Aumento della minaccia delle infezioni fungine resistenti ai farmaci
Le infezioni fungine rappresentano seri rischi per la salute, soprattutto con l'aumento della resistenza ai farmaci.
― 5 leggere min
Le infezioni fungine sono un bel problema di salute in tutto il mondo, causando milioni di casi e morti significative ogni anno. Queste infezioni possono colpire molte persone, soprattutto nei paesi con popolazioni numerose. Per esempio, circa il 4,1% delle persone in India e circa il 5% in Cina soffrono di gravi infezioni fungine. Un tipo di infezione fungina che sta diventando più comune è causato da un lievito chiamato Candida. Questa specifica infezione colpisce circa 3-5 persone ogni 100.000 nella popolazione generale.
Le donne sono particolarmente colpite dalla Candida, con circa il 75% che sperimenta almeno una volta nella vita un'infezione chiamata candidosi vulvovaginale. Ogni anno, circa 138 milioni di donne in tutto il mondo soffrono di casi ricorrenti di questa infezione.
Tra le varie specie di Candida, la Candida albicans è quella più frequentemente associata a infezioni gravi. Tuttavia, altre specie come Candida auris, Candida glabrata, Candida parapsilosis e Candida tropicalis stanno venendo sempre più trovate nei campioni medici. Queste infezioni possono essere più probabili in persone con sistemi immunitari indeboliti, come quelle sottoposte a chemioterapia o trapianti d'organo. Nelle persone che hanno ricevuto trapianti di organi solidi, la Candida albicans rappresenta circa la metà dei casi, ma quelle con trapianti di cellule staminali sono a maggior rischio per infezioni da specie di Candida non albicans.
Per trattare queste infezioni fungine, ci sono diversi tipi di farmaci disponibili. Le principali classi includono Azoli, echinocandine, polieni e flucitosina. Gli antifungini azolici, come il Fluconazolo, sono comunemente usati perché sono economici, hanno bassa tossicità e possono essere assunti per bocca. La maggior parte dei ceppi di Candida albicans, Candida parapsilosis e Candida tropicalis risponde bene al fluconazolo, anche se alcuni hanno mostrato Resistenza. Notoriamente, la Candida krusei è spesso resistente al fluconazolo.
Le infezioni da Candida resistenti ai farmaci si trovano sempre più spesso tra persone con sistemi immunitari indeboliti, inclusi i pazienti oncologici. Allarmante, i casi di Candida resistente a più farmaci sono in aumento, portando a tassi di mortalità elevati.
Un obiettivo critico per gli antifungini azolici è un enzima chiamato sterol 14α-demethylase. Questo enzima è responsabile della produzione di ergosterolo, che è una parte vitale della membrana cellulare fungina. Gli azoli funzionano impedendo all'enzima di svolgere il suo lavoro, il che interrompe la membrana cellulare. L'efficacia del fluconazolo è determinata da una misura nota come concentrazione minima inibitoria (MIC). Per la Candida albicans sensibile al fluconazolo, l'MIC è 2 µg/ml o inferiore, mentre per i tipi resistenti, è 8 µg/ml o superiore.
Le mutazioni nell'enzima sterol 14α-demethylase possono portare a resistenza contro gli antifungini azolici. Molte di queste mutazioni sono documentate in campioni clinici. Per esempio, la mutazione Y132F è una delle più frequentemente osservate, con ceppi che talvolta presentano più mutazioni contemporaneamente. La presenza di queste mutazioni può cambiare significativamente i valori MIC per diversi farmaci antifungini.
Ci sono molti fattori che determinano quanto possa essere efficace un trattamento antifungino. Per esempio, alcune mutazioni possono portare a valori MIC più alti per il fluconazolo e il voriconazolo, mentre hanno effetti minori sull'itraconazolo. L'impatto di ogni mutazione può variare notevolmente, anche tra le diverse specie di Candida.
Capire i modelli di resistenza fungina è cruciale per un trattamento efficace. Gli studi hanno dimostrato che le sostituzioni resistenti agli azoli tendono a verificarsi in punti specifici dell'enzima sterol 14α-demethylase. Mentre ricerche precedenti hanno identificato determinate aree dell'enzima come hotspot per le mutazioni, nuovi dati indicano che una parte significativa delle sostituzioni avviene al di fuori di queste regioni precedentemente riconosciute.
È stato scoperto che la maggior parte delle mutazioni resistenti agli azoli provenivano da una specifica specie di Candida. Questo indica che le diverse specie potrebbero non condividere gli stessi profili di mutazione. Un numero ridotto di sostituzioni specifiche rappresenta una grande proporzione dei casi di resistenza.
È interessante notare che molte sostituzioni identificate come "resistenti" sono state trovate anche in ceppi sensibili. Questo solleva domande su se queste sostituzioni conferiscano davvero resistenza o se siano semplici variazioni che non influenzano la capacità del fungo di prosperare.
La resistenza ai farmaci nei funghi è una questione globale urgente. L'aumento delle infezioni resistenti ai trattamenti convenzionali potrebbe portare a costi sanitari più elevati e a tassi di mortalità superiori. Diversi meccanismi contribuiscono alla resistenza antifungina, comprese le mutazioni in altri geni e i cambiamenti che avvengono nei target dei farmaci.
Anche se questa ricerca ha fornito una panoramica completa delle sostituzioni resistenti agli azoli nella Candida, è fondamentale continuare a studiare queste infezioni per comprendere completamente le loro complessità. Man mano che emergono nuovi modelli dalla ricerca in corso, i professionisti della salute saranno meglio attrezzati per affrontare queste infezioni difficili.
In sintesi, le infezioni fungine, specialmente quelle causate da varie specie di Candida, sono una preoccupazione significativa per la salute pubblica. Molte persone, in particolare le donne, sono colpite da queste infezioni, che possono portare a gravi complicazioni sanitarie. Con l'aumento dei ceppi resistenti ai farmaci, comprendere i meccanismi della resistenza sarà fondamentale per sviluppare nuove strategie di trattamento e migliorare gli esiti dei pazienti. Man mano che la ricerca continua, farà luce sulla natura dinamica delle infezioni fungine e sull'importanza di una vigilanza costante nel monitorare i modelli di resistenza.
Titolo: Azole resistance: Patterns of amino acid substitutions in Candida sterol 14α-demethylase
Estratto: The emergence of azole-resistant Candida infections is a major concern. A key mechanism is the gain of resistance through amino acid substitutions in the sterol 14-demethylase, the main target of azole drugs. While numerous resistant substitutions are known, the pattern of such substitutions is unclear. We hypothesized that the resistant substitutions occur disproportionately at the azole-binding sites. We compiled 2,222 instances of azole-resistant substitutions from the literature and performed extensive computational sequence analyses. Altogether there were 169 known substitutions at 133 sites in sterol 14-demethylases of seven Candida species, whereas C. albicans alone had 120 substitutions at 97 sites. Just 10 sites and 18 substitutions (such as Y132F/H, K143R, D116E, and G464S) accounted for 75% of the total instances. Only about 48% of the sites were present within the previously recognized hotspot regions, while just 33% of the known azole-interacting residues had known resistant substitutions, most of them with only a few instances. The literature data on azole-resistant substitutions in Candida appear to be highly biased as a few substitutions such as Y132F/H and K143R were preferentially sought and reported with over 1000 instances, while there were also numerous reports of "resistant" substitutions in azole-susceptible Candida isolates. Our study provides interesting perspectives into azole resistance.
Autori: R. Shyama Prasad Rao, L. Pinto, R. P. Shastry, T. C. Dakal, P. Suravajhala, V. Sashindran, S. Ghate
Ultimo aggiornamento: 2024-07-08 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602050
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602050.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.