1.2.1 La célula fúngica
Los hongos pertenecen al reino Fungi y según sus características morfológicas, genéticas y patrones reproductivos se subdividen en cinco phylas: quitridiomicetos, zigomicetos, glomeromicetos, ascomicetos y basidiomicetos. Son organismos eucariotas que, en el caso de ser microorganismos, pueden crecer como filamentos pluricelulares (mohos) o bien como organismos unicelulares (levaduras). Estos microorganismos pueden ser aerobios o anaerobios facultativos y poseen un metabolismo quimioheterótrofo, ya que necesitan compuestos orgánicos como fuente de energía y de carbono [10,17].
Algunos hongos producen infecciones micóticas graves, pero también pueden ser seres beneficiosos. En general, los hongos son imprescindibles en la cadena alimentaria ya que descomponen, mediante enzimas extracelulares, la materia vegetal muerta reciclando así elementos vitales. También son importantes debido a que la mayoría de las plantas dependen de estos hongos simbióticos para formar las micorrizas, estructuras que contribuyen a que sus raíces absorban minerales y agua del suelo. Por último, los seres humanos utilizan los hongos como alimentos (setas comestibles), para producir productos alimenticios (pan, cerveza, vino, queso, etc) y sustancias farmacológicas (alcohol y antimicrobianos).
En la Figura 1.2 se muestra la estructura de una célula fúngica, desglosando su pared celular y su membrana celular. La función de la pared celular no es solo estructural, es decir, mantener la morfología de la célula, sino que también actúa de reservorio energético, controla la permeabilidad de sustancias, aporta protección frente a cambios osmóticos e interacciona con el medio externo mediante receptores.
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La membrana celular regula el paso de sustancias hacia el interior y el exterior de la célula. El factor común en todas las células eucariotas es que esta estructura dinámica y fluida está formada por una bicapa lipídica y por proteínas. Una diferencia fundamental entre las células animales frente a las células fúngicas está en la proporción de esteroles, encargados de aportar rigidez a la célula y modular la permeabilidad de moléculas pequeñas, siendo mayoritario el colesterol en células animales y el ergosterol en células fúngicas [18].Figura 1.2. Esquema de la pared celular y la membrana celular de una célula fúngica [19].
La pared celular es una estructura esencial para todos los aspectos de la biología y la patogenia del hongo. Estudios llevados a cabo indican que existen variaciones considerables en la composición de la pared celular entre distintos tipos de hongos, aunque en todos los casos, los componentes mayoritarios son los polisacáridos [10]. La quitina, los glucanos y mananoproteinas son mayoritarios en los Ascomicetos (filo que incluye a muchos dermatofitos) y en los Basidiomicetos; el quitosano, la quitina y el ácido poliglucorónico en los Zigomicetos; la celulosa y otros glucanos en los Oomicetos. La quitina es un polisacárido lineal que proporciona a la estructura celular resistencia y rigidez, así como la propiedad de que sea insoluble en agua y en solventes orgánicos. Los glucanos son los polisacáridos ramificados estructurales más importantes, actuado también como reservorio energético [20]. Las
Membrana celular Pared celular Manoproteinas β-(1,6)-glucano β-(1,3)-glucano Quitina Bicapa Fosfolipídica
Ergosterol β-(1,3)-glucano sintasa
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manonoproteinas son las responsables de la porosidad e interacción con el medio. Según el equilibrio de Gibbs-Donnan, las proteínas se comportan como polianiones, es decir, los grupos fosfato atraen a moléculas cargadas positivamente para que el equilibrio de carga a ambos lados de la membrana sea neutro.
1.2.2 Levaduras
La característica principal de las levaduras es que son hongos unicelulares no filamentosos, con forma oval o esférica y con tamaño celular que generalmente oscila entre 2 y 4 µm. Algunas de ellas se encuentran en la superficie de plantas y animales, actuando frente a las bacterias como potenciales competidores por los nutrientes presentes en el medio, principalmente hidratos de carbono y productos fermentables. En la mayoría de los casos la reproducción es asexual, con una división asimétrica o por gemación a partir de la célula madre. Por el contrario, algunas levaduras poseen reproducción sexual por conjugación, en la que se fusionan dos células para rendir un zigoto que formará esporas sexuales por reducción meiótica [21].
Algunas especies de hongos relevantes clínicamente pertenecen al género
Candida. La colonización de diferentes tejidos de estas especies puede generar una
infección facilitada por la proliferación endógena del microorganismo, provocando desde candidiasis localizadas benignas hasta invasiones sistémicas letales [6,22]. La alta biodiversidad fenotípica de Candida spp. y la alteración de las defensas del
huésped provocan esta conducta patogénica oportunista, variando así su comportamiento y generando nuevas y amplificadas propiedades invasivas. En este proceso infeccioso sobre el individuo se producen múltiples factores de virulencia como: (1) adherencia a células epiteliales y endoteliales, (2) producción de enzimas hidrolíticas (proteasas), (3) transición dimórfica por conversión morfogenética de la forma levaduriforme a la forma patógena micelial (hifas o tubos germinales), (4) variabilidad antigénica, (5) habilidad de cambiar entre diferentes fenotipos celulares,
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(6) adhesión a sustratos biológicos e inertes y (7) inmunomodulación de los mecanismos de defensa del huésped [23,24].El género Candida incluye numerosas especies. Entre ellas destacan por su
interés clínico: C. albicans, comensal de la biota habitual del tracto intestinal del ser
humano, C. krusei comensal que se encuentra generalmente en las mucosas [25] y C.
parapsilosis, levadura que se ha detectado principalmente en las manos de
trabajadores sanitarios, siendo la segunda especie de Candida más aislada en
hemocultivos (cultivo microbiológico en muestras de sangre) [26]. Estas tres especies de Candida se distinguen entre ellas por presentar diferencias entre sus características
morfológicas, fisiológicas y desde el punto de vista patogénico, por las diferentes enfermedades que producen sobre el individuo. Por orden de frecuencia, de entre las levaduras C. albicans, C. parapsilosis y C.guillermondii han sido descritas en la
literatura como responsables de estos cuadros clínicos [27,28]. C. albicans ha sido
descrita como la tercera causa de infecciones del torrente sanguíneo y candidiasis diseminada, asociada a más del 25% de muerte en Inglaterra, en un estudio realizado por la British Society for Medical Mycology durante dos años sobre pacientes
hospitalizados en cuidados intensivos [29], así como la principal causa de infecciones nosocomiales (infección contraída en hospitales) [30]. Además, estas especies presentan un problema particular ya que tienen la capacidad de crecer en forma de biofilms en los dispositivos médicos implantados, generando así una resistencia casi total a los fármacos antifúngicos [31-33].
1.2.3 Hongos dermatofitos
Los dermatofitos, del genero Trichophyton, Microsporum o Epidermophyton, son
hongos filamentosos de morfología y fisiología parecida. Taxonómicamente se engloban en la división Ascomycota y pertenecen a la clase Plectomycetes, orden Onygenales y familia Arthrodemataceae [34].
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Estos hongos están considerados patógenos para el ser humano debido a que tienen la capacidad de invadir el estrato corneo de la epidermis y tejidos queratinizados, como la piel, el pelo o las uñas. Esta colonización causa una variedad de infecciones superficiales en seres humanos y animales, denominadas dermatofitosis o tiñas, la infección cutánea más común en todo el mundo [35,36]. Igual que en las micosis causadas por las levaduras, las tiñas son frecuentes en individuos inmunodeprimidos [37,38]. Se estima que entre el 20 y el 25% de la población mundial está infectada por dermatofitos [39]. El tipo de dermatofitosis, sus agentes etiológicos y el patrón anatómico de la infección es función de la ubicación geográfica, factores ambientales y culturales, viéndose incrementada por la migración, el turismo o la situación socioeconómica de la población. Las dermatofitosis son infecciones que tienen un gran impacto social ya que pueden producir desfiguraciones, teniendo también la desventaja de que son recurrentes y difíciles de eliminar con tratamientos antifúngicos de larga duración. Así que, constituyen un asunto sanitario y social de enorme interés.
Según un estudio realizado por el Mycology Service of the Dermatology Clinic,
University of Bari (Italia) durante el periodo 2005-2010, los dermatofitos T. rubrum
(64%), M. canis (14%) y Trichophyton mentagrophytes (10%) fueron los agentes
etiológicos más comunes de la tinea unguium, u onicomicosis, en los países de la
Europa central, siendo con el 39% del total la dermatofitosis más extendida [40]. Además, T. mentagrophytes (50%) es también el dermatofito responsable de causar
en mayor proporción la tinea pedís, o “pie de atleta” (afecta a los pliegues interdigitales