Taxonomia dos fungos

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1 Maio/2018 Instituto de Ciências Biológicas Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia Taxonomia dos fungos Alessandra P. Sant Anna Salimena

2 Árvore Filogenética da Vida

3 Filos Sequências do gene de rrna 18S, retrata as relações entre os principais grupos (filos) de fungos Determinação de relações relativamente próximas entre eucariotos, mas não as distantes Quitridiomicetos sejam filogeneticamente basais a todos os demais grupos fúngicos e que os grupos mais derivados de fungos sejam os Basidiomicetos e Ascomicetos

4 Célula fúngica Quitina, em suas paredes celulares Pluricelular, formando hifas (paredes celulares tubulares que envolvem a membrana citoplasmática) Polissacarídeos (80-90%), como mananas, galactosanas, quitosanas, proteínas, lipídeos As hifas fúngicas septadas (apocíticas) ou asseptadas (cenocítica) O entendimento da química da parede celular fúngica é importante, devido ao extenso emprego biotecnológico dos fungos. Além disso, a química da parede celular fúngica foi utilizada na classificação deles com finalidades de pesquisa e industriais

5 Taxonomia dos fungos Dificuldade na identificação / classificação de fungos: taxonomia baseadas em aspectos morfológicos Dificuldades: definir espécie ou gênero Fases sexuadas (telomórficas) e assexuadas (anamórficas) de um mesmo organismo são classificadas com espécies distintas Técnicas moleculares Relações filogenéticas entre as diferentes espécies de fungos Desenvolvimento de métodos de diagnóstico e epidemiologia

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7 Deuteromycota Atualmente inexistente Reagrupados em Ascomycota ou Basidiomycota Fungos mitospóricos ou anamórficos Reprodução assexuada por conídios Fase sexuada é desconhecida, perdida ou ausente; Classificados corretamente por análises moleculares Principais espécies patogênicas

8 Chytridiomycota Compreende apenas uma classe O grupo é considerado o mais primitivo dentro dos fungos Microscópicos e de morfologia simples 100 gêneros, 1000 espécies (1-2% das espécies de fungos) Hábitat: maioria aquáticas, presente em águas doces e trato digestivo de mamíferos herbívoros

9 Chytridiomycota Patógeno de anfíbios Ex.: Batrachochytrium dendrobatidis Causa a quitridiomicose em sapos, uma condição em que o organismo infecta a epiderme do sapo, interferindo em sua capacidade de respirar pela pele Estes fungos foram implicados na mortandade intensa de anfíbios aumento da temperatura ambiental associado ao aquecimento global

10 Micélio contínuo (cenocítico) ausente ou pouco desenvolvido Estrutura de reprodução assexuada: zoosporângio Chytridiomycota Esporo flagelado (móvel) Zoósporo com um flagelo Posterior do tipo chicote possível remanescente de sua adaptação a ambientes aquáticos, principalmente água doce e solos úmidos

11 Zigomycota Inclui fungos de micélio cenocítico Sexuada Assexuada esporângios pela formação de zigósporos produção de esporangiósporos, no interior dos Ex.: Rhizopus stolonifer (mofo preto do pão - deterioração de alimentos)

12 Zigomycota Assexuada os micélios formam esporângios, no interior dos quais os esporos haploides são produzidos. Quando liberados, esporos geneticamente idênticos são dispersos e germinam, originando micélios de crescimento vegetativo Sexual há micélios com tipos de acasalamento de compatibilidades diferentes. Quando hifas de diferentes tipos de acasalamento encontram-se bastante próximas, elas formam extensões de hifas que contêm vários núcleos.

13 A fusão de dois gametângios combina os núcleos haploides e inicia a formação de um zigosporângio heterocariótico (núcleos diferentes) Núcleos haploides distintos fundem-se, tornando-se diploides, e a meiose, então, leva à produção de esporos haploides, à medida que o zoosporângio germina em um esporângio Assim como na fase assexual, a liberação dos esporos, nesse caso geneticamente diferentes, a partir do esporângio, dispersa o organismo, permitindo o crescimento vegetativo de hifas

14 Glomeromycota Caracterizam-se por formar associação com raízes da maioria das famílias de plantas (endomicorrizas micorrizas arbusculares) A maioria dos representantes desse filo formam associação simbiótica obrigatória com vegetais, auxiliando os mesmos na absorção de nutrientes

15 Reproduzem assexuadamente formando glomerósporos Glomeromycota Estrutura reprodutiva assexuada formada por Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMA) Acredita-se que os glomeromicetos, na forma de simbiontes de plantas, desempenharam importante papel na capacidade de plantas vasculares primitivas colonizarem o solo. Até o momento, nenhum foi cultivado independentemente de uma planta. Esses organismos têm apenas reprodução assexuada e a maioria apresenta morfologia cenocítica.

16 Basidiomycota Cogumelos, Orelhas de pau, ferrugens, leveduras e outros Compreende fungos de hifas septadas (apocíticas) Caracterizam pela produção de esporos sexuados basidiósporos

17 Basidiomycota

18 Basidiomycota Desenvolve-se como um simples micélio haplóide, crescendo vegetativamente no solo Fase reprodutiva sexual cogumelo. Os micélios de tipos de acasalamentos haploides positivo e negativo fundem-se e o crescimento mais rápido do micélio dicariótico (dois núcleos por célula). O micélio dicariótico desenvolve-se em um basidiocarpo, ou corpo de frutificação, iniciando como uma massa de micélios que se diferencia originando o basidiocarpo totalmente desenvolvido que observamos acima do solo cogumelo Os dois ciclos de divisão meiótica originam quatro núcleos haploides nos basídios e cada núcleo tornase um basidiósporo. Os basidiósporos geneticamente distintos podem, então, ser dispersos pelo vento a novos habitats, iniciando-se novamente o ciclo, germinando em condições favoráveis e desenvolvendose como micélios haploides.

19 Basidiomycota Os basídios dicarióticos, que são formados na face interior do basidiocarpo, em regiões achatadas denominadas lamelas, que se encontram ligadas ao píleo do cogumelo, realizam então uma fusão dos dois núcleos, formando basídios com núcleos diploides Basídia com basidiósporos

20 Basidiomycota

21 Subfilo Agaricomycotina Classe Agaricomycetes Basidiomycota

22 Ascomycota Agrupa fungos de hifas septadas Fungos unicelulares leveduras Conídios ou propágulos assexuados são também encontrados O papel ecológico dos ascomicetos consiste principalmente na decomposição de matéria vegetal morta, porém várias espécies de ascomicetos foram ectomicorrizas com árvores florestais, assim como um grande número participa de simbioses em líquens, juntamente com cianobactérias ou algas verdes

23 Tipos de acasalamento distintos, unem-se e fundem-se, formando um núcleo diploide, o qual sofre meiose, originando ascósporos haploides Produção de conídios que se formam por mitose nas extremidades de hifas especializadas Conidióforo

24 Os ascos são formados no interior de um corpo de frutificação Ascomycota Ascocarpo

25 Maio/2018 Instituto de Ciências Biológicas Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia Drogas antifúngicas Alessandra P. Sant Anna Salimena

26 Antifúngicos Parede celular espessa constituída por quitina e polissacarídeo Membrana celular cujo principal componente é o ergosterol Em razão dessas características peculiares, os fungos são naturalmente resistentes aos antimicrobianos utilizados no combate às infecções causadas por bactérias e vice versa A incidência das infecções fúngicas apresenta-se mais elevada em indivíduos com o sistema imunológico comprometido (pacientes desnutridos, transplantados e imunossuprimidos) Portanto, a duração do tratamento depende de cada caso e não deve ser interrompida antes da completa recuperação do paciente, para que não haja recorrência

27 Antifúngicos

28 Antifúngicos

29 Classificação dos antifúngicos Naturais Antifúngicos: produzidos por mos que inibem ou matam outros mos Ex.: polienos, griseofulvina Sintéticos ou semi-sintéticos Quimioterápicos: sintetizados em laboratório Ex.: flucitosina, nicomicinas, derivados morfolínicos etc

30 Classificação dos antifúngicos

31 Mecanismo de Ação

32 Poliênicos Anfotericina B: que foi o primeiro antifúngico eficaz no tratamento das micoses profundas Nistatina: bastante ativa contra leveduras (Candida albicans). Ação primária consiste na alteração da permeabilidade celular da membrana fúngica

33 Anfotericina B: isolada de um actinomiceto Streptomyces nodosus Poliênicos Difícil administração e efeitos colaterais (nefrotoxicidade) 1990: formulações lipídicas (alto custo) Tratamento de micoses profundas (C. albicans, H. capsulatum, B. dermatitidis, Aspergillus spp etc) Uso sistêmico: em associação com Fluocitosina (diminuição qtde), consequentemente, há uma diminuição a incidência dos efeitos colaterais relacionados com essa droga

34 Poliênicos Anfotericina B Ligam-se ao ergosterol da membrana celular fúngica Produzindo poros ou canais, resultando no aumento da permeabilidade da membrana, permitindo grande perda de eletrólitos do meio intracelular, particularmente potássio Vale ressaltar que apesar da anfotericina B possuir uma maior afinidade pelo ergosterol do que pelo colesterol, e sendo este último de grande importância para o homem, ela apresenta uma relativa, mas não absoluta, especificidade pela célula fúngica

35 Poliênicos Anfotericina B Ligação ao Ergosterol Formação de Poros

36 Aspectos farmacocinéticos Poliênicos Anfotericina B Via intra venosa: infecções fúngicas sistêmicas Intra articular: tratamento com esporotricose A anfotericina B distribui-se amplamente por todo o organismo, inclusive na placenta. Contudo possui baixo poder de penetração em determinados fluidos corporais, tal fato justifica o seu uso através de injeção local nessas situações. Em torno de 90-95% da anfotericina B apresenta-se ligada às proteínas plasmáticas. A maior parte dessa droga é excretada através da urina.

37 Poliênicos Anfotericina B Efeitos colaterais Pode potencializar a nefrotoxicidade de drogas do tipo antibióticos aminoglicosídeos e ciclosporina que, por sua vez, são nefrotóxicos em potencial. O uso concomitante com glicocorticóides pode aumentar os distúrbios eletrolíticos provocados por esses agentes. Geralmente após a injeção intravenosa surgem febre e calafrios. Espectro de ação A anfotericina B, dependendo do fungo envolvido, bem como da concentração utilizada, pode apresentar uma atividade fungicida, quando utilizada em doses elevadas, ou fungistática, quando em baixas concentrações. Candida albicans, Histoplasma capsulatum, Cryptococcus neoformans, algumas espécies de Aspergillus sp.

38 Poliênicos Nistatina: isolada de Streptomyces noursei Atividade contra Candida spp. (via tópica e oral) De uso tópico: encontra-se disponível principalmente na forma de pomadas e cremes vaginais Efeitos adversos: raros (dermatite e distúrbios gastrointestinais)

39 Poliênicos Mecanismo de ação Nistatina Interação dessa droga com o ergosterol, com a consequente formação de poros e aumento da permeabilidade da membrana fúngica

40 Poliênicos Nistatina Efeitos colaterais São raros. Contudo, podem ocorrer episódios de dermatite atópica ou diarreia, relacionados com o uso desse fármaco pelas vias tópica e oral, respectivamente. Espectro de ação A nistatina tem sido usada por via oral, para tratar candidíase na mucosa da cavidade oral e digestiva, através do seu contato direto com o agente agressor. No entanto, ela é administrada mais comumente pela via tópica, sobre a pele e mucosas, especialmente a vaginal, na forma de óvulo, creme vaginal, loções e pomadas.

41 Derivados Azólicos Fazem parte de um grupo de agentes sintéticos, com estrutura química semelhante, que possuem um amplo espectro de atividade antifúngica. Estes fármacos atuam inibindo a biossíntese dos lipídios, particularmente o ergosterol. Cetoconazol Esse agente é muito utilizado no tratamento de micoses sistêmicas e inibe a síntese de esteróides gonadais e adrenais.

42 Mecanismo de ação Derivados Azólicos Cetoconazol enzima do citocromo P-450 principal esteróide da membrana fúngica Age sinergicamente com a fluocitosina, cuja atividade ocorre intracelularmente, no tratamento de determinadas infecções fúngicas (candidíase)

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44 Derivados Azólicos Cetoconazol Aspectos farmacocinéticos Após a sua administração por via oral, é rapidamente convertido para a forma de hidrocloreto, no conteúdo ácido do estômago, sendo em seguida absorvido. Apresenta-se amplamente ligado às proteínas plasmáticas. Metabolismo: ocorre no fígado. Excreção: bile, com a consequente eliminação através das fezes Efeitos colaterais Náuseas e vômitos Espectro de ação O cetoconazol pode desempenhar atividade fungicida ou fungistática, dependendo da concentração utilizada

45 Derivados Azólicos Fluconazol Diferentemente do cetoconazol, não apresenta nenhuma atividade sobre o sistema endócrino e ainda possui uma excelente penetrabilidade no líquor. Mecanismo de ação Inibe a síntese do ergosterol presente na membrana fúngica. principal esteróide da membrana fúngica

46 Derivados Azólicos Fluconazol Aspectos farmacocinéticos Apresenta baixa ligação com as proteínas plasmáticas, podendo ser administrado pelas vias oral ou intravenosa Excreção: via renal Efeitos colaterais Baixa. Alguns podem apresentar náuseas e vômitos. Espectro de ação Criptococose, candidemia, blastomicose e histoplasmose. Receptores de transplante de medula óssea.

47 Itraconazol - Azólico sintético, desprovido de efeitos endócrinos Mecanismo de ação Inibe a síntese do ergosterol presente na membrana fúngica Derivados Azólicos Aspectos farmacocinéticos Via oral, sendo essa absorção aumentada com a ingestão de alimentos Efeitos colaterais Náuseas, vômitos, hipertensão e cefaléia Espectro de ação Criptococose, candidemia, blastomicose e histoplasmose

48 Derivados Azólicos Miconazol - Azólico sintético Mecanismo de ação Inibe a C-14 α-demetilase, resultando no bloqueio da demetilação do lanosterol em ergosterol, com o consequente aumento da permeabilidade da membrana fúngica. Aspectos farmacocinéticos Vias oral, intravenosa e tópica. Sua absorção por via oral ocorre de forma bastante reduzida, e quando é utilizada por via intravenosa provoca uma série de efeitos colaterais. Efeitos colaterais Oral: vômitos e diarreia Inravenosa: flebites, anemia Tópica: prurido e irritação Espectro de ação Dermatófitos e Candida.

49 Dano à membrana plasmática de levedura causado por Miconazol

50 Derivados Azólicos Clotrimazol - Azólico sintético Mecanismo de ação Inibição da biossíntese do ergosterol Aspectos farmacocinéticos Via tópica: baixa, mesmo assim é potentemente metabolizado no fígado e excretado na bile. Via oral: é rapidamente inativado por enzimas hepáticas, reduzindo portanto, consideravelmente a sua biodisponibilidade. Efeitos colaterais Prurido e urticária, em pequeno número de pacientes. Espectro de ação Dermatófitos e Candida albicans e Malassesia sp.

51 Derivados Azólicos Econazol - Azólico sintético. Mecanismo de ação Síntese do ergosterol Aspectos farmacocinéticos Não deve ser administrado por via oral ou parenteral, provocando sérios efeitos colaterais. Deve ser administrado apenas topicamente Efeitos colaterais Prurido e eritema Espectro de ação Micoses superficiais, visto que atinge concentrações terapêuticas apenas no estrato córneo e na derme

52 Alilaminas São bastante eficazes no tratamento tópico das dermatofitoses, assim como da candidíase cutânea. Atuam inibindo a biossíntese do ergosterol. Terbinafina É sintética, utilizada por via tópica ou oral. Mecanismo de ação Inibe a enzima esqualeno-epoxidase e, por conseguinte, bloqueia a biossíntese do ergosterol. É importante salientar que elas atuam independentemente do citocromo P Aspectos farmacocinéticos Via oral: 70% e Via tópica: pequena fração Seu metabolismo ocorre no fígado, sendo os metabólitos inativos excretados através da urina. Efeitos colaterais Via oral: anorexia, náuseas, vômitos, diarreia Tópica: urticária e exantema Espectro de ação Dermatófitos e candidíase cutâneo-mucosa

53 Naftifina Eficaz no tratamento das micoses superficiais Alilaminas Mecanismo de ação Age bloqueando a síntese do ergosterol Aspectos farmacocinéticos Foi desenvolvida especialmente para uso tópico, forma de creme a 1% Efeitos colaterais É muito baixa, alguns casos de dermatite de contato Espectro de ação Dermatofitoses, especialmente no combate a Tinea corporis e Tinea cruris

54 Fluocitosina É uma pirimidina fluorada sintética, geralmente utilizada em combinação com a anfotericina B, no tratamento de micoses sistêmicas e meningites causadas por Cryptococcus neoformans e Candida sp. Mecanismo de ação A 5-FC penetra na célula fúngica por intermédio de uma citosina permease específica, denominada citosina deaminase Resultando, assim em uma deficiência de ácido timidílico, que é um componente essencial do DNA Não encontrada em células de mamíferos

55 Fluocitosina Aspectos farmacocinéticos Via oral: bem absorvida e distribui-se amplamente por todo o organismo, inclusive atingindo concentrações elevadas no líquor. A excreção ocorre por via renal, por filtração glomerular. Efeitos colaterais Náuseas, vômitos, diarreia e menos comumente enterocolite Espectro de ação Tem sido utilizado sozinha, no tratamento da cromomicose, ou associada à anfotericina B, no combate à meningite criptocócica.

56 Griseofulvina Pesquisadores da Escola de Higiene e Medicina Tropical da Universidade Londres, a partir do Penicillium griseofulvum

57 Mecanismo de ação Interage com os microtúbulos impedindo formação do fuso mitótico (inibição da multiplicação do fungo) Interage com os microtúbulos desfazendo o fuso mitótico, provocando, assim, uma inibição no processo de mitose e por conseguinte na multiplicação do microrganismo

58 Griseofulvina Aspectos farmacocinéticos Via oral, sendo essa absorção facilitada pela ingestão concomitante de alimentos ricos em gordura. Ela se distribui largamente através dos tecidos queratinizados, tais como pele, pêlos e unhas. Portanto, por esse motivo a griseofulvina é a droga de escolha no tratamento das dermatofitoses Efeitos colaterais Cefaléia e náusea Espectro de ação Trichophyton, Microsporum e Epidermophyton, infecções dermatofíticas, não sendo utilizada nas micoses superficiais

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60 Resistência aos antifúngicos Estudos com C. albicans e outras espécies. Pouco conhecido para Aspergillus spp. e C. neoformans Não há evidências de que os fungos são capazes de destruir ou modificar os agentes antifúngicos Genes de resistência antifúngica não são transferidos entre as células Formação de biofilmes

61 Mecanismo de resistência aos antifúngicos

62 Mecanismo de resistência aos antifúngicos Resistência aos Azóis Alteração do alvo Fuconazol: C. albicans e C. krusei Itraconazol: A. fumigatus

63 Mecanismo de resistência aos antifúngicos Resistência aos Azóis Bomba de efluxo Fuconazol: C. albicans, C. glabrata e C. krusei Itraconazol: A. fumigatus

64 Resistência aos derivados poliênicos Alteração ou diminuição no conteúdo de ergosterol: C. albicans, C. glabrata, C. krusei e C. lusitaniae Mecanismo de resistência aos antifúngicos Uma das diferenças mais importantes entre os fungos e a células humanas está na manutenção da membrana plasmática das células. No caso das células dos mamíferos em geral, o colesterol detém a responsabilidade pela manutenção e em alguns casos, funcionamento da membrana plasmática. Nos fungos, esta responsabilidade é do ergosterol. Desta maneira, a síntese do ergosterol pode ser utilizada como alvo terapêutico. Além da membrana plasmática, as células dos fungos são envoltas por uma parede celular, composta principalmente de quitina e outras glicanas, sendo a produção destas glicanas um outro alvo terapêutico muito utilizado

65 Testes de Susceptibilidade Fornecem uma estimativa confiável da atividade relativa de dois ou mais fármacos contra o organismo testado Correlação com a atividade antifúngica in vivo Monitoramento de resistência entre uma população normalmente susceptível Avaliação de novas drogas antifúngicas Métodos qualitativos e quantitativos (CIM)

66 Testes de Susceptibilidade Para fins de padronização, o método aceito internacionalmente e preconizado pelo CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute), antigo NCCLS (National Committee for Clincal Laboratory Standards) é a diluição em meio líquido, tanto em tubos quanto em microplacas

67 Obrigada