Bacteriología 3 Flashcards
¿Qué es una bacteria resistente a ATB?
Aquella capaz de crecer a una concentración tal de ATB que inhibe el crecimiento de otras bacterias de su misma especie.
Una definición más clínica plantea que son aquellas que no son inhibidas por la presencia del ATB y sobreviven a la concentración del ATB determinadas por las dosis normalmente usadas
Mecanismos de resistencia a los ATB
- Disminución de la permeabilidad de la bacteria
- Presencia de bombas de expulsión
- Mutación o reemplazo del sitio donde actúa el ATB
- Inactivación enzimática del ATB
Disminución de la permeabilidad de la bacteria
Se da en bacterias Gram (-), porque tienen porinas en la membrana externa. Estas dejan pasar solutos pequeños hidrofílicos hacia el interior, y por ahí pueden ingresar ATB de la familia de β-lactámicos que bloquean la enzima PBP.
Si sufre mutaciones que modifiquen las porinas, haciendo que el poro sea más pequeño o disminuyendo la cantidad de porinas, el ATB ya no puede ingresar, y tampoco puede acceder a su sitio de acción
Presencia de bombas de expulsión
Son estructuras proteicas que hay tanto en Gram (+) como (-). En el caso de Gram (+), solo se asocia a nivel de membrana interna en un sistema más simple, que requiere gasto energético para reconocer y expulsar al ATB. En Gram (-), estos sistemas son más complejos, siendo capaces de eliminar el ATB directamente al medio extracelular
Mutación del sitio donde actúa el ATB: Estreptomicina
La estreptomicina es un ATB que inhibe la síntesis de proteínas al unirse a la subunidad menor del ribosoma. Si la bacteria acumula mutaciones, pueden modificar el sitio blanco donde se une el ATB, impidiendo que ejerza su acción inhibitoria
Mutación del sitio donde actúa el ATB: Ciprofloxacina
Ciprofloxacina es un ATB que se une a las DNA girasas, bloqueando el desenrollamiento/enrollamiento del DNA. Si hay mutaciones que modifican el sitio activo de la enzima DNA girasa, el ATB no va a encontrar su sitio blanco de acción y no podrá detener la replicación del DNA
¿Qué debe ocurrir en la mutación de un sitio blanco de ATB para que sea funcional?
Estas mutaciones no solo afectan el sitio blanco, sino también a las proteínas, pero estas modificaciones deben ser de tal magnitud que no alteren la función fisiológica de la proteína
Reemplazo del sitio donde actúa el ATB
Es la adquisición de genes que confieren resistencia, reemplazando el sitio donde actúa el ATB. Ejemplo es S. aureus meticilino-resistente (SAMR), la cual naturalmente es sensible a ATB β-lactámicos, pero si adquiere el gen mecA por transferencia horizontal, codifica para una PBP modificada, la PBP2A, incapaz de unir el ATB, adquiriendo resistencia a todos los β-lactámicos
Ejemplo de S. aureus meticilino-resistente
En el caso de una SAMR expuesta a penicilina, esta bacteria va a contener ambos genes, los propios y el gen mecA, de manera que va a lograr inhibir a PBP, pero no a PBP2A que va a seguir funcionando y cumpliendo la función de PBP de permitir la síntesis de peptidoglicano para la pared celular
Reemplazo del sitio de acción del ATB: Enterococcus
Otro ejemplo son las cepas de Enterococcus vancomicina-resistente, que poseen genes que permiten la síntesis de proteínas que modifican el péptido D-alanina - D-alanina, por lo que el ATB no lo reconoce y no puede unirse a él. La modificación del péptido no supone un problema para la PBP, de modo que lo reconoce y sintetiza peptidoglicano normalmente
Inactivación enzimática del ATB
Es de los mecanismos más frecuentes, particularmente la resistencia a penicilina (o a β-lactámicos) por la presencia de la enzima penicilinasa o β-lactamasa, capaz de hidrolizar un enlace del anillo β-lactámico, generando una molécula inactiva que no puede unirse a PBP ni inhibir la síntesis de peptidoglicano
Otros ejemplos de inactivación enzimática del ATB
Hay inactivación enzimática no solo por hidrólisis, sino también por modificaciones químicas, como:
- La enzima cloranfenicol acetiltransferasa incorpora grupos acetilos a la molécula de cloranfenicol, inactivándola
- La kanamicina (aminoglicósido) puede modificarse de distintas maneras: acetilación, fosforilación o adenilación (por ej por adenosil fosfotransferasa)
Resistencia a ATB multifactorial
Una bacteria puede tener más de 1 mecanismo de resistencia al mismo ATB al mismo tiempo
Resistencia natural o intrínseca
- Inmunidad frente a la acción de las bacteriocinas sintetizadas por ellas mismas
- Carencia del sitio blanco para el ATB (ej. resistencia a β-lactámicos por Mycoplasma, porque no sintetiza peptidoglicano, por ende no tiene PBP)
- Pared celular como barrera natural (ej. vancomicina no puede atravesar la membrana externa de Gram (-), siendo naturalmente resistentes)
- Falta de sistemas de transporte para el ATB
Resistencia adquirida
Modificación de la carga genética por:
- Mutaciones (transferencia vertical, a la descendencia)
- Transferencia horizontal de genes, mediante:
- - Transformación
- - Conjugación
- - Transducción
Transferencia horizontal de genes
- Transformación: cuando se incorpora DNA desnudo del ambiente al interior de la bacteria
- Transducción: cuando se incorpora material genético vía fagos
- Conjugación: cuando un plasmidio conjugativo es incorporado a la bacteria
¿Cómo se mide la susceptibilidad a un ATB?
- Métodos cualitativos: Técnica de Kirby-Bauer, por difusión
- Métodos cuantitativos:
- - Por dilución: dilución en caldo y dilución en agar
- - Por difusión y dilución: E-test
Antibiograma por difusión: Técnica de Kirby-Bauer
Es el método más usado. Permite analizar un gran número de ATB al mismo tiempo y entrega un resultado cualitativo, pudiendo determinar si la bacteria es sensible o resistente al ATB
Proceso de la técnica de Kirby-Bauer
Hay que sembrar la bacteria sobre un medio sólido, usando placa de agar, donde se deposita sobre toda la superficie un cultivo puro de la bacteria. Luego se añaden discos de papel impregnados con una cantidad conocida de ATB, la placa se incuba a 37°C por 18-24 h. Se observa el crecimiento bacteriano, viéndose como turbidez. En torno a los discos de papel se verán zonas más claras que indican inhibición del crecimiento a causa del ATB
¿Cómo saber si una bacteria es sensible o resistente por técnica de Kirby-Bauer?
Se debe medir el diámetro del halo de inhibición en todos los ATB donde este se presenta. Los valores obtenidos se comparan según tablas de referencia, ya que no basta con que presente un halo de inhibición para determinar que la bacteria es sensible (a diferencia de si no hay halo, lo que implica que la bacteria es resistente)
Test de dilución
Es un método cuantitativo que puede hacerse en medio sólido (dilución en agar) y medio líquido (dilución seriada en caldo)
Test de dilución seriada en caldo
Se realizan caldos con concentraciones crecientes de ATB. Se agrega un número equivalente de bacterias en cada tubo y se incuban toda la noche. Luego se visualiza turbidez donde hubo crecimiento bacteriano y translúcido donde no hubo crecimiento. La finalidad es determinar cuál es la concentración más baja del ATB capaz de inhibir el crecimiento de la bacteria, la concentración inhibitoria mínima (CIM)
Microdilución
Es una variante del test de dilución, donde se reemplazan los tubos por placas de poliestireno de 96 micropocillos, que permite aumentar el número de muestras a analizar al mismo tiempo y disminuir los volúmenes reactivos
Antibiograma por difusión + dilución: Técnica de E-test
Muy similar a Kirby-Bauer, pero se reemplazan los discos de papel por una tira de papel impregnada con el ATB, en un gradiente de concentración.
Hay que inocular el microorganismo, colocar la tira en la placa, incubar por 18-24 h a 37°C, y luego visualizar el resultado y la CIM
¿Cómo ver la CIM en E-test?
Se verá la forma elíptica del halo de inhibición que genera la tira de papel. Esto porque a mayor concentración del ATB, mayor el halo de inhibición. La CIM es la concentración más baja de ATB que permite iniciar el halo de inhibición. Así, el E-test muestra un resultado cualitativo y cuantitativo
Conceptos de CIM / CBM
- Concentración inhibitoria mínima (CIM): concentración más baja de ATB que es capaz de inhibir el crecimiento bacteriano luego de 18-24 h de incubación
- Concentración bactericida mínima (CBM): concentración más baja de ATB que es capaz de reducir la densidad en un 99.9% o destruir al 99.9% de la población bacteriana
¿Cómo medir CIM y CBM?
La CIM se determina con un test de dilución seriada en caldo. Para establecer la CBM, se toman muestras de los tubos en que no se observó crecimiento (donde no se sabe si la bacteria está inhibida o muerta) y se realiza un sub-cultivo en medio sólido sin ATB para determinar el recuento bacteriano, calculando en qué dilución de los tubos se mantiene el 0.01% de la población sobreviviente respecto del inóculo original
¿Por qué hay bacterias resistentes a ATB?
Las mutaciones ocurren al azar y de manera espontánea en la población bacteriana, algunas generarán algún fenotipo, otras pasan inadvertidas, y otras pueden provocar su muerte. La bacteria que posee una mutación de resistencia a ATB no sabe que la presenta hasta que se enfrenta a este
ATB como seleccionador de bacterias resistentes
El ATB destruye células sensibles, pero no a la bacteria resistente, con el tiempo esta se reproduce y predomina. Por esto se dice que los ATB seleccionan la presencia de bacterias resistentes de una población donde ya existen previamente
¿Qué factores favorecen el aumento de resistencia bacteriana?
Fundamentalmente el uso indiscriminado e innecesario de ATB, por esto es muy importante realizar un buen dx, identificando si se trata de una infección bacteriana y si es susceptible al ATB de elección.
- En clínica: cultura de automedicación y mala prescripción médica
- En agroindustria: uso de ATB como suplemento en alimentación de animales de criadero para mejorar la producción, siendo “promotores de crecimiento”. Esta práctica todavía se mantiene en latinoamérica
Prioridad 1 de creación de ATB. Crítica
- Acinetobacter baumannii, resistente a carbapenémicos
- Pseudomonas aeruginosa, resistente a carbapenémicos
- Enterobacteriaceae, resistente a carbapenémicos, productoras de BLEES (β-lactamasas de espectro extendido)
Estas bacterias son un gran problema en infecciones intrahospitalarias, donde se concentran las bacterias multirresistentes
Prioridad 2 de creación de ATB. Elevada
- Enterococcus faecium, resistente a vancomicina
- Staphylococcus aureus, resistente a meticilina y vancomicina
- Helicobacter pylori, resistente a claritromicina
- Campylobacter spp, resistente a fluoroquinolonas
- Salmonellae, resistente a fluoroquinolonas
- Neisseria gonorrhoeae, resistente a cefalosporinas, fluoroquinolonas y penicilina
Prioridad 3 de creación de ATB. Media
- Streptococcus pneumoniae, sin sensibilidad a penicilina
- Haemophilus influenzae, resistente a ampicilina
- Shigella spp, resistente a fluoroquinolonas
Generalidades de los hongos
Son organismos eucariontes heterotróficos. Son absortivos, lo que significa que deben absorber sus nutrientes desde el ambiente, lo cual puede ser una dificultad dado que los nutrientes suelen ser macromoléculas y no se absorben fácil. Por esto, todos secretan enzimas líticas, que les permiten desdoblar las macromoléculas (carbohidratos, proteínas, lípidos) a compuestos más simples.
Todos se reproducen asexualmente, pero algunos pueden también sexualmente. Tienen una amplia distribución ecológica, ya que pueden colonizar distintos tipos de hábitats siempre que haya humedad suficiente
Diferencias entre hongos y bacterias
- Núcleo: Presente H / Ausente B
- Número de cromosomas: > 1 H / 1 B
- Topología cromosómica: Lineal (con centrómeros y telómeros) H / Circular B
- Presencia de ergosterol en membrana: Presente H / Ausente B
- Presencia de quitina en pared celular: Presente H / Ausente B
- Organelos membranosos: Presentes H / Ausentes B
- Tamaño de ribosomas: 80S H / 70S B
- Transcripción/Traducción: Independientes (por haber membrana nuclear) H / Acopladas B
- Mitosis y meiosis: Presentes H / Ausentes B
Membrana celular de hongos
Es de bicapa lipídica, pero a diferencia de las bacterias, esta presenta ergosterol, un esterol importante para la mantención de su función y es específico de hongos. Por esto, gran parte de los ttos farmacológicos antifúngicos consisten en la inhibición del ergosterol (antifúngicos del grupo de los azoles)
Generalidades de la pared celular de hongos
La pared celular contiene principalmente azúcares, entre los que destacan los β-glucanos y mananos. Otro importante pero en menor cantidad es la quitina, que es un polímero de N-acetilglucosamina, ya que confiere integridad y resistencia a la pared
¿Los hongos son plantas?
No son plantas. Si bien, poseen pared celular igual que las plantas y se reproducen por esporas, ningún hongo es autótrofo, no poseen clorofila ni cloroplastos, no forman tejido diferenciado y tampoco tienen sistema vascular complejo. Además, la pared celular fúngica tiene glucanos y quitina, mientras que las plantas tienen celulosa como su componente principal
Clasificación de hongos según formas de crecimiento o grupos taxonómicos
En orden de evolución:
1. Chytridiomycota: unicelulares o filamentosos aseptados (únicos hongos verdaderos que tienen cierto grado de movilidad en su ciclo celular)
2. Zygomycota (subdivisiones de interés clínico: Mucoromycotina y Entomophtorales): filamentosos aseptados
3. Ascomycota: levaduras o filamentosos aseptados
4. Basidiomycota: levaduras o filamentosos aseptados
Los últimos 3 tienen interés clínico
¿La clasificación de hongos por tamaño tiene validez biológica?
No, pues no considera la relación filogenética entre los individuos, pese a esto tiene práctica en la clínica
Hongos macroscópicos
Se conocen como setas, hongos de sombrero o callampas. No siempre tienen forma de paraguas, pueden haber múltiples morfologías.
Algunos hongos macroscópicos son venenosos y su consumo como alimento puede provocar micetismo
Hongos microscópicos
No se observan a simple vista. Pueden tener 2 formas de crecimiento:
1. Levaduras: organismos unicelulares
2. Hongos filamentosos: hongos multinucleados
Pueden causar infecciones en el humano, denominadas micosis
Aspecto de hongos en cultivos
Las levaduras en medios de cultivo sólidos forman colonias con aspecto cremoso o mucoide.
Los hongos filamentosos se observan como colonias de aspecto algodonoso o aterciopelado
Levaduras
Son hongos unicelulares que se multiplican asexualmente por gemación como Candida albicans o Saccharomyces cerevisiae, o por fisión binaria como Schizosaccharomyces pombe, y algunas también por reproducción sexual como S. cerevisiae (este está en cerveza y pan)
Ejemplos de levaduras
Candida albicans es responsable de varios tipos de micosis.
Cryptococcus neoformans es capaz de provocar meningitis en inmunocomprometidos, se destaca la cápsula que los rodea, que le permite evadir la respuesta inmune
Levaduras que cambian su morfología
Algunas pueden cambiar su morfología y adoptar el crecimiento de un hongo filamentoso. Esto se ve en C. albicans y se relaciona con su virulencia; la levadura puede dar origen a hifas verdaderas, que son largos filamentos con paredes paralelas, cuando la hifa está recién emergiendo se llama tubo germinativo, rasgo dx de C. albicans; también puede formar pseudohifas, que se originan a partir de gemaciones imperfectas y alargadas
Hongos filamentosos
Son pluricelulares, aunque se prefiere multinucleados, porque es difícil reconocer la unidad celular. Se conforman por largos filamentos que se ramifican en distintas direcciones, que son las hifas. El conjunto de hifas y de cualquier estructura que forme parte del hongo constituye el cuerpo del hongo o micelio
¿Cómo crecen las hifas de hongos filamentosos?
Siempre crecen apicalmente, porque en el extremo del filamento se congregan vesículas membranosas que contienen el material y enzimas necesarias para la síntesis de pared celular
Tipos de hifas según función
- Vegetativas: aquellas que se adhieren al sustrato y se nutren de él por degradación enzimática y absorción
- Aéreas: aquellas que crecen alejándose del sustrato, por lo cual el hongo adquiere volumen
- Reproductivas: aparecen conforme el hongo madura y son especializadas en producir esporas
Hifas septadas y aseptadas
La mayoría de las hifas de hongos filamentosos tienen tabiques o septos, que interrumpen la continuidad del filamento de forma regular. Estos presentan poros que permiten el movimiento de nutrientes y organelos (incluso núcleos), por esto es difícil definir la unidad celular.
Las hifas aseptadas se llaman también hifas cenocíticas, y también por esto es difícil reconocer la unidad. Todas las especies con hifas cenocíticas son del grupo Zygomycota, incluyendo la subdivisión Mucoromycotina
Identificación de hongos según el tipo
- En hongos filamentosos, las características morfológicas de las hifas y estructuras reproductivas asexuales o sexuales son rasgos muy útiles en la identificación de especies
- En levaduras los rasgos morfológicos no son útiles, por lo que se requiere utilizar pruebas bioquímicas y moleculares para reconocer el individuo involucrado
Hongos dimórficos
Son hongos que siendo levaduras u hongos filamentosos pueden cambiar su morfología dependiendo del hábitat donde se desarrollan. Por ej. Histoplasma capsulatum es un hongo filamentoso cuando crece en vida libre, pero al parasitar el humano adopta un crecimiento de levadura.
C. albicans NO es un hongo dimórfico, porque ambas formas pueden aparecer en el mismo nicho anatómico en el organismo humano
Estructura celular de hongos
Las levaduras y hongos filamentosos comparten varios organelos membranosos y no membranosos: Pared celular, Plasmalema (membrana celular con ergosterol), Núcleo, Mitocondrias, Retículo endoplásmico, Aparato de Golgi, Vacuolas (participan en degradación enzimática), Cuerpos lipídicos (reserva de lípidos), Ribosomas (80S).
El Spitzenkörper es un conjunto de vesículas membranosas ubicada en la zona apical de cada hifa, exclusivamente de hongos filamentosos. No es en sí un organelo membranoso
Envolturas en hongos
Representan el 15% del volumen celular:
- Pared celular: capa más externa
- Espacio periplásmico: capa media delgada
- Membrana plasmática: capa más interna
Membrana plasmática fúngica
Tiene como función principal la permeabilidad selectiva. Es una bicapa lipídica de 7 nm, compuesta por fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, esteroles (destacando el ergosterol) y proteínas
Funciones de las proteínas de membrana plasmática fúngica
- Anclajes del citoesqueleto
- Transducción de señales
- Enzimas de síntesis de pared
- Transportadores de soluto
- Facilitadores de transporte
Espacio periplásmico fúngico
Mide entre 35 y 45 Å, y contiene manoproteínas que hidrolizan sustratos relacionados con la nutrición del hongo
Pared celular fúngica
Mide entre 100 y 200 nm de grosor, cumple distintos roles. Se compone principalmente de polisacáridos (90%) y el resto de proteínas (5-10%). Entre los azúcares más frecuentes están los glucanos (β y α), la quitina y las mananoproteínas
Roles de la pared celular fúngica
- Protección del hongo: biológica, química, contra el shock osmótico, turgor 0.5 - 2 atm
- Determina la morfología del hongo
- Interacción con ambiente y hospedero: adhesión, interacción célula-célula, expresión antigénica
Estratificación de la pared celular fúngica
Si bien los componentes están estratificados, algunas moléculas pueden unirse covalentemente entre sí.
Luego de la membrana celular, la pared celular aparece con una delgada capa de quitina, luego una capa de polímeros β-1,3-glucanos y otra de β-1,6-glucanos, para terminar con una capa de proteínas altamente manosiladas (los mananos son la última capa). En algunos casos, los componentes más externos pueden participar en la adhesión del hongo a diferentes sustratos, como la mucosa del humano o superficies inertes
Reproducción asexual
Los hongos producen esporas asexuales de origen mitótico, lo que implica que genéticamente son todas clonales. Hay una reproducción asexual cerrada y otra abierta
Reproducción asexual cerrada
Las esporas mitóticas se mantienen protegidas dentro del esporangio, cuyas esporas se llaman esporangiosporas. Esta reproducción es típica del grupo Zygomycota, incluyendo al subgrupo Mucoromycotina.
Cuando el hongo madura, los esporangios ubicados en la región terminal de las hifas se fracturan, liberando esporangiosporas. Ej: Mucor spp
Reproducción asexual abierta
Las esporas producidas por mitosis no son protegidas por ninguna estructura y se llaman conidios (inmóviles). Hay 4 mecanismos de generación de conidios:
- Fisión binaria: el hongo se escinde en su región media, y cada célula resultante es un conidio. Ej: S. pombe
- Gemación: de una célula madre se forma una yema o célula hija llamada blastoconidio. Ej: C. albicans
- Fragmentación: una hifa de hongo filamentoso se fractura en compartimentos regulares, donde cada uno es un conidio (artroconidios). Ej: Microsporum canis
- Conidiogénesis: un filamento se diferencia en una hifa reproductiva que dará origen por gemación consecutiva a conidios, formando cadenas de estos. Ej: Aspergillus fumigatus
Reproducción sexual
Es más compleja y variada, y solo un grupo de hongos puede llevarla a cabo además de la asexual. Para esto debe haber un contacto entre individuos de la misma especie, de sexos compatibles y que el ambiente sea adecuado. Después del cruzamiento, ocurre la meiosis, cuyo resultado final son 4 esporas sexuales que genéticamente son diferentes entre ellas y a sus parentales
¿Qué reproducción prefieren los hongos?
Los hongos que se pueden reproducir sexualmente recurren más a la reproducción asexual, porque el evento sexual es más exigente. Por esto, la mayoría de hongos involucrados en una micosis se reproducen de forma asexual en el humano
¿Qué se requiere para una reproducción sexual efectiva?
El cumplimiento de los siguientes eventos:
- Plasmogamia: 2 hongos de la misma especie y sexos compatibles deben fusionarse. Es la fusión de los citoplasmas
- Cariogamia: los núcleos de ambas células deben fusionarse. Si ambos son haploides, el resultado será un núcleo diploide
- Meiosis: formación de las 4 esporas sexuales con variabilidad genética, por permutación cromosómica y crossing over
Nombres de las esporas sexuales
Las esporas sexuales resultantes pueden tener distintos nombres según sus características morfológicas. Sin embargo, generalmente adoptan el nombre del grupo taxonómico al que pertenece el hongo que se reprodujo sexualmente:
- Ascomycota: ascosporas
- Basidiomycota: basidiosporas
- Zygomycota: zigosporas
¿Cómo se protegen las esporas meióticas?
Muchas especies las protegen en estructuras especializadas llamadas cuerpos fructíferos. El cuerpo fructífero de un hongo Basidiomycota se llama basidiocarpo, al que conocemos como seta o callampa. Cada unidad de champiñón es un basidiocarpo y debajo del sombrero se pueden ver laminillas de color café distribuidas radialmente. Aquí se lleva a cabo la meiosis para originar las basidiosporas del champiñón
Digüeñe
El cuerpo fructífero de los hongos Ascomycota se llama ascocarpo. Hay distintas morfologías, por ejemplo con forma de copa o redondeado. El redondeado es un hongo comestible típico del sur de Chile, conocido como digüeñe (Cyttaria espinosae)
Identificación de hongos de interés clínico: Hongos filamentosos
- Por macromorfología (características del micelio o colonia)
- Por micromorfología (hifas, estructuras reproductivas, morfología de esporas)
- Biología molecular (PCR y Maldi-Tof), cuyo uso es limitado en estos hongos
Identificación de hongos de interés clínico: Levaduras
- El estudio macro y micromorfológico es limitado en estos hongos
- Se prefiere evaluar características bioquímicas (auxonograma, galerías API, medios cromogénicos VITEK)
- Biología molecular (PCR y Maldi-Tof)
Importancia de los hongos
- Son los principales descomponedores de materia orgánica
- Hay especies beneficiosas para las plantas superiores, formando relación mutualista, llamadas micorrizas, pero también pueden ser fitopatógenos importantes al afectar granos y frutos de interés humano
- Su metabolismo versátil permite la obtención de productos como etanol, ácidos orgánicos, enzimas, ATB, pigmentos, etc. También pueden sintetizar toxinas que afectan animales y humanos (micetismo y micotoxicosis)
- Un grupo limitado se relaciona a infecciones (micosis), pero el aumento de condiciones inmunosupresoras ha generado la emergencia de agentes importantes de micosis oportunistas
Mecanismos de patogenicidad en hongos
La mayoría son organismos de vida libre, pero algunas especies pueden establecer simbiosis parasitarias. Algunos atacan amebas, otros atrapan pequeños nemátodos por estructuras filamentosas especializadas, incluso algunos pueden infectar frutos y vegetales, y hasta infectar insectos (hormiga zombie)
Mecanismos de patogenicidad en hongos hacia humanos
Hay hongos que generan micosis en seres humanos como el Muguet o algorra en recién nacidos, provocado por levaduras de género Cándida, al igual que la dermatitis del pañal. Existen hongos pertenecientes a los Entomophtorales capaces de generar deformaciones de los tejidos.
La mayoría de las especies patógenas humanas son de fillum Zygomycota (Mucoromycotina), Ascomycota y Basidiomycota
¿De qué depende la manifestación de enfermedad por hongos?
Depende de la combinación de factores propios del hongo (mecanismos de patogenicidad), características del hospedero (edad, actividad laboral, enfermedad de base, inmunosupresión, antibioticoterapia, cirugía) y la condiciones ambientales (clima, humedad local, prótesis, manos del personal)
¿Cuáles son los 3 mecanismos de patogenicidad de hongos?
- Invasividad
- Toxicidad
- Hipersensibilidad
Factores de virulencia
Todo hongo patógeno debe poseer características biológicas, químicas y fisiológicas, a través de las cuales infringe daño al hospedero. Estas características son los factores de virulencia, y le permiten al hongo:
- Asegurar su sobrevida y proliferación en el hospedero
- Incrementar su poder de penetración e invasión
- Evadir los mecanismos defensivos del hospedero
¿La resistencia a antifúngicos es un factor de virulencia?
No se considera un factor de virulencia, porque no contribuye directamente a generar daño en el hospedero
¿Cuáles son los factores de virulencia de los hongos?
- Adhesinas
- Morfogénesis
- Secreción de enzimas líticas
- Sideróforos
- Toxinas
- Evasión de la respuesta inmune
Factores de virulencia de la invasividad
- Adhesión
- Morfogénesis
- Producción de enzimas líticas
- Sideróforos
- Cápsula
- Otros
Adhesión
Es de los factores de virulencia primordiales. Es un requisito para que ocurra infección, se da por interacciones inespecíficas y reversibles (hidrofobicidad, van der Waals), aunque rápidamente comienzan a operar interacciones moleculares específicas que involucran la presencia de adhesinas que pueden ser reconocidas por diferentes receptores
Adhesión en biopelículas
La capacidad de adhesión de un hongo puede determinar la formación de biopelículas, consistentes en una comunidad de alta complejidad, habitualmente polimicrobiana, que puede comportarse de forma muy diferente a si está aislado. Por ej, algunos hongos sensibles a antifúngicos, cuando forman biopelículas se comportan resistentes a estos fármacos
Adhesión en C. albicans
C. albicans se destaca por su capacidad para adherirse a múltiples superficies. Esto es porque en su pared celular tiene gran cantidad de adhesinas, específicamente en las paredes más externas de su pared. Hay muchos genes cuyos productos se comportan como adhesinas en C. albicans, si una mutación afecta a alguno de estos genes, este hongo disminuye su capacidad de adhesión y, por consiguiente, su virulencia
Morfogénesis
Es la capacidad de un hongo para cambiar su forma, ya sea desde una levadura a un hongo filamentoso o viceversa. Con esto el hongo puede:
1. Mejorar su adhesión al hospedero
2. Mejorar su invasividad
3. Diseminarse más fácilmente
4. Evadir respuesta inmune (por resistencia a fagocitosis)
La morfogénesis en C. albicans se relaciona con su patogenicidad
Candidiasis sistémica
Hay un control estricto de la expresión génica asociada a la filamentación en C. albicans, lo que le permite crecer como una levadura sobre mucosas del hospedero cuando está en estado comensal, pero con la filamentación puede invadir la mucosa y acceder al torrente sanguíneo (candidemia), donde podrá diseminarse nuevamente en estado de levadura para infectar órganos profundos (hígado, riñón, páncreas) por medio de una nueva filamentación con la que pueda invadir estos tejidos
Producción de enzimas líticas
Es propia de todos los hongos y facilitan su nutrición. Los hongos patógenos secretan estas enzimas, provocando destrucción del tejido del hospedero. Además de provocar daño tisular, favorecen la adhesión y la invasividad, e incrementan la permeabilidad vascular
Ejemplos de enzimas líticas
- Fosfolipasas (PL): Candida spp, C. neoformans
- Lipasas: Malassezia spp. Permite alimentarse de lípidos y ácidos grasos
- Fosfatasas: Sporothrix schenkii, Candida parapsilosis
- Oxidorreductasas: Aspergillus fumigatus
- Fenol-oxidasas: C. neoformans
- Queratinasas: Trichophyton rubrum. Usadas por hongos que afectan uñas, pelo y piel, como los dermatofitos, que causan dermatofitosis (pie de atleta)
Sideróforos
Son moléculas que pueden competir con minerales escasos en el hospedero, como el hierro.
Ej: A. fumigatus, Rhizopus spp, H. capsulatum, C. albicans, S. schenckii, Trichophyton spp, Penicillium spp
Cápsula
Capa externa de naturaleza polisacárida. No todos los hongos poseen cápsula, pero los que sí la tienen pueden evadir la respuesta inmune con ella. Ej: C. neoformans
Otros factores de virulencia involucrados en invasividad
- Parasitismo intracelular: capacidad de crecer intracelularmente. Ej: H. capsulatum
- Termotolerancia: H. capsulatum, S. schenkii
- Melanina: interfiere con la respuesta inmune. Ej: Exophiala dermatiditis, A. fumigatus
Toxicidad
Aquí, moléculas sintetizadas por los hongos tienen un efecto citotóxico sobre las células del hospedero. Se reconocen 2 tipos de enfermedades debidas a estas moléculas:
- Micotoxicosis: hongos microscópicos
- Micetismo: hongos macroscópicos
Micotoxicosis
Intoxicación por consumo de alimentos contaminados con micotoxinas de hongos filamentosos.
Aflatoxicosis: micotoxicosis causada por aflatoxinas producidas por hongos Aspergillus y Penicillium. El daño se produce por inhibición de la síntesis de DNA en el hospedero
Micetismo
Envenenamiento por consumo de setas venenosas.
Un ejemplo de seta es Amanita phalloides, especie productora de toxinas protoplasmáticas (ciclopéptidos azufrados) que puede confundirse con Amanitas blancas comestibles, cuyo consumo genera intoxicación faloidina (presenta síntomas tardíos, 10-48h post consumo): malestar general, vómitos, cólicos, sudoración fría y sed, hasta generar lesiones multiorgánicas principalmente en hígado y riñón
Hipersensibilidad
El daño se da por respuesta exagerada o inadecuada del propio sistema inmune frente a algunos antígenos fúngicos. La manifestación menos severa son las alergias, ya sea por inhalación o ingesta; entre las especies más alergénicas están: Alternaria, Aspergillus y dermatofitos. Estos últimos pueden generar hipersensibilidad a distancia (IDES), es decir, la manifestación cutánea ocurre lejos de la región en que crece el hongo
Reacciones alérgicas por hipersensibilidad
- Erupciones cutáneas: por procesos superficiales y profundos a distancia (dermatofitidis, candidiasis)
- Síntomas respiratorios: asma y rinitis
- Otros: alergias alimentarias o reacciones anómalas secundarias a la ingesta, contacto o inhalación de hongos
Particularidad de Alternaria alternata
Alternaria alternata es el agente causal más importante de alergias respiratorias a nivel mundial
¿Por qué es importante identificar los factores de virulencia en hongos?
Es esencial para identificar potenciales nuevos blancos de tto terapéutico efectivo, ya que actualmente no hay un gran repertorio de ttos farmacológicos para estas enfermedades
Dx micológico
Siempre debe sospecharse ante un cuadro clínico en que la sintomatología y la posible etiología orienten a micosis. Es ideal que se realice un estudio de susceptibilidad antifúngica “in vitro” para ver el comportamiento de hongos frente a antifúngicos, siendo relevante dada la resistencia que algunos presentan
Etapas del dx micológico
- Sospecha clínica
- Toma y transporte de muestras clínicas
- Examen micológico (microscópico directo, cultivo-identificación)
Otros: inmunodiagnóstico, histopatología, biología molecular
Sospecha clínica
Tiene directa relación con la ocupación, hábitat del px, signos y síntomas
Toma y transporte de muestras clínicas
Cuando se trata de micosis superficiales, las muestras pueden ser:
- Escamas: pitiriasis versicolor, dermatitis seborreica, foliculitis o tiña negra
- Pelos, vellos: piedra negra, piedra blanca
Examen microscópico directo
Es un examen que se hace en tiempo real y que no toma más de 10 min. Es sencillo, rápido y barato, que permite observar características morfológicas específicas, además de la estructura de piel y uñas. Gracias a esto se puede hacer un informe rápido al clínico para el pronto inicio de un tto empírico y es importante en la evidencia de la infección. Se debe estar atento ante cultivos negativos con exámenes directos positivos
Cultivo e identificación
Es uno de los métodos más utilizados, pero es lento; en levaduras se puede obtener el dx en 24-48 h, en hongos filamentosos demora de 5 días a 2 meses.
El cultivo permite la identificación de la especie, obtener el perfil de susceptibilidad antifúngica y la caracterización genotípica
Medios de cultivo para hongos
- Básico:
- - Agar Sabouraud-Glucosa (ASG): es el más utilizado
- - Agar extracto de malta
- - Agar papa dextrosa - Selectivo
- - ASG + cloranfenicol (CAF): el CAF inhibe bacterias
- - ASG + CAF + cicloheximida: esta última inhibe contaminantes ambientales - Indicador: CHROMagar
CHROMagar Candida
Es de gran utilidad, porque la mayoría de levaduras son blancas, con algunas excepciones, y este medio de cultivo otorga una coloración específica para las 3 o 4 levaduras más prevalentes en candidiasis vaginal (C. albicans verde; C. tropicalis azul; C. parapsilosis blanca; C. glabrata rosado; C. krusei rosado rugoso)
Cultivo de hongos filamentosos
A diferencia de las levaduras, los hongos filamentosos crecen con un aspecto aterciopelado o algodonoso, pero con coloración (son más variados que las levaduras), por lo que no requieren CHROMagar
Identificación
- Hongos filamentosos -> Usar morfología
2. Levaduras -> Usar fisiología (se usan azúcares o sustratos deshidratados)
Identificación de levaduras
La identificación morfológica no es muy viable porque entre ellas son todas muy similares (todas medias blancas), por lo que se usan otros métodos como galerías API candida y API ID32C, donde en la primera se evalúa cambio de color y en la segunda turbidez.
El CHROMagar Candida permite identificar levaduras según color. De todas formas, se debe sí o sí realizar identificación por fisiología, independiente de la técnica escogida para evaluarla
Identificación de hongos filamentosos
Se lleva a cabo visualizando primero la morfología macroscópica (el color, la textura). Luego, en la microscopía, se observa la formación de las conidias: si las hifas son o no septadas, forma y tamaño.
Si el hongo se desarma, se puede recurrir al método de Rider, que consiste en dejar crecer el hongo en un trozo de agar y taparlo con un cubreobjetos, para que crezca pegado a este y conserve su arquitectura normal
Estudio micológico no convencional
Complementa al convencional:
- Estudio histopatológico: se usan tinciones para obtener información sobre las hifas, como su tamaño, ramificación, tipo, si es septada o no. Puede reconocerse el grupo de hongo al que pertenece, pero NO establecer el agente exacto
- Inmunodiagnóstico: identificación en base a Ag y Ac de los patógenos. No es suficiente por sí solo, se necesita de un cultivo
- Técnicas de biología molecular: como PCR convencional o en tiempo real. Permite identificar con certeza, a nivel especie, el agente patógeno
