Madurella mycetomatis es un hongo que se ha descrito principalmente en África central como causa de micetoma en humanos. Ha estado mal clasificado durante muchos años, pero con la mejora de las técnicas moleculares se ha establecido su clasificación filogenética. Existen muchos métodos para identificar M. mycetomatis, tanto en lesiones como en cultivos. El examen histológico es especialmente útil, ya que tiene muchas características morfológicas únicas. Las diferencias a nivel de cepa en respuesta a los agentes antimicóticos son informativas para el tratamiento y el aislamiento de cultivos en el laboratorio.
Madurella mycetomatis sufrió muchos cambios de nombre. En 1901, Brumpt describió el primer caso registrado de micosis causada por M. mycetomatis , identificando gránulos negros en asociación con micetoma. [2] En 1902, Laveran nombró al hongo Strepthothrix mycetomi , que había identificado a partir de un grano de micetoma. En 1905, Brumpt corrigió su género a Madurella , cambiando a su vez su nombre a Madurella mycetomi . [3] El hongo fue cultivado in vitro por Brault en 1912, por lo que podía estudiarse en cultivo. [2] En 1977, el Consejo de Investigación Médica Británico cambió el nombre al nombre actualmente aceptado, Madurella mycetomatis . [3] Con el nombre binomial determinado, M. mycetomatis todavía permaneció incorrectamente clasificado en Pleosporales . Este error se corrigió en 2015 cuando M. mycetomatis se colocó en el orden Sordariales . [4] Maduramycosis o pie de Madura, fue descrito por primera vez en Madurai , sur de la India, en 1842 por John Gill. [2]
El género Madurella contiene sólo dos especies bien definidas: M. mycetomatis y M. grisea . Aproximadamente una docena de otras especies de validez incierta han sido descritas como género Madurella basándose en similitudes in vivo y esterilidad cultural. Aunque similares, hubo importantes diferencias fisiológicas y morfológicas entre las dos especies bien definidas, lo que llevó a los científicos a dudar de su filogenia. El desarrollo de la secuenciación ribosómica y otras técnicas moleculares, condujo al descubrimiento de que M. mycetomatis no compartía un ancestro común con M. grisea y que M. mycetomatis pertenecía al orden Sordariales, [3] [5] confirmado además por comparación genómica contra Chaetomium thermophilum , otro miembro de los Sordariales. [6]
La variación genotípica puede ayudar a explicar la distribución geográfica de los hongos y las diferencias en los síntomas del huésped. El ensayo de endonucleasa de restricción (REA) y la amplificación aleatoria de ADN polimórfico (RAPD) ayudaron a caracterizar los diferentes genotipos de M. mycetomatis , a saber, 2 grupos genotípicos en África y 7 genotipos diferentes de otros continentes. Pruebas posteriores con polimorfismo de longitud de fragmento amplificado (AFLP) encontraron 3 grupos en Sudán, en contraste con los 2 grupos identificados por RAPD, lo que demuestra que el AFLP es un método más sensible. Esto mostró que M. mycetomatis no es genéticamente homogéneo y explicó la variabilidad en los síntomas del huésped afectados por el mismo agente etiológico. [3] [7]
Madurella mycetomatis ha sido identificada tanto en muestras de suelo como de hormigueros, creciendo óptimamente a 37 ˚C, sin embargo puede crecer de manera viable hasta a 40 ˚C. [8] [9] Esta capacidad de crecer a altas temperaturas es una característica que puede ser útil para identificar el hongo en cultivo. La capacidad del hongo, una incapacidad, para descomponer varias moléculas también se puede utilizar para confirmar su identidad. Madurella mycetomatis es amilolítica pero es solo débilmente proteolítica, y tiene la capacidad de asimilar glucosa, galactosa, lactosa y maltosa, mientras que no puede asimilar sacarosa. [3] [8] El hongo también puede utilizar nitrato de potasio, sulfato de amonio, asparagina y urea. [9] Madurella mycetomatis produce 1,8-dihidroxinaftaleno, un precursor de la melanina, una proteína unida extracelularmente a las proteínas. [9] Ambas moléculas son responsables del color oscuro característico del grano. La melanina producida por el hongo también se ha identificado como un mecanismo de defensa contra procesos como enzimas hidrolíticas, radicales libres, amortiguación redox, anticuerpos y complemento. [10] El hongo también produce piomelanina, un pigmento difusible de color marrón. [3]
El crecimiento de M. mycetomatis es muy lento y se puede dividir en tres etapas. Inicialmente, la colonia tiene forma de cúpula y es de color blanco amarillento o marrón oliváceo. [9] El micelio está cubierto de pelusa gris, lo que le da una textura lanosa. Después de la etapa inicial, se forman micelios aéreos de color marrón (1 a 5 μm) y la colonia comienza a producir un pigmento difusible llamado piomelanina, y adquiere una textura suave. [3] Las colonias más viejas forman masas de hifas llamadas esclerocios o granos. En medios nutricionalmente deficientes o de papa y zanahoria, se pueden observar granos negros (0,75 a 1 mm de diámetro) con células poligonales indiferenciadas. [8] [9]
Los granos de M. mycetomatis son duros y quebradizos, con un tamaño que oscila entre 0,5 y 1 mm (máximo de 2 mm), con masas de 2 a 4 mm. Los granos son ovalados y a menudo multilobulados. Son de color marrón rojizo a negro y texturalmente lisos o estriados. [9] [11] Los granos están formados por una masa interna de hifas, de 2 a 5 μm de diámetro, con células terminales que se hinchan de 12 a 15 μm (máximo de 30 μm) de diámetro. [8] En general, se observan dos tipos principales de granos. El tipo más común es compacto o filamentoso, donde una sustancia amorfa rica en electrones similar al cemento de color marrón oscuro llena los huecos que rodean la red de hifas. [9] La red de hifas difiere en el crecimiento entre la región cortical y medular, con crecimiento radial versus multidireccional respectivamente. Cuando se tiñe con hematoxilina y eosina aparece de color marrón óxido. En cambio, el segundo tipo, vesicular, tiene una médula de color claro y una región cortical marrón llena de hifas y vesículas de 6 a 14 μm de diámetro. [12] A menudo es difícil determinar el punto de transición de la corteza a la médula. Las lesiones pueden tener granos de tipo filamentoso y vesicular al mismo tiempo. [3] [8]
Aunque la conidiación ( conidio ), una forma de reproducción asexual, en M. mycetomatis es rara, se pueden describir dos tipos principales in vitro. En el primer tipo se pueden observar conidios ovalados a piriformes, de 3 a 5 μm. Los conidios tienen bases truncadas y están en las puntas de conidióforos simples o ramificados. In vitro, este tipo de conidiación se puede observar en el 50% de los cultivos en extracto de suelo, infusión de heno o agar agua. [9] Cuando se cultiva en agar patata zanahoria o agar harina de maíz se observa el segundo tipo de conidiación. Este tipo se caracteriza por conidios esféricos pequeños (3 μm de diámetro) en puntas cónicas de fiálides y collaretes en forma de matraz. [8] [13] En medio SDA M. mycetomatis es estéril. [3] [9] No se ha identificado ningún estadio sexual para M. mycetomatis . [6]
Madurella mycetomatis es el hongo más común en cuanto a causar micetoma en humanos, [14] una enfermedad inflamatoria localizada crónica. [15] Madurella mycetomatis representa el 70% de los casos de micetoma en África central, especialmente común en Sudán. [3] También se han reportado casos de micetoma causados por este hongo en África Occidental, India, Venezuela, Curazao, Brasil, Perú y Argentina. [11] El modo de entrada de los agentes etiológicos del micetoma, como M. mycetomatis , es el trauma, como; mordeduras de serpientes, cuchillos, astillas, espinas y picaduras de insectos. Por lo tanto, haber identificado M. mycetomatis en muestras de suelo y hormiguero corrobora su participación en el micetoma. [9] Los huéspedes infectados de muestras en Sudán muestran variabilidad en los síntomas clínicos, esto corrobora la heterogeneidad de los genotipos de M. mycetomatis . [3] [7]
Existen varios métodos disponibles para diferenciar especies de hongos. El examen histológico permite la explotación de características morfológicas únicas de M. mycetomatis , incluyendo pero no limitado a la sustancia única similar al cemento y la morfología multilobulada de los granos. [3] [9] El análisis molecular permite una técnica más sensible para discriminar entre especies morfológicamente similares. Un espaciador transcrito interno (ITS) se amplifica por reacción en cadena de la polimerasa (PCR). [4] Seguido de la digestión del polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) o secuenciación genética para obtener los resultados. La naturaleza altamente variable de la secuencia ITS entre especies no solo permite el diagnóstico, sino también la identificación de M. mycetomatis en muestras de suelo. ITS también ha sido citado como el método recomendado para el aislamiento de M. mycetomatis . [16] Además, el análisis molecular condujo a la determinación de que M. mycetomatis no compartía un ancestro común con M. grisea y pertenecía a la clase Sordariales. [3]
Comprender cómo un hongo puede reaccionar a varios agentes antifúngicos in vitro puede ser beneficioso cuando se desea estudiar o aislar organismos particulares en cultivo. Los métodos M38A del Clinical & Laboratory Standards Institute (CLSI) indican que se deben utilizar suspensiones de conidios cuando se prueba la susceptibilidad antifúngica de hongos filamentosos. Cuando se siguen estos métodos para M. mycetomatis , se requieren suspensiones alternativas de fragmentos de hifas, ya que las formas conidiales son extremadamente raras. La Tabla 1 resume las concentraciones inhibitorias mínimas al 90% (MIC 90 ) para varios agentes antifúngicos, con relación específica a M. mycetomatis . [3]