RESISTENCIA DE ASPERGILLUS FUMIGATUS A LOS AZOLES: ESTUDIO CLÍNICO Y AMBIENTAL EN COLOMBIA

Sesión Solemne. Ceremonia de promoción a Miembro de Número del Académico Dr. Carlos Arturo Álvarez Moreno con Comentario de orden del Académico Honorario Dr. Fernando Ruíz Gómez.

El Aspergillus es un hongo ubicuo, existe en todas partes y se divide en 8 subgéneros. La sección Fumigati cuenta con 63 especies, cada una con características diferentes. Sus ciclos de reproducción son sexuales (Neosartorya fumigata), asexuales aumentando la oferta de mutaciones espontáneas por divisiones mitóticas al producir muchas conidiosporas (esporas asexuales externas) y parasexuales basado en la fusión de hifas (unidades estructurales de la mayoría de los hongos), genéticamente diferentes, pero compatibles.

El género Aspergillus se caracteriza por una gran adaptabilidad a diversos ambientes ecológicos. Se encuentra en desiertos, salinas, polos, manglares, en los cultivos, en el aire y polvo depositados, en la madera en descomposición. Probablemente lo que cambia es el porcentaje y la frecuencia. A. fumigatus es más común que otros Aspergillus debido a su capacidad superior para sobrevivir y crecer en una gama más amplia de condiciones ambientales en comparación con otras especies. Se ha identificado en zonas tan inusuales como áreas de riesgo para pacientes trasplantados en un hospital universitario, granos de café, páramos, pero también en ciudades con más de 27 °C.

Aspergillus y aspergilosis humanas.

Desde el punto de vista humano, es conocida la presencia de Aspergillus en pacientes inmunocomprometidos dando lugar a formas clínicas graves. Por otro lado, las formas clínicas de hipersensibilidad han sido poco estudiadas.

En los dos extremos de la imagen se sitúan a la derecha los pacientes que tienen aspergilosis broncopulmonar alérgica (ABPA), un cuadro severo (inmunocompetentes) y que presentan una reacción alérgica. En el otro extremo, pacientes que tienen una infección aguda invasiva, especialmente aquellos inmunocomprometidos que hacen cuadros de aspergilosis invasivas que pueden llevar a la muerte.

El Aspergillus puede interactuar con el ser humano produciendo una serie de cuadros clínicos diversos: cuadros de sinusitis alérgicas o de sensibilización al Aspergillus, formas de aspergilosis pulmonar crónica y bronquitis aspergilar. Muchos pacientes podrían tener complicaciones asociadas a este tipo de manifestaciones y si no se detecta correctamente y a tiempo el cuadro clínico podría complicarse mucho más.

El Aspergillus tiene características que lo hacen especial porque puede entrar en forma de conidias, pero también de hifas y puede interactuar con los macrófagos, con neutrófilos, o directamente con células dendríticas. Dependiendo de la interacción con cada una de estas células, va a producir una serie de marcadores inmunológicos Th1, Th2, Th17, que hacen que la respuesta sea diferente. Para algunas personas en contacto con el Aspergillus la respuesta es favorable, el paciente no tiene ninguna alteración, pero para otras, una situación particular puede llevarlos a la muerte.

Se sabe que el receptor activador expresado por las células mieloides (sTREM-1) amplifica la respuesta inflamatoria mediada por los TLR 2 y 4 contra bacterias y hongos, facilitando su control o en algunos casos produciendo una respuesta exagerada que puede conducir a la muerte. Dependiendo de cada cuadro clínico, la manera de enfrentar el diagnóstico es diferente. Las presentaciones clínicas de la aspergilosis crónica y alérgica se superponen considerablemente con otras etiologías mejor reconocidas, por lo tanto, es probable que la gran mayoría de los casos queden sin diagnosticar.

Las sospechas clínicas y radiológicas son importantes, pero las pruebas cutáneas y la búsqueda de anticuerpos son esenciales para el diagnóstico. La aspergilosis es una infección fúngica que produce una amplia gama de manifestaciones radiológicas determinadas principalmente por el estado inmunológico del paciente y la cronicidad de la enfermedad. En el caso del pulmón, se pueden encontrar cuadros de aspergiloma, de traqueobronquitis aguda o de aspergilosis invasiva en pacientes inmunocomprometidos, pero otros cuadros completamente diferentes pueden encontrarse en pacientes con aspergilosis broncopulmonar alérgica o aspergilosis pulmonar crónica. Este tipo de manifestaciones las hace el mismo agente patógeno dependiendo de la interacción.

Existen muy pocas estrategias terapéuticas y están enfocadas principalmente en los azoles y triazoles como el Itraconazole, Voriconazole, o el Posaconazole. En el caso de la aspergilosis y las reacciones alérgicas aún no existen muchas herramientas para su detección, pero por ejemplo, en la aspergilosis pulmonar crónica, se sabe que el factor predisponente es la enfermedad pulmonar obstructiva crónica o antecedentes de tuberculosis. Un grupo de Oxford, en una investigación denominada “Aspergillus fumigatus during stable state and exacerbations of COPD”, determinó que en personas con EPOC, la presencia de un fenotipo alérgico se asocia con un aumento de los síntomas respiratorios y riesgo de exacerbación de la EPOC.

En Colombia, de acuerdo al estudio “Prevalence of COPD in five Colombian cities situated at low, medium, and high altitude”, la prevalencia de EPOC es del 8,9%. La prevalencia de hipersensibilidad a Aspergillus y ABPA en pacientes con EPOC sin atopia fue del 8,5% y 1% respectivamente. Agarwal et al. 2010.

Hay una resistencia de los Aspergillus a los medicamentos y aunque los azoles han mostrado una mayor efectividad, empieza a describirse una resistencia a ellos, que puede ser generada de forma espontánea por una mutación que ocurre en esta gran diversidad genética.

Desde el punto de vista molecular, estos medicamentos lo que hacen es evitar el paso de lanosterol a ergosterol, provocando un bloqueo en ese complejo enzimático, pero cuando ocurren fenómenos como cambios de mutaciones en el sitio (como ocurre con las bacterias), o fenómenos de sobre expresión de esa proteína blanco, el trabajo de lo azoles no es suficiente para contrarrestar el efecto que puede tener y probablemente evitar así la muerte del hongo. Un problema adicional es que esas mutaciones se pueden acumular.

Se conoce que hay algunos triazoles que tienen una característica muy similar a los azoles usados en agricultura que presentan resistencia. Una hipótesis actual maneja la existencia de un fenotipo de resistencia cruzada entre ciertos fungicidas azólicos usados en agricultura y azoles usados en medicina.

Colombia es el cuarto país que utiliza más plaguicidas en toneladas por cada mil habitantes, produce 3 o 4 cosechas al año y los fungicidas ocupan el segundo lugar en venta después de los herbicidas. El sector de la floricultura utiliza regularmente varios fungicidas azólicos y aunque hay indicaciones para usar determinados fungicidas para determinados cultivos, no siempre se cumple.

El Dr. Álvarez, bajo la tutoría del profesor Patrice Le Pape, inició un estudio para determinar si en Colombia, un país productor de flores por excelencia, había resistencia a Aspergillus. Tomaron muestras de tierra en viveros y jardines públicos de Bogotá (es en la tierra donde se encuentra el Aspergillus, no en las flores).

La tierra se llevó a condiciones de crecimiento, se aisló el Aspergillus, y se hizo una siembra en agar enriquecido con Itraconazole y Voriconazole para estudiar su resistencia. Las cepas resistentes, donde el hongo creció a pesar de tener concentraciones del antimicótico, fueron analizadas por biología molecular en un laboratorio de la Universidad de Nantes.

El resultado fue 17/86 (19,8%) muestras positivas para Aspergillus sección Fumigati, incluidas 12 en áreas de floricultura y viveros de flores. En 8 de las 17 muestras de tierra se tenían aislamientos resistentes, que luego se identificaron como 40 cepas. También encontraron los mecanismos presentes en Europa el TR 34, Cyp51-L98H que genera resistencia al Itraconazol y otros como el TR46, Cyp51- Y121F/T289A que crean multirresistencia al Voriconazole e Itraconazole, y uno que por primera vez se describe y que llamaron TR53.

Con los hallazgos procedieron a hacer un estudio de microsatélites o Short Tandem Repeats para ver las secuencias y tratar de comparar si esas mutaciones que estaban presentándose en los Aspergillus aislados en Colombia eran iguales a lo que ocurría en Europa. El resultado, son las mismas mutaciones, pero genéticamente son diferentes. ¿Esa resistencia puede tener algún impacto en la población humana? A las cepas resistentes al Itraconazole y Voriconazole se les hizo un análisis de susceptibilidad antimicótica con la tecnología que se hace normalmente para los hongos en humanos, y se evaluaron para otros fungicidas como Tébuconazole y Flutriafol para saber si había una resistencia cruzada. La respuesta fue positiva, si había resistencia. Es decir, no solamente adquieren la resistencia para los antimicóticos humanos sino también para los fungicidas en agricultura.

La segunda parte del estudio evaluó en Bogotá y los municipios de Cota, Tenjo y Tabio al azar otro tipo de cultivos; papa, maíz, fresas, zanahorias, arvejas, en terrenos preparados para la agricultura que llevaban dos meses sin aplicarles nada. El resultado, 34 (56,6%) muestras positivas para A. fumigatus. En 15 muestras, las cepas (n=18) crecieron en agar suplementado con itraconazole o voriconazole.

El análisis cromatográfico mostró por primera vez la presencia de 4 fungicidas triazólicos: tebuconazol, tetraconazol, penconazol y difenoconazol, en las mismas muestras donde se habían aislado las cepas resistentes. Esto aumenta la sospecha de una asociación entre el uso de fungicidas y la propagación de la resistencia de A. fumigatus en la floricultura.

¿Qué hacer con esta situación particular? ¿Será necesario hacer programas de control de fungicidas en la agricultura? Los fungicidas se usan para dar respuesta a una situación particular, la presencia de hongos que pueden afectar los cultivos, pero si es importante plantear alguna posibilidad de restricción en estas cadenas de valor en las diferentes industrias. Cuando hablamos de una sola salud, se habla también de enfermedades emergentes producto de resistencia antimicrobiana. Todo nos impacta.

El Dr. Álvarez también lideró un estudio en pacientes con EPOC que se trabajó con varias instituciones médicas y que buscaba activamente la presencia o no de Aspergillus. La edad promedio de los pacientes fue de 74 años, el 75,6% dijo haber estado expuesto al fuego de leña, el 58,3% tenía alto riesgo de exposición a Aspergillus, 37% dijo haber realizado actividades relacionadas con agricultura y 21,3% con obras de construcción.

En el análisis microbiológico se buscó la presencia de Aspergillus en el esputo. En los hallazgos se encontró por primera vez la presencia de Aspergillus caelatus, normalmente asociado a los cultivos de café, también la presencia de Candida y A. fumigatus. En este estudio no se encontró resistencia a los Aspergillus cultivados en estos pacientes, pero en otro estudio posterior sí.

En la literatura, el fenotipo alérgico de la EPOC ha mostrado un mayor riesgo de exacerbaciones y la sensibilización en A. fumigatus se ha asociado con una función pulmonar reducida. Aunque se encontró A. fumigatus en esputo de pacientes con EPOC, la prevalencia de hipersensibilidad a Aspergillus fue baja.

No se pudo encontrar pacientes con ABPA, ni encontrar relaciones entre la mala función pulmonar y la presencia de Aspergillus en cultivo. Tampoco relaciones entre pacientes con ACOS, la presencia de Aspergillus en cultivo, sensibilización a Aspergillus o niveles elevados de sTREM-1.

Se encontró una fuerte correlación entre el uso de esteroides inhalados y la presencia de Aspergillus en el esputo de los pacientes, así como una tendencia hacia el aumento en la frecuencia de las exacerbaciones en los últimos 12 meses.

El Dr. Álvarez Moreno es médico cirujano de la Universidad Nacional de Colombia. Especialista en infectología de la misma universidad. Magister en epidemiología clínica de la Pontificia Universidad Javeriana y Doctorado en ciencias biológicas de Nantes Université en Francia.

El comentario de orden estuvo a cargo del Académico Honorario Dr. Fernando Ruíz Gómez, médico cirujano de la Pontificia Universidad Javeriana, doctorado en salud pública del Instituto Nacional de Salud Pública de Cuernavaca México. Exministro de Salud y Protección Social que hizo una semblanza del Dr. Carlos Arturo Álvarez destacando la importancia del estudio presentado en ramas como la Salud Pública y la ecología. También destacó su faceta como hombre público, sus cualidades profesionales, su compromiso y su vocación de servicio.

Presentación completa en: https://www.youtube.com/watch?v=f2rV1J0IyY0

Resumen de la presentación, Victoria Rodríguez G, responsable de plataformas digitales ANM.