Candida e Biofilm

Candida e biofilmCandida e biofilmIl catetere da dialisi peritonealeIl catetere da dialisi peritoneale

Finalità della presentazioneFinalità della presentazione

Paziente in dialisi peritoneale quale possibile Paziente in dialisi peritoneale quale possibile bersaglio delle infezioni bersaglio delle infezioni fungine da Candidafungine da Candida

Peculiarità biologiche del biofilm micoticoPeculiarità biologiche del biofilm micotico

Il paziente in dialisi peritonealeIl paziente in dialisi peritoneale

•Sesso femminileSesso femminile•Presenza del catetere da dialisi (perdita integrità cutanea)Presenza del catetere da dialisi (perdita integrità cutanea)•Frequenti ospedalizzazioniFrequenti ospedalizzazioni•Antibioticoterapia Antibioticoterapia •Precedenti episodi peritoniticiPrecedenti episodi peritonitici•Deficit immunologico legato all’uremiaDeficit immunologico legato all’uremia•Deficit immunologici associati (LES – HIV – corticoterapia)Deficit immunologici associati (LES – HIV – corticoterapia)

Concentrazione dei fattori di rischio infettivo Concentrazione dei fattori di rischio infettivo per Candidaper Candida

““As many as two-thirds of patients receiving chronic As many as two-thirds of patients receiving chronic ambulatory peritoneal dialysis will develop ambulatory peritoneal dialysis will develop peritonitis in the first year of dialysis. The mortality peritonitis in the first year of dialysis. The mortality rate from sepsis in dialysis patients is increased 100 rate from sepsis in dialysis patients is increased 100 to 300 times compared to persons not receiving to 300 times compared to persons not receiving dialysis.”dialysis.”

Foley RN:Foley RN: Infections in patients with chronic kidney disease. Infections in patients with chronic kidney disease. Infect Dis Clin North Am 21:659,2007

Peritonite fungina in corso di CAPD Peritonite fungina in corso di CAPD in paziente nefroTXin paziente nefroTX

Paziente di sesso femminile nata il 12/04/1946, affetta da Paziente di sesso femminile nata il 12/04/1946, affetta da ipertensione e ipertensione e da paraplegia familiare di Strumpell-Lorrainda paraplegia familiare di Strumpell-Lorrain

19901990 Diagnosi di IRCDiagnosi di IRC

aprile 1991aprile 1991 Biopsia renale: danno renale cronico di possibile origine vascolareBiopsia renale: danno renale cronico di possibile origine vascolare

16.07.199416.07.1994 Inizio trattamento dialitico sostitutivo ( CVC temporaneo)Inizio trattamento dialitico sostitutivo ( CVC temporaneo)

18.07.1994 18.07.1994 Posizionamento di catetere peritoneale per dialisiPosizionamento di catetere peritoneale per dialisi

31.08.199431.08.1994 Inizio CAPD ( dialisi peritoneale ambulatoriale continua)Inizio CAPD ( dialisi peritoneale ambulatoriale continua)

Trattamento dialitico peritoneale per 3 anni, poi …Trattamento dialitico peritoneale per 3 anni, poi …


08.03.199708.03.1997

Episodio di peritonite, LP torbido con frustoli di fibrina, addome poco Episodio di peritonite, LP torbido con frustoli di fibrina, addome poco trattabile, dolente diffusamente alla palpazione, Blumberg +, peristalsi trattabile, dolente diffusamente alla palpazione, Blumberg +, peristalsi presente. Dopo i prelevi ematici sul LP applicato "protocollo peritoniti" presente. Dopo i prelevi ematici sul LP applicato "protocollo peritoniti" ( Glazidim + Nebicina IP) ( Glazidim + Nebicina IP)

Laboratorio: Sedimento LP: alcuni linfociti + GRLaboratorio: Sedimento LP: alcuni linfociti + GR

Esame colturale: nessuna crescita Esame colturale: nessuna crescita (peritonite a coltura negativa ?)(peritonite a coltura negativa ?)


14.03.199714.03.1997 Posizionato CVC per HDPosizionato CVC per HD

15.03.199715.03.1997 Inizio dialisi extracorporeaInizio dialisi extracorporea

16.03.199716.03.1997 TX renale da donatore cadavereTX renale da donatore cadavere

25.03.199725.03.1997 Espianto TX renale ( trombosi arteria renale) e ripresa Espianto TX renale ( trombosi arteria renale) e ripresa CAPDCAPD

01.04.199701.04.1997II° episodio di peritonite II° episodio di peritonite Esame colturale su LP: Candida albicans Esame colturale su LP: Candida albicans Emocolture: E. Coli Emocolture: E. Coli Terapia con Vancomicina + FluconazoloTerapia con Vancomicina + Fluconazolo

02.04.199702.04.1997 Incisione e drenaggio ematoma infetto in sede di Incisione e drenaggio ematoma infetto in sede di pregresso TXpregresso TX

08.04.199708.04.1997 Rimozione del CPRimozione del CP


24.04.199724.04.1997 Ecografia addome: abbondante liquido libero Ecografia addome: abbondante liquido libero

25.04.199725.04.1997 Ricovero per EPA e stato settico Ricovero per EPA e stato settico

29.04.199729.04.1997 Puntura esplorativa del versamento addominale: liquido Puntura esplorativa del versamento addominale: liquido torbido, Rivalta ++,torbido, Rivalta ++,

Sedimento: alcuni neutrofili e linfociti, numerosi GB, Esame Sedimento: alcuni neutrofili e linfociti, numerosi GB, Esame colturale: nessuna crescitacolturale: nessuna crescita

01.05.199701.05.1997 Intervento chirurgico: laparotomia esplorativa con toelette Intervento chirurgico: laparotomia esplorativa con toelette peritoneale.peritoneale.

Esame colturale positivo per Candida spp Esame colturale positivo per Candida spp Stop Vancomicina e Fluconazolo, inizio terapia con Amfotericina Stop Vancomicina e Fluconazolo, inizio terapia con Amfotericina

B e.v. 30 mg in 500 ml Sol gluc x 21 ggB e.v. 30 mg in 500 ml Sol gluc x 21 gg e Amfotericina B IP. Al termine del ciclo con Amfotericina B e Amfotericina B IP. Al termine del ciclo con Amfotericina B

terapia orale con Itraconazolo per altri 30 gg.terapia orale con Itraconazolo per altri 30 gg.

15.07.199715.07.1997 Ricovero in chirurgia per addome acuto da occlusione intestinale Ricovero in chirurgia per addome acuto da occlusione intestinale da briglie aderenziali da briglie aderenziali

14.09.200414.09.2004 TX renale da donatore cadavereTX renale da donatore cadavere

Quadro clinico particolareQuadro clinico particolarePeritonite sclerosante incapsulantePeritonite sclerosante incapsulante

““La peritonite sclerosante incapsulante (EPS) è una malattia rara ma severa La peritonite sclerosante incapsulante (EPS) è una malattia rara ma severa (mortalità tra il 24 e il 54%), il cui principale fattore di rischio è la dialisi peritoneale (mortalità tra il 24 e il 54%), il cui principale fattore di rischio è la dialisi peritoneale (incidenza cumulativa tra 0.5 e 7.3%).”(incidenza cumulativa tra 0.5 e 7.3%).”

Fungal peritonitis is a serious complication and should be strongly suspected Fungal peritonitis is a serious complication and should be strongly suspected after recent antibiotic treatment for bacterial peritonitis. Catheter removal is after recent antibiotic treatment for bacterial peritonitis. Catheter removal is indicated immediately after fungi are identified by microscopy or culture indicated immediately after fungi are identified by microscopy or culture (Evidence). (Evidence). Fungal peritonitis is serious, leading to death of the patient in Fungal peritonitis is serious, leading to death of the patient in approximately 25% or more of episodes. Some evidence suggests that prompt approximately 25% or more of episodes. Some evidence suggests that prompt cathetercatheterremoval poses a lesser risk of death. Initial therapy may be a combination of removal poses a lesser risk of death. Initial therapy may be a combination of amphotericin B and flucytosine, until the culture results are available with amphotericin B and flucytosine, until the culture results are available with susceptibilities. An echinocandin (e.g., caspofungin or anidulafungin), susceptibilities. An echinocandin (e.g., caspofungin or anidulafungin), fluconazole, posaconazole, or voriconazole may replace amphotericin B based fluconazole, posaconazole, or voriconazole may replace amphotericin B based on species identification and MIC values. Intraperitoneal use of amphotericin on species identification and MIC values. Intraperitoneal use of amphotericin causes chemical peritonitis and pain.causes chemical peritonitis and pain.

Candida albicansCandida albicans

Candida albicansCandida albicans

Candida albicans – lievito - ifaCandida albicans – lievito - ifa

Steinberg G Eukaryotic Cell 2007;6:351-360

Tip growth and the Spitzenkörper in Neurospora crassa strain 74A.

Steinberg G Eukaryotic Cell 2007;6:351-360

Dalla adesione alla penetrazione tissutaleDalla adesione alla penetrazione tissutale

Attivazione genica – switch fenotipicoAttivazione genica – switch fenotipico

Il biofilmIl biofilm

Un biofilm è una aggregazione complessa di Un biofilm è una aggregazione complessa di microrganismi contraddistinta dalla secrezione di microrganismi contraddistinta dalla secrezione di una matrice adesiva e protettiva, e spesso anche una matrice adesiva e protettiva, e spesso anche da: adesione ad una superficie, sia di tipo da: adesione ad una superficie, sia di tipo biologico che inerte, eterogeneità strutturale,biologico che inerte, eterogeneità strutturale,interazioni biologiche complesse,interazioni biologiche complesse,una matrice extracellulare di sostanze una matrice extracellulare di sostanze polimeriche, spesso di carattere polisaccaridico.polimeriche, spesso di carattere polisaccaridico.

Da WikipediaDa Wikipedia

Formazione del biofilmFormazione del biofilm

Biofilm battericoBiofilm batterico

Biofilm micoticoBiofilm micotico

Forme misteForme miste

Inside biofilmInside biofilm

Quorum sensingQuorum sensing Aumentata sintesi fattori virulenzaAumentata sintesi fattori virulenza

Diversificazione fenotipica Diversificazione fenotipica Passaggio materiale geneticoPassaggio materiale genetico

Resistenza ad antibiotici – antimicoticiResistenza ad antibiotici – antimicoticiCellule vitali ma non coltivabili (VNC) Cellule vitali ma non coltivabili (VNC)

Fenotipo “Persister”Fenotipo “Persister”

Quorum sensingQuorum sensing

Gossip molecolare deputato alla Gossip molecolare deputato alla quantificazione della densità cellulare quantificazione della densità cellulare

(quorum) all’interno della colonia, allo (quorum) all’interno della colonia, allo switch fenotipico tipico del biofilm ed alla switch fenotipico tipico del biofilm ed alla

sintesi dei fattori di virulenza sintesi dei fattori di virulenza


Gossip molecolare deputato alla Gossip molecolare deputato alla quantificazione della densità cellulare quantificazione della densità cellulare

(quorum) all’interno della colonia, allo (quorum) all’interno della colonia, allo switch fenotipico tipico del biofilm ed alla switch fenotipico tipico del biofilm ed alla

sintesi dei fattori di virulenza sintesi dei fattori di virulenza


Quorum sensingQuorum sensing ~ Circuito di autoinduzioneCircuito di autoinduzione

Popat R et al. Br Med Bull 2008;87:63-75

Quorum sensingQuorum sensing ~ Batteri Gram + e Gram -Batteri Gram + e Gram -

Quorum sensingQuorum sensing ~ Funghi - (Candida)Funghi - (Candida)

TyrosolTyrosol

FarnesolFarnesol

DodecanolDodecanol

Importance of interspecies signalling in diseaseImportance of interspecies signalling in disease

From the data above and in the literature, it is clear that the From the data above and in the literature, it is clear that the in vivoin vivo interaction between interaction between P. aeruginosaP. aeruginosa and and C. albicansC. albicans is likely to be complex and is likely to be complex and that it is possible to predict some consequences of these interactions. During that it is possible to predict some consequences of these interactions. During the acute phase of infection when a strain of the acute phase of infection when a strain of P. aeruginosaP. aeruginosa is secreting high is secreting high levels of HSLs, any levels of HSLs, any CandidaCandida cells in that niche will remain in the yeast form. In cells in that niche will remain in the yeast form. In contrast, during a chronic infection when HSL concentrations are likely to contrast, during a chronic infection when HSL concentrations are likely to drop, drop, C. albicansC. albicans may be able to trigger a switch to filamentous growth, may be able to trigger a switch to filamentous growth, possibly leading to formation of a fungal biofilm with the potential for possibly leading to formation of a fungal biofilm with the potential for invasive growth.invasive growth.

International Journal of Microbiology International Journal of Microbiology Volume 2012 (2012), Article ID 845352, 10.1155/2012/845352 Review ArticleVolume 2012 (2012), Article ID 845352, 10.1155/2012/845352 Review ArticleCandida Biofilms and the Host: Models and New Concepts for EradicationCandida Biofilms and the Host: Models and New Concepts for Eradication

Instabilità di Kelvin - Helmholtz Instabilità di Kelvin - Helmholtz

Instabilità di Kelvin - Helmholtz Instabilità di Kelvin - Helmholtz

During biofilm development, the ergosterol level was reduced by During biofilm development, the ergosterol level was reduced by 41% at intermediate phase and by 50% at the mature phase, 41% at intermediate phase and by 50% at the mature phase, compared to that for early-phase (6-h) biofilms.compared to that for early-phase (6-h) biofilms. While efflux pumps play a critical role in azole resistance in early-While efflux pumps play a critical role in azole resistance in early-phase biofilms, alteration in sterol composition is an important phase biofilms, alteration in sterol composition is an important mechanism of antifungal resistance at the intermediate and mechanism of antifungal resistance at the intermediate and mature phases of biofilm formation.mature phases of biofilm formation.

““By producing matrix b-glucan By producing matrix b-glucan capable of sequestering antifungals, capable of sequestering antifungals, a drug “sponge” prevents the agent a drug “sponge” prevents the agent from reaching its target, allowing from reaching its target, allowing biofilm cells to survive astonishingly biofilm cells to survive astonishingly high drug exposures.high drug exposures. “ “

““The matrix glucan acts by The matrix glucan acts by sequestering drug, sequestering drug, preventing it from reaching preventing it from reaching its intended target.”its intended target.”

Fenotipo “Persister”Fenotipo “Persister”

Il presenteIl presente

Antimicotici attivi sul biofilm di CandidaAntimicotici attivi sul biofilm di Candida

Amfotericina B liposomialeAmfotericina B liposomiale

PREVENTION OF MICROBIAL BIOFILM BUILD-UPPREVENTION OF MICROBIAL BIOFILM BUILD-UP ON POLYMERIC SURFACES ON POLYMERIC SURFACES

Passive antifouling coatings to inhibit surface-associated microbial lifePassive antifouling coatings to inhibit surface-associated microbial life

Prevention of biofilm development by antimicrobial compounds released from Prevention of biofilm development by antimicrobial compounds released from modified surfacesmodified surfaces

Quaternary ammonium compound coatingsQuaternary ammonium compound coatings

Silver coatingsSilver coatings

Il futuroIl futuro

PREVENTION OF BIOFILM FORMATION ONPREVENTION OF BIOFILM FORMATION ONPOLYMERIC SURFACES FUNCTIONALIZED WITHPOLYMERIC SURFACES FUNCTIONALIZED WITHANTIMICROBIAL GROUPSANTIMICROBIAL GROUPS

Covalent binding of antimicrobial moieties on a preformed polymerCovalent binding of antimicrobial moieties on a preformed polymer

CopolymerizationCopolymerization

Grazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzione

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Candida e Biofilm