MICOSI OPPORTUNISTICHE: CANDIDA ALBICANS ASPERGILLUS SPP GIOVANNI DI BONAVENTURA, BSC, PHD

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MICOSI OPPORTUNISTICHE:
Candida albicans
Aspergillus spp

     Giovanni Di Bonaventura, BSc, PhD
MICOSI OPPORTUNISTICHE
Caratteristiche generali
 AGENTI EZIOLOGICI
  apatogeni nell’ospite sano
     Saprofiti in natura
     Componenti della normale flora commensale umana
 CONDIZIONI PREDISPONENTI
  Fisiologiche (gravidanza, età avanzata)
  Eventi traumatici (lesioni, occlusioni)
  Difetti immunità cellulo-mediata (linfociti T, macrofagi)
  Immunosoppressione
     Fattori iatrogeni (contraccettivi orali, antibiotici, steroidi,
      chemioterapia, cateteri)
     Fattori intrinseci (situazioni organiche preesistenti): AIDS,
      ematopatie, diabete mellito, endocrinopatie, ustioni
MICOSI OPPORTUNISTICHE
 Candidiasi (Candida spp)
 Aspergillosi (Aspergillus spp)
 Criptococcosi (Cryptococcus neoformans)
 Zigomicosi (Zygomices spp)
 Altre: tricosporonosi (Trichosporon spp),
 fusariosi (Fusarium spp), penicillosi
 (Penicillium spp)

**QUALSIASI fungo presente in natura potrebbe,
  in teoria, causare micosi opportunistiche **
CANDIDIASI
 Micosi opportunistica a più alta prevalenza nel mondo
 Eziologia: Candida spp. (non solamente C. albicans)
 Infezioni endogene
   – Spettro variabile: da infezioni superficiali (cutanee) a gravi
     infezioni sistemiche
 80% popolazione sana colonizzata a livello cutaneo e
  mucosale (vaginale, orale, gastrointestinale, rettale)
 Immunità innata vs Candida
   – Immunità umorale: bassi titoli anticorpali vs Ag glicoproteici
     parietali. Scarso (incerto) significato protettivo.
   – Immunità cellulare vs candidiasi mucocutanee; neutrofili vs
     candidiasi invasive
Candidiasi
CANDIDA SPP COMUNEMENTE ISOLATE

C. albicans
 C. tropicalis
 C. kefyr
 C. parapsilosis    Candida non-albicans
                     (come C. albicans,
 C. glabrata
                     fanno parte della
 C. krusei
                     normale flora
 C. guillermondii   microbica dell’uomo)
 C. lusitaniae
Candida spp
MORFOLOGIA
 Fungi Imperfecti
 Caratteri microscopici:
   – Cellule lievitiformi gemmanti (blastospore; le
     uniche in C. glabrata)
   – Pseudoife (abbondante pseudomicelio)
   – Candida albicans
        • clamidospore (anche in C. dubliniensis)
        • tubulo germinativo: 37°C in presenza di
          siero (anche in C. dubliniensis)
        • cresce a 42°C (a differenza di C. dubliniensis)
        • ife “vere” settate (37°C, pH neutro)
 Caratteri macroscopici:
   – Colonie cremose, bianche (37°C, Sabouraud
     Dextrose Agar - SDA)
   – Evidenziazione di pseudomicelio con alone
     opaco e sfrangiato (terreni nutritivi poveri,
     25°C)
Candida albicans - morfologia
Candida albicans
PATOGENICITA’
 Adesività (e produzione di biofilm)
   – tubulo germinativo più adesivo delle cellule lievitiformi
   – colonizzazione di superfici biotiche (mucose) per mezzo di
     adesine
   – colonizzazione di superfici abiotiche (superfici protesiche) con
     formazione di biofilm
 Produzione di enzimi extracellulari (danneggiano la
  membrana della cellula ospite):
   – Proteasi, fosfolipasi
 Produzione di micotossine
 Induzione di una intensa risposta immunitaria
   – responsabile di molte manifestazioni cliniche delle candidiasi
   – nella candidosi mucocutanea si assiste ad una depressione della
     risposta immune cellulo-mediata, probabilmente ad opera di
     frammenti di mannano rilasciati in circolo da Candida
CANDIDIASI
 Manifestazioni cliniche-I
 Infezioni CUTANEE
  – meno frequenti di quelle
    mucosali
  – localizzate in sedi cutanee
    caldo-umide (ascellari, inguinali)
  – mimano le infezioni causate
    dai Dermatofiti
      •   cute (intertrigine del lattante)
      •   unghia (paronìchia, onicomicosi)
CANDIDIASI
Manifestazioni cliniche-II
       Infezioni MUCOSE (MUCO-CUTANEE)
    –     Mucosa orale:
         •   stomatite (+ glossite)
         •   mughetto (neonato, adulto debilitato)
    –     Mucosa esofagea:
         •   Candidosi esofagea (neonati, HIV, diabetici, terapia antibiotica
             prolungata; si presenta con disfagia, dolore retrosternale)
    –     Mucosa genitale:
         •   vulvo-vaginite (eritema su mucosa vaginale e genitali esterni,
             leucorrea)
         •   balanite (infiammazione della testa del glande, prurito e bruciore
             intensi)
    –     Candidosi mucocutanea cronica (CMC):
         •   infezioni croniche superficiali (cute, unghia, orofaringe) resistenti
             alla terapia
         •   spesso associate a timoma ed a condizioni sottostanti
             (ipotiroidismo, iposurrenalismo, ipoparatiroidismo)
CANDIDOSI DEL CAVO ORALE



CANDIDIASI
Manifestazioni cliniche-III
 Infezioni DISSEMINATE (SISTEMICHE)
 Nell’ospite immunocompromesso (neutropenia)
   Candida raggiunge la via ematogena
   dall’orofaringe o dal tratto gastrointestinale
   attraverso lesioni della mucosa:
  –   Peritonite                –   Epatosplenica
  –   Polmonite                 –   Endoftalmite
  –   Cistite                   –   Artrite
  –   Pielonefrite
                                –   Osteomielite
  –   Endocardite
                                –   Meningite
  –   Miocardite
PATOGENESI DELLE CANDIDOSI
   DISSEMINATE
Il passaggio da una candidosi muco-cutanea ad una infezione disseminata prevede:
 1. Adesione delle blastocellule alla mucosa
 2. Proliferazione e produzione del tubo germinativo
 3. Produzione di acidi carbossilici a catena corta (piruvato, acetato) quali sottoprodotti
    del metabolismo degli zuccheri. L’acidificazione dell’ambiente causa irritazione
    della mucosa ed attivazione delle proteasi fungine
    attive sulle IgA secretorie protettive la mucosa
 4. Perforazione della membrana basale dell'epitelio
    (favorita dalla reazione infiammatoria tissutale e
    dalla liberazione di fattori di diffusione quali
    fosfolipasi e proteasi)
 5. Adesione pseudoifale ai coaguli fibrinosi ed alle
    cellule endoteliali
 6. Disseminazione sistemica mediante il circolo
    ematico e linfatico
 7. Rilascio di mannani dotati di attività
    immunosoppressiva ed in grado di interferire con
    la presentazione antigenica ai monociti
CANDIDIASI
Diagnosi
 Campioni
   – frammenti di cute/unghie, tamponi (forme cutanee)
   – escreato, urine, biopsie, sangue, liquor (forme sistemiche)
 Esame microscopico diretto
   – cellule lievitiformi, pseudoife
 Coltura
   – colonie cremose, opache, bianche su SDA (37°C)
                                                 (37 C)
   – pseudomicelio nell’agar (alone opaco-sfrangiato a 25°C)

identificazione di C. albicans:
    – test di filamentazione (produzione tubuli germinativi): entro 2-3 h, a 37°C,
      in presenza di siero
    – clamidospore (anche in C. dubliniensis)
    – ife “vere” settate (37°C, pH neutro)
    – switch coloniale tra varianti fenotipiche (possible fattore di virulenza;
      osservato in episodi di vaginiti ricorrenti)
    – identificazione biochimica (comunemente impiegata per C. non-albicans)
C. albicans
Caratteri micro
          microscopici

                                        Clamidospore (esame microscopico a fresco)

 Blastoconidi e pseudoife in essudato
 vaginale (colorazione di Gram )

                                          Formazione del tubulo germinativo
                                          (esame microscopico a fresco)
C. albicans
Caratteri macro
          macroscopici
                B

                               a-b) colonie di C. albicans
                               cresciute su Sabouraud
                               Dextrose agar

                         pseudomicelio
C. albicans
colonie: varianti fenotipiche
                            B

    Varianti fenotipiche con ife
                                   Varianti fenotipiche a cervello

 Varianti fenotipiche ad anello    Varianti fenotipiche a stella
Candida spp
identificazione di specie: tests biochimici
                 B
Candida spp
identificazione di specie: tests fenotipici
                 B
CANDIDIASI
Diagnosi
 Sierologia (non usata di routine)
  – ELISA, IF, agglutinazione al latice per la ricerca di:
      • Ag mannanico parietale circolante
      • Ag citoplasmatici (enolasi, 48 kDa)
   – ricerca anticorpale non utile ai fini diagnostici
CANDIDIASI
Terapia
 CUTANEA, MUCOCUTANEA
Terapia ad uso topico (ketoconazolo, miconazolo, nistatina)
Buona risposta clinica, eccetto per l’onicomicosi
 SISTEMICA
Amfotericina B (+ 5-fluorocitosina) (fungicida ma associata
  a rilevante tossicità)
Fluconazolo, itraconazolo (scarsa tossicità, ma fungistatici e
  quindi associati a recidive post-terapia)
 MUCOCUTANEA CRONICA
Amfotericina B, fluconazolo, itraconazolo
Nel paziente immunocompromesso, i migliori risultati si
  ottengono dopo aver corretto le condizioni sottostanti la
  immunocompromissione
Aspergillosi
ASPERGILLOSI
 Caratteristiche generali
 Eziologia: appartengono al genere Aspergillus
  oltre 900 specie, di cui solo 5 patogene per
  l’uomo:
  – A. fumigatus (90%)
  – A. flavus, A. niger, A. nidulans, A. terreus
 Reservoir naturale: aria, terreno
 Infezioni esogene
 Ampio spettro di manifestazioni cliniche
 Spesso l’infezione viene rilevata soltanto in
  sede autoptica
Aspergillus spp
 MORFOLOGIA
 Caratteristiche microscopiche:
   – ife settate (ramificazioni dicotomiche),
     vescicole, metulae, fialidi, (micro)conidi
   – caratteri morfologici (conidi, fialidi,
     vescicola) con valenza identificativa
 Caratteristiche macroscopiche:
   – Colonie con aspetto “polveroso”
   – colore colonia (spore) specie-specifico:
       •   A. niger: nero
       •   A. fumigatus: grigio-verdastro
       •   A. flavus: giallo
       •   A. versicolor: verde-rosa-giallo
Aspergillus spp
Caratteristiche microscopiche

Aspergillus flavus
                     Aspergillus fumigatus
Aspergillus spp
Caratteristiche macroscopiche

      A. niger        A. flavus

     A. fumigatus
ASPERGILLOSI
Patogenesi e sindromi cliniche - I
I. Aspergillosi allergica
Inalazione di spore  Reazioni di ipersensibilità
1.   Asma
2. Broncopolmonite allergica (dispnea, bronchiectasie,
     fibrosi di segmenti polmonari)
II. Aspergillosi locale non invasiva
Inalazione di spore  Colonizzazione micotica (di cavità
     preesistenti) senza invasione dei tessuti contigui
1.   Aspergilloma (polmone, seni paranasali)
2. Otomicosi (A. niger)
3. Onicomicosi
4. Infezioni oculari (congiuntivale, corneale, intraoculare)
Aspergillosi polmonare non invasiva
Aspergilloma
ASPERGILLOSI
Patogenesi e sindromi cliniche - II
III. Aspergillosi invasiva
 Diffusione dalla sede primitiva di infezione ai tessuti
    circostanti  invasione ifale dei vasi (trombi, infarti,
    emorragie). Elevata mortalità.
1.  Polmonare (forma invasiva primaria)
2. Disseminata (gastrointestinale, cervello, fegato, rene,
    cute, occhio)
IV. Micotossicosi
Ingestione di prodotti (derrate per allevamento)
    contaminati con tossine prodotte da Aspergillus spp.:
      aflatossine (immunosoppressorie, epatocancerogene),
      gliotossine (inibiscono fagocitosi, pro-apoptotiche)
ASP. POLM. INV.
 Patogenesi
A, Inalazione dei conidi (2.5-3 µm) e loro
localizzazione intra-alveolare. B,
Agglutinazione dei conidi mediata da
surfattanti SP-A / SP-D e conseguente
fagocitosi da parte dei macrofagi alveolari
polmonari. C, Interazione dei conidi con
fibrinogeno mediante recettore. D, Conidi
producono proteasi (serina-proteasi) che
rompono le tight-junctions con
conseguente migrazione intra-epiteliale
verso la membrana basale. E, Ancoraggio
conidiale alla membrana basale mediante
interazione con recettori per laminina,
fibronectina e collagene. F, Conidi
producono elastasi e fosfolipasi che
rompono la membrana basale
promuovendo la transmigrazione nel
parenchima polmonare. G,
Trasformazione dei conidi in ife
(produzione di gliotossine a funzione
antifagocitaria) con tropismo per i vasi
sanguigni con angioinvasione che porta
ad alterato flusso sanguigno causando
necrosi ischemica.
Aspergillosi invasiva
ASPERGILLOSI
Diagnosi
 Campioni: sputo, BAL, biopsie (polmonari)
 Esame microscopico:
  – diretto, per evidenziare: ife settate e conidi (sputo,
    BAL), ife intravascolari (tessuto)
  – previa colorazione (ematossilina/eosina, Gomori)
 Coltura: SDA (senza cycloheximide)
  (deve essere isolato da almeno 2 colture !)
 Sierologia
  Allergia (ricerca di specifiche IgE in RAST-siero)
  Infezione invasiva (ricerca di Ag galattomannano
  mediante ELISA su siero)
ASPERGILLOSI
Terapia
 ALLERGICA:
   – Corticosteroidi (in immunocompetenti)
 ASPERGILLOMA (se sintomatica):
   – terapia chirurgica
   – amfotericina B
 INFEZIONI LOCALI, SUPERFICIALI:
   – Nistatina ad uso topico (otomicosi)
 INFEZIONI INVASIVE:
   – terapia chirurgica
   – amfotericina B (+ 5-fluorocitosina), itraconazolo
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