Introducere
Deși majoritatea infecțiilor fungice sunt superficiale și relativ ușor de tratat, există milioane de cazuri de infecții fungice invazive care încep să fie recunoscute ca fiind o amenințare majoră, mai ales la bolnavii aflați în stare critică. De aceea, infecțiile fungice reprezintă o ramură a bolilor infecțioase, care nu trebuie neglijată. Dintre infecțiile fungice, cel mai frecvent întâlnite sunt infecțiile determinate de genurile Candida și Aspergillus. Infecțiile fungice reprezintă un teren încă insuficient studiat (având în vedere importanța și răspândirea largă a acestora)(1-2).
Candida albicans – date generale
Candidoza este cauza celor mai multe infecții micotice atât la persoanele cu imunitate integră, cât și la cele imunocompromise (în diferite grade și din cauze diferite)(1,3).
Candida spp. sunt levuri (numite și drojdii - yeast). Acestea sunt organisme unicelulare, care se reproduc prin diviziune simplă sau înmugurire. Genul cuprinde aproximativ 150 de specii. Dintre acestea, doar o mică parte sunt implicate în patogenitate la om. Dintre toate speciile de Candida, cea mai frecventă etiologie a candidozei este Candida albicans. Totuși, în ultimii ani, infecțiile invazive cu Candida albicans sunt în scădere, în contrast cu infecțiile cu speciile non-albicans, care sunt în creștere(3-7).
Ca habitat, cel mai frecvent se întâlnește pe mucoasele de la nivel cutanat, gastrointestinal și genitourinar. Prezența Candida spp. la nivelul acestor mucoase poate avea semnificație atât de colonizare, cât și de infecție. În acest context, o provocare în microbiologia clinică și în colaborarea clinică - laborator o reprezintă stabilirea situației reale. Tratamentul trebuie instituit doar în cazul în care există semnificație patologică. Problema este cu atât mai importantă în cazul persoanelor cu variate grade de afectare a răspunsului imun (umoral sau/și celular)(8,9).
În starea de colonizare, există un echilibru între microorganism și gazdă (pH și alte condiții de mediu, sistemul imun), dar și între C. albicans și restul florei microbiene normale(10,11).
Speciile implicate în patologie sunt condiționat patogene sau oportuniste și pot conduce la o varietate de infecții (infecții localizate, infecții invazive, dar și infecții sistemice). Pot determina infecții candidozice la nivelul cavității bucale, în sfera gastrointestinală (de exemplu, esofagită), în sfera genitourinară (de exemplu, vulvovaginita la femei, balanita și balano-prostatita la bărbați, candiduria atât la sexul feminin, cât și la cel masculin) etc.(11-15)
Factori de virulență ai Candida albicans
Primul pas în colonizarea gazdei este aderarea la celulele gazdei, în cazul de față în mod special la epiteliu și endoteliu. Există trei tipuri de adeziune între Candida albicans și celulele-gazdă: (a) proteină candidozică - proteina gazdei, (b) proteină candidozică - carbohidrat de pe endoteliul gazdei, (c) proteină candidozică - ligand neidentificat(16,17).
Există anumite proteine fungice numite analogi de integrine; acestea prezintă similarități structurale cu receptorii pentru complement CR3 și CR4, ceea ce facilitează adeziunea la celulele epiteliale. Partea proteică dintr-o glicoproteină de suprafață a fungului se leagă de fibronectine, colagen, laminine etc., care aparțin epiteliului(18,19). Un exemplu de interacțiune proteină-proteină este interacțiunea demonstrată in vitro a proteinei candidozice Gpm1 (Phosphoglycerate mutase 1) care ajută fungul să se atașeze la celule endoteliale, keratinocite și monocite prin intermediul vibronectinei, proteină care aparține gazdei(20).
Manoproteinele fungului formează cupluri receptor‑ligand cu structurile epiteliale care conțin fucoză. Grupa de sânge 0 se corelează cu expresia antigenului H – care conține, printre altele, și un rest de fucoză – la nivelul mucoasei orale și vaginale. De aici reiese posibilitatea ca persoanele cu grupa de sânge 0 să fie mai predispuse la colonizarea cu Candida spp.(21) În unele studii chiar s-a observat că nivelul de colonizare al C. albicans se corelează cu grupa 0, dar și cu statusul de non-secretor(22). Prezența antigenelor specifice sistemului AB0 în fluidele corpului au efect protector împotriva Candida spp. Probabil, mecanismul este inhibarea adeziunii fungului(23).
Candida spp. există în mod normal ca un microorganism comensal, ținut „în șah“ de sistemul imun. Pentru a determina infecții localizate, este nevoie ca fungul să „scape“ de vigilența sistemului imun, să invadeze celulele epiteliale, respectiv endoteliale. Penetrarea endoteliului duce la pătrunderea fungului în sânge (candidemie), iar o consecință a candidemiei este diseminarea infecției la nivelul organelor interne(10,24).
Levurile au fost observate pe epitelii, pe când hifele au fost observate în interiorul celulelor epiteliale, ceea ce sugerează faptul că formele corespunzătoare procesului infecțios sunt hifele, pleomorfismul jucând astfel un rol esențial în patogenitatea Candida spp.(25,26)
După ce este endocitat, la nivelul genomului C. albicans au loc anumite translocări genice care determină modificările structurale și funcționale care duc la tranziția de la o formă la alta. Forma de hifă îi permite fungului să „evadeze“ din macrofage după ce este endocitat, distrugându-le. Această „evadare“ a fost observată in vitro, pe culturi de C. albicans și macrofage. La mutanții cph1 și efg1 nu are loc tranziția, arătând rolul important al acestor gene în invazivitatea fungului. Având în vedere faptul că fungul are și capacitatea de a „evada din închisoarea“ sistemului imun, se poate trage concluzia că un organism imunodeprimat va fi cu atât mai susceptibil la infecții candidozice. De obicei, trecerea de la o formă la alta (de la levură la hifă sau invers) se face în condiții de stres (supunerea la anumite schimbări din mediu, privarea de nutrienți) sau sub influența a diferiți factori exogeni cu caracter inductor(27-29).
Printre condițiile de stres care activează trecerea de la o formă la alta se numără schimbările de temperatură și de pH, fapt demonstrat in vitro(30).
Privarea de nutrienți reprezintă o altă condiție stresantă. Cultivarea C. albicans într-un mediu care conține doar N-acetilglucozamină ca unică sursă de carbon, cu N-acetilglucozamină și compuși simpli (prolină, glutamină) sau cu N-acetilglucozamină și ser (acesta conține substanțe nutritive accesibile pentru C. albicans doar după hidroliza enzimatică) duce la conversia levură‑hifă(31).
Schimbările morfologice care duc la apariția hifelor sunt activate și de expunerea in vitro la anumiți steroli și hormoni steroizi: ostriol, pregnandiol, pregnantriol, hormon luteinizant. Aceste descoperiri oferă o viziune asupra modului de acțiune al fungului in vivo(32). Candida albicans exprimă o proteină care leagă estrogenul (estrogen binding protein – EBP). Estradiolul stimulează colonizarea vaginului de către fung. A fost demonstrat in vivo, pe animale de laborator, faptul că estrogenul crește susceptibilitatea la infecții vaginale cu Candida spp. în timpul fazei luteale a ciclului menstrual. Mecanismul este, probabil, scăderea capacității celulelor epiteliale de a inhiba dezvoltarea fungului(33,34).
Există mai multe teorii care încearcă să explice capacitatea fungului de a invada barierele epiteliale/endoteliale(35).
Candida spp. eliberează diferite enzime hidrolitice (proteaze aspartice, fosfolipaze, lipaze). Pe lângă facilitarea invaziei și a degradării tisulare, enzimele hidrolitice contribuie și la achiziția de substanțe nutritive. La analiza spectrofotometrică s-au găsit diferențe mari între enzimele secretate de fungul care a crescut la un pH = 4 și fungul care a crescut la un pH = 7,4. Diferențe mari au fost observate și între enzimele secretate de Candida sub formă de levură și Candida sub formă de hifă. În ceea ce privește rolul lor în patogeneză, cel mai bine studiate sunt proteazele aspartice. Acestea sunt codificate de mai mult de 10 gene, denumite gene SAP (secreted aspartic proteinase). Genele SAP sunt exprimate, respectiv represate, în funcție de morfologia fungului și de condițiile de mediu. Enzimele codificate diferă între ele prin faptul că își desfășoară activitatea la diferite valori ale pH-ului și acționează asupra a diferite substraturi(16,36-39). De exemplu, pentru invazia organelor parenchimatoase sunt necesare proteinazele codificate de genele SAP4, SAP5 și SAP6(40). SAP1, SAP2 și SAP3 au un rol în afectarea tisulară din cadrul candidozei orale. Acest lucru a fost demonstrat pe epiteliu uman reconstituit infectat cu C. albicans. La administrarea de pepstatină A, inhibitor de proteinaze aspartice, leziunile produse s-au diminuat considerabil. Rezultatele au fost clarificate prin infecția epiteliului cu mutanți sap1, sap2, sap3, sap1/3, arătând că SAP 1-3 sunt proteinazele responsabile pentru afectarea tisulară din candidoza orală. Utilizarea de inhibitori ai SAP se întrevede ca o alternativă de tratament(41,42).
C. albicans are capacitatea de a-și induce propria endocitoză de către celulele epiteliale, în acest fel grăbind distrugerea acestora. Un studiu a arătat că există două proteine (Efg1p și Tpk2p) care guvernează acest proces; fără acestea, endocitoza nu are loc(43).
Un alt factor de virulență este reprezentat de marea versatilitate a fungului; acesta se poate adapta la condiții foarte variate de mediu. De exemplu, in vitro poate supraviețui la valori ale pH-ului între 2 și 10(44). In vivo, colonizează mucoase cu valori ale pH-ului foarte variate, de la alcalin – mucoasa cavității bucale (pH: 6,2-7,4) la acid – mucoasa vaginală (pH: 3,8-4,5). Condițiile de mediu influențează fiziologia C. albicans. Fiecare proteinază aspartică are un pH optim la care acționează(40,45).
Numărul de cazuri de candidoză este în creștere în ultimele decade. Candidemia a fost intens corelată cu progresul medical, având în vedere următoarele:
-
utilizarea exagerată/irațională/eronată/pe termen lung a antibioticelor cu spectru larg;
-
utilizarea pe scară mai largă a medicamentelor imunosupresoare;
-
apariția de noi tehnici invazive.
Dintre fungi, Candida spp. este cel mai frecvent izolat de pe diverse instrumente medicale. Utilizarea de catetere urinare, catetere venoase centrale, implanturi subcutanate, pacemakere, proteze cardiace valvulare, proteze dentare, șunturi la nivelul sistemului nervos central etc. favorizează aderarea Candida spp. și formarea de biofilme. Formarea de biofilme are un rol foarte important în patogenitatea C. albicans(46-48). Biofilmul este un agregat de microorganisme care comunică și aderă între ele și la o suprafață biologică/non-biologică. Microorganismele produc o matrice extracelulară polimerică (un amestec de proteine, polizaharide, ADN extracelular, detritusuri celulare) de care se înconjoară și care oferă protecție(49,50).
Discuții și concluzii
Trebuie să avem în vedere faptul că prezența Candida albicans în anumite probe biologice poate semnifica atât existența unei infecții cu acest fung, dar poate fi și datorată unei colonizări. Având în vedere faptul că rezistența la medicamentele antifungice a crescut în ultimii ani, diferențierea dintre infecție și colonizare în probele biologice este de o importanță covârșitoare. Un rol important în această diferențiere îl are corelarea clinicii (starea generală a pacientului, manifestările clinice ale infecției cu C. abicans) cu datele de laborator. Esența corelării dintre acești factori este o bună comunicare între medicul clinician și medicul de laborator sau medicul microbiolog. Importanța colaborării interdisciplinare este dovedită și în cercetarea științifică. Putem lua drept exemplu studierea factorilor de virulență ai C. albicans. O bună comunicare între medicul clinician, medicul de laborator și cercetător ajută la dezvoltarea unei piste de cercetare mai eficiente, implicând în același studiu o corelație dintre datele clinice date de infecția cu C. albicans, datele obținute de medicul de laborator cu privire la infecție și rezultatele experimentelor.
În concluzie, identificarea factorilor de virulență ai C. albicans și de mecanismului de acțiune al acestora, împreună cu elucidarea răspunsul imun al organismului determinat de invazia fungului sunt de o importanță clinică majoră, deoarece aceasta ar putea duce la sinteza de noi agenți terapeutici care să acționeze prin inhibarea unui factor de virulență, a unei verigi din lanțul de acțiune al factorului de virulență sau prin stimularea răspunsului imun față de acest fung. Studierea acestor mecanisme are o importanță crescută și în discriminarea dintre infecție și colonizare, în vederea evaluării corecte a unor probe biologice pozitive pentru C. albicans și a instituirii unui tratament corect.
Conflict of interests: The authors declare no conflict of interests.