Potencial antifúngico de peptídeos antimicrobianos (AMPS) de animais aquáticos

Abstract

Os fungos são organismos de grande relevância econômica, ambiental e biotecnológica. Apesar disso, algumas espécies são agentes etiológicos de enfermidades que ameaçam desde a saúde humana até setores do agronegócio (agricultura, pecuária e aquicultura). O caráter oportunista da maioria das doenças fúngicas, tem levado a negligência de muitas delas. Sendo assim, fazem-se necessários avanços no entendimento das relações fungohospedeiro e em ações mitigatórias para o controle dessas enfermidades. Os peptídeos antimicrobianos (AMPs) são moléculas produzidas por diferentes organismos e que podem apresentar um amplo espectro de atividade antimicrobiana. Os AMPs de animais aquáticos, em especial, são moléculas com alto potencial biotecnológico devido ao seu mecanismo de ação diverso e por se manterem estáveis mesmo em ambientes salinos e altamente alcalinos. O presente estudo teve como objetivo avaliar o espectro de atividade antifúngica de peptídeos sintéticos derivados de AMPs de animais aquáticos (fatores anti-lipopolissacarídeos do camarão Litopenaeus vannamei, taquiplesina do limulídeo Tachypleus tridentatus e magainina da rã Xenopus laevis) contra fungos filamentosos e leveduriformes de interesse médico, veterinário, agronômico e também em aquicultura e biotecnologia industrial. Além das linhagens de coleções, foram avaliados fungos isolados do intestino médio de camarões marinhos. Os isolados foram identificados por meio de características morfológicas das colônias e das estruturas reprodutivas. O potencial antifúngico dos AMPs foi avaliado por inibição do crescimento dos microrganismos in vitro (MIC: teste de concentração inibitória mínima), utilizando-se diferentes concentrações dos AMPs. Os resultados foram avaliados em microscopia invertida para germinação de esporos de fungos filamentosos e por absorbância para crescimento celular de leveduras. Para determinar o efeito fungicida (MFC), as culturas que apresentaram inibição no teste de MIC foram semeadas em meio sólido. Foram obtidas 15 espécies de fungos filamentosos e leveduras provenientes de coleções. No isolamento, foram obtidos 15 morfogrupos: 12 de fungos filamentosos e três de leveduras. Pela análise de características morfológicas, identificou-se linhagens de fungos filamentosos dos gêneros Cladosporium, Aspergillus, Penicillium, Acremonium, Scopulariopsis e Geotrichum e leveduras do gênero Rhodotorula. Os testes antimicrobianos mostraram que os peptídeos sintéticos Litvan ALF-E e Litvan ALF-F apresentaram atividade contra cinco fungos, enquanto o Litvan ALF-G mostrou um maior espectro de atividade, sendo ativo contra 10 espécies. Assim como o Litvan ALF-G, o peptídeo derivado da taquiplesina se mostrou bastante eficaz na atividade antifúngica, com mais ênfase em leveduras do que em fungos filamentosos. Finalmente, a magainina apresentou atividade contra nove fungos. Os resultados deste estudo evidenciam o grande potencial que AMPs oriundos de animais aquáticos tem para o controle de fungos filamentosos e leveduriformes.

Abstract: The fungi are organisms of great economic, environmental, and biotechnological relevance. Nevertheless, some species act as causative agents of diseases, posing threats to both human health and various sectors of agribusiness (agriculture, livestock, and aquaculture). Unlike diseases of viral and bacterial origin, the opportunistic nature of most fungal diseases has led to the neglect of many of them. Therefore, advances in understanding the fungus-host relationship and in mitigating actions for the control of these diseases are necessary. Antimicrobial peptides (AMPs) are molecules produced by different organisms and can exhibit a broad spectrum of antimicrobial activity. AMPs from aquatic animals, in particular, are molecules with highbiotechnological potential due to their diverse mechanism of action and their ability to remain stable even in saline and highly alkaline environments. The present study aimed to evaluate the spectrum of antifungal activity of synthetic peptides derived from AMPs of aquatic animals (anti-lipopolysaccharide factors from the shrimp Litopenaeus vannamei, tachyplesin from the horseshoe crab Tachypleus tridentatus, and magainin from the frog Xenopus laevis) against filamentous fungi and yeasts of medical, veterinary, agronomic, as well as aquaculture and biotechnological interest. In addition to fungi from strain collections, fungi isolated from the midgut of marine shrimp were evaluated. The isolates were identified based on morphological characteristics of colonies and reproductive structures. The antifungal potential of AMPs was evaluated by inhibiting the growth of microorganisms in vitro (MIC: minimum inhibitory concentration test), using different concentrations of AMPs. The results were evaluated by inverted microscopy for filamentous fungi and by absorbance for yeasts. To determine the fungicidal effect (MFC), cultures that showed inhibition in the MIC test were seeded on solid medium to check for growth. Fifteen species of filamentous fungi and yeasts were obtained from collections. In isolation, 15 morphotypes were obtained: 12 filamentous fungi and three yeasts. By analyzing morphological characteristics, filamentous fungi from the genera Cladosporium, Aspergillus, Penicillium, Acremonium, Scopulariopsis, and Geotrichum, and yeasts from the genus Rhodotorula were identified. Antimicrobial tests showed that the synthetic peptides Litvan ALF-E and Litvan ALF-F had activity against five fungi, while Litvan ALF-G showed a broader spectrum of activity, being active against 10 species. Like Litvan ALF-G, the tachyplesin peptide proved to be quite effective in antifungal activity, with more emphasis on yeasts than on filamentous fungi. Finally, magainin showed activity against nine fungi. The results of this study highlight the great potential that AMPs from aquatic animals have for the control of both filamentous fungi and yeasts.