Setosphaeria rostrata es un hongo tolerante al calor con una forma reproductiva asexual (anamorfo) conocido como Exserohilum rostratum . [1] Este hongo es un patógeno común de las plantas, que causa manchas en las hojas, así como pudrición de la corona y pudrición de la raíz en los pastos. También se encuentra en suelos y textiles en regiones tropicales y subtropicales. [2] Exserohilum rostratum es una de las 35especies de Exserohilum implicadas con poca frecuencia como patógenos oportunistas de humanos [3] donde es un agente etiológico de sinusitis , queratitis , lesiones cutáneas y una meningoencefalitis a menudo fatal.[4] Las infecciones causadas por esta especie se observan con mayor frecuencia en regiones con climas cálidos como Israel, India y el sur de Estados Unidos. [5]
Setosphaeria rostrata | |
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clasificación cientifica | |
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Especies: | S. rostrata |
Nombre binomial | |
Setosphaeria rostrata KJ Leonard (1976) |
Crecimiento
Setosphaeria rostrata produce conidios maduros con un hilio prominente distintivo. [1] Las conidias son rectas, curvas o dobladas y el tabique sobre el hilio está engrosado y oscuro. [1] Las paredes son típicamente rugosas y de color marrón a oliva y típicamente hay de 7 a 9 septos, sin embargo, algunos tienen de 4 a 14. [1] Las especies de Exserohilum exhiben típicamente un crecimiento rápido produciendo colonias de pigmentación oscura. [6] Otras dos especies estrechamente relacionadas, E. longirostratum y E. mcginnisii muestran una alta homología con E. rostratum ; sin embargo, estos se pueden diferenciar por morfología conidial. [6] Exserohilum ongirostratum se caracteriza por conidios más grandes (hasta 228 x 12-19 μm), con 6-16 distosepta curvados centralmente. [6] En contraste, E. mcginnisii tiene conidios ligeramente claviformes, que son de paredes lisas y marrones y miden 44–76 x 11–18 μm con 4–8 distosepta que carecen de bandas oscuras. [6]
Los estudios in vitro del crecimiento de E. rostratum muestran que la esporulación es completamente inhibida por la luz a 34 ° C (93 ° F) pero no a temperaturas más bajas. [7] La esporulación óptima con luz continua ocurre a 28 a 31 ° C (82 a 88 ° F) in vitro . [7] A estas temperaturas más bajas, la esporulación cambia de la inducción de conidióforos a la formación de conidios. [7] A 34 ° C (93 ° F) bajo luz continua, solo se forman conidióforos. [7] La esporulación de especies de Exserohilum se puede mejorar mediante el crecimiento en medio de celulosa para una mejor identificación en cultivo. [8] En muestras de suelo naturalmente infestado, la superposición de placas con papel de filtro promueve la esporulación y permite la detección en niveles bajos de población. [8]
Ecología
En 1952, un estudio del Sahara francés y la zona desértica de Kizil Koum en Turkestán, identificó una amplia gama de micromicetos en las capas superiores del suelo. [9] Muchas de las especies presentes eran flora saprofita de pigmentación oscura, incluyendo Helminthosporium , Curvularia , Alternaria y Stemphylium . [9] Helminthosporium era el nombre del género de S. rostrata en ese momento. [9] Estos hongos se encontraron principalmente en la capa superficial móvil de la cuenca, volviéndose más dispersos al aumentar la profundidad. [9] Durante los períodos secos, los micromicetos en las capas superficiales móviles de la cuenca se movilizaron por el viento, lo que explica las distribuciones relativamente uniformes de la microflora de la superficie en las regiones circundantes. [9] Se descubrió que la población de microhongos de estos suelos y arenas superficiales del desierto había desarrollado una morfología adaptativa para protegerlos de las condiciones desfavorables del suelo. [9] Se cree que la pigmentación oscura de estas especies las protege contra la luz y la desecación, se puede ver tanto en el estado vegetativo como en el reproductivo. Asimismo, las esporas de la mayoría de las Dematiaceae se reportaron como multicelulares, septadas transversalmente en el caso de Helminthosporium, lo que aumenta la compartimentación y protección. [9] Otra característica común de los hongos aislados de las arenas del desierto es su rápido desarrollo y gran capacidad reproductiva. [9]
Fisiopatología
El género Exserohilum comprende hongos dematiáceos comúnmente asociados con enfermedades de las plantas foliares y rara vez con feofomicosis humana y animal . [3] [10] Los hongos de este género se caracterizan por la presencia de melanina en sus paredes celulares, lo que se cree que contribuye a su virulencia. [3] Muchas especies de Exserohilum son patógenos de plantas que afectan a una amplia gama de especies de plantas, especialmente a las gramíneas Poaceae , causando distintas manchas y tizones en las hojas. [2] Sin embargo, también se ha demostrado que S. rostrata sobrevive en huéspedes humanos y animales, lo que indica versatilidad patógena. [2] [11] Aunque E. rostratum es una causa rara de infección en las personas, la especie puede causar un espectro de enfermedades que incluyen sinusitis fúngica alérgica, infecciones cutáneas y subcutáneas, enfermedades invasivas y ocasionalmente queratomicosis, una inflamación de la córnea. [12] Las infecciones invasivas y de la piel causadas por Exserohilum ocurren con más frecuencia en aquellos que son inmunodeficientes o tienen inmunidad deteriorada, estas incluyen infecciones en los senos nasales, pulmones, revestimiento del corazón y huesos. [13] Considerando que, el trauma local es un factor predisponente para las infecciones de la piel y la córnea. [5] [13] También se han notificado casos de meningitis y artritis periférica como consecuencia de la exposición a fármacos intratecales contaminados. [3]
Los factores de virulencia implicados en la patogenicidad de E. rostratum no están bien establecidos. [3] E. rostratum es un hongo melanizado capaz de prosperar a las temperaturas de los mamíferos. [14] En otros hongos patógenos, la melanina es un factor de virulencia bien establecido que se cree que contribuye a la virulencia al proteger al organismo contra el sistema inmunológico del huésped. [14] La producción de melanina también se ha asociado con la resistencia a los fármacos a los polienos y equinocandinas, pero no a los azoles, razón por la cual el voriconanole es eficaz en el tratamiento de infecciones fúngicas. [14]
Feohifomicosis cutánea
Hay varios casos conocidos de feifomicosis cutánea primaria causada por E. rostratum . En la mayoría de los casos, los pacientes estaban inmunodeprimidos, varios de los niños afectados tenían leucemia linfoblástica aguda (LLA). [15] En un caso, un niño de tres años con LLA desarrolló una única lesión necrótica indolora en el antebrazo izquierdo, que aumentó rápidamente de tamaño a 5 cm de diámetro en 24 horas. [15] Esta lesión ocurrió en el sitio de la piel de su brazo donde una férula de madera cubierta con gasa aseguró la vía intravenosa el día anterior. [15] En otro caso, un niño de 8 años con LLA desarrolló neutropenia febril con ectima gangrenoso, compromiso de los senos nasales y pulmonar también debido a contaminación intravenosa. [15] Los casos de adultos con feofifomicosis cutánea también ocurrieron principalmente en pacientes inmunodeprimidos. [15] Sin embargo, hay algunos casos de pacientes aparentemente sanos que desarrollaron feofifomicosis. [15] Uno de esos casos involucró a una mujer de 55 años que desarrolló vesículas hemorrágicas después de una picadura de medusa. Otro caso fue el de un hombre de 22 años que presentó ampollas hemorrágicas. [15]
Infección de la córnea
En 2012, un reporte de caso de queratomicosis en un agricultor sano de 46 años, encontró a E. rostratum como la causa de la infección corneal luego de un incidente de trauma local con materia vegetal. [12] Un examen ocular reveló una úlcera corneal central de unos 8 mm con un esfacelo blanco grisáceo, bordes plumosos y edema corneal difuso que se observó en el ojo derecho. [12]
Meningoencefalitis
En 2012, E. rostratum fue responsable del brote nacional de meningitis fúngica en los EE. UU. Causado por inyecciones de corticosteroides contaminados del New England Compounding Center (NECC) en Framingham, Massachusetts. [13] Al 23 de octubre de 2013, había 751 personas infectadas en total con 76 muertes en total. Trescientos veinticinco individuos presentaron infecciones espinales o paraespinales, 233 de los cuales tenían meningitis y el resto presentó infecciones articulares paraespinales o periféricas. En este incidente, E.rostratum se volvió muy virulento en el huésped después de la inoculación del hongo en la columna. [3] La inyección de acetato de metilprednisolona (MPA) sin conservantes causó una respuesta inmunológica limitada en el sitio de inoculación, lo que permitió que el hongo causara una enfermedad necrosante fatal del cerebro. [3] El análisis microscópico post-mortem también reveló que E. rostratum era angioinvasivo, provocando una respuesta inflamatoria con predominio de neutrófilos. [dieciséis]
Diagnostico y tratamiento
En el momento del brote de meningitis en 2012 en los EE. UU., Se sabía muy poco sobre E. rostratum, incluidos los métodos para diagnosticar y tratar a las personas infectadas. [17] Solo el 30% de las 372 muestras de pacientes enviadas a los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) mostraron evidencia de PCR de la infección por hongos. [17] Los ensayos de β-D-glucano se sugirieron como un método potencial para la detección temprana. [17] El ensayo de β-D-glucano detecta (1,3) -β-D-glucano, un componente principal de muchas paredes celulares de hongos liberadas durante el crecimiento celular. [17] En el caso de un hombre de 44 años, el ensayo de galactomamman facilitó con éxito la detección temprana de E. rostratum . [17] Sin embargo, en un estudio posterior, los resultados positivos para la detección temprana de E. rostratum no se replicaron con éxito. [18]
Los tratamientos clínicos efectivos de las infecciones causadas por Exserohilum son aún muy escasos. Los casos recientes de sinusitis e infecciones cutáneas informan resultados exitosos cuando se tratan con anfotericina B, itraconazol y / o voriconazol. [6] Aunque E. rostratum es sensible a la anfotericina B, un agente antifúngico común, los efectos secundarios graves y potencialmente letales de este fármaco han limitado su uso en ciertos pacientes, particularmente en los de mayor edad. [19] [20] Un examen reciente de reutilización de fármacos de agentes antimicóticos sugiere que los triazoles posaconazol y lanoconazol son agentes alternativos útiles para tratar la infección por E. rostratum . [19] El posaconazol es muy potente y se puede tomar por vía oral para el tratamiento prolongado de infecciones no relacionadas con el SNC, como las articulaciones sépticas. [19] También se ha demostrado que atraviesa la barrera hematoencefálica y, por lo tanto, también tiene potencial como tratamiento para las infecciones del SNC. [19]
Usos biotecnológicos
Exserohilum rostratum se está incorporando en tecnologías para controlar Cyperus iria, una maleza común en los campos de arroz del sudeste asiático. [21] Un estudio determinó que Exserohilum rostratum tiene el potencial de actuar como un agente de control biológico incorporado con bentazona para controlar las malezas de los arrozales. [21] Esta especie también se ha propuesto como agente antipalúdico. [22] Se descubrió que E. rostratum es una cepa de hongos endofítica en la especie de planta Stemona . [22] Se aislaron monocerina y 11-hidroximonocerina de estos cultivos, que tienen aplicaciones en fármacos antipalúdicos. [22]
Referencias
- ↑ a b c d McGinnis, Michael; Rinaldi, Michael; Winn, Richard (agosto de 1986). "Agentes emergentes de Phaeohyphomycosis: especies patogénicas de Bipolaris y Exserohilum" . Revista de microbiología clínica . 24 (2): 250–259. PMC 268884 . PMID 3745423 .
- ^ a b c Sharma, Kalpana; Goss, Erica M .; Dickstein, Ellen R .; Smith, Matthew E .; Johnson, Judith A .; Southwick, Frederick S .; van Bruggen, Ariena HC; Bereswill, Stefan (6 de octubre de 2014). "Exserohilum rostratum: caracterización de un patógeno entre reinos de plantas y seres humanos" . PLoS ONE . 9 (10): e108691. Código bibliográfico : 2014PLoSO ... 9j8691S . doi : 10.1371 / journal.pone.0108691 . PMC 4186819 . PMID 25285444 .
- ^ a b c d e f g Ergonul, Önder; Fusun, Can; Murat, Akova; Madoff, Lawrence (2014). Estudios de casos clínicos de enfermedades infecciosas emergentes . Londres: académico. págs. 296–300. ISBN 9780124201095.
- ^ Revankar, Sanjay G .; Sutton, Deanna A. (7 de octubre de 2010). "Hongos melanizados en enfermedades humanas" . Revisiones de microbiología clínica . 23 (4): 884–928. doi : 10.1128 / CMR.00019-10 . PMC 2952981 . PMID 20930077 .
- ^ a b Adler, A .; Yaniv, I .; Samra, Z .; Yacobovich, J .; Fisher, S .; Avrahami, G .; Levy, I. (2 de marzo de 2006). "Exserohilum: un patógeno humano emergente". Revista europea de microbiología clínica y enfermedades infecciosas . 25 (4): 247–253. doi : 10.1007 / s10096-006-0093-3 . PMID 16511679 .
- ^ a b c d e da Cunha, KC; Sutton, DA; Gene, J .; Capilla, J .; Cano, J .; Guarro, J. (25 de junio de 2012). "Identificación molecular y respuesta in vitro a fármacos antifúngicos de aislados clínicos de Exserohilum" . Agentes antimicrobianos y quimioterapia . 56 (9): 4951–4954. doi : 10.1128 / AAC.00488-12 . PMC 3421891 . PMID 22733074 .
- ^ a b c d Honda, Yuichi; Aragaki, Minoru (mayo de 1978). "Fotosporogénesis en Exserohilum rostratum: influencia de la temperatura y edad de los conidióforos en la fase terminal". Micología . 70 (3): 538. doi : 10.2307 / 3759391 . JSTOR 3759391 .
- ^ a b Pratt, Robert G. (agosto de 2006). "Mejora de la esporulación en especies de Bipolaris, Curvularia, Drechslera y Exserohilum por crecimiento en sustratos que contienen celulosa". Micopatología . 162 (2): 133–140. doi : 10.1007 / S11046-006-0043-8 . PMID 16897592 .
- ^ a b c d e f g h Nicot, Jean (1958). La ecología de los hongos del suelo: "Algunas características de la microflora en las arenas del desierto" . Prensa de la Universidad de Liverpool. págs. 94–97.
- ^ [1]
- ^ Ajello, L .; Iger, M .; Wybel, R .; Vigil, FJ (noviembre de 1980). "Drechslera rostrata como agente de feofifomicosis". Micología . 72 (6): 1094. doi : 10.2307 / 3759562 . JSTOR 3759562 .
- ^ a b c NM, Joseph; Ma, Stephen; S, Kumar (2012). "Queratomicosis causada por Exserohilium rostratum" . Revista India de Patología y Microbiología . 55 : 248–9.
- ^ a b c [2]
- ^ a b c Andes, David; Casadevall, Arturo (diciembre de 2013). "Información sobre la patogénesis fúngica de la epidemia iatrogénica de meningitis fúngica Exserohilum rostratum". Genética y Biología de Hongos . 61 : 143-145. doi : 10.1016 / j.fgb.2013.08.014 . PMID 24012946 .
- ^ a b c d e f g Saint-Jean, Maud; St-Germain, Guy; Laferrière, Celine; Tapiero, Bruce (mayo de 2007). "Feohifomicosis adquirida en el hospital por Exserohilum rostratum en un niño con leucemia" . Med Microbiology . 18 (3): 200–202. PMC 2533549 . PMID 18923719 .
- ^ Andes, David; Casadevall, Arturo (2013). "Información sobre la patogénesis fúngica de la epidemia iatrogénica de meningitis fúngica Exserohilum rostratum". Genética y Biología de Hongos . 61 : 143-145. doi : 10.1016 / j.fgb.2013.08.014 . PMID 24012946 .
- ^ a b c d e Korem, M .; Polacheck, I .; Michael-Gayego, A .; Strahilevitz, J. (29 de mayo de 2013). "Prueba de galactomanano para el diagnóstico temprano de la infección por Exserohilum rostratum" . Revista de microbiología clínica . 51 (8): 2800–2801. doi : 10.1128 / JCM.00955-13 . PMC 3719622 . PMID 23720789 .
- ^ Suwantarat, N .; Lee, R .; Carroll, KC; Zhang, SX (26 de junio de 2014). "Utilidad cuestionable de las pruebas de galactomanano para el diagnóstico de la infección por Exserohilum rostratum" . Revista de microbiología clínica . 52 (7): 2742–2743. doi : 10.1128 / JCM.01148-14 . PMC 4097679 . PMID 24970643 .
- ^ a b c d Sun, Wei; Park, Yoon-Dong; Sugui, Janyce A .; Fothergill, Annette; Southall, Noel; Shinn, Paul; McKew, John C .; Kwon-Chung, Kyung J .; Zheng, Wei; Williamson, Peter R .; Wang, Ping (21 de agosto de 2013). "Identificación rápida de compuestos antifúngicos contra Exserohilum rostratum utilizando pantallas de reutilización de fármacos de alto rendimiento" . PLoS ONE . 8 (8): e70506. Código bibliográfico : 2013PLoSO ... 870506S . doi : 10.1371 / journal.pone.0070506 . PMC 3749181 . PMID 23990907 .
- ^ Revankar, SG; Moudgal, V .; Chandrasekar, P .; Sobel, JD (24 de marzo de 2014). "Estudios in vitro de Exserohilum rostratum con fármacos antimicóticos y metilprednisolona" . Agentes antimicrobianos y quimioterapia . 58 (6): 3564–3565. doi : 10.1128 / AAC.02357-13 . PMC 4068475 . PMID 24663018 .
- ^ a b Kundat (1 de febrero de 2010). "Incorporación de Bentazona con Exserohilum rostratum para el Control de Cyperus iria " . Revista Estadounidense de Ciencias Agrícolas y Biológicas . 5 (2): 210–214. doi : 10.3844 / ajabssp.2010.210.214 .
- ^ a b c Sappapan, Ruengrit; Sommit, Damrong; Ngamrojanavanich, Nattaya; Pengpreecha, Somchai; Wiyakrutta, Suthep; Sriubolmas, Nongluksna; Pudhom, Khanitha (septiembre de 2008). "11-hidroximonocerina del hongo endofítico vegetal". Revista de productos naturales . 71 (9): 1657–1659. doi : 10.1021 / np8004024 . PMID 18774863 .