Abstract Whereas extracellular vesicle (EV) research has become commonplace in different biomedical fields, this field of research is still in its infancy in mycology. Here we provide a robust set of data regarding the structural and compositional aspects of EVs isolated from the fungal pathogenic species Cryptococcus neoformans, C. deneoformans and C. deuterogattii . Using cutting-edge methodological approaches including cryogenic electron microscopy and cryogenic electron tomography, proteomics, and flow cytometry, we revisited cryptococcal EV features and suggest a new EV structural model, in which the vesicular lipid bilayer is covered by mannoprotein-based fibrillar decoration, bearing the capsule polysaccharide as its outer layer. About 10% of the EV population is devoid of fibrillar decoration, adding another aspect to EV diversity. By analyzing EV protein cargo from the three species, we characterized the typical Cryptococcus EV proteome. It contains several membrane-bound protein families, including some Tsh proteins bearing a SUR7/PalI motif. The presence of known protective antigens on the surface of Cryptococcus EVs, resembling the morphology of encapsulated virus structures, suggested their potential as a vaccine. Indeed, mice immunized with EVs obtained from an acapsular C. neoformans mutant strain rendered a strong antibody response in mice and significantly prolonged their survival upon C. neoformans infection.

Serological tests are critical tools in the fight against infectious disease. They detect antibodies produced during an adaptive immune response against a pathogen with an immunological reagent, whose antibody binding characteristics define the specificity and sensitivity of the assay. While pathogen proteins have conveniently served as reagents, their performance is limited by the natural grouping of specific and non-specific antibody binding sites, epitopes. An attractive solution is to build synthetic proteins that only contains pathogen-specific epitopes, which could theoretically reach 100% specificity. However, the genesis of de novo proteins remains a challenge. To address the uncertainty of producing a synthetic protein, we have repurposed the beta barrel of fluorescent proteins into a receptacle that can receive several epitope sequences without compromising its ability to be expressed. Here, two versions of a multiepitope protein were built using the receptacle that differ by their grouping of epitopes specific to the parasite Trypanosoma cruzi, the causative agent for Chagas disease. An evaluation of their performance as the capture reagent in ELISAs showed near-complete agreement with recommended diagnostic protocols. The results suggest that a single assay could be developed for the diagnosis of Chagas disease and that this approach could be applied to other diseases.

ABSTRACT Penicillium digitatum is the most aggressive pathogen of citrus fruits. Tryptoquialanines are major indole alkaloids produced by P. digitatum . It is unknown if tryptoquialanines are involved in the damage of citrus fruits caused by P. digitatum . To investigate the pathogenic roles of tryptoquialanines, we initially asked if tryptoquialanines could affect the germination of Citrus sinensis seeds. Exposure of the citrus seeds to tryptoquialanine A resulted in a complete inhibition of germination and an altered metabolic response. Since this phytotoxic effect requires the extracellular export of tryptoquialanine A, we investigated the mechanisms of extracellular delivery of this alkaloid in P. digitatum . We detected extracellular vesicles (EVs) released by P. digitatum both in culture and during infection of citrus fruits. Compositional analysis of EVs produced during infection revealed the presence of a complex cargo, which included tryptoquialanines and the mycotoxin fungisporin. The EVs also presented phytotoxicity activity in vitro , and caused damage to the tissues of citrus seeds. Through molecular networking, it was observed that the metabolites present in the P. digitatum EVs are produced in all of its possible hosts. Our results reveal a novel phytopathogenic role of P. digitatum EVs and tryptoquialanine A, implying that this alkaloid is exported in EVs during plant infection. IMPORTANCE During the post-harvest period, citrus fruits can be affected by phytopathogens such as Penicillium digitatum , which causes the green mold disease and is responsible for up to 90 % of the total citrus losses. Chemical fungicides are widely used to prevent the green mold disease, leading to concerns about environmental and health risks. To develop safer alternatives to control phytopathogens, it is necessary to understand the molecular basis of infection during the host-pathogen interaction. In the P. digitatum model, the virulence strategies are poorly known. Here, we describe the production of phytotoxic extracellular vesicles (EVs) by P. digitatum during the infection of citrus fruits. We also characterized the secondary metabolites in the cargo of EVs and found in this set of molecules an inhibitor of seed germination. Since EVs and secondary metabolites have been related to virulence mechanisms in other host-pathogen interactions, our data are important for the comprehension of how P. digitatum causes damage to its primary hosts.

Em meio à magnificência e ao esplendor da arte católica barroca nas Minas Gerais, temos grande produção de peças de imaginária encomendada para os cultos religiosos e domésticos pelas irmandades, confrarias ou por particulares. A maioria das peças de imaginária sacra não possui autoria identificada documentalmente, sendo que, em alguns casos, pode-se, através de características e particularidades distinguidas em comum, atribuir a autoria a um mesmo artista e/ou à sua oficina. Tendo como objetivo demonstrar a complexidade com que o pesquisador se depara ao trabalhar com autorias de obras sacras dos séculos XVIII e XIX, o presente texto busca, por meio de pesquisa bibliográfica e arquivística, fazer uma revisão do que já foi descrito sobre o tema, notadamente relacionado ao acervo encontrado no município de Sabará/ MG. Relaciona-se a esse tema a devoção franciscana e as imagens encontradas na Igreja de São Francisco de Assis, de Sabará, perpassando sobre a documentação relacionada à Arquiconfraria do Cordão, à construção da igreja e, sobre as imagens, a Procissão de Cinzas, das quais a maioria fazia parte, ainda existindo no templo setecentista. Busca-se demonstrar, ainda, a necessidade de novas pesquisas sobre as oficinas de escultura na região.

Abstract The small molecule (molecular mass < 900 Daltons) composition of extracellular vesicles (EVs) produced by the pathogenic fungus Cryptococcus gattii is unknown, which limits the understanding of the functions of cryptococcal EVs. In this study, we analyzed the composition of small molecules in samples obtained from solid cultures of C. gattii by a combination of chromatographic and spectrometric approaches, and untargeted metabolomics. This analysis revealed previously unknown components of EVs, including small peptides with known biological functions in other models. The peptides found in C. gattii EVs had their chemical structure validated by chemical approaches and comparison with authentic standards, and their functions tested in a Galleria mellonella model of cryptococcal infection. One of the vesicular peptides (isoleucine-proline-isoleucine, Ile-Pro-Ile) improved the survival of G. mellonella lethally infected with C. gattii or C. neoformans . These results indicate that small molecules exported in EVs are biologically active in Cryptococcus. Our study is the first to characterize a fungal EV molecule inducing protection, pointing to an immunological potential of extracellular peptides produced by C. gattii .

Abstract The genomes of a large number of Cryptococcus neoformans isolates have been sequenced and analyzed in recent years. These genomes have been used to understand the global population structure of this opportunistic pathogen. However, only a small number of South American isolates have been considered in these studies, and the population structure of C. neoformans in this part of the world remains elusive. Here, we analyzed the genomic sequences of 53 Brazilian Cryptococcu s isolates and deciphered the C. neoformans population structure in this country. Our data reveal an African-like structure that suggested repeated intercontinental transports from Africa to South America. We also identified a mutator phenotype in one VNBII Brazilian isolate, exemplifying how fast-evolving isolates can shape the Cryptococcus population structure. Finally, phenotypic analyses revealed wide diversity but not lineage specificity in the expression of classical virulence traits within the set of isolates.

Abstract Small molecules are components of fungal extracellular vesicles (EVs), but their biological roles are only superficially known. NOP16 is a eukaryotic gene that is required for the activity of benzimidazoles against Cryptococcus deuterogattii . In this study, during the phenotypic characterization of C. deuterogattii mutants lacking NOP16 expression, we observed that this gene was required for EV production. Analysis of the small molecule composition of EVs produced by wild-type cells and two independent nop16 Δ mutants revealed that the deletion of NOP16 resulted not only in a reduced number of EVs but also an altered small molecule composition. In a Galleria mellonella model of infection, the nop16 Δ mutants were hypovirulent. The hypovirulent phenotype was reverted when EVs produced by wild-type cells, but not mutant EVs, were co-injected with the nop16 Δ cells in G. mellonella . These results reveal a role for NOP16 in EV biogenesis and cargo, and also indicate that the composition of EVs is determinant for cryptococcal virulence.

The human diseases caused by the fungal pathogens Cryptococcus neoformans and C. gattii are associated with high indices of mortality, and toxic and/or cost-prohibitive therapeutic protocols. The need for affordable antifungals to combat cryptococcal disease is unquestionable. Previous studies suggested benzimidazoles as promising anti-cryptococcal agents combining low cost and high antifungal efficacy, but their therapeutic potential has not been demonstrated so far. In this study, we investigated the antifungal potential of fenbendazole, the most effective anti-cryptococcal benzimidazole. Fenbendazole was inhibitory against 30 different isolates of C. neoformans and C. gattii at a low concentration. The mechanism of anti-cryptococcal activity of fenbendazole involved microtubule disorganization, as previously described for human parasites. In combination with fenbendazole, the concentrations of the standard antifungal amphotericin B required to control cryptococcal growth were lower than those required when this antifungal was used alone. Fenbendazole was not toxic to mammalian cells. During macrophage infection, the anti-cryptococcal effects of fenbendazole included inhibition of intracellular proliferation rates and reduced phagocytic escape through vomocytosis. Fenbendazole deeply affected the cryptococcal capsule. In a mice model of cryptococcosis, the efficacy of fenbendazole to control animal mortality was similar to that observed for amphotericin B. These results indicate that fenbendazole is a promising candidate for the future development of an efficient and affordable therapeutic tool to combat cryptococcosis.

Regular protocols for the isolation of fungal extracellular vesicles (EVs) are time-consuming, hard to reproduce, and produce low yields. In an attempt to improve the protocols used for EV isolation, we explored a model of vesicle production after growth of Cryptococcus gattiiandC. neoformanson solid media. Nanoparticle tracking analysis in combination with transmission electron microscopy revealed that C. gattiiandC. neoformansproduced EVs in solid media. These results were reproduced with an acapsular mutant of C. neoformans, as well as with isolates of Candida albicans, Histoplasma capsulatum, andSaccharomyces cerevisiae. Cryptococcal EVs produced in solid media were biologically active and contained regular vesicular components, including the major polysaccharide glucuronoxylomannan (GXM) and RNA. Since the protocol had higher yields and was much faster than the regular methods used for the isolation of fungal EVs, we asked if it would be applicable to address fundamental questions related to cryptococcal secretion. On the basis that polysaccharide export in Cryptococcusrequires highly organized membrane traffic culminating with EV release, we analyzed the participation of a putative scramblase (Aim25, CNBG_3981) in EV-mediated GXM export and capsule formation in C. gattii. EVs from a C. gattiiaim25Dstrain differed from those obtained from wild-type (WT) cells in physical-chemical properties and cargo. In a model of surface coating of an acapsular cryptococcal strain with vesicular GXM, EVs obtained from the aim25Dmutant were more efficiently used as a source of capsular polysaccharides. Lack of the Aim25 scramblase resulted in disorganized membranes and increased capsular dimensions. These results associate the description of a novel protocol for the isolation of fungal EVs with the identification of a previously unknown regulator of polysaccharide release.

Abstract The ability to undergo morphological changes during adaptation to distinct environments is exploited by Candida albicans and has a direct impact on virulence. In this study, we investigated the influence of fungal extracellular vesicles (EVs) during yeast growth, biofilm formation, and morphogenesis in C. albicans . Addition of C. albicans EVs ( Ca EVs) to the culture medium positively affected yeast growth. Using crystal violet staining and scanning electron microscopy (SEM), we demonstrated that Ca EVs inhibited biofilm formation by C. albicans in vitro . By time-lapse microscopy and SEM, we showed that Ca EV-treatment stops filamentation promoting pseudohyphae formation with multiple sites for yeast budding. The ability of Ca EVs to regulate dimorphism was further compared to EVs isolated from different C. albicans strains, Saccharomyces cerevisiae , and Histoplasma capsulatum . Ca EVs from distinct strains robustly inhibited yeast-to-hyphae differentiation with morphological changes occurring in less than 4 hours. A minor inhibitory effect was promoted by EVs from S. cerevisiae and H. capsulatum only after 24 hours of incubation. The inhibitory effect of Ca EVs was promoted by a combination of lipid compounds identified by gas chromatography-tandem mass spectrometry analysis as sesquiterpenes, diterpenes, and fatty acids. Remarkably, Ca EVs were also able to reverse filamentation, transforming hyphal growth to yeast forms. Transcriptomic analysis demonstrated that treatment with Ca EVs modified the expression of more than 300 genes. The most effectively upregulated pathways were related to DNA metabolism. The downregulated genes were mostly associated with extracellular and adhesion proteins. Finally, yeast cells treated with Ca EVs for 24 hours lost their agar invasive ability and were avirulent when inoculated in Galleria mellonella larvae. In summary, our results indicate that fungal EVs can profoundly modify C. albicans growth and regulate yeast-to-hypha differentiation inhibiting biofilm formation and virulence.