MICOSI OPPORTUNISTICHE: Candida albicans Aspergillus spp. Giovanni Di Bonaventura, BSc, PhD

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1 MICOSI OPPORTUNISTICHE: Candida albicans Aspergillus spp Giovanni Di Bonaventura, BSc, PhD

2 MICOSI OPPORTUNISTICHE Caratteristiche generali AGENTI EZIOLOGICI apatogeni nell ospite sano Saprofiti in natura Componenti della normale flora commensale umana CONDIZIONI PREDISPONENTI Fisiologiche (gravidanza, età avanzata) Eventi traumatici (lesioni, occlusioni) Difetti immunità cellulo-mediata (linfociti T, macrofagi) Immunosoppressione Fattori iatrogeni (contraccettivi orali, antibiotici, steroidi, chemioterapia, cateteri) Fattori intrinseci (situazioni organiche preesistenti): AIDS, ematopatie, diabete mellito, endocrinopatie, ustioni

3 MICOSI OPPORTUNISTICHE Candidiasi (Candida spp) Aspergillosi (Aspergillus spp) Criptococcosi (Cryptococcus neoformans) Zigomicosi (Zygomices spp) Altre: tricosporonosi (Trichosporon spp), fusariosi (Fusarium spp), penicillosi (Penicillium spp) **QUALSIASI fungo presente in natura potrebbe, in teoria, causare micosi opportunistiche **

4 CANDIDIASI Micosi opportunistica a più alta prevalenza nel mondo Eziologia: Candida spp. (non solamente C. albicans) Infezioni endogene Spettro variabile: da infezioni superficiali (cutanee) a gravi infezioni sistemiche 80% popolazione sana colonizzata a livello cutaneo e mucosale (vaginale, orale, gastrointestinale, rettale) Immunità innata vs Candida Immunità umorale: bassi titoli anticorpali vs Ag glicoproteici parietali. Scarso (incerto) significato protettivo. Immunità cellulare vs candidiasi mucocutanee; neutrofili vs candidiasi invasive

5 Candidiasi CANDIDA SPP COMUNEMENTE ISOLATE C. albicans C. tropicalis C. kefyr C. parapsilosis C. glabrata C. krusei C. guillermondii C. lusitaniae Candida non-albicans (come C. albicans, fanno parte della normale flora microbica dell uomo)

6 Candida spp MORFOLOGIA Fungi Imperfecti Caratteri microscopici: Cellule lievitiformi gemmanti (blastospore; le uniche in C. glabrata) Pseudoife (abbondante pseudomicelio) Candida albicans clamidospore (anche in C. dubliniensis) tubulo germinativo: 37 C in presenza di siero (anche in C. dubliniensis) cresce a 42 C (a differenza di C. dubliniensis) ife vere settate (37 C, ph neutro) Caratteri macroscopici: Colonie cremose, bianche (37 C, Sabouraud Dextrose Agar - SDA) Evidenziazione di pseudomicelio con alone opaco e sfrangiato (terreni nutritivi poveri, 25 C)

7 Candida albicans - morfologia

8 Candida albicans PATOGENICITA Adesività (e produzione di biofilm) tubulo germinativo più adesivo delle cellule lievitiformi colonizzazione di superfici biotiche (mucose) per mezzo di adesine colonizzazione di superfici abiotiche (superfici protesiche) con formazione di biofilm Produzione di enzimi extracellulari (danneggiano la membrana della cellula ospite): Proteasi, fosfolipasi Produzione di micotossine Induzione di una intensa risposta immunitaria responsabile di molte manifestazioni cliniche delle candidiasi nella candidosi mucocutanea si assiste ad una depressione della risposta immune cellulo-mediata, probabilmente ad opera di frammenti di mannano rilasciati in circolo da Candida

9 CANDIDIASI Manifestazioni cliniche-i Infezioni CUTANEE meno frequenti di quelle mucosali localizzate in sedi cutanee caldo-umide (ascellari, inguinali) mimano le infezioni causate dai Dermatofiti cute (intertrigine del lattante) unghia (paronìchia, onicomicosi)

10 CANDIDIASI Manifestazioni cliniche-ii Infezioni MUCOSE (MUCO-CUTANEE) Mucosa orale: stomatite (+ glossite) mughetto (neonato, adulto debilitato) Mucosa esofagea: Candidosi esofagea (neonati, HIV, diabetici, terapia antibiotica prolungata; si presenta con disfagia, dolore retrosternale) Mucosa genitale: vulvo-vaginite (eritema su mucosa vaginale e genitali esterni, leucorrea) balanite (infiammazione della testa del glande, prurito e bruciore intensi) Candidosi mucocutanea cronica (CMC): infezioni croniche superficiali (cute, unghia, orofaringe) resistenti alla terapia spesso associate a timoma ed a condizioni sottostanti (ipotiroidismo, iposurrenalismo, ipoparatiroidismo)

11 CANDIDOSI DEL CAVO ORALE

12 CANDIDIASI Manifestazioni cliniche-iii Infezioni DISSEMINATE (SISTEMICHE) Nell ospite immunocompromesso (neutropenia) Candida raggiunge la via ematogena dall orofaringe o dal tratto gastrointestinale attraverso lesioni della mucosa: Peritonite Polmonite Cistite Pielonefrite Endocardite Miocardite Epatosplenica Endoftalmite Artrite Osteomielite Meningite

13 PATOGENESI DELLE CANDIDOSI DISSEMINATE Il passaggio da una candidosi muco-cutanea ad una infezione disseminata prevede: 1. Adesione delle blastocellule alla mucosa 2. Proliferazione e produzione del tubo germinativo 3. Produzione di acidi carbossilici a catena corta (piruvato, acetato) quali sottoprodotti del metabolismo degli zuccheri. L acidificazione dell ambiente causa irritazione della mucosa ed attivazione delle proteasi fungine attive sulle IgA secretorie protettive la mucosa 4. Perforazione della membrana basale dell'epitelio (favorita dalla reazione infiammatoria tissutale e dalla liberazione di fattori di diffusione quali fosfolipasi e proteasi) 5. Adesione pseudoifale ai coaguli fibrinosi ed alle cellule endoteliali 6. Disseminazione sistemica mediante il circolo ematico e linfatico 7. Rilascio di mannani dotati di attività immunosoppressiva ed in grado di interferire con la presentazione antigenica ai monociti

14 CANDIDIASI Diagnosi Campioni frammenti di cute/unghie, tamponi (forme cutanee) escreato, urine, biopsie, sangue, liquor (forme sistemiche) Esame microscopico diretto cellule lievitiformi, pseudoife Coltura colonie cremose, opache, bianche su SDA (37 C) pseudomicelio nell agar (alone opaco-sfrangiato a 25 C) identificazione di C. albicans: test di filamentazione (produzione tubuli germinativi): entro 2-3 h, a 37 C, in presenza di siero clamidospore (anche in C. dubliniensis) ife vere settate (37 C, ph neutro) switch coloniale tra varianti fenotipiche (possible fattore di virulenza; osservato in episodi di vaginiti ricorrenti) identificazione biochimica (comunemente impiegata per C. non-albicans)

15 C. albicans Caratteri microscopici Clamidospore (esame microscopico a fresco) Blastoconidi e pseudoife in essudato vaginale (colorazione di Gram ) Formazione del tubulo germinativo (esame microscopico a fresco)

16 C. albicans Caratteri macroscopici B a-b) colonie di C. albicans cresciute su Sabouraud Dextrose agar pseudomicelio

17 C. albicans colonie: varianti fenotipiche B Varianti fenotipiche con ife Varianti fenotipiche a cervello Varianti fenotipiche ad anello Varianti fenotipiche a stella

18 Candida spp identificazione di specie: tests biochimici B

19 Candida spp identificazione di specie: tests fenotipici B

20 CANDIDIASI Diagnosi Sierologia (non usata di routine) ELISA, IF, agglutinazione al latice per la ricerca di: Ag mannanico parietale circolante Ag citoplasmatici (enolasi, 48 kda) ricerca anticorpale non utile ai fini diagnostici

21 CANDIDIASI Terapia CUTANEA, MUCOCUTANEA Terapia ad uso topico (ketoconazolo, miconazolo, nistatina) Buona risposta clinica, eccetto per l onicomicosi SISTEMICA Amfotericina B (+ 5-fluorocitosina) (fungicida ma associata a rilevante tossicità) Fluconazolo, itraconazolo (scarsa tossicità, ma fungistatici e quindi associati a recidive post-terapia) MUCOCUTANEA CRONICA Amfotericina B, fluconazolo, itraconazolo Nel paziente immunocompromesso, i migliori risultati si ottengono dopo aver corretto le condizioni sottostanti la immunocompromissione

22 Aspergillosi

23 ASPERGILLOSI Caratteristiche generali Eziologia: appartengono al genere Aspergillus oltre 900 specie, di cui solo 5 patogene per l uomo: A. fumigatus (90%) A. flavus, A. niger, A. nidulans, A. terreus Reservoir naturale: aria, terreno Infezioni esogene Ampio spettro di manifestazioni cliniche Spesso l infezione viene rilevata soltanto in sede autoptica

24 Aspergillus spp MORFOLOGIA Caratteristiche microscopiche: ife settate (ramificazioni dicotomiche), vescicole, metulae, fialidi, (micro)conidi caratteri morfologici (conidi, fialidi, vescicola) con valenza identificativa Caratteristiche macroscopiche: Colonie con aspetto polveroso colore colonia (spore) specie-specifico: A. niger: nero A. fumigatus: grigio-verdastro A. flavus: giallo A. versicolor: verde-rosa-giallo

25 Aspergillus spp Caratteristiche microscopiche Aspergillus flavus Aspergillus fumigatus

26 Aspergillus spp Caratteristiche macroscopiche A. niger A. flavus A. fumigatus

27 ASPERGILLOSI Patogenesi e sindromi cliniche - I I. Aspergillosi allergica Inalazione di spore Reazioni di ipersensibilità 1. Asma 2. Broncopolmonite allergica (dispnea, bronchiectasie, fibrosi di segmenti polmonari) II. Aspergillosi locale non invasiva Inalazione di spore Colonizzazione micotica (di cavità preesistenti) senza invasione dei tessuti contigui 1. Aspergilloma (polmone, seni paranasali) 2. Otomicosi (A. niger) 3. Onicomicosi 4. Infezioni oculari (congiuntivale, corneale, intraoculare)

28 Aspergillosi polmonare non invasiva Aspergilloma

29 ASPERGILLOSI Patogenesi e sindromi cliniche - II III. Aspergillosi invasiva Diffusione dalla sede primitiva di infezione ai tessuti circostanti invasione ifale dei vasi (trombi, infarti, emorragie). Elevata mortalità. 1. Polmonare (forma invasiva primaria) 2. Disseminata (gastrointestinale, cervello, fegato, rene, cute, occhio) IV. Micotossicosi Ingestione di prodotti (derrate per allevamento) contaminati con tossine prodotte da Aspergillus spp.: aflatossine (immunosoppressorie, epatocancerogene), gliotossine (inibiscono fagocitosi, pro-apoptotiche)

30 ASP. POLM. INV. Patogenesi A, Inalazione dei conidi (2.5-3 µm) e loro localizzazione intra-alveolare. B, Agglutinazione dei conidi mediata da surfattanti SP-A / SP-D e conseguente fagocitosi da parte dei macrofagi alveolari polmonari. C, Interazione dei conidi con fibrinogeno mediante recettore. D, Conidi producono proteasi (serina-proteasi) che rompono le tight-junctions con conseguente migrazione intra-epiteliale verso la membrana basale. E, Ancoraggio conidiale alla membrana basale mediante interazione con recettori per laminina, fibronectina e collagene. F, Conidi producono elastasi e fosfolipasi che rompono la membrana basale promuovendo la transmigrazione nel parenchima polmonare. G, Trasformazione dei conidi in ife (produzione di gliotossine a funzione antifagocitaria) con tropismo per i vasi sanguigni con angioinvasione che porta ad alterato flusso sanguigno causando necrosi ischemica.

31 Aspergillosi invasiva

32 ASPERGILLOSI Diagnosi Campioni: sputo, BAL, biopsie (polmonari) Esame microscopico: diretto, per evidenziare: ife settate e conidi (sputo, BAL), ife intravascolari (tessuto) previa colorazione (ematossilina/eosina, Gomori) Coltura: SDA (senza cycloheximide) (deve essere isolato da almeno 2 colture!) Sierologia Allergia (ricerca di specifiche IgE in RAST-siero) Infezione invasiva (ricerca di Ag galattomannano mediante ELISA su siero)

33 ASPERGILLOSI Terapia ALLERGICA: Corticosteroidi (in immunocompetenti) ASPERGILLOMA (se sintomatica): terapia chirurgica amfotericina B INFEZIONI LOCALI, SUPERFICIALI: Nistatina ad uso topico (otomicosi) INFEZIONI INVASIVE: terapia chirurgica amfotericina B (+ 5-fluorocitosina), itraconazolo