Asociación Mexicana de Micología Médica A.C.

ASPERGILOSIS

Reyes-Montes MR*, Duarte-Escalante E

Unidad de Micología, Departamento de Microbiología y Parasitología, Facultad de Medicina, UNAM, Ciudad Universtaria, Coyoacán, 04510, CdMx, México

Email: remoa@unam.mx

Introducción

La aspergilosis es una denominación común para las enfermedades fúngicas causadas por hongos del género Aspergillus, hongos oprtunistas y ubicuos en el medio ambiente. La macromorfología del género presenta colonias de crecimiento rápido, desarrollan colores que van de blanco, amarillo, amarillo-café, café a negro o tonos del verde grisáceo o verde-azulado. La micromorfología presenta hifas especializadas, llamadas conidióforos. El conidióforo característico de Aspergillus, posee una célula pie que une el conidióforo con el micelio, un estipe que es una forma cilíndrica situada debajo de la vesícula y una vesícula que está cubierta parcialmente o en su totalidad por una empalizada de fiálides (uniseriada, biseriada o mixta). En muchas especies, entre la vesícula y las fiálides se encuentran otras células denominadas métulas (Figura 1).

Figura 1. Macromorfología de A. fumigatus. A) El anverso de la colonia presenta un color verde azulado con textura aterciopelada o pulverulenta. B) El reverso de la colonia presenta un color crema con borde liso. C) Micromorfología típica de aislados de A. fumigatus (40X), se observan hifas tabicadas, conidióforo y vesícula en forma de mazo, con fiálides uniseriadas sobre el tercio superior de la vesícula, paralelos al eje del conidióforo.

Las especies del género Aspergillus pueden reproducirse asexual y sexualmente, sin embargo, de las 339 especies aceptadas de Aspergillus, aproximadamente el 64% de éstas, no se conoce su reproducción sexual, aunque a través de una serie de criterios o «pruebas de entrecruzamiento», proporcionan evidencia de que varias de estas especies asexuales podrían tener un potencial para la reproducción sexual, sin embargo, probablemente algunas han perdido la habilidad para realizar la meiosis.

Cuando los conidios de Aspergillus son inhalados por seres humanos o animales inmunocompetentes, éstos suelen ser eliminados por neutrófilos y macrófagos del sistema inmunológico innato. Sin embargo, dependiendo de la virulencia del hongo, estado inmunológico, y / o la estructura y función pulmonar del huésped, Aspergillus puede provocar un amplio espectro de enfermedades, incluida la aspergilosis invasora (AI), que puede causar la muerte. Históricamente, pocas especies de Aspergillus están involucradas en la aspergilosis humana, las más frecuentes son A fumigatus, A niger, A flavus, A nidulans y A terreus, sin embargo, en los últimos años, la taxonomía de las especies de Aspergillus ha cambiado de manera importante con la introducción del nuevo concepto de especies crípticas. Actualmente, se han reportado más de 100 especies en muestras clínicas, incluidas 30 especies responsables de AI.

 

Taxonomía del género

En 1729, el sacerdote Micheli, observó que el hongo se parecía a la forma de un aspergillum (aspersor de agua bendita), de ahí el nombre Aspergillus. En 1926, Thom y Church recopilaron material disponible sobre Aspergillus y publicaron la primera monografía sobre este género. En la clasificación de Aspergillus se ha utilizado una clasificación infragenérica, que incluye subgéneros, secciones y series entre los rangos de género y especie, cabe mencionar que estas son jerarquías taxonómicas de la nomenclatura oficial. Raper y Fennell (1965) con base en caracteres morfológicos como el tamaño y la disposición de las cabezas aspergilares, el color de los conidios, la tasa de crecimiento en diferentes medios y sus características fisiológicas, dividieron al género Aspergillus en 18 grupos. Esta clasificación en grupos no tenía ningún estatus en la nomenclatura y, por lo tanto, Gams et al. (1985) introdujeron subgéneros y secciones en Aspergillus. Estos estudios mostraron que los grupos de Raper y Fennell (1965), con base en las características fenotípicas, coinciden en gran parte con las clasificaciones actuales. Sin embargo, en los últimos años, la taxonomía de las especies de Aspergillus ha cambiado debido la introducción del nuevo concepto de especies crípticas, lo que implica especies no distinguibles por características morfológicas, que se agrupan en un único complejo de especies denominado «sección». Para identificar correctamente las especies del género Aspergillus, Samson et al. (2014) propusieron un enfoque polifásico, que incluyera datos fenotípicos, genotípicos y filogenéticos. Con base en estos criterios, Peterson (2008), aceptó cinco subgéneros y 16 secciones en Aspergillus. Por otro lado, Houbraken et al. (2014) propusieron cuatro subgéneros (Aspergillus, Circumdati, Fumigati y Nidulantes) y 20 secciones. Posteriormente, el género Aspergillus fue subdividido en ocho subgéneros y 22 secciones (Samson y Varga, 2010) con 620 especies, de acuerdo con el Index Fungorum (http://www.indexfungorum.org/), o 577 especies en MycoBank (http://www.mycobank.org/); donde los taxones anamórficos asexuales de este grupo de hongos comprenden 12 géneros sexuales o teleomórficos. Esto significa, que muchas especies de Aspergillus tienen dos nombres, uno para el anamorfo y otro para el teleomorfo.

Los estudios taxonómicos más recientes se han agrupado a nivel de sección, esto ha dado como resultado una clasificación bien establecida en el género Aspergillus, en este aspecto, Samson et al. (2014), publicó que el género Aspergillus, consta de 5 subgéneros, 23 secciones y 339 especies reconocidas (Tabla 1). Cabe mencionar que cuando se ha clasificado a Aspergillus en “series” ésta a menudo está desactualizada o ausente, sin embargo, sigue siendo relevante, ya que cuando se asigna una especie a una serie puede ser altamente predictiva sobre qué caracteres funcionales podría tener la especie y podría ser útil cuando se usa una identificación con base en características fenotípicas. Utilizando un enfoque filogenético, a menudo respaldado por datos fenotípicos, fisiológicos y/o extrolitos, la nueva clasificación de Aspergillus con base en “series”, se subdivide en seis subgéneros, 27 secciones y 75 series.

Tabla 1. Clasificación del género Aspergillus

Presentación Clínica

El espectro de la aspergilosis es amplio, incluye varias manifestaciones clínicas, Cuervo-Maldonado et al. (2010), las clasifica como: 1) Forma invasiva; generalmente asociada a personas inmunosuprimidas (Figuras 2); 2) Infecciones subagudas o crónicas, asociadas a pacientes con anomalías en la estructura pulmonar o enfermedad pulmonar o sinusal preexistente o algún defecto sutil en la inmunidad innata; 3) Enfermedad alérgica, que puede manifestarse como aspergilosis broncopulmonar alérgica (ABPA), rinosinusitis eosinofílica y alveolitis alérgica extrínseca; y 4) Infecciones localmente invasivas como resultado de un traumatismo o cirugía como queratitis o infecciones postoperatorias. Por otro lado, Latgé y Chamilos (2020), considerando el estado inmunológico subyacente del huésped, clasifican a las enfermedades causadas por Aspergillus, en tres grupos con distintos mecanismos patogénicos, manifestaciones clínicas y características superpuestas, los cuales son: 1) Aspergilosis en pacientes inmunocompetentes, en el que Aspergillus spp. puede conducir a formas crónicas no invasivas que van desde el desarrollo de una bola fúngica (aspergiloma) hasta un proceso inflamatorio crónica y fibrótico, actualmente clasificado como aspergilosis pulmonar crónica (APC); 2) Aspergilosis en el paciente atópico, en donde la forma más severa es la aspergilosis broncopulmonar alérgica (ABPA); 3) aspergilosis pulmonar invasiva (API) en pacientes inmunocomprometidos, asociada a pacientes gravemente inmunodeprimidos, como pacientes neutropénicos, con leucemia aguda y receptores de trasplante de células madre hematopoyéticas, entre otros.

Figura 2. Aspergilosis invasiva. A) Radiografía de tórax, muestra consolidaciones pulmonares difusas. B) Presencia de A. fumigatus en tejido pulmonar, se observan hifas septadas y cabezas aspergilares. Tinción de Grocott 40X. (Fotos: Gabriel Palma).

Epidemiología

Las especies del género Aspergillus son cosmopolitas, están ampliamente distribuidas en el medio ambiente, se desarrollan en plantas, materia orgánica en descomposición, en suelos, aire/bioaerosoles, en sistemas de agua dulce y hábitats marinos, se cree que las diferencias regionales en precipitación, humedad y temperatura juegan un papel en la prevalencia ambiental de Aspergillus spp, y se ha sugerido que hay una correlación entre estos factores y la infección humana. También se encuentran en ambientes interiores de edificios y casa-habitación (aire, agua potable y polvo), ya que pueden utilizar una amplia variedad de sustratos orgánicos y adaptarse a una amplia gama de condiciones ambientales. Debido a la ubicuidad de estos hongos en la naturaleza, y a la gran cantidad de conidios que producen, los cuales son dispersados por corrientes de aire, la inhalación de éstos, es un fenómeno habitual en huéspedes inmunocompetentes, aunque su respuesta inmune es capaz de eliminarlos eficientemente, sin embargo, en huéspedes con algún tipo de inmunosupresión, como neutropenia prolongada, intervenciones médicas donde utilizan dispositivos protésicos en cirugías invasivas; quimioterapia y radioterapia en la terapia del cáncer; y trasplante de órganos sólidos y médula ósea donde se requiere el uso clínico de fármacos inmunosupresores, además de pacientes con VIH o COVID-19. Otros factores, también contribuyen al aumento de personas inmunodeprimidas como son: aumento en la longevidad de la población; contaminación ambiental; alcoholismo; niveles insalubres de higiene personal; estilos de vida sedentario y obesidad. Estos factores de riesgo pueden causar formas graves de la enfermedad o incluso pueden causar la muerte del huésped. Es importante mencionar que, aunque el mecanismo de trasmisión de estos hongos, desde el medioambiente, es el más conocido, existen evidencias recientes que señalan que A. fumigatus puede producir aerosoles en el huésped y puede ser capaz de transmitirse de persona a persona. Aunado a estos factores de riesgo, también se ha evidenciado AI en huéspedes inmunocompetentes después de una exposición masiva a esporas de Aspergillus. Por su parte, la APC ocurre casi exclusivamente en individuos con pulmón cavitario preexistente, con tuberculosis pulmonar, infección por micobacterias no tuberculosas, ABPA, sarcoidosis, neumotórax, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), cáncer de pulmón tratado quirúrgicamente y bronquiectasias. Mientras que la ABPA afecta fundamentalmente a pacientes con asma y fibrosis quística.

Por otro lado, en los últimos años, se ha mostrado, que el número de especies del género Aspergillus ha ido en aumento, sin embargo, solo algunas tienen importancia médica, entre las más relevantes se encuentran A. fumigatus, agente causal en > 90% de los casos en humanos, A. flavus, A. nidulans, A. niger y A. terreus. Sin embargo, es importante mencionar que los patógenos no-fumigatus aumentan cada día como agentes etiológicos comunes. Por lo que, la identificación precisa de especies es crucial debido a las variaciones en los perfiles de susceptibilidad antifúngica y a las diferencias en las manifestaciones clínicas producidas por las diferentes especies.

La importancia de la aspergilosis a nivel mundial, se ve reflejada en las estimaciones globales, que informan de 3.000.000 de casos de aspergilosis pulmonar crónica, ~ 250 000 casos de AI, ~ 100 000 casos de aspergilosis diseminada y más de 10,000,000 casos de asma fúngica.

Reyes-Montes et al. (2019), destacan particularmente, el aumento durante los últimos años, en el número de casos de la AI, en varios países del mundo, en los cuales las especies más frecuentemente asociadas son A, fumigatus, A. flavus, A, niger, lo que revela la importancia de esta micosis a nivel mundial.

Asimismo, se estima que la APC afecta a 3 millones de personas en todo el mundo, lo que representa un problema de salud poco reconocido, pero significativo en todo el mundo, además de una enfermedad que presenta un desafío tanto para los pacientes como para los profesionales de la salud, ya que la APC puede mimetizar un frotis negativo de tuberculosis, histoplasmosis pulmonar o coccidioidomicosis.

 

Diagnóstico

El diagnóstico tradicional en la mayoría de los laboratorios clínicos se realiza con base en caracteres morfológicos tales como macro y micromorfología, analizando las características de color y textura colonial que se presentan en los medios de cultivo para estas especies, sin embargo, la identificación con base en la morfología, que es la más fácil de implementar y la más compartida en los laboratorios de microbiología, es inadecuada para distinguir diferentes especies crípticas dentro de una sección (Figura 3). También se utiliza el análisis histopatológico para la identificación de Aspergillus spp., con base en en la identificación de la forma de las hifas en biopsias de tejido de un sitio normalmente estéril, sin embargo, Aspergillus se puede confundir con otros hongos filamentosos, como Scedosporium spp. y Fusarium spp., por lo que es deseable la identificación definitiva del patógeno mediante cultivo. Recientemente, la espectrometría de masas por medio de MALDI-TOF-MS (desorción/ionización láser asistida por matriz-analizador de tiempo de vuelo-espectrometría de masas) se ha implementado para el diagnóstico de la aspergilosis, aunque es adecuada para la identificación de Aspergillus spp., depende directamente de la calidad y la integridad de la base de datos utilizada y en ocasiones, estas bases frecuentemente no están completas por lo que no proporcionan una identificación de hongo relevante. También existen varios métodos serológicos, que incluyen la fijación del complemento, la inmunodifusión, diferentes ensayos de inmunoabsorción ligados a enzimas (ELISA) y Western-blot. No obstante que se han utilizado estos métodos, los esfuerzos se han dirigido hacia el desarrollo de diagnósticos no invasivos, con la finalidad de detectar y dar tratamiento de forma oportuna, así como de mejorar la supervivencia de los pacientes, por lo que se han utilizado antígenos para el diagnóstico de la aspergilosis, entre los que se encuentran los galactomananos, que es un componente importante de la pared celular de Aspergillus y es liberado por las hifas fúngicas en cantidades variables en el suero y fluidos adyacentes de órganos infectados. La detección del galactomanano es el estándar de oro imperfecto y es más sensible que el cultivo. Este antígeno se utilizó inicialmente en la prueba de aglutinación en látex (Pastorex Aspergillus, Sanofi Diagnostics Pasteur, Francia), posteriormente, ésta se adaptó a una ELISA doble “sandwich” (PlateliaTM Aspergillus, BioRad, Francia), este método es de uso común para el diagnóstico de la AI y tiene un alto grado de especificidad. Otro antígeno es el 1,3-β-D-glucano (BDG) (Fungitec G‚ Seikagaku Corporation, Japón, Wako–WB 003‚ Wako Chemical, Alemania, y Glucatell, Associates of Cape Code, Inc., USA), éste tiene un alto valor predictivo negativo, por lo que es bastante útil para descartar AI en lugar de confirmarlo. El uso de estos antígenos de la pared celular de Aspergillus, ha mejorado el diagnóstico temprano de AI en pacientes no neutropénicos, con enfermedades respiratorias subyacentes sin malignidad hematológica o trasplante de órgano sólido previo. Estos dos ensayos están aprobados por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA). Sin embargo, estos métodos también -tienen limitaciones significativas, incluida la baja sensibilidad en ciertos grupos de pacientes y problemas de no especificidad.

Figura 3. Morfología microscópica de: A) A. fumigatus y B) A. lentulus, dos especies de la sección Fumigati, que son morfológicamente indistinguibles.

Actualmente, los ensayos con base en la detección de ácidos nucleicos, han reducido la necesidad de métodos convencionales, como cultivos y detección de antígenos y han brindado nuevas oportunidades para la atención del paciente, ya que la prueba de amplificación de ácidos nucleicos es una técnica simple, rápida, sensible y fácil de aplicar, que podría usarse de manera rutinaria en los laboratorios clínicos de diagnóstico y capaz de identificar infecciones en una etapa temprana. La mayoría de las técnicas con base en PCR, utilizan cebadores que se dirigen a la región del espaciador interno transcrito (ITS) del rDNA de Aspergillus spp, que permiten la identificación a nivel del complejo de especies. Además, se han descrito muchas otras técnicas de detección molecular, como sondas marcadas con fluorescencia, sondas de hibridación in situ y matrices multiplexadas. Actualmente, es importante la identificación de especies de Aspergillus ya que, en los últimos años, se han descrito numerosas especies crípticas dentro de las secciones Fumigati, Nigri, Flavi y Terrei, principalmente, las cuales pueden causar aspergilosis, tanto en seres humanos como en animales, y algunas de estas especies presentan diferente susceptibilidad a los antifúngicos disponibles para el tratamiento. Samson et al. (2014), recomendaron una identificación polifásica para la identificación de especies, sin embargo, este tipo de identificación no es práctica para el diagnóstico clínico de las especies de Aspergillus, por lo que actualmente se están implementando otras técnicas, como la PCR multiplex, que utiliza oligonucleótidos específicos diseñados a partir de la secuencia del gen SCW4 que codifica una glucanasa de pared celular de A. fumigatus. Esta PCR permite la diferenciación de las especies A. fumigatus, A. flavus, A. niger, A. nidulans, A. terreus y A. versicolor. Sin embargo, la FDA, aún no ha aprobado ensayos moleculares para el diagnóstico de aspergilosis.

 

Tratamiento

Los triazoles, en particular voriconazol, isavuconazol y posaconazol para infecciones invasivas, y voriconazol o itraconazol para infecciones crónicas, son los agentes antifúngicos de primera línea en el tratamiento de la aspergilosis. Por otro lado, la guía práctica para el diagnóstico y tratamiento de la aspergilosis: actualización de 2016 de la Infectious Diseases Society of America, resume las recomendaciones para el tratamiento de la aspergilosis, incluye el uso de la calificación de recomendaciones, valoración, desarrollo y un sistema de evaluación, además de un método sistemático para calificar tanto la fuerza de la recomendación (débil o fuerte) como la calidad de la evidencia (muy baja, baja, moderada y alta), lo cual constituye una herramienta útil para establecer un tratamiento adecuado.

 

Bibliografía

  1. Samson RA, Visagie CM, Houbraken J, Hong SB, Hubka V, Klaassen CH, Perrone G, Seifert KA, Susca A, Tanney JB, Varga J, Kocsubé S, Szigeti G, Yaguchi T, Frisvad JC. Phylogeny, identification and nomenclature of the genus Aspergillus. Stud Mycol 2014;78:141-173.
  2. Peterson SW. 2008. Phylogenetic analyses of Aspergillus species using DNA sequences from four loci. Mycologia 100:205-226.
  3. Houbraken J, de Vries RP, Samson RA.Modern taxonomy of biotechnologically important Aspergillus and Penicillium Adv Appl Microbiol 2014;86:199-249. https://doi:10.1016/B978-0-12-800262-9.00004-
  4. Samson RA, Varga J. 2010. Molecular Systematics of Aspergillus and its Teleomorphs. In: Aspergillus: Molecular Biology and Genomics. M. Machida & K. Gomi, Eds. pags.19-40.
  5. Cuervo-Maldonado SI, Gómez-Rincón JC, Rivas P, Guevara FO. 2010. Actualización en aspergilosis con énfasis en aspergilosis invasora. Infectio 14(S2): S131-S144.
  6. Latgé J-P, Chamilos G. 2019. Aspergillus fumigatus and aspergillosis in 2019. Clin Microbiol Rev 33:e00140-18. https://doi.org/10.1128/CMR.00140-18.
  7. ReyesReyes-Montes MR, Duarte-Escalante E, Frías-De-León MG, Martínez-Herrera EO, Acosta-Altamirano G. Molecular Diagnosis of Invasive Aspergillosis. In: Molecular Diagnosis. 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.78694.
  8. Patterson TF, Thompson III GR, Denning DW, Fishman JA, Hadley S, Herbrecht R, Kontoyiannis DP, Marr KA, Morrison VA, Nguyen MH, Segal BH, Steinbach WJ, Stevens DA, Walsh TJ, Wingard JR, Young JH, Bennett JE. 2016. Practice Guidelines for the Diagnosis and Management of Aspergillosis: 2016 Update by the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis 2016;63(4):e1–60.
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