MICROBIOLOGIA

MICOLOGIA

PATOGÊNESE DAS

DOENÇAS FÚNGICAS

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INTRODUÇÃO

A relação entre o hospedeiro e o agente fúngico consiste em um equilíbrio entre

a imunogenicidade do parasito (seus fatores de virulência) e a funcionalidade adequada

do sistema imune. Diversos fatores moduladores do sistema imune interferem nessa

relação como o patógeno gerador de infecção, a atividade neuronal do hospedeiro, o

sistema endócrino-metabólico e fatores que favorecem ou não o desenvolvimento de

uma doença.

São chamados de fatores de virulência os mecanismos e estruturas do agente

que possibilitam sua patogenicidade. De uma forma geral, a maioria dos fungos

tendem a causar infecções oportunistas, que são patogenias dependentes de um

estado de imunodepressão do hospedeiro e de outros fatores predisponentes. Por

outro lado, outros fungos são patógenos verdadeiros, definidos como aqueles que

causam doença mesmo na integridade do sistema imunológico. Ambos os tipos de

infecção são dependentes dos fatores de virulência do patógeno em questão.

Uma resposta imunológica adequada está associada a integridade das barreiras

mecânicas e fisiológicas, como também da resposta imune inata e adquirida

apropriadas:

• Resposta inata: mais evidente na fase aguda (grande mobilização de células

polimorfonucleares)

• Resposta específica: ativação linfocitária (produção de anticorpos e imunidade

mediada por células)

Alguns microrganismos modulam o sistema imune, provocando diferentes

respostas imunológicas, já outros apresentam mecanismos de evasão desta. Além

disso, a resposta do hospedeiro pode variar de acordo com a localização do agente

infeccioso. Estabelecida a infecção pelo agente, as lesões causadoras de doença podem

ser decorrentes da ação direta do patógeno ou da própria resposta imune.

As infecções causadas por fungos podem ser classificadas quanto a origem do

patógeno. Os tipos de infecção são:

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• Exógena: patógeno proveniente do ambiente

• Endógena: patógeno proveniente da microbiota

FATORES DE VIRULÊNCIA

Ao se tratar de doenças fúngicas, os principais fatores de virulência associados a

algumas espécies destes patógenos são o dimorfismo e o dimorfismo invertido.

No dimorfismo define-se pela alteração de forma filamentosa para a

leveduriformeinduzida por alterações térmicas do ambiente. No processo, há alteração

dos antígenos de superfície dos patógenos, como por exemplo, alteração de β-

glucanapara α-glucana, impedindo o reconhecimento pela Dectina-1.

O processo garante termotolerência ao fungo, favorecendo a infecção que, em

geral, se dá com a levedura na forma infectante. Os principais fungos dimórficos

associados a micologia clínica são: Paracoccidioides brasiliensis, Histoplasmacapsulatum,

Coccidioidesimmitis.

O hormônio 17β-estradiol endógeno é capaz de inibir a alteração da forma

filamentosa para leveduriforme. Sendo assim, as mulheres têm um fator protetor a

mais ao tratar-se de dimorfismo.

O dimorfismo invertido consiste na alteração da forma leveduriforme para a

forma filamentosa, realizado pela Candidaalbicans. Este é um processo que não é

dependente de alterações de temperatura e o 17β-estradiol, neste caso, favorece a

levedura a formar hifas (maior incidência em mulheres).

Candidaalbicans faz parte da microbiota humana na forma de levedura, sendo

apenas a forma filamentosainfectante. Quando ocorre a transição da forma

leveduriforme para a filamentosa é que se dá o processo infeccioso. Há um aumento da

síntese de adesinas e proteases com o dimorfismo invertido na candidíase. A forma

filamentosa é capaz de formar biofilmes que dificultam a ação de antifúngicos e a

atuação da resposta imune, pois forma uma barreira física impedindo a interação do

medicamento e das células imunológicas com o microrganismo.

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IMUNIDADE INATA

Também conhecida como resposta imunológica inespecífica, tem grande papel

no processo de contensão das infecções fúngicas.

1. Barreiras do hospedeiro

As principais barreiras que protegem o organismo humano são a pele e o trato

respiratório, pois são os tecidos que ficam expostos direta ou indiretamente ao

ambiente.

A pele é composta por diversas camadas celulares e contém queratina, que

forma uma estrutura pouco permeável e que funciona como uma barreira física para os

patógenos. Os fungos dermatófitos produzem queratinases, que são importantes para

a nutrição e invasão do agente, possibilitando a infecção sem presença de vetor.

O trato respiratório é uma estrutura envolta por epitélio respiratório com

células ciliares. O calibre da árvore respiratória reduz gradativamente até suas porções

terminais, assim partículas maiores entram em contato com o epitélio respiratório e

suas secreções e são expulsas pelo movimento ciliar, bem como pelo reflexo da tosse.

Estruturas infectantes pequenas em suspensão são capazes de ultrapassar as defesas

do epitélio respiratório, como por exemplo, conídios menores que 2 µm, assim essas

estruturas chegam aos sacos alveolares. No alvéolo, conídios com melanina ligam-se a

proteínas surfactantes (opsoninas) e são fagocitados por macrófagos. A melanina

presente na superfície do fungo o protege da lise celular, assim o patógeno ganha a

corrente sanguínea dentro do macrófago, um exemplo é o que ocorre naaspergilose

difusa. Vencidas as barreiras, os neutrófilos são as principais células fagocíticas da

resposta inata, por esse motivo, a neutropenia aumenta a suscetibilidade a diversas

doenças.

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2. Apresentação De Antígenos Fúngicos

Para melhor compreensão do processo de apresentação de antígenos, alguns conceitos

fundamentais devem ser ressaltados:

• PAMPs: Padrões Moleculares Associados ao Patógeno - são estruturas do

patógeno reconhecidas pelas PRRs

• PRRs: Receptores de Reconhecimento de Padrão – receptores dos PAMPs

encontrados em células dendríticas, macrófagos, monócitos, neutrófilos entre

outras não fagocíticas

A partir do encontro entre PAMP e PRR, as células dendríticas participam do processo

de maturação e diferenciação dos subtipos de células T. Na célula fúngica, os principais

PAMPs são:

• Mananas: polímeros de glicose

• β-glucanas: polímero de N-acetilglicosamina

• Quitina: cadeias de muitas centenas de moléculas de manose ligadas a proteinas

fúngicas.

Fatores de virulência dos fungos também podem serPAMPs. Os receptores associados

ao reconhecimento dos PAMPs são:

• Receptores “toll-like” (TLR)

• Receptores de lecitina do tipo C (CLRs)

• Proteinas da família das galectinas

Os principais receptores associados ao reconhecimento de padrões fúngicos são

os TLR2, TLR4 e TLR9. Paciente com defeitos genéticos na síntese desses receptores

“toll-like” dificilmente curam-se de doenças fúngicas, mesmo como tratamento

adequado. O polimorfismo do gene que codifica TLR4 está associado com maior

suscetibilidade a aspergilose pulmonar e candidíase sistêmica. O polimorfismo do TLR9

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está associado com aspergilosebroncopulmonar alérgica. A vulvovaginite recorrente

por candidíase pode ser resultado de defeitos genéticos nesses receptores.

O resultado das alterações em PRRs são infecções recorrentes que muitas vezes

não são tratáveis com antifúngicos. O direcionamento da resposta imune gerada

dependerá de quais receptores são ativados:

• Se mananoproteínas da cândida ativam juntamente receptores TLR-4 e CD14, o

resultado da sinalização intracelular é a produção de citosinas pró-inflamatórias

• Se glucanas e fosfolipomananas são reconhecidas juntamente pelos receptores

TLR-2 e Dectina-1, o resultado dessa ativação e sinalização intracelular é a

produção de citocinas anti-inflamatórias.

• A ativação de Dectina-1 ou de TLR-2 isoladamente gera uma sinalização protetora.

A resposta imune gerada não depende só da ativação dos receptores

individualmente, mas também do nível de cooperatividade dos vários receptores

ativados e a sua localização celular. A geração de uma resposta protetora ou não

depende de diversos fatores como espécie da célula fúngica, receptor ativado, célula

que faz o reconhecimento do PAMP e qual PAMP que é reconhecido. A resposta

gerada pode levar a produção de citosinas anti-inflamatórias ou pró-inflamatórias.

A função dos linfócitos T CD8 é importante na fagocitose de microorganismos

invasores, bem como os neutrófiços. A presença de um fungo desencadeia um

processo de sinalização, através da produção de citocinas e promove a quimiotaxia

para a chegada de mais neutrófilos na região acometida.

Os neutrófilos são uma das principais células da imunidade inata, são capazes de

liberar grânulos contendo agentes microbicidas e armadilhas extracelulares de

neutrófilos (NET). As NETs (NeutrophilExtracellularTraps) nada mais são do que redes

de proteinas citoplasmáticas e DNA lançadas contra o patógeno.

Ex: O conídio que sobreviver ao macrófago, germina e forma hifas. A presença

das hifas induz a resposta imune e promove quimiotaxia de neutrófilos, que lançam

suas NETs e liberam grânulos com agentes microbicidas. A formação das NET’s é um

processo inicial de morte programada de neutrófilos, que regula a resposta imune inata

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frente a infecções. Contém DNA nuclear ou mitocondrial, peptídios antimicrobianos,

defensinas, lactoferrina, catepsina G, elastase, gelatinase e histonas.

IMUNIDADE ADAPTATIVA

A partir da apresentação de antígenos pelas células fagocíticas, via MHC, ocorre

a diferenciação do linfócito Th0 (virgem) para diferentes respostas:

Th1: Ativam resposta celular via macrófagos através do Interferon γ. Relevantes

no combate de microrganismos intracelulares (bactérias, protozoários). Relacionadas a

autoimunidade e hipersensibilidade tardia.

Th2: Relacionados a produção de anticorpos e processos alérgicos. Relevantes

no combate de parasitas extracelulares, helmintos e respostas alérgicas.

Th17: estimulam neutrófilos a migrarem para regiões de mucosa. Em ativação

excessiva podem causar dano tecidual.

T reguladora: inibem o processo de resposta imunológica, exercendo um

controle sobre ela. Se muito estimulada, pode levar a infecções crônicas. Porém, se

pouco estimulada, pode levar a uma exacerbação da resposta imune.

1. Perfil TH1

Trata-se do perfil capaz de gerar resposta protetora frente a infecções fúngicas.

A resposta Th1, pela produção de INF-γ leva a:

• Ativação de macrófagos e a um aumento do poder microbicida relacionado a

produção de reativos de oxigênio e óxido nítrico.

• Produção de IgG (opsoninas) e fixadores de complemento, facilitando a

fagocitose

• Ativação de neutrófilos, amplificando o poder microbicida

A ativação de macrófagos também pode ocorrer por uma via alternativa (pela

resposta Th2, com produção de IL-14), sem depender do interferon γ. A ativação

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macrofágicapela via alternativa leva a produção de citocinas anti-inflamatórias e a

produção de fatores de crescimento relacionado a processos de regeneração tecidual

(cicatrização e fibrose), além da produção de uréia e quitinase.

2. Perfil TH2

Testes laboratoriais indicam que um predomínio de resposta Th2 leva a

suscetibilidade às infecções fúngicas. Como exemplo, estudos realizados com o

Cryptococcusneoformans mostram que na ativação de macrófagos pela via alternativa

(M2), a produção de ureia (e não de NO, como na via clássica) serve como substrato

para o crescimento do fungo e que o crescimento do fungo dentro dos macrófagos M2

leva a sua ruptura e liberação da quitinase no parênquima pulmonar, que se cristaliza e

causa danos ao tecido.

3. Perfil TH17

Representado pela diferenciação da linhagem de linfócitos produtores de IL-17 e

IL-22. Esse perfil participa da ativação e recrutamento de neutrófilos, importantes na

proteção de mucosas, pois estimulam um aumento da produção de

defensinas(peptídeos antimicrobianos) pelas células epiteliais, bem como aumentam o

efeito de barreira.

Na mucosa intestinal, por exemplo, quando um paciente faz uso prolongado de

antibióticos, há uma redução da microbiota bacteriana e, consequentemente, facilita o

crescimento da Candidaalbicans, que invade o tecido alcançando a submucosa. A

resposta inflamatória via Th17 gera:

• Produção de IL-22: induz o epitélio a produzir defensinas – tem atividade

microbicida e impede proliferação do patógeno

• Produção de IL-17: quimiotaxia de neutrófilos – impedem que o patógeno chegue

a circulação.

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4. Perfil TREG

Regula a expressão da resposta imunológica em geral, especialmente aquela

mediada por TH17. A expressão de TReg deve ser constante e em equilíbrio, para que a

microbiota se mantenha como comensal. A alta expressão de TReg leva a uma redução

da resposta imunológica Th17, facilitando a infecção, já a baixa expressão de TReg leva

a uma exacerbação da resposta Th17 e consequente dano tecidual.

MECANISMOS DE EVASÃO DO SISTEMA IMUNE

Os principais mecanismos fúngicos de evasão do sistema imune são:

• Dimorfismo (alteração de antígenos de superfície)

• Conídios com melanina (evitando fagocitose)

• Ativação de PRR gerando resposta anti-inflamatória

• Evitar a fusão do fagossomo com o lisossomo(ex.Candidaalbicans)

• Indução de apoptose

Os polissacarídeos GalXM e GXM da cápsula deCriptococcusneoformans, quando

liberados nas células apresentadoras de antígenos, induzem a expressão da molécula

de superfície Fas-Lnessas células. Durante a apresentação antigênica, o Fas-L então

presente na APC liga-se ao Fas do linfócito, induzindo a apoptose linfocitária.

QUESTÕES

1) São chamados de fatores de virulência os mecanismos e estruturas parasitárias que

possibilitam sua patogenicidade. Quanto aos fatores de virulência associados a

célula fúngica, assinale a alternativa incorreta:

a) O dimorfismo é a alteração entre a forma filamentosa e leveduriforme por

alterações de temperatura

b) o estrogênio aumenta o risco para infecções por fungos dimórficos

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c) fungos dimórficos alteram suas proteínas de superfície ao alterarem sua forma

d) a Candidaalbicans é capaz de realizar dimorfismo invertido, sua forma infectante

é a filamentosa

COMENTÁRIO: o 17β-estradiol é um fator protetor, pois inibe a alteração da forma

filamentosa para a leveduriforme. Sua ação favorece o dimorfismo invertido, em que a

forma infectante é a filamentosa, mecanismo de infecção da Candidaalbicans.

2) Para que ocorra uma infecção fúngica, é preciso que o patógeno vença as barreiras

físicas da imunidade inata. Quanto a patogênese dos fungos, julgue os itens abaixo:

I. As principais barreiras que protegem o organismo humano são a pele e o

trato respiratório.

II. Os fungos dermatófitos produzem queratinases, importantes para a nutrição

e invasão fúngica através da pele, possibilitando a infecção sem presença de

vetor.

III. A melanina dos conídios demáciosprotege a estrutura da lise celular, assim o

patógeno é capaz de ganhar a corrente sanguínea dentro de macrófagos.

Assinale a alternativa que contém itens verdadeiros:

a) I e II

b) I e III

c) II e III

d) I, II e III

COMENTÁRIO: todas as alternativas estão corretas e representam patogêneses

diferentes por meio da evasão das barreiras da imunidade inata.

3) São os diferentes tipos de resposta imunológica, que podem ser montadas frente a

um patógeno, que definem quais serão os sinais e sintomas apresentados em um

processo infeccioso. Quanto a resposta imunológica às infecções fúngicas, assinale

a alternativa incorreta:

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a) Os principais antígenos fúngicos que participam do processo de apresentação

de antígenos são mananas, β-glucanas, quitina e colesterol

b) A apresentação antigênica pode induzir a uma resposta anti-inflamatória ou pró-

inflamatória de acordo com os receptores que participarem do processo

c) O perfil TH1 é aquele que induz imunidade protetora frente a infecção fúngica,

entre seus mediadores encontra-se o interferon-γ

d) Macrófagos ativados pela via alternativa de ativação macrofágica (via TH2),

levam a susceptibilidade a infecções fúngicas.

COMENTÁRIO: Todos os componentes citados são imunogênicos para a célula fúngica,

exceto o colesterol, éster presente nas membranas das células humanas.

4) Sobre os conceitos de imunologia aplicados na resposta imunológica aos agentes

fúngicos, assinale a alternativa incorreta:

a) Dimorfismo e dimorfismo invertido são mecanismos fúngicos de escape do

sistema imune

b) Infecções oportunistas apresentam mecanismos patogênicos dependentes de

um estado de imunodepressão do hospedeiro

c) O perfil TH2 da resposta imunológica é aquele que induz a produção de

anticorpos. Sua ativação garante proteção as infecções fúngicas

d) As infecções podem ser heterógenas, quando o patógeno é proveniente do

ambiente ou endógenas, quando o patógeno é proveniente da microbiota

COMENTÁRIO: estudos imunológicos mostram que a prevalência de uma resposta TH2,

com produção humoral, frente a uma infecção fúngica pode resultar em susceptibilidade

a infecção. Um dos mecanismos pelo qual isso se dá é através da ativação de macrófagos

pela via alternativa, esses macrófagos, ditos M2, podem cursar com desenvolvimento de

uma resposta anti-inflamatória, cicatrização e fibrose tecidual.

5) São mecanismos fúngicos de escape do sistema imune, exceto:

a) Evasão da fagocitose pela presença de melanina em conídios

b) Dimorfismo, pois leva a alteração das proteinas de superfície

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c) Indução de apoptose através da interação Fas e Fas-L

d) Ativação de PRR gerando resposta pró-inflamatória celular

COMENTÁRIO: quando a resposta gerada é pro-inflamatória, com mobilização de

células, tem-se uma resposta com características do perfil TH1, sendo este o perfil

protetor frente a uma infecção fúngica.