Fungo ibrido coinvolto nelle infezioni polmonari


Fungo ibrido coinvolto nelle infezioni polmonari

Questa è la prima volta che il fungo Aspergillus latus è stato trovato in ospedale; la specie è più resistente ai farmaci rispetto ai suoi due genitori e altamente pericolosa; i ricercatori ora esamineranno il ruolo dei funghi in COVID-19.

L'Aspergillus latus, una specie di fungo precedentemente presente solo nel suolo o nelle piante, è stato trovato per la prima volta in un ambiente ospedaliero da un gruppo internazionale di ricercatori. Il gruppo ha sequenziato il suo genoma e ha scoperto che in realtà è un ibrido ed è fino a tre volte più resistente ai farmaci rispetto alle due specie da cui deriva.

Lo studio, che è stato pubblicato su Current Biology, (1) si avvale della collaborazione di un team di ricercatori provenienti dal Brasile, Stati Uniti, Portogallo e Belgio. La ricerca è stata sostenuta dalla Fondazione di ricerca di San Paolo - FAPESP. (2)

L'aspergillosi è una malattia polmonare causata da funghi di questo genere, in particolare Aspergillus fumigatus, che si trova ampiamente nelle piante e nel suolo. Tutti gli esseri umani inalano regolarmente le spore di Aspergillus latus, che di solito non causano sintomi in soggetti sani. Nei pazienti con sistema immunitario debole, tuttavia, la muffa può causare polmonite, accumulare palline fungine (aspergillomi) nei polmoni e diffondersi fino a diventare aspergillosi polmonare invasiva, la forma più grave della malattia. Aspergillus fumigatus è la causa più frequente di aspergillosi, ma anche altre specie causano la condizione, A. flavus, A. niger, A. nidulans and A. terreus.

«In circa il 90% dei casi, l'infezione da aspergillosi è causata da Aspergillus fumigatus, ma in alcune malattie genetiche umane, Aspergillus nidulans è una causa più frequente. Abbiamo quindi iniziato ad assemblare materiale clinico da varie parti del mondo per vedere quanto spesso questa specie si è verificata in un ambiente ospedaliero. Con nostra sorpresa, sei campioni su dieci contenevano un fungo che non era mai stato trovato per infettare persone», ha dichiarato il dottor Gustavo Henrique Goldman, (3) professore presso la Ribeirão Preto School of Pharmaceutical Sciences dell'Università di San Paolo (FCFRP-USP) in Brasile e investigatore ufficiale per lo studio con Antonis Rokas, (4) professore alla Vanderbilt University negli Stati Uniti.

Il sequenziamento genetico ha anche rivelato che Aspergillus latus è un ibrido di due specie relativamente distanti e contiene copie complete del DNA di entrambe le specie parentali. Test effettuati da altri gruppi scientifici hanno già dimostrato che Aspergillus latus può essere fino a tre volte più resistente ai farmaci antifungini rispetto alle sue specie parentali, Aspergillus spinulosporus e un parente sconosciuto di Aspergillus quadrilineatus. Combatte anche più efficacemente le cellule immunitarie umane.

«Il fungo ottiene notevoli vantaggi dall'essere un ibrido», ha affermato Goldman. «L'accurata identificazione delle specie, che causano l'infezione, è importante al fine di decidere il miglior trattamento ed evitare la resistenza ai farmaci esistenti.»

Tuttavia, ha aggiunto, pochi ospedali brasiliani hanno attualmente le risorse per eseguire il sequenziamento genetico al fine di identificare i funghi che contaminano i pazienti con molta precisione. L'identificazione viene in genere ottenuta mediante analisi morfologiche al microscopio, che lascia spazio a diagnosi errate. I campioni di Aspergillus latus utilizzati nello studio, ad esempio, erano stati precedentemente etichettati come Aspergillus nidulans con questo metodo.

Funghi e COVID-19

La presenza di funghi negli ambienti ospedalieri è un fattore ben noto nell'aggravamento della malattia e persino nella morte. In collaborazione con ricercatori tedeschi, il dottor Goldman e il suo gruppo stanno ora assemblando campioni di funghi presenti nei polmoni dei pazienti COVID-19 (patologia causata dal coronavirus SARS-CoV-2) con l'obiettivo di studiare come questi organismi possano aggravare le loro condizioni come base per lo sviluppo di strategie per evitare e combattere le infezioni.

«Diversi pazienti COVID-19 sono morti a causa di una concomitante infezione da Aspergillus», ha detto Gustavo Henrique Goldman. «Al momento abbiamo quattro ceppi che sono stati isolati da pazienti che sono morti di COVID-19 in Europa e sequenzieranno i loro genomi per identificare la specie e vedere se sono favoriti dalla malattia.»

Il dottor Goldman sta cercando partner per aiutare a raccogliere materiale in Brasile, ma la procedura di isolamento del campione prevede un protocollo clinico rigoroso non ancora in uso in Brasile che garantisce che gli operatori sanitari e i ricercatori non siano infettati dal nuovo coronavirus. In Europa, il protocollo sperimentale è stato implementato in tempo per la pandemia.

Casi concomitanti di COVID-19 e infezione da funghi del genere Aspergillus evidenziano l'importanza di saperne di più su questi microrganismi. Ad esempio, Aspergillus fumigatus si trova in tutto il mondo ed è in grado di sopravvivere in condizioni estreme, come temperature fino a 70°C e scarsità di nutrienti. Può anche estrarre cibo dall'acqua.

«Ora abbiamo messo in luce un'altra caratteristica del genere, che è la formazione di ibridi», ha detto Goldman.

Per lo studio recentemente pubblicato, i ricercatori hanno raccolto dieci campioni di funghi trovati principalmente in materiale raccolto da pazienti con aspergillosi broncopolmonare allergica e altri disturbi, come la malattia granulomatosa cronica, causata da una disfunzione genetica che danneggia il sistema immunitario e la broncopneumopatia cronica ostruttiva, tra cui bronchite cronica ed enfisema.

I campioni sono stati raccolti in Portogallo, Belgio, Stati Uniti e Canada. Il sequenziamento ha confermato che solo tre sono Aspergillus nidulans. Uno è stato identificato come Aspergillus quadrilineatus, un fungo del suolo che infetta anche l'uomo. L'altro come Aspergillus latus, fino ad ora, è stato trovato solo nel suolo e nelle piante.

Evoluzione

Aspergillus latus è il primo fungo filamentoso ibrido noto per causare malattie nell'uomo, una proprietà relativamente comune di lieviti come quelli del genere Candida, che causa la candidosi. Un'altra caratteristica curiosa di Aspergillus latus è che è diploide; cioè, le sue cellule contengono due serie di cromosomi, simili a tutte le cellule umane tranne le cellule uovo e spermatozoi. La maggior parte dei funghi sono aploidi, con un solo set di cromosomi.

L'ibrido trattiene anche il DNA di entrambe le specie parentali, suggerendo che la fusione è recente. I geni vengono ricombinati in antichi ibridi o specie che si sono discostati da un antenato comune eoni fa e alcuni geni si perdono o cambiano posizione durante il processo di evoluzione.

I muli sono un noto esempio di ibrido. Hanno 63 cromosomi, una miscela di 64 della cavalla e 62 dell'asino. Nel caso di Aspergillus latus, tuttavia, il materiale genetico di entrambi i genitori è preservato nella sua interezza.

«Un'altra curiosità è che la distanza genetica tra le sue due specie parentali è più o meno la stessa di quella tra l'Homo sapiens e il lemure», ha detto Goldman riferendosi alle 88 specie di primati Lemuroidea originari del Madagascar in Africa.

Gli autori brasiliani dello studio includono anche Fausto Bruno dos Reis Almeida, (5) professore presso la Ribeirão Preto Medical School dell'Università di San Paolo (FMRP-USP) con una borsa di studio FAPESP; Laure Nicolas Annick Ries, (6) ricercatrice nella stessa istituzione, anche con una sovvenzione della FAPESP; e Vânia Luiza Deperon Bonato, (7) professore di FMRP-USP, anche con una borsa di studio di FAPESP.

Informazioni sulla Fondazione di ricerca di San Paolo (FAPESP)

La Fondazione di ricerca di San Paolo (FAPESP) è un'istituzione pubblica con la missione di sostenere la ricerca scientifica in tutti i campi della conoscenza, assegnando borse di studio e borse di studio a ricercatori collegati con istituti di istruzione superiore e di ricerca nello Stato di San Paolo, in Brasile. FAPESP è consapevole che la migliore ricerca può essere fatta solo lavorando con i migliori ricercatori a livello internazionale. Pertanto, ha stabilito partenariati con agenzie di finanziamento, istruzione superiore, società private e organizzazioni di ricerca in altri paesi noti per la qualità della loro ricerca e ha incoraggiato gli scienziati finanziati dalle sue sovvenzioni a sviluppare ulteriormente la loro collaborazione internazionale. (8)

Riferimenti:

(1) Pathogenic Allodiploid Hybrids of Aspergillus Fungi

(2) The influence of mitogen activated protein kinases (MAPK) on the expression of genetic determinants important for Aspergillus fumigatus virulence

(3) Gustavo Henrique Goldman

(4) Antonis Rokas

(5) Fausto Bruno dos Reis Almeida

(6) Laure Nicolas Annick Ries

(7) Vânia Luiza Deperon Bonato

(8) FAPESP

Descrizione foto: La specie è più resistente ai farmaci rispetto ai suoi due genitori e altamente pericolosa per i pazienti con malattie respiratorie e sistema immunitario compromesso. - Credit: Gustavo H. Goldman / USP.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Researchers discover hybrid fungus involved in lung infections

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