Candida e acetaldeide, un connubio pericoloso

Candida e acetaldeide, un connubio pericoloso

18 Aprile | Patologie acido-correlate | Dott.ssa Alessandra Rossi

Le infezioni micotiche rappresentano una grave minaccia per la salute. Tra i patogeni all’origine di tali infezioni le Candida spp., insieme al Cryptococcus neoformans, rappresentano il secondo fungo più comune e sono responsabili di circa 400.000 infezioni letali all’anno nel mondo con una mortalità del 40%[1],[2], rappresentando addirittura il 98% delle fungemie del catetere venoso centrale in pazienti oncologici[3]. Tra le numerose specie di Candida, la Candida albicans rappresenta il patogeno fungino prevalente nelle malattie umane, seguito da Candida glabrata, Candida parapsilosis, Candida tropicalis e Candida krusei[2].

 

I fattori di virulenza delle Candida spp.

Il dimorfismo

Le specie fungine possono crescere in tre morfologie cellulari: lievito, pseudoifa e ifa. Molte Candida spp. sono in grado di formare lieviti e pseudoife, ma solo la C. albicans unitamente a C. tropicalis e C. dubliniensis, strettamente correlate geneticamente alla prima, possono formare anche ife, laddove le ife, a differenza delle pseudoife, si formano come filamenti tubulari e non presentano restringimenti intercellulari[4]. La Candida è un microrganismo eucariota con un’incredibile capacità di adattamento a diverse condizioni ambientali e all’organismo ospite. Queste proprietà uniche le consentono una duplice esistenza da organismo opportunista in grado di convivere con l’organismo ospite come saprofita o commensale innocuo oppure di diventare patogeno. Il suo dualismo ha una corrispondenza morfologica nella capacità della C. albicans di subire una transizione dimorfica dalla forma di lievito tipicamente ovoidale a quella di micelio costituito da ife. Questa transizione è della massima rilevanza per la patogenicità della C. albicans. È ampiamente dimostrato che la forma di lievito sia prevalentemente associata al commensalismo e che la possibilità per la Candida albicans di formare ife sia un fattore promuovente i meccanismi di virulenza[5],[6].

 

Il biofilm e la resilienza delle Candida spp.

Il fenomeno del dimorfismo che la caratterizza ne permette la crescita addirittura all’interno di un ambiente altamente ostile come quello del macrofago, con conseguente distruzione dello stesso. Infatti, le ife non solo permettono alla Candida di penetrare, colonizzare e disseminare all’interno dell’organo infettato, ma a causa della loro dimensione e dell’azione meccanica di cui sono dotate impediscono anche il processo di fagocitosi[7].

Un altro fattore che contribuisce in modo rilevante alla virulenza di Candida spp. è la capacità di formare biofilm. Un biofilm consiste in una comunità di microrganismi che sono irreversibilmente attaccati a una data superficie, materiale inerte o tessuto vivente, producendo polimeri extracellulari che forniscono una matrice strutturale composta da polisaccaridi, proteine, lipidi e acidi nucleici5,[8],[9],[10],[11],[12],[13],[14]. I microrganismi in questo tipo di comunità mostrano tassi di crescita più bassi e una maggiore resistenza al trattamento antimicrobico, comportandosi in modo molto diverso dalle cellule planctoniche12,14. La capacità di aderire a diversi tipi di superfici, sia abiotiche che biotiche, consente ai microrganismi di formare biofilm su dispositivi medici, come cateteri intravascolari, valvole cardiache protesiche e protesi articolari, o in diversi tessuti nell’ospite[15], con conseguente colonizzazione e infezioni persistenti[16]. Nonostante una singola specie microbica sia in grado di formare un biofilm, solitamente in vivo si assiste alla formazione ad opera di un mix di specie batteriche e fungine[15],[17]. Alla luce di queste considerazioni generali, risulta chiaro come i biofilm siano in grado di potenziare l’instaurarsi di infezioni resistenti nell’organismo ospite. Ciò lo si riscontra soprattutto con i biofilm formati da Candida spp., responsabili di infezioni micotiche superficiali e sistemiche in pazienti immunocompromessi[18], estremamente difficili da trattare a causa delle caratteristiche del patogeno, ovvero resistenza ai farmaci antimicotici, espressione di fattori di virulenza e, per l’appunto, capacità di formare biofilm.

Un noto esempio di biofilm nell’organismo umano è la placca dentale. Nella modalità di crescita del biofilm, il metabolismo microbico differisce dalla sua controparte planctonica: la crescita fermentativa è preferita soprattutto nelle nicchie più profonde delle strutture del biofilm, poiché l’ossigeno non è facilmente disponibile come in superficie[19],[20]. Un esempio classico di condizioni ipossiche è rappresentato dalle nicchie nella cavità orale, come le tasche gengivali e la lingua. Proprio per questi fattori, il tratto fermentativo è preferito dai lieviti e dai batteri nella cavità orale e nell’esofago.

 

 

[1]Brown GD, Denning DW, Gow NAR, Levitz SM, Netea MG, White TC. Hidden killers: human fungal infections. Sci Transl Med. 2012 Dec 19;4(165):165rv13.

[2]Giri S, Kindo AJ. A review of Candida species causing blood stream infection. Indian J Med Microbiol. 2012 Jul-Sep;30(3):270-8.

[3]Lecciones JA, Lee JW, Navarro EE, Witebsky FG, Marshall D, Steinberg SM, Pizzo PA, Walsh TJ. Vascular catheter-associated fungemia in patients with cancer: analysis of 155 episodes. Clin Infect Dis. 1992 Apr;14(4):875-83.

[4]Cauchie M, Desmet S, Lagrou K. Candida and its dual lifestyle as a commensal and a pathogen. Res Microbiol. 2017 Nov - Dec;168(9-10):802-810.

[5]Harriott MM, Lilly EA, Rodriguez TE, Fidel PL, Noverr MC. Candida albicans forms biofilms on the vaginal mucosa. Microbiology. 2010 Dec;156(Pt 12):3635-3644.

[6]Cassone A. Vulvovaginal Candida albicans infections: pathogenesis, immunity and vaccine prospects. BJOG. 2015 May;122(6):785-94. doi: 10.1111/1471-0528.12994.

[7]Davis BD, Dulbecco R, Eisen HN, Ginsberg HS. Microbiologia IV edizione, Cap. 43. Zanichelli, 1995.

[8]Nett JE. The Host’s Reply to Candida Biofilm. Pathogens. 2016 Mar 18;5(1).

[9]Lewis K. Persister cells, dormancy and infectious disease. Nat Rev Microbiol. 2007 Jan;5(1):48-56.

[10]Zarnowski R, Westler WM, Lacmbouh GA, Marita JM, Bothe JR, Bernhardt J, Lounes-Hadj Sahraoui A, Fontaine J, Sanchez H, Hatfield RD, Ntambi JM, Nett JE, Mitchell AP, Andes DR. Novel entries in a fungal biofilm matrix encyclopedia. MBio. 2014 Aug 5;5(4):e01333-14.

[11]Al-Fattani MA, Douglas LJ. Biofilm matrix of Candida albicans and Candida tropicalis: chemical composition and role in drug resistance. J Med Microbiol. 2006 Aug;55(Pt 8):999-1008.

[12]Cavalheiro M, Teixeira MC. Candida Biofilms: Threats, Challenges, and Promising Strategies. Front Med (Lausanne). 2018 Feb 13;5:28.

[13]Lewis K. Riddle of biofilm resistance. Antimicrob Agents Chemother. 2001 Apr;45(4):999-1007.

[14]Donlan RM. Biofilms and device-associated infections. Emerg Infect Dis. 2001 Mar-Apr;7(2):277-81.

[15]Douglas LJ. Candida biofilms and their role in infection. Trends Microbiol. 2003 Jan;11(1):30-6. Review. Trends Microbiol. 2003 Jan;11(1):30-6. Review.

[16]Potera C. Forging a link between biofilms and disease. Science. 1999 Mar 19;283(5409):1837, 1839.

[17]O’Toole G, Kaplan HB, Kolter R. Biofilm formation as microbial development. Annu Rev Microbiol. 2000;54:49-79.

[18]Sims CR, Ostrosky-Zeichner L, Rex JH. Invasive candidiasis in immunocompromised hospitalized patients. Arch Med Res. 2005 Nov-Dec;36(6):660-71.

[19]Nieminen MT, Salaspuro M. Local Acetaldehyde-An Essential Role in Alcohol-Related Upper Gastrointestinal Tract Carcinogenesis. Cancers (Basel). 2018 Jan 5;10(1).

[20]Nobile CJ, Fox EP, Nett JE, Sorrells TR, Mitrovich QM, Hernday AD, Tuch BB, Andes DR, Johnson AD. A recently evolved transcriptional network controls biofilm development in Candida albicans. Cell. 2012 Jan 20;148(1-2):126-38.

 

Registrati per vedere l'articolo completo

Sei un professionista della salute? Registrati alla prima community dedicata all’Acidosi Metabolica latente per accedere all’area riservata e al materiale scientifico di approfondimento!