Candida tropicalis

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Caratteristiche generali

Candida tropicalis è un lievito diploide, appartenente al genere Candida. I lieviti appartenente a questo genere sono generalmente dei commensali innocui che, in particolari condizioni, possono però essere la causa di importanti infezioni opportunistiche. Le cinque specie di Candida più rappresentate nel microbiota umano sono Candida albicans, Candida tropicalis, Candida parapsilosis, Candida glabrata e Pichia kudriavzveii (C. krusei), e sono importanti dal punto di vista medico in quanto frequentemente associate a candidosi

In particolare, le infezioni causate da C. tropicalis sono particolarmente diffuse nei paesi tropicali (soprattutto in Asia e in Sud America), come suggerisce il nome. Viene considerata la seconda specie di Candida più virulenta, preceduta solo da C. albicans, alla quale è filogeneticamente correlata. C. tropicalis viene infatti inserita tra le specie NAC (non-albicans Candida), e negli ultimi anni sembra riscuotere un discreto successo in termini di prevalenza in vari tipi di infezioni ma, soprattutto, di resistenza antibiotica.

Si tratta di un lievito virulento, resistente e osmotollerante, in quanto può vivere anche ad alte concentrazioni di sale. Per quanto riguarda le caratteristiche biochimiche, è noto che C. tropicalis è in grado di fermentare galattosio, saccarosio, maltosio e trealosio.

Figura 1- cellule e pseudoife di C.tropicalis
Figura 1 – micrografia elettronica a scansione che mostra cellule e pseudoife di C. tropicalis.

Caratteristiche genetiche

Il genoma di C. tropicalis  ha una dimensione di 14,5 Mb, contenente 6.258 geni che codificano per varie proteine ​​e un contenuto di guanina-citosina del 33,1%. Secondo alcuni studi ogni cellula possiede 12 cromosomi.

Nonostante per lungo tempo si è pensato che C. tropicalis  fosse un lievito asessuato, si è scoperto che in alcuni casi può verificarsi l’accoppiamento tra cellule diploidi. Alcuni ceppi tetraploidi di C. tropicalis possono andare in contro a ciclo parassessuale. Questo processo si traduce in cellule diploidi competenti per l’accoppiamento, in grado di formare cellule tetraploidi. L’incubazione prolungata (> 120 generazioni) delle cellule tetraploidi in ricchi terreni di coltura, determina un’aumento dell’instabilità della forma tetraploide e una graduale riduzione della ploidia allo stato diploide.

Figura 2- ciclo parasessuale di Candida albicans
Figura 2 – ciclo parasessuale: l’unione tra cellule diploidi porta alla formazione di una cellula tetraploide, la quale può tornare ad uno stato di diploidia.

L’accoppiamento sessuale e le transizioni fenotipiche che ne derivano, svolgono un ruolo cruciale nell’adattamento dei funghi del genere Candida a differenti ambienti e ne determinano una maggior virulenza e variabilità genetica.

Habitat

Le specie del genere Candida sono ampiamente distribuite in tutto il mondo. C. tropicalis  ha però una maggior distribuzione nei paesi tropicali, dove il clima caldo e umido migliora la sua crescita e adattabilità.

Fa parte del microbiota umano, e la troviamo soprattutto a livello del tratto gastrointestinale e nelle membrane mucocutanee. Può essere isolata anche da alcuni tipi di alimenti quali melassa, lievito da panetteria e alcuni tipi di frutti.

Filogenesi

RegnoFunghi
DivisioneAscomycota
ClasseSaccharomycetes
OrdineSaccharomycetales
FamigliaDebaryomycetaceae
GenereCandida
SpecieCandida tropicalis

Morfologia

La cellula vegetativa possiede una forma rotonda o ovale con un diametro di circa 2-10 micrometri. In presenza di condizioni ambientali favorevoli, questo lievito è in grado di cambiare morfologia. C. tropicalis è infatti un lievito dalla morfologia altamente variabile: è possibile individuare strutture come blastoconidi sferici o ovali, pseudoife in catene ramificate e ife. C. tropicalis  è infatti in grado di produrre vere ife, una caratteristica esclusiva di poche specie, tra le quali troviamo anche Candida albicans e Candida dubliniensis.

Figura 3- Micrografia elettronica a scansione di C.tropicalis
Figura 3 – Micrografia elettronica a scansione di C. tropicalis nella fase ifale

Patogenesi

C. tropicalis viene identificata come la seconda specie di Candida più virulenta, dopo C. albicans. La C. tropicalis appartiene al normale microbiota umano ed è presente sulla pelle, sul tratto gastrointestinale, genito-urinario e respiratorio dell’uomo. In particolari condizioni, come nel caso di soggetti immunodepressi, ospedalizzati, neutropenici o che presentano disbiosi, questo lievito è in grado di causare candidosi e altre infezioni superficiali e sistemiche. Le infezioni da C. tropicalis si verificano frequentemente in pazienti setticemici che soffrono di leucemia.

Gli aspetti clinici e il tipo di malattia causata da C. tropicalis, possono variare in base al sito corporeo interessato: in caso di infezioni a livello della mucosa, i soggetti possono andare in contro a candidosi orofaringea o candidosi vulvovaginale.

Altre malattie associate alla presenza di C. tropicalis sono l’esofagite fungina e l’ artrite candidale.

Le candidosi

Le candidosi possono essere classificate in superficiali o sistemiche. Tra le superficiali abbiamo le candidosi orali, le onicomicosi e la candidiasi vulvovaginale, e sono generalmente meno invasive. Le sistemiche, invece, coinvolgono sangue e organi profondi come i polmoni e il tratto gastrointestinale.

  • C. tropicalis nelle candidiasi vulvovaginali (CVV): la candidiasi vulvovaginale è un’infezione di origine micotica caratterizzata da prurito vulvovaginale, arrossamento e secrezione. Nonostante sia associata prevalentemente a C. albicans, negli ultimi anni si è notato un aumento della prevalenza di CVV associate a specie NAC. C. tropicalis viene generalmente descritta come la terza specie di Candida più diffusa nella VVC, preceduta da C. albicans e C. glabrata.
  • C. tropicalis nelle onicomicosi: l’onicomicosi è un’infezione dell’unghia caratterizzata da un cambiamento di colorazione di quest’ultima (che passa da bianco a giallo), l’ispessimento e la separazione dell’unghia dal letto ungueale. Alcuni studi hanno dimostrato un’alta prevalenza di C. tropicalis in questo tipo di infezioni (in alcuni casi si è riportata una prevalenza del 26%).
  • C. tropicalis  nella candidosi orale: la candidosi orale è un’infezione opportunistica causata da Candida che si riscontra comunemente negli anziani, nei pazienti affetti da HIV, nei soggetti malnutriti, nei portatori di protesi dentarie e nelle persone con xerostomia. Alcuni studi hanno dimostrato che C. tropicalis  è direttamente coinvolta in questo tipo di infezioni, in quanto risulta essere una delle specie più diffuse nei campioni ottenuti da pazienti malati.

Virulenza

La parete cellulare delle specie Candida è uno dei componenti principali implicati nella patogenicità  di questo organismo ed è composta da polisaccaridi, mannano (23%), glucano (40-60%) e chitina. Oltre alla sua capacità di aderire alle cellule epiteliali, la virulenza di C. tropicalis  è anche associata alla sua capacità di produrre biofilm, secernere enzimi litici e formare delle vere e proprie ife che partecipano al processo di colonizzazione e invasione.

  • Biofilm: C. tropicalis è stato associato alla formazione di biofilm molto stabili e resistenti, superando addirittura C. albicans. La formazione del biofilm è mediata da proteine chiamate adesine, regolate dal gene BCR1 (considerato anche un regolatore della parete cellulare). Inoltre ,anche il gene HWP1 (“Hyphal wall protein”) è stato oggetto di studi: questo gene codifica per la prima proteina necessaria alla formazione del biofilm, contribuendo quindi alla virulenza di questo lievito.
Figura 4- processo di formazione del biofilm
Figura 4 – processo di formazione del biofilm in differenti specie di Candida.
  • Enzimi litici: le specie patogene di Candida producono una grande varietà di enzimi litici quali proteinasi, fosfolipasi,emolisine e proteinasi aspartiche secrete (Saps). Queste proteine posseggono un’ampia varietà di substrati, tra i quali il collagene e la cheratina. Uno dei più importanti determinanti di virulenza sono sicuramente le proteinasi e le fosfolipasi, che permettono l’invasione delle cellule epiteliali e la degradazione di anticorpi e citochine. Le emolisine sono un altro gruppo di proteine ​​che contribuiscono in modo significativo alla diffusione delle infezioni da Candida, in quanto facilitano la penetrazione delle ife nei tessuti ospiti. Queste causano la lisi dei globuli rossi e la conseguente liberazione di emoglobina, che verrà poi utilizzata dal lievito come fonte di ferro.

Metodi di identificazione

Le specie di Candida hanno un optimum di crescita intorno ai 25–37 °C. Per la sua crescita, vengono generalmente utilizzati terreni non selettivi, come l’agar sangue e terreni selettivi come l’agar destrosio di Sabouraud con o senza antibiotici.

  • L’Agar Sabouraud destrosio (SDA) è un terreno parzialmente selettivo per i funghi, ampiamente utilizzato grazie al basso pH e all’alta concentrazione di destrosio. Su questo tipo di terreno le colonie appaiono di un color crema, opache, lisce e, in alcuni casi, possono presentare dei bordi leggermente rugosi.
  • Un terreno particolarmente utilizzato, è il CHROMAgar Candida. Si tratta di un terreno differenziale di utilizzo relativamente recente, che permette l’isolamento e l’identificazione di alcune specie di lieviti. Il CHROMAgar può anche essere addizionato con fluconazolo per valutarne la resistenza. Questo terreno è costituito da peptoni, glucosio, agar, cloramfenicolo e un mix cromogenico. Utilizzando questo mezzo di coltura, le colonie di C. tropicalis appaiono di un colore blu scuro-grigio, circondate da un alone di un colone marrone violaceo.

In seguito all’identificazione mediante terreno di coltura, è possibile procedere con la colorazione di Gram e la successiva visualizzazione al microscopio.

Figura 5-colture di C. tropicalis su terreni differenti
Figura 5 – A) C. tropicalis su SDA; B) C. tropicalis su CHROMAgar; C) C. tropicalis su terreno YDP.
Figura 6- colonie di C.tropicalis
Figura 6 – colonie di C. tropicalis su CHROMAgar.

Trattamento e prevenzione

L’utilizzo smodato di antibiotici ad ampio spettro che si riscontra soprattutto negli ultimi tempi, ha contribuito a rendere questo lievito più tollerante nei confronti di numerosi farmaci antifungini. E’ nota soprattutto la sua resistenza ad azoli (principalmente fluconazolo) ed echinocandine, due tipologie di farmaci ampiamente utilizzati per il trattamento della candidosi.

Qualche curiosità

  • Un’eccessiva colonizzazione da parte di C. tropicalis sembrerebbe essere associata a diverse malattie del tratto gastrointestinale, come il morbo di Crohn.
  • In natura sono presenti dei composti (come l’olio essenziale di Vitex agnus e la Salvia rhytidoa Benth) che sono in grado di inibire, in minima parte, la crescita di questo lievito.
  • Negli ultimi anni si sta valutando un possibile impiego di C. tropicalis nell’ambito della biotecnologia. I ceppi osmolitici di C. tropicalis sono in grado di produrre xilitolo da fibra di mais e bagassa di canna da zucchero. Può inoltre essere utilizzata per la produzione di etanolo a partire dalle alghe.

Fonti

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