Aspergillus terreus , también conocido como Aspergillus terrestris , es un hongo (moho) que se encuentra en todo el mundo en el suelo. Aunque se pensaba que era estrictamente asexual hasta hace poco,ahora se sabe que A. terreus es capaz de reproducirse sexualmente. [2] Estehongo 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 vegetación en descomposición y polvo. [4] A. terreus se utiliza comúnmente en la industria para producir ácidos orgánicos importantes, como el ácido itacónico y cis.-ácido aconítico, así como enzimas, como xilanasa . [3] También fue la fuente inicial del fármaco mevinolina ( lovastatina ), un fármaco para reducir el colesterol sérico .
Aspergillus terreus | |
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clasificación cientifica ![]() | |
Reino: | Hongos |
División: | Ascomycota |
Clase: | Eurotiomicetos |
Pedido: | Eurotiales |
Familia: | Trichocomaceae |
Género: | Aspergilo |
Especies: | A. terreus |
Nombre binomial | |
Aspergillus terreus |
Aspergillus terreus puede causar una infección oportunista en personas con un sistema inmunológico deficiente. Es relativamente resistente a la anfotericina B , un fármaco antimicótico común. [5] Aspergillus terreus también produce ácido aspérrico y 6-hidroximelleína , inhibidores del desarrollo del polen en Arabidopsis thaliana . [6]
Apariencia
Aspergillus terreus es de color marrón y se oscurece a medida que envejece en los medios de cultivo. [3] [7] En medio Czapek o agar 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 flácidos, logrando mechones suaves como pelos. [8] Las colonias en agar de extracto de malta crecen más rápido y esporulan más densamente que en muchos otros medios. [7]
Aspergillus terreus tiene cabezas de conidias que son compactas, biseriadas y densamente columnar, alcanzando 500 × 30–50 μm de diámetro. Los conidióforos de A. terreus son lisos e hialinos de hasta 100–250 × 4–6 μm de diámetro. Los conidios de A. terreus son pequeños, de alrededor de 2 μm de diámetro, de forma globosa, paredes lisas y pueden variar de amarillo claro a hialino. [9] Exclusivo de esta especie es la producción de aleurioconidios, esporas asexuales producidas directamente en las hifas que son más grandes que los fialoconidios (por ejemplo, 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] [10] [11]
Este hongo se distingue fácilmente de las otras especies de Aspergillus por su coloración de colonia marrón canela y su producción de aleurioconidios. A. terreus es una especie termotolerantes ya que tiene un crecimiento óptimo a temperaturas entre 35–40 ° C (95–104 ° F) y un crecimiento máximo dentro de 45–48 ° C (113–118 ° F). [12]
Ecología
Aspergillus terreus , al igual que otras especies de Aspergillus , produce esporas que se dispersan eficientemente en el aire en un rango de distancias. [13] [14] La morfología de este hongo proporciona una forma accesible para que las esporas se dispersen globalmente en la corriente de aire. [15] La elevación de la cabeza esporulante sobre un tallo largo por encima de la superficie de crecimiento puede facilitar la dispersión de las esporas por el aire. [16] Normalmente, las esporas de los hongos se descargan en el aire en calma , 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. [17] A su vez, A. terreus tiene una mejor oportunidad de dispersar sus esporas en una vasta geografía que posteriormente explica la prevalencia mundial del hongo.
A pesar de que A. terreus se encuentra en todo el mundo en suelos cultivables cálidos, se ha ubicado en muchos hábitats diferentes, como el abono y el polvo. [3] Con el tiempo, las esporas fúngicas dispersas entran en contacto con material líquido o sólido y se depositan sobre él, pero las esporas germinan sólo cuando las condiciones son adecuadas. 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 de condiciones de Aw relativamente bajas puede explicar, en parte, la naturaleza ubicua de esta especie dada su capacidad para crecer en una amplia variedad de lugares. [14] El suelo de las plantas en macetas es un hábitat común que sustenta el crecimiento de A. terreus , y los suelos colonizados pueden ser importantes reservorios de infecciones nosocomiales . [18] Otros hábitats incluyen algodón, granos y vegetación en descomposición. [4]
Genoma
La Iniciativa del Genoma Amplio Fúngico, 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 la secuencia del genoma de 11,05 ×. A. terreus contiene 30-35 Mbp y aproximadamente 10,000 genes que codifican proteínas. [11] [19] La identificación de 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 la investigación a nivel del genoma. [11] [20]
Infección
Aspergillus terreus no es tan común como otras especies de Aspergillus para causar infecciones oportunistas en animales y humanos. Sin embargo, la incidencia de la infección por A. terreus está aumentando más rápidamente que cualquier otro Aspergillus y por esta razón se considera un agente de infección emergente. [21]
Como patógeno oportunista, puede causar infecciones tanto sistémicas como superficiales. [22] La inhalación de esporas de hongos, que viajan a lo largo del tracto respiratorio, causa la típica infección respiratoria. También pueden ocurrir otras infecciones, como onicomicosis y otomicosis . [22] [23] A. terreus tiene la capacidad de causar efectos graves en pacientes inmunodeprimidos que carecen de células inmunitarias específicas. Específicamente, la neutropenia prolongada predispone a humanos y animales a esta enfermedad fúngica. [16] [21]
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 característicos filamentos de hifas. Otros hongos patógenos generalmente cambian a una etapa de crecimiento diferente, conversión de micelio en levadura, para adaptarse mejor a su nuevo entorno. Este proceso no ocurre en A. terreus . [dieciséis]
Plantas
Durante décadas, A. terreus se ha utilizado en la agricultura como un medio para evitar que los hongos patógenos destruyan cultivos. Sin embargo, a fines de la década de 1980, los investigadores describieron A. terreus como un patógeno fúngico en las plantas. Se demostró que cultivos como el trigo y el raigrás adquieren enfermedades después de la infección por A. terreus . Más recientemente, los investigadores han descubierto que la especie también puede causar el tizón foliar de la papa. Esto se describió por primera vez en la India. [24] La infección por A. terreus puede tener implicaciones importantes porque la papa se considera el tercer cultivo alimentario más importante del mundo. [25]
También se ha demostrado que Aspergillus terreus interrumpe el ciclo reproductivo sexual masculino en el organismo modelo vegetal Arabidopsis thaliana . Sus metabolitos secundarios , ácido aspérrico y 6-hidroximelleína, 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 de las especies vegetales. [6]
Animales
Aspergillus terreus puede causar infección en animales, pero está presente en algunas especies como perros y ganado. En general, se ha encontrado que A. terreus causa abortos micóticos en el ganado. [8] [9] [16] En los perros, especialmente en la raza Pastor Alemán , este hongo también es responsable de la sinusitis . [16] Puede afectar aún más a los perros a través de su diseminación. Puede afectar otras partes del cuerpo, incluidos órganos como el bazo y los riñones. [8] Además, el hueso puede verse afectado por A. terreus, lo que podría provocar osteomielitis espinal . [11]
Muy pocos modelos animales presentan infecciones por A. terreus . Algunos modelos animales exitosos incluyen el ratón y el conejo donde A. terreus ha formado aspergilosis pulmonar . Estos estudios son importantes porque proporcionan evidencia de que esta infección por hongos puede causar enfermedades. [26]
Humanos
En los seres humanos, A. terreus se encuentra con menos frecuencia como patógeno que otras especies, sobre todo A. fumigatus , A. flavus y A. niger . [21] [23] 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 pronóstico precario en general. [21] [27]
Aspergillus terreus causa infecciones oportunistas principalmente en personas inmunodeprimidas, como pacientes con EPOC que toman corticosteroides , pacientes con cáncer que reciben tratamiento con quimioterapia o pacientes con VIH / SIDA. [16] 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 estas personas padecen neutropenia, lo que las hace menos capaces de defenderse. Además, A. terreus libera metabolitos tóxicos que atacan a las células inmunitarias, como los neutrófilos, que proporcionan las condiciones adecuadas para que el hongo prospere. [23]
La infección por Aspergillus terreus puede provocar infecciones superficiales en los seres humanos. Estos afectan la capa exterior del cuerpo. Por lo general, se aísla de la onicomicosis, que es una infección de la piel y las uñas humanas. [8] [9] La incidencia de onicomicosis como resultado de A. terreus (no el agente dermatofito común ) está aumentando. Esta es la infección superficial más frecuentemente reportada en clínicas y hospitales. [22] Otra infección superficial común causada por A. terreus incluye la otomicosis (infección del oído), que se aísla principalmente de pacientes que han tenido operaciones quirúrgicas recientes. [4] [9]
Además, la infección por A. terreus también puede dar lugar a cuatro resultados principales de enfermedad sistémica: [3]
- Aspergilosis broncopulmonar alérgica
- Bronquitis por Aspergillus y traqueobronquitis invasiva por Aspergillus
- Aspergilosis invasiva (pulmonar)
- Aspergilosis diseminada
Aunque los cuatro resultados de la enfermedad pueden suponer un gran riesgo para la salud de los seres humanos; La aspergilosis invasiva tiende a resultar en las tasas más altas de mortalidad y morbilidad en humanos. [11] Los estudios epidemiológicos han demostrado que la incidencia de A. terreus como causante de aspergilosis invasiva ha aumentado en relación con otras especies del género. [28] La infección por A. terreus causa una tasa de mortalidad del 100% en 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 . [11]
Tratamiento y prevención
El tratamiento de A. terreus es un desafío clínico debido a su resistencia casi completa a la anfotericina B , el fármaco de reserva para las infecciones fúngicas graves. [11] [21] Sin embargo, algunos fármacos más nuevos, como el voriconazol , el posaconazol y la caspofungina , se han mostrado prometedores para el tratamiento de este agente. [29]
La identificación de laboratorio de A. terreus a partir de muestras clínicas también puede resultar difícil. Actualmente, no se dispone de pruebas inmunológicas rápidas para esta especie y su correcta identificación sigue dependiendo del cultivo. Las cepas de A. terreus tienen una tendencia a mutar mientras están en el animal huésped, lo que resulta en una reducción o pérdida sustancial de las cabezas de esporas características en el cultivo primario. Estas cepas continúan produciendo pequeñas aleuroconidias de apariencia similar a las aleurioconidias de Blastomyces dermatitidis .
En un estudio, se descubrió que casi un tercio de las infecciones por A. terreus en los hospitales estaban asociadas con la presencia de plantas en macetas. [21] 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 renovación de hospitales externos. La cantidad de tierra y detritos reintroducidos en el aire es capaz de viajar a través del aire e infectar a los pacientes inmunosuprimidos. [30] Una forma sencilla de tomar medidas preventivas es proporcionar una buena filtración de aire y ventilación en todas las habitaciones del hospital. La eliminación del inóculo es clave para la prevención de la infección nosocomial por A. terreus . [31]
Usos industriales
Aspergillus terreus produce varios metabolitos secundarios y micotoxinas , que incluyen territrem A, citreoviridina , citrinina , gliotoxina , patulina , terreína , ácido terreico y terretonina. [11] El hongo también produce un metabolito secundario llamado lovastatina, un fármaco potente para reducir los niveles de colesterol en sangre en humanos y animales. Es un inhibidor de una de las enzimas responsables de los pasos catalizadores de la biosíntesis del colesterol. La lovastatina se produce típicamente dentro de las condiciones de fermentación del hongo. El crecimiento rápido 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 importantes nutrientes 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. [32] Las cepas de A. terreus utilizan glicerol y glucosa como sus mejores fuentes de carbono para la producción de lovastatina. [33] También se utiliza para producir el fármaco simvastatina que está químicamente relacionado con la lovastatina y se utiliza para reducir el colesterol. [34]
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