Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO POSGRADO EN CIENCIAS BIOLÓGICAS FACULTAD DE MEDICINA BIOLOGÍA EXPERIMENTAL IDENTIFICACIÓN Y GENOTIPIFICACIÓN DE Pneumocystis jirovecii EN PACIENTES CON EPOC E INMUNOCOMPROMETIDOS TESIS QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: MAESTRA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS PRESENTA: MARÍA DE LOS ÁNGELES MONDRAGÓN ORDÓÑEZ TUTORA PRINCIPAL DE TESIS: DRA. FRANCISCA HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ FACULTAD DE MEDICINA, UNAM COMITÉ TUTOR: DR. MARCO ANTONIO CERBÓN CERVANTES FACULTAD DE CIENCIAS, UNAM DR. GUSTAVO REYES TERÁN FACULTAD DE MEDICINA, UNAM MÉXICO, AGOSTO 2014 An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ AGRADECIMIENTOS Al Posgrado en Ciencias Biológicas, UNAM Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONACyT por la beca otorgada (270094). Este trabajo fue realizado parcialmente con recursos del presupuesto asignado a la Dra. Francisca Hernández Hernández, de la unidad de Micología Médica del Departamento de Microbiología y Parasitología, Facultad de Medicina, UNAM A la Doctora Francisca Hernández Hernández Al Doctor Marco Antonio Cerbón Cervantes y Al Doctor Gustavo Reyes Terán, por formar parte del Comité Tutoral. Al Centro de Investigación en Enfermedades Infecciosas (CIENI) del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER) Al Servicio Clínico 5 Desórdenes del sueño y EPOC del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER) An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ AGRADECIMIENTOS PERSONALES Al Dr. Santiago Ávila Ríos, la Dra. Perla del Río, QFB. Amaranta Rivero Arrieta, QFB. Erika Córdova Martínez, QC Ramón Hernández Juan, QC Carolina Demeneghi Cervantes y QFB Loana Álvarez por su apoyo durante la realización del presente proyecto. A mi madre María Elena Ordóñez por siempre impulsarme en todos los proyectos que emprendo. A Emmanuel Balcazar, por ser amigo, esposo y cómplice. A mis hermanos Antonio Mondragón Ordóñez y Ángel Mondragón Ordóñez. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ Este trabajo está especialmente dedicado a mi padre Lorenzo Mondragón Soto. Gracias An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ ÍNDICE RESUMEN ------------------------------------------------------------------------------------------- 1 ABSTRACT ------------------------------------------------------------------------------------------ 3 INTRODUCCIÓN ----------------------------------------------------------------------------------- 5 1. Pneumocystis ----------------------------------------------------------------------------------- 5 1.1 Datos históricos -------------------------------------------------------------------------------- 5 1.2Taxonomía --------------------------------------------------------------------------------------- 7 1.3Ciclo de vida ------------------------------------------------------------------------------------- 9 1.4Estructura -------------------------------------------------------------------------------------- 11 2. NEUMOCISTOSIS ---------------------------------------------------------------------------- 13 2.1 Fisiopatogenia -------------------------------------------------------------------------------- 13 2.2 Manifestaciones clínicas ------------------------------------------------------------------- 14 2.3 Complicaciones ------------------------------------------------------------------------------ 15 2.4 Grupos de riesgo ---------------------------------------------------------------------------- 16 2.5 Diagnóstico ----------------------------------------------------------------------------------- 17 2.5.1Exámenes de laboratorio ---------------------------------------------------------------- 17 2.5.2Radiografía de tórax y tomografía axial computarizada -------------------------- 18 2.5.3Microscopía óptica ------------------------------------------------------------------------- 19 2.5.4 Inmunofluorescencia directa (IFD) ---------------------------------------------------- 20 2.5.5 Técnicas de biología molecular -------------------------------------------------------- 20 2.5.5.1 Genes blanco ---------------------------------------------------------------------------- 22 2.6 Tratamiento ----------------------------------------------------------------------------------- 23 2.6.1 Resistencia al tratamiento--------------------------------------------------------------- 26 3. EPIDEMIOLOGÍA ---------------------------------------------------------------------------- 27 3.1Transmisión ------------------------------------------------------------------------------------ 28 3.2 Colonización ---------------------------------------------------------------------------------- 29 3.3 Prevalencia e Incidencia de la neumocistosis ---------------------------------------- 30 3.4 Genotipos ------------------------------------------------------------------------------------- 32 3.5 Neumocistosis en México ----------------------------------------------------------------- 34 ANTECEDENTES -------------------------------------------------------------------------------- 36 HIPÓTESIS ---------------------------------------------------------------------------------------- 38 OBJETIVOS --------------------------------------------------------------------------------------- 39 MATERIAL Y MÉTODO ------------------------------------------------------------------------ 40 RESULTADOS ------------------------------------------------------------------------------------ 45 DISCUSIÓN --------------------------------------------------------------------------------------- 63 CONCLUSIONES -------------------------------------------------------------------------------- 66 REFERENCIAS ----------------------------------------------------------------------------------- 67 ANEXO 1 . Técnicas de biología molecular ------------------------------------------------ 72 ANEXO 2. Principales datos recolectados de los pacientes --------------------------- 76 An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 1 RESUMEN Pneumocystis jirovecii anteriormente conocido como Pneumocystis carinii, sigue siendo uno de los patógenos oportunistas más importantes que afectan a individuos con Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA) y a pacientes con inmunosupresión por otras causas (comoaquellos que son sometidos a trasplantes o con fibrosis quística, entre otras) en los que se produce una neumonía grave (neumocistosis) con una alta tasa de morbilidad y mortalidad. En los últimos años, el desarrollo de técnicas moleculares, han permitido la identificación y un mejor estudio de la epidemiología de este patógeno así como el diagnóstico de la neumocistosis. La amplificación de fragmentos específicos de DNA por reacción en cadena de la polimerasa (PCR, del inglés polymerase chain reaction) es el método más utilizado. En diversos centros, particularmente hospitales e instituciones de investigación, también es utilizada la PCR tiempo real, cuyas principales ventajas son su mayor sensibilidad y el corto tiempo en que se tiene el resultado. Se estudiaron 160 muestras de lavado bronquioalveolar (LBA) de pacientes infectados con VIH-SIDA, 32 de pacientes con enfermedad obstructiva crónica (EPOC) y 50 muestras de líquido de lavado orofaríngeo (LOF) de individuos aparentemente sanos. A estas muestras se les realizó extracción de DNA y con este se hizo una PCR anidada para la identificación de P. jirovecii. Las muestras que resultaron positivas fueron secuenciadas y se determinó a que genotipo pertenecían; se realizó también la búsqueda de mutaciones asociadas a resistencia a sulfonamidas. En el 40% de los pacientes con VIH-SIDA, se encontró DNA de P.jirovecii, mientras que en el grupo de pacientes con EPOC se detectó únicamente en 2 pacientes. En individuos sanos no se detectó presencia de este hongo. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 2 Con respecto a las mutaciones asociadas a la resistencia a sulfonamidas, se encontró la doble mutación (Aminoácidos 55 y 57) en el 17.6% de los casos. Con estos resultados podemos concluir que la neumocistosis sigue siendo una causa importante de morbilidad y mortalidad entre los pacientes con VIH y que debido al uso inadecuado de las sulfonamidas, cada vez es más frecuente, la presencia de mutaciones asociadas a la resistencia a este grupo de fármacos. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 3 ABSTRACT Pneumocystis jirovecii formerly known as Pneumocystis carinii , remains one of the most important opportunistic pathogens that affect individuals with Acquired Immunodeficiency Syndrome (AIDS ) and patients with other causes immunosuppression , which severe pneumonia occurs ( Pneumocystis carinii pneumonia PcP ) with a high morbidity and mortality. In recent years, the development of molecular techniques has allowed a better identification and study of the epidemiology of this pathogen and diagnosis of PcP. Amplification of specific DNA fragments by polymerase chain reaction (PCR ) is the most commonly used technique. In many centers, particularly hospitals and research institutions, real-time PCR is also used. The main advantages of this method are its higher sensitivity and the short time to produce results. 160 BAL samples from HIV infected patients, 32 chronic obstructive pulmonary disease(COPD) patients and 50 samples of oropharyngeal washing fluid from apparently healthy individuals were studied. These samples were subjected to DNA extraction and nested PCR for the identification of P. jirovecii. Positive samples were sequenced in order to genotype the pathogen. The same procedure was also performed to look for mutations associated with sulfonamide resistance. In 40% of patients with HIV - AIDS , P. jirovecii DNA was found, while in the group of patients with COPD it was detected only in 2 patients. In healthy individuals, the fungus was not detected. With respect to mutations associated with sulfonamide resistance a high percentage of patients did not evidence of resistence while the double mutation (amino acids 55 and 57) was observed in 17.6% of cases. With these results we can conclude that PcP remains an important cause of morbidity and mortality among patients with HIV and that due to the inappropriate An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 4 use of sulfonamides, the presence of mutations associated with resistance to this group of drugs is becoming more common. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 5 INTRODUCCIÓN 1. Pneumocystis Pneumocystis jirovecii, anteriormente conocido como Pneumocystis cariniif sp. hominis, continúa siendo uno de los patógenos oportunistas más importantes que afectan a pacientes con inmunodepresión debida al Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA) o alguna otra causa, como fibrosis quística, trasplantes y enfermedades autoinmunes entre otras. En estos pacientes se presenta un cuadro neumónico asociado a altas tasas de mortalidad. Desde que fue observado por primera vez y durante mucho tiempo después, Pneumocystis fue considerado como un protozoario. Actualmente se reconoce como un hongo atípico y ubicuo, el cúal no se ha logrado cultivar en ningún medio. Pneumocystis sp. se encuentra como comensal en los pulmones del ser humano y de diversos mamíferos como ratas, ratones, conejos, liebres y murciélagos. Originalmente se creía que una sola especie de Pneumocystis era la que parasitaba a las distintas especies de mamíferos; sin embargo, estudios basados en técnicas moleculares han demostrado que existen diversas especies de este hongo, las cuales tienen una estrecha afinidad por su huésped y difieren en su genética. El agente causal de la infección en el humano es Pneumocystis jirovecii (Lu, 2008; Morris, 2008) 1.1 Datos históricos Pneumocystis fue observado por primera vez por Carlos Chagas en 1909, en los pulmones de cobayos inoculados con sangre que aparentemente contenía formas quísticas de un nuevo Trypanosoma humano; lo interpretó como una parte del ciclo de vida de Trypanosoma cruzi y lo denominó Schizotrypanum cruzi (Calderón et al, 2011) An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 6 Un año después de este suceso, Antonio Carini realizó una descripción similar: observó quistes en pulmón de ratas infectadas con Trypanosoma lewisi (Calderón et al, 2011). Sin embargo, surgió la duda de si estos quistes pertenecían a un microorganismo desconocido, por lo que algunas de sus muestras histológicas fueron enviadas y analizadas en el Instituto Pasteur de Paris. En dicho instituto, Delanôe y Delanôe estudiaban muestras obtenidas de ratas que no estaban infectadas por tripanosomas y encontraron quistes semejantes a los encontrados en las muestras enviadas por Carini. Para 1912, como resultado de la revisión de publicaciones previas y las preparaciones enviadas por Carini, concluyeron que los quistes encontrados pertenecían a un nuevo género y especie, por lo que se sugirió el nombre de Pneumocystis carinii. Pneumo por el tropismo por el pulmón, cystis por su forma de quiste y carinii en honor al Dr. Antonio Carini. Durante el período en que ocurrió la segunda guerra mundial, se presentó un tipo de neumonía que, en ese momento era desconocido en Europa. Afectaba principalmente a niños entre 2 y 8 meses de edad que, además, eran prematuros y presentaban malnutrición. El cuadro clínico iniciaba con pérdida de apetito, diarrea y disminución de peso. Posteriormentedesarrollaban dificultad para respirar, tos y fiebre. Después de una o dos semanas la condición empeoraba, lo que ocasionó la muerte de varios niños. Se sospechó que se trataba de un agente contagioso; sin embargo, la búsqueda de un microorganismo como agente causal fue infructuosa. En 1951, en Checoslovaquia, durante el examen microscópico de muestras de los pulmones de 16 niños que habían fallecido a causa de esta neumonía, Vanek descubrió que los alveolos estaban infestados de quistes de P. carinii. Con estos resultados se descubrió la etiología de esta epidemia (Álvarez, 2008). Hasta 1956, se pensaba que la infección por P. carinii estaba limitada a niños. En 1960, se empezó a relacionar a este hongo con pacientes adultos inmunodeprimidos. La historia de Pneumocystis puede dividirse en antes y después del año 1980, ya que sin duda en este año P. carinii deja de ser un patógeno relativamente extraño para el hombre y se vuelve una de las principales An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 7 causas de muerte entre los pacientes afectados por la pandemia del SIDA. Se considera que la detección de Pneumocystis indujo el descubrimiento del SIDA, ya que si no hubiese sido por la presencia de esta infección oportunista, no se habría puesto atención al estado de inmunodepresión en que se encontraban los pacientes (Calderón et al, 2011). Desde las primeras observaciones realizadas por Chagas, se han desarrollado diversos modelos experimentales y éstos han demostrado que los Pneumocystis de un hospedero determinado son incapaces de proliferar en otra especie de hospedero. En el caso de los microorganismos aislados a partir de muestras de humanos, se han nombrado como Pneumocystis jirovecii, en honor al parasitólogo Otto Jirovec, quien identificó por primera vez a Pneumocystis como patógeno humano (Álvarez, 2008) 1.2 Taxonomía La clasificación taxonómica de Pneumocystis ha cambiado a lo largo de los años. Como se mencionó previamente, este microorganismo fue considerado por mucho tiempo como un protozoario debido principalmente a sus características morfológicas(Tabla 1). En 1970, Vavra y Kucera, con base en estudios ultraestructurales, sugirieron que Pneumocystis era altamente compatible con los hongos (Calderón et al, 2011). En 1988, Edman y colaboradores aportaron la primera evidencia molecular que establecía que este microorganismo pertenece al Reino Fungi. Estos investigadores encontraron que la secuencia del gen del rRNA 16S de Pneumocystis es más parecida a la secuencia de los hongos que a la que se encuentra en protozoarios. Stringer y colaboradores en 1989 corroboraron estos resultados; además el análisis de otros genes importantes, como el que codifica para la subunidad mayor del rRNA mitocondrial y otros 7 genes mitocondriales cercanos a éste, demostró que presentan una homología significativa con los que se encuentran en los hongos. Otra evidencia es la presencia del factor de An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 8 elongación 3 durante la síntesis proteica en Pneumocystis, el cual se encuentra únicamente en los hongos y no en el resto de los eucariotes. Finalmente, las enzimas dihidrofolatoreductasa y la timidilatosintasa, se encuentran como dos proteínas independientes en Pneumocystis, mientras que en los protozoarios, éstas se encuentran formando parte de una sola proteína bifuncional (Stringer et al, 1989). Las técnicas moleculares han demostrado que dentro del género Pneumocystis, existe una gran diversidad genética, la cual está estrechamente relacionada con la especie del hospedero en que se encuentra. En 1994, para poder distinguir estas diferencias mientras se describían las distintas especies de Pneumocystis, se propuso un sistema trinomial, en el cual se utilizaba el nombre Pneumocystis carinii, seguido en todos los casos de forma specialis (f.sp.) (Redhead et al, 2006). Por ejemplo en el caso del microorganismo que infecta a los humanos su nombre se presentaba como Pneumocystis carinii f.sp. hominis. (Redhead et al, 2006) En 1976, Frenkel propuso el nombre de Pneumocystis jiroveci para el patógeno que afecta a los humanos; sin embargo, al ser reclasificado como hongo, este nombre sufrió un último cambio a Pneumocystis jirovecii, de acuerdo con la Nomenclatura Internacional de Códigos Botánicos (ICBN). (Redhead et al, 2006) En la actualidad la ubicación taxonómica de Pneumocystis es la siguiente: Reino: Fungi Phylum: Ascomycota Clase: Pneumocystidomycetes Orden: Pneumocystidales Familia: Pneumocystidacae Género: Pneumocystis Especies: Pneumocystis jirovecii Pneumocystis carinii Pneumocystis oryctolagi An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 9 Pneumocystis murina Pneumocystis wakefieldiae Pneumocystis Hongo Pneumocystis Protozoario Presencia de subunidad 16s y 5s rRNA Enzimas Dihidrofolatoreductasa y Timidilatosintetasa, son dos proteínas distintas Contiene Factor de elongación 3 β – tubulina, α- tubulina y actina Presencia de β-glucanos en la pared Se observan mitocondrias con crestas lamelares Sensible a equinocandina, cuyo blanco son los β-glucanos No se ha logrado obtener en ningún medio de cultivo in vitro Carencia de ergoesterol en la membrana Susceptible a antibacterianos La pared celular es frágil y flexible Características morfológicas típicas de los protozoarios Resistencia a la mayoría de antifúngicos 1.3 Ciclo de vida Diversos estudios sugieren que Pneumocystis presenta una fase de reproducción sexual y una asexual en su ciclo de vida (Fig.1). Se reconocen tres estadios: trofozoito (1-5 µm), pre-quiste o esporocito (fase intermedia 5–8 µm) y el quiste maduro (5-10 µm) (Cushion, 2004). Durante la reproducción asexual, las formas tróficas se multiplican por fisión binaria. En el ciclo sexual, dos formas tróficas haploides se conjugan para formar una estructura diploide, el pre-quiste o esporocito. En el prequiste se presenta un proceso de división meiótica seguido por una mitosis, dando como resultado el quiste maduro con ocho esporas haploides. Estas estructuras que representan las Tabla 1. Características que fundamentaron la clasificación de Pneumocystis dentro del grupo de los hongos y de los protozoarios. Tomado y modificadco de Calderón y cols, 2011 An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 10 ascosporas son liberadas por un proceso de exquistación, dando origen a las nuevas formas tróficas que se adhieren a los neumocitos tipo I. Esta forma de reproducción es similar a lo que ocurre en los ascomicetos, siendo el quiste el homólogo del asca y los cuerpos intraquísticos las ascosporas (Álvarez, 2007). No se ha encontrado una fase ambiental de Pneumocystis, por lo que las hipótesis existentes acerca del ciclo de vida, se basan únicamente en las formas encontradas dentro de los pulmones de los hospederos. Por lo tanto, se considera que todo el ciclo de vida ocurre dentro de éstos. Los individuos que son portadores de Pneumocystis pero no presentan ningún inmunocompromiso, pueden servir como reservorio temporal del hongo. Existen trabajos realizados con técnicas de biología molecular que sugieren que Pneumocystisposee un sistema funcional de mating type (Cushion, 2004). Figura. 1 Ciclo de vida Pneumocystis jirovecii. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 11 1.4 Estructura Debido a que Pneumocystis no ha podido ser cultivado, el estudio de la biología y genética de éste hongo se considera complicado. Por esta razón, el uso de modelos animales ha sido de gran ayuda para poder entender y esclarecer aspectos importantes de la biología de Pneumocystis; estos modelos además aportan información de interés para estudios bioquímicos y evaluación de fármacos. Una característica fenotípica muy importante en Pneumocystis es la carencia de ergoesterol en su membrana, la cual lo diferencia del resto de los hongos y lo hace resistente por naturaleza a la anfotericina B. En la membrana de este hongo puede encontrarse colesterol, el cual se presenta principalmente en la membrana de las células de mamíferos. La glicoproteína mayor de superficie (MSG) se considera la más abundante en Pneumocystis, ya que constituye tres cuartas partes de las proteínas totales del hongo. Fue la primera proteína aislada y caracterizada en este microorganismo; pesa 120 kDa. Además de ser la más abundante, la MSG presenta una gran variabilidad antigénica, lo que puede ayudar a que el hongo evada la respuesta inmune del hospedero. Otras proteínas importantes que posee Pneumocystis son la PCSTE 20 y la PCMAPK; éstas intervienen en los cambios morfológicos del hongo, así como en la reproducción sexual y la adherencia del hongo a los neumocitos tipo I. (Calderón et al, 2011). Se realizaron estudios de microscopía electrónica de transmisión que han permitido conocer la ultraestructura de las formas involucradas en el ciclo de vida de Pneumocystis. En base a dischos estudios, se considera que tanto las formas tróficas como los esporocitos son las fases vegetativas. Las formas tróficas se caracterizan por presentar una pared celular delgada, con dos membranas, una externa y una interna, separadas por un espacio intermembranoso. Otra característica importante de éstas, es la presencia de filopodios, los cuales An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 12 intervienen en la adherencia de Pneumocystis a los neumocitos tipo I. La forma de los trofozoitos es irregular, se observa sólo un núcleo de cromatina difusa y una mitocondria. En cuanto al prequiste o esporocito, la pared se observa más gruesa. En la fase de quiste maduro, la membrana es más gruesa; se ha observado una invaginación hacia el interior en una porción de ésta; a esto se le conoce como estructura en paréntesis cuando se realiza la tinción de plata-metenamina de Gomori Grocott; al parecer la presencia de dicha invaginación está relacionada con la liberación de las ascosporas. En el interior del quiste se diferencian la matriz y ocho cuerpos intraquísticos o ascosporas. Las esporas poseen una membrana gruesa y se observa un núcleo en cada una de ellas, la forma de éstas puede ser esférica o irregular (Walzer, 2006). An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 13 2. NEUMOCISTOSIS La neumonía producida por P. jirovecii (PcP) o neumocistosis es ampliamente conocida como una infección oportunista del parénquima pulmonar. Esta enfermedad se caracteriza por la producción de exudado proteináceo en la luz alveolar, lo que ocasiona hipoxemia progresiva y muerte en el paciente no tratado oportuna y adecuadamente (Morris, 2008 a). 2.1 Fisiopatogenia Se han estudiado los cambios fisiológicos y bioquímicos que tienen lugar en el pulmón en modelos animales, principalmente en ratas y se ha observado que el surfactante es un factor muy importante en la fisiopatogenia de la enfermedad. Otros acontecimientos importantes durante la neumocistosis son: la lenta propagación del hongo, ya que de esta manera se llenan los alvéolos de una gran cantidad del microorganismo, así como la adhesión de Pneumocystis a los neumocitos de tipo I, lo cual provoca que se incremente la permeabilidad alvéolo- capilar (Eijking et al, 1991). El surfactante es una mezcla de fosfolípidos y proteínas, secretada por el epitelio alveolar y se encarga de mantener la estabilidad pulmonar. Los principales hallazgos encontrados en modelos animales durante la neumocistosis, son: la alteración del intercambio gaseoso y un cambio en la composición del surfactante. En base a lo anterior, se postula lo siguiente; una vez que Pneumocystis se adhiere al epitelio alveolar, principalmente a los neumocitos tipo I, se establece la infección y con esto se inicia el daño celular; disminuye la cantidad de fosfolípidos presentes en el surfactante y se incrementa la concentración de proteínas A y D, las cuales son generadas por los neumocitos tipo II (Morris y Norris, 2012). Posteriormente inicia la respuesta mediada por linfocitos T, por la vía Th1 y Th2, se secreta entonces IFN-γ e interleucina 4 (IL-4). La proteína A del surfactante se An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 14 une a los residuos de manosa de la MSG de Pneumocystis, lo que aumenta la interacción del hongo con el epitelio alveolar. Se estimula la producción de citocinas, lo cual favorece la fagocitosis de Pneumocystis. Si se trata de un paciente inmunocompetente, el resultado de este proceso es la eliminación de Pneumocystis, pero si se trata de un paciente inmunocomprometido, la respuesta es insuficiente (Morris y Norris, 2012). Los cambios que acontecen durante el curso de la neumocistosis son la alteración del intercambio gaseoso y un exudado alveolar espumoso. Si el paciente no recibe tratamiento, se desarrolla hipoxemia, incremento en el gradiente alvéolo-capilar y alcalosis, provocando insuficiencia respiratoria y la muerte por el grave daño pulmonar (Álvarez, 2008). Existen reportes de que esta infección puede diseminarse a hígado, bazo, médula ósea, corazón, ojos, oídos, y tracto gastrointestinal y genitourinario, aunque no se conoce su interpretación clínica (Panizo et al, 2002). Un factor predisponente fundamental para el desarrollo de la neumocistosis, es la deficiencia en la inmunidad, ya sea humoral o celular. Los linfocitos T CD4+ juegan un papel muy importante en la respuesta contra Pneumocystis. Los leucocitos polimorfonucleares y los macrófagos alveolares son capaces de fagocitar a este hongo por la vía del receptor de manosa (Catherinot et al, 2010). 2.2 Manifestaciones clínicas El cuadro clínico de la neumocistosis generalmente incluye fiebre, tos, disnea (la cual puede evolucionar a neumotórax), taquipnea y taquicardia. Esta enfermedad es difícil de diagnosticar clínicamente ya que comparte signos y síntomas con otras infecciones, como la histoplasmosis o la tuberculosis. Los signos y síntomas de la neumocistosis pueden diferir entre individuos con VIH- SIDA y aquellos con inmunosupresión debida a otras causas. En el caso de los pacientes con VIH, se presentan síntomas de infección por un tiempo más An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 15 prolongado, incluyendo tos seca, disnea y fiebre. En el 27% de estos pacientes puede presentarse insuficiencia respiratoria que incluso requiere de ventilación mecánica (Calderón et al, 2011). En aquellos pacientes con inmunodepresión por otras causas, la infección tiene un inicio más rápido y másgrave, frecuentemente caracterizada por una marcada hipoxemia. Los individuos en los que se ha practicado un trasplante, la neumocistosis generalmente se presenta como un cuadro fulminante de fiebre, tos, disnea e insuficiencia respiratoria, aunque puede desarrollarse también como una enfermedad crónica (Calderón et al, 2011). 2.3 Complicaciones La complicación más frecuente de la neumocistosis es la insuficiencia respiratoria aguda; esta requiere de ventilación mecánica y está asociada a un mayor índice de mortalidad. Aunque se considera que el número de pacientes con insuficiencia respiratoria ha disminuido, más del 25% de los pacientes con VIH que ingresan a hospitalización con insuficiencia respiratoria aguda, tienen neumocistosis. Por lo tanto, se considera que los pacientes con neumocistosis que requieren de ventilación mecánica, tienen un mal pronóstico (Morris et al, 2002 b). Otra de las complicaciones que requieren atención dentro del grupo de pacientes con VIH, es la neumocistosis asociada al desarrollo de neumotórax, ya que su manejo resulta más difícil. Si se presenta sólo un pequeño neumotórax apical, este se puede tratar con oxigenoterapia, pero si se trata de un daño mayor, es necesario realizar un procedimiento que permita la salida del aire y la expansión pulmonar. Si la neumocistosis se presenta asociada a insuficiencia respiratoria, ventilación mecánica y presencia de neumotórax, el pronóstico es fatal para el paciente (Sepkowitz et al, 1991). Aún cuando un paciente pueda recuperarse de la neumocistosis, éste puede desarrollar una enfermedad pulmonar crónica, que aunque es menos grave que la An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 16 aparición del neumotórax, si limita la calidad de vida del paciente. Los efectos destructivos de la neumocistosis provocan un daño permanente en las vías respiratorias, ya que predispone a las infecciones bacterianas y a la aparición de bronquiectasias (Morris et al, 2002 b). 2.4 Grupos de riesgo Hasta 1980, la PcP era poco frecuente, sin embargo, durante la pandemia de la infección por VIH surgió como la enfermedad definitoria de SIDA en países industrializados; de hecho, antes de implementar la profilaxis, 60% de los pacientes con SIDA eran identificados por la neumocistosis (Afessa, 1998; Morris, 2004). La neumocistosis ha sido relacionada con otros padecimientos como fibrosis quística, muerte súbita del niño y EPOC, ya que al parecer estas patologías favorecen el progreso de la infección. Otros grupos en los que se considera a la neumocistosis como problema importante de salud lo constituyen sujetos sometidos a inmunosupresión, como los pacientes trasplantados, con enfermedades autoinmunes, que cursan con alguna neoplasia hematológica y pacientes debilitados por larga estancia hospitalaria (Aliouat-Denis et al, 2008; Durand-Joly et al, 2003). Aunque la PcP aparentemente la padecen pacientes inmunocomprometidos, no se sabe con exactitud si este patógeno está relacionado con afecciones respiratorias de pacientes aparentemente inmunocompetentes que podrían estar colonizados por P. jirovecii (Vargas, 2001; Medrano, 2005; Ponce, 2010). An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 17 2.5 Diagnóstico Debido a la carencia de un medio de cultivo en el que pueda recuperarse a P. jirovecii, el diagnóstico de la infección se ha basado principalmente en la visualización de las formas quísticas y tróficas en muestras respiratorias obtenidas de los pacientes. Las muestras más utilizadas para el diagnóstico de este hongo son el lavado bronquioalveolar (LBA), esputo inducido y biopsia pulmonar. Recientemente, se ha incluido el estudio de otras muestras biológicas como lavado orofaríngeo (LOF), exudado nasal y aspirado nasofaríngeo, con la finalidad de evitar procedimientos invasivos para los pacientes (Durand-Joly et al, 2005). 2.5.1Exámenes de laboratorio No existe ninguna prueba de laboratorio específica para P. jirovecii. Sin embargo, la deshidrogenasa láctica (DHL) puede encontrarse elevada en suero, aunque esto no es definitivo de neumocistosis ya que pueden observarse altas concentraciones de esta enzima en suero por otras causas. A pesar de presentar estas limitaciones diagnósticas, el análisis de los niveles de DHL ha sido utilizado para la evaluación del tratamiento y pronóstico de la enfermedad, ya que tienden a disminuir (Kales et al, 1987). La determinación de gases en sangre arterial es otra prueba útil para el diagnóstico de la neumocistosis. Generalmente, se presenta una disminución de la presión arterial de oxígeno, incremento en el gradiente de oxígeno alvéolo- arterial y alcalosis respiratoria. Si la respuesta al tratamiento es favorable, los valores de gases en sangre volverán a la normalidad (Garay et al, 1989). Un dato interesante lo aporta la medición de los niveles de S- adenosil metionina (SAM) en plasma de pacientes con sospecha de neumocistosis; al parecer hay una reducción de esta coenzima, lo cual es específico para la neumocistosis (Calderón et al, 2011). An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 18 Además, la determinación sérica de 1-3 β-D glucano que es el principal componente de la pared celular de una gran variedad de hongos, ha mostrado ser una herramienta útil para el diagnóstico de la candidosis y de la aspergilosis invasiva, por lo que podría ser útil también para el diagnóstico de la neumocistosis. Tasaka y colaboradores encontraron que la sensibilidad y especificidad de esta prueba en pacientes con neumocistosis fue de 92.3% y 86.1% respectivamente. Se sugiere que los resultados de esta prueba pueden ser utilizados para el monitoreo del tratamiento, ya que se ha observado que los niveles de 1-3 β-D glucano disminuyen, cuando el paciente se está recuperando. 2.5.2Radiografía de tórax y tomografía axial computarizada La radiografía de tórax aporta información útil principal-mente en pacientes con VIH; se pueden observar infiltrados intersticiales difusos bilaterales; sin embargo, se ha observado que en un 10 a 39% de los casos, la radiografía de tórax no muestra ninguna alteración. Además, Pneumocystis puede producir un patrón granulomatoso apical muy parecido al que se produce en los casos de tuberculosis o puede presentarse neumotórax e infiltrados nodulares (Jasmer et al, 2000; Baughman et al, 1998). También se utiliza la tomografía axial computarizada de alta resolución, la cual es más sensible que la radiografía de tórax para el diagnóstico de esta enfermedad. En esta se observan típicamente opacidades con aspecto de “vidrio despulido”, aunque esto no es específico de la neumocistosis; la ausencia de este hallazgo contradice el diagnóstico de ésta. Hasta la fecha no se han descrito casos de neumocistosis en pacientes VIH positivos en los que la radiografía de tórax y la tomografía aparezcan sin alteraciones, por lo que algunos médicos sugieren que si la radiografía y tomografía son normales se eviten procesos invasivos para los pacientes. Sin embargo, se considera importante la identificación de Pneumocystis en las muestras clínicas (Huang et al, 2006; Huang et al, 2011). An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 19 Como se había mencionado, Pneumocystis puede diseminarse desde el pulmón a otros órganos, en estos casos pueden presentarse lesiones generalmente nodulares, las cuales pueden evolucionar a necrosis y calcificación; en algunoscasos pueden evidenciarse con la tomografía axial computarizada (Calderón et al, 2011). 2.5.3Microscopía óptica Se han descrito diversos métodos de tinción utilizados para la identificación de Pneumocystis mediante microscopía, entre los que se encuentran la hematoxilina– eosina, la de plata metenamina de Gomori–Grocott, Giemsa, azul de toloudina O, Papanicolau, violeta crisol y blanco de calcoflúor. La tinción de Gomori–Grocott es considerada como el método de referencia para la identificación de Pneumocystis, principalmente en muestras de LBA. Con éste método, se tiñe de manera específica la pared de los quistes de este hongo de un color marrón oscuro y permite que se lleve a cabo la cuantificación del patógeno en la muestra. En el caso del azul de toloudina y el violeta crisol, estos colorantes también presentan afinidad por los componentes de la pared celular del quiste. El violeta crisol ha mostrado tener buenos resultados en muestras provenientes de animales de laboratorio, sin embargo, su uso en muestras de humanos es limitado. El azul de toloudina, tiñe de color violeta la pared de los quistes; en algunos laboratorios se ha utilizado esta tinción como un tamizaje por resultar más rápida que la tinción de plata metenamina. La tinción de Giemsa por otra parte, no tiñe la pared, pero si los núcleos tanto de las formas quísticas como las formas tróficas de color rosado, el cual contrasta con el color azul que adquiere el citoplasma (Thomas y Limper, 2004; Huang et al, 2011). El Papanicolau es el método de elección de los citopatólogos, ya que genera información importante para la identificación de Pneumocystis y permite evaluar An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 20 cambios celulares debidos a infecciones virales. Sin embargo, debe tenerse cuidado con éste método en el caso de aquellas muestras en las que la carga parasitaria es baja. El blanco de calcoflúor es una tinción fluorescente, la cual se considera rápida y de utilidad en una gran variedad de muestras biológicas. Con esta tinción se pueden contrastar de forma clara los componentes micóticos debido a que esta sustancia se une a la quitina de la pared fúngica; a pesar de esto, se pueden observar falsos positivos con fibras vegetales, colágeno y elastina (Calderón et al, 2011). 2.5.4 Inmunofluorescencia directa (IFD) Con este tipo de técnicas, suelen usarse anticuerpos monoclonales marcados con una molécula fluorescente, contra antígenos presentes en la pared de los quistes y trofozoitos de P. jirovecii. La IFD tiene una sensibilidad de un 90% y especificidad de 96% pero únicamente en el caso de que se trabaje con muestras de esputo inducido, ya que al utilizarse LBA, estos porcentajes son menores. Aunque se considera que la IFD es más sensible y especifica que las técnicas de tinción convencionales, resulta más cara y tardada, además de que existen reportes de reacciones cruzadas con antígenos de Aspergillus sp. y Paracoccidiodes brasiliensis, dando como resultado un alto porcentaje de falsos positivos (Procop et al, 2004). 2.5.5 Técnicas de biología molecular En los últimos años, el desarrollo de técnicas moleculares como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), la secuenciación de DNA y el análisis de fragmentos de restricción (RFLP,del inglés Restriction Fragment Length Polymorphism), han facilitado la identificación y el conocimiento de la biología de Pneumocystis así como han aportado nuevos datos a la epidemiología y el diagnóstico de la neumocistosis. Los estudios también han tenido impacto en la An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 21 taxonomía de Pneumocystis,en el conocimiento de sus reservorios y en la correlación de los datos obtenidos con la clínica (Stringer et al, 2002; Morris et al, 2002, Durand- Joly, 2002, Lu, 2008). La amplificación de fragmentos específicos de DNA por PCR convencional, es el método más utilizado. En diversos centros hospitalarios y en instituciones de investigación, también es utilizada la PCR tiempo real (PCR-TC), cuyas principales ventajas son su mayor sensibilidad y el corto tiempo en que se tiene el resultado, además de que este procedimiento permite analizar la dinámica del proceso de amplificación del DNA, en el momento en que se está realizando; así como la cuantificación de la carga fúngica (Larsen et al, 2002). Se han utilizado diferentes técnicas de tipificación molecular para conocer la gran diversidad inter- e intra-especie de Pneumocystis. Inicialmente se utilizó el análisis de cariotipo, el cual permitió diferenciar a las distintas especies de este hongo mediante la observación de las bandas cromosómicas en un gel de agarosa, separadas por electroforesis en campo pulsado (PFGE, del inglés Pulsed Field Gel Electrophoresis) (Cushion, 2004). Una de las técnicas más sensibles para la caracterización de Pneumocystis, es la secuenciación directa de los fragmentos de DNA obtenidos tras la amplificación por PCR. La secuenciación es considerada como una herramienta de gran utilidad en estudios de epidemiología molecular, ya que permite distinguir los diferentes patrones genotípicos del gen que se esté analizando. El análisis de polimorfismos de cadena sencilla de DNA (SSCP-Single strand conformation polymorphism) se considera, después de la secuenciación, el método de tipificación más utilizado y se fundamenta en la detección de cambios en una secuencia de nucleótidos que interfieren en los patrones de migración del DNA cuando se realiza la electroforesis en gel de poliacrilamida y ha permitido también el análisis de genotipos de Pneumocystis. (Hauser MP, 2004) El análisis de fragmentos de restricción (RFLP) consiste en cortar un fragmento de DNA obtenido por PCR, con ayuda de una enzima de restricción que es An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 22 específica para una secuencia, la cual dependiendo de los genotipos encontrados, puede estar presente o no en el fragmento analizado y ha sido utilizada para el análisis de mutaciones asociadas a resistencia a sulfamidas en Pneumocystis. 2.5.5.1 Genes blanco Se han estudiado alrededor de 15 genes de Pneumocystis con distintos objetivos: establecer la identidad del microorganismo o el diagnóstico de la enfermedad, conocer los patrones de transmisión y el estado de la infección, así como evaluar la respuesta al tratamiento. El primer gen que se estudió y fue evaluado para uso diagnóstico, es el que codifica para la subunidad mayor del rRNA mitocondrial mtLSUrRNA (Wakefield, 1990). Este gen, también ha sido utilizado para analizar el patrón de transmisión de persona a persona, casos de recurrencia y el estudio de portadores subclínicos. Con la detección de este gen, se ha demostrado la presencia de Pneumocystis en muestras de agua estancada, así como en muestras de aire obtenidas ya sea dentro de las casas o en los vestíbulos y habitaciones de hospitales. Otro de los genes mitocondriales que ha sido ampliamente utilizado es el que codifica para la subunidad menor del RNA mitocondrial (mtSSUrRNA), el cual básicamente ha sido utilizado para la clasificación de las diferentes especies de Pneumocystis que se encuentran dentro de otros hospederos (Hunter et al, 1996). En cuanto a genes nucleares, los ITS 1 e ITS 2 (espaciador transcripcional interno 1 y 2 del rRNA) son los más utilizados y se ha observado que éstos son los que presentan mayor número de polimorfismos. En el caso de ITS1 se han descrito 21 genotipos, mientras que en ITS2 se han reportado 29 (Lu et al, 1994;Wakefield, 1998). Estos genes son útiles para el diagnóstico, así como para estudios de epidemiología molecular, incluyendo estudios de transmisión de persona a persona, así como estudios filogenéticos y de gravedad de la infección (Álvarez, 2008). An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 23 También se han estudiado genes que codifican para dianas específicas de fármacos, debido a su implicación en la emergente resistencia al tratamiento y profilaxis de la neumocistosis. Éstos son, el gen de la dihidrofolato reductasa (DHFR) y el gen de la dihidropteroato sintetasa (DHPS) (Lane, 1997; Meshnick et al, 1999). Ambos genes codifican para enzimas esenciales en el metabolismo del ácido fólico. La combinación de trimetoprim- sulfametoxazol (TMP-SMX), es la primera elección para el tratamiento y profilaxis de la neumocistosis. La DHFR es el blanco del trimetoprim, mientras que la DHPS es el blanco del sulfametoxazol. Al parecer sólo el sulfametoxazol tiene actividad anti-Pneumocystis (Walzer et al, 1988). Debido al uso prolongado de la combinación TMP-SMX, se ha ejercido en el ambiente una fuerte presión sobre la DHPS, por lo que el análisis de la secuenciación ha revelado mutaciones asociadas a la resistencia a éste fármaco(Calderón, 2004). La MSG es la principal proteína antigénica y la más abundante de la superficie de todas las especies del género Pneumocystis. La MSG juega un papel muy importante relacionado con la adherencia de este hongo a los neumocitos tipo I. La MSG es codificada por una familia de genes multicopia, por lo que con el cambio de expresión de la MSG, se da un cambio en los antígenos de superficie; de esta manera Pneumocystis puede evadir la respuesta inmune del hospedero. Existen trabajos en los que se ha realizado análisis multilocus de la MSG con la finalidad de distinguir el estado de infección del portador de Pneumocystis (Larsen et al, 2002). 2.6 Tratamiento Aunque con la combinación de la profilaxis y el tratamiento antirretroviral en pacientes con VIH, el riesgo de padecer neumocistosis ha disminuido, esta infección continúa siendo un problema entre aquellos individuos que no tienen acceso a estos tratamientos, aquellos que son intolerantes o alérgicos a alguno An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 24 de los medicamentos y en pacientes que no saben que están infectados con el VIH. Durante muchos años, el tratamiento de elección para esta infección ha permanecido sin modificaciones. Esto se debe a que a pesar de que existen varias opciones, existe poca información para definir la primera y segunda línea de tratamiento de la neumocistosis (Helwelg – Larsen, 2010). El tratamiento puede ser elegido de acuerdo con la severidad de la infección. El TMP-SMX es la combinación de elección para el tratamiento de la neumocistosis en cualquier nivel de gravedad, incluso cuando se desarrolla la enfermedad a pesar de haber administrado la profilaxis. Se considera que este régimen es más efectivo que otros, aunque con algunos efectos secundarios (Helwelg – Larsen, 2010). Cuando se trata de una infección leve, se recomienda administrar el TMP–SMX vía oral, mientras que cuando la infección es severa, la terapia intravenosa es más eficaz. El tratamiento se administra durante 21 días. Se pueden presentar algunos efectos secundarios como fiebre, eritema, cefalea, niveles de potasio sérico elevados e insuficiencia renal. Algunos pacientes, especialmente aquellos que son VIH positivo, presentan reacciones severas al tratamiento; el 25% de estos pacientes no tolera el tratamiento completo con TMP–SMX (Kaplan et al, 2009). En el caso de pacientes que cursan con neumocistosis leve o grave y son alérgicos al TMP-SMX o éste no está disponible en la unidad médica, la pentamidina intravenosa es una buena opción, así como la clindamicina intravenosa más primaquina vía oral (Kaplan et al, 2009; Sattler et al, 1988; Wharton et al, 1986). La pentamidina está asociada a varios efectos secundarios, los cuales se consideran graves; entre estos efectos se puede presentar insuficiencia renal, pancreatitis, hipo e hiperglucemia y arritmias (Conte et al, 1990). En los casos de una infección leve, la atovacuona más TMP y la clindamicina combinada con primaquina son buenas alternativas. La atovacuona inhibe la An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 25 síntesis de ácidos núcleicos, así como de ATP en el complejo citocromo bc1 y es ampliamente utilizada como tratamiento para infecciones ocasionadas por protozoarios (Cushion et al, 2000). Mientras que la primaquina es usada como antimalárico, ésta inhibe la síntesis de poliaminas en el parásito. El uso de corticoesteroides sumados al tratamiento base ha sido adoptado ampliamente, debido a su efecto anti-inflamatorio, lo cual permite que los pulmones se desinflamen y de esta manera disminuye el deterioro clínico que ocasiona esta infección después de varios días. La prednisona es el esteroide más utilizado (Morris y Norris, 2012). En años recientes ha surgido un gran interés en el uso de nuevos antifúngicos para el tratamiento y profilaxis de la neumocistosis. Tal es el caso de las equinocandinas, Se ha observado que estos compuestos tienen un efecto fungicida contra especies del género Candida, así como un efecto fungistático en especies del género Aspergillus. Las equinocandinas inhiben la síntesis del β (1-3) D glucano, el cual es un componente importante de la pared celular de los hongos, incluyendo las formas quísticas de Pneumocystis y que no está presente en las células de mamíferos (Cushion, 2010). Sin embargo, los estudios realizados con las equinocandinas, han arrojado resultados contradictorios, al parecer por el bajo número de pacientes analizados. El tratamiento de la neumocistosis únicamente con equinocandinas, probablemente no resulte en la erradicación de la infección, y si se suspende su uso mientras el paciente continúa inmunocomprometido, puede ocasionar una recaída (Cushion, 2010). 2.6.1 Resistencia al tratamiento Los antifolatos (sulfonas y sulfamidas) han sido considerados entre los antibióticos más antiguos que se conocen. La dapsona (primera sulfona) fue sintetizada por primera vez alrededor de los años cuarenta, con la finalidad de tratar la lepra. En 1962 se descubrió que tanto las sulfamidas como las sulfonas inhiben a la enzima DHPS, la cual cataliza la unión del ácido para–aminobenzoico (PABA) y el 7,8– dihidropteorin sulfato, que permite la formación de 7,8- dihidropteroato durante la An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 26 síntesis del ácido fólico (Meshnick y Kazanjian, 2005). Por otra parte, el trimetoprim que fue sintetizado en los años cincuenta, inhibe a otra enzima involucrada en la síntesis del ácido fólico, DHFR; ésta cataliza la reducción del dihidrofolato a tetrahidrofolato. La combinación TMP-SMX, constituye el régimen profiláctico y terapéutico para la neumocistosis, ya que como ambas enzimas son esenciales para la síntesis del ácido fólico, al inhibirse la síntesis de éste, se inhibe también la síntesis de ácidos nucleicos en el microorganismo (Walzer et al, 1998). Debido al uso prolongado de este agente profiláctico, es posible que se desarrolle resistencia al tratamiento, así como disminución de la efectividad del antibiótico. La resistencia a las sulfonamidas no ha podido ser probada directamente en Pneumocystis; sin embargo, en el caso de Streptococcuspneumoniae, Neisseria meningitidis, Mycobacterium leprae y Plasmodium spp, la resistencia ha sido bien caracterizada. Se sabe que en estos organismos, la resistencia surge por la presencia de mutaciones puntuales en el gen que codifica para la enzima DHPS (Álvarez, 2008). En la actualidad, el único medio disponible para poder probar la resistencia al tratamiento por sulfonamidas en Pneumocystis debido a la carencia de crecimiento en medios de cultivo, es de forma indirecta, buscando las mutaciones presentes en el gen de la DHPS. En 1997, Lane y colaboradores secuenciaron el gen de la DHPS y observaron la presencia de polimorfismos especie- específicos, lo que sugiere que existe presión selectiva sobre este gen. (Lane et al, 1997) Las mutaciones se localizan en el sitio activo de la enzima, en los codones 55 y 57, determinando la sustitución de los aminoácidos treonina por alanina y prolina por serina respectivamente. Con base en estas mutaciones, se han propuesto cuatro genotipos de este gen (Beard, 2000). Diversos estudios sugieren que la presencia de dichas mutaciones está asociada a exposición previa a sulfonamidas o sulfonas y que su frecuencia puede estar relacionada con el área geográfica de donde proviene el paciente. Esta asociación An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 27 entre la frecuencia de mutaciones y el área geográfica de origen, puede estar relacionada con el régimen profiláctico y terapéutico utilizado en cada país. En el caso de la DHFR, no se han encontrado mutaciones relacionadas a la exposición previa al TMP-SMX, lo que apoya la teoría de que el SMX es el único medicamento con actividad anti- Pneumocystis (Liang et al, 1999). No se sabe con certeza si estas mutaciones surgen de novo o se transmiten de persona a persona, aunque esta última posibilidad parece ser la más aceptable (Helwelg- Larsen et al, 1998). En los pacientes en quienes se desarrolla neumocistosis, aun cuando están recibiendo profilaxis con sulfonamidas o sulfonas, se sugiere que las mutaciones asociadas al gen de la DHPS confieren resistencia del hongo frente a estos fármacos. Existe la propuesta de que si las mutaciones se acumulan, se puede perder la eficacia de los fármacos más efectivos frente a Pneumocystis. 3. EPIDEMIOLOGÍA 3.1Transmisión Durante muchos años se creyó que la neumocistosis se presentaba por la reactivación de una infección latente en el momento en que se presentaba una situación de inmunodepresión en el paciente. Esta hipótesis se sustentaba en los estudios epidemiológicos en niños, en quienes se encontraba una alta sero- prevalencia. Sin embargo, otros trabajos pusieron en evidencia que los casos de neumocistosis en pacientes con SIDA, eran producidos por genotipos diferentes de P. jirovecii, al analizar tanto el gen de la subunidad grande del rRNA mitocondrial como las regiones ITS del gen del rRNA nuclear, por lo que se deducía que se trata de infecciones de novo (Aliouat, 2008). An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 28 Por otra parte, se ha observado que existe una relación entre la distribución geográfica de los hospederos con el genotipo de Pneumocystis. La relación del lugar de residencia de los pacientes, pero no del lugar de nacimiento de estos, con el genotipo de P. jirovecii encontrado durante la infección, apunta a la transmisión de persona a persona, más que a la reactivación de una infección latente. Sumado a esto, en modelos de ratas se ha demostrado que la infección puede adquirirse tan sólo un día después de estar en contacto con el animal infectado (Beard et al, 2000). Los brotes de neumocistosis en unidades de Oncología y de Trasplantes, son evidencia de la transmisión de persona a persona. Se han realizado estudios en hospitales en sitios donde se encuentran pacientes con neumocistosis, en los que se evalúan muestras de aire, tomadas de las habitaciones de los pacientes y fuera de ellas. En el 80% de estas muestras se observó amplificación de DNA de Pneumocystis (Morris y Norris, 2012). A pesar de que se ha podido amplificar DNA de Pneumocystis a partir de muestras de agua y de aire, no se sabe con certeza si estos son fuentes de infección de este patógeno (Aliouat et al, 2008; Chabé et al, 2004) 3.2 Colonización Se ha establecido que la colonización por Pneumocystis,a diferencia de la infección, ocurre en personas que no presentan signos ni síntomas de una neumonía aguda. Debido a que la carga parasitaria es baja cuando se trata de colonización, en estos casos Pneumocystis difícilmente puede ser detectado utilizando técnicas de microscopia. Las técnicas moleculares, principalmente la PCR, son muy útiles para poder detectar el DNA fúngico. La PCR anidada para amplificar el marcador génico mt LSUrRNA, es la más utilizada, aunque se pueden utilizar otros genes blanco como el mt SSUrRNA o PCR tiempo real. Se ha diagnosticado colonización a partir de biopsia de pulmón, LBA, esputo, LOF y aspirados nasales por medio de PCR (Calderón, 2010; Cushion, 2010). An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 29 Al parecer, la colonización ocurre naturalmente tanto en mamíferos de vida libre, como aquellos que se encuentran en cautiverio. Se ha detectado Pneumocystis en los pulmones de diferentes especies de roedores y primates (Laakkonen, 2001; Morris, 2004). Mediante el uso de PCR anidada, se ha podido detectar colonización por Pneumocystis. En una colonia de macacos de vida libre, el 95% presentó anticuerpos anti-Pneumocystis y aun cuando estaban sanos eran transitoriamente colonizados por el hongo (Peters, 1992). En el caso del humano, al parecer los niños tienen mayor probabilidad de presentar colonización por Pneumocystis que los adultos. Ésta ocurre en los primeros años de vida; en un trabajo se demostró que existe una alta seroprevalencia (85%) de anticuerpos anti- Pneumocystis en niños (Panizo et al, 2002) La colonización por P. jirovecii, también es frecuente en pacientes con VIH; se considera que aproximadamente el 68% de los pacientes de este grupo se encuentran colonizados por el hongo, siendo factores de riesgo importantes el conteo bajo de linfocitos CD4+ (< 200/mm3), la falta de profilaxis con TMP-SMX y el tabaquismo. Los pacientes colonizados se consideran como un reservorio importante para P. jirovecii y como fuente de transmisión para otros sujetos susceptibles. Los pacientes que presentan EPOC, son considerados susceptibles a la colonización. Debido a que son expectoradores frecuentes, también pueden ser parte del ciclo de transmisión de P. jirovecii a otros individuos (Morris y Norris, 2012). Otro grupo con posible colonización por este hongo, lo constituye el personal del sector salud. En un estudio en el que se evaluó la presencia de Pneumocystis, utilizando como muestra LOF, se detectó un 8% de colonización entre los trabajadores que atendían a pacientes inmunodeprimidos y niños; estos sujetos pueden convertirse en una fuente de transmisión del hongo (Medrano et al, 2005). An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 30 También se ha analizado la colonización por P. jirovecii en mujeres embarazadas, la cual ha sido relacionada con los cambios que se presentan en la inmunidad durante la gestación. Estas mujeres se convierten también en fuente de infección para los recién nacidos y se puede presentar transmisión materno-filial (Wissman et al, 2010). Diversos estudios realizados en losúltimos años demuestran que los individuos sanos pueden ser colonizados por el hongo y servir como reservorios. En el caso de los seres humanos, un estudio demostró que en 50 individuos sanos, el 20% se encontraban colonizados; el autor sugiere que se realicen estudios más amplios para poder establecer la prevalencia de colonización en la población general y poder comprender su implicación epidemiológica (Wissman et al, 2010). 3.3 Prevalencia e Incidencia de la neumocistosis La incidencia de la neumocistosis en pacientes con infección por el VIH, se ha visto disminuida en países desarrollados gracias a la introducción de la terapia antirretroviral asociada a la profilaxis anti- Pneumocystis. En África, Asia y América Latina por el contrario, la incidencia ha aumentado, principalmente en personas que viven en zonas en las que el acceso al tratamiento es difícil (Huang, 2006). Durante los primeros años de la epidemia del VIH, la neumocistosis era considerada como la enfermedad definitoria de SIDA. En el caso de EUA, la incidencia de la neumocistosis ha disminuido con el uso del tratamiento antirretroviral de gran actividad (HAART) y la profilaxis. En EUA, la neumocistosis se encuentra entre un 25 y 40% de los pacientes con VIH; el 25% de estos casos corresponde a pacientes que desconocen estar infectados por el VIH, el 50% a pacientes que no siguen la HAART o la profilaxis, y el 25% restante se presenta en pacientes bajo profilaxis con o sin HAART (Morris et al, 2004). En el caso de Europa, la PcP continúa siendo la enfermedad definitoria de SIDA más frecuente, presentándose en un 22.4% de los pacientes. En España para el An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 31 año 2008 se han reportaban aproximadamente 370 casos nuevos de PcP al año (Álvarez, 2008) En los países en vías de desarrollo, se ha descrito una gran variación en la prevalencia de la PcP. Esto puede ser debido a que la población de estudio no es uniforme, es decir, que no se tiene definido si son pacientes VIH positivos o no, si se presentaban con sintomatología respiratoria o no, así como al desconocimiento de administración de la profilaxis (De Armas et al, 2011). Otros factores importantes que promueven esta variación son la sensibilidad y especificidad de los métodos de diagnóstico empleados en los distintos estudios, así como el grado de inmunosupresión de los pacientes. De acuerdo con estudios realizados en América Central y América del Sur, existe de 35 a 43% de casos de neumocistosis entre los pacientes infectados por VIH en estas regiones y entre 13 y 25% de éstos, esta micosis es causa de muerte. En África, se han reportado datos variables de casos de PcP entre un 12 y 43% de los pacientes con VIH (De Armas et al, 2011). Los datos que existen sobre la prevalencia de la PcP en Asia también son variables, debido a que los distintos estudios realizados en este continente se han realizado con base en diferentes métodos de diagnóstico. Se han reportado casos de neumocistosis desde un 5% hasta un 40% en pacientes con VIH en Tailandia. En Filipinas varía entre 27 y 30%. (Calderón et al. 2010) En los últimos años, la neumocistosis ha adquirido importancia por presentarse en individuos inmunocomprometidos, no infectados por el VIH, como es el caso de pacientes con cáncer, hemopatías malignas y enfermedades que requieren de una terapia con inmunosupresores, como es el caso de los receptores de trasplantes de cualquier tipo. En estos grupos se presentan casos de PcP en un 40%, siendo causa de muerte en el 50% de ellos (Thomas, 2004). Otro grupo importante en el que se ha detectado Pneumocystis, lo constituyen los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva. Se han reportado porcentajes de An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 32 colonización de 40.5% para pacientes con EPOC, 21.5% en pacientes con fibrosis quística y de 33.8% en pacientes con enfermedad intersticial pulmonar. En el caso de los pacientes con EPOC, el mayor porcentaje de prevalencia de colonización por P. jirovecii se encuentra en los individuos con estadios más avanzados de la enfermedad, principalmente en el estadio IV de acuerdo con la clasificación GOLD (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease). Esto sugiere que la colonización por P. jirovecii juega un papel importante en la progresión de la EPOC (Wissman et al, 2010). 3.4 Genotipos En años recientes se han identificado varios genes y fragmentos de genes que pueden ser utilizados en el análisis y caracterización de diferentes cepas de Pneumocystis. Se han descrito polimorfismos en el gen del mt LSUrRNA, en las regiones ITS y en el gen de la DHPS. Con base en los polimorfismos reportados en las posiciones 85 y 248 del gen del mt LSUrRNA, se han distinguido 4 genotipos diferentes, descritos en la Tabla 2 (Beard et al. 2000): Genotipos Posición / nucleótido 1 85/ C 248/ C 2 85/ A 248/ C 3 85/ T 248/ C 4 85/ C 248/ T El gen de la DHPS que codifica para el blanco terapéutico del TMP-SMX y la dapsona, también ha mostrado variación, lo que sugiere que el amplio uso de estos fármacos puede ejercer presión selectiva sobre este gen. Se considera que las mutaciones encontradas en este locus confieren resistencia a P. jirovecii ante el tratamiento. Se han descrito cuatro diferentes genotipos (Tabla 3) Tabla 2. Genotipos mt LSUrRNA P. jirovecii An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 33 GenotipoS Posición / nucleótido (Codón /Aminoácido) 1 165 (55)/A(Thr) 171(57)/C(Pro) 2 165 (55)/G(Ala) 171(57)/C(Pro) 3 165 (55)/A(Thr) 171(57)/T(Ser) 4 165 (55)/G(Ala) 171(57)/T(Ser) Estos polimorfismos son de utilidad para evaluar la respuesta al tratamiento, para caracterizar las distintas cepas de Pneumocystis que se pueden encontrar infectando a un paciente, así como para definir patrones de transmisión de este hongo (Beard et al, 2000). Diversos estudios realizados con el gen que codifica para la subunidad grande del rRNA mitocondrial (mt LSUrRNA), han revelado que el genotipo al que pertenecen los Pneumocystis difieren dependiendo del lugar en que residen los pacientes. (Beard et al, 2000; Montes Cano et al, 2007) Tabla 3. Genotipos DHPS P. jirovecii An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 34 España E.U. A. 3.5 Neumocistosis en México Existen pocos trabajos realizados y publicados en México enfocados a la epidemiología de la neumocistosis. Éstos se han realizado principalmente con la finalidad de encontrar las principales infecciones asociadas al VIH-SIDA. Los resultados de estos trabajos demuestran que las tinciones, sea en frotis o en estudio histopatológico, son los principales procedimientos utilizados para establecer el diagnóstico de la enfermedad; además varios estudios han sido realizados post-mortem, por lo que no se sabe con exactitud la situación de esta infección en México. En estos estudios se reporta neumocistosis entre el 12 y 51% de los pacientes infectados por el VIH y en ninguno de los casos se ha reportado el uso de técnicas moleculares. En la tabla 4 se resumen algunos de los estudios realizados en México. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 35 INSTITUCIÓN AUTOR/AÑO NUMERO/ ESPECIMEN FACTOR DE OPORTUNISMOMÉTODO DIAGNÓSTICO POSITIVIDAD (%) PARA Pneumocystis Hospital Infantil (HI) -Centro Médico La Raza (CMLR) Cano- Dominguez 1989 131 biopsias y LBs SIDA No especificado para Pc 12.9 % Diversos hospitales Mohar A 1990 177 autopsias SIDA Histopatología 24% Instituto de Diagnóstico y Referencia Epidemiológicos (INDRE) Citado en Casanova, 1991 6914 pacientes SIDA ¿? 12.21% Hospital Pediátrico (HP)-HI-CMLR Gómez- Campos 1992 102 autopsias SIDA Histopatología 21.5% HI –CMLR Casanova 1992 128 esputo/ expect. inducida SIDA/neu-monía intersticial Coloración Giemsa 51% Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER) Cota- Montoya 2003 (1993-2003) 13 LB VIH-SIDA Desnutrición (Niños) Cultivo? 7.6% (1 pac.) Hospital General de Zona. Medicina Familiar 2. IMSS Carrada BT 2004 1 Autopsia en niño, 2.5 años Infecciones Respiratorias repetidas Histopatología Positivo FC Médica Sur Méndez- Sánchez 2006 1 Biopsia hepática Sano Histopatología MET P. carinii y C. neoformans Inst. Nal. de Pediatría Ridaura-Sanz 2007 34 biopsias SIDA No especificado 26.4% FC Médica Sur Carrillo-Esper 2008 1 biopsia pulmonar H-43 años VIH Histopatología Positivo No especificado= No se indica el método de diagnóstico utilizado Tabla 4. Reportes de neumocistosis en México An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 36 ANTECEDENTES La relevancia de la neumocistosis surgió con la epidemia del SIDA en la década de los ochenta, en cuyos pacientes se presentaban infecciones respiratorias severas (Afessa, 1998; Morris, 2004). Posteriormente, en los pacientes en que se detectaba PcP, era obligado realizar la búsqueda de infección por VIH. Fue así como la PcP y otras infecciones oportunistas, fueron y son consideradas como indicadores de VIH/SIDA (Grabar, 2008; Gatell, 2009). Actualmente, es la infección pulmonar oportunista más frecuente en este grupo de pacientes (alrededor de dos tercios de ellos son afectados por PcP en algún momento de su evolución), tanto en Estados Unidos como en Europa (Morris, 2004; Morris, 2008a; Gutiérrez, 2011). Los porcentajes de infección por P. jirovecii oscilan entre el 24 (Affesa, 1998) y el 50% (Larssen HH 2002). La enfermedad ocasiona una mortalidad muy elevada, que varía entre el 10 y el 50% (Sepkowitz, 1993;Thomas, 2004). La neumocistosis también ha sido estudiada por diferentes autores por su asociación con otros padecimientos como muerte súbita del niño (Vargas, 1999), bronquitis crónica (Calderón, 2004)), fibrosis quística (Calderón 2010; Pederiva, 2011) y EPOC (Morris, 2008b). Estas enfermedades pulmonares al parecer favorecen la progresión de la neumocistosis. (Aliouat-Denis et al, 2008). La neumocistosis representa también un problema relevante de salud en pacientes que son sometidos a tratamientos con inmunosupresores como en los casos de neoplasias hematológicas (leucemias y linfomas), trasplantados de órganos, pacientes debilitados con largas estancias hospitalarias. Además, es importante mencionar que a pesar de que con la HAART y la introducción de la quimioprofilaxis se indujo una disminución en la incidencia de neumonía por P. jirovecii, ésta continúa siendo una causa importante de morbilidad y mortalidad en estos grupos de pacientes. Por otra parte, se ha An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 37 encontrado que P. jirovecii coloniza a personas inmunocompetentes, las cuales pueden actuar como reservorio de este hongo. En México, los estudios epidemiológicos de la neumocistosis son muy limitados y en ellos no se han incluido las técnicas de biología molecular que, actualmente, se consideran más indicadas para el diagnóstico de esta enfermedad debido a su alta sensibilidad. En consecuencia, se desconoce la prevalencia precisa de la morbi –mortalidad de la neumonía por P. jirovecii tanto en pacientes con VIH/SIDA como en pacientes con EPOC. Por lo anterior, es necesario realizar un estudio integral que permita conocer el estado actual de infección y colonización en la población mexicana así como determinar las tendencias epidemiológicas básicas de la enfermedad y conocer los patrones genotípicos de este hongo en la población de estudio. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 38 HIPÓTESIS En los pacientes infectados con VIH o que cursan con EPOC, se detectará una alta prevalencia de portadores de Pneumocystis jirovecii, así como una elevada frecuencia de neumocistosis. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 39 OBJETIVOS Objetivo general Determinar la frecuencia con que se presenta P. jirovecii como organismo colonizante en individuos sanos y como agente infeccioso asociado a VIH y a EPOC. Objetivos particulares 1. Determinar la frecuencia de detección de P. jirovecii en pacientes infectados con VIH/SIDA. 2. Determinar la frecuencia de detección de P. jirovecii en pacientes con EPOC. 3. Determinar la prevalencia de neumocistosis en pacientes con VIH-SIDA y con EPOC. 4. Determinar la frecuencia de portadores de P. jirovecii en la población inmunocompetente. 5. Determinar los diferentes genotipos de P. jirovecii que colonizan o infectan a la población de estudio. 6. Determinar la frecuencia con se presentan mutaciones en el gen de la dihidropteroato sintetasa (DHPS), asociadas a resistencia a sulfonamidas en P. jirovecii. An evaluation version of novaPDF was used to create this PDF file. Purchase a license to generate PDF files without this notice. http://www.novapdf.com/ 40 MATERIAL Y MÉTODO Grupos de estudio En el presente trabajo se incluyeron 160 muestras de LBA de pacientes infectados con VIH-SIDA, las cuales fueron recolectadas en el Centro de investigación en enfermedades infecciosas (CIENI), del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER), durante el período de enero a diciembre de 2012; 50 muestras de LOF de pacientes con EPOC, las cuales fueron recolectadas en el pabellón 5 del INER, durante el período de octubre de 2012 a octubre de 2013, como criterio de inclusión para el estudio, estos pacientes debían estar en fase de exacerbación y de preferencia no estar recibiendo tratamiento con TMP-SMX. Por otra parte, se analizaron 50 muestras de LOF de personas sanas (testigo negativo), las cuales fueron solicitadas a familiares y compañeros de trabajo de la Universidad Nacional Autónoma de México. Como testigos de colonización con P. jirovecii, fue incluido un grupo de personas sanas, a las cuales se les realizó un cuestionario que contenía las siguientes preguntas: 1. ¿Algún médico le ha diagnosticado la infección por el virus de inmunodeficiencia humana? 2. ¿Algún profesional de la salud le ha dicho que tiene riesgo de padecerla? Criterios de inclusión de los individuos sanos: - Individuo que no tiene sintomatología de ningún órgano - No fumador (criterio American Thoracic Society ATS y latinoamericano: haber fumado menos de 400 cigarros en su vida). An evaluation version of novaPDF was used to create
Compartir