MicologíaHistoplasmosis
Dra. en C. Laura Rosio Castañón Olivares
Unidad de Micología,
Departamento de Microbiología y Parasitología,
Facultad de Medicina,
UNAM
lrcastao@unam.mx
Unidad de Micología,
Departamento de Microbiología y Parasitología,
Facultad de Medicina,
UNAM
lrcastao@unam.mx
Introducción.
Histoplasma capsulatum, hongo dimórfico, es el agente etiológico de histoplasmosis, una micosis sistémica endémica en zonas tropicales, subtropicales y templadas. El hongo se desarrolla en suelos con abundante materia orgánica – excremento de aves (entre estas pollos, gansos, pavos, algunas aves migratorias) y guano de murciélagos en ambientes cerrados, tales como minas, cuevas, cavernas, túneles, criptas de iglesias y casas abandonadas, o en espacios abiertos, entre ellos parques y paseos públicos. La materia órganica en descomposición, en condiciones de humedad y temperatura adecuadas constituye el nicho ecológico para la face micelial del hongo y los microconodios constituyen la forma infectiva de Histoplasma.
Histoplasma spp. es un patógeno intracelular que se ubica en el interior de una vacuola fagocítica en el citoplasma de los macrófagos del hospedero. Se mencionan cinco formas clínicas: asintomática, respiratoria aguda benigna, aguda diseminada, diseminada crónica y pulmonar crónica.
La infección sistémica afecta a diferentes órganos y tejidos, con mayor frecuencia los pulmones y tejidos del sistema fagocítico mononuclear (bazo, hígado, ganglios linfáticos, médula ósea, placas de Peyer). La diseminación también se da a otras vísceras, entre ellas páncreas e intestinos. De manera ocasional se aprecian lesiones en meninges. Por otra parte, los sujetos HIV+ pueden desarrollar lesiones en piel, sobre todo en cabeza y cuello, o generalizadas.
La histoplasmosis pulmonar primaria es la forma más relevante, con la más alta tasa de mortalidad a nivel mundial. El cuadro clínico de la enfermedad varía, desde benigna a severa e incluso fatal, lo que depende de la cantidad de microconidios inhalados, el estado inmune del hospedero infectado y la virulencia de la cepa. (Muñóz et al. 2010). También se identifica la histoplasmosis pulmonar secundaria o progresiva, la cual evoluciona habitualmente de una histoplasmosis primaria.
Se ha identificado la infección en 32 estados de México, con prevalencias variables. Veracruz es uno de los estados con mayor número de casos reportados. Se considera una enfermedad ocupacional que afecta a mineros, granjeros, colectores de guano, geólogos, espeleólogos, antropólogos y biólogos.
La histoplasmosis ha sido dividida en tres cuadros clínicos diferentes, causados por tres anamorfos: histoplasmosis americana, causada por H. capsulatum var. capsulatum; histoplasmosis africana causada por H. capsulatum var. duboisii e histoplasmosis equina cuyo agente etiológico es identificado como H. capsulatum var. farcinimosum. Las tres variedades son correspondientes a variedades exclusivamente morfológicas, ya que filogenéticamente, todas corresponden a la misma fase teleomórfica.
Clasificación y ciclo de vida.
Emmonsiella capsulata es el estado teleomorfo de Histoplasma capsulatum, y se diferencia de otros géneros de ascomicetos por las hifas en espiral que emergen radialmente del ascogonio y la presencia de ramificaciones onduladas e hifas peridiales que surgen lateralmente de los espirales. E. capsulata es heterotálica con dos tipos sexuales: + y -. Los aislados del suelo y de aquellos procedentes de infección humana, se aparean exitosamente, indicando su compatibilidad genética. (Cuadro 1).
Ecología y distribución geográfica.
H. capsulatum requiere de condiciones óptimas de humedad, temperatura y oscuridad; el hábitat natural en las zonas endémicas consiste en suelos húmedos, en maderas en descomposición, construcciones viejas contaminadas con excrementos de aves (estorninos, zanates, gallinas) y murciélagos.
Se aisla con mayor frecuencia en espacios cerrados, tales como grutas, cuevas, túneles, iglesias y construcciones abandonadas, pero también es posible aislar al microorganismo en espacios abiertos, como ya se mencionó (ej. parques públicos).
Aunque se refiere que existe en todo el mundo, H. capsulatum se encuentra con mayor frecuencia en zonas tropicales..
Morfología.
Histoplasma capsulatum es un hongo dimófico termodependiente: crece en forma filamentosa a 25°C y en forma de levadura a 37°C, por lo que las características morfológicas varían según la temperatura en la que se desarrolle el hongo:
A 25°C y en agar dextrosa Sabouraud, las colonias crecen lentamente y van de una apariencia granular a algodonosa. El color es blanco inicialmente (colonias tipo A) y por lo general se transforman en marrón claro con la edad (colonias tipo B); en el reverso la colonia puede presentar un color que va del amarillo al anaranjado. El hongo es resistente a la cicloheximida, por lo que los medios de cultivo podrán contener ese antimicrobiano. El desarrollo de H. capsulatum se ve favorecido en agar infusión cerebro-corazón.
Cultivo de Histoplasma capsulatum en agar dextrosa Sabouraud con cicloheximida a 25oC. Colonias blancas de apariencia algodonosa. Imagen: Bazán-Mora E, Facultad de Medicina, UNAM.
Microscópicamente, las colonias muestran hifas hialinas y septadas; a partir de una hifa parental, se desarrollan hifas (conidióforos) en ángulo recto, que generan grandes conidios unicelulares, hialinos, redondos, de paredes gruesas, tuberculados con proyecciones digitiformes en la superficie, denominados macroconidios, tuberculoclamidosporas o macroaleurioconidios. De las hifas, pueden emerger también pequeños conidios unicelulares laterales, hialinos, redondos y con paredes lisas o arrugadas, llamados microconidios o microaleurioconidios.
Examen directo con azul de algodón, a partir de una colonia de Histoplasma capsulatum. Hifas septadas, hialinas, abundantes macroconidios de pared gruesa, redondos, con tubérculos. Imagen: Bazán-Mora E, Facultad de Medicina, UNAM.
A 37°C, en el medio de infusión cerebro-corazón enriquecido con 5 – 10% de sangre de carnero, H. capsulatum forma colonias levaduriformes que crecen lentamente, con apariencia cremosa y húmeda. Al microscopio se observan levaduras ovoides únicas o en gemación de base estrecha. Las levaduras de H. capsulatum var. capsulatum son más pequeñas (2-4 µm) que las de la variedad duboisii (12-15 µm).
Caracterización molecular.
Usando el análisis filogenético de la secuencia de ADN correspondiente a una parte de cuatro genes independientes que codifican a proteínas: Arf (factor de ribosilación de ADP), anti-H (precursor del antígeno H), Ole (ácido graso desaturasa delta-9) y Tub 1 (alfa tubulina), se estudiaron 137 aislados provenientes de diferentes continentes y pertenecientes a las tres variedades morfológicas de Histoplasma capsulatum. Los resultados mostraron que la variabilidad genética existente da por resultado la presencia de ocho clados notoriamente separados e identificados, siete de los cuales están representados por grupos que podrían ser reconocidos genéticamente como especies filogenéticas, la excepción es el clado Euroasiático el cual muestra haber sido originado dentro del clado A de Latinoamérica (Cuadro 2).
Todos los aislados identificados como Histoplasma capsulatum var. capsulatum se encontraron distribuidos en los ocho clados. El clado africano incluyó a todos los individuos identificados como H. capsulatum var. duboisii así como también a individuos pertenecientes a las otras dos variedades, de igual manera, la situación se presentó con 13 aislados identificados previamente como H. capsulatum var. farciminosum los cuales estuvieron distribuidos a la par con cualquiera de las otras dos variedades en diferentes clados. Esos hallazgos sugirieron que es un error considerar como especies filogenéticas a las tres variedades morfológicas de Histoplasma; sin embargo, se reconoce la existencia de poblaciones geográficas, distintas genéticamente que sí están representando al menos siete especies filogenéticas.
Factores de virulencia.
– Manipulación del pH en los fagolisosomas. Los estudios in vitro han mostrado que cerca del 70% de los macrófagos expuestos a levaduras de H. capsulatum se infectan posterior a una hora de incubación. Después de la fusión fagolisosomal, se esperaría que las levaduras se inactivaran por la acidificación de la vacuola; sin embargo, a pocos minutos de la ingestión, el pH de los fagolisosomas que albergan las células levaduriformes se eleva de menos de 6.0 hasta 6.5. Tal manejo de pH interfiere con la actividad de varias enzimas lisosomales e influye en el procesamiento de antígeno. Ambas alteraciones de la función normal del macrófago contribuyen a la sobrevivencia del patógeno in vivo.
– Captación de hierro. El hierro es un importante co-factor de la actividad redox de varias metaloenzimas, tales como ribonucleótido-reductasa y la succinato-deshidrogenasa. El hierro también es requerido para la actividad de varias proteínas constituidas por el radical –hemo, tales como la catalasa y los citocromos de la cadena de transporte de electrones. El atrapamiento del hierro por levaduras de H. capsulatum incluye un sideróforo de ácido hidroxámico, cuyo papel en la sobrevivencia del hongo dentro de macrófagos activados, es desconocido. Los detalles del mecanismo de transporte de hierro en H. capsulatumestán ausentes; sin embargo, es claro que la regulación del pH intrafagolisosomal favorece la toma del ión metálico por las células levaduriformes.
– Toma de calcio. Aunque los niveles de calcio en el fagolisosoma no han sido medidos, se asume que poco Ca2+, está disponible para las células levaduriformes ingeridas. Lo cual conlleva a que las células levaduriformes dentro del fagolisosoma deberían de tener un eficiente mecanismo para unir y transportar Ca2+. Batanghari y Goldman han aislado una proteína de H. capsulatum que une Ca y Patel y cols., han mostrado que los cultivos de levaduras, pero no los cultivos miceliales liberan grandes cantidades de esta proteína (CBP1), la cual se ha sugerido como muy importante en la adquisición del calcio durante el parasitismo celular.
– Alteración de la morfología por la composición de la pared celular de la levadura. La mayoría de las cepas de H. capsulatumtienen alfa-1-3 glucana en la pared levaduriforme, pero han sido identificadas mutantes, producidas espontáneamente que carecen de ese polímero; la pérdida del mismo, correlaciona con la capacidad de la levadura para infectar y persistir en las células epiteliales del huésped in vitro. Las levaduras normales con alfa-1-3 glucana se agrupan en los cultivos y producen colonias de textura rugosa en medios sólidos (cepas ’R’). Espontáneamente se producen levaduras mutantes que carecen de alfa-1-3 glucana, se dispersan en cultivo líquido y se caracterizan por formar colonias lisas (‘S’). Ambas cepas levaduriformes ‘R’ y ‘S’ pueden sobrevivir en macrófagos, pero la cepa parental ’R’ al final destruye al fagocito, mientras que la cepa variante ‘S’ puede persistir dentro del macrófago durante tres meses en cultivo.
Transmisión.
La inhalación de microconidios, la forma infectiva, es el mecanismo de infección de Histoplasma, aunque se han reportado casos de infección por inoculación cutánea, con la presentación de lesiones locales y adenopatía regional. (López-Martínez R. 2012).
Para el desarrollo de la enfermedad, se consideran tres factores: tamaño del inóculo, virulencia del hongo y estado inmune del hospedero.
Algunos de los principales sujetos en riesgo son: Mineros, trabajadores del guano, campesinos, arqueólogos.
El periodo de incubación oscila entre 1 – 3 semanas, aunque se han reportado casos esporádicos en que se reduce a 1 – 3 días
o se prolonga hasta 5 meses. [Promedio 7 a 10 días].
Cuadros clínicos.
Esta infección sistémica afecta múltiples órganos y tejidos. Es más frecuente la histoplasmosis pulmonar, órgano de entrada al organismo, y tejidos del sistema fagocítico mononuclear. La histoplasmosis pulmonar puede ser asintomática (en la mayor proporción de los casos) o sintomática.
Los patrones radiológicos pulmonares se caracterizan por infiltrados intersticiales uni/bilaterales, habitualmente de localización parahiliar, así como por lesiones diseminadas nodulares únicas o múltiples, con adenomegalias hiliares, mediastinales. Pueden presentarse derrame pleural, artralgias y eritema nodoso o multiforme.
En las formas diseminadas las levaduras liberadas por los macrófagos parasitados invaden otros macrófagos y se ubicarán, principalmente, en médula ósea, hígado, bazo, placas de Peyer y ganglios linfáticos, con presencia de úlceras y tubérculos. Las formas diseminadas crónicas se presentan principalmente en personas con diabetes, desnutrición, alcoholismo, tratamientos corticoesteroideos, lesiones malignas, en la edad avanzada, con signos y síntomas generales, ulceraciones y nódulos cutáneos y en mucosa oral, neumonitis, hepatoesplenomegalia,linfadenopatías, infiltrados pulmonares, insuficiencia suprarrenal.
Otras formas clínicas son pericarditis y mediastinitis.
Por otra parte, la forma diseminada aguda se asocia con mayor frecuencia a SIDA, leucemia, linfoma, con manifestaciones generales graves: fiebre elevada, pérdida de peso, signos y síntomas digestivos, respiratorios, neurológicos, óseos, lesiones cutáneas y en mucosas, hepatoesplenomegalia y adenomegalias. La progresión de la enfermedad puede ser muy rápida en algunos pacientes (horas, días). El patrón radiológico es de un infiltrado intersticial difuso o micronodular simulando una tuberculosis miliar.
Patrón radiológico: infiltración pulmonar difusa en histoplasmosis aguda, debida a H. capsulatum. CDC/M. Renz. #3954
Patogenia.
El espectro de la enfermedad es amplio, varía de una forma aguda iniciada como una infección pulmonar, hasta una enfermedad pulmonar crónica o diseminada. Después de la inhalación de conidios, los pulmones son los órganos primarios involucrados. La inhalación de los conidios e incapacidad para desalojar al hongo mediante mecanismos muco-ciliares, conllevan a la transformación de los propágulos inhalados en células levaduriformes, las que rápidamente son ingeridas por fagocitos mononucleares. En casos de diseminación por la infección de Histoplasma capsulatum var. capsulatum, el sistema retículo endotelial (SER) es frecuentemente involucrado, ya que los hongos residen intracelularmente en las células del SER.
Histoplasma capsulatum es encontrado casi exclusivamente, como parásito intracelular. El micro-ambiente intracelular de los fagocitos parece variar debido a las interacciones dinámicas entre el hongo y el hospedero mamífero.
La conversión de conidios y fragmentos hifales a levaduras, ocurre en pocas horas posterior a la infección y es crítica para la sobre-vivencia del patógeno. Los macrófagos alveolares son reclutados a los sitios de infección y fagocitan células fúngicas. In vivo, el hongo facilita la actividad de los fagocitos mediante productos fúngicos que contribuyen a la quimiotáxis de los macrófagos alveolares.
Los fagocitos son bastante efectivos en ingerir y eliminar conidios, pero su efectividad es menor contra la forma de levadura. Aunque un solo conidio es capaz de producir infección en el ratón, se asume que es necesario un inóculo “abrumador” para establecer enfermedad diseminada en un humano adulto, sano e inmunocompetente. A diferencia de la var. capsulatum, la var. duboisii rara vez involucra los pulmones pero comúnmente incluye a huesos y piel.
Un conidio de H. capsulatum se convierte en una célula levaduriforme. La inhibición o liberación de productos oxidativos por los macrófagos, en presencia de Histoplasma capsulatum han sido correlacionados con un declive en la actividad de la proteína C cinasa. Se ha sugerido que el fosfoinositol contenido en los esfingolípidos de la pared celular de levaduras de H. capsulatum, puede contribuir a la supresión de la respuesta oxidativa de los macrófagos hacia el patógeno fúngico.
Aunque las células levaduriformes pueden afectar el estallido respiratorio en macrófagos murinos, estas mismas células fúngicas estimulan el estallido respiratorio en macrófagos humanos. A pesar de la liberación de intermediarios oxidativos tóxicos por parte de las células de la defensa humana de individuos inmunocompetentes, unas cuantas células permanecerían “dirigiendo” su sobre-vivencia.
La capacidad del hongo para persistir dentro de los fagolisosomas de los macrófagos, se atribuye a múltiples factores que adicionan un importante significado a la patogenia de este organismo.Diagnóstico de laboratorio.
Se utilizan muestras de piel, esputo, médula ósea, tejido pulmonar, hepático o de ganglios linfáticos, líquido de lavado bronco alveolar, líquido cefalorraquídeo, sangre y orina. Es importante destacar que la recolección del material que será procesado debe realizarse en un recipiente estéril sin formol.
Examen directo: Debido a que H. capsulatum es un parásito intracelular, su hallazgo en exámenes directos en fresco es difícil; sin embargo, el uso de blanco de calco-flúor y la identificación del hongo dentro de las células mediante el microscopio de fluorescencia, resulta muy útil en el diagnóstico.
Frotis: Como Histoplasma capsulatum es una levadura intracelular de pequeño tamaño, se recomienda extendidos e improntas, teñidas con la técnica de Giemsa para la búsqueda de macrófagos o monocitos con levaduras ovoides de unos 3-5 µm de tamaño, con gemación polar y una típica tinción en casquete. Alrededor de la levadura existe un halo claro que corresponde a la retracción del citoplasma, condición de donde deriva el nombre de capsulatum. El citoplasma de la levadura se observa de color azul celeste y el núcleo rojo difuso. Las tinciones argénticas y el PAS, son muy recomendadas.
Cultivo: El aislamiento del hongo en los medios de cultivo certifica el diagnóstico. Histoplasma capsulatum se desarrolla en forma filamentosa a 28ºC, con morfología microscópica característica de microconidios y macroconidios terminales y tuberculados, pero a 37ºC, lo hace en forma de levadura.
Para el diagnóstico etiológico se realizan cultivos en distintos medios (agar Sabouraud, Mycobiotic®, infusión cerebro corazón, etc), tanto a 28ºC como a 37ºC. Se observan de forma periódica en el laboratorio por lo menos un mes antes de descartarlos.
Para confirmar el dimorfismo se cultiva a 37ºC en agar cerebro corazón o agar sangre, desarrollándose allí la forma levadura.
Serología: Los métodos inmunológicos son empleados para la detección de anticuerpos específicos o para la detección de antígenos circulantes, a partir de diferentes fluidos corporales. Las más utilizadas para la búsqueda de anticuerpos son las técnicas de inmunoprecipitación: es utilizada la doble difusión, positiva 2 – 3 semanas después de la exposición al hongo. Los primeros anticuerpos precipitantes aparecen contra la fracción M del hongo (de micelio). Los que precipitan contra la fracción H (asociada a la histoplasmosis activa), son más tardíos, pudiendo estar ausentes. Este estudio constituye uno de los pilares diagnósticos en los pacientes inmunocompetentes, que pierde valor en los sujetos inmunodeprimidos.
Otras pruebas inmunológicas que se utilizan son: aglutinación de látex y ELISA. La detección de antígenos circulantes por alguna de estas técnicas adquiere relevancia en los pacientes inmunodeprimidos
Histopatología: La imagen histológica inicial muestra una reacción inflamatoria con numerosos polimorfonucleares, macrófagos y células dendríticas que contienen gran cantidad de H. capsulatum; posteriormente, se pueden observar granulomas compuestos de células gigantes multinucleadas, con zonas de necrosis. Se recomienda realizar tinciones específicas con Giemsa, PAS o Grocott, aunque la tinción tradicional hematoxilina-eosina también muestra estructuras fúngicas.
Las levaduras de Histoplasma capsulatum en gemación son típicas, pero en regiones de Asia, debe ser diferenciado del hongo dimórfico intracelular Penicillium marnefeii, cuyas células levaduriformes se dividen por fisión y NO por gemación.
Tratamiento.
En algunos casos leves de histoplasmosis pulmonar, únicamente se requieren reposo, hidratación adecuada y apoyo nutricional.
Ante histoplasmosis moderadas y crónicas, son de utilidad antimicóticos tales como itraconazol o fluconazol.
En casos graves se administra anfotericina B.
También se ha sugerido el empleo de voriconazol y posaconazol.
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