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Determinantes de patogenicidad de Candida albicans (página 2)

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TABLA 1:
Factores de virulencia de C. albicans.

Mecanismos

Factores moleculares

- Adherencia

- Dimorfismo

                         - Interferencia con:

                         Fagocitosis

                         Defensas inmunes

                         Complemento

                         - Sinergismo con Bacterias

                         y otras levaduras.

- Enzimas extracelulares:

                             Proteasas

                             Lipasas

                 - Toxinas

                 - Nitrosaminas

                 - Metabolitos ácidos

(Tomado de Marsh y Martin5)

El paso a parasitismo de C. albicans parece no estar ligado solamente al aumento de la densidad y a la aparición de filamentos; los glicanos, principales componentes de la pared celular, parecen igualmente intervenir modificando su morfología. La colonización y la infección candidiásica empieza obligatoriamente como aquellas que han sido demostradas por las bacterias, por una adherencia a las células epiteliales de la superficie.1,12,13,14,15 Así como la presencia sobre la membrana citoplasmática de receptores específicos serían necesarios para la fijación y penetración intracelular del hongo, el nombre de estos receptores parece estar determinado genéticamente. La adherencia de C. albicans es superior a la de las otras especies de Candida y es aumentada por la existencia de una lesión epitelial, por los carbohidratos y por la disminución de la flora bacteriana saprófita. Es de esta manera sin duda que todos los productos (antibióticos, enjuagues bucales, antisépticos) que modifican la flora bacteriana favorecen a la Candidiasis bucal.1

La pared celular de C. albicans es esencial para su patogenicidad desde el momento en que ésta, es requerida para su crecimiento, además de que le da rigidez y protección a esta especie y es el lugar de contacto entre la superficie del microorganismo y el medio ambiente. Diversos ligandos y receptores de la superficie celular de C. albicans promueven la colonización a los tejidos y a las células hospederas. Una enzima proteolítica, la Proteinasa Acido-Carboxílica asociada con la superficie celular y con el medio ambiente externo, es probablemente la responsable de la invasión de C. albicans a los tejidos, la cual ocurre cuando el microorganismo sufre una transformación morfológica de levadura a forma filamentosa.16

Está claramente establecido que esta conversión morfológica tiene gran importancia en el establecimiento del proceso infeccioso por parte de este hongo.6,17

Adherencia de Candida albicans a los tejidos bucales

La adherencia de C. albicans a las células epiteliales bucales ha sido estudiada desde hace tiempo.18,19 En un estudio realizado por King y colaboradores,20 donde compararon la capacidad de adherencia de varias especies de Candida a células epiteliales bucales y vaginales, comprobaron que C. albicans se adhiere en mayor grado a la superficie de estas células que las otras especies. Este estudio reveló además que las otras especies de Candida difieren marcadamente en su habilidad por adherirse a las células epiteliales de la mucosa bucal y vaginal. C. tropicalis se adhiere moderadamente, mientras que C. parapsilosis, C. guillermondii, C. kruzei y C. pseudotropicalis (kefyr) mostraron poca capacidad para adherirse a dichas células.

Se ha podido demostrar que, la adherencia de C. albicans a las células epiteliales bucales humanas luego de 2 horas, fue significativamente mayor en presencia de saliva humana que en solución salina buffer-fosfato, y ésta, fue mayor a 37°C que a 25°C. Asimismo, el incremento de la capacidad de adherencia de C. albicans en presencia de saliva, parece estar asociada con la germinación de las levaduras. De allí que de acuerdo con los hallazgos de esta investigación, C. albicans se adhiere mejor a las células epiteliales bucales humanas si el tubo germinal está presente.21

Por su parte, Calderone y Braun16 hacen referencia en relación con la continuidad de algunas investigaciones con la finalidad de identificar diversos compuestos que permiten la unión de este hongo con células epiteliales, plaquetas de fibrina, células endoteliales y materiales plásticos. Algunas generalidades han surgido como consecuencia de estos estudios, a saber:

1) Existe una cierta jerarquía entre las distintas especies del Género Candida con respecto a las especies más virulentas como son C. albicans y C. tropicalis, las cuales se adhieren a las células hospederas in vitro en mayor grado que aquellas especies relativamente poco virulentas como C. krusei y C. guillermondi.

2) El medio donde ocurre el crecimiento, afecta profundamente la extensión de la adherencia in vitro de C. albicans tanto a las células epiteliales como a las superficies plásticas.

3) Aquellas cepas que reducen su habilidad para adherirse a diversas células in vitro también reducen su habilidad para causar infección in vivo en modelos animales.

4) El aumento de la adherencia in vitro está directamente relacionado con el aumento de la síntesis de una capa fibrilar que en cierto modo es comparable con las adhesinas de las fimbrias bacterianas.

5) Las formas filamentosas del hongo se adhieren en mayor grado a diversos sustratos que las formas de levadura.

6) Existen evidencias suficientes como para puntualizar que la adhesina principal de C. albicans es una Manoproteína que conforma una capa de fibrillas (dicha capa está constituida aproximadamente por 85% de carbohidratos, principalmente manosa), y cuya síntesis se incrementa en medios que contienen altas concentraciones de galactosa o sacarosa a 37° C.

Pendrak y Klotz7 hacen referencia a otros mecanismos a través de los cuales C. albicans se adhiere a las células epiteliales de la cavidad bucal. Uno de estos mecanismos es a través de residuos de Fucosil localizados en la superficie de la célula hospedera. Esta adherencia puede ser inhibida por una L-Fucosa de origen exógeno.

También señalan estos autores que la agregación de microorganismos mediada por glicoproteínas puede aumentar su capacidad de adherirse a los tejidos bucales. Una de estas glicoproteínas proveniente de la pared celular de C. albicans, permite la unión de esta especie al Colágeno Tipo I.

Refieren además estos mismos autores que C. albicans posee una adhesina de naturaleza proteica denominada iC3b, que permite la adherencia del hongo al fragmento del complemento iC3b que cubre los eritrocitos. Otra manera de como C. albicans puede adherirse a las células epiteliales es a través de la Fibronectina. La Fibronectina es una glicoproteína que se encuentra en el plasma sanguíneo y en el tejido intersticial y a la cual se adhieren gran cantidad de microorganismos. Desde hace tiempo se tiene conocimiento que Candida tiene afinidad por la Fibronectina.

En un estudio reciente, se destaca el hecho de que C. albicans posee dos receptores con alta y baja afinidad para Fibronectina. Estos receptores pueden funcionar como adhesinas que permiten la unión de la Fibronectina del plasma sanguíneo, así como de los péptidos derivados de la Fibronectina.22

Está claramente demostrado que de las enzimas extracelulares sintetizadas por C. albicans, las proteinasas ácidas son las más conocidas que cumplen funciones como adhesinas. Estas enzimas han sido identificadas en diversos tejidos infectados por el hongo y constituyen como tal, un importante factor de virulencia del mismo. Las proteinasas ácidas han sido localizadas en la capa más externa de la pared celular de C. albicans a través del microscopio inmunoelectrónico, se activan en zonas donde hay valores bajos de pH y son inhibidas por la Pepstatina A.7

Se ha comprobado que células de levadura de C. albicans adheridas al acrílico de las prótesis dentales, crecen en mayor grado en medios suplementados con altas concentraciones de glucosa, galactosa, sacarosa o maltosa que en medios con bajas concentraciones de glucosa. Esta observación tiene gran relevancia, si se toma en consideración el hecho de que las dietas ricas en carbohidratos predispone a los individuos a infecciones por Candida en cavidad bucal. También se ha podido comprobar que C. albicans posee una mayor virulencia cuando crece en medios que contienen galactosa que cuando crece en medios que contienen glucosa.14, 23

En otro trabajo reciente, se ha demostrado que después que ocurre la adherencia de C. albicans a los tejidos, este microorganismo sintetiza nuevas proteínas de superficie, las cuales van acompañadas por la fosforilación de la tirosina de algunas de estas.24

Además de las uniones específicas "célula-célula", otro aspecto importante en la patogenicidad de C. albicans puede ser su afinidad no específica para unirse a las resinas acrílicas y a otros componentes plásticos.25

Adherencia de Candida albicans al acrílico de las prótesis dentales

La capacidad de C. albicans de adherirse y colonizar la superficie de acrílico de las dentaduras, es un factor importante en la patogénesis de la Estomatitis Sub-Protésica (E.S.P.). Sin embargo, estudios de microscopía electrónica y de cultivos han demostrado que la placa dental que se forma tanto en pacientes sanos como en pacientes con alteraciones patológicas está conformada por grandes cantidades de bacterias. Estas, en conjunto con C. albicans juegan un papel importante en la etiología de la E.S.P.25,26,27,28. Por otra parte, se ha afirmado que la adherencia por parte de Candida a la superficie de acrílico de las dentaduras, constituye el primer paso en la patogénesis de la E.S.P. asociada a este hongo.29

Se ha podido demostrar que los tubos germinales de C. albicans producen en su superficie una capa adicional de fibrillas, la cual es responsable del incremento de la adherencia de este microorganismo a las superficies plásticas.30

En un estudio realizado "in vitro", se ha demostrado que la adherencia de C. albicans a la superficie de acrílico de las prótesis dentales, puede llevarse a cabo mediante interacciones célula-célula con Streptococcus mutans en presencia de glucosa y sacarosa, observándose una coagregación entre ambas especies a través del microscopio electrónico de barrido en presencia de sacarosa. No se observó coagregación entre ambos microorganismos en presencia de glucosa.31

Cabe destacar además, que la adhesión de C. albicans a la superficie de acrílico no fue interrumpida por la presencia de la Glucosil-transferasa sintetizada por S. mutans.

En un estudio realizado por Vasilas y colaboradores,32 se comprobó que la saliva completa estimulada que cubre la superficie de acrílico de las dentaduras, incrementaba significativamente la capacidad de adherencia por parte de una cepa de C. albicans (613p) sobre la misma, en comparación con la capacidad de adherencia al acrílico por parte de esta cepa sin la presencia de saliva. Adicionalmente, una capa de saliva proveniente de las glándulas parótidas incrementaba significativamente la unión de la cepa antes mencionada sobre el acrílico de las dentaduras, al compararla con saliva proveniente de las glándulas submandibulares y sublinguales.

Una investigación realizada por Edgerton y colaboradores33 determinó que la saliva producida por las glándulas salivales sub-mandibulares, sub-maxilares y sub-linguales humanas, formaba una película adquirida sobre la superficie de la prótesis dentales, favoreciendo la adherencia de C. albicans a la superficie de acrílico (polimetilmetacrilato) de las mismas. Estos investigadores identificaron en la saliva, dos glicoproteínas del tipo mucinas (una de alto peso molecular, denominada MG1 y la otra de bajo peso molecular, denominada MG2), y sugirieron que las mucinas servían de receptores a ciertas adhesinas del hongo. Demostraron además que dicha adherencia podía ser inhibida por la acción de proteasas y glucosidasas. La inhibición de la adherencia también podía suscitarse si se incubaba previamente al hongo en medios que contenian manosa o galactosa.

Recientemente, Radford y colaboradores,34 realizaron un estudio "in vitro" para determinar la adherencia de C. albicans a diversas superficies de los materiales de base de las dentaduras, así como para observar el efecto de la película salival en la adherencia del hongo a estas superficies. Los resultados de este estudio demostraron que, C. albicans se adhiere en mayor grado a las superficies rugosas que a las superficies lisas de los materiales de base de las dentaduras. Sin embargo, contrario a lo expresado por Vasilas y colaboradores32 y Edgerton y colaboradores,33 estos investigadores demostraron que la presencia de la saliva reduce la capacidad por parte de este microorganismo de adherirse a dichas superficies.

Se ha podido demostrar "in vitro" que, la capacidad de adherencia por parte de C. albicans sobre la superficie de acrílico de las prótesis dentales, disminuía significativamente en presencia de Porphyromonas gingivalis.35

Otras investigaciones han revelado que las levaduras de C. albicans que crecen en medios líquidos que contienen galactosa, sacarosa o glucosa producen un material denominado Polímero Extracelular (P.E.). Las levaduras que crecen en medios que contienen galactosa, producen mayores cantidades de P.E. que las que crecen en medios que contienen sacarosa o glucosa. Este polímero está compuesto aproximadamente por 65 a 82% de carbohidratos (principalmente manosa), 7% de proteínas, 0,5% de fósforo y 1,5% de glucosamina.36,37

También se ha comprobado que el P.E. sintetizado por levaduras de C. albicans aumenta la habilidad de estas de adherirse al acrílico de las prótesis dentales, incrementándose aún más esta actividad en la cavidad bucal en presencia de carbohidratos.36,37

Por otra parte, la capacidad que poseen ciertas enzimas de remover a C. albicans de la superficie de acrílico de las dentaduras, fue evaluada por Tamamoto y colaboradores.38 Estos investigadores comprobaron que las enzimas que producen lisis de las levaduras, como Glucanasa b -1,3 (Zimolasa) y las enzimas proteolíticas como Pronasa P, Alcalasa, Esperasa y Papaína, removían a C. albicans con efectividad de la superficie de las dentaduras, en tanto que enzimas como Amilasa (Glucanasa a -1,4), Dextranasa (Glucanasa a -1,6) y Glucosidasa no eran capaces de remover al hongo. Los resultados del estudio permiten sugerir, de acuerdo a lo expresado por estos investigadores que, C. albicans se une a las superficie de acrílico de las dentaduras a través de proteínas, contrario a lo expresado por Mc Courtie y Douglas23 y Samaranayake y Mac Fairlane,39 quienes afirman que la unión de este microorganismo a la superficie acrílica de las dentaduras es a través de carbohidratos.

Efecto de los materiales acondicionadores de tejidos sobre Candida albicans

Se ha demostrado que la capacidad de adherencia de C. albicans a la superficie de los materiales acondicionadores de tejido colocados en las prótesis dentales, era menor que su capacidad de adherirse a la superficie de acrílico de las mismas. Se ha sugerido que entre las posibles causas que generan la disminución de la adherencia sobre la superficie de los materiales acondicionadores de tejido están: el tipo de material en sí, variaciones que se susciten en la superficie celular de C. albicans, así como la cantidad y tipo de saliva presente en la cavidad bucal.40

No obstante, se ha sugerido recientemente que el cambio que se produce en los materiales acondicionadores de tejido debido a la acción del tiempo, en conjunto con los fluidos biológicos del hospedero, particularmente suero, promueven el crecimiento de levaduras de C. albicans sobre los mismos.41

También se ha demostrado en otro estudio de data reciente42 que el ácido undecilénico, incorporado a los materiales acondicionadores de tejidos empleados frecuentemente en el tratamiento de la E.S.P., inhibe la transformación de C. albicans de la forma de levadura a la forma de hifa, lo cual resulta muy importante, más aún si se toma en consideración, tal y como lo señalan Pendrak y Klotz7 que las formas filamentosas (miceliales) del hongo son más virulentas que las formas de levadura.

INHIBICIÓN DE LA ADHERENCIA DE Candida albicans SOBRE LOS TEJIDOS BUCALES Y SOBRE LA SUPERFICIE DE ACRÍLICO DE LAS PRÓTESIS DENTALES.

Se está investigando insistentemente en la búsqueda de diversos agentes que permitan bloquear el proceso de adherencia de C. albicans a los tejidos y a la superficie de acrílico de las prótesis dentales, con la posibilidad de que se origine una infección. Entre algunos de estos agentes se encuentran la Quitina (N-Acetil Glucosamina)43 y la Pepstatina que actúa como inhibidor enzimático, probablemente de la proteinasa Acido Carboxílica asociada con la superficie celular.7

Por otra parte, se ha demostrado que luego de la exposición "in vitro" de células epiteliales de la cavidad bucal con Gluconato de Clorhexidina por 1 minuto, así como con enjuagues bucales "in vivo", se reduce significativamente la capacidad de adherencia de Candida a estas células, tanto en pacientes diabéticos como en pacientes no diabéticos.44

También se ha demostrado recientemente que, la exposición de C. albicans ante diversos agentes antimicóticos tales como Nistatina, Anfotericina B, 5-Fluorocitosina, Ketoconazol y Fluconazol por 1 hora, reduce significativamente la capacidad de adherencia por parte de esta especie a las superficies de acrílico de las prótesis dentales.29

Otros compuestos que intervienen en la virulencia por parte de Candida albicans

Es importante destacar que las hifas y pseudohifas de C. albicans están cubiertas con anticuerpos sensibilizados de eritrocitos de carnero conjugados con el producto de conversión de la fracción C3 del complemento, denominado C3d. Las levaduras también están cubiertas con este producto, pero la expresión como tal es menor.16

Se ha podido aislar una proteína unida a la fracción C3d del complemento que actúa como receptor-ligando de C. albicans, la cual está compuesta por diversos aminoácidos, siendo los predominantes Glicina y Glutamina-Acido Glutámico. Esta actividad por parte de la mencionada especie de ligar componentes del complemento a su superficie, permite inactivar la cascada del complemento. Además señalan que esta proteína juega un papel importante en la virulencia del microorganismo.16

Otros receptores-ligandos que se han identificado en C. albicans son proteinas unidas a la Fibronectina,18 al Fibrinógeno45 y a la Laminina.46

Se han identificado diversos receptores para C. albicans que se encuentran en la superficie de las células epiteliales de la cavidad bucal. Estos receptores son glicoproteínas y reconocen las lectinas que se ubican en la superficie del hongo37.

La actividad proteolítica extracelular por parte de la Aspartil-Proteinasa y su asociación con la virulencia de C. albicans ha sido verificada por algunos investigadores.47,48,49 Sugieren estos mismos investigadores que la enzima puede tener función proteolítica, favoreciendo la capacidad del microorganismo de colonizar los tejidos del hospedero y por lo tanto su destrucción.

Se ha estudiado el papel que juega la Aspartil-Proteinasa sintetizada por C. albicans en la invasión del epitelio bucal en humanos. Las blastosporas del hongo se adhieren al epitelio y por espacio de 4 horas pueden observarse los tubos germinales penetrando la superficie del mismo, manifestándose en ese período de tiempo la actividad proteolítica de la enzima sobre el tejido invadido, ya que ésta se localiza en la superficie de las blastosporas y de los tubos germinales del microorganismo.49

La actividad proteolítica de la Aspartil-Proteinasa sobre las células epiteliales invadidas por C. albicans puede ser inhibida por la Proteinasa inhibidora de la Pepstatina. Esta proteinasa también puede inhibir el crecimiento del hongo.16

Otras especies pertenecientes al Género Candida, incluyendo C. tropicalis y C. parapsilosis sintetizan proteinasas.50 La proteinasa producida por C. tropicalis es similar a la producida por C. albicans y se sintetizan durante la infección a los fagocitos, en cambio, la producida por C. parapsilosis tiene un peso molecular ligeramente menor y no se sintetiza cuando ocurre dicha infección. Por lo tanto, la carencia de la producción de la enzima por parte de C. parapsilosis puede estar relacionada con la reducción de su capacidad de virulencia.

Se ha reportado la producción de coagulasa por parte de C. albicans.51 Posteriormente se demostró que la colagenasa producida por esta especie, hidrolizaba y degradaba las fibras de colágeno de la dentina.52

C. albicans también sintetiza Fosfolipasa (que hidroliza fosfoglicéridos) y Lisofosfolipasa (que hidroliza lisofosfoglicéridos). Existen varios tipos de Fosfolipasa (A,B y C) y ya ha sido reportada la presencia de Lisofosfolipasa Transacilasa en esta especie. Estas enzimas al ser hidrolíticas, permiten destruir o alterar componentes de la membrana celular, trayendo como consecuencia la disfunción de la misma. Debido a que las membranas celulares están constituidas principalmente por lípidos y proteínas, se concluye que estos elementos, se constituyen en blancos de ataque de estas enzimas.53

Se le ha atribuido relativa importancia a la presencia de fosfolipasa y lisofosfolipasa en Candida. Por una parte, ellas están relacionadas con el control del crecimiento de la levadura y remodelado de la membrana celular parasitada; por otra parte, estas enzimas se relacionan con el mecanismo de invasión tisular del huésped. Se ha sugerido que la contribución más importante radica en la relación de estas enzimas con la patogenicidad, más que con el control del crecimiento.54

Se ha reportado que los ácidos producidos por C. albicans son: Acetato, Piruvato, Formato y Propionato, los cuales contribuyen a la citotoxicidad directa por parte de esta especie. 55,56

Por otra parte, es bien conocido el hecho de que la disminución de pH causada por los ácidos producidos por Candida, activa las proteinasas ácidas, fosfolipasas y colagenasas, las cuales provocan daño tisular y subsecuente invasión a los tejidos por parte del hongo, además de facilitar su adherencia a los mismos.57 Más recientemente, se ha demostrado la actividad de secreción de proteinasas ácidas por parte de C. albicans, siendo ésta, un factor importante en la patogénesis de la E.S.P.58

Las enzimas extracelulares sintetizadas por C. albicans, en conjunto con toxinas extracelulares similares a glicoproteínas y la presencia de diversos metabolitos ácidos pueden contribuir también a la inhibición de la fagocitosis, del complemento y del sistema inmune. C. albicans puede sintetizar nitrosaminas a partir de la saliva, las cuales pueden tener importancia en la Candidiasis Crónica Hiperplásica , ya que son conocidas como cancerígenos.5

Asimismo, los micelios de C. albicans pueden en ciertas ocasiones penetrar los tejidos bucales, pero solamente penetran las dos capas superficiales del epitelio (la capa de queratina y la capa granular), y jamás penetran el espesor completo del mismo. Se dice que esta penetración puede ser con la finalidad de obtener nutrientes o bien para evitar que los micelios sean removidos debido a la descamación de las células epiteliales.5

Aún cuando se sabe que la penetración de las hifas de Candida en la superficie de las células epiteliales bucales, vaginales y de la epidermis de la piel constituye como tal el hallazgo histopatológico más usual y consistente en las infecciones superficiales producidas por este microorganismo,6 experimentos realizados anteriormente por Ray y Payne,59  indicaron que la formación de hifas no es una propiedad obligatoria para la invasión celular por parte de C. albicans.

Experimentos recientes realizados "in vitro", han revelado que las hifas de C. albicans tienen la propiedad de sensibilidad por contacto o tigmotropismo. En cortes histopatológicos de tejidos infectados por esta especie, lo más frecuentemente observado es que las hifas se encuentren distribuidas al azar. Sin embargo, algunas veces en la capa de queratina del epitelio bucal, las hifas están distribuidas en patrones bien sea a lo largo o perpendiculares al estrato de queratinocitos, aunque dichos patrones no son consistentes como el de algunas especies de hongos (plantas) patógenos que siempre crecen en planos paralelos o perpendiculares a los límites de las células hospederas.6

Conclusión

Es de hacer notar que una vez que ocurre la adherencia de C. albicans a los tejidos, ocurren una serie de interacciones entre las células fúngicas y los tejidos del hospedero. Estos eventos post-adherencia pueden ser más críticos para el balance entre salud y enfermedad. C. albicans es capaz de adoptar diversas formas que constituyen indudablemente variaciones que surgen como consecuencia de su adaptación al medio donde se encuentra.

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Publicación original. Acta odontol. venez, jun. 2002, vol.40, no.2, p.185-192. ISSN 0001-6365.
Reproducción autorizada por: Acta Odontológica Venezolana, fundacta[arroba]actaodontologica.com

Germán Pardi - Profesor Asociado. Jefe del Departamento de Ciencias Básicas II. Facultad de Odontología, U.C.V.


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