Introducción

Las especies de Aspergillus son hongos filamentosos que se encuentran comúnmente en el suelo, la vegetación en descomposición y las semillas y granos, donde prosperan como saprófitos. Las especies de Aspergillus pueden ser ocasionalmente dañinas para los seres humanos . La mayoría de las especies de Aspergillus se encuentran en una amplia variedad de ambientes y sustratos en la Tierra durante todo el año . Solo unas pocas especies bien conocidas se consideran patógenos oportunistas importantes en los seres humanos .

La taxonomía polifásica ha tenido un gran impacto en los conceptos de especies del género Aspergillus. El género se ha subdividido en 22 secciones distintas; Aspergillus, Fumigati, Circumdati, Terrei, Nidulantes, Ornati, Warcupi, Candidi, Restricti, Usti, Flavipedes y Versicolores contienen especies clínicamente relevantes (5). Aunque hay más de 200 especies conocidas en el género, solo un pequeño número de ellas están asociadas con infecciones en humanos .

En humanos, Aspergillus fumigatus es el patógeno fúngico oportunista aerotransportado más común y potencialmente mortal, que es particularmente importante entre los huéspedes inmunodeprimidos . La inhalación de esporas de A. fumigatus (conidios) en los pulmones puede causar múltiples enfermedades, que dependen del estado inmunológico del huésped en los seres humanos. Estas enfermedades incluyen aspergilosis pulmonar invasiva, aspergiloma y diferentes formas de enfermedades de hipersensibilidad, como asma alérgica, hipersensibilidad, neumonitis y aspergilosis broncopulmonar alérgica (ABPA) .

Existe una considerable preocupación con respecto a los posibles resultados para la salud de la exposición a materiales biológicos existentes en el aire . El moho constituye una amenaza importante para la salud humana; sus efectos van desde alergias moderadas y asma grave hasta infecciones diseminadas. La exposición a mohos en lugares cerrados no se suele considerar un factor de riesgo específico en la etiología de las enfermedades fúngicas, a menos que estén presentes algunas condiciones especiales que sean esenciales para infecciones específicas.

Las infecciones fúngicas que son particularmente agresivas para los tejidos se limitan a individuos inmunodeprimidos (por ejemplo, pacientes hospitalizados). Las especies de aspergillus son un moho omnipresente en entornos domésticos y hospitalarios. Las plantas de interior representan un entorno natural para el crecimiento de estos hongos ; sin embargo, se han hecho pocas recomendaciones para evitar fuentes conocidas de proliferación de hongos (plantas y flores) en lugares interiores.

Varios estudios han revelado previamente que la exposición a hongos transportados por el aire en interiores de edificios dañados por la humedad puede resultar en efectos adversos para la salud . El aspergillus es uno de los mohos bien documentados que se sabe que causa problemas de salud. Los mohos como el Aspergillus pueden afectar negativamente a la salud humana en función de la toxicidad, la alergia y la infección . Se sabe que algunas especies de Aspergillus son capaces de producir metabolitos secundarios o micotoxinas . La inhalación de altas concentraciones de polvo orgánico mixto, incluidas micotoxinas, compuestos orgánicos volátiles (CoV) y alérgenos (glucanos), se asocia con el síndrome del edificio enfermo .

El presente trabajo es una revisión de estudios realizados en especies de Aspergillus en ambientes interiores; se demostró que estas especies eran peligros para la salud pública y ocupacional en todo el mundo. Iniciamos nuestra búsqueda revisando todas las referencias en inglés publicadas en PubMed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed), durante 1965-2015, utilizando las siguientes palabras clave: «Aspergillus», «indoor environments», «allergy», «occupational hazard», «volatile organic compound» y «micotoxin». Después de revisar esta serie inicial de informes, escaneamos las referencias individuales enumeradas en cada publicación para encontrar informes de casos adicionales.

Patogenicidad de Aspergillus

Producción de micotoxinas

Las especies de Aspergillus secretan numerosos metabolitos secundarios conocidos como micotoxinas en su entorno . Las micotoxinas se producen durante reacciones enzimáticas consecutivas a través de varios productos intermedios bioquímicamente simples del metabolismo primario de acetatos, mevalonatos, malonitas y algunos aminoácidos. Aspergillus produce algunas de las micotoxinas más importantes conocidas, incluyendo aflatoxina, gliotoxina y ocratoxina A. El metabolito secundario gliotoxina ha atraído el mayor interés en A. fumigatus debido a sus potentes propiedades inmunosupresoras y citocidas y al hecho de que se puede detectar fácilmente durante la infección experimental y en sueros de pacientes con aspergilosis . Sin embargo, las funciones específicas de otras toxinas en la patogénesis de la aspergilosis están bien definidas.

Los metabolitos fúngicos también pueden afectar las funciones fagocíticas que normalmente destruirían las formas conidial e hifal. La gliotoxina reduce la adherencia y la fagocitosis de los elementos fúngicos; la aflatoxina afecta la fagocitosis, la destrucción intracelular y la producción espontánea de superóxido. La unión del complemento y la activación de las opsoninas unidas, que normalmente aumentan la fagocitosis, también se ven afectadas por la aflatoxina, lo que hace que los elementos fúngicos sean menos susceptibles a la destrucción . En otro estudio, Niyo et al. el uso de un modelo de conejo demostró que la toxina T2 disminuyó la fagocitosis de A. fumigatus conidia por los macrófagos alveolares, aumentando así la gravedad de la aspergilosis experimental. Khoufache et al. exhibió ese verruculógeno, otra micotoxina producida por A. fumigatus modificó las propiedades electrofisiológicas de las células epiteliales humanas y porcinas, lo que podría ralentizar el latido ciliar y dañar el epitelio para influir en la colonización de A. fumigatus en las vías respiratorias.

Adaptación a huéspedes vertebrados

Las especies de Aspergillus poseen características versátiles que les permiten sobrevivir en diversas condiciones ambientales; la especie es un patógeno fúngico ubicuo en una amplia gama de huéspedes, incluidos humanos y animales . Las conidias de Aspergillus fumigatus, en comparación con las conidias de la mayoría de los otros mohos, se dispersan más eficientemente en el aire . Incluso las corrientes de aire leves pueden dispersar a los conidios debido a su notable hidrofobicidad. Estos conidios aéreos están protegidos de la irradiación ultravioleta dada la presencia de melanina en sus paredes celulares .

Aspergillus fumigatus puede aislarse de una amplia gama de condiciones ambientales a una temperatura óptima de 37 ° C (rango: 12-65°C) y pH de sitios de crecimiento entre 2,1 y 8,8 . La termotolerancia facilita el crecimiento del hongo no solo en materia orgánica en descomposición (su nicho ecológico primario), sino también en las vías respiratorias de mamíferos o aves. Aspergillus fumigatus reside comúnmente en el compost, un entorno dinámico que sufre fluctuaciones considerables de temperatura e intensa actividad microbiana. La capacidad de prosperar en este hábitat necesita un nivel sustancial de termotolerancia, que se supone que contribuye a la virulencia . Estas propiedades podrían evolucionar en respuesta a competidores dentro del nicho ecológico del organismo y es poco probable que reflejen adaptaciones específicas a los mecanismos de defensa de los huéspedes de los vertebrados opuestos.

Además, la presencia de varias glicosilhidrolasas , un grupo de proteinasas extracelulares en el genoma de A. fumigatus, confirma la capacidad del hongo para crecer degradando polisacáridos de las paredes celulares de las plantas y adquiriendo fuentes de nitrógeno disponibles a través de la degradación de sustratos proteicos .

Las características físicas de los conidios permiten que A. fumigatus alcance y se adhiera al epitelio de las vías respiratorias y las partes distales del tracto respiratorio de manera más eficiente que otras especies de hongos con esporas aéreas de tamaño similar . Las conidias Aspergillus fumigatus son globosas a subglobosas con un tamaño (2-3, 5 µm) lo suficientemente pequeño como para evitar el aclaramiento mucociliar y alcanzar las vías respiratorias inferiores. Además, la presencia de melanina en la pared conidial y residuos de ácido siálico altamente cargados negativamente contribuyen a la protección de A. fumigatus contra las respuestas de las células huésped .

Al igual que muchas otras enfermedades infecciosas, el desarrollo de infecciones por Aspergillus depende de interacciones prolongadas entre el patógeno y el huésped. Para invadir los tejidos animales, las especies de Aspergillus dependen de la expresión coordinada de una amplia gama de genes involucrados en el crecimiento de hongos, incluida la germinación conidial, el ensamblaje de la pared celular, la termotolerancia, la adquisición de nutrientes y la resistencia a condiciones adversas como el estrés oxidativo. Se observaron varios tipos de estrés durante la patogénesis de Aspergillus, que causan respuestas fúngicas para superar el estrés y pueden estar asociadas con un aumento de la virulencia y la persistencia de los hongos .

Alérgenos y alergias de Aspergillus

Los hongos son uno de los productores más importantes y generalizados de alérgenos. Se ha estimado que casi el 50% de las personas desarrollan síntomas alérgicos a los hongos durante su vida . Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los mohos no son alérgenos predominantes y que los hongos al aire libre son más importantes que los de interior. Las respuestas alérgicas de la mayoría de las personas se limitan a la rinitis y el asma. Para reducir el riesgo de progresión o intensificación de una alergia, no se debe permitir que los hongos crezcan en ambientes interiores. La colonización por hongos en hogares, escuelas u oficinas debe detectarse y eliminarse antes de que la humedad facilite el crecimiento de dichos hongos .

En etiología del asma, se cree que los alérgenos fúngicos son menos significativos que el polvo existente en los hogares; sin embargo, eliminar los hongos de los entornos residenciales puede mejorar el asma. Los estudios han demostrado que existe una asociación entre la exacerbación del asma en adultos y las altas concentraciones de Aspergillus spp en interiores. y sus alérgenos . De acuerdo con la literatura existente, el número de colonias de hongos en los hogares que brindan atención médica a los niños asmáticos es mayor, especialmente en las camas para niños y en las habitaciones en las que los niños pasan la mayor parte del tiempo .

Según el sitio web oficial de alérgenos (www.allergen.org), varias especies de Aspergillus, incluyendo A. fumigatus, A. niger, A. flavus y A. oryzae, son alérgicas. Hasta la fecha, se han identificado 21 alérgenos conocidos y 25 previstos de A. fumigatus . Se han detectado dos alérgenos, Asp fl18 y Asp fl 13, en A. se han identificado flavus y cuatro alérgenos para A. oryzae: Asp lipasa, Asp o lactasa, Asp o 21 y Asp o 13 .

La sensibilidad al Aspergillus está relacionada con enfermedades alérgicas . El aspergillus podría ser una fuente importante de alérgenos internos . En un estudio de Jaakkola et al., la IgE específica de A. fumigatus se relacionó significativamente con el asma en adultos . Varios estudios demostraron cómo la humedad y el crecimiento observable de hongos en las casas podrían dañar los sistemas respiratorios humanos sanos (49-51).

Los estudios mencionados anteriormente revelaron una relación significativa entre la humedad de los ambientes residenciales y el crecimiento de hongos en ambientes interiores, dificultades respiratorias, asma y síntomas respiratorios. La gravedad del asma y el número promedio de síntomas confirman su asociación con el contenido de humedad y el crecimiento de hongos.

En adolescentes, la sensibilidad a los alérgenos inhalados ha revelado tasas más altas de IgE en comparación con los alérgenos inhalados ambientalmente durante los primeros años de vida (50). Después de la sensibilidad al pelo de gato y perro, la sensibilidad al polvo en los hogares durante la infancia es una condición importante en los países occidentales . La distribución y la importancia médica de la sensibilidad a los hongos todavía se desconoce entre los pacientes jóvenes.

La sensibilidad al polvo doméstico, los síntomas respiratorios infantiles y los posibles alérgenos fúngicos pueden resultar de vivir en hogares húmedos . Recientemente, los investigadores han investigado la relación entre la concentración de esporas de hongos en el aire y los resultados de salud en niños. Se ha demostrado que la exposición a determinados tipos de hongos en ambientes interiores en invierno es un factor de riesgo para el asma, la atopia y los síntomas respiratorios en niños .

Los síndromes alérgicos anormales, como ABPA y rinosinusitis fúngica alérgica, y las respuestas alérgicas a los hongos en ambientes interiores pueden deberse a IgE o IgG, ambos relacionados con la exposición a hongos en ambientes interiores, aunque los hongos en ambientes interiores no se consideran factores de riesgo para estas afecciones .

Los hongos pueden contener alérgenos, toxinas y, en ocasiones, componentes infecciosos. se sabe que los β-D-glucanos, que constituyen los compuestos estructurales de la mayoría de las paredes celulares de los hongos, estimulan los macrófagos y los neutrófilos. Estos compuestos son marcadores eficaces de superficies que contienen racimos de hongos en superficies polvorientas . Se ha informado que los glucanos fúngicos, especialmente (1→3)-ß-glucanos, desempeñan un papel esencial como inductores de enfermedades pulmonares crónicas . Los glucanos también pueden estar asociados con signos de inflamación inespecífica. La forma de glucano insoluble en agua causa una respuesta retardada en términos de niveles reducidos de macrófagos y linfocitos en la pared pulmonar .

Los niveles de glucano por encima de 1 ng/m3 causan síntomas como bronquitis crónica, dolor en las articulaciones, picazón en la nariz, opresión en el pecho y pesadez en la cabeza . Thorn y Rylander propusieron que el glucano podría usarse como marcador para identificar el riesgo de inflamación de las vías respiratorias . Beijer et al. se encontró que un desafío respiratorio a los glucanos β might podría afectar la inflamación de las células respiratorias, lo que podría estar relacionado con la exposición prolongada a hongos dentro de las casas. Los hongos son omnipresentes, y la exposición a ellos es inevitable; por lo tanto, la exposición a los hongos podría influir directa o indirectamente en el bienestar humano.

Según un estudio realizado por Skoner, la exposición a hongos en personas sensibles podría provocar inflamación de la mucosa nasal mediada por IgE y la liberación de histamina. La exposición prolongada a hongos puede provocar síntomas crónicos de rinoceronte que no son principalmente alérgicos, pero que causan irritación .

Los síntomas de la rinitis alérgica, que se asemejan a los síntomas crónicos de la nariz, se asocian en gran medida con el síndrome del edificio enfermo. Además, los hongos pueden desempeñar un papel en el desarrollo de la enfermedad, pero esta distinción puede ser difícil de probar. Aunque existe una percepción general de que el moho produce una serie de alérgenos y antígenos mal definidos, se ha producido una mejora significativa en la identificación de alérgenos importantes de varias especies de moho; se han notificado más de 25 alérgenos de A. fumigatus solo .

Los alérgenos clonados de Aspergillus, incluidas las proteínas de choque térmico, las proteasas serina y ribosómica, las enolasas y las citotoxinas Asp f1, tienen una amplia gama de funciones biológicas. Asp f1, que es homólogo de mitogillin y a-sarcinis, es un alérgeno importante de A. fumigatus con un peso molecular de 18 kDa; los efectos citotóxicos y de ribonucleasa se expresan en A. fumigatus y A. restrictus. Este alérgeno no se encuentra en las esporas y se secreta profusamente a medida que germina A. fumigatus. Aproximadamente el 85% de los pacientes sensibles a A. Fumigatus producen el anticuerpo IgE contra Asp f1. La medición del anticuerpo IgG anti-Asp f1 se puede utilizar como marcador de colonización de A. fumigatus en pacientes con fibrosis quística, ABPA y aspergiloma . Asp f1 también se ha aplicado para evaluar la reactividad de las células T en pacientes con ABPA.

Compuestos orgánicos volátiles

Los microorganismos producen grandes cantidades de compuestos orgánicos microbianos volátiles (MVOC), incluidos alcoholes, aldehídos, cetonas, ésteres, así como compuestos nítricos y de azufre. Los MVOC, en principio, se consideran productos del metabolismo primario durante la síntesis de ADN, aminoácidos y ácidos grasos. Aunque la distinción entre metabolismo primario y secundario no está clara, los CMV pueden formarse durante ambas etapas. Los productos de MVOC dependen en gran medida del sustrato y de las condiciones ambientales; varios compuestos que definen los MVOC pueden tener un origen no microbiano .

Se cree que los VOC fúngicos (VOCF) pueden causar dolores de cabeza, falta de concentración, falta de atención y mareos. Aspergillus versicolor es uno de los principales productores de estos compuestos. Algunas otras especies comunes de Aspergillus que crecen en ambientes interiores, como A. fumigatus, A. sydowii, A. flavus y A. niger, también producen COVD . Algunas personas, como los asmáticos, pueden responder a concentraciones más bajas de CMVM en comparación con otras personas.

Los estudios epidemiológicos sobre COVF informaron una relación positiva entre los COVF en ambientes interiores y el asma o las alergias . Estudios anteriores demostraron que los metabolitos volátiles encontrados en cultivos de hongos, como los fumigados de A., son detectables en el aliento de pacientes colonizados o infectados por hongos . Hasta el momento, se ha prestado poca atención científica al potencial diagnóstico de los COV producidos por microorganismos, aunque estos microorganismos son ampliamente utilizados en la naturaleza para la comunicación y como quimiotractantes por plantas e insectos; sin embargo, el olor a bacterias ha sido bien documentado por observadores humanos.

Puede haber otros metabolitos volátiles producidos por A. fumigatus que pueden ser clínicamente útiles. De acuerdo con los resultados actuales, los MVOC pueden ser los mejores marcadores de exceso de humedad y posible contaminación por hongos; sin embargo, sus efectos sobre la salud siguen sin estar claros.