Taxonomia, diversidade, ecologia, caracterização de resistência a antifúngicos e bioprospecção de fungos presentes na neve e gelo glacial da Antártica

A Antártica possui 13.8 milhões de km2 e a maior parte de sua área é coberta permanentemente por neve e gelo, substratos estes que, apesar de pouco provável, constituem um habitat natural para diferentes grupos microbianos. Apesar de representarem a paisagem dominante na Antártica, poucos estudos foram realizados até o momento com o objetivo de conhecer a comunidade de fungos que habitam a neve e o gelo glacial da Antártica, bem como o potencial desses fungos como produtores de substâncias de interesse em processos biotecnológicos. Neste contexto, esta tese teve como objetivos caracterizar a comunidade fúngica presente na neve sazonal e no gelo glacial da Antártica, determinar o perfil de resistência dos fungos presentes na neve aos antifúngicos clínicos fluconazol e anfotericina e o ambiental benomil, bem como, avaliar o potencial dos fungos obtidos do gelo glacial como produtores de metabólitos biotivos. Ao final do processo de isolamento, foram obtidos 234 isolados fúngicos (99 filamentosos e 135 leveduras) da neve sazonal da Antártica, os quais foram identificados por técnicas de biologia molecular e morfofisiológicas em 51 táxons, pertencentes a 26 gêneros. Os índices ecológicos mostraram que a comunidade de fungos da neve é rica e diversificada e apresenta espécies que ainda não haviam sido descritas na literatura. Entre os fungos presentes na neve, 11 espécies de leveduras foram dominantes, pois apresentaram as maiores densidades encontradas (≤300 UFC L-1). Entre elas, Phenoliferia glacialis mostrou ampla distribuição e foi isolada em todos os locais amostrados. Debaryomyces hansenii, Rhodotorula mucilaginosa, Penicillium chrysogenum, Penicillium sp. 3 e Penicillium sp. 4 demonstraram resistência aos antifúngicos azólicos benomil e fluconazol. Além da resistência ao fluconazol, os isolados de R. mucilaginosa foram capazes de crescer a 37 °C, porém foram suscetíveis a anfotericina B. Em relação as amostras de gelo glacial, 66 isolados fúngicos (45 filamentosos e 21 leveduras) foram obtidos e caracterizados em 27 táxons pertencentes a 14 gêneros. Penicillium palitans, Penicillium sp. 1, Thelebolus balaustiformis, Glaciozyma antarctica, Penicillium sp. 7, Rhodotorula mucilaginosa e Rhodotorula dairenensis foram os táxons dominantes com as maiores densidades encontradas (≤40,66 UFC L-1). A diversidade e riqueza da comunidade fúngica que compõem o gelo glacial foram altas e a dominância moderada. Espécies de Penicillium ocorreram no gelo glacial de todos os locais amostrados e Penicillium chrysogenum foi o que apresentou a distribuição mais ampla. Penicillium chrysogenum, P. palitans e Penicillium spp. foram capazes de produzir substâncias com seletivas atividades tripanosomicidas, leishmanicidas e herbicidas. A espécie P. chrysogenum apresentou as bioatividades mais elevadas. A partir dos resultados obtidos, o presente estudo demonstrou que a neve sazonal acumulada na Península Antártica abriga uma comunidade fúngica diversa, dominada por espécies basidiomicéticas cosmopolitas, anteriormente encontradas em ecossistemas tropicais, temperados e polares. As altas densidades desses fungos cosmopolitas na neve sugerem que eles podem estar presentes no ar que chega à Península Antártica, por meio de massas de ar oriundas de fora do Continente Antártico. Adicionalmente, detectamos na neve isolados fúngicos ambientais resistentes a antifúngicos agrícolas e clínicos e alguns deles capazes de crescer a 37 °C, o que merece novos estudos para determinar a patogenicidade destes fungos e seu risco para animais e humanos. Apesar de representar um ambiente mais extremo que a neve, o gelo glacial antártico também se mostrou favorável como habitat para uma comunidade fúngica rica e diversificada. Essa comunidade fúngica inclui espécies não relatadas antes para o gelo glacial do Ártico e da Antártica e dominadas pelo gênero Penicillium, os quais podem estar presentes na forma de esporos e fragmentos de hifas nas bolhas de gás presas no interior das amostras de gelo. Os representantes do gênero Penicillium obtidos do gelo glacial foram capazes de produzir metabólitos bioativos com diferentes atividades biológicas e podem representar linhagens antigas e selvagens com vias genéticas e bioquímicas ainda não conhecidas para a produção novos metabólitos bioativos; esses metabólitos podem servir como moléculas protótipos para o desenvolvimento de novos fármacos ou pesticidas menos tóxicos para o meio ambiente