Taxonomia dos fungos

Alessandra P. Sant’Anna Salimena

Maio/2018

Instituto de Ciências Biológicas Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia

Árvore Filogenética da Vida

Filos

Sequências do gene de rRNA 18S, retrata as relações entre os principais grupos (filos) de fungos Determinação de relações relativamente próximas entre eucariotos, mas não as distantes Quitridiomicetos sejam filogeneticamente basais a todos os demais grupos fúngicos e que os grupos mais derivados de fungos sejam os Basidiomicetos e Ascomicetos

Célula fúngica

Pluricelular, formando hifas (paredes celulares tubulares que envolvem a membrana

citoplasmática)

As hifas fúngicas septadas (apocíticas) ou asseptadas (cenocítica)

Quitina, em suas paredes celulares

Polissacarídeos (80-90%), como mananas,

galactosanas, quitosanas, proteínas,

lipídeos

O entendimento da química da parede celular fúngica é importante, devido ao extenso emprego biotecnológico dos fungos. Além disso, a química da parede

celular fúngica foi utilizada na classificação deles com finalidades de pesquisa e industriais

Taxonomia dos fungos Dificuldade na identificação / classificação de fungos: taxonomia baseadas

em aspectos morfológicos

Dificuldades: definir espécie ou gênero

Fases sexuadas (telomórficas) e assexuadas (anamórficas) de um mesmo organismo são classificadas com espécies distintas

Técnicas moleculares Relações filogenéticas entre as diferentes espécies de fungos Desenvolvimento de métodos de diagnóstico e epidemiologia

Deuteromycota

Fungos mitospóricos ou anamórficos Reprodução assexuada por conídios

Fase sexuada é desconhecida, perdida ou ausente; Classificados corretamente por análises moleculares

Principais espécies patogênicas

Atualmente inexistente Reagrupados em Ascomycota ou Basidiomycota

Compreende apenas uma classe O grupo é considerado o mais primitivo dentro dos fungos Microscópicos e de morfologia simples 100 gêneros, 1000 espécies (1-2% das espécies de fungos) Hábitat: maioria aquáticas, presente em águas doces e trato digestivo de mamíferos herbívoros

Chytridiomycota

Patógeno de anfíbios Ex.: Batrachochytrium dendrobatidis

Causa a quitridiomicose em sapos, uma condição em que o organismo infecta a epiderme do sapo, interferindo em sua capacidade de respirar pela pele

Chytridiomycota

Estes fungos foram implicados na mortandade intensa de anfíbios

aumento da temperatura ambiental associado ao aquecimento global

Esporo flagelado (móvel) Zoósporo com um flagelo Posterior do tipo chicote

Chytridiomycota

Micélio contínuo (cenocítico) ausente ou pouco desenvolvido Estrutura de reprodução assexuada: zoosporângio

possível remanescente de sua adaptação a

ambientes aquáticos,

principalmente água doce e solos úmidos

Inclui fungos de micélio cenocítico Sexuada pela formação de zigósporos Assexuada produção de esporangiósporos, no interior dos esporângios Ex.: Rhizopus stolonifer (mofo preto do pão - deterioração de alimentos)

Zigomycota

Zigomycota Assexuada os micélios formam esporângios, no interior dos quais os esporos haploides são produzidos. Quando liberados, esporos geneticamente idênticos são dispersos e germinam, originando micélios de crescimento vegetativo

Sexual há micélios com tipos de acasalamento de compatibilidades diferentes. Quando hifas de diferentes tipos de acasalamento encontram-se bastante próximas, elas formam extensões de hifas que contêm vários núcleos.

A fusão de dois gametângios combina os núcleos haploides e inicia a formação de um zigosporângio heterocariótico (núcleos diferentes) Núcleos haploides distintos fundem-se, tornando-se diploides, e a meiose, então, leva à produção de esporos haploides, à medida que o zoosporângio germina em um esporângio Assim como na fase assexual, a liberação dos esporos, nesse caso geneticamente diferentes, a partir do esporângio, dispersa o organismo, permitindo o crescimento vegetativo de hifas

Caracterizam-se por formar associação com raízes da maioria das famílias de plantas (endomicorrizas – micorrizas arbusculares)

A maioria dos representantes desse filo formam associação simbiótica

obrigatória com vegetais, auxiliando os mesmos na absorção de nutrientes

Glomeromycota

Reproduzem assexuadamente formando glomerósporos

Glomeromycota

Estrutura reprodutiva assexuada formada por Fungos Micorrízicos

Arbusculares (FMA)

Acredita-se que os glomeromicetos, na forma de simbiontes de plantas, desempenharam importante papel na capacidade de plantas vasculares primitivas colonizarem o solo. Até o momento, nenhum foi cultivado independentemente de uma planta. Esses organismos têm apenas reprodução assexuada e a maioria apresenta morfologia cenocítica.

Cogumelos, Orelhas de pau, ferrugens, leveduras e outros Compreende fungos de hifas septadas (apocíticas) Caracterizam pela produção de esporos sexuados basidiósporos

Basidiomycota

Basidiomycota

Basidiomycota Desenvolve-se como um simples micélio haplóide, crescendo vegetativamente no solo Fase reprodutiva sexual cogumelo. Os micélios de tipos de acasalamentos haploides positivo e negativo fundem-se e o crescimento mais rápido do micélio dicariótico (dois núcleos por célula). O micélio dicariótico desenvolve-se em um basidiocarpo, ou corpo de frutificação, iniciando como uma massa de micélios que se diferencia originando o basidiocarpo totalmente desenvolvido que observamos acima do solo cogumelo Os dois ciclos de divisão

meiótica originam quatro núcleos haploides nos basídios e cada núcleo torna-se um basidiósporo. Os basidiósporos geneticamente distintos podem, então, ser dispersos pelo vento a novos habitats, iniciando-se novamente o ciclo, germinando em condições favoráveis e desenvolvendo-se como micélios haploides.

Basidiomycota

Os basídios dicarióticos, que são formados na face interior do basidiocarpo, em regiões achatadas denominadas lamelas, que se

encontram ligadas ao píleo do cogumelo, realizam então uma fusão dos dois núcleos, formando basídios com núcleos diploides

Basídia com basidiósporos

Basidiomycota

Basidiomycota

Subfilo Agaricomycotina Classe Agaricomycetes

Agrupa fungos de hifas septadas Fungos unicelulares – leveduras Conídios ou propágulos assexuados são também encontrados

Ascomycota

O papel ecológico dos ascomicetos consiste principalmente na decomposição de matéria vegetal morta, porém várias espécies de ascomicetos foram

ectomicorrizas com árvores florestais, assim como um grande número participa de simbioses em líquens, juntamente com cianobactérias ou algas verdes

Tipos de acasalamento

distintos, unem-se e fundem-se,

formando um núcleo

diploide, o qual sofre

meiose, originando ascósporos haploides

Produção de conídios que

se formam por mitose nas

extremidades de hifas

especializadas Conidióforo

Ascomycota

Os ascos são formados no interior de um corpo de frutificação

Ascocarpo

Drogas antifúngicas

Alessandra P. Sant’Anna Salimena

Maio/2018

Instituto de Ciências Biológicas Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia

Antifúngicos

Em razão dessas características peculiares, os fungos são naturalmente resistentes aos antimicrobianos utilizados no combate

às infecções causadas por bactérias e vice versa

Parede celular espessa constituída por quitina e polissacarídeo Membrana celular cujo principal componente é o ergosterol

A incidência das infecções fúngicas apresenta-se mais elevada em indivíduos com o sistema imunológico comprometido (pacientes desnutridos,

transplantados e imunossuprimidos) Portanto, a duração do tratamento depende de cada caso e não deve ser

interrompida antes da completa recuperação do paciente, para que não haja recorrência

Antifúngicos

Antifúngicos

Classificação dos antifúngicos

Sintéticos ou semi-sintéticos Quimioterápicos: sintetizados

em laboratório Ex.: flucitosina, nicomicinas, derivados morfolínicos etc

Naturais Antifúngicos: produzidos

por mos que inibem ou matam outros mos

Ex.: polienos, griseofulvina

Classificação dos antifúngicos

Mecanismo de Ação

Poliênicos Anfotericina B: que foi o primeiro antifúngico eficaz no tratamento das micoses profundas Nistatina: bastante ativa contra leveduras (Candida albicans). Ação primária consiste na alteração da permeabilidade celular da membrana fúngica

Poliênicos Anfotericina B: isolada de um actinomiceto Streptomyces nodosus Difícil administração e efeitos colaterais (nefrotoxicidade) 1990: formulações lipídicas (alto custo) Tratamento de micoses profundas (C. albicans, H. capsulatum, B. dermatitidis, Aspergillus spp etc) Uso sistêmico: em associação com Fluocitosina (diminuição qtde), consequentemente , há uma diminuição a incidência dos efeitos colaterais relacionados com essa droga

Poliênicos Anfotericina B

Vale ressaltar que apesar da anfotericina B possuir uma maior afinidade pelo ergosterol do que pelo colesterol, e sendo este último de grande

importância para o homem, ela apresenta uma relativa, mas não absoluta, especificidade pela célula fúngica

Ligam-se ao ergosterol da membrana celular fúngica Produzindo poros ou canais, resultando no aumento da

permeabilidade da membrana, permitindo grande perda de eletrólitos do meio intracelular,

particularmente potássio

Ligação ao Ergosterol – Formação de Poros

Poliênicos Anfotericina B

Aspectos farmacocinéticos Via intra venosa: infecções fúngicas sistêmicas Intra articular: tratamento com esporotricose A anfotericina B distribui-se amplamente por todo o organismo, inclusive na placenta. Contudo possui baixo poder de penetração em determinados fluidos corporais, tal fato justifica o seu uso através de injeção local nessas situações. Em torno de 90-95% da anfotericina B apresenta-se ligada às proteínas plasmáticas. A maior parte dessa droga é excretada através da urina.

Poliênicos Anfotericina B

Efeitos colaterais Pode potencializar a nefrotoxicidade de drogas do tipo antibióticos aminoglicosídeos e ciclosporina que, por sua vez, são nefrotóxicos em potencial. O uso concomitante com glicocorticóides pode aumentar os distúrbios eletrolíticos provocados por esses agentes. Geralmente após a injeção intravenosa surgem febre e calafrios. Espectro de ação A anfotericina B, dependendo do fungo envolvido, bem como da concentração utilizada, pode apresentar uma atividade fungicida, quando utilizada em doses elevadas, ou fungistática, quando em baixas concentrações. Candida albicans, Histoplasma capsulatum, Cryptococcus neoformans, algumas espécies de Aspergillus sp.

Poliênicos Anfotericina B

Poliênicos

Nistatina: isolada de Streptomyces noursei Atividade contra Candida spp. (via tópica e oral) De uso tópico: encontra-se disponível principalmente na forma de pomadas e cremes vaginais Efeitos adversos: raros (dermatite e distúrbios gastrointestinais)

Mecanismo de ação Interação dessa droga com o ergosterol, com a consequente formação de poros e aumento da permeabilidade da membrana fúngica

Poliênicos Nistatina

Efeitos colaterais São raros. Contudo, podem ocorrer episódios de dermatite atópica ou diarreia, relacionados com o uso desse fármaco pelas vias tópica e oral, respectivamente. Espectro de ação A nistatina tem sido usada por via oral, para tratar candidíase na mucosa da cavidade oral e digestiva, através do seu contato direto com o agente agressor. No entanto, ela é administrada mais comumente pela via tópica, sobre a pele e mucosas, especialmente a vaginal, na forma de óvulo, creme vaginal, loções e pomadas.

Poliênicos Nistatina

Derivados Azólicos

Fazem parte de um grupo de agentes sintéticos, com estrutura química semelhante, que possuem um amplo espectro de atividade antifúngica. Estes fármacos atuam inibindo a biossíntese dos lipídios, particularmente o ergosterol. Cetoconazol Esse agente é muito utilizado no tratamento de micoses sistêmicas e inibe a síntese de esteróides gonadais e adrenais.

enzima do citocromo

P-450

principal esteróide da membrana

fúngica

Derivados Azólicos Cetoconazol

Mecanismo de ação

Age sinergicamente com a fluocitosina, cuja atividade ocorre intracelularmente, no tratamento de determinadas infecções fúngicas (candidíase)

Derivados Azólicos Cetoconazol

Aspectos farmacocinéticos Após a sua administração por via oral, é rapidamente convertido para a forma de hidrocloreto, no conteúdo ácido do estômago, sendo em seguida absorvido. Apresenta-se amplamente ligado às proteínas plasmáticas. Metabolismo: ocorre no fígado. Excreção: bile, com a consequente eliminação através das fezes Efeitos colaterais Náuseas e vômitos Espectro de ação O cetoconazol pode desempenhar atividade fungicida ou fungistática, dependendo da concentração utilizada

Derivados Azólicos Fluconazol Diferentemente do cetoconazol, não apresenta nenhuma atividade sobre o sistema endócrino e ainda possui uma excelente penetrabilidade no líquor. Mecanismo de ação Inibe a síntese do ergosterol presente na membrana fúngica.

principal esteróide

da membrana

fúngica

Derivados Azólicos Fluconazol

Aspectos farmacocinéticos Apresenta baixa ligação com as proteínas plasmáticas, podendo ser administrado pelas vias oral ou intravenosa Excreção: via renal Efeitos colaterais Baixa. Alguns podem apresentar náuseas e vômitos. Espectro de ação Criptococose, candidemia, blastomicose e histoplasmose. Receptores de transplante de medula óssea.

Derivados Azólicos

Itraconazol - Azólico sintético, desprovido de efeitos endócrinos Mecanismo de ação Inibe a síntese do ergosterol presente na membrana fúngica Aspectos farmacocinéticos Via oral, sendo essa absorção aumentada com a ingestão de alimentos Efeitos colaterais Náuseas, vômitos, hipertensão e cefaléia Espectro de ação Criptococose, candidemia, blastomicose e histoplasmose

Derivados Azólicos

Miconazol - Azólico sintético Mecanismo de ação Inibe a C-14 α-demetilase, resultando no bloqueio da demetilação do lanosterol em ergosterol, com o consequente aumento da permeabilidade da membrana fúngica. Aspectos farmacocinéticos Vias oral, intravenosa e tópica. Sua absorção por via oral ocorre de forma bastante reduzida, e quando é utilizada por via intravenosa provoca uma série de efeitos colaterais. Efeitos colaterais Oral: vômitos e diarreia Inravenosa: flebites, anemia Tópica: prurido e irritação Espectro de ação Dermatófitos e Candida.

Dano à membrana plasmática de levedura causado por Miconazol

Derivados Azólicos

Clotrimazol - Azólico sintético Mecanismo de ação Inibição da biossíntese do ergosterol Aspectos farmacocinéticos Via tópica: baixa, mesmo assim é potentemente metabolizado no fígado e excretado na bile. Via oral: é rapidamente inativado por enzimas hepáticas, reduzindo portanto, consideravelmente a sua biodisponibilidade. Efeitos colaterais Prurido e urticária, em pequeno número de pacientes. Espectro de ação Dermatófitos e Candida albicans e Malassesia sp.

Derivados Azólicos

Econazol - Azólico sintético. Mecanismo de ação Síntese do ergosterol Aspectos farmacocinéticos Não deve ser administrado por via oral ou parenteral, provocando sérios efeitos colaterais. Deve ser administrado apenas topicamente Efeitos colaterais Prurido e eritema Espectro de ação Micoses superficiais, visto que atinge concentrações terapêuticas apenas no estrato córneo e na derme

Alilaminas São bastante eficazes no tratamento tópico das dermatofitoses, assim como da candidíase cutânea. Atuam inibindo a biossíntese do ergosterol. Terbinafina É sintética, utilizada por via tópica ou oral. Mecanismo de ação Inibe a enzima esqualeno-epoxidase e, por conseguinte, bloqueia a biossíntese do ergosterol. É importante salientar que elas atuam independentemente do citocromo P-450. Aspectos farmacocinéticos Via oral: 70% e Via tópica: pequena fração Seu metabolismo ocorre no fígado, sendo os metabólitos inativos excretados através da urina. Efeitos colaterais Via oral: anorexia, náuseas, vômitos, diarreia Tópica: urticária e exantema Espectro de ação Dermatófitos e candidíase cutâneo-mucosa

Alilaminas

Naftifina Eficaz no tratamento das micoses superficiais Mecanismo de ação Age bloqueando a síntese do ergosterol Aspectos farmacocinéticos Foi desenvolvida especialmente para uso tópico, forma de creme a 1% Efeitos colaterais É muito baixa, alguns casos de dermatite de contato Espectro de ação Dermatofitoses, especialmente no combate a Tinea corporis e Tinea cruris

Fluocitosina É uma pirimidina fluorada sintética, geralmente utilizada em combinação com a anfotericina B, no tratamento de micoses sistêmicas e meningites causadas por Cryptococcus neoformans e Candida sp.

Mecanismo de ação

Não encontrada em células de

mamíferos

A 5-FC penetra na célula fúngica por intermédio

de uma citosina permease específica, denominada citosina

deaminase

Resultando, assim em uma deficiência

de ácido timidílico, que é um

componente essencial do

DNA

Fluocitosina Aspectos farmacocinéticos Via oral: bem absorvida e distribui-se amplamente por todo o organismo, inclusive atingindo concentrações elevadas no líquor. A excreção ocorre por via renal, por filtração glomerular. Efeitos colaterais Náuseas, vômitos, diarreia e menos comumente enterocolite Espectro de ação Tem sido utilizado sozinha, no tratamento da cromomicose, ou associada à anfotericina B, no combate à meningite criptocócica.

Griseofulvina Pesquisadores da Escola de Higiene e Medicina Tropical da Universidade Londres, a partir do Penicillium griseofulvum

Mecanismo de ação Interage com os microtúbulos impedindo formação do fuso mitótico (inibição

da multiplicação do fungo)

Interage com os microtúbulos desfazendo o fuso mitótico, provocando, assim, uma inibição no

processo de mitose e por

conseguinte na multiplicação do microrganismo

Griseofulvina Aspectos farmacocinéticos Via oral, sendo essa absorção facilitada pela ingestão concomitante de alimentos ricos em gordura. Ela se distribui largamente através dos tecidos queratinizados, tais como pele, pêlos e unhas. Portanto, por esse motivo a griseofulvina é a droga de escolha no tratamento das dermatofitoses Efeitos colaterais Cefaléia e náusea Espectro de ação Trichophyton, Microsporum e Epidermophyton, infecções dermatofíticas, não sendo utilizada nas micoses superficiais

Resistência aos antifúngicos Estudos com C. albicans e outras espécies.

Pouco conhecido para Aspergillus spp. e C. neoformans

Não há evidências de que os fungos são capazes de destruir ou modificar os agentes antifúngicos

Genes de resistência antifúngica não são transferidos entre as células

Formação de biofilmes

Mecanismo de resistência aos antifúngicos

Mecanismo de resistência aos antifúngicos

Resistência aos Azóis – Alteração do alvo

Fuconazol: C. albicans e C. krusei Itraconazol: A. fumigatus

Mecanismo de resistência aos antifúngicos

Resistência aos Azóis – Bomba de efluxo

Fuconazol: C. albicans, C. glabrata e C. krusei Itraconazol: A. fumigatus

Mecanismo de resistência aos antifúngicos

Uma das diferenças mais importantes entre os fungos e a células humanas está na manutenção da membrana plasmática das células. No caso das células

dos mamíferos em geral, o colesterol detém a responsabilidade pela manutenção e em alguns casos, funcionamento da membrana plasmática. Nos fungos, esta responsabilidade é do ergosterol. Desta maneira, a síntese do

ergosterol pode ser utilizada como alvo terapêutico. Além da membrana plasmática, as células dos fungos são envoltas por uma parede celular,

composta principalmente de quitina e outras glicanas, sendo a produção destas glicanas um outro alvo terapêutico muito utilizado

Resistência aos derivados poliênicos

Alteração ou diminuição no conteúdo de ergosterol: C. albicans, C. glabrata, C. krusei e C. lusitaniae

Testes de Susceptibilidade

Fornecem uma estimativa confiável da atividade relativa de dois ou mais fármacos contra o organismo testado

Correlação com a atividade antifúngica in vivo

Monitoramento de resistência entre uma população normalmente susceptível

Avaliação de novas drogas antifúngicas

Métodos qualitativos e quantitativos (CIM)

Para fins de padronização, o método aceito internacionalmente e preconizado pelo CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute), antigo NCCLS (National Committee for Clincal Laboratory Standards) é a diluição em meio líquido, tanto em tubos quanto em microplacas

Testes de Susceptibilidade

Obrigada

alessandrasalimena@yahoo.com.br