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Infecçã� Fúngic� Tutoria 29/03/2022 1. Caracterizar os fungos (classificação, tipos e suas infecções); 2. Entender os mecanismos de agressão e defesa fúngica; 3. Compreender os tipos de reação de hipersensibilidade; 4. Conhecer os processos de cicatrização. Objetivo 1: Caracterizar os fungos (classificação, tipos e suas infecções); Os fungos crescem em duas formas básicas: leveduras e bolores. O crescimento em forma de bolor (fungos filamentosos) ocorre pela produção de colônias filamentosas multicelulares que consistem em túbulos cilíndricos ramificados, denominados hifas. A massa de hifas emaranhadas que se acumula durante o crescimento ativo é conhecida como micélio. ● Hifas: colonias filamentosas em forma de tubos cilindricos ● Micélio: Massa de hifas Algumas hifas são divididas em células por paredes transversais ou septos, que tipicamente aparecem a intervalos regulares durante o crescimento das hifas. Contudo, membros da ordem Mucolares produzem hifas raramente septadas. As hifas vegetativas ou de substrato penetram no meio nutritivo e absorvem nutrientes. Por sua vez, as hifas aéreas projetam-se acima da superfície do micélio e, em geral, apresentam as estruturas reprodutivas do fungo filamentoso. Quando um fungo filamentoso é isolado de um espécime clínico, sua taxa de crescimento, aparência macroscópica e morfologia microscópica são suficientes para determinar seu gênero e espécie. As leveduras são células isoladas, geralmente de forma esférica a elipsoide, cujo diâmetro varia de 3 a 15 μm. A reprodução da maioria das leveduras ocorre por brotamento. Algumas espécies produzem brotamentos que tipicamente não se desprendem, tornando-se alongados. A continuação do processo de brotamento produz então uma cadeia de células alongadas de levedura, denominada pseudo-hifa. Em geral, as colônias de leveduras têm consistência mole, são opacas e de cor creme, com 1 a 3 mm de tamanho. Certas espécies de fungos são dimórficas e têm a capacidade de crescer em forma de levedura ou bolor, dependendo das condições ambientais. Os fungos possuem uma parede celular rígida essencial que determina sua forma e os protege do estresse osmótico e ambiental. As paredes celulares são compostas, em grande parte, de camadas de carboidratos e cadeias longas de polissacarídeos, bem como de glicoproteínas e lipídeos. Durante a infecção, as paredes celulares dos fungos exibem importantes propriedades biopatológicas. Os componentes de superfície da parede celular medeiam a fixação do fungo às células hospedeiras. Unidades específicas da parede celular dos fungos medeiam a ligação a receptores de reconhecimento de padrões em membranas das células hospedeiras, tais como TLRs que estimulam a resposta imune inata. As glucanas da parede celular e os polissacarídeos da parede celular podem ativar a cascata do complemento e provocar reação inflamatória. A maioria desses polissacarídeos é ineficientemente degradada pelo hospedeiro, pode ser detectada com corantes histológicos especiais. As paredes celulares liberam antígenos imunodominantes, que podem desencadear respostas imunológicas celulares e a produção de anticorpos diagnósticos. O ciclo de vida dos fungos é marcadamente variado. Dependendo da espécie, a contagem cromossômica pode se haploide ou diploide. Algumas espécies existem apenas por expansão clonal ou reprodução assexual, em que cada célula é um clone genético. Já outras espécies são capazes de reprodução sexual, que pode ou não requerer indivíduos geneticamente diversos para reprodução e meiose. Tanto a reprodução assexual, quanto a sexual resultam na produção de esporos que aumentam a sobrevivência do fungo. Os esporos, geralmente, no estado de dormência, podem ser facilmente dispersos, tornam-se mais resistentes a condições adversas e germinar para a forma vegetativa quando as condições para crescimento mostram-se favoráveis. Os esporos gerados por reprodução assexuada ou sexuada são denominados anamórficos e teleomórficos, respectivamente. ● Asexuada: Anamorficos ● Sexuada: Teleomórficos Classificação: As primeiras classificações dos fungos em filos eram baseadas por características fenotípicas. Essa abordagem foi substituída pela sistemática molecular, que reflete com maior acurácia as complexas relações filogenéticas. Há algumas ambiguidades sobre a divergência entre fungos e animais e seus ancestrais. Os fungos inferiores foram alocados no filo Zygomycota, porém esses organismos mostraram ser polifiléticos*, sendo realocados em um novo filo denominado Glomerulomycota com quatro subfilos. Dois subfilos contêm as ordens dos fungos filamentosos zoopatogênicos, Mucorales e Enomophthorales. Por outro lado, os dois maiores filos, Ascomycota e Basidiomycota, são bem definidos, baseados em análises filogenéticas. O filo Ascomycota (ou ascomicetos) abrange mais de 60% dos fungos conhecidos e cerca de 85% dos patógenos humanos. Os demais fungos patogênicos são membros do filo Basidiomycota (basidiomicetos), ou da ordem Mucorales do filo Glomerulomycota. As espécies, a partir de um espécime clínico, podem ser identificadas por métodos fenotípicos e moleculares disponíveis em um laboratório clínico. Filo Ascomycota (ascomicetos) O filo Ascomycota contém quase 50% de todas as espécies de fungos nomeadas e responde por aproximadamente 80% dos fungos de importância médica. A reprodução sexual leva ao desenvolvimento de ascósporos, que são produzidos em uma estrutura especializada sacular conhecida como ascus. A reprodução assexuada consiste na produção de conídios a partir de uma célula germinativa ou conidiogênica. O Ascomycota consiste em quatro classes de importância médica: ● Pneumocistidomicetos, ● Sacaromicetos, ● Eurotiomicetos ● Sordariomicetos. Pneumocistidomicetos: contém o gênero Pneumocystis, anteriormente classificado como protozoário, mas agora transferido para o reino Fungi com base em comparações de sequências de genes. O Sacaromicetos contém as leveduras de ascomicetos, enquanto o Eurotiomicetos e Sordariomicetos contêm os ascomicetos filamentosos. Pneumocistidomicetos: é uma nova classe que foi há pouco tempo descrita para incluir um organismo, Pneumocystis carinii, anteriormente considerado um protozoário. A reclassificação do Pneumocystis foi baseada em evidências moleculares de que ele estava mais intimamente relacionado com o ascomiceto Schizosaccharomyces pombe. O organismo existe em forma vegetativa que se reproduz assexuadamente por fissão binária. A fusão de tipos compatíveis para acasalamento resulta em um cisto esférico que na maturidade contém oito esporos. Sacaromicetos: contém as leveduras de Ascomicetos (ordem Saccharomycetales), que são caracterizadas por leveduras vegetativas que se reproduzem por brotamento ou fissão. Muitos membros da ordem Saccharomycetales têm um estágio anamórfico pertencentes ao gênero Candida. Eurotiomicetos: Apresenta reprodução assexuada que leva à formação de paredes finas (asco) as quais contêm os ascósporos haploides. Essa classe possui 12 ordens que incluem espécies patogênicas para os humanos. Entre as mais importantes, estão a ordem Onygenales, que contempla os dermatófitos e alguns agentes patogênicos sistêmicos dimórficos (incluindo Histoplasma capsulatum e Blastomyces dermatitides); a ordem Eutoriales, que contém os teleomorfos dos gêneros anamórfico Aspergillus e Penicillium. Sordariomicetos: a ordem Hypocreales contém os teleomorfos do gênero anamórfico Fusarium, e a ordem Microascales contém os teleomorfos (Pseudallescheria) do gênero anamórfico Scedosporium. Além disso, os teleomorfos de vários fungos de importância clínica melanizados (dematiáceos) pertencem a ordens dessa classe. A reprodução sexuada envolve um saco, ou asco, no interior do qual ocorrem cariogamia e meiose, produzindo ascósporos. A reprodução assexuada se dá através de conídios. Os ascomicetos apresentam hifas septadas. Exemplos: a maioria das verduras patogênicas (Saccharomyces e Candida) e dos bolores (Coccidioides,Blastomyces, Tricophyton). Filo Basidiomycota (basidiomicetos) A reprodução sexuada resulta na formação de hifas dicarióticas e quatro basidiósporos sustentados por um basídio em forma de clava. As hifas possuem septos completos. Exemplos: cogumelos, Cryptococcus. A maioria dos membros dos Basidiomicetos têm uma forma filamentosa separada, mas alguns são leveduras típicas. A reprodução sexual conduz à formação de basidiosporos haploides na zona externa de uma célula germinativa denominada basídio. Na zona externa (basídios) há a reprodução sexual na forma de basidiosporos haploides. Os basidiomicetos filamentosos são cada vez mais reconhecidos como causas de infecções fúngicas oportunistas. Em cultura, esses organismos produzem frequentemente colônias brancas, estéreis, de crescimento rápido com conexões em clampe — excrescências hifais que formam uma derivação em torno do septo para facilitar a migração de um núcleo. Glomeromycota (Mucormicetos, anteriormente Zigomicetos) Os Glomeromycota (Mucormicetos) incluem mofos filamentosos com hifas largas, cenocíticas, escassamente septadas. Esses fungos produzem zigosporos sexuais após a fusão dos dois tipos de acasalamento compatíveis. Os esporos assexuados da ordem Mucorales estão contidos em um esporângio (esporangiósporos). ● Sexual: Zigosporos. ● Assexual: Esporos em um esporângio. Os esporângios crescem nas extremidades de esporangióforos na forma de hastes que terminam em uma tumefação bulbosa chamada columela. A presença de estruturas em forma de raiz chamadas rizoides é útil na identificação de gêneros específicos dentro dos Mucorales. Esses organismos causam mucormicose subcutânea tropical. Microspora (Microsporídios) Microsporídios são eucariotas formadores de esporos, intracelulares obrigatórios e unicelulares. Anteriormente categorizados como protistas, os organismos do filo Microspora foram recentemente designados para os reino Fungi com base em estudos genéticos que indicam que esses organismos eram derivados de um antepassado quitrídeo endoparasitário do primeiro ramo divergente da árvore filogenética fúngica. Além disso, as características estruturais dos organismos, tais como a presença de quitina na parede do esporo, núcleos diplocarióticos e placas espiraladas elétron-densas associadas ao envelope nuclear, sugerem uma possível relação entre fungos e microsporídeos. Por outro lado, o ciclo de vida dos microsporídios é único e diferente de qualquer outra espécie de fungos. Infecções Qualquer infecção fúngica é chamada de micose. As micoses geralmente são infecções crônicas (de longa duração), uma vez que os fungos crescem devagar. As micoses são classificadas em cinco grupos de acordo com o grau de envolvimento tecidual e o modo de entrada no hospedeiro: sistêmica, subcutânea, cutânea, superficial ou oportunista. Consequentemente, os fármacos que afetam as células fúngicas também podem afetar as células do animal, fato que torna difícil o tratamento das infecções fúngicas em seres humanos e em outros animais. Micoses de interesse médico podem ser divididas em quatro categorias: 1. cutâneas. 2. subcutâneas. 3. sistêmicas. 4. oportunistas. Micoses superficiais Pitiríase versicolor A pitiríase versicolor é uma infecção superficial leve e crônica do extrato córneo, causada por Malassezia globosa, Malassezia res tricta e outros membros do complexo Malassezia furfur. Tanto a invasão da pele do extrato córneo quanto as respostas do hospedeiro são mínimas. Ocorrem máculas isoladas, serpiginosas, hiper ou hipopigmentadas na pele, geralmente no tórax, nas costas, nos braços ou no abdome. As lesões são crônicas e aparecem em forma de placas maculares de pele pigmentada que podem aumentar e coalescer, embora a descamação, a inflamação e a irritação sejam mínimas. Com efeito, essa condição comum representa, em grande parte, um problema estético. As espécies de M. furfur são leveduras lipofílicas, e a maior parte exige a presença de lipídeos no meio para seu crescimento. O diagnóstico pode ser confirmado por exame microscópico direto de raspados da pele infectada, tratados com hidróxido de potássio (KOH) a 10 a 20% ou corados com calcofluorado branco. Observa-se a presença de hifas curtas não ramificadas e células esféricas. Na maioria dos casos, a fungemia é transitória e corrigida mediante a substituição do líquido e do cateter intravenoso. Alguns indivíduos desenvolvem foliculite causada por Malassezia. As espécies de Malassezia são consi- deradas partes da microbiota cutânea, podendo ser isoladas da pele e do couro cabeludo normais, tendo sido implicadas como causa ou fator contribuinte da dermatite seborreica, hipótese apoiada pela observação de que muitos casos são aliviados pelo tratamento com cetoconazol. Tínea negra A tínea negra (ou tínea negra palmar) é uma infecção superficial crônica e assintomática do extrato córneo, causada pelo fungo dematiáceo Hortaea (Exophiala) werneckii, mais prevalente em regiões costeiras quentes e entre mulheres jovens. As lesões aparecem com pigmentação escura (castanho-negra), frequentemente nas palmas das mãos. O exame microscópico de raspados da pele da periferia da lesão revela a presença de hifas septadas ramificadas e de células leveduriformes em bro- tamento, com paredes celulares melaninizadas. A tínea negra responde ao tratamento com soluções ceratolíticas, ácido salicílico ou antifúngicos azóis. Piedra A piedra negra é uma infecção nodular dos fios de cabelo causada por Piedraia hortae. A piedra branca, decorrente da infecção por espécies de Trichosporon, manifesta-se em forma de nódulos amarelados maiores e de consistência mais mole nos pelos. Os pelos axilares e púbicos, a barba e os cabelos podem ser infectados. O tratamento para ambos os tipos consiste na remoção dos pelos infectados e na aplicação de um agente antifúngico tópico. A piedra é endêmica em países tropicais. Micoses cutâneas Dermatofitoses As micoses cutâneas são causadas por fungos que só infectam o tecido ceratinizado (pele, cabelos e unhas). Entre os fungos, os mais importantes são os dermatófitos, um grupo de cerca de 40 fungos relacionados que pertencem a três gêneros: Microsporum, Trichophyton e Epidermophyton. Os dermatófitos provavelmente limitam-se à pele não viável, visto que a maioria é incapaz de crescer a 37°C ou na presença de soro. As dermatofitoses estão entre as infecções mais prevalentes no mundo. Embora possam ser persistentes e incômodas, não se mostram debilitantes nem potencialmente fatais, embora anualmente sejam gastos bilhões de dólares no seu tratamento. Por serem superficiais, as infecções dermatófitas já eram reconhecidas na Antiguidade. Na pele, são diagnosticadas pela presença de hifas hialinas, septadas e ramificadas, ou cadeias de artroconídios. Em cultura, as várias espécies são estreitamente relacionadas, e sua identificação é frequentemente difícil. A espécie é determinada com base em diferenças sutis no aspecto das colônias e na morfologia microscópica, bem como em algumas exigências vitamínicas. Apesar de suas semelhanças na morfologia, nas necessidades nutricionais, nos antígenos de superfície e em outras características, muitas espécies desenvolveram várias ceratinases, elastases e outras enzimas que as tornam específicas do hospedeiro. A identificação de amostras intimamente relacionadas e de amostras associadas a surtos foi enormemente facilitada pela análise da sequência de DNA. Em algumas espécies de dermatófitos, foi identificado um estado reprodutivo sexuado, e todos os dermatófitos com uma forma sexuada produzem ascósporos e pertencem ao gênero teleomórfico Arthroderma. Os dermatófitos são classificados como geofílicos, zoofílicos ou antrofílicos, dependendo de o habitat normal ser o solo, animais ou seres humanos. Vários dermatófitos que normalmente residem no solo ou estão associados a determinadas espécies animais ainda são capazes de provocar infecções em seres humanos. Em geral, quando uma espécie que habita o solo evoluipara um hospedeiro animal específico ou humano, ela perde a capacidade de produzir conídios assexuados e de se reproduzir sexualmente. As espécies antrofílicas, responsáveis pelo maior número de infecções humanas, causam infecções relativamente leves e crônicas em seres humanos, produzem poucos conídios em cultura e podem ser difíceis de erradicar. Já os dermatófitos geofílicos e zoofílicos, menos adaptados aos hospedeiros humanos, provocam mais infecções inflamatórias agudas, que tendem a sofrer resolução mais rápida. Os dermatostócitos são adquiridos por contato com solo contaminado ou com animais ou seres humanos infectados. Objetivo 2: Mecanismos de agressão e defesa fúngica. Relativamente poucos fungos são virulentos o suficiente para serem considerados patógenos primários, os quais são aqueles capazes de iniciar uma infecção em um hospedeiro normal, aparentemente imunocompetente. Eles são aptos a colonizar o hospedeiro, encontrar um nicho microambiental adequado com substratos nutricionais suficientes, evitar ou subverter os mecanismos de defesa do hospedeiro, e então se multiplicar dentro do nicho microambiental. Cada um desses micro-organismos possui supostos fatores de virulência que lhes permitem romper ativamente as defesas do hospedeiro que em geral restringem o crescimento invasivo de outros micro-organismos. Quando um grande número de conídios de algum desses quatro fungos é inalado por humanos, mesmo se esses indivíduos forem saudáveis e imunocompetentes, geralmente ocorrem infecção e colonização, invasão tecidual e disseminação sistêmica do patógeno. Como ocorre com a maioria dos patógenos microbianos primários, esses fungos podem também agir como patógenos oportunistas, uma vez que as formas mais graves de cada uma dessas micoses são vistas com mais frequência em indivíduos com comprometimento das defesas imunes inata ou adquirida. Em geral, indivíduos saudáveis e imunocompetentes apresentam alta resistência inata à infecção fúngica, apesar de serem constantemente expostos às formas infecciosas de diversos fungos presentes como parte da microbiota normal (endógenos) ou no ambiente (exógenos). Os patógenos fúngicos oportunistas, como Candida spp., Cryptococcus neoformans e Aspergillus spp., somente causam infecção quando ocorrem quebras nas barreiras protetoras da pele e membranas mucosas ou quando falhas no sistema imune do hospedeiro permitem a penetração, colonização e reprodução no hospedeiro. Agressão: Patógenos Fúngicos Primários Todos os patógenos fúngicos primários são agentes de infecções respiratórias e nenhum deles é parasita obrigatório. Cada um tem uma fase saprofítica caracterizada por hifas septadas fragmentadas, normalmente encontradas no solo ou em vegetais em decomposição e que se disseminam pelo ar. Da mesma maneira, a fase parasitária de cada fungo está adaptada ao crescimento a 37°C e à reprodução assexuada no nicho ambiental alternativo da mucosa respiratória do hospedeiro. Essa habilidade de existir em formas morfogenéticas alternadas (dimorfismo) é uma das várias características especiais (fatores de virulência) que permitem a esses fungos competirem com as condições ambientais hostis do hospedeiro. Blastomyces dermatitidis Como os demais patógenos fúngicos dimórficos endêmicos, B. dermatitidis frequentemente causa uma infecção respiratória autolimitada. Entretanto, a blastomicose se diferencia de outras micoses endêmicas pela alta incidência de doença clínica em comparação com as formas moderadas ou assintomáticas entre os indivíduos infectados em epidemias. Os fatores importantes para a sobrevida in vivo de B. dermatitidis, como quaisquer patógenos dimórficos endêmicos, são a capacidade do patógeno inalado alcançar os alvéolos, sofrer transformação para uma outra fase (levedura ou esférula) capaz de se replicar a 37°C, e colonizar a mucosa respiratória. Após a inalação de conídios ou fragmentos de hifas de B. dermatitidis, os elementos da fase saprofítica do fungo supostamente entram em contato e aderem à camada epitelial dos alvéolos, sofrendo transformação (antes conídio) para a fase parasitária de levedura, em um processo chamado de dimorfismo térmico. Essa conversão de conídio (2 a 10 μm de diâmetro) para as formas maiores de levedura (8 a 30 μm de diâmetro) fornece uma importante vantagem à sobrevida ao fungo. Conídio >> Levedura = dimorfismo térmico Enquanto os conídios são pequenos o suficiente para serem rapidamente ingeridos e destruídos pelos neutrófilos humanos, as leveduras são capazes de resistir ao ataque fagocítico dos neutrófilos e das células mononucleares durante os estágios iniciais da resposta inflamatória. Em vez de se adaptarem ao microambiente intracelular dos fagolisossomas, como H. capsulatum, as leveduras de B. dermatitidis desprendem seu antígeno imunodominante da superfície da célula e, subsequentemente, modificam a composição de sua parede celular, permitindo que escapem ao reconhecimento pelos macrófagos. Assim, eles são capazes de colonizar tecidos e se disseminar pela corrente sanguínea. Coccidioides immitis C. immitis e C. posadasii são patógenos primários capazes de causar uma ampla variedade de lesões. Embora demonstrem diferentes morfologias em suas fases saprofíticas e parasitárias, distinguem-se dos demais fungos dimórficos endêmicos por características únicas da fase parasitária. Entre os fatores de virulência presumidos que podem contribuir para a patogenicidade desse organismo, encontram-se a resistência dos conídios infecciosos à destruição fagocítica, a capacidade de estimular uma resposta TH2 ineficiente (similar a B. dermatitidis), a produção de urease e proteinases extracelulares e a capacidade de mimetismo molecular. TH2: Linfócito T auxiliar ativado pelas interleucina 4 > infecções parasitárias através da resposta humoral para a produção de anticorpos. Resistência dos Conídios à Destruição Fagocítica A parede externa do conídio é composta primariamente por proteína (50%), incluindo pequenos polipeptídeos ricos em cisteína conhecidos como hidrofobinas, devido ao seu distinto perfil hidropático. O restante da composição da parede inclui lipídios (25%), carboidratos (12%) e um pigmento não identificado. Acredita-se que essa camada externa hidrofóbica tenha propriedades antifagocíticas, uma vez que sua remoção resultou no aumento da fagocitose de artroconídios de C. immitis por neutrófilos polimorfonucleares (PMNs, do inglês, polymorphonuclear neutrophils) humanos em comparação à fagocitose de artroconídios intactos. Estímulo de uma Resposta Imune TH2 Ineficiente por Coccidioides immitis Sabe-se que todos os indivíduos com infecções por Coccidioides spp. produzem anticorpos contra uma glicoproteína predominante (SOWgp) de uma camada externa da parede das células parasitárias (esférulas). Ambas as vias da resposta imune por células T auxiliares, TH1 e TH2, são estimuladas por SOWgp. Sabe-se que a ativação da via TH1 está associada à resolução espontânea da infecção por Coccidioides spp. em camundongos. Além disso, foi demonstrado que camundongos suscetíveis à infecção por C. immitis demonstraram uma resposta TH2 à infecção, enquanto linhagens resistentes apresentaram uma maior resposta TH1. Assim, semelhantemente ao que foi descrito para B. dermatitidis, as respostas TH2 contra SOWgp podem não contribuir para a eliminação de C. immitis, podendo até mesmo ser desvantajosas no controle da infecção. As formas mais graves de coccidioidomicose são acompanhadas por depressão da imunidade celular e altos níveis plasmáticos de anticorpos fixadores de complemento específicos para C. immitis, compatível com uma resposta predominantemente TH2. Apesar de não se saber muito a respeito do perfil de citocinas humanas durante infecções por Coccidioides spp., é razoável especular que antígenos imunodominantes de C. immitis que provocam um forte aumento de IL-10 e IL-4 possam direcionar a resposta imune para uma via TH2. Essa imunomodulação pode contribuir para o aumento da gravidadeda infecção fúngica. Histoplasma capsulatum Sabe-se que a maioria das pessoas infectadas por H. capsulatum se recupera sem complicações e sem terapia antifúngica específica. Inalação de conídios a partir do ambiente, junto com a falha em eliminar o fungo por mecanismos mucociliares, gera a oportunidade de que os conídios inalados se transformem em leveduras que são ingeridas por fagócitos mononucleares. H. capsulatum é encontrado quase exclusivamente dentro das células do hospedeiro, onde pode se replicar ou permanecer inativo. Histoplasma capsulatum Reside nos Macrófagos do Hospedeiro Sabe-se que o organismo produz substâncias quimiotáxicas para os macrófagos alveolares, o que facilita a internalização pelos fagócitos do hospedeiro; entretanto, os detalhes da forma pela qual o patógeno resiste aos esforços destrutivos dos macrófagos ainda não estão claros. Sugeriu-se que certos esfingolipídios contendo fosfoinositol na parede celular possam interferir na resposta oxidativa do macrófago contra o patógeno fúngico. O fato de os macrófagos serem as principais células do hospedeiro nas quais H. capsulatum reside durante a fase de levedura leva a acreditar que seja uma importante estratégia de sobrevivência e disseminação do patógeno. Existem diversos fatores, considerados importantes para a capacidade do fungo persistir dentro do fagolisossoma do macrófago, que contribuem significativamente para a patogenicidade do organismo: modulação de pH, captação de ferro e cálcio e alteração da parede celular da levedura. Paracoccidioides brasiliensis A infecção por P. brasiliensis começa com a inalação pulmonar de conídios, seguida da disseminação hematogênica ou linfática do fungo para praticamente todas as partes do corpo. Uma característica peculiar da paracoccidioidomicose, em comparação com outras micoses sistêmicas, é o fato de que as infecções pulmonares primárias, que subsequentemente se disseminam, manifestam-se com muita frequência como lesões de mucosa na boca, no nariz e, ocasionalmente, no trato gastrointestinal. Como ocorre com muitos outros patógenos fúngicos dimórficos endêmicos, acredita-se que a presença de 1,3-α-glucana na camada mais externa da parede celular da levedura seja essencial para a sobrevivência do fungo in vivo. Aparentemente, os macrófagos são elementos fundamentais para a resposta inata contra a infecção por P. brasiliensis, sendo capazes de conter a infecção deste organismo, mas geralmente não eliminam as leveduras. Influências Hormonais na Infecção A infecção subclínica parece ocorrer com a mesma frequência entre os dois sexos; entretanto, a progressão para a doença disseminada clinicamente evidente é muito mais frequente em homens. Em contraste com C. immitis, no qual o estrogênio estimula o crescimento fúngico e a formação de endósporos, a transição de conídios para a forma de levedura de P. brasiliensis é inibida pelo estrogênio. Conidios > Levedura = inibida pelo estrogênio. Isso resulta na rápida eliminação da infecção em mulheres, enquanto em homens ocorre a progressão da infecção. Uma explicação alternativa seria a de que os hormônios sexuais masculinos apresentam um efeito imunoinibitório que facilita o estabelecimento da infecção. Cryptococcus neoformans C. neoformans. é uma levedura encapsulada com distribuição universal, que causa infecção em humanos. Embora esse organismo possa infectar hospedeiros aparentemente normais, ele causa doença com mais frequência e gravidade em hospedeiros imunocomprometidos. Existem três linhas de defesa principais contra a infecção por C. neoformans: ● macrófagos alveolares, ● células fagocíticas inflamatórias ● e resposta de células T e B. O desenvolvimento da criptococose depende amplamente da competência das defesas celulares do hospedeiro e do número e da virulência das leveduras inaladas. A primeira linha de defesa são os macrófagos alveolares. Estas células são capazes de ingerir as células de leveduras, mas apresentam uma capacidade limitada de destruí-las. Os macrófagos que contêm as leveduras ingeridas produzem várias citocinas para o recrutamento de neutrófilos, monócitos, células NK e células da corrente sanguínea para os pulmões. Eles também agem como células apresentadoras de antígenos e induzem à diferenciação e proliferação de linfócitos T e B que são específicos para C. neoformans. As células recrutadas são eficientes na destruição de C. neoformans por mecanismos intra e extracelulares (tanto oxidativos quanto não oxidativos). A resposta de anticorpos contra este organismo não é protetora, mas serve para opsonizar as células leveduriformes, aumentando a citotoxicidade mediada por células. Dessa maneira, o sistema complemento aumenta a eficácia da resposta de anticorpos e fornece opsoninas e fatores quimiotáxicos para a fagocitose e o recrutamento de células inflamatórias. Uma resposta efetiva do hospedeiro contra C. neoformans consiste em uma interação complexa de fatores imunes celulares e humorais. Quando esses fatores são prejudicados, a infecção se dissemina, geralmente por migração de macrófagos contendo células de levedura viáveis, a partir do pulmão para os linfáticos e da corrente sanguínea até o cérebro. Os principais fatores inerentes ao C. neoformans que permitem que a levedura invada as defesas do hospedeiro e estabeleça a infecção incluem a capacidade de crescer a 37°C, produzir uma espessa cápsula de polissacarídeos, sintetizar melanina e apresentar um fenótipo do tipo MATalfa (Tabela 58-1). A cápsula de C. neoformans protege a célula da fagocitose e de citocinas induzidas pelo processo fagocítico e suprime tanto a imunidade celular quanto a humoral. A cápsula pode bloquear fisicamente o efeito opsonizante do complemento e anticorpos anticriptococos, e a alteração negativa que ela confere produz uma repulsão eletrostática entre as células leveduriformes e as células do hospedeiro. Além disso, o material capsular interfere na apresentação de antígenos e limita a produção de óxido nítrico (tóxico para as células criptococócicas) pelas células do hospedeiro. O fungo produz melanina por meio de uma enzima fenoloxidase ligada à membrana e a deposita na parede celular. Acredita-se que a melanina aprimore a integridade da parede celular e aumente a carga total negativa da célula, protegendo-a ainda mais contra a fagocitose. Estima-se que a melanização seja responsável pelo neurotropismo de C. neoformans e possa proteger a célula de estresse oxidativo, temperaturas extremas, redução de ferro e peptídeos microbicidas. O fenótipo MATalfa está associado à presença do gene STE12alfa, que demonstrou ser um modulador da expressão de vários outros genes cujas funções são importantes para a produção da cápsula e melanina. Defesa O principal mecanismo de defesa contra fungos é desenvolvido pelos fagócitos, que os destroem por meio da produção de NO e de outros componentes secretados por essas células. Adicionalmente, há participação de IFN-g, aumentando a função de neutrófilos e macrófagos, não havendo evidências de atividade citotóxica por células T CD8+. Embora um grande número de espécie de fungos possa causar doenças no homem, a maioria deles causa doença limitada, sem maiores repercussões clínicas. Apesar de a infecção por C. albicans causar habitualmente infecções leves e sem maiores conseqüências, pacientes infectados com HIV não apresentam apenas alta prevalência da infecção por C. albicans, mas também envolvimento de esôfago, estômago e intestino, sendo comuns infecções recorrentes. Em crianças que apresentam alteração na resposta imune celular e distúrbios endócrinos múltiplos, o quadro raro de candidíase mucocutânea crônica é descrito. Nessas crianças observam-se uma diminuição da resposta Th1 e lesões cutâneas, mucosas e ungueais graves. A despeito de a candidíase vaginal ser extremamente freqüente e sem maiores conseqüências, cerca de 5% das mulheres em idade reprodutiva apresentam um quadro de candidíase vaginal recorrente devido à ausência ou a baixosníveis de IFN-g, que pode ser restaurada in vitro pela neutralização da IL-10.40 Embora não seja documentada uma resposta Th2 contra antígenos de C. albicans, a elevada freqüência de atopia nessas pacientes sugere que uma reação de hipersensibilidade imediata a diversos antígenos pode participar da patogênese da doença, com alguns casos se beneficiando de imunoterapia. O Criptococcus neoformans pode causar doenças pulmonares e comprometer o sistema nervoso central em pacientes imunossuprimidos, e o P. braziliensis é o agente causal da blastomicose sul-americana. A blastomicose sul-americana caracteriza-se por envolvimento de gânglios, mucosa bucal e do aparelho respiratório. Na maioria das pessoas infectadas o agente é controlado, e o indivíduo fica completamente assintomático. Quando não se desenvolve uma resposta Th1 há disseminação do fungo com envolvimento de órgãos do sistema reticuloendotelial e do pulmão; nesse contexto o papel da IL-4 parece importante, já que em modelo experimental a ausência dessa citocina protege contra doença pulmonar grave. Objetivo 3: Compreender os tipos de reações de hipersensibilidade. O termo hipersensibilidade refere-se a uma resposta antigênica maior do que aquela considerada normal; as alergias são um exemplo familiar. As respostas de hipersensibilidade ocorrem em indivíduos que foram sensibilizados por uma exposição prévia a um antígeno, o qual, nesse contexto, é frequentemente chamado de alérgeno. Quando uma pessoa previamente sensibilizada é exposta novamente ao antígeno, seu sistema imune reage a ele de modo prejudicial. Os quatro principais tipos de reações de hipersensibilidade, são as reações anafilática, citotóxica, de imunocomplexo e celular (ou do tipo tardia). HIPERSENSIBILIDADE TIPO I Hipersensibilidade tipo I é também conhecida como imediata ou hipersensibilidade anafilática. A reação pode envolver: ● pele (urticária e eczema). ● olhos (conjuntivite). ● nasofaringe (rinorréia, rinite), ● tecidos broncopulmonares (asma) ● Trato gastrointestinal (gastroenterite). A reação pode causar uma variedade de sintomas desde inconveniências mínimas até a morte. A reação normalmente leva 15 - 30 minutos para o período de exposição ao antígeno, embora às vezes possa ter início mais demorado (10 - 12 horas). Hipersensibilidade imediata é mediada por IgE. O componente primário celular nessa hipersensibilidade é o mastócido ou basófilo. A reação é amplificada e/ou modificada pelos plaquetas, neutrófilos e eosinófilos. Uma biópsia do local da reação demonstra principalmente mastócitos e eosinófilos. Uma exposição subsequente ao mesmo alergeno faz reação cruzada com IgE ligado a células e dispara a liberação de várias substâncias farmacologicamente ativas. A degranulação de mastócitos é precedida pelo aumento do influxo de Ca++, que é um processo crucial; ionóforos que aumentam Ca++ citoplasmático também promovem degranulação, enquanto agentes que depletam (diminuem) Ca++ citoplasmático suprimem degranulação. A reação é amplificada por PAF (fator ativador de plaquetas) que causa agregação plaquetária e liberação de histamina, heparina e aminas vasoativas. Fator quimiotáctico eosinofílico de anafilaxia (ECF-A) e fatores quimiotácticos de neutrófilos atraem eosinófilos e neutrófilos, respectivamente, que liberam várias enzimas hidrolíticas que provocam necrose. Substâncias que alteram os níveis de AMPc e GMPc alteram significantemente os sintomas alérgicos. Assim, substâncias que aumentam AMPc intracelular parecem aliviar os sintomas alérgicos, particularmente os bronco-pulmonares, e são usados terapeuticamente. Contrariamente, agentes que diminuem AMPc ou estimulam GMPc agravam essas condições alérgicas. Testes diagnósticos para hipersensibilidade imediata includem testes de pele (perfuração e intradérmico), medida de anticorpos IgE totais e anticorpos IgE específicos contra os suspeitos alérgenos. Anticorpos IgE totais e anticorpos IgE específicos são medidos por uma modificação do ensaio imunoenzimático (ELISA). Níveis aumentados de IgE são indicativos de uma condição atópica, embora IgE deva estar aumentado em algumas doenças não atópicas (ex., mielomas, infecções helmínticas, etc.). Tratamento sintomático é conseguido com anti-histamínicos que bloqueiam receptores de histamina. Cromolina sódica inibe a degranulação de mastócitos, provavelmente pela inibição do influxo de Ca++. HIPERSENSIBILIDADE TIPO II Hipersinsibilidade tipo II também é conhecida como hipersensibilidade citotóxica e pode afetar uma variedade de órgãos e tecidos. Os antígenos são normalmente endógenos, embora agentes químicos exógenos (haptenos) que podem se ligar a membranas celulares podem também levar a hipersensibilidade tipo II. Anemia hemolítica induzida por drogas, granulocitopenia e trombocitopenia são exemplos. O tempo de reação é minutos a horas. A hipersensibilidade tipo II é primariamente mediada por anticorpos das classes IgM ou IgG e complemento. Fagócitos e células K também participam (ADCC). A lesão contém anticorpos, complemento e neutrófilos. Testes diagnósticos incluem detecção de anticorpos circulantes contra tecidos envolvidos e a presença de anticorpos e complemento na lesão (biópsia) por imunofluorescência. O padrão de coloração é normalmente suave e linear, tal como visto na nefrite de Goodpasture (membrana basal renal e pulmonar) e pênfigo (proteína intercelular da pele, desmossomo). Tratamento envolve agentes anti-inflamatórios e imunosupressores. HIPERSENSIBILIDADE TIPO III Hipersensibilidade tipo III é também conhecida como hipersensibilidade imune complexa. A reação pode ser geral (ex. doença do soro) ou envolve órgãos individuais incluindo pele (ex. lupus eritematoso sistêmico, reação de Arthus), rins (ex. nefrite do lupus), pulmões (ex. aspergilose), vasos sanguíneos (ex. poliarterite), juntas (ex. artrite reumatóide) ou outros órgãos. Esta reação pode ser o mecanismo patogênico de doenças causadas por muitos microrganismos. A reação deve levar 3 - 10 horas após exposição ao antígeno (como na reação de Arthus). É mediada por complexos imunes solúveis. São na maioria de classe IgG, embora IgM possa estar também envolvida. O antígeno pode ser exógeno (bacteriano crônico, viral ou infecções parasitárias), ou endógeno (autoimunidade não órgãoespecífica: ex. lupus eritematoso sistêmico, LES). O antígeno é solúvel e não ligado ao órgão envolvido. Componentes primários são complexos imunes solúveis e complementos (C3a, 4a e 5a). O dano é causado por plaquetas e neutrófilos (Figura 4). A lesão contém primariamente neutrófilos e depósitos de complexos imunes e complemento. Macrófagos infiltrantes em estágios avançados podem estar envolvidos no processo de recuperação. A afinidade do anticorpo e tamanho dos complexos imunes são importantes na produção de doença e na determinação do tecido envolvido. O diagnóstico envolve exame de biópsias do tecido para depósitos de Ig e complemento por imunofluorescência. A coloração imunofluorescente na hipersensibilidade tipo III é granular (ao contrário da linear no tipo II como visto na síndrome de Goodpasture). A presença de complexos imunes no soro e diminuição do nível do complemento também são diagnostigadores. Turbidez mediada por polietileno-glicol (nefelometria), ligação de C1q e teste celular de Raji são utilizados para detectar complexos imunes. O tratamento inclui agentes anti-inflamatórios. HIPERSENSIBILIDADE TIPO IV Hipersensibilidade tipo IV é também conhecida como mediada por células ou hipersensibilidade tardia. O exemplo clássico dessa hipersensibilidade é a reação (Mantoux) tuberculínica (figura 5) que atinge um pico em 48 horas após a injeção do antígeno (PPD ou antiga tuberculina). A lesão é caracterizada por calosidade e eritema. A hipersensibilidade tipo IV está envolvida na patogênese de muitas doenças autoimunes e infecciosas (tuberculose, lepra, blastomicose, histoplasmose, toxoplasmose, leishmaniose, etc.) e granulomas devido a infecções e antígenosestranhos. Uma outra forma de hipersensibilidade tardia é a dermatite de contato (hera venenosa (figura 6), agentes químicos, metais pesados, etc.) nos quais as lesões são mais papulares. Hipersensibilidade tipo IV pode ser classificada em três categorias dependendo do tempo de início e apresentação clínica e histológica. Os mecanismos de dano na hipersensibilidade tardia incluem linfócitos T e monócitos e/ou macrófagos. Células T citotóxicas causam danos diretos enquanto que células auxiliates T (TH1) secretam citocinas que ativam células T citotóxicas e recrutam e ativam monócitos e macrófagos, que causam a maioria das lesões (figura 4). As lesões da hipersensibilidade tardia contém principalmente monócitos e algumas células T. Linfocinas importantes envolvidas na reação da hipersensitividade tardia incluem fator quimiotáctico dos monócitos, interleucina-2, interferon-gama, TNF alpha/beta, etc. Testes diagnósticos in vivo incluem reação cutânea tardia (ex. teste Mantoux (figura 5) e teste local (para dermatite de contato). Testes in vitro para hipersensibilidade tardia incluem resposta mitogênica, linfo-citotoxicidade e produção de IL-2. Corticosteróides e outros agentes imunossupressores são usados no tratamento. Objetivo 4: Conhecer os processos de cicatrização. A capacidade de reparar os danos causados por danos tóxicos e inflamação é crítica para a sobrevivência de um organismo. A resposta inflamatória a microrganismos e tecidos lesados não serve apenas para eliminar esses perigos, mas também inicia o processo de reparo. O reparo ocorre por meio de dois tipos de reações: regeneração por proliferação das células residuais (não lesadas) e maturação de células-tronco teciduais e deposição de tecido conjuntivo para formar uma cicatriz. Regeneração. Alguns tecidos são capazes de substituir os componentes lesados e retornar ao estado normal; esse processo é chamado regeneração. A regeneração ocorre por meio da proliferação das células que sobrevivem à lesão e que mantêm a capacidade proliferativa como, por exemplo, o epitélio que se divide rapidamente, na pele e nos intestinos, e em alguns órgãos parenquimais, principalmente o fígado. Em outros casos, as células-tronco teciduais podem contribuir para a restauração dos tecidos lesados. No entanto, enquanto animais filogeneticamente inferiores, como salamandras e peixes, podem regenerar membros ou apêndices inteiros, os mamíferos apresentam capacidade limitada de regenerar os tecidos e órgãos danificados, e apenas alguns componentes da maioria dos tecidos podem se restaurar completamente. Deposição de tecido conjuntivo (formação de cicatriz). Se os tecidos lesados são incapazes de regeneração completa ou se as estruturas de suporte do tecido são gravemente lesadas, o reparo ocorre por deposição de tecido conjuntivo (fibrose), um processo que resulta na formação de cicatriz. Embora a cicatriz fibrosa não possa realizar a função das células perdidas do parênquima, ela proporciona estabilidade estrutural suficiente para tornar o tecido lesado capaz de funcionar. O termo fibrose é mais frequentemente usado para descrever a extensa deposição de colágeno que ocorre nos pulmões, fígado, rins e outros órgãos, como consequência da inflamação crônica, ou no miocárdio após extensa necrose isquêmica (infarto). Se a fibrose se desenvolve em um espaço do tecido ocupado por exsudato inflamatório, esse processo é chamado organização (como na pneumonia em organização que ocorre no pulmão). Posteriormente a diversos tipos comuns de lesão, a regeneração e a formação de cicatriz contribuem em vários graus para o reparo. Ambos os processos envolvem a proliferação de várias células e estreitas interações entre células e matriz extracelular (MEC). Proliferação Celular: Sinais e Mecanismos de Controle Vários tipos celulares proliferam durante o reparo do tecido. Entre eles estão: ● células remanescentes do tecido lesado (que tentam restaurar a estrutura normal). ● células endoteliais vasculares (criam novos vasos que fornecem os nutrientes necessários para o processo de reparo). ● fibroblastos (fonte de tecido fibroso que forma a cicatriz que preenche os defeitos que não são corrigidos por regeneração). A capacidade de reparo dos tecidos é determinada, em parte, pela sua capacidade intrínseca de proliferação. Tecidos lábeis Em alguns tecidos (às vezes chamados tecidos lábeis), as células são constantemente perdidas e continuamente substituídas por novas células derivadas de células-tronco teciduais e progenitores imaturos que proliferam rapidamente. Esses tecidos podem regenerar imediatamente após uma lesão, desde que o pool (grupo) de células-tronco esteja preservado. Tecido estável São constituídos por células que normalmente estão no estágio G0 do ciclo celular e, portanto, não proliferam, mas são capazes de se dividir em resposta à lesão ou à perda de massa tecidual. A fase G0 (G-zero) é a fase do ciclo celular onde a célula permanece indefinidamente na interfase. Geralmente, células altamente especializadas como as células nervosas, encontram-se em G0. Dependendo do tipo de célula, pode acontecer uma estimulação e o retorno do ciclo celular. Entre esses tecidos está o parênquima da maioria dos órgãos sólidos, como fígado, rim e pâncreas. As células endoteliais, os fibroblastos e as células musculares lisas geralmente também são quiescentes, mas podem proliferar em resposta aos fatores de crescimento, uma reação que é particularmente importante para a cicatrização das feridas. Tecidos permanentes Alguns tecidos (chamados tecidos permanentes) consistem em células não proliferativas terminalmente diferenciadas, como a maioria dos neurônios e células musculares cardíacas. A lesão desses tecidos é irreversível e resulta em cicatriz, porque as células não podem se regenerar. As células do músculo esquelético geralmente são consideradas não proliferativas, mas as células-satélites ligadas à bainha endomisial proporcionam alguma capacidade regenerativa ao músculo. _________________________________ Fatores de crescimento A proliferação celular é impulsionada por sinais fornecidos por fatores de crescimento e a partir da matriz extracelular. Muitos fatores de crescimento diferentes foram descritos e alguns deles atuam em vários tipos de células, enquanto outros são específicos para um tipo celular. Os fatores de crescimento geralmente são produzidos por células próximas ao local lesado. As fontes mais importantes desses fatores de crescimento são os macrófagos ativados pela lesão tecidual, mas as células epiteliais e estromais também produzem alguns desses fatores. Todos os fatores de crescimento ativam as vias de sinalização que, em última instância, induzem alterações na expressão gênica que impulsionam as células através do ciclo celular e suportam a biossíntese de moléculas e organelas que são necessárias para a divisão celular. Integrinas: Além de responder aos fatores de crescimento, as células usam as integrinas para se ligar às proteínas da MEC e os sinais das integrinas também podem estimular a proliferação celular. No processo de regeneração, a proliferação das células residuais é complementada pelo desenvolvimento de células maduras a partir das células-tronco. Em adultos, as células-tronco mais importantes para regeneração após uma lesão são as células-tronco do tecido. Estas vivem em nichos especializados e acredita-se que a lesão desencadeia sinais nesses nichos que ativam as células-tronco quiescentes para proliferar e se diferenciar em células maduras que repovoam o tecido lesado. Fatores de crescimento. VEGF, principalmente VEGF-A (Cap. 1), estimula a proliferação e a migração das células endoteliais, iniciando assim o processo de brotamento capilar na angiogênese. Promove a vasodilatação, estimulando a produção de NO e contribui para a formação do lúmen vascular. Os fatores de crescimento de fibroblastos (FGFs), sobretudo o FGF-2, estimulam a proliferação de células endoteliais. Eles tambémpromovem a migração de macrófagos e fibroblastos para a área danificada e estimulam a migração de células epiteliais para cobrir as feridas epidérmicas. Os vasos recém-formados são estabilizados a partir do recrutamento de pericitos e células musculares lisas, e pela deposição de tecido conjuntivo. Diversos fatores de crescimento, incluindo PDGF e TGF-β, provavelmente participam do processo de estabilização: o PDGF recruta células musculares lisas e o TGF-β suprime a proliferação e a migração endotelial, aumentando a produção de proteínas da MEC. Mecanismos de Regeneração Tecidual A importância da regeneração na reposição de tecidos lesados varia nos diferentes tipos de tecidos e de acordo com a gravidade da lesão. No epitélio do trato intestinal e pele, as células lesadas são rapidamente substituídas por proliferação das células residuais e diferenciação das células derivadas das células-tronco teciduais, permanecendo a membrana basal subjacente intacta. As células epiteliais residuais produzem fatores de crescimento envolvidos nestes processos. As células recém-geradas migram para preencher o defeito criado pela lesão, e a integridade dos tecidos é restaurada. - A regeneração tecidual pode ocorrer em órgãos parenquimatosos cujas células são capazes de proliferar e, com exceção do fígado, este é um processo geralmente limitado. Pâncreas, adrenal, tireoide e pulmão apresentam alguma capacidade regenerativa. A remoção cirúrgica de um rim desencadeia no rim remanescente uma resposta compensatória que consiste tanto em hipertrofia quanto em hiperplasia das células ductais proximais. Os mecanismos subjacentes desta resposta não são compreendidos, mas provavelmente envolvem a produção local de fatores de crescimento e interações das células com a MEC. A extraordinária capacidade regenerativa do fígado o tornou um modelo valioso para o estudo desse processo, conforme descrito a seguir. A restauração da arquitetura do tecido normal pode ocorrer apenas se o tecido residual estiver estruturalmente intacto, por exemplo, após a ressecção cirúrgica parcial do fígado. Por outro lado, se o tecido estiver inteiramente lesado pela infecção ou inflamação, a regeneração é incompleta e acompanhada pela formação de cicatrizes. Por exemplo, a extensa destruição do fígado com o colapso da estrutura de reticulina, como ocorre em um abscesso hepático, desencadeia formação de cicatriz, embora as células hepáticas remanescentes apresentem a capacidade regenerativa.
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