Chaetomium globosum es un miembro mesófilo conocidode lafamilia de los mohos Chaetomiaceae . Es un hongo saprofito que reside principalmente en plantas, suelo, paja y estiércol. El C. globosum endófito ayuda a la descomposición de celulosa de las células vegetales. [1] Se encuentran en hábitats que van desde plantas forestales hasta suelos de montaña en varios biomas. [2] [3] [4] Las colonias de C. globosum también se pueden encontrar en interiores y en productos de madera. [5] [6]
Los Chaetomium globosum son alérgenos humanos y agentes oportunistas de micosis ungueales e infecciones neurológicas. Sin embargo, estas enfermedades se producen en tasas bajas. [6] [7]
Al igual que la mayoría de las especies de Chaetomium , C. globosum descompone las células vegetales mediante la actividad de la celulasa hifal. [8] Aunque se sabe que causan podredumbre blanda en lugar de podredumbre parda, la descomposición de las plantas de C. globosum deja residuos de lignina . [8] Pueden descomponer una variedad de tipos de madera, como el álamo y el pino, e incluso cambiar el color del papel y los libros. [8] La actividad de la celulasa de C. globosum funciona mejor a temperaturas que oscilan entre 25 y 32 grados Celsius y es estimulada por nitrógeno y biotina . La celulasa es inhibida por el malonato de etilo. [4]
Al igual que muchas especies de hongos, C. globosum obtiene su energía de fuentes de carbono como la glucosa, el manitol y la fructosa. [4] La fructosa suele digerirse fuera de las hifas mediante la actividad de la fructoquinasa, mientras que la glucosa entra en la célula sin digerir para el metabolismo celular . Aunque la glucosa es la fuente de carbono preferida, el crecimiento del micelio de C. globosum se produce a un ritmo mayor cuando se trata con acetato en lugar de glucosa. Los carbohidratos también se pueden almacenar dentro del hongo como reservas energéticas de glucógeno y trehalosa . [4]
La esporulación sexual homotálica de C. globosum produce ascosporas planas con forma de limón dentro de ascomas claviformes. La apariencia de los cuerpos fructíferos de C. globosum es similar a los picnidios del género Pyrenochaeta . [9] Los ascomas fructifican de manera óptima a temperaturas que oscilan entre 18 y 20 grados Celsius y desarrollan ascos con 8 ascosporas cada uno. [10] Condiciones adicionales como pH neutro, niveles moderados de dióxido de carbono , la presencia de iones de calcio y medios de azúcar soluble también ayudan en el desarrollo de cuerpos fructíferos. [4] Los medios de azúcar soluble consisten en glucosa, maltosa , sacarosa y celulosa.
La esporulación ocurre preferiblemente en la oscuridad y a altas temperaturas alrededor de 26 grados Celsius. [4] La presencia de celulosa también es crucial para la esporulación. Las ascosporas lisas son inicialmente de color rojo, sin embargo, al madurar, tanto el cuerpo fructífero como las ascosporas son dematiáceos . [3] [11] También se pueden ver peritecios oscuros con pelos radiales no ramificados. [10] Los peritecios de C. globosum son similares en apariencia a las especies relacionadas de Chaetomium elatum , sin embargo, este último se distingue por sus pelos periteciales ramificados. [11] Las ascosporas de C. globosum pueden soportar temperaturas ligeramente superiores a las óptimas, sin embargo, las temperaturas que exceden su punto de muerte térmica de 55 grados Celsius, son letales para las esporas. [1]
Las ascosporas germinan liberando vesículas globosas de sus poros germinativos apicales que luego se convierten en tubos germinativos. Los tubos germinativos luego crecen hasta convertirse en hifas septadas hialinas. [10] El crecimiento irregular filamentoso de las hifas permite que la colonia se extienda y se desarrolle en un micelio aéreo pálido. [11] [12] El crecimiento de las hifas aumenta el diámetro de la colonia de hongos, que a menudo es un parámetro para el crecimiento de los hongos. [1] Según Domsch et al., las especies de C. globosum son colonias de rápido crecimiento y pueden crecer hasta 5,5 cm de diámetro en un período de 10 días. [4] La germinación de las ascosporas puede ser inhibida por taninos y especies de Streptomyces . Por otro lado, la germinación es estimulada por la glucosa. La privación de glucosa puede resultar en niveles reducidos de germinación. [1] [4]
Chaetomium globosum se puede encontrar comúnmente contaminando edificios húmedos en América del Norte y Europa. [13] Aproximadamente el 10-30% de los hogares norteamericanos contienen mohos inducidos por la humedad. [6] Esto plantea un problema de salud debido a la naturaleza alérgica de estos hongos. [8] Tanto las hifas de C. globosum como las esporas contienen antígenos como Chg45, para inducir la producción de anticuerpos IgE e IgG en individuos alérgicos. Aunque el aumento de IgE es transitorio, los niveles elevados de IgG persisten en el suero. [6] Esto puede provocar asma no atópica, sinusitis y enfermedades respiratorias en los residentes de edificios contaminados. [6] [13] Estos inicios alérgicos se pueden prevenir con el uso de clorato de potasio en los materiales de construcción. El clorato , tóxico para muchas cepas de hongos, interrumpe la reducción de nitrato en los hongos mediante el uso de nitrato reductasa fúngica para producir el clorito tóxico. Aunque no está claro si C. globosum contiene nitrato reductasa, el clorato sigue siendo una toxina bien conocida de C. globosum . Sin embargo, aunque el clorato suprime la formación de peritecios, no afecta el crecimiento de las hifas ni la esporulación. [8]
Las colonias de Chaetomium globosum son alérgenos potenciales y, cuando residen en edificios húmedos, suelen ser los agentes causales de la mala calidad del aire interior. [8] [12] Las colonias se pueden detectar en la madera húmeda de los edificios y también en las baldosas. Aunque las esporas no suelen detectarse en el aire, la inhalación puede provocar una reacción alérgica y enfermedades respiratorias. [8] [14] [13]
Aunque C. globosum es un saprofito , puede causar onicomicosis humana oportunista e infecciones cutáneas. Estas especies no dermatofíticas son responsables de un pequeño porcentaje de casos de onicomicosis. [12] No obstante, esta patología es poco común en humanos. El primer caso conocido de onicomicosis por C. globosum apareció en Corea, donde el paciente desarrolló hiperqueratosis en las uñas. Los síntomas de la enfermedad se curaron con un tratamiento antimicótico con terbinafina y amorolfina. [7] La anfotericina B es ineficaz contra las especies patógenas del género Chaetomium. [15]
Las infecciones cerebrales y pulmonares causadas por especies de Chaetomium no son infrecuentes. Se sabe que causan micosis superficiales en pacientes inmunodeprimidos. [12] C. globosum puede inducir petequias y lesiones cutáneas, así como feohifomicosis y absceso cerebral. Estas últimas enfermedades son muy raras. [15] En un caso, un paciente inmunodeprimido con trasplante renal desarrolló un absceso cerebral fatal debido a una infección por C. globosum . No estaba claro cómo se diseminó la cepa al cerebro. [16] Para identificar el patógeno, se trató el tejido infectado con KOH. El resultado mostró hifas oscuras septadas, características de C. globosum . [15]
Chaetomium globosum produce emodinas , crisofanoles , quetoglobosinas A, B, CD, E y F, así como quetomina y las azafilonas, quetoviridinas. La quetomina induce toxicidad en mamíferos y bacterias gram positivas. [4] [17] Esto permite que las plantas infectadas con C. globosum resistan las enfermedades bacterianas. Las micotoxinas de citocalasina , quetoglobosinas A y C, alteran la división celular y el movimiento en las células de mamíferos. Estas citocalasinas se unen a la actina y afectan la polimerización de la actina. De hecho, la quetoglobosina A es altamente tóxica en las células animales, incluso en dosis mínimas. [14]
Las micotoxinas benefician a las colonias de C. globosum al favorecer su crecimiento. Esto suele ocurrir a un pH neutro, cuando las micotoxinas se producen en niveles óptimos. [7] [14]
Se sabe que las quetoviridinas micotóxicas suprimen la formación de tumores en ratones tratados con C. globosum . [18] Su actividad citotóxica altera las células cancerosas. [17] [19] Comprender el papel de dichas micotoxinas podría conducir a nuevas aplicaciones farmacológicas. [18]
Chaetomium globosum es endofítico para muchas plantas. Su colonización asintomática apoya la tolerancia de las plantas a la toxicidad de los metales. [20] Los metales pesados como el cobre, suprimen el crecimiento de las plantas y alteran los procesos metabólicos, por ejemplo, la fotosíntesis. Cuando las plantas de maíz se trataron con C. globosum , expresaron menos inhibición del crecimiento y aumentaron la biomasa. [20] También se sabe que C. globosum reside en plantas de Ginkgo biloba . [17] Estas plantas utilizan este hongo endofítico para suprimir los patógenos bacterianos. De hecho, la inoculación de ascosporas reduce los síntomas de enfermedades bacterianas como el marchitamiento, las costras del manzano y el tizón de las semillas en las plantas tratadas. [21] La mejora de la tolerancia al estrés de las plantas y la defensa microbiana hace que la aplicación de C. globosum sea beneficiosa para el uso agrícola. [20]