A importância dos factores de transcrição Ndt80 e Upc2 na resistência aos azoles em Candida parapsilosis

Abstract

Ao longo da última década, a incidência de Candida parapsilosis em casos de fungemia tem vindo a aumentar significativamente. Vários estudos epidemiológicos apontam C. parapsilosis como a segunda espécie de Candida mais isolada em infeções sistémicas. As terapias para fungemia englobam um número reduzido de fármacos em que os mais utilizados são os azoles. Embora C. parapsilosis não seja considerada particularmente propensa a desenvolver resistência a antifúngicos, estudos realizados na última década sugerem que a sua baixa sensibilidade às equinocandinas e a continuada exposição aos azoles, pode vir a tornar-se motivo de preocupação clínica, uma vez que muito pouco se sabe acerca da cinética de aquisição de resistência. Estudos in vitro, indicam que C. parapsilosis adquire a resistência aos azoles de forma irreversível, no entanto, o mecanismo molecular responsável por esta resistência é díspar entre os diferentes azoles. Assim, enquanto após exposição ao fluconazole e voriconazole, o mecanismo desenvolvido por C. parapsilosis envolveu mutações gain-of-function no factor de transcrição MRR1, o que foi responsável pela sobreexpressão das bombas de efluxo, MDR1; a exposição ao posaconazole, conduziu a uma sobreexpressão dos genes ERG, responsáveis pela biossíntese do ergosterol. Para além destes, verificou-se também a sobreexpressão dos factores de transcrição, NDT80 e UPC2. Assim, de modo a compreender a actuação destes fatores de transcrição na resistência aos azoles, procedeu-se à deleção dos genes NDT80 e UPC2 na estirpe parental susceptivel e na estirpe resistente ao posaconazole, utilizando a ferramenta molecular SAT-Flipper. A deleção dos genes UPC2 e NDT80 alterou o fenótipo da estirpe resistente para susceptivel devido a uma redução acentuada da expressão dos genes ERG. A deteção de sequências consensus, anteriormente descritas como reconhecidas pelos factores de transcrição Ndt80 e Upc2, nos promotores dos genes ERG demonstra que a expressão destes genes é controlada por estes factores de transcrição. Neste trabalho, ficou assim demonstrada a importância dos factores de transcrição Ndt80 e Upc2 na resistência aos azoles, através da regulação dos genes envolvidos na biossíntese do ergosterol.

In the past decade, an increasing of fungemia caused by C. parapsilosis has been reported. According to epidemiological studies, C. parapsilosis ranks as second cause of fungemia. However, few antifungal drugs are available in medical practice. Azoles are commonly used, due to their broad spectrum and effectiveness. C. parapsilosis is not particularly prone to develop antifungal resistance, however recent studies point that its low susceptibility to echinocandins and its continuous exposure to azoles, can become a concern in clinical practice, since the knowledge about the mechanisms developed to acquire resistance is scarce. In vitro studies points out that the acquisition of azole resistance in C. parapsilosis is irreversible, however the molecular mechanisms triggered after azoles exposure are distinct among azoles. While fluconazole and voriconazole exposure resulted in gain-offunction mutations in the transcription factor MRR1, responsible for efflux pumps overexpression, MDR1; posaconazole exposure triggered ERG genes overexpression, which increased ergosterol biossynthesis. Beyond this, also NDT80 and UPC2 transcription factors were also overexpressed. Thus, in order to understand the role and mode of action of these transcription factors in the azole resistance, NDT80 and UPC2 genes were knockout in a susceptible parental strain and in posaconazole resistant strain, using SAT–Flipper molecular tool. UPC2 and NDT80 genes deletion in the posaconazole resistant strain resulted in an alteration of azole susceptibility phenotype from resistant to susceptible, due to a drastic reduction in ERG genes expression. Furthermore, the detection of consensus core sequences on the promoters of ERG genes, previously described as being recognized by the transcriptions factors Ndt80 and Upc2, revealed that expression of ERG genes is controlled by Ndt80 and Upc2 transcription factors. In this study, we unveil the important role of Ndt80 and Upc2 transcription factors in azole resistance, through the regulation of genes involved in ergosterol biossynthesis.