Evaluation of the specific IgG- and IgA-antibody response against immundominant Aspergillus fumigatus antigens as diagnostic markers of invasive aspergillosis

An improvement in the serological diagnostic toolbox of invasive aspergillosis (IA) is necessary. So far, most laboratories do not perform antibody detection assays at all to diagnose IA, as commercial test systems are based on crude and undefined antigen mixtures of A. fumigatus. Utilizing the A. fumigatus protein mitogillin, we could demonstrate that the use of selected characterized immunodominant antigens can improve the serodiagnosis of Aspergillus-related diseases. In an animal model we were able to identify additional 36 immunodominant antigens of a cDNA library of A. fumigatus germlings. Five selected antigens were expressed recombinantly in E. coli, purified and used for Westernblot und ELISA analyses to study the kinetics of the specific antibody response in rabbits that were infected systemically with A. fumigatus. Subsequently, the specific IgG- and IgA-antibody responses against these antigens were studied in patients suffering from proven IA and compared to healthy blood donors and patients with other forms of pneumonia. Furthermore, we examined how total IgG- and IgA-levels influence the diagnostic value of antibody detection in IA patients.

Ocorrência de nova doença do algodoeiro irrigado, no Brasil, causada por Sclerotinia sclerotiorum

Em 1996, uma nova doença causada pelo fungo Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary foi observada em algodoeiro (Gossypium hirsutum L.), cultivar Deltapine, irrigado sob pivô central, em Paracatu, MG. Os sintomas apresentados foram murcha e podridão da haste, do pecíolo da folha e da maçã, além de serem observados no interior do capulho micélio branco e escleródios escuros do patógeno. O teste de patogenicidade foi efetuado em algodoeiro, nas cultivares Deltapine e IAC 22, e em feijoeiro e quiabeiro, aos 14 dias de idade. As plantas foram incubadas em alta umidade durante 48 horas, a 25ºC. Três dias após a inoculação, verificaram-se sintomas severos de murcha e necrose dos tecidos, de onde o patógeno foi reisolado, completando-se, assim, os postulados de Koch. Este é o primeiro relato da ocorrência natural de S. sclerotiorum em algodoeiro no Brasil.

Probing the role of point mutations in the cyp51A gene from Aspergillus fumigatus in the model yeast Saccharomyces cerevisiae.

Azole-resistant strains of Aspergillus fumigatus have been detected and the underlying molecular mechanisms of resistance characterized. Point mutations in the cyp51A gene have been proved to be related to azole resistance in A. fumigatus clinical strains and with different resistance profiles depending on the amino acid change (G54E, G54V, G54R, G54W, M220V, M220K, M220T, M220I). The aim of this work was to express A. fumigatus cyp51A genes in the yeast Saccharomyces cerevisiae in order to better assess the contribution of each independent amino acid substitution to resistance. A tetracycline regulatable system allowing repression of the endogenous essential ERG11 gene was used. The expression of Aspergillus cyp51A alleles could efficiently restore the absence of ERG11 in S. cerevisiae. In general, S. cerevisiae clones expressing. A. fumigatus cyp51A alleles from azole-resistant isolates showed higher MICs to all azoles tested than those expressing alleles from susceptible isolates. The azole susceptibility profiles obtained in S. cerevisiae upon expression of specific cyp51A alleles recapitulated susceptibility profiles observed from their A. fumigatus origins. In conclusion this work supports the concept that characteristics of specific A. fumigatus cyp51A alleles could be investigated in the heterologous host S. cerevisiae.

Contaminação endógena por Aspergillus spp. em milho pós-colheita no Estado do Paraná

Sessenta amostras de milho pós-colheita foram avaliadas quanto à contaminação fúngica endógena e o potencial toxígeno de espécies do gênero Aspergillus e seus teleomorfos. Quarenta grãos aparentemente sadios de cada amostra foram desinfestados em NaClO e incubados em câmara úmida a 25±1ºC para exteriorização dos fungos, que posteriormente foram isolados em ágar Czapek-Dox. Foram identificadas as espécies Aspergillus flavus, A. parasiticus, Eurotium amstelodami e E. chevalieri. O potencial toxígeno dos fungos A. flavus e A. parasiticus foi avaliado quanto à síntese de aflatoxinas em meio ágar-coco. Espécies do gênero Eurotium foram avaliadas quanto à síntese de esterigmatocistina, nos meios ágar-amendoim e trigo triturado. A porcentagem de grãos contaminados variou entre 0 e 100%, prevalecendo os gêneros Aspergillus, Penicillium e Fusarium. A espécie predominante foi a A. flavus (64%), seguida por E. amstelodami (19%), E. chevalieri (10%) e A. parasiticus (7%). A partir de 109 isolados de A. flavus, evidenciou-se que 73 isolados sintetizaram aflatoxinas B1 e B2, 20 sintetizaram B1, sete sintetizaram B1 e G1, três sintetizaram B1, B2 e G1 e em seis não foi detectada a síntese de aflatoxina. A síntese de esterigmatocistina pelas espécies E. amstelodami e E. chevalieri não foi detectada.

Innate immune responses to "Aspergillus fumigatus"

AbstractAspergillus fumigatus is a ubiquitous mould that can cause invasive aspergillosis, a potentially lethal infection in onco-hematological patients. With an incidence rate ranging from 5 to 15%, invasive aspergillosis (IA) is one of the most frequent infections in patients undergoing intensive myeloablative chemotherapy for acute leukaemia or allogenic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT). Toll-like receptors (TLRs) are transmembrane proteins located in immune cells, such as macrophages sand dendritic cells, that detect molecular motifs from invading pathogens to initiate immune response mechanisms. Studies suggested a role for TLR2 and TLR4 in the detection of A. fumigatus. However, few data are available on the role of TLR1 and TLR6, both known as TLR2 co-receptors, in innate immune responses to this pathogen.In this study, we used an immunogenic mutant strain of A. fumigatus, together with a wild-type strain, to analyse the role of TLRs and their signalling pathways in the innate immune response to this mould. We show for the first time that this response involves both TLR1 and TLR6 in mouse and TLR1, but not TLR6, in human. We show that, despite the high sequence homology between TLR1 and TLR6, the specificity in the sensing of A. fumigatus relies on the human TLR1 and TLR6 ectodomains. Furthermore, we show that two human single nucleotide polymorphisms (SNPs) (G1805T [S6021] and G239C [R80T]) affect the response to this pathogen. Our work also confirms the role of TLR2 and TLR4 in the detection of A. fumigatus, together with their co-receptors CD 14 and MD2, in both mouse and human, and highlights the nature of the intracellular signaling pathway used by these receptors to mediate the immune response against this pathogen.This study provides a comprehensive analysis of the role of TLRs and their signalling pathways in the innate immune recognition of A. fumigatus and may have important consequences for diagnosis, management and treatment of IA in high risk patients.RésuméAspergillus fumigatus est un champignon saprophyte ubiquitaire qui peut causer l'aspergillose invasive (AI), une infection potentiellement mortelle chez les patients onco-hématologiques. Avec un taux d'incidence de 5 à 15%, l'AI est l'une des infections les plus fréquentes chez les patients subissant une chimiothérapie intensive pour une leucémie aiguë ou une allogreffe de cellules souches hématopoïétiques. Les récepteurs Toll-like (Toll-like receptors, TLRs) sont des protéines transmembranaires placés stratégiquement à la surface de certaines cellules immunitaires, comme les macrophages et les cellules dendritiques. Ces protéines sont capables de détecter des motifs moléculaires à la surface des pathogènes et de déclencher la réponse immunitaire innée. Des études ont suggéré l'implication de TLR2 et TLR4 dans la détection dΆ. fumigatus. Cependant, peu de données sont disponibles sur le rôle de TLR1 et TLR6, qui sont les co-récepteurs de TLR2, dans ce mécanisme de défense immunitaire.Dans cette étude, nous avons utilisé une souche particulièrement immunogénique d'A. fumigatus, ainsi qu'une souche sauvage, pour analyser l'implication des récepteurs TLRs dans la réponse immunitaire à ce champignon filamenteux. Nous montrons pour la première fois que cette détection implique TLR1 et TLR6 chez la souris, et TLR1, mais pas TLR6, chez l'homme. Nous montrons également que la spécificité de détection chez l'homme est due à des séquences spécifiques du domaine extra- membranaire de TLR1 et TLR6, et que des polymorphismes mono-nucléotidiques du récepteur (G1805T [S602I] and G239C [R80T]) influencent la réponse à ce pathogène. Nous confirmons également l'implication de TLR2 et TLR4, avec leurs co-récepteurs CD14 et MD2, dans la détection d'A. fumigatus, chez l'homme et la souris, et mettons en évidence les voies de signalisation cellulaires impliquées dans la réponse immunitaire à ce pathogène.Ces nouvelles connaissances sur le rôle des TLRs et de leurs voies de signalisation cellulaire dans la détection immunitaire innée d'A. fumigatus pourraient influencer le diagnostic, la prévention et le traitement de l'AI chez les patients à haut risque de développer cette infection.

Formulação do fungo Coniothyrium minitans para controle do mofo-branco causado por Sclerotinia sclerotiorum

O fungo Sclerotinia sclerotiorum, agente causal do mofo-branco, tem controle dificultado pela longevidade de seus escleródios no solo. Uma estratégia alternativa de controle é o uso do fungo antagonista Coniothyrium minitans, que parasita os escleródios de S. sclerotiorum e reduz a incidência da doença. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma formulação com C. minitans capaz de controlar o mofo-branco. Para tanto, picnídios deste fungo foram encapsulados com diferentes polímeros (alginato de sódio e pectina cítrica), caulim e substratos naturais (farinha de trigo e celulose). Das combinações obtidas, a formulação que continha 0,5% de alginato, 1,5% de celulose e 5% de caulim apresentou os melhores resultados quanto à viabilidade do fungo e controle da doença. Os grânulos da formulação armazenados a 4ºC apresentaram 100% de viabilidade do fungo. Nos grânulos armazenados a 28ºC, o fungo perdeu capacidade de crescer após os primeiros dois meses. O fungo formulado foi capaz de esporular sobre os grânulos incubados em meio de cultura BDA e no solo, como também foi capaz de reduzir a incidência da doença.

Utilização de penas de galinha para produção de queratinase por Aspergillus carbonarius

O objetivo deste trabalho foi estudar a produção de queratinase por Aspergillus carbonarius URM 1546, tendo-se como substrato penas de galinha, por meio de planejamento fatorial completo 2³. Todos os parâmetros estudados e as interações de segunda ordem foram estatisticamente significativos. A maior atividade queratinolítica (48,9 U mL-1) foi obtida com 120 rpm, 0,5% (p/v) de penas de galinha e sete dias de cultivo.

Aspergillus protein degradation pathways with different secreted protease sets at neutral and acidic pH.

Aspergillus fumigatus grows well at neutral and acidic pH in a medium containing protein as the sole nitrogen source by secreting two different sets of proteases. Neutral pH favors the secretion of neutral and alkaline endoproteases, leucine aminopeptidases (Laps) which are nonspecific monoaminopeptidases, and an X-prolyl dipeptidase (DppIV). Acidic pH environment promotes the secretion of an aspartic endoprotease of pepsin family (Pep1) and tripeptidyl-peptidases of the sedolisin family (SedB and SedD). A novel prolyl peptidase, AfuS28, was found to be secreted in both alkaline and acidic conditions. In previous studies, Laps were shown to degrade peptides from their N-terminus until an X-Pro sequence acts as a stop signal. X-Pro sequences can be then removed by DppIV, which allows Laps access to the following residues. We have shown that at acidic pH Seds degrade large peptides from their N-terminus into tripeptides until Pro in P1 or P'1 position acts as a stop for these exopeptidases. However, X-X-Pro and X-X-X-Pro sequences can be removed by AfuS28 thus allowing Seds further sequential proteolysis. In conclusion, both alkaline and acidic sets of proteases contain exoprotease activity capable of cleaving after proline residues that cannot be removed during sequential digestion by nonspecific exopeptidases.

Redução do inóculo inicial de Sclerotinia sclerotiorum em soja cultivada após uso do sistema Santa Fé

O objetivo deste trabalho foi avaliar a efetividade do sistema Santa Fé na redução do inóculo inicial de Sclerotinia sclerotiorum, agente causal do mofo-branco em soja. O experimento foi realizado em Jataí, GO, nas safras de 2007/2008, 2008/2009 e 2009/2010, em lavoura comercial infestada naturalmente pelo patógeno. Foram feitas avaliações quanto ao número de escleródios germinados na superfície do solo, e quanto ao número de apotécios e estipes do patógeno. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, em arranjo fatorial (2x4), com quatro repetições. Os tratamentos consistiram do sistema Santa Fé (milho + Urochloa ruziziensis) e do milho solteiro implantados na safrinha, em março de 2008 e 2009. Além disso, estudaram-se também quatro diferentes épocas de avaliação da germinação dos escleródios e produção de apotécios e estipes. Verificou-se que o sistema Santa Fé aumentou a proporção de escleródios menores que 2 mm, considerados de menor infectividade, e favoreceu a redução do inóculo inicial por meio da germinação de escleródios e formação de apotécios na entressafra, o que reduziu o número de escleródios germinados e o número de apotécios em pleno florescimento durante os cultivos da soja. O sistema Santa Fé pode reduzir o inóculo inicial de S. sclerotiorum, e pode ser utilizado no manejo do mofo-branco da soja.

Variáveis que influenciam a produção de celulases e xilanase por espécies de Aspergillus

O objetivo deste trabalho foi determinar as variáveis que influenciam a produção simultânea de celulases e xilanase por Aspergillus aculeatus URM 4953 e A. phoenicis URM 4924, com uso de bagaço de cana-de-açúcar como substrato. As variáveis avaliadas foram pH inicial, tempo de cultivo, concentração do substrato, agitação, concentração do inóculo, temperatura, tipo de bagaço de cana-de-açúcar e espécie de Aspergillus. Foi utilizado o planejamento fatorial fracionário 2(8-4), com três repetições no ponto central. Todas as variáveis analisadas influenciaram a produção de pelo menos uma das enzimas. As maiores atividades enzimáticas observadas foram: celulases totais, 0,45 UI mL-1; endoglucanase, 0,60 UI mL-1; exoglucanase, 0,17 U mL-1 ; celobiase 6,42 UI mL-1; e xilanase, 30,05 U mL-1. As melhores condições para produção das enzimas foram: pH 6,0; tempo de cultivo de 168 horas; bagaço de cana-de-açúcar residual como substrato; e A. aculeatus URM 4953, que produziu as celulases e a xilanase simultaneamente. As variáveis que influenciam a produção simultânea das celulases e xilanase são pH, tempo de cultivo, tipo de bagaço de cana-de-açúcar e espécie de Aspergillus.

Potential of antimicrobial volatile organic compounds to control Sclerotinia sclerotiorum in bean seeds

The objective of this work was to evaluate the potential of an artificial mixture of volatile organic compounds (VOCs), produced by Saccharomyces cerevisiae, to control Sclerotinia sclerotiorum in vitro and in bean seeds. The phytopathogenic fungus was exposed, in polystyrene plates, to an artificial atmosphere containing a mixture of six VOCs formed by alcohols (ethanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-1-butanol and phenylethyl alcohol) and esters (ethyl acetate and ethyl octanoate), in the proportions found in the atmosphere naturally produced by yeast. Bean seeds artificially contamined with the pathogen were fumigated with the mixture of VOCs in sealed glass flasks for four and seven days. In the in vitro assays, the compounds 2-methyl-1-butanol and 3-methyl-1-butanol were the most active against S. sclerotiorum, completely inhibiting its mycelial growth at 0.8 µL mL-1, followed by the ethyl acetate, at 1.2 µL mL-1. Bean seeds fumigated with the VOCs at 3.5 µL mL-1 showed a 75% reduction in S. sclerotiorum incidence after four days of fumigation. The VOCs produced by S. cerevisiae have potential to control the pathogen in stored seeds.

Biocontrol of seed pathogens and growth promotion of common bean seedlings by Trichoderma harzianum

The objective of this work was to evaluate isolates of Trichoderma harzianum regarding biocontrol of common bean seed-borne pathogens, plant growth promotion, and rhizosphere competence. Five isolates of T. harzianum were evaluated and compared with commercial isolate (Ecotrich), Carboxin+Thiram, and an absolute control. Bean seeds of the cultivar Jalo Precoce, contaminated with Aspergillus, Cladosporium, and Sclerotinia sclerotiorum, were microbiolized with antagonists, and seed health tests were carried out. Isolates were evaluated on autoclaved substrate and in field conditions. Ten days after sowing (DAS), plant length was measured. To test rhizosphere competence, isolates were applied in boxes containing autoclaved washed sand, and root colonization was evaluated at 10 DAS, using five plants per box. The most effective isolates in the seed health tests were: CEN287 and CEN289 to control Aspergillus; the commercial isolate to control Cladosporium; and CEN287 and CEN316 to control S. sclerotiorum. Isolates CEN289 and CEN290 promoted bean growth in greenhouse and field. Seed treatment with T. harzianum reduces the incidence of Aspergillus, Cladosporium, and S. sclerotiorum in 'Jalo Precoce' common bean seeds.

Produção de celulases por Aspergillus niger por fermentação em estado sólido

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção enzimática de celulases pelo fungo filamentoso Aspergillus niger por fermentação em estado sólido de diferentes substratos. Foram avaliados os substratos sólidos bagaço de cana-de-açúcar, farelo de soja, farelo de trigo e misturas entre os substratos. Em substrato com 90% de bagaço e 10% de farelo de soja, avaliaram-se os efeitos do conteúdo de umidade (60, 70 e 80%, base úmida) e da suplementação com os meios indutores da atividade enzimática: sacarose, Mandels & Weber básico, Mandels & Weber modificado, com acréscimo de carboximetilcelulose, e Czapeck Dox. As maiores atividades de celulase total e endoglucanase, em farelo de trigo, foram obtidas após 72 horas de cultivo: 0,4 e 21,0 UI g-1, respectivamente. Observou-se expressivo aumento nas atividades enzimáticas na medida em que se aumentou a proporção de farelos no substrato, em comparação à fermentação com bagaço de cana apenas. O conteúdo de umidade de 50% foi insuficiente para conseguir completa hidratação do bagaço de cana, e a umidade ideal varia de acordo com o meio utilizado para suplementação e encontra-se entre 70 e 80%. O meio de Mandels & Weber modificado apresenta o melhor resultado como indutor da atividade enzimática.

Incidência de Sclerotinia sclerotiorum em sementes de soja e sensibilidade dos testes de detecção

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência dos métodos de detecção de Sclerotinia sclerotiorum em sementes de soja. Foram realizados experimentos durante três safras, tendo-se utilizado amostras de sementes de soja contaminadas artificial e naturalmente, com incidência conhecida da doença nas amostras e no campo. Os métodos de incubação utilizados foram: papel de filtro, rolo de papel e meio Neon-S. Observou-se aumento da detecção do patógeno nas sementes infectadas artificialmente, à proporção que aumentou a incidência na amostra. Os métodos podem não detectar o patógeno S. sclerotiorum em sementes de soja naturalmente contaminadas. Os níveis de incidência do patógeno em sementes de soja interferem na sensibilidade dos métodos de detecção, e não há relação entre a incidência no campo e na semente colhida.