Universidad Nacional del Nordeste Facultad de Medicina

Maestría en Micología Médica

Director:

Dr. Ricardo Negroni

Coordinadores:

Dra. Alicia Arechavala Dr. Gustavo E. Giusiano

Unidad Temática

Inmunología de las micosis

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Inmunología de las micosis – Dr. Ricardo Negroni

Hongos en la biota humana normal Los hongos del género Candida pueden formar parte de la biota (flora) humana normal, como colonizantes transitorios o permanentes de las mucosas y de la piel. Candida albicans se encuentra en el contenido intestinal, la frecuencia de portación aumenta con las dietas ricas en hidratos de carbono y en los climas cálidos. Otras especies del género Candida como C. tropicalis, C. glabrata, C. krusei, etc, también colonizan con menor frecuencia el tubo digestivo. El 10 % al 20 % de las mujeres sanas, en edad fértil, son portadoras de especies de Candida, en especial C. albicans, en la vagina, el porcentaje de portadoras aumenta durante el embarazo, en especial en el último trimestre. Las levaduras lipofílicas del género Malassezia forman parte de la biota cutánea en zonas seborreicas. La intensidad de la colonización suele ser mayor durante la adolescencia y la juventud. Candida parapsilosis y, con menor frecuencia otras especies del género, pueden ser cultivadas en el 1 % a 2 % de muestras de piel y uñas sanas. Tanto las vías aéreas como el tubo digestivo pueden ser colonizados transitoriamente por hongos saprobios del aire (hongos anemófilos) de los géneros Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Alternaria, Curvularia, Bipolaris, Ustilago, etc. Dentro de las bacterias filamentosas del orden Actinomycetales, los microorganismos anaerobios de los géneros Actinomyces y Propionibacterium, suelen encontrarse en la placa dentaria, las criptas amigdalinas, la región ceco-apendicular del intestino y los fondos de saco vaginales y el cuello uterino.

Mecanismos de acción patógena de los hongos Los Eumycota poseen tres mecanismos de acción patógena principales: la liberación de toxinas, la proliferación e invasión de los tejidos animales, con la producción, por parte de estos últimos, de una respuesta inflamatoria y la sensibilización y posterior desarrollo de una reacción alérgica a los hongos ambientales. Los hongos típicamente tóxicos como Amanita muscaria y Clavicep purpurea, son habitualmente estudiados en toxicología y dan origen a envenenamientos fúngicos conocidos. Sin embargo, los hongos del género Aspergillus, que pueden colonizar, invadir y proliferar en los tejidos animales, son también capaces de liberar toxinas, tales como fibrinolisinas, hemolisinas y citotoxinas y producir sensibilización alérgica a sus antígenos. También los hongos del género Fusarium originan toxinas, como los tricotecenos, además de invadir los tejidos. Los microorganismos integrantes de la biota normal del organismo generan enfermedad en condiciones especiales: 1) cuando proliferan en forma excesiva, como sucede cuando son eliminados sus competidores habituales; por ejemplo, el uso de antibióticos antibacterianos de amplio espectro, favorecen el desarrollo de Candida en el tubo digestivo y puede haber translocación intestinal, con producción de fungemia; 2) cuando se interrumpe la barrera epitelial cutáneo-mucosa, como sucede en las canalizaciones venosas, la maceración excesiva de la piel, los traumatismos, las quemaduras, etc. y 3) cuando se deprimen los mecanismos defensivos normales por el uso de corticosteroides, inmunodepresores, drogas antiblásticas y enfermedades que originen inmunodeficiencia, como las infecciones por HIV, CMV y los linfomas. En general las infecciones fúngicas o micosis son divididas en superficiales, que comprometen la piel, sus anexos y las membranas mucosas y profundas, que afectan la

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dermis, el celular subcutáneo, los músculos, los huesos y las articulaciones y las vísceras. Las micosis superficiales son muy frecuentes en el género humano, afectan aproximadamente el 25 % al 30 % de la población mundial. Las micosis superficiales más comunes son las dermatofitosis, cuyas hifas sólo proliferan en la capa córnea de la piel, las uñas y los pelos, producen antígenos que dan origen a una reacción inflamatoria similar al eccema de contacto y mediada por linfocitos T CD4 positivos. También es frecuente la pitiriasis versicolor y la pápulo-pustulosis por Malassezia, en especial en la población joven. Los hongos del género Candida dan origen tanto a micosis superficiales cuanto a profundas. Las primeras suelen presentase en las mucosas orofaríngea, vaginal y esofágica, en los pliegues cutáneos y en las uñas y los tejidos adyacentes. En las mucosas producen congestión, edema y formación de seudomembranas, en tanto que en la piel generan una dermatitis eritemato-pápulo-vesiculosa. Las candidiasis profundas se producen como consecuencia de fungemias que tienen su origen en una proliferación intestinal exagerada de estos hongos, con posterior translocación de las levaduras a través de la pared intestinal, hacia los vasos linfáticos y luego hacia el torrente sanguíneo. Otra forma de originar fungemias es por la infección de las canalizaciones venosas, las intervenciones quirúrgicas sobre el tubo digestivo y el empleo de infusiones de alimentación parenteral contaminadas. Una vez en la circulación sanguínea la gravedad de la enfermedad que ocasionen está condicionada a la intensidad de la falla de la inmunidad innata, en especial la capacidad fagocitaria y lítica de los polimorfonucleares neutrófilos. Dentro de las micosis profundas, se ubican un grupo de infecciones llamadas micosis sistémicas endémicas que se caracterizan por presentar ciertas peculiaridades: son producidas por hongos dimorfos, que viven en forma saprobia en el medio ambiente, en especial en el suelo, infectan al hombre y otras especies de animales por vía inhalatoria y durante la infección primaria se diseminan por vía hematógena, la mayor parte de las infecciones son asintomáticas o leves y curan espontáneamente a partir de la tercer semana del contacto infectante, como consecuencia de la adecuada respuesta de la inmunidad adaptativa mediada por células. La enfermedad progresiva y grave se presenta en sólo 1 de cada 2000 infectados y es consecuencia del fallo de la inmunidad durante la infección primaria o una reactivación de algún foco latente de infección que quedó como secuela de la misma. En este grupo se incluyen las siguientes micosis: coccidioidomicosis, histoplasmosis, paracoccidioidomicosis, blastomicosis y penicilosis. Algunas tienen distribución geográfica amplia, como la histoplasmosis y otras son endémicas de áreas geográficas bien delimitadas como la coccidioidomicosis y paracoccidioidomicosis. La criptococosis es una infección fúngica producida por levaduras capsuladas del género Cryptococcus, que presenta las características de las micosis sistémicas endémicas, pero sus formas clínicas graves se asocian, con mayor frecuencia que las otras micosis sistémicas endémicas, a causas manifiestas de depresión de la inmunidad. Las formas de criptococosis diseminadas asociadas a la infección por el HIV, son muy frecuentes y habitualmente producidas por C. neoformans var grubii. Las micosis oportunistas, son las infecciones graves debidas a hongos que forman parte de la biota normal como Candida spp o son hongos anemófilos como Aspergillus spp, Fusarium spp, Rhizopus, spp, Absidia spp, etc. Estas infecciones fúngicas comenzaron a cobrar importancia a partir de 1960 por el advenimiento de los corticosteroides, los antibióticos de amplio espectro, los

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tratamientos para leucemias y linfomas y, más tarde, por los trasplantes de órganos y células progenitoras y la prolongación de la vida en situaciones críticas. En estas micosis no hay infección asintomática y los agentes causales carecen de poder patógeno para los huéspedes normales.

Inmunidad en las micosis En esta parte del curso de Maestría revisaremos los mecanismos defensivos del organismo humano, la relación huésped-parásito y la forma en que estos factores influyen en la presentación de las distintas micosis y sus formas clínicas. Integridad del revestimiento cutáneo-mucoso. Consta de la integridad anatómica, como barrera mecánica a la penetración de los hongos. La velocidad de renovación de la capa córnea de la piel o los estratos superficiales de las membranas mucosas, que eliminan los esporos y las hifas de hongos adheridos a su superficie. La producción de ácido grasos no saturados del sebo cutáneo, que actúan como sustancias fungistáticas y la producción de IgA secretoria en las mucosas, que se comportan como anticuerpos naturales, opsonizando a los esporos fúngicos, que de esta forma son fagocitados más eficientemente y eliminados de su superficie por los macrófagos o los polimorfonucleares neutrófilos. Inmunidad innata Es la primera barrera defensiva, se caracteriza por su acción rápida y por no necesitar de un contacto previo con el antígeno para ponerse en funcionamiento. Comprende al ya mencionado revestimiento cutáneo mucoso, a factores séricos o de inmunidad humoral, a los fagocitos profesionales, representados por los macrófagos, los polimorfonucleares neutrófilos y eosinófilos, las células dendríticas, presentadoras de antígenos y las células asesinas, NK (natural killer en inglés). Los factores séricos son: 1) la acción antifúngica del suero, que depende del equilibrio entre la transferrina no saturada y el hierro libre, si este último abunda queda disponible para estimular el crecimiento fúngico, su restricción actúa a la inversa, frenándolo; 2) la producción de anticuerpos naturales, habitualmente del tipo IgM, están dirigidos contra los integrantes de la biota normal del organismo humano u hongos que pueden colonizar en forma transitoria las vías aerodigestivas o la piel, como los hongos de los géneros Candida, Malassezia, Aspergillus, Rhizopus, etc y 3) el sistema del complemento, que es un complejo de proteínas con capacidad enzimática, cuya activación se produce en cadena, siguiendo dos vías principales, la clásica y la alternativa, cumple una función quimiotáctica, que atrae células fagocitarias al foco de la infección y contribuye a la opsonización junto a los anticuerpos. Las células NK pueden destruir esporos e hifas por mecanismos no fagocitarios. Los hongos presentan estructuras químicas asociadas a patógenos (PAMP la sigla en inglés), estas sustancias químicas se ligan a los receptores reconocedores de estructuras químicas, como los receptores de manosa, Dectina-1 que reconoce ß-glucanos y los receptores “toll-like” que se encuentran en los polimorfonucleares, los macrófagos y las células dendríticas. Una vez que esta unión tiene lugar se producen proteínas de transición M y 88, que dan inicio a la reacción inflamatoria. Las células dendríticas producen IL2 proinflamatoria, que determina el estallido y degranulación de las células

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fagocitarias, lo que conduce a la generación de citoquinas de tipo Th1, por parte de las células CD4-positivas. De esta manera se enlazan la inmunidad innata y la inmunidad adaptativa. Actualmente se sabe que desde el primer contacto con el antígeno se origina una cadena de reacciones de la cual dependerá la relación final entre el parásito y su hospedero. La inmunidad innata actúa en horas y presenta variables que la dotan de cierta especificidad. Por ejemplo algunos antígenos utilizan siempre determinados receptores para iniciar la reacción inflamatoria, los esporos de Aspergillus y Candida se unen a los receptores toll-like tipo 2; P. jiroveci por su ß glucano a las células CD14; C. neoformans por su glucoronóxidomanano, así como Candida y Aspergillus por sus mananos se adhieren a los receptores toll-like tipos 4 y 9. Como ya señalamos estas moléculas reciben el nombre de receptores reconocedores de patrones químicos (RRP, de las siglas en inglés), y son capaces de reconocer las moléculas complejas, que actúan como antígenos, en los microorganismos patógenos. Los RRP se encuentran en varias células en especial en las células dendríticas, los macrófagos, los polimorfonucleares neutrófilos y las células presentadoras de antígenos. La utilización de estos distintos RRP y la forma en estos desencadenan la repuesta inflamatoria inicial depende del hongo, de la fase en que éste se encuentre y de la carga infectante. Para comprender el enlace entre la inmunidad innata y la adaptativa daremos el ejemplo de Candida albicans. Las blastosporas de este hongo por medio del zimosan se unen a los receptores toll-like tipo 2 y estos estimulan en los linfocitos T CD 4-positivos la producción de citoquinas proinflamatorias de tipo Th1, que dan origen a una inmunidad mediada por células eficiente. Por el contrario las seudohifas de este hongo se unen a los receptores toll-like tipo 4 que estimulan la producción de citoquinas tipo Th2 y Th reguladores, con la secreción de IL10 que induce tolerancia inmunitaria y estimula la producción de anticuerpos por parte de los linfocitos B. Debe tenerse en cuenta que los polimorfonucleares son capaces de fagocitar, digerir y eliminar antígenos, así como de conducirlos hasta ponerlos en contacto con las células dendríticas. Los macrófagos cumplen iguales funciones y además producen pentraxina (antigua proteína C reactiva), que se une a las células CD 19, que son las NK y, además, origina opsoninas. Inmunidad adaptativa: La inmunidad adaptativa se produce como consecuencia de un contacto previo con el antígeno, es específico, más eficiente, pero demora entre 10 y 20 días en actuar. Tiene dos ramas principales, la inmunidad adaptativa mediada por células y la humoral. En las micosis, la primera parece ser más importante y es la mejor estudiada. Puede explorarse mediante el recuento de células T totales (CD3-positivas), células T CD4-positivas (helper) y células T CD8-positivas (supresoras); la relación entre células helper/supresoras, dosajes de citoquinas y la formación de granulomas inflamatorios. Los antígenos son presentados a los linfocitos T CD4-positivos por las células dendríticas, junto al complejo mayor de histocompatibilidad de tipo II. Esto origina la activación de las células CD4-positivas que se reproducen y generan una respuesta específica al antígeno. La producción de IL12 facilita la formación de citoquinas de tipo Th1 como el interferon gamma que activa los macrófagos y produce granulomas compactos altamente eficaces como mecanismo defensivo contra el antígeno agresor, pero a la vez determina una gran destrucción de los tejidos. Los macrófagos activados de tornan

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capaces de ejercer una acción fungistática o fungicida por medio de sus fagolisosomas, que destruyen las células fúngicas por la producción de óxido nítrico e iones superóxido. La IL4 genera una respuesta de tipo Th2 con la producción de IL4, IL5, IL9 e IL10, estas activan a los linfocitos B y éstos dan origen a gran cantidad de de anticuerpos específicos. La producción del factor de crecimiento tumoral ß (TGF-ß en inglés), así como las IL6 e IL10 estimulan las respuestas de tipo Th17, que origina una inflamación exagerada y reacciones de autoinmunidad, a través de la producción de IL 12 e IL22. El TGF-ß también puede producir una respuesta de tipo Th regulador que induce a la tolerancia y controla el daño a los tejidos mediante la supresión de clones de mediana y baja afinidad. El timo y las células dendríticas cumplen un papel muy importante en la producción de la respuesta de tipo Th regulador. En condiciones normales la activación de los linfocitos T CD 4-positivos por los antígenos fúngicos da origen a todos los tipos de respuesta antes mencionados, con un predominio de la de tipo Th1 que permite el control más eficiente de la infección a través de la activación de los macrófagos y la formación de granulomas epitelioides compactos. Los macrófagos activados no sólo son capaces de fagocitar esporas o levaduras de hongos, sino que los incluyen dentro de lisosomas y los destruyen. Cuando los macrófagos no son capaces de eliminar completamente al antígeno que tienen fagocitado, las células T CD8-positivas producen la destrucción de ambos mediante un mecanismo citotóxico. Las células T CD8-positivas y CD56-positivas cumplen un importante papel en el control de las infecciones crónicas granulomatosas como las micosis profundas. Producen moléculas citotóxicas como la perforina, las granulozimas y las granulolisinas que destruyen las células infectadas. Esta acción citotóxica, mediada por linfocitos es críticamente dependiente de IL-15, una citoquina que posee un factor de crecimiento para las células T y NK. El exceso de antígenos en las infecciones masivas o por cepas muy virulentas tiende a generar prostaglandinas que inhiben la producción de TNF-, lo que conduce a la producción de una respuesta de tipo Th2, poco eficiente en el control de la infección, pero que reduce los daños que produciría una reacción inflamatoria más intensa. También activa a las células T- reguladoras y disminuye la formación de H2O2. La presencia de antígenos específicos en alta concentración origina apoptosis de los macrófagos y torna a la respuesta inmune menos eficiente. El papel de los anticuerpos es menos conocido, actuarían como factor opsonizante, favoreciendo la fagocitosis por medio de los fagocitos profesionales y formando inmunocomplejos en los granulomas que evitan la excesiva dispersión de los antígenos, con su consecuente efecto inmunosupresor. Sin embargo, la activación de los linfocitos B, producida por las altas concentraciones de antígenos específicos, disminuye la capacidad fagocitaria de los macrófagos, incrementa la secreción de IL-10 y de esta forma induce una cierta inmunotolerancia. La reacción inflamatoria en las micosis superficiales remeda la producida por los eccemas de contacto. Estos últimos son también mediados por células T CD4 +, los antígenos son presentados a las células T por las células de Langerhams que cumplen las funciones de las células dendríticas. La reacción es tanto más inflamatoria cuanto mayor sea el predominio de la respuesta de tipo Th1. En las dermatofitosis esto último sucede cuando el agente causal es un dermatofito geófilo o zoófito. Por el contrario en las infecciones producidas por dermatofitos antropófilos la respuesta inflamatoria es leve y predomina una intensa proliferación de la capa córnea de la piel. Por lo habitual las micosis superficiales no producen granulomas, en la dermis se observa vasodilatación, edema e infiltrados linfocitarios y plasmocitarios perivasculares y perianexiales, la epidermis muestra espongiosis, formación de vesículas, hiperqueratosis 6

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y paraqueratosis. En las lesiones con mayor intensidad de inflamación puede observarse supuración alrededor de los anexos cutáneos, en especial de los folículos pilosos. Excepcionalmente se producen granulomas en las micosis superficiales, estos presentan las características que luego expondremos a propósito de las micosis sistémicas y se ubican alrededor de los folículos pilosos. La mayoría de las micosis profundas muestran una reacción inflamatoria consistente en la formación de granulomas epitelioides. Estos tienen una zona central necrótica, con caseosis o supuración, una parte media formada por una empalizada de macrófagos activados, conocidos como células epitelioides, acompañadas de células gigantes multinucleadas, y una parte periférica constituida por un manto linfocitario con plasmocitos. Este último esta integrado por linfocitos B y linfocitos T CD4- positivos y CD8 positivos. En esta zona también hay linfocitos T de memoria, células dendríticas y reconocedoras de antígenos. La fibrosis colágena se inicia precozmente en estos granulomas y se acentúa con el tiempo de evolución. El colágeno de tipo I predomina en la parte más externa, en tanto las fibras colágenas de tipos III y IV se observan en el interior del granuloma, alrededor de las células que contienen al agente causal. En algunas de las micosis, como la histoplasmosis y la coccidiodomicosis se puede producir la calcificación de estas áreas de fibrosis.

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FACTORES QUE FAVORECEN LA APARICION DE MICOSIS O AGRAVAN SU PRONÓSTICO

Cuadro nº 1. Alteraciones de la integridad de la barrera epitelial

1. Integridad anatómica

Micosis

- Maceración del epitelio - Microtraumas con vegetales

Candidiasis superficiales y dermatofitosis Esporotricosis, cromoblastomicosis, micetomas, feohifomicosis, nocardiosis linfangítica y queratomicosis canalizaciones, Candidemias y actinomicosis

- Actos quirúrgicos, catéteres y cirugía mayor - Quemaduras 2. Secreción del sebo cutáneo

Candidiasis y mucormicosis Dermatofitosis, candidiasis superficiales y malasseziosis 3. Velocidad de recambio de la capa Dermatofitosis crónica por T. rubrum, T. concentricum, T. violaceum y T. tonsurans córnea de la piel

Cuadro nº 2. Alteraciones de la fagocitosis 1. Neutropenia o falta de funcionalidad Micosis Candidiasis de los neutrófilos Aspergilosis invasora aguda Mucormicosis Fusariosis 2. Falla de los macrófagos no activados Candidiasis Aspergilosis invasora aguda Mucormicosis Fusariosis

Cuadro nº 3. Alteraciones de los factores séricos 1. Déficit de la actividad antifúngica Micosis Candidiasis ligada a la transferrina Dermatofitosis profundas Mucormicosis 2. Déficit del sistema de complemento y Raras veces condiciona la presentación de micosis de la producción de inmunoglobulinas

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Cuadro nº 4. Alteraciones de la inmunidad mediada por células Es la causa más frecuente de presentación de micosis-enfermedad en las micosis sistémicas endémicas y de agravación de otras enfermedades fúngicas.

Micosis superficiales

Micosis localmente invasoras

Micosis sistémicas endémicas

Micosis oportunistas Infecciones por actinomicetos

Malasseziosis: dermatitis seborreica Candidiasis mucocutánea crónica Dermatofitosis crónicas, extensas o profundas, en especial por T. rubrum Feohifomicosis, cromoblastomicosis y esporotricosis con tendencia a la diseminación. Paracoccidioidomicosis Histoplasmosis Coccidioidomicosis Blastomicosis Penicilosis Criptococosis Candidiasis esofágica Aspergilosis invasora crónica Nocardiosis

Cuadro nº 5. Tipo de hipersensibilidad ligada a hongos 1. 2. 3. -

Inmediata (tipo I de Gell-Cooms, mediada por IgE. Aspergilosis broncopulmonar alérgica. Alergias respiratorias por hongos ambientales: rinitis, sinusitis y asma. Semidemorada (tipo III de Gell-Cooms, mediada por inmunocomplejos). Aspergilosis broncopulmonar alérgica. Alveolitos extrínseca por hongos atmosféricos (pulmón de granjero). Retardada (tipo IV de Gell-Cooms, mediada por células). Malasseziosis Candidiasis Dermatofitosis Cromoblastomicosis Esporotricosis Micosis sistémicas endémicas.

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