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Type: Dissertação
Title: Unveiling antifungal resistance and biocide tolerance in clinical isolates of Candida spp
Author: Macedo, Jamile de Paiva
First Advisor: Dias, Vanessa Cordeiro
Co-Advisor: Diniz, Cláudio Galuppo
Co-Advisor: Machado, Alessandra Barbosa Ferreira
Referee Member: Nascimento, Thiago Cesar
Referee Member: Resende, Juliana Alves
Resumo: A candidíase é uma infecção oportunista que afeta a saúde pública. Nos últimos anos, espécies emergentes de Candida contribuíram para aumentar o impacto da doença pela resistência antifúngica. Este estudo teve como objetivo avaliar o perfil de suscetibilidade antifúngica de isolados clínicos de Candida, investigar mecanismos de resistência, avaliar a atividade da bomba de efluxo e avaliar a tolerância a biocidas. Foram analisados 100 isolados de indivíduos hospitalizados e ambulatoriais. A suscetibilidade antifúngica e a tolerância a biocidas (hipoclorito de sódio, peróxido de hidrogênio e cloreto de benzalcônio) foram avaliadas usando um teste de disco-difusão, e os mecanismos de resistência molecular foram explorados por meio da reação em cadeia da polimerase (PCR). A atividade da bomba de efluxo foi realizada usando o método Cartwheel. Foi observada uma alta frequência de resistência (n=87/87%) a pelo menos um antifúngico, com 21% (n=21) dos isolados mostrando simultaneamente resistência a múltiplos agentes antifúngicos. A maior frequência de resistência a agente antifúngico foi observada para fluconazol (n=70), seguido por voriconazol (n=68), itraconazol (n=47), caspofungina (n=20) e a maior suscetibilidade para anfotericina B (n=1). A mutação mais comum encontrada foi do gene ERG11 (n=38/43,7%), seguido por CDR2 (n=17/19,5%), CDR1 (n=7/8%) e MDR1 (n=6/6,9%). ERG2 e FSK1 não foram encontrados. Apesar da atividade intrínseca da bomba de efluxo ser encontrados em todos os isolados de Candida, 14 isolados de Candida albicans apresentaram MCEtBr maior que a linhagem de referência, com 1,0 μg/l (n=10) e 1,5 μg/l (n=4). Para o grupo non-albicans 6 isolados de Candida tropicalis, 3 de Candida parapsilosis e 1 de Meyerozyma guilliermondii (sin. Candida guilliermondii) e Pichia kudriavzevii (sin. Candida krusei) apresentaram MCEtBr maior que a referência em 1,0 μg/l, com índice de 1 em relação à linhagem de referência, que apontam para uma possível superexpressão do mecanismo. Biocida mais eficaz foi o hipoclorito de sódio, com uma zona de inibição variando de 18,3mm (±4,4) a 34,0mm (±4,0), e o menos eficaz peróxido de hidrogênio a 4,25% e cloreto de benzalcônio a 5% com 6,0mm (±0,0). Este estudo destaca considerável resistência aos antifúngicos em Candida spp., particularmente aos azóis, com associação entre a tolerância a biocidas utilizados rotineiramente.
Abstract: Candidiasis is an opportunistic infection that impacts public health. In recent years, emerging Candida species have contributed to the increase in the disease burden exacerbated by antifungal resistance. This study aimed to evaluate the antifungal susceptibility profile of Candida clinical isolates, investigate resistance mechanisms, evaluate the efflux pump activity, and assess biocide tolerance. 100 Candida isolates from hospitalized and outpatient individuals were analyzed. Antifungal susceptibility and biocide tolerance (sodium hypochlorite, hydrogen peroxide, and benzalkonium chloride) were assessed using a disk diffusion test, and the molecular resistance mechanisms were explored through polymerase chain reaction (PCR). Efflux pump activity was performed using the Cartwheel method. A high frequency of resistance (n=87/87%) to at least one antifungal was observed, with 21% (n=21) of isolates showing simultaneous resistance to multiple antifungal agents. The fungal isolates evaluated showed the highest frequency of resistance to fluconazole (n=70), followed by voriconazole (n=68), itraconazole (n=47), and caspofungin (n=20), and the highest susceptibility to amphotericin B (n=1). The most common mutation was detected in the ERG11 gene (n=38/43.7%), followed by CDR2 (n=17/19.5%), CDR1 (n=7/8%) and MDR1 (n=6/6.9%). The ERG2 and FKS1 genes were not detected in any of the isolates in this study. Besides the intrinsic efflux pump activity observed in all Candida isolates, 14 Candida albicans isolates exhibited a higher MCEtBr compared to the reference strain, with 1.0 μg/l (n=10) and 1.5 μg/l (n=4). For the non-albicans group, 6 isolates of Candida tropicalis, 3 of Candida parapsilosis, and 1 each of Meyerozyma guilliermondii (syn. Candida guilliermondii) and Pichia kudriavzevii (syn. Candida krusei) presented an MCEtBr greater than the reference at 1.0 μg/l, those findings point towards an overexpression of the mechanism. Sodium hypochlorite was the most effective biocide tested with an inhibition zone ranging from 18.3mm (±4.4) to 34.0mm (±4.0), and the least effective was hydrogen peroxide at 4.25% and benzalkonium chloride 5% with 6.00mm (±0.0). This study highlights considerable antifungal resistance in Candida spp., particularly to azoles, in association with tolerance to routinely used biocides, emphasizing the need to develop new therapeutic strategies and infection control measures for healthcare-associated infections. Keywords: Candida; Infections; Antifungal sus
Keywords: Candida
Infecções
Suscetibilidade antifúngica
Azóis
Bombas de efluxo
Tolerância aos biocidas
Hipoclorito de sódio
Infections
Antifungal susceptibility
Azoles
Efflux pumps
Biocide tolerance
Sodium hypochlorite
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas: Imunologia e Doenças Infecto-Parasitárias/Genética e Biotecnologia
Access Type: Acesso Aberto
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18440
Issue Date: 18-Feb-2025
Appears in Collections:Mestrado em Ciências Biológicas - Imunologia e Doenças Infecto - Parasitárias/Genética e Biotecnologia (Dissertações)



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