Aspergillus terreus -Aspergillus terreus
| Aspergillus terreus | |
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Classificação científica 
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| Reino: | Fungi |
| Divisão: | Ascomycota |
| Aula: | Eurotiomicetes |
| Pedido: | Eurotiales |
| Família: | Trichocomaceae |
| Gênero: | Aspergillus |
| Espécies: |
A. terreus
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| Nome binomial | |
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Aspergillus terreus
Thom (1918)
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Aspergillus terreus , também conhecido como Aspergillus terrestris , é um fungo (bolor) encontrado em todo o mundo no solo. Embora considerado estritamente assexuado até recentemente, o A. terreus agora é conhecido por ser capaz de reprodução sexual. Estefungo saprotrófico é prevalente em climas mais quentes, como regiões tropicais e subtropicais. Além de estar localizado no solo, A. terreus também foi encontrado em habitats como vegetação em decomposição e poeira. A. terreus é comumente usado na indústria para produzir ácidos orgânicos importantes, como o ácido itacônicoe o ácido cis- aconítico, bem como enzimas, como a xilanase . Foi também a fonte inicial do medicamento mevinolina ( lovastatina ), um medicamento para reduzir o colesterol sérico.
Aspergillus terreus pode causar infecção oportunista em pessoas com sistema imunológico deficiente. É relativamente resistente à anfotericina B , um antifúngico comum. Aspergillus terreus também produz ácido asterrico e 6-hidroximelina , inibidores do desenvolvimento de pólen em Arabidopsis thaliana .
Aparência
Aspergillus terreus é de cor acastanhada e escurece à medida que envelhece nos meios de cultura. Em Czapek ou meio de ágar de extrato de malte (MEA) a 25 ° C (77 ° F), as colônias têm condições de crescer rapidamente e têm paredes semelhantes a lisas. Em alguns casos, eles podem se tornar flocosos, alcançando tufos macios como os de cabelo. As colônias em agar de extrato de malte crescem mais rápido e esporulam mais densamente do que em muitos outros meios.
Aspergillus terreus tem cabeças de conídios compactas, bisseriados e densamente colunares, atingindo 500 × 30–50 μm de diâmetro. Os conidióforos de A. terreus são lisos e hialinos até 100–250 × 4–6 μm de diâmetro. Os conídios de A. terreus são pequenos, com cerca de 2 μm de diâmetro, forma globosa, paredes lisas e podem variar de amarelo claro a hialino. Única para esta espécie é a produção de aleurioconídios, esporos assexuados produzidos diretamente nas hifas que são maiores do que os fialoconídios (por exemplo, 6–7 µm de diâmetro). Essa estrutura pode ter influência na forma como o A. terreus se apresenta clinicamente, pois pode induzir respostas inflamatórias elevadas.
Este fungo é facilmente distinguido das outras espécies de Aspergillus por sua coloração de colônia marrom-canela e sua produção de aleurioconídios. A. terreus é uma espécie termotolerante, pois apresenta crescimento ideal em temperaturas entre 35–40 ° C (95–104 ° F) e crescimento máximo entre 45–48 ° C (113–118 ° F).
Ecologia
Aspergillus terreus , como outras espécies de Aspergillus , produz esporos que se dispersam com eficiência no ar por uma série de distâncias. A morfologia deste fungo fornece uma maneira acessível para os esporos se dispersarem globalmente na corrente de ar. A elevação da cabeça esporulante no topo de uma haste longa acima da superfície de crescimento pode facilitar a dispersão dos esporos pelo ar. Normalmente, os esporos em fungos são descarregados no ar parado, mas em A. terreus , isso resolve o problema com um caule longo e permite que os esporos descarreguem em correntes de ar como o vento. Por sua vez, A. terreus tem uma chance melhor de dispersar seus esporos em uma vasta geografia, o que posteriormente explica a prevalência mundial do fungo.
Apesar do A. terreus ser encontrado em todo o mundo em solo arável e quente, ele foi localizado em muitos habitats diferentes, como composto e poeira. Eventualmente, os esporos de fungos dispersos entram em contato com o material líquido ou sólido e se estabelecem sobre ele, mas somente quando as condições são adequadas os esporos germinam. Uma das condições importantes para o fungo é o nível de umidade presente no material. A menor atividade de água (A w ) capaz de suportar o crescimento do fungo foi relatada como 0,78. A tolerância a condições de A w relativamente baixas pode explicar, em parte, a natureza onipresente dessa espécie, dada sua capacidade de crescer em uma ampla variedade de lugares. O solo de vasos de plantas é um habitat comum que suporta o crescimento de A. terreus , e os solos colonizados podem ser importantes reservatórios de infecção nosocomial . Outros habitats incluem algodão, grãos e vegetação em decomposição.
Genoma
A Broad Fungal Genome Initiative, financiada pelo Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas, realizou o sequenciamento de A. terreus em 2006. O resultado foi 11,05 × cobertura da sequência do genoma. A. terreus contém 30-35 Mbp e cerca de 10.000 genes codificadores de proteínas. A identificação de determinantes de virulência no genoma de A. terreus pode facilitar o desenvolvimento de novas abordagens para o tratamento de doenças relacionadas ao A. terreus . Além disso, como A. terreus é resistente ao antifúngico comum anfotericina B, os mecanismos subjacentes à sua resistência podem ser melhor compreendidos por investigação em nível de genoma.
O gene da policetídeo sintase atX produz ácido 6-metilsalicílico em A. terreus .
Infecção
Aspergillus terreus não é tão comum quanto outras espécies de Aspergillus por causar infecções oportunistas em animais e humanos. No entanto, a incidência de infecção por A. terreus está aumentando mais rapidamente do que qualquer outro Aspergillus e, por esse motivo, é considerado um agente emergente de infecção.
Como patógeno oportunista, pode causar infecções sistêmicas e superficiais. A inalação de esporos de fungos, que descem ao longo do trato respiratório, causa a infecção respiratória típica. Outras infecções também podem ocorrer, como onicomicose e otomicose . A. terreus tem a capacidade de causar efeitos graves em pacientes imunocomprometidos que não possuem células imunológicas específicas. Especificamente, a neutropenia prolongada predispõe humanos e animais a esta doença fúngica.
Aspergillus terreus não tem adaptação em termos de alteração de sua estrutura física ao infectar um hospedeiro humano ou animal. O fungo continua a crescer como filamentos de hifas característicos. Outros fungos patogênicos geralmente mudam para um estágio de crescimento diferente, a conversão de micélio em levedura, para melhor se adequar ao seu novo ambiente. Este processo não ocorre em A. terreus .
Plantas
Por décadas, A. terreus tem sido usado na agricultura como um meio de controlar fungos patogênicos de destruir plantações. No entanto, durante o final da década de 1980, os pesquisadores descreveram o A. terreus como um patógeno fúngico em plantas. Culturas como trigo e azevém demonstraram adquirir a doença após a infecção por A. terreus . Mais recentemente, os pesquisadores descobriram que a espécie também pode causar a praga foliar da batata. Isso foi descrito pela primeira vez na Índia. A infecção por A. terreus pode ter implicações importantes porque a batata é considerada a terceira cultura alimentar mais importante do mundo.
Aspergillus terreus também demonstrou interromper o ciclo reprodutivo sexual masculino no organismo modelo de planta Arabidopsis thaliana . Seus metabólitos secundários , ácido asterrico e 6-hidroximelina, liberados do fungo, inibem a produção de pólen, o gameta masculino nas plantas. Uma vez que Arabidopsis thaliana não pode se reproduzir, é estéril e não pode contribuir com descendentes para a próxima geração. Em última análise, isso tem um efeito na diversidade genética das espécies de plantas.
Animais
O Aspergillus terreus pode causar infecção em animais, mas está contido em algumas espécies, como cães e gado. Amplamente, A. terreus é encontrado para causar aborto micótico em bovinos. Em cães, principalmente na raça Pastor Alemão , esse fungo também é responsável pela sinusite . Ela pode afetar ainda mais os cães por meio de sua disseminação. Pode afetar outras partes do corpo, incluindo órgãos como o baço e os rins. Além disso, o osso pode ser afetado por A. terreus, o que pode causar osteomielite espinhal .
Muito poucos modelos animais apresentam infecções por A. terreus . Alguns modelos animais de sucesso incluem o camundongo e o coelho, onde A. terreus formou aspergilose pulmonar . Esses estudos são importantes porque fornecem evidências de que essa infecção fúngica pode causar doenças.
Humanos
Em humanos, A. terreus é menos comumente encontrado como patógeno do que outras espécies, mais notavelmente A. fumigatus , A. flavus e A. niger . Embora menos frequentemente observado em amostras clínicas, A. terreus exibe evidências de resistência à anfotericina B, que se correlaciona com uma alta taxa de disseminação e um mau prognóstico geral.
Aspergillus terreus causa infecções oportunistas principalmente em pessoas imunocomprometidas, como pacientes com DPOC que estão tomando corticosteroides , pacientes com câncer recebendo tratamento quimioterápico ou pacientes com HIV / AIDS. Em um indivíduo imunocompetente , a inalação de esporos inicia uma liberação imediata de macrófagos e neutrófilos. Em um indivíduo imunossuprimido, essa resposta é menos vigorosa. A maioria desses indivíduos sofre de neutropenia, o que os torna menos capazes de se defenderem. Além disso, o A. terreus libera metabólitos tóxicos que atacam as células do sistema imunológico, como os neutrófilos, que fornecem as condições adequadas para o desenvolvimento do fungo.
A infecção por Aspergillus terreus pode levar a infecções superficiais em humanos. Eles afetam a camada externa do corpo. É comumente isolado da onicomicose, que é uma infecção da pele e das unhas humanas. A incidência de onicomicose como resultado de A. terreus (não o agente dermatófito comum ) está aumentando. Esta é a infecção superficial relatada com mais frequência em clínicas e hospitais. Outra infecção superficial comum causada por A. terreus inclui otomicose (infecção de ouvido), que é principalmente isolada de pacientes que passaram por operações cirúrgicas recentes.
Além disso, a infecção por A. terreus também pode resultar em quatro desfechos principais de doença sistêmica:
- Aspergilose broncopulmonar alérgica
- Bronquite por Aspergillus e traqueobronquite invasiva por Aspergillus
- Aspergilose invasiva (pulmonar)
- Aspergilose disseminada
Embora todos os quatro desfechos de doenças possam representar um grande risco para a saúde humana; a aspergilose invasiva tende a resultar nas maiores taxas de mortalidade e morbidade em humanos. Estudos de epidemiologia mostraram que a incidência de A. terreus em causar aspergilose invasiva aumentou em relação a outras espécies do gênero. A infecção por A. terreus causa 100% de mortalidade em pessoas que adquirem aspergilose invasiva. Em comparação com outras 20 espécies de Aspergillus , a infecção por A. terreus está associada a pior prognóstico e alta mortalidade. Na verdade, a aspergilose invasiva foi apontada como a principal causa de morte em pacientes com leucemia e transplante de células-tronco .
Tratamento e prevenção
O tratamento de A. terreus é clinicamente desafiador devido à sua resistência quase completa à anfotericina B , o medicamento substituto para infecções fúngicas graves. No entanto, alguns medicamentos mais novos, como voriconazol , posaconazol e caspofungina , mostraram-se promissores no tratamento desse agente.
A identificação laboratorial de A. terreus a partir de amostras clínicas também pode ser difícil. Atualmente, não há testes imunológicos rápidos disponíveis para esta espécie, e sua correta identificação permanece dependente da cultura. As cepas de A. terreus têm tendência a sofrer mutação enquanto no animal hospedeiro, resultando em uma redução substancial ou perda de cabeças de esporos características na cultura primária. Essas cepas continuam a produzir pequenos aleuroconídios semelhantes em aparência aos aleurioconídios de Blastomyces dermatitidis .
Em um estudo, quase um terço das infecções por A. terreus em hospitais foram encontradas associadas à presença de vasos de plantas. A eliminação de vasos de plantas nos quartos de pacientes imunodeficientes pode ter um papel na prevenção de doenças. O A. terreus também foi descrito em muitos estudos como comum ao ambiente hospitalar devido à construção e reforma externas do hospital. A quantidade de solo e detritos reintroduzidos no ar é capaz de viajar pelo ar e infectar pacientes imunossuprimidos. Uma maneira simples de tomar medidas preventivas é fornecer boa filtragem de ar e ventilação em todos os quartos do hospital. A eliminação do inóculo é fundamental para a prevenção da infecção nosocomial por A. terreus .
Usos industriais
Aspergillus terreus produz uma série de metabolitos secundários e micotoxinas , incluindo territrem A, citreoviridin , citrinina , gliotoxina , patulina , terrein , ácido terreic, e terretonin. O fungo também produz um metabólito secundário chamado lovastatina , uma droga potente para reduzir os níveis de colesterol no sangue em humanos e animais. É um inibidor de uma das enzimas responsáveis pelas etapas catalisadoras da biossíntese do colesterol. A lovastatina é normalmente produzida nas condições de fermentação do fungo. O rápido crescimento de hifas filamentosas na espécie A. terreus pode resultar em baixa produção de lovastatina. Para aumentar a produção deste metabólito A. terreus requer nutrientes importantes durante a fermentação. Nesse caso, o carbono e o nitrogênio são muito importantes na produtividade da fermentação que, por sua vez, também aumenta a biomassa do metabólito lovastatina. As cepas de A. terreus usam glicerol e glicose como suas melhores fontes de carbono para a produção de lovastatina.
Também é usado para produzir o medicamento sinvastatina, quimicamente relacionado à lovastatina.