Origen, desarrollo y nuevos mecanismos de resistencia a azoles en Aspergillus fumigatus

• Autores: Irene González Jiménez
• Directores de la Tesis: Laura Alcazar Fuoli (dir. tes.), Emilia Mellado Terrado (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José María Aguado García (presid.), Covadonga Vázquez Estévez (secret.), Alicia Gomez (voc.), Jorge Amich Elias (voc.), María Soledad Cuétara García (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Microbiología y Parasitología por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Microbiología
      • Hongos
      • Mohos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    El uso extensivo y generalizado de los antifúngicos ha originado la aparición de hongos resistentes a los mismos, ocasionando graves consecuencias para los pacientes infectados por estos aislados. El principal hongo filamentoso causante de infección fúngica en humanos es Aspergillus fumigatus, cuya presencia ubicua en el ambiente y su fácil dispersión hacen que sea fácilmente inhalado en la respiración. En situaciones de inmunosupresión, estas esporas son capaces de germinar en el interior de los alveolos causando una serie de patologías denominadas aspergilosis que pueden abarcar desde manifestaciones clínicas leves hasta la más severa llamada aspergilosis invasiva.

    El diagnóstico de las infecciones fúngicas suele ser complejo y tardío, por lo que el uso de antifúngicos comienza de manera profiláctica ante la menor sospecha de infección. Este hecho ha favorecido la aparición de resistencias secundarias frente a la familia de antifúngicos más utilizada para el tratamiento de la aspergilosis, los azoles. Estos fármacos basan su mecanismo de acción en la inhibición de las enzimas 14-¿ esterol demetilasas (Cyp51A/Cyp51B), claves en la síntesis del ergosterol que compone las membranas celulares fúngicas.

    Además de los azoles de uso clínico, existen otros compuestos dentro de la familia de los inhibidores de la demetilasa (DMIs), que se emplean para prevenir la aparición de hongos patógenos de plantas en las cosechas. Está más que demostrada la existencia de una ruta clínica de aparición de resistencias debida a la presión selectiva que los azoles ejercen sobre A. fumigatus en el interior del paciente; pero, con una elevada frecuencia, se detectan también cepas resistentes a azoles en pacientes que jamás han sido expuestos a antifúngicos. En estos casos se plantea la implicación de una ruta ambiental donde la exposición no intencionada de A. fumigatus a DMIs en el campo estaría favoreciendo la aparición de aislados resistentes que posteriormente serían inhalados por pacientes frente a los cuales la terapia antifúngica actual deja de ser efectiva.

    La mayoría de los mecanismos de resistencia a azoles descritos hasta la fecha se fundamentan en modificaciones en el gen diana, cyp51A, agrupándose en dos tipos. Por un lado, mutaciones puntuales en la región codificante del gen que producen cambios estructurales en la proteína Cyp51A. Por otro lado, la inserción de repeticiones en tándem (TR) de un número variable de bases en el promotor de cyp51A que producen una sobreexpresión del mismo, reduciendo la concentración efectiva del fármaco en el interior celular y causando multirresistencia a todos los azoles. Mientras que las mutaciones puntuales se asocian a la vía clínica de aparición de resistencias, los mecanismos tipo TR se cree que se originan en el ambiente, aunque esto no se encuentra completamente demostrado. Además, recientemente ha aumentado la detección de aislados resistentes a azoles que no presentan modificaciones en cyp51A.

    En primer lugar, este trabajo permitió relacionar los mecanismos tipo TR que producen multirresistencia a los azoles clínicos con elevados niveles de resistencia a DMIs y a antifúngicos no azólicos empleados en el ámbito agrícola. Así pudimos conocer que todas aquellas cepas resistentes a estos fungicidas tenían mecanismos de resistencia a azoles de tipo TR y se agrupaban muy próximas genéticamente, independientemente de su origen geográfico, confirmando la vía ambiental de aparición de resistencias. Además, se hallaron los mecanismos de resistencia G448S y TR34/L98H en muestras ambientales, con la hipótesis de una posible infección nosocomial en un paciente.

    En segundo lugar, se cepas resistentes a azoles sin modificaciones en cyp51A, lo que nos llevó al hallazgo de una mutación G457S en Cyp51B, causante de elevados niveles de resistencia a voriconazol, y la detección de diversas mutaciones en hmg1, y en su parálogo hmg2, cuya implicación en la resistencia es desconocida.

  • English

    In recent years, the extensive and widespread use of antifungals has led to the emergence of resistant fungi, involving severe consequences for patients infected with these isolates whose therapeutic options are being reduced. Aspergillus fumigatus is the main filamentous fungi producing fungal infections in humans. Its primary route of infection is through the inhalation of airborne conidia that the fungi releases to the air.In immunocompetent individuals, the immune system is able to clean A. fumigatus conidia from the respiratory airway. However, in onco-haemathology patients, transplant patients or other immunosuppression situations, the conidia can germinate inside the lungs producing a wide range of clinical manifestations named aspergillosis. Aspergillosis diseases can range from minor diseases to the most severe form, which is the invasive aspergillosis, depending on the host immune status...