Interaction of an opportunistic fungus Purpureocillium lilacinum with human macrophages and dendritic cells

Introduction Purpureocillium lilacinum is emerging as a causal agent of hyalohyphomycosis that is refractory to antifungal drugs; however, the pathogenic mechanisms underlying P. lilacinum infection are not understood. In this study, we investigated the interaction of P. lilacinum conidia with human macrophages and dendritic cells in vitro. Methods Spores of a P. lilacinum clinical isolate were obtained by chill-heat shock. Mononuclear cells were isolated from eight healthy individuals. Monocytes were separated by cold aggregation and differentiated into macrophages by incubation for 7 to 10 days at 37°C or into dendritic cells by the addition of the cytokines human granulocyte-macrophage colony stimulating factor and interleukin-4. Conidial suspension was added to the human cells at 1:1, 2:1, and 5:1 (conidia:cells) ratios for 1h, 6h, and 24h, and the infection was evaluated by Giemsa staining and light microscopy. Results After 1h interaction, P. lilacinum conidia were internalized by human cells and after 6h contact, some conidia became inflated. After 24h interaction, the conidia produced germ tubes and hyphae, leading to the disruption of macrophage and dendritic cell membranes. The infection rate analyzed after 6h incubation of P. lilacinum conidia with cells at 2:1 and 1:1 ratios was 76.5% and 25.5%, respectively, for macrophages and 54.3% and 19.5%, respectively, for cultured dendritic cells. Conclusions P. lilacinum conidia are capable of infecting and destroying both macrophages and dendritic cells, clearly demonstrating the ability of this pathogenic fungus to invade human phagocytic cells. .

Avaliação da interação in vitro do fungo oportunista, emergente, paecilomyces lilacinus, agente causal da hialohifomicose, com células apresentadoras de antígenos humanas (macrófagos e células dentríticas) / Assessment of in vitro interaction of opportunistic emerging fungus, Paecilomyces lilacinus, causal agent of hyalohyphomycosis with human antigen-presenting cells (macrophages and dendritic cells)

Paecilomyces lilacinus, um dos agentes causais da hialohifomicose, é um fungo filamentoso, assexuado. Está amplamente distribuído pelo mundo e frequentemente é encontrado como contaminante, proveniente do ar, em espécimes clínicos e em soluções consideradas estéreis. Acomete principalmente pacientes comprometidos imunologicamente, porém pacientes imunocompetentes também podem apresentar manifestações clínicas da doença, sendo esse fungo, atualmente, considerado como um importante patógeno oportunista humano. O presente trabalho teve por objetivo a investigação da interação de conídios de P. lilacinus, proveniente de caso clínico de hialohifomicose humana, com células apresentadoras de antígenos (APCs - macrófagos e células dendríticas). Conídios interagiram com macrófagos e células dendritícas de doadores humanos saudáveis, em diferentes concentrações (conídio/APCs) e tempos de incubação para avaliação qualitativa e quantitativa da interação por microscopia óptica e para estudo do percentual de células expressando moléculas de superfície celular que atuam na resposta imune do hospedeiro. Sobrenadantes provenientes da interação das APCs com os conídios foram coletados para o estudo das citocinas IL1-beta e TNF-alfa...

Os resultados demonstraram que o fungo foi capaz de infectar de modo semelhante ambas as APCs e que a concentração de 1:1 (conídio/APCs) foi a melhor proporção entre as células para avaliar o processo de fagocitose e as etapas de desenvolvimento do fungo assim como o tempo de 6 horas de interação foi o melhor tempo para a certificação da internalização dos conídios pelas APCs. Após o processo de internalização dos conídios pelas APCs os mesmos começaram a se dilatar, formar tubos germinativos e hifas septadas que se ramificaram formando um micélio que destruiu as células humanas no período de 24 horas de observação. A avaliação quantitativa da fagocitose dos conídios pelas APCs demonstrou que não houve diferenças significativas entre o percentual fagocítico dos macrófagos e células dendríticas de cada doador como também entre os doadores. A interação do fungo com as APCs na presença de L-Name não modificou o processo de desenvolvimento do conídio no interior das células humanas, quando comparado a interação das células sem L-Name. Em relação aos marcadores de superfície celular a presença dos conídios não aumentou o percentual de macrófagos expressando CD14, porém aumentou as células expressando B7.1 e DC-SIGN. As células dendríticas apresentaram um percentual semelhante de células positivas para B7.1,na ausência e presença do fungo, e um aumento significativo do percentual de células DC-SIGN positivas na presença dos conídios. Os conídios de P. lilacinus foram capazes de estimular a secreção da citocina IL1-beta pelos macrófagos e células dendríticas e é possível que eles tenham inibido a produção de TNF-alfa pelos macrófagos. Então, os dados aqui apresentados demonstram a capacidade invasiva para APCs e de estimulação de moléculas de superfície importantes na resposta imune do hospedeiro por P. lilacinus, até o momento desconhecida...