Estudo sobre metabolitos alvo de Candida albicans com potencial aplicação na sua detecção : impacto das condições de crescimento

Abstract

Candida albicans é um dos principais fungos patogénicos causadores de infeções fúngicas oportunistas, as quais se manifestam particularmente em indivíduos imunocomprometidos. As infeções fúngicas invasivas estão associadas a uma elevada taxa de mortalidade, devido a um diagnóstico tardio e consequente atraso no início da terapêutica antifúngica. Este trabalho teve como principal objetivo avaliar o impacto das condições de crescimento (tempo e temperatura) no perfil metabolómico global da C. albicans, assim como em alguns metabolitos alvo. A microextração em fase sólida em modo espaço de cabeça combinada com a cromatografia de gás bidimensional abrangente acoplada a espectrometria de massa com analisador por tempo de voo de alta resolução (HS-SPME/GC×GC-ToFMS) foi a metodologia utilizada neste estudo. Foram selecionadas duas temperaturas (25 °C e 37 °C) e quatro tempos de crescimento (6 h, 12 h, 24 h e 48 h). Foi ainda realizado um estudo exploratório com vista a avaliar a aplicabilidade da metodologia desenvolvida de modo a distinguir Candida albicans de outras espécies de Candida não-albicans, Saccharomyces cerevisiae e Aspergillus niger. Este estudo permitiu concluir que a temperatura e o tempo de crescimento influenciaram o metabolismo de Candida albicans, sendo produzido um maior teor global de metabolitos por UFC/mL às 6 h a 25 °C. Relativamente aos metabolitos alvo, verificou-se que os primeiros tempos de crescimento (6 h e 12 h) foram caracterizados pela presença de álcoois, aldeídos e 2-propanona e os tempos mais tardios (24 h e 48 h), pela presença de ésteres e sesquiterpenóides, sendo a abundância relativa destes metabolitos variável com a temperatura. Os metabolitos alvo selecionados, os quais incluem metabolitos reportados como estando associados ao quorum sensing, permitiram distinguir C. albicans das restantes leveduras num tempo de crescimento curto (6 h). Para o tempo de crescimento mais longo, estes metabolitos permitiram a distinção entre o fungo filamentoso e as leveduras. Usando o subconjunto de 5 metabolitos foi possível distinguir C. albicans das restantes leveduras. Em conclusão, este estudo revelou que o padrão de metabolitos alvo estudados caracteriza C. albicans, podendo este ser possivelmente usado no futuro na deteção de infeções fúngicas por esta espécie.

Candida albicans is a major fungal pathogen causing opportunist fungal infections, which manifest particularly in immunocompromised individuals. Invasive fungal infections are associated with high mortality rate due to a late diagnosis and subsequent delay in early antifungal therapy. This work aimed to assess the impact of growth conditions (time and temperature) on the global metabolomic profile of C. albicans, as well as on target metabolites. Headspace solid phase microextraction combined with comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled to mass spectrometry with a high resolution time of flight analyser (HS-SPME/GC×GC-ToFMS) was used. It was selected two temperatures (25 °C and 37 °C) and four growth times (6 h, 12 h, 24 h e 48 h). An exploratory study was performed in order to assess the applicability of the developed methodology to distinguish C. albicans from the other non-albicans Candida species, and Saccharomyces cerevisiae and Aspergillus niger, as well. This study allowed to conclude that the temperature and time of growth influence Candida albicans metabolism, producing a high global metabolite content per CFU/mL for 6 h at 25 °C. Concerning target metabolites, it was observed that the lower growth times (6 h and 12 h) are characterized by the presence of alcohols, aldehydes and 2-propanone and the later times (24 h and 48 h) are characterized by the presence of esters and sesquiterpenoids. The relative abundance of these metabolites is modulated by growth temperature. The target metabolites, which include metabolites reported as being associated to quorum sensing, allowed to distinguish C. albicans from the other yeasts in a short growth time (6 h). For longer times, these metabolites allowed the distinction between filamentous fungus and yeasts. Using the subset of 5 metabolites, it was possible to distinguish C. albicans from the other yeasts. In conclusion, this study revealed that the pattern of studied target metabolites characterizes C. albicans and, in the future, this pattern may be used in detection of fungal infections by this specie.