Antifungal effect of (R) and (S)-citronellal enantiomers and their predictive mechanism of action on Candida albicans from voriconazole-resistant onychomycoses / Efeito antifúngico dos enantiômeros (R) e (S)-citronelal e seu mecanismo de ação preditivo sobre Candida albicans de onicomicoses resistentes ao voriconazol

ABSTRACT

Onychomycosis is the most common disease affecting the nail unit and accounts for at least 50% of all nail diseases. In addition, Candida albicans is responsible for approximately 70% of onychomycoses caused by yeasts. This study investigated the antifungal effect of (R) and (S)-citronellal enantiomers, as well as its predictive mechanism of action on C. albicans from voriconazole-resistant onychomycoses. For this purpose, in vitro broth microdilution and molecular docking techniques were applied in a predictive and complementary manner to the mechanisms of action. The main results of this study indicate that C. albicans was resistant to voriconazole and sensitive to the enantiomers (R) and (S)-citronellal at a dose of 256 and 32 µg/mL respectively. In addition, there was an increase in the minimum inhibitory concentration (MIC) of the enantiomers in the presence of sorbitol and ergosterol, indicating that these molecules possibly affect the integrity of the cell wall and cell membrane of C. albicans. Molecular docking with key biosynthesis proteins and maintenance of the fungal cell wall and plasma membrane demonstrated the possibility of (R) and (S)-citronellal interacting with two important enzymes 1,3-ß-glucan synthase and lanosterol 14α-demethylase. Therefore, the findings of this study indicate that the (R) and (S)-citronellal enantiomers are fungicidal on C. albicans from onychomycoses and probably these substances cause damage to the cell wall and cell membrane of these micro-organisms possibly by interacting with enzymes in the biosynthesis of these fungal structures.

RESUMO

A onicomicose é a doença mais comum que afeta a unidade ungueal e representa pelo menos 50% de todas as doenças ungueais. Além disso, a Candida albicans é responsável por aproximadamente 70% das onicomicoses causadas por leveduras. Nesse estudo, foi investigado o efeito antifúngico dos enantiômeros (R) e (S)-citronelal, bem como seu mecanismo de ação preditivo sobre C. albicans de onicomicoses resistentes ao voriconazol. Para este propósito, foram aplicadas técnicas in vitro de microdiluição em caldo e docking molecular de forma preditiva e complementar para os mecanismos de ação. Os principais resultados deste estudo indicam que C. albicans foi resistente ao voriconazol e sensível aos enantiômeros (R) e (S)-citronelal na dose de 256 e 32 µg/mL respectivamente. Além disso, houve aumento da concentração inibitória mínima (CIM) dos enantiômeros na presença do sorbitol e do ergosterol, indicando que estas moléculas possivelmente afetem a integridade da parede e da membrana celular de C. albicans. O docking molecular com proteínas chave da biossíntese e manutenção da parede celular e da membrana plasmática fúngica, demonstraram a possibilidade do (R) e (S)-citronelal interagir com duas importantes enzimas 1,3-ß-glucan sintase e lanosterol 14α-demetilase. Portanto, os achados desse estudo indicam que os enantiômeros (R) e (S)-citronelal são fungicidas sobre C. albicans de onicomicoses e provavelmente essas substâncias causem danos a parede e a membrana celular desses microrganismos possivelmente por interagir com as enzimas da biossíntese destas estruturas fúngicas.