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Aor AC, Sangenito LS, Mello TP, Joffe LS, Rizzo J, Veiga VF, da Silva RN, Pereira MD, Fonseca BB, Rozental S, Haido RMT, Rodrigues ML, Branquinha MH, Santos ALS. Extracellular Vesicles from Scedosporium apiospermum Mycelial Cells: Implication for Fungal-Host Interplays. J Fungi (Basel) 2024; 10:277. [PMID: 38667948 PMCID: PMC11051067 DOI: 10.3390/jof10040277] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/08/2024] [Revised: 04/04/2024] [Accepted: 04/06/2024] [Indexed: 04/28/2024] Open
Abstract
The release of extracellular vesicles (EVs) has been implicated as an alternative transport mechanism for the passage of macromolecules through the fungal cell wall, a phenomenon widely reported in yeasts but poorly explored in mycelial cells. In the present work, we have purified and characterized the EVs released by mycelia of the emerging, opportunistic, widespread and multidrug-resistant filamentous fungus Scedosporium apiospermum. Transmission electron microscopy images and light scattering measurements revealed the fungal EVs, which were observed individually or grouped with heterogeneous morphology, size and electron density. The mean diameter of the EVs, evaluated by the light scattering technique, was 179.7 nm. Overall, the structural stability of S. apiospermum EVs was preserved during incubation under various storage conditions. The lipid, carbohydrate and protein contents were quantified, and the EVs' protein profile was evidenced by SDS-PAGE, revealing proteins with molecular masses ranging from 20 to 118 kDa. Through immunoblotting, ELISA and immunocytochemistry assays, antigenic molecules were evidenced in EVs using a polyclonal serum (called anti-secreted molecules) from a rabbit inoculated with conditioned cell-free supernatant obtained from S. apiospermum mycelial cells. By Western blotting, several antigenic proteins were identified. The ELISA assay confirmed that the anti-secreted molecules exhibited a positive reaction up to a serum dilution of 1:3200. Despite transporting immunogenic molecules, S. apiospermum EVs slightly induced an in vitro cytotoxicity effect after 48 h of contact with either macrophages or lung epithelial cells. Interestingly, the pretreatment of both mammalian cells with purified EVs significantly increased the association index with S. apiospermum conidia. Furthermore, EVs were highly toxic to Galleria mellonella, leading to larval death in a typically dose- and time-dependent manner. Collectively, the results represent the first report of detecting EVs in the S. apiospermum filamentous form, highlighting a possible implication in fungal pathogenesis.
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Affiliation(s)
- Ana Carolina Aor
- Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil (L.S.J.); (V.F.V.); (M.L.R.); (M.H.B.)
- Departamento de Microbiologia e Parasitologia (MIP), Instituto Biomédico (CMB), Universidade Federal Fluminense (UFF), Niterói 24210-130, RJ, Brazil
| | - Leandro S. Sangenito
- Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil (L.S.J.); (V.F.V.); (M.L.R.); (M.H.B.)
- Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Campus Nilópolis, Rio de Janeiro 26530-060, RJ, Brazil
| | - Thaís P. Mello
- Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil (L.S.J.); (V.F.V.); (M.L.R.); (M.H.B.)
| | - Luna S. Joffe
- Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil (L.S.J.); (V.F.V.); (M.L.R.); (M.H.B.)
| | - Juliana Rizzo
- Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho (IBCCF), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-170, RJ, Brazil (S.R.)
| | - Venício F. Veiga
- Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil (L.S.J.); (V.F.V.); (M.L.R.); (M.H.B.)
| | - Renata N. da Silva
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-909, RJ, Brazil; (R.N.d.S.); (M.D.P.)
| | - Marcos D. Pereira
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-909, RJ, Brazil; (R.N.d.S.); (M.D.P.)
- Rede Micologia RJ—Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil
| | - Beatriz B. Fonseca
- Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho (IBCCF), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-170, RJ, Brazil (S.R.)
| | - Sonia Rozental
- Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho (IBCCF), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-170, RJ, Brazil (S.R.)
| | - Rosa Maria T. Haido
- Departamento de Microbiologia e Parasitologia, Instituto Biomédico, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO), Rio de Janeiro 20211-010, RJ, Brazil;
| | - Marcio L. Rodrigues
- Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil (L.S.J.); (V.F.V.); (M.L.R.); (M.H.B.)
- Instituto Carlos Chagas, Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), Curitiba 81310-020, PR, Brazil
| | - Marta H. Branquinha
- Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil (L.S.J.); (V.F.V.); (M.L.R.); (M.H.B.)
- Rede Micologia RJ—Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil
| | - André L. S. Santos
- Departamento de Microbiologia Geral, Instituto de Microbiologia Paulo de Góes (IMPG), Centro de Ciências da Saúde (CCS), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil (L.S.J.); (V.F.V.); (M.L.R.); (M.H.B.)
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-909, RJ, Brazil; (R.N.d.S.); (M.D.P.)
- Rede Micologia RJ—Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), Rio de Janeiro 21941-902, RJ, Brazil
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