Efeitos do jato de plasma frio sob pressão atmosférica sobre Candida albicans

Abstract

As infecções causadas por Candida albicans são consideradas um desafio importante na área médica. Além dos antifúngicos convencionais apresentarem elevada toxicidade, casos de resistência de C. albicans a estes medicamentos têm sido descritos com frequência. Devido a estas limitações do uso de antifúngicos, a busca por terapias alternativas é alvo crescente de estudos. Dentre as novas terapias, o jato de plasma frio destaca-se a como agente eficaz frente a cepas de C. albicans, sendo considerada uma alternativa promissora. Seu efeito antifúngico é associado à presença de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio liberadas, assim como de íons e fótons. Todavia até o presente momento, o exato mecanismo de ação não foi elucidado. Portanto, o objetivo deste estudo é prospectar os efeitos do jato de plasma frio sobre C. albicans. Perseguindo este objetivo, foram utilizadas duas técnicas complementares às técnicas microbiológicas clássicas, a espectroscopia no Infra-vermelho (FT-IR) e a microscopia de força atômica (AFM). Suspensões padronizadas da cepa C. albicans SC 5314 e 1 cepa clínica foram expostas ao jato de plasma. A seguir, foram analisadas por espectroscopia no infra-vermelho (FT-IR) e microscopia de força atômica (AFM) para identificar os efeitos do plasma sobre a parede celular de C. albicans. Controle negativo (sem exposição) e positivo (caspofungina) também foram analisados. Os ensaios foram realizados em triplicata em três experimentos independentes e a análise estatística foi realizada ao nível de significância de 5 %. As alterações morfológicas e topográficas nas células tratadas com plasma foram similares às do grupo tratado com caspofungina. O perfil bioquímico das células após tratamento com o plasma foi também similar ao das células tratadas com caspofungina. Conclui-se que o plasma agiu diretamente sobre as estruturas da parede celular fúngica, mais especificamente sobre os polissacarídeos, com provável influencia na redução de glucanos e aumento de mananas e quitinas. Esse remodelamento da parede celular pode ter correlação com as alterações morfológicas observadas, tais como mudança no tamanho da célula e aumento da rugosidade superficial.

Infections caused by Candida albicans are considered important challenges in the medical area. Besides the high toxicity of conventional antifungals, cases of C. albicans resistance have been reported with increasing frequency. Due to these limitations of the antifungals, the search for alternative therapies is increasing. Among these therapies, cold plasma showed effectiveness against C. albicans isolates and is considered a promising alternative. Its antifungal effect is associated to the presence of oxygen and nitrogen reactive species, as well as ions. Nonetheless, the exact mechanism of action on C. albicans has not yet been elucidated. The aim of this study is to investigate the effects of plasma jet on C. albicans cell wall. For this purpose, two techniques complementing to classic the microbiological methods were used, the infrared spectroscopy (FT-IR) and atomic force microscopy (AFM). Standardized suspensions of C. albicans SC 5314 and 1 clinical isolate was exposed to plasma jet. Samples were analyzed by FT-IR and AFM to identifying the effects of plasma on C. albicans. Negative control (no exposition) and positive (caspofungin) were also analyzed. The experiments will be done in triplicate in three independent experiments and the statistical analyzes were done adopting the level of significance of 5%. The morphological and topographic alterations in cells treated with plasma were similar to the group treated with caspofungin. The biochemical profile of the cells after treatment with the plasma jet was also similar to those treated with caspofungin. It could be concluded that plasma acted directly on the structures of fungal cell wall, more specifically on polysaccharides, influencing the reduction of glucans and increased of mannans and chitins. This remodeling of cell wall can be correlated with the detected morphological alterations, such as changes in cell size and increase in superficial roughness.