Home >Documents >Infectiile cu drojdii

Infectiile cu drojdii

Date post:14-Oct-2015
Category:
View:60 times
Download:2 times
Share this document with a friend
Description:
biologie med
Transcript:
  • Mecanisme moleculare ale virulentei si patogenitatii la drojdii

  • Genul Candida

    Peste 200 sp.

    Cuprinde specii potential patogene: ex. C. albicans, C. glabrata, C. parapsilosis,

    C. tropicalis, C. krusei, C. inconspicua, C. dubliniensis etc.

    Cea mai cunoscuta si studiata C. albicans

    Nise ecologice

    Nise permante: organismul uman si animal

    - tegumentului: C. parapsilopsis, guillermondii, krusei

    - tractului digestiv si genital: C. albicans, tropicalis, krusei, glabrata

    Nise temporale:

    - ape reziduale: C.albicans, guillermondii, maltosa

    - soluri poluate: C. albicans, tropicalis, robusta

    - plante: C. azyma, guillermondii, maltosa, zeylanoides

  • Caractere generale

    Microorganisme: eucariote,unicelulare, aerobe, facultativ anaerobe, conditii de cultivare: 28-37C, pH neutru

    Principalii polimeri ai peretelui celular: glucan, mananproteinele si chitina

    Coloniile apar sub mai multe forme: netede, rugoase, fibroase, zbarcite

    Adaptabilitate ridicata

  • -Tract digestiv-Tract genital

  • Tipuri de relatii intre gazda si microorganisme

    Principalele tipuri de relaii dintre microorganisme (autohtone /alohtone) i organismul gazd

    (animal/uman):

    - neutre; neutralism

    - benefice: comensalism, simbioza

    - antagonice: antibioza

    Neutralism (0/0) = Tip de relaii biotice care se stabilesc ntre indivizii a dou specii care nu utilizeaz

    aceeai surs de hran

    Comensalism (+/0) = form de relaii ntre dou organisme n care unul dintre acestea beneficiaza de

    pe urma celuilalt fara sa-l prejudicieze pe celalalt

    Simbioza (+/+) = convieuire strns, reciproc avantajoas, a dou organisme din specii diferite

    Antibioza (-/+) = tip de relaii ntre dou sau mai multe specii de microorganisme n care una mpiedic

    dezvoltarea celorlalte

  • Infectiile cauzate de specii ale genului Candida

    Frecventa

    C. albicans ocupa locul 4 in infectiile sistemice cu

    o mortalitate de 40%.

    Mortalitate ridicata datorita:

    - diagnosticarii tarzie

    - rezistentei crescute la compusi cu actiune antifungica

    Predispozitie ridicata

    -persoanele cu imunitate scazuta (varsnicii si nou-nascutii)

    -persoanele care urmeaza diferite tratamente cu: corticosteroizi, antineoplazice,

    antibiotice cu spectru larg, alte imunosupresoare

    -persoanele infectate cu virusul HIV

    Coagulase-negative Staph 31.3%

    S. aureus 20.2%

    Enterococci 9.4%

    Candida spp 9.0%

    E. coli 5.6%

    Klebsiella spp 4.8%

    P. aeruginosa 4.3%

    Enterobacter spp 3.9%

    Serratia spp 1.7%

    Acinetobacter spp

    1995-2002 (Edmond M.

    SCOPE Project)

    1.3%

  • Tehnici clasice microscopie, CHROM Agar, API, Vitek, Biolog

    - costuri scazute - timp crescut de raspuns (48-72h)

    Tehnici imunobiochimice- utilizeaza anticorpi specifici pentru (beta-glucan, D-arabinitol, manoza)

    - relativ rapide - senzitivitate scazuta, specificitate scazuta

    Tehnici moleculare- PCR, DNA microarray

    - rapide, senzitive - costuri ridicate, dificil de izolat ADN-ul microbian

    Metode de diagnostic

  • Dezvoltarea procesului infectios

    - calea de patrundere a agentului patogen (rani deschise)

    - gradul de virulenta al agentului patogen

    -numarul initial de celule microbiene care patrund in organismul gazda

    -statusul imunitar al gazdei

  • Afectiunile produse de specii apartinand genuluiCandida

    Candidoza muco-cutanata

    Onicomicoza

    Candidoza orofaringiana

    Candidoza vulvo-vaginala

    Candidoza de scutec

    Candidoza neonatala

  • Candidoza muco-cutanata

    Zonele afectate: axilara, pliurile submamare, spatiile interdigitale, ombilicul.

    Caracterizata prin: eritem bazal cu margini solzoase, leziunile sunt inconjurate de

    eruptii gen pustule care se sparg si produc rani deschise.

    Predispozitie crescuta:

    - disfunctii metabolice (diabetici, alcoolici, supraponderali)

    - persoane care lucreaza in medii cu risc crescut: spalatorii, pescarii, curatatorii

  • OnicomicozaInfectii ale unghiilor produse de specii din genul Candida in asociere cu o serie de fungi

    (Trichophyton rubrum) determina peste 80% dintre onicomicoze.

    Aspecte clinice: unghia devine galbena, alba sau maron inchis, ingrosata si sfarimicioasa in cazul

    invadarii portiunii terminale a acesteia. In situatia in care invazia fungica se face direct prin

    suprafata unghiei, pe aceasta apar la inceput pete albe (interpretate de multe ori ca lipsa de

    calciu), ulterior prezentindu-se moale, cu aspect prafuit, dar fara a se ingrosa sau detasa de patul

    unghial

    Transmitere: infectiei fungica se transmite prin contact direct, sau prin folosirea in comun a

    unor articole de imbracaminta si incaltaminte, obiecte folosite in igiena personala (unghiera,

    forfecuta pentru unghii, pila pentru unghii, prosop), baile publice (dusumeaua, gratarul de lemn

    din saune, bazine de inot).

    Persoane predispuse: unghie incarnata, varsnicii.

  • Candidoza orofaringiana (bucala)

    Candida sp. face parte din microbiota normala a orofaringelui aceasta devine patogena in

    diferite cazuri: imunitate scazuta: bolnavi varstnici, diabetici, cu neoplasme, antibioterapie de

    lunga durata, SIDA, alimentatia (deficiente nutritionale ale: riboflavinelor, folatilor, Fe.) insa

    aceasta poate fi contactata si in urma consumarii unor alimente infestate.

    Candida albicans este cea mai frecventa specie implicata in aparitia candidozei bucale poate fi si

    asociata cu infectii bacteriene: streptococi, stafilococi, enterococi

    Clinic, se prezinta sub forma unor depozite de culoare alba localizate la nivelul gurii si pe limba

    cu aspect branzos tesutul din jurul acestor depozite devine rosu si dureros, persoanele afectate

    prezinta o senzatie de arsura la nivelul gurii si a gatului.

    La copii aceast afeciune este frecvent asociat cu defecte genetice i disfuncii ale glandelor

    endocrine

  • Candidoza vulvo-vaginala

    determinata de Candida albicans in proportie de 80% sau Candida glabrata,

    krusei, inconspicua, parapsilosis.

    Factorii interni care favorizeaza aparitia candidozei vulvovaginale sunt

    reprezentati de:

    - administrarea pe o perioada mai lunga a antibioticelor, contraceptivelor,

    - sarcina,

    - anumite boli endocrine

    Poate fi transmisa direct in special prin contact sexual.

    Aproximativ 75% din femei dezvolta infectia odata in viata si 4050% sunt

    recurente.

    Manifestari clinice: scurgeri albicoase, discomfort

  • Candidoza neonatala

    Candidoza neonatal este transmis nou-nscutului

    in timpul nasterii datorita tranzitarii tractului vaginal

    i se constat prezena acesteia la 5% din nou-

    nscui; apare de cele mai multe ori n cavitatea

    bucal sau mai rar sub forma unei infecii a pielii n

    jurul anusului i n jurul organelor genitale.

    La nou-nascui , candidoza generalizata se dezvolt

    doar n mod excepional n condiii de imunitate

    precar. Infectarea copilului n timpul naterii, poate

    duce la apariia candidozelor pulmonare, care i poate

    produce moartea mai ales dac nou- nscutul este

    nascut preamatur

  • Candidoza de scutec

    Candidoza de scutec apare la puin timp de la natere i este

    determinat de invadarea speciilor genului Candida datorit

    umiditii crescute.

    Acest lucru este posibil exclusiv din motive de igien, n mod

    special prin neschimbarea scutecului bebeluului. Leziunile care se

    dezvolta la nivelul tegumentelor acestuia sunt leziuni eritematoase

    tip satelit (pustule satelit), cu eroziuni ale tegumentelor.

  • Mecanismele de virulenta ale speciilor din genul Candida

    Aderena Colonizarea, Formarea de biofilm, Hidrofobicitatea

    Dimorfismul celular (blastospori, pseudohife, hife)

    Modificarea fenotipica

    Producerea unor enzime extracelulare- proteinaze, fosfolipaze, lipaze, esteraze, DN-aze, metaloproteaze

    Rezistenta la substante antifungice

  • Modificarea fenotipica

  • Etapele procesului infectios

  • Etape ale procesului infectios la C. albicans

    Figura 1 Tesut inainte de infectie

    Figura 3 Infectie profunda si diseminare

    Figura 2 Infectie superficiala

  • Aderenta

    Aderenta- fixarea celulelor microbiene la nivelul gazdei reprezinta o etapa

    esentiala in dezvoltarea unui proces infectios

    Adezinele Als, Ala si Hwp1 fac parte din grupul de proteine de la nivelul peretelui

    celular glicozilfosfatidilinozitol dependente (acestea fiind reglate de factori

    transcriptionali ca Bcr1, Tec1, Nrg1, Tup.

    Adezinele se leaga la componente ale matricei extracelulare cum ar fi laminina,

    fibronectina, mucina sau componente serice fibrinogen, C3b, C3d

    Capacitatea de aderenta este dependenta de forma celulelor, astfel in stare

    germinativa (hifa) aderenta este de 5 ori mai mare decat in faza de blastospori.

    Factorii care contribuie la cresterea aderentei formelor hifale include schimbari

    calitative ale adezinelor si exprimarea unor adezine specifice.

  • Testarea capacitatii de aderenta la substrat inert si la celule epiteliale

  • FORMAREA DE BIOFILME

  • Enzimele hidrolitice produse de speciile din genulCandida

    Proteinaze

    Fosfolipaze

    Lipaze

    Esteraze

    Fosfataze

    DN-aze

  • Rolul enzimelelor hidrolitice

    Obtinerea de nutrienti

    Distrugerea componentelor celulare (matrix extracelular,

    membrana plamatica)

    Inactivarea moleculelor implicate in apararea organismului gazda

  • Proteinazele produse de specii din genul Candida

    Aspartil proteinaze

    Serin proteinaze

    Cistein proteinaze

    Metalo proteinaze

  • Aspartil proteinazele

    Codificate de gene SAP [SAP 1-10]

    Proteinele Sap functie similara si cu proprietati diferite (masa molec., pH izoelectric)

    Proteina matura dimensiuni 35-48kDa si contine doua regiuni conservate care interactionaza

    extracelular iar 9 si 10 sunt ancorate de membrana prin GPI (glicozilfosfatidilinozitolul cu

    resturile de acid aspartic)

    Sap 1-8 secretate

    Molecule scindate de aspartil proteinaze sunt:

    - matrixul extracelular si prot. de supafata ex.: colagenul, laminina, fibronectina, mucina

    sunt degradate cu o rata mai mare de Sap2.

    -proteine ale gazdei implicate in aparare precum: lactoferina salivara, -macroglobulinele,

    precursori ai factorilor de coagulare, macrofagele, majorit imunoglabulinelor inclusiv IgA care

    e rezistent la majoritatea proteinazelor bateriene.

    -componente cheie ale sitemului imunitar precum: citokinele proinflamatorii interleukina

    1beta, lactoperoxidaze, catepsina D, comp. complement,

    proteinele Saps au rol in mentinerea raspunsului inflamator la nivelul epiteliului in vivo.

    Aspartil proteinazele sunt inhibate de pepstatin A, un hexapeptid izolat de la Streptomyces

  • Expresia genelor SAP

    Reglajul SAP are loc la nivel transcriptional se sintetizeaza o prepropeptida care e cu

    aprox 60 de aa mai mare decat enzima matura si este alcatuita din molecula semnal

    si propeptida

    Scindarea are loc la nivelul RE si este realizata de o proteinaza, dupa care este

    transportata de o proteinaza Kex2-like iar capatul carboxil e procesat la nivelul AG

    pentru a obtine enzima activa.

    Exprimate constititiv: SAP9 si SAP10 sau inductibila genele SAP1-8

    Expresia este influentata de:

    pH (Sap 1 si 3 actioneaza la pH acid, iar Sap 2,4 si 6 sunt stabile la pH neutru)

    temperatura (la 250 C, creste rata transcrierii genei SAP8 )

    sursa de N, (albumina serica bovina SAP 2)

    forma morfologica (SAP 4-6 exclusiv formele de hifa si SAP 1-3 secretate de formele

    blastospori)

  • Evidenierea activitii proteinazelor

  • Fosfolipazele

    Fosfolipaza A (hidrolizeaza leg. acil dintre esterii AG)

    Fosfolipaza B (hidrolizeaza leg. acil din pozitia 1 si 2 de la nivelul glicerolului)

    Fosfolipaza C (hidrolizeaza leg. fosfodiesterice de la nivelul scheletului fosfolipidic

    producand 1,2- acil-lizofosfolipid sau 1-acil-lizofosfolipid)

    Fosfolipaza D (scindeaza leg. fosfodiesterica obtinandu-se acid fosfatidic si colina sau

    etanol amina

  • FOSFOLIPAZELE

    Expresie ridicata in timpul invaziei datorita scindarii legaturilor esterice dintre

    glierofosfolipidele membranei celulare;

    Prezente si la alte microorganisme: Aspergillus fumigatus, Cryptococcus, neoformans,

    Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus,

    Mycobacterium tuberculosis, Toxoplasma gondii;

    In ultimii ani au fost puse in evidenta si la alte specii din genul Candida precum:

    glabrata, parapsilosis, tropicalis, krusei;

    Doar cele din familia B sunt secretate in afara celulei, fosfolipaza PlB1 joaca un rol

    important in procesul infectios;

    Prima gene identificata a fost PLB1 care se afla pe cromozomul 6 si care prezinta o

    omologie de secventa de 45% cu gena PLB1 de la S. cerevisiae.

  • Lipazele

    Codificate de genele LIP 1-10

    Actioneaza asupa gruparilor esterice de la niv mono- di- si tri-aciziglicerolilor pe care ii

    scindeaza in glicerol si acizi grasi

    Au fost evidentiate si la speciile: tropicalis, parapsilosis, krusei si glabrata

    Lipazele contin secvente conservate (4 resturi de cisteina), un situs N-glicozilat si prezinta

    acelasi grad de hidrofobicitate.

    Stabilitate termica ridicata, rezistenta la solventi organici si la actiunea unor proteinaze

    Rol: digestia lipidelor pt. acumulare de nutrienti, aderarea la cel gazdei, initierea

    proceselor inflamatorii

    Evidentiate prin cultivarea cu tween ca unica sursa de C

  • Expresia genelor LIP

    Sunt reglate si exprimate diferit in functie de conditiile de crestere

    Gena LP7 mai contine la capatul N-terminal o secventa semnal

    Genele LIP3LIP6 au fost evidentiate in toate fazele de crestere.

    Genele LIP1, LIP3-6 si LIP8 sunt exprimate atat in mediu cu Tween 40 ca unica sursa de C

    dar si in mediu fara lipide

    LIP1, LIP2, LIP3 si LIP9 au fost detectate in infectiile gastrice insa nu sunt exprimate in

    infectiile mucoasei orale

  • Hemolizinele

    Tulpinile de Candida prezinta hemoliza de tip a si b

    Insuficiente date obtinute pana la ora actuala privind natura hemolizinelor,

    hemoliza a fost asociata cu mai multi factori: prezenta unei mananproteine,

    producerea de fosfolipaze, lipaze, proteinaze extracelulare

    Expresia hemolizinelor este dependenta de forma celulara (unicelulara sau

    hifala), de conditiile de mediu (sursa de carbon, temperatura)

  • Proteine de legare a Fe

    Fe necesar in metabolismul celular al drojdiilor (functionarea unor enzime

    implicate atat in procesele de respiratie cat si de aparare impotriva speciilor

    reactive de oxigen)

    In timpul infectiei cel de drojdii sunt supuse riscului actiunii sp. reactive de O2 care apartin sistemului de aparare al gazdei (catalaza, SOD, proteine de soc

    termic)

    Proteina Rbt5 este implicata in acumulare de Fe de la nivelul hemoglobinei

    Proteina Als3 ancorata la nivelul peretelui celular are capacitatea de a lega Fe

  • DN-aze

    Capacitatea unot tulpini patogene de a sintetiza DN-aze ajuta celula sa lupte impotriva Neutrophil extracellular traps (NETs) produse de leucocite

    Inhibarea unor mecanisme de generare a speciilor reactive de oxigen in cazul neutrofilelor

  • Rezistenta la antibiotice

    Inascuta - rezistena natural, nespecific, comun tuturor indivizilor unei specii, necondiinat de un contact anterior cu compusul antimicrobian

    Dobandita apare in urma expuneriimicroorganismului la un compus inhibitor, si estedatorata unor modificari la nivel genetic (mutatii, achizitia de gene), persista in timp

  • Principalele tipuri de rezistenta

    Neutralizarea antibioticului

    Alterarea tintei de actiune a antibioticului

    Scoaterea din celula a antibioticului

    Modificarea permeabilitatii celulei microbiene

  • Principalele clase de antifungice

    Polienele (amfotericina B, nistatinul, natamicinul, candicin etc.)

    Azolii: imidazoli (ketoconazolul, clotrimazolul, miconazolul)

    triazoli (fluconazol, voriconazol, posaconazol, itraconazol)

    tiazoli (abafuginul)

    Alilaminele (terbinafina, butenafina)

    Morfolinele (amorolfina)

    Echinocandinele (caspofungin, micafungin, anidulafungin)

    Altele: 5-fluorocitozina, acidul benzoic

  • Reguli generale administrarea tratamentelorantifungice

    identificarea patogenului

    evitarea toxicitatii

    asigurarea dozelor optime

    monitorizarea complicatiilor

  • Determinarea sensibilitatii la diferite substanteantifungice

    Testarea calitativ Testarea cantitativ

  • Fluconazolul

    Timp de injumatatire: 30h

    Metabolizat de ficat 12%

    Excretat- renal 61-88%

    Utilizat in: infectii interne Cryptococcus (meningitei criprococica)

    Infectii ale cavitatii bucale si esofagului, tegumentului, septicemie,

    cailor urinare si vaginale produse de Candida sp.

    Toxicitate: scazuta

  • Celulele de C. albicans sensibile la azoli

    Fluconazolul actioneaza asupra enzimei lanosterol-14-demetilaza impiedicand formarea

    ergosterolului si astfel sunt acumulati compusi toxici in organism

  • Mecanismul de actiune

    Fluconazolul actioneaza asupra enzimei lanosterol-14-demetilaza impiedicand formarea

    ergosterolului si astfel sunt acumulati compusi toxici in organism

  • Modificarile la nivel molecular a tulpinilor de C. albicans rezistente la fluconazol

    Supraexprimarea genei ERG11 si producerea in canditati mai mari a enzimei lanosterol 14 demetilaza

    Mutatie punctiforma la nivelul genei ERG11 care determina modificarea structurii enzimei lanosterol 14 demetilaza

    Alterarea genelor ERG3 si ERG5 si producerea de steroli cu afinitate scazuta

    Supraexprimarea pompelor de efulx CDR sau MDR care ajuta la eliminarea fluconazolului din celula

  • Echinocandinele

    Tratarea sp. Candida (rezist. la triazoli), actiune fungistatica asupra speciilor

    Aspergillus

    Caspofungina tratarea candidemiei, candidozei esofagiene, neutropeniei febrile

    Micafunginul- transplant de cel stem hematopoetice, candidoze esofagiene

    Anidulafunginul- Food and Drug Administration n februarie 2006

    Puncte tari

    Toxicitate relativ scazuta

    Grad de interactiune cu alte medicamente redus

    Puncte slabe

    Costul de productie ridicat

  • Alilaminele

    Clorhidratul de butenafina i terbinafina au fost introduse in 1993, n Japonia.

    Terbinafina actioneaza asupra: unei game largi de dermatofiti, fungi si drojdii

    din genul Candida sp.

    Terbinafina (administrata pe cale orala) este utilizata in tratarea

    onicomicozelor, este bine tolerata de organismul uman si prezinta relativ un

    grad scazut de interactiune cu celelalte medicamente. Este considerat ca

    facand parte din prima linie de tratament alaturi de itraconazol in cazul

    micozelor cutanate negeneralizate (restranse)

  • Amfotericina B

    Sintetizat in 1957

    Timp de injumatatire: prima faza-24h, a doua faza-15 zile

    Excretat: renal si biliar

    Amphotericin B este produsa de Streptomyces nodosus.

    Spectru larg de actiune: Candida, Aspergillus, Trichosporon beigelii, Fusarium.

    Nefrotoxicitate ridicata

    Pt scaderea toxicitatii s-a adaugat o coada lipidica pt a impiedica legarea de

    colesterol (scadere cu 45-75%)

  • Mecanismul de actiune al amfotericinei B

  • Mecanismul de rezistenta la amfotericina Bdezvoltat de C. albicans

    Scaderea concentratiei de ergosterol de la nivelul membranei plasmatice (in

    urma aparitei unei mutatii la nivelul unor enzime implicate in biosinteza

    ergosterolului )

    Cele mai frecvente mutatii apar la nivelul genelor care codifica pentru

    enzimele implicate in ultimele etape ale sintezei ergosterolului. Mutatiile

    conduc la o scadere a sensibilitatii la poliene fara o destabilizare a membranei

    celuare.

  • Directii de cercetare

    Descoperirea unor metode rapide de identificare si detectare a

    tulpinilor de Candida patogene

    Gasirea unor noi compusi cu actiune antifungica

    Intelegerea mecanismelor moleculare implicate in

    patogenitate

    Metode de control a tulpinilor patogene de la nivel clinic

Embed Size (px)
Recommended