOF MS adds an additional step for polyphasic identification which is essential when there is a paucity of characters or high DNA homologies for delimiting very close related species. The full impact of this approach is now being appreciated when more diverse species are studied in detail and successfully identified. However, even with the best polyphasic system, identification of some taxa remains time-consuming and determining what represents a species remains subjective. The possibilities opened with new and even more robust mass spectrometers combined with sound and reliable databases allow not only the microbial identification based on the proteome fingerprinting but also include de novo specific proteins sequencing as additional step. These approaches are pushing the boundaries in the microbial identification field.

Use of a polyphasic approach including MALDI-TOF MS for identification of Aspergillus section Flavi strains isolated from food commodities in Brazil

Brazil is one the largest producers and exporters of food commodities in the world. The evaluation of fungi capable of spoilage and the production mycotoxins in these commodities is an important issue that can be of help in bioeconomic development. The present work aimed to identify fungi of the genus Aspergillus section Flavi isolated from different food commodities in Brazil. Thirty-five fungal isolates belonging to the section Flavi were identified and characterised. Different classic phenotypic and genotypic methodologies were used, as well as a novel approach based on proteomic profiles produced by matrix-assisted laser desorption/ionisation time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). Type or reference strains for each taxonomic group were included in this study. Three isolates that presented discordant identification patterns were further analysed using the internal transcribed spacer (ITS) region and calmodulin gene sequences. The data obtained from the phenotypic and spectral analyses divide the isolates into three groups, corresponding to taxa closely related to Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus, and Aspergillus tamarii. Final polyphasic fungal identification was achieved by joining data from molecular analyses, classical morphology, and biochemical and proteomic profiles generated by MALDI-TOF MS.

Ação fungitóxica do óleo essencial de Tanaecium nocturnum (Barb. Rodr.) Bur. e K. Shum sobre o Aspergillus flavus isolado da castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa)

Neste trabalho, avaliou-se a capacidade fungitóxica do óleo essencial de folhas frescas de Tanaecium nocturnum sobre o Aspergillus flavus isolado da castanha-do-brasil, por meio das técnicas de contato e fumigação. Pelos resultados dos bioensaios realizados até 10 dias de incubação, verificou-se que a inibição total do crescimento micelial ocorreu quando se utilizou o óleo essencial nas concentrações de 782 ppm (técnica de contato) e 1000 ppm (técnica de fumigação). Em ambas as técnicas, o óleo essencial inibiu a esporulação a partir da concentração de 500 ppm. Observou-se que nos cinco primeiros dias de incubação não houve diferença significativa nos resultados apresentados pelas duas técnicas estudadas, havendo a partir daí uma redução da atividade do óleo essencial nas concentrações inferiores a 1000 ppm pelo teste de fumigação. A ação fungitóxica do óleo essencial sobre o microrganismo estudado pode ser atribuída à presença do benzaldeído (composto majoritário do óleo essencial estudado), em associação com outros compostos também presentes nesse óleo essencial, tais como; álcool benzílico, benzoato de benzila e mandelonitrila.

Combined bioremediation and enzyme production by Aspergillus sp. in olive mill and winery wastewaters

Olive mill wastewaters (OMW) and vinasses (VS) are effluents produced respectively by olive mills and wineries, both sectors are of great economic importance in Mediterranean countries. These effluents cause a large environmental impact, when not properly processed, due to their high concentration of phenolic compounds, COD and colour. OMW may be treated by biological processes but, in this case, a dilution is necessary, increasing water consumption. The approach here in proposed consists on the bioremediation of OMW and VS by filamentous fungi. In a screening stage, three fungi (Aspergillus ibericus, Aspergillus uvarum, Aspergillus niger) were selected to bioremediate undiluted OMW, two-fold diluted OMW supplemented with nutrients, and a mixture of OMW and VS in the proportion 1:1 (v/v). Higher reductions of phenolic compounds, colour and COD were achieved mixing both residues; with A. uvarum providing the best results. In addition, the production of enzymes was also evaluated during this bioremediation process, detecting in all cases lipolytic, proteolytic and tannase activities. A. ibericus, A. uvarum and A. niger achieved the highest value of lipase (1253.7 ± 161.2 U/L), protease (3700 ± 124.3 U/L) and tannase (284.4 ± 12.1 U/L) activities, respectively. Consequently, this process is an interesting alternative to traditional processes to manage these residues, providing simultaneously high economic products, which can be employed in the same industries.

The isolation of Aspergillus spp from harvested maize in three Portuguese regions

In Portugal, maize is the cereal that involves more agriculture explorations. Aspergillus spp., among other species, are usually associated with this cereal, during drying and storage, making this commodity susceptible to mycotoxins (such as aflatoxins, ochratoxins, and cyclopiazonic acid). The aim of this study was to evaluate the mycotoxigenic potential of isolated Aspergillus strains from these maize samples and correlate it with the sampling place, the weather conditions, and local practices during drying and storage. The samples were collected between November 2008 and April 2009 in maize association of producers facilities in Coimbra, Santarém and Portalegre. The isolated strains were divided in three distinct groups, Aspergillus section Flavi, Aspergillus section Nigri and others Aspergillus. The preliminary results show that there are differences between the incidence of these groups in the three sampling places, especially in Coimbra, probably due to a lower mean temperatures and higher humidity levels. These data will be presented and discussed.

Aspergillus infection in the ascending aorta of a patient with aortic and mitral valve prostheses

We report the case of implantation of metallic mitral and aortic valve prostheses 6 months earlier, with subsequent multiple embolic episodes. The anatomicopathological examination of the thrombus of the third embolic episode was compatible with Aspergillus sp, which was treated with amphotericin B, followed by oral itraconazole. On the fourth embolism, vegetations were visualized in the ascending aorta on echocardiography and resonance imaging, and the patient underwent replacement of the aortic segment by a Haemashield tube and exploration of the aortic prosthesis, which was preserved, because no signs of endocarditis were found. Four months later, the patient died due to cardiogenic shock secondary to acute myocardial infarction caused by probable coronary embolism and partial dysfunction of the aortic prosthesis.