MICETI DIMORFI: Sporothrix schenkii

Histoplasma capsulatum

Giovanni Di Bonaventura, BSc, PhDCL Medicina e Chirurgia

AA 2019-2020

DIMORFISMO FUNGINO

Il dimorfismo fungino è la capacità di alcune specie fungine di modificare reversibilmente la loro espressione morfologica, passando dalla forma pluricellulare (muffa) a quella unicellulare (lievito) in base a variazioni ambientali (nutritive, pressione di CO2, potenziali di ossido-riduzione), in particolar modo a variazioni della temperatura:

• FORMA A MUFFA (M): forma saprofitica (ambientale), a 25°C in terreno normale (in vitro); comporta la disseminazione delle spore e rappresenta la risposta a condizioni ambientali sfavorevoli

• FORMA A LIEVITO (Y): la forma parassitaria tissutale (in vivo) a 37°C in terreno arricchito (in vitro); viene favorita dalla presenza di un terreno ricco

• La transizione è reversibile: Y M (sia in vitro che in vivo)

• Il fenomeno della transizione dimorfa sembra essere correlato a: i) attivazione o repressione selettiva di geni che codificano in particolare per la sintesi della TUBULINA, coinvolta nella morfogenesi dei microtubuli (citoscheletro); ii) cambiamento di composizione della parete cellulare

DIMORFISMO FUNGINO

Funghi dimorfi

Sei generi di rilevanza clinica:

Sporothrix schenckii infezioni subcutanee

Histoplasma capsulatum

Blastomyces dermatidis

Cocciodioides immitis

Paracoccidioides braziliensis

Penicillium marneffei

infezioni sistemiche

Funghi dimorfi

Funghi dimorfi

Sporothrix schenckii

Sporothrix schenkii

– Habitat naturale:

• terreno

• vegetazione in decomposizione (cespugli di rose o di crespino, muschio di sfagno e altri pacciami)

– Fungo dimorfico:

• 37°C: cellule lievitiformi tondeggianti/”a sigaro”

• 25°C: ife settate, conidi organizzati “a manicotto” (ai lati dei conidiofori) od “a rosetta” (all’estremità di brevi conidiofori o denticoli)

– A differenza degli altri funghi dimorfici, S. schenckii solitamente non è inalato, ma entra nell’ospite attraverso tagli/abrasioni della pelle

– Agente eziologico di sporotricosi, infezionesubcutanea

MICOSI SOTTOCUTANEE• Ampio spettro di infezioni fungine, caratterizzate da

comparsa di lesioni nelle sedi di eventi traumatici (spina, morso/graffio, scheggia):

– Sporotricosi

– Cromoblastomicosi

– Micetoma

– Feoifomicosi

– Lobomicosi

– Zigomicosi

– Rinosporidiosi

• L’infezione coinvolge, inizialmente, gli strati più profondidel derma, il sottocutaneo e l’osso

• La crescita, cronica ed insidiosa, può successivamenteestendersi nell’epidermide causando lesioni alla superficiecutanea

SPOROTRICOSICaratteristiche generali

• Infezione cronica in sede cutanea, sottocutanea e linfatica

• Micosi primitiva (compare generalmente nell’ospite sano*):

• frequentemente diagnosticata nei soggetti professionalmenteesposti (giardinieri, contadini, lavoratori del legno)

• Micosi opportunistica:

• ospite immunocompromesso (HIV+)

• Potenzialmente mortale solo se superinfezioni batteriche causano sepsi

• Trasmissione zoonotica: gatto quale unico serbatoio noto, l’infezione si trasmette mediante eventi traumatici (graffi, morsi) oppure a seguito di contatto con liquidi biologici

* con possibile deficit dell’immunità cellulo-mediata

SPOROTRICOSIDistribuzione geografica

Alta prevalenza negli ambienti caldi e nei Paesi con scarso controllo del randagismo

Endemica in America centrale, America del Sud, Africa del Sud, Cina, India, Giappone ed Australia

Infrequente in Europa

SPOROTRICOSIPatogenesi e sindromi cliniche

Forma cutanea e linfocutanea:– Infezione ad impianto traumatico in zone esposte

– Cute sottocutaneo canali linfatici linfonodi

– Nodulo non dolente (sito di penetrazione) ulcera (produzione di pus) necrosi.

– Le lesioni si sviluppano in sede sottocutanea, dopo circa una settimana, lungo il decorso dei vasi linfatici in direzione prossimale, a partire dal sito di inoculazione traumatica del fungo (principalmente sulle estremità del corpo: arti superiori e, più raramente, su superfici esposte di piedi e viso).

SPOROTRICOSIPatogenesi e sindromi cliniche

• Forme extracutanee:– osteo-articolare (più frequente; inoculazione o disseminazione ematogena)

– polmonare (inalazione, 1aria, o 2aria, a carattere fibronodulare e cavitario)

– meningea (più grave, inoculazione o disseminazione ematogena)

• Forme disseminate:– secondarie ad inalazione, ingestione (rara, 1% dei casi)

– interessano uno o più organi; diffuse lesioni cutanee

SPOROTRICOSIDiagnosi

Campioni: Aspirato, pus, biopsia

• Microscopia.

– Esame diretto (KOH), esame istopatologico (PAS, E&E, Gomori)

– Evidenziazione di cellule lievitiformi gemmmanti (37°C) od ife con conidi disposti “a

rosetta” (25°C); materiale di Splendore-Hoeppli attorno al lievito (corpo asteroide)

Diverse infezioni batteriche (micetoma actinomicotico, infezione da M. tuberculosis e micobatteri atipici, Nocardia) simulano le micosi sottocutanee

Corpo asteroide all’interno di un ascesso. Formato da lipidi organizzati in membrane a doppio strato.

SPOROTRICOSIDiagnosi

• Coltura

– Semina su Sabouraud Dextrose Agar (SDA) + cicloeximide

– incubazione a 37°C (5 gg) = colonie lievitiformi (umide, bianche, giallastre)

– incubazione a 25°C (3-7 gg) = colonie filamentose (radiate, inizialmente umide,

biancastre e pieghettate al centro; dopo 7-15 gg bruno-nerastre, pigmentazione

giallastra diffusibile)

SPOROTRICOSIDiagnosi

• Sierologia

– Ricerca anticorpale (di dubbia predittività) mediante agglutinazione diretta od

emoagglutinazione

Agglutinazione (diretta): un campione di siero viene cimentato con un Ag corpuscolato (in questo caso, la cellula fungina); la formazione di un immunocomplesso si manifesterà con l’agglutinazione dell’antigene in ammassi voluminosi.

Emoagglutinazione: gli antigeni vengono adsorbiti alla superfici di eritrociti mordenzati (fissati) con acido tannico, che così fungono da vettori “passivi” delle molecole dell’antigene; maggiore sensibilità.

SPOROTRICOSITerapia

Possibile risoluzione spontanea (autoguarigione)

Forma cutanea-linfatica: Itraconazolo; Ioduro di potassio(economica ma rilevante tossicità; nei Paesi in via di sviluppo)

Forma sistemica: Amfotericina B

Nei pazienti con AIDS: Amfotericina B, quindi terapia di mantenimento per tutta la vita con itraconazolo per infezioni meningee e disseminate; anche il posaconazolo può avere un ruolo.

Histoplasma capsulatum

IstoplasmosiEpidemiologia

• Due varianti di Histoplasma capsulatum patogene per l’uomo: var. capsulatum e var. duboisii

• Presente in tutte le zone temperate, tropicali e sub-tropicali:

– micosi a più alta endemicità (80% sieropositività) negli StatiUniti (valle dell’Ohio e del Mississipi); altri casi in America Centrale e Meridionale, India, Cina, Europa (var. capsulatum)

– casi di istoplasmosi riportati anche in Africa sub-sahariana(var. duboisii)

• H. capsulatum cresce su terreni ricchi in azoto, specialmentein aree contaminate dagli escrementi di pipistrelli ed uccelli(non infettati)

• Contagio per inalazione di conidi o frammenti di ife prodotteda H. capsulatum

• Numerose epidemie di istoplasmosi respiratoria durante la demolizione di vecchi edifici, pulizia di pollai, allestimento di campeggi, spedizioni speleologiche (malattia delle grotte, malattia degli speleologi)

Histoplasma capsulatumMorfologia

• Dimorfismo:

– Fase saprofitica (miceliale; 25-30°C): ifesottili e settate che producono micro- e macro-conidi:• macroconidi (8-14 µm): parete spessa con proiezioni

“spinose”

• microconidi (2-4 µm): superficie liscia, infettanti

var. capsulatum e duboisii sono indistinguibili

– Fase parassitaria (lievitiforme): differentein var. capsulatum e duboisii• var. capsulatum: piccolo (2-5 µm), parete sottile, a

localizzazione intramacrofagica

• var. duboisii: grandi (8-15 µm), parete spessa

• Fase sessuata: Ajellomyces capsulatus(Ascomicete)

Histoplasma capsulatumPatogenesi

• Inalazione di microconidi e localizzazione alveolare

• Trasformazione a lievito (37°C)

• Fagocitosi macrofagica e neutrofila di conidi/lievitimediata da CD18

• Sopravvivenza intrafacocitaria (modificazione del pH, uptake di Fe2+ e Ca2+, resistenza a ROS)

• Migrazione verso linfonodi mediastinici, linfa, sangue(attraverso SRE)

• Dopo alcune settimane, si sviluppa una immunità cellulo-mediata: attivazione macrofagica linfociti-T-dipendentee killing del microrganismo

• Comparsa di malattia in funzione della efficacia dellaimmunità a lungo termine:

– immunocompromissione (es. CD4+ in HIV+): infezionecausata anche da inalazione di piccole dosi

– immunocompetenza: necessaria l’inalazione di una dose elevata

IstoplasmosiSindromi cliniche: var. capsulatum

La gravità della malattia dipende dalla risposta immunitaria dell’ospite e dalla dose (numerodei conidi) inalata:

• Nei soggetti immunocompetenti causa:

– forma asintomatica (50-90%) o moderatamente asintomatica (sindrome simil-influenzale lieve, autolimitantesi) in aree endemiche (80-85% sieroprevalenza)

– istoplasmosi polmonare acuta: autolimitantesi, si presenta con tosse secca, febbre, affaticamento

– forma grave o “epidemica” in caso di alta dose (iperpiressia, dolore toracico); morteper insufficienza respiratoria (fibrosi mediastinica, bronchiectasia), pericardite

• Nei soggetti con difetti strutturali (pneumopatia ostr. cronica):

– istoplasmosi polmonare cronica “cavitaria”: produzione di lesioni distruttiveingravescenti (cavitarie, nei lobi superiori; fibrotiche, in quelli inferiori), simil-tubercolari; altamente fatale se non trattata

• Nei soggetti immunocompromessi (neoplasie ematologiche, AIDS, terapia cortisonica):

– istoplasmosi disseminata (esagerata moltiplicazione della fase lievitiforme all’internodei macrofagi, per difetto dell’immunità cellulo-mediata; disseminazione ematica dal polmone al midollo osseo, valvole cardiache, surrene): febbre, sudorazione notturna, perdita di peso, ulcere mucosali, insufficienza renale ed epatica

– HIV può scatenare la riattivazione di H. capsulatum latente

IstoplasmosiSindromi cliniche

Risoluzione: a seguito di 3 mesi di terapia

Istoplasmosi polmonare acuta:numerosi infiltrati reticolo-nodulari

Istoplasmosi ulcerativa mucosale

IstoplasmosiSindromi cliniche: var. duboisii

• Principale tropismo per ossa e cute:

– lesioni osteolitiche spesso associate con noduli sottocutanei ed ascessi

– i noduli possono ulcerare e drenare

• Frequente è anche il coinvolgimento polmonare

• L’infezione, generalmente indolente, ha decorso benigno

• Rari i casi di disseminazione

IstoplasmosiDiagnosi di laboratorio

• Esame istologico (diagnosi presuntiva):

– midollo osseo, sangue e polmone

– colorazione all’acido periodico di Schiff (PAS), H&E, etc.

– presenza di lieviti: gemmanti di piccoli dimensioni, intramacrofagici (var capsulatum) oppure di grandi dimensioni organizzati in corte catene (var. duboisii)

H. capsulatum var capsulatum: numerosi

lieviti di piccole dimensioni ed in sede

intramacrofagica

IstoplasmosiDiagnosi di laboratorio

• Esame colturale (diagnosi definitiva):

– da sangue, midollo osseo, biopsia epatica (forma disseminata) o da espettorato (forma polmonare cronica)

– cresce lentamente a 30°C: incubazione fino a 6 settimane

– caratteristiche morfologiche: ife settate con macroconidi tubercolati

• Tecniche molecolari:

– utilizzo di sonde a DNA per ID rapida; amplificazione genica

H. capsulatum: amplificazione

genica mediante PCR

IstoplasmosiDiagnosi di laboratorio

Indagini sierologiche:

• Ricerca di antigeni: nel sangue e nelle urine consente diagnosi forma disseminate

• Ricerca di anticorpi:

– compaiono dopo 2-6 settimane da comparsa dei sintomi: non è possibile la diagnosidella forma acuta; non utile nell’immunocompromesso (areattività)

– non consente di distinguere la tipologia dell’infezione (disseminata, polmonare)

– campioni sierici ripetuti (durante la fase acuta e di convalescenza)

– 25% di falsi-negativi in corso di istoplasmosi disseminata

– impiego simultaneo di due reagenti antigenici: lieviti inattivati e filtrati acellularimiceliali (istoplasmina)

1. Fissazione del Complemento

• positività per: aumento 4-fold del titolo anticorpale o titoli di almeno 1/16

• possibilità di falsi-positivi per cross-reazione con tubercolosi od altre micosi

2. Test di immunodiffusione

• ricerca anti-AgM (forme acute) e/o anti-AgH (forme croniche, associate ad anti-AgM)

• più specifico, ma meno sensibile del test di fissazione del Complemento

Diagnosi di istoplasmosiTests sierologici: fissazione Complemento

Diagnosi di istoplasmosiTests sierologici: RID

IstoplasmosiTerapia

• Nessuna (forme asintomatiche ad autorisoluzione)

• Terapia con azolici (itraconazolo, in particolare; ma anche voriconazolo, posaconozolo)

• La terapia di elezione per la forma disseminata rimane l’amfotericina B.

• Nei pazienti con AIDS, utilizzo di azoli a tempo indeterminato per evitare ricadute

IstoplasmosiControllo

• I soggetti a rischio dovrebbero indossare dispositivi per la protezione individuale (es. mascherine)

• Trattamento con formalina delle strutture (e/o del terreno circostante) oggetto di demolizione o prima dei lavori di costruzione

• I pazienti immunocompromessi dovrebbero evitare attività speleologiche o di restauro di edifici

• L’uso di antifungini (itraconazolo) a scopo profilattico in soggetti con AIDS non si è dimostrato essere efficace

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