Aspergillus terreus , también conocido como Aspergillus terrestris , es un hongo (moho) que se encuentra en todo el mundo en el suelo. Aunque hasta hace poco se pensaba que era estrictamente asexual, ahora se sabe que A. terreus es capaz de reproducirse sexualmente. [2] Este hongo saprotrófico prevalece en climas más cálidos, como las regiones tropicales y subtropicales. [3] Además de estar ubicado en el suelo, A. terreus también se ha encontrado en hábitats como la vegetación en descomposición y el polvo. [4] A. terreus se usa comúnmente en la industria para producir ácidos orgánicos importantes, como el ácido itacónico y el ácido cis -aconítico, así como enzimas, como la xilanasa . [3] También fue la fuente inicial del fármaco mevinolina ( lovastatina ), un fármaco para reducir el colesterol sérico.
El Aspergillus terreus puede causar infecciones oportunistas en personas con sistemas inmunológicos deficientes. Es relativamente resistente a la anfotericina B , un fármaco antimicótico común. [5] El Aspergillus terreus también produce ácido aspártico y 6-hidroximeleína , inhibidores del desarrollo del polen en Arabidopsis thaliana . [6]
En 2023, científicos australianos descubrieron la capacidad de A. terreus para descomponer completamente el plástico de polipropileno en 140 días. [7]
El Aspergillus terreus es de color marrón y se oscurece a medida que envejece en los medios de cultivo. [3] [8] En el medio de cultivo Czapek o agar con extracto de malta (MEA) a 25 °C (77 °F), las colonias tienen las condiciones para crecer rápidamente y tener paredes lisas. En algunos casos, pueden volverse floculentas, logrando mechones suaves similares a pelos. [9] Las colonias en agar con extracto de malta crecen más rápido y esporulan más densamente que en muchos otros medios. [8]
Aspergillus terreus tiene cabezas conidiales compactas, biseriadas y densamente columnares, que alcanzan 500 × 30–50 μm de diámetro. Los conidióforos de A. terreus son lisos e hialinos hasta 100–250 × 4–6 μm de diámetro. Los conidios de A. terreus son pequeños, de alrededor de 2 μm de diámetro, globosos, de paredes lisas y pueden variar de amarillo claro a hialinos. [10] Única de esta especie es la producción de aleurioconidios, esporas asexuales producidas directamente en las hifas que son más grandes que los fialoconidios (p. ej., 6–7 μm de diámetro). Esta estructura podría influir en la forma en que A. terreus se presenta clínicamente, ya que puede inducir respuestas inflamatorias elevadas. [4] [11] [12]
Este hongo se distingue fácilmente de las otras especies de Aspergillus por la coloración marrón canela de sus colonias y la producción de aleurioconidios. A. terreus es una especie termotolerante, ya que tiene un crecimiento óptimo en temperaturas entre 35 y 40 °C (95 y 104 °F) y un crecimiento máximo entre 45 y 48 °C (113 y 118 °F). [13]
Aspergillus terreus , al igual que otras especies de Aspergillus , produce esporas que se dispersan eficientemente en el aire en un rango de distancias. [14] [15] La morfología de este hongo proporciona una forma accesible para que las esporas se dispersen globalmente en la corriente de aire. [16] La elevación de la cabeza esporulante sobre un tallo largo por encima de la superficie de crecimiento puede facilitar la dispersión de esporas a través del aire. [17] Normalmente, las esporas en los hongos se descargan en el aire quieto, pero en A. terreus , resuelve este problema con un tallo largo y permite que las esporas se descarguen en corrientes de aire como el viento. [18] A su vez, A. terreus tiene una mejor oportunidad de dispersar sus esporas en una vasta geografía, lo que posteriormente explica la prevalencia mundial del hongo.
A pesar de que A. terreus se encuentra en todo el mundo en suelos cálidos y cultivables, se ha localizado en muchos hábitats diferentes, como el compost y el polvo. [3] Finalmente, las esporas fúngicas dispersas entran en contacto con material líquido o sólido y se depositan en él, pero solo cuando las condiciones son adecuadas las esporas germinan. Una de las condiciones importantes para el hongo es el nivel de humedad presente en el material. Se ha informado que la actividad de agua más baja (A w ) capaz de soportar el crecimiento del hongo es 0,78. [4] La tolerancia a condiciones de A w relativamente bajas puede explicar, en parte, la naturaleza ubicua de esta especie dada su capacidad para crecer en una amplia gama de lugares. [15] El suelo de las plantas en macetas es un hábitat común que sustenta el crecimiento de A. terreus , y los suelos colonizados pueden ser reservorios importantes de infección nosocomial . [19] Otros hábitats incluyen algodón, granos y vegetación en descomposición. [4]
La Iniciativa del Genoma Fúngico Amplio, financiada por el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas, llevó a cabo la secuenciación de A. terreus en 2006. El resultado fue una cobertura de secuencia genómica de 11,05 ×. A. terreus contiene entre 30 y 35 Mbp y aproximadamente 10 000 genes codificadores de proteínas. [12] [20] La identificación de los determinantes de virulencia dentro del genoma de A. terreus puede facilitar el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades relacionadas con A. terreus . Además, debido a que A. terreus es resistente al fármaco antimicótico común anfotericina B, los mecanismos subyacentes a su resistencia pueden entenderse mejor mediante una investigación a nivel del genoma. [12] [21]
El gen de la policétido sintasa atX produce ácido 6-metilsalicílico en A. terreus . [22] [23]
Aspergillus terreus no causa infecciones oportunistas en animales y seres humanos tan frecuentemente como otras especies de Aspergillus . Sin embargo, la incidencia de la infección por A. terreus está aumentando más rápidamente que con cualquier otro Aspergillus y por esta razón se lo considera un agente infeccioso emergente. [24]
Como patógeno oportunista, es capaz de causar infecciones tanto sistémicas como superficiales. [25] La inhalación de esporas de hongos, que viajan a lo largo del tracto respiratorio, causa la infección respiratoria típica. También pueden ocurrir otras infecciones, como la onicomicosis y la otomicosis . [25] [26] A. terreus tiene la capacidad de causar efectos graves en pacientes inmunodeprimidos que carecen de células inmunes específicas. En concreto, la neutropenia prolongada predispone a los humanos y a los animales a esta enfermedad fúngica. [17] [24]
El Aspergillus terreus no tiene ninguna adaptación en términos de cambiar su estructura física cuando infecta a un huésped humano o animal. El hongo continúa creciendo como los filamentos característicos de las hifas. Otros hongos patógenos generalmente cambian a una etapa de crecimiento diferente, la conversión de micelio a levadura, para adaptarse mejor a su nuevo entorno. Este proceso no ocurre en A. terreus . [17]
Durante décadas, A. terreus se ha utilizado en la agricultura como un medio para controlar los hongos patógenos que destruyen los cultivos. Sin embargo, a finales de la década de 1980, los investigadores describieron a A. terreus como un patógeno fúngico en las plantas. Se demostró que cultivos como el trigo y el raigrás contraían enfermedades después de la infección con A. terreus . Más recientemente, los investigadores han descubierto que la especie también puede causar el tizón foliar de las patatas. Esto se describió por primera vez en la India. [27] La infección por A. terreus puede tener implicaciones importantes porque las patatas se consideran el tercer cultivo alimentario más importante del mundo. [28]
También se ha demostrado que Aspergillus terreus altera el ciclo reproductivo sexual masculino en el organismo vegetal modelo Arabidopsis thaliana . Sus metabolitos secundarios , ácido aspártico y 6-hidroximeleína, liberados por el hongo inhiben la producción de polen, el gameto masculino en las plantas. Dado que Arabidopsis thaliana no puede reproducirse, es estéril y no puede aportar descendencia a la siguiente generación. En última instancia, esto tiene un efecto sobre la diversidad genética en las especies de plantas. [6]
El Aspergillus terreus puede causar infecciones en animales, pero se limita a unas pocas especies, como los perros y el ganado. Ampliamente, se ha descubierto que el A. terreus causa abortos micóticos en el ganado. [9] [10] [17] En los perros, especialmente en la raza pastor alemán , este hongo también es responsable de la sinusitis . [17] Puede afectar aún más a los perros a través de su diseminación. Puede afectar a otras partes del cuerpo, incluidos órganos como el bazo y los riñones. [9] Además, el hueso puede verse afectado por el A. terreus , lo que podría provocar osteomielitis espinal . [12]
Muy pocos modelos animales presentan infecciones por A. terreus . Algunos modelos animales exitosos incluyen el ratón y el conejo donde A. terreus ha desarrollado aspergilosis pulmonar . Estos estudios son importantes porque proporcionan evidencia de que esta infección fúngica puede causar enfermedad. [29]
En los seres humanos, A. terreus se encuentra con menos frecuencia como patógeno que otras especies de Aspergillus , más notablemente A. fumigatus , A. flavus y A. niger . [24] [26] Aunque se observa con menos frecuencia en muestras clínicas, A. terreus muestra evidencia de resistencia a la anfotericina B que se correlaciona con una alta tasa de diseminación y un mal pronóstico general. [24] [30]
Aspergillus terreus causa infecciones oportunistas principalmente en personas inmunodeprimidas como pacientes con EPOC que toman corticosteroides , pacientes con cáncer que reciben tratamiento de quimioterapia o pacientes con VIH/SIDA. [17] En un individuo inmunocompetente , la inhalación de esporas inicia una liberación inmediata de macrófagos y neutrófilos. En un individuo inmunodeprimido, esta respuesta es menos vigorosa. La mayoría de estos individuos sufren neutropenia, lo que los hace menos capaces de defenderse. Además, A. terreus libera metabolitos tóxicos que atacan a las células inmunes como los neutrófilos que proporcionan las condiciones adecuadas para que el hongo prospere. [26]
La infección por Aspergillus terreus puede provocar infecciones superficiales en los seres humanos. Estas afectan la capa externa del cuerpo. Se aísla comúnmente de la onicomicosis, que es una infección de la piel y las uñas humanas. [9] [10] La incidencia de onicomicosis como resultado de A. terreus (no el agente común dermatofito ) está aumentando. Esta es la infección superficial notificada con mayor frecuencia en clínicas y hospitales. [25] Otra infección superficial común causada por A. terreus incluye la otomicosis (infección del oído), que se aísla principalmente de pacientes que se han sometido a operaciones quirúrgicas recientes. [4] [10]
Además, la infección por A. terreus también puede provocar cuatro resultados principales de enfermedades sistémicas: [3]
Aunque las cuatro enfermedades pueden suponer un gran riesgo para la salud de los seres humanos, la aspergilosis invasiva tiende a producir las tasas de mortalidad y morbilidad más altas en los seres humanos. [12] Los estudios epidemiológicos han demostrado que la incidencia de A. terreus como causa de aspergilosis invasiva ha aumentado en relación con otras especies del género. [31] La infección por A. terreus causa una tasa de mortalidad del 100% en las personas que adquieren aspergilosis invasiva. En comparación con otras 20 especies de Aspergillus , la infección por A. terreus se asocia con el peor pronóstico y una alta mortalidad. De hecho, la aspergilosis invasiva ha sido nombrada como la principal causa de muerte en pacientes con leucemia y trasplante de células madre . [12]
El tratamiento de A. terreus es clínicamente desafiante debido a su resistencia casi completa a la anfotericina B , el fármaco de reserva para infecciones fúngicas graves. [12] [24] Sin embargo, algunos fármacos más nuevos, como voriconazol , posaconazol y caspofungina , han demostrado ser prometedores en el tratamiento de este agente. [32]
La identificación de A. terreus en el laboratorio a partir de muestras clínicas también puede ser difícil. Actualmente, no se dispone de pruebas inmunológicas rápidas para esta especie, y su identificación correcta sigue dependiendo del cultivo. Las cepas de A. terreus tienen una tendencia a mutar mientras están en el huésped animal, lo que resulta en una reducción o pérdida sustancial de las cabezas de esporas características en el cultivo primario. Dichas cepas continúan produciendo pequeñas aleuroconidias de apariencia similar a las aleurioconidias de Blastomyces dermatitidis .
En un estudio, se encontró que casi un tercio de las infecciones por A. terreus en los hospitales estaban asociadas con la presencia de plantas en macetas. [24] La eliminación de plantas en macetas en las habitaciones de pacientes inmunodeficientes puede tener un papel en la prevención de enfermedades. A. terreus también se ha descrito en muchos estudios como común en el entorno hospitalario debido a la construcción y renovaciones en el exterior del hospital. La cantidad de tierra y desechos reintroducidos en el aire es capaz de viajar a través del aire e infectar a pacientes inmunodeprimidos. [33] Una forma sencilla de tomar medidas preventivas es proporcionar una buena filtración y ventilación del aire en todas las habitaciones del hospital. La eliminación del inóculo es clave para la prevención de la infección nosocomial por A. terreus . [34]
Aspergillus terreus produce una serie de metabolitos secundarios y micotoxinas , incluyendo territrem A, citreoviridina , citrinina , gliotoxina , patulina , terreína , ácido terréico, ácido astérrico y terretonina. [12] [35] El hongo también produce un metabolito secundario llamado lovastatina , un potente fármaco para reducir los niveles de colesterol en sangre en humanos y animales. Es un inhibidor de una de las enzimas responsables de los pasos de catálisis en la biosíntesis del colesterol. La lovastatina se produce típicamente dentro de las condiciones de fermentación del hongo. El rápido crecimiento de hifas filamentosas en la especie A. terreus puede resultar en una baja producción de lovastatina. Para aumentar la producción de este metabolito, A. terreus requiere nutrientes importantes durante la fermentación. En este caso, el carbono y el nitrógeno son muy importantes en la productividad de la fermentación, lo que a su vez también aumenta la biomasa del metabolito lovastatina. [36] Las cepas de A. terreus utilizan glicerol y glucosa como sus mejores fuentes de carbono para la producción de lovastatina. [37]
También se utiliza para producir el fármaco simvastatina , que está químicamente relacionado con la lovastatina. [38]
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