Descubren un hongo híbrido implicado en infecciones pulmonares

La especie, hallada por primera vez en el ambiente hospitalario, es más resistente a los medicamentos que las dos que le dan origen y es extremadamente peligrosa para los pacientes con enfermedades respiratorias y con el sistema inmunológico comprometido. Los investigadores que la hallaron estudiarán ahora el papel de esos hongos en casos de COVID-19

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Un grupo internacional de científicos halló por primera vez en un ambiente hospitalario una especie de hongo anteriormente registrada solo en los suelos: Aspergillus latus. Los investigadores realizaron la secuenciación del genoma de esta especie y descubrieron que la misma es a decir verdad un híbrido hasta tres veces más resistente a la acción de los medicamentos que las dos que le dieron origen.

Este estudio, publicado en Current Biology por científicos de Brasil, Estados Unidos, Portugal y Bélgica, contó con el apoyo de la FAPESP.

La aspergilosis es una enfermedad pulmonar causada por hongos de este género, fundamentalmente el Aspergillus fumigatus, ampliamente hallado en plantas y en el suelo. Regularmente, respiramos esporas de Aspergillus, que en personas sanas generalmente no provocan síntomas. Pero en pacientes con el sistema inmunológico debilitado pueden causar neumonía, formar bolas fúngicas en los pulmones (aspergilomas) y también diseminarse, causando aspergilosis pulmonar invasiva, la forma más grave de la enfermedad. El A. fumigatus es la causa más frecuente de aspergilosis, pero otras especies, tales como A. flavus, A. niger, A. nidulans y A. terreus también provocan esta afección.

“En alrededor del 90% de los casos, las infecciones ocasionadas por hongos del género Aspergillus son causadas por A.fumigatus. Pero en algunas enfermedades genéticas humanas existe una frecuencia mayor de otra especie, A. nidulans. Por eso empezamos a reunir material clínico de distintas partes del mundo a los efectos de verificar en qué medida esta última aparecía en ambientes de hospitales. Para nuestro asombro, seis de las 10 muestras eran de un hongo que nunca se había encontrado en infecciones humanas”, comenta Gustavo Henrique Goldman, docente de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto (FCFRP-USP), en Brasil, y coordinador del estudio junto a Antonis Rokas, de la Vanderbilt University, en Estados Unidos.

La secuenciación genética de la especie reveló también que el A. latus es a decir verdad un híbrido de dos especies relativamente distantes y que carga el ADN completo de ambas. Pruebas realizadas por otros grupos ya habían demostrado que A. latus puede ser hasta tres veces más resistente a los antifúngicos que las especies que le dieron origen, A. spinulosporus y un pariente desconocido de A. cuadrilineatus. Y es también más eficiente en el combate contra las células inmunológicas humanas.

“Esto demuestra que es sumamente ventajoso para el hongo ser un híbrido. Para efectuar el mejor tratamiento y no generar resistencia a los fármacos existentes, es importante identificar precisamente a la especie que está causando la infección”, explica el investigador.

Con todo, Goldman recuerda que pocos hospitales en Brasil están actualmente en condiciones de efectuar una secuenciación genética e identificar a los hongos que contaminan a los pacientes con una precisión mayor que el género. La identificación se concreta normalmente mediante el análisis de la morfología, a través de un examen en el microscopio, lo cual da margen para que se efectúen diagnósticos erróneos. Las muestras de A. latus del estudio, por ejemplo, habían sido identificadas previamente mediante ese método como A. nidulans.

Los hongos y el COVID-19

La presencia de hongos en el ambiente hospitalario constituye un conocido factor de agravamiento de enfermedades e incluso de muertes. Con la colaboración de investigadores de Alemania, el grupo de Goldman ahora se encuentra abocado a reunir muestras de hongos presentes en los pulmones de pacientes con COVID-19. La idea es verificar de qué manera estos organismos pueden empeorar el cuadro de la enfermedad, con el objetivo de desarrollar estrategias tendientes a evitar y combatir infecciones.

“Existen diversos casos de COVID-19 que derivaron en defunciones debido a la concomitancia de la enfermedad con la infección causada por Aspergillus. Actualmente contamos con cuatro cepas que fueron aisladas en pacientes que murieron por COVID-19 en Europa. Realizaremos la secuenciación genética para verificar cuáles son las especies y si las mismas se ven favorecidas por la enfermedad”, dice el investigador.

Goldman se encuentra abocado a la búsqueda de colaboraciones en Brasil para recolectar material, pero el procedimiento para aislar las muestras depende de un protocolo clínico bastante riguroso –que aún no existe en el país– con el fin de no contaminar a los profesionales de salud y a los investigadores con el nuevo coronavirus. En Europa, el protocolo experimental se implementó a tiempo para la pandemia.

Los casos de concomitancia de COVID-19 con infección causada por hongos del género Aspergillus muestran la importancia de conocer mejor a esos microorganismos. El A. fumigatus, por ejemplo, presente en todo el globo, logra sobrevivir a condiciones extremas, tales como temperaturas de hasta 70 °C y baja disponibilidad de nutrientes: puede extraer su alimento incluso del agua. “Ahora hemos demostrado otra característica del género, que es la formación de híbridos”, dice el investigador.

En el estudio publicado ahora, los científicos reunieron 10 muestras de hongos encontrados en la mayor parte de los casos en material recolectado de pacientes no solo con aspergilosis broncopulmonar alérgica sino con otras dolencias, tales como la enfermedad granulomatosa crónica, causada por una disfunción genética que perjudica al sistema inmunológico, y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica: enfisema y bronquitis.

Las muestras se recolectaron en Portugal, Estados Unidos, Canadá y Bélgica. Con la secuenciación, solo tres se confirmaron como A. nidulans. Una fue identificada como A. cuadrilineatus, un hongo del suelo que también infecta a humanos, y las otras seis como A. latus, hasta entonces encontrada únicamente en muestras de suelo y de plantas.

La evolución

Además de ser el primer hongo filamentoso híbrido conocido por causar enfermedades en humanos –algo relativamente común en levaduras como las del género Candida, causante de la candidiasis–, otra curiosidad reside en el hecho de que el híbrido es diploide, es decir, que sus células contienen dos conjuntos de cromosomas, así como todas las células humanas, con excepción de los óvulos y los espermatozoides. En la mayor parte de los casos, los hongos son haploides, con tan solo un conjunto de cromosomas.

El híbrido también mantuvo intacto el ADN de las dos especies que le dieron origen, lo cual sugiere que la fusión es reciente. En híbridos más antiguos o en especies que divergieron a partir de un ancestro común hace mucho tiempo, existe una recombinación de genes, con algunos que se pierden o cambian de posición en el transcurso de la evolución.

Un ejemplo de híbrido conocido es la mula, que hereda un promedio de las características del caballo y de la burra –o viceversa− que le dan origen. Pero el caso del A. latus, el material genético de los progenitores se mantuvo íntegramente.

“Otra curiosidad reside en que las dos especies que forman el A. latus tienen más o menos la misma distancia genética entre sí que el Homo sapiens tiene con respecto los lémures”, dice Goldman, en referencia a los primates que viven en la isla de Madagascar, en África.

Entre sus autores brasileños, este estudio contó también con la participación de Fausto Bruno dos Reis Almeida, docente de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP) de la USP que cuenta con apoyo de la FAPESP, Laure Nicolas Annick Ries, investigadora de la misma institución, donde lleva adelante un proyecto financiado también por la Fundación, y Vânia Luiza Deperon Bonato, docente en la FMRP-USP apoyada también por la FAPESP. 

Puede leerse el artículo intitulado Pathogenic Allodiploid Hybrids of Aspergillus Fungi en el siguiente enlace: www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)30587-X.