Candida parapsilosis, C. orthopsilosis y C. metapsilosis: epidemiología de las candidemias, patrones de sensibilidad y mecanismos de resistencia a las equinocandinas

Abstract

En el treball que es presenta, es va realitzar un estudi retrospectiu analitzat les candidèmies diagnosticades al llarg de 15 anys en el servei de Microbiologia de l’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau de Barcelona. S’avaluà la implicació de C. parapsilosis complex com agent causal de candidèmia, la seva distribució percentual segons les altres especies de Candida i en funció de l’edat del pacient, així com la seva evolució al llarg dels anys i la prevalença de les tres especies del complexa: C. parapsilosis sensu stricto, C. orthopsilosis i C. metapsilosis. Es va estudiar la seva sensibilitat enfront els nou antifúngics d’ús sistèmic actualment aprovats i es van analitzar els possibles mecanismes de resistència intrínseca i adquirida a les equinocandines.

C. parapsilosis complex va resultar ser la segona espècie més freqüent causant de fungèmia (20%), davant de C. tropicalis (14,4%) i C. glabrata (11,7%) i només darrera de C. albicans (43,1%). Amb una incidència molt més elevada en els pacients pediàtrics (≤ 1 any: 66.7%; 2-14 anys: 50%). Durant aquest període, la seva incidència augmentà lleugerament (0,33%/any).

Els estudis de sensibilitat van mostrar una excel·lent activitat dels 9 antifúngics avaluats enfront a la gran majoria dels aïllats, i només en el cas del itraconazol es detectà un percentatge considerable de soques no sensibles (23%). El percentatge de soques no sensibles a equinocandines fou baix (1,5%) i la caspofungina fou l‘equinocandina més eficaç enfront a C. parapsilosis.

Per estudiar els mecanismes de resistència a les equinocandines, es van analitzar els gens FKS1 i FKS2, que codifiquen per la β-(1,3)-D-glucá sintetasa i es va analitzar la possible activació de respostes adaptatives enfront a l’acció de les equinocandines. Detectant-se una freqüència relativament baixa de mutacions adquirides en el gen FKS1 (11/78 aïllats) totes elles localitzades fora de la regió HS i cap en el gen FKS2. Només es va detectar una mutació (F1386S) en un dels 6 aïllats no sensibles a equinocandines, situada fora de les regions HS, que podria estar associada amb el fenotip de resistència a les equinocandines.

El contingut basal de quitina de la paret cel·lular era molt similar en les soques sensibles (7,79%) i no sensibles (8,14%) a equinocandines, igual que en les tres espècies del complexa, però notablement superior al de la soca control de C. albicans (4,61%). La gran majoria d’aïllats van incrementar el contingut basal de quitina entre 1-3% després del tractament amb caspofungina, a excepció dels dos aïllats de C. parapsilosis amb major resistència a les equinocandines, que el van incrementar en un 7 i un 11%. Val a dir que aquests dos aïllats van ser els que mostraren els nivells basals de quitina més baixos i un d’ells va presentar la mutació F1386S. Tot això podria suggerir una resposta compensatòria d’increment en la producció de quitina, com a conseqüència de la inhibició de la síntesi del β-(1,3)-D-glucá causada per les equinocandines, que podria estar implicada en els mecanismes de resistència adquirida a aquests antifúngics.

En el trabajo que se presenta, se realizó un estudio retrospectivo analizando las candidemias diagnosticadas a lo largo de 15 años en el servicio de Microbiología del Hospital de la Santa Creu i Sant Pau de Barcelona. Se evaluó la implicación del complejo C. parapsilosis como agente causal de candidemia, su distribución porcentual según las otras especies de Candida y en función de la edad del paciente, así como su evolución a lo largo de los años y la prevalencia de las tres especies del complejo: C. parapsilosis sensu stricto, C. orthopsilosis y C. metapsilosis. Se estudió su sensibilidad frente a los nueve antifúngicos de uso sistémico actualmente aprobados y se analizaron los posibles mecanismos de resistencia intrínseca y adquirida a las equinocandinas.

C. parapsilosis complex resultó ser la segunda especie más frecuente causante de fungemia (20%), delante de C. tropicalis (14,4%) y C. glabrata (11,7%) y solo detrás de C. albicans (43,1%). Con una incidencia mucho más elevada en los pacientes pediátricos (≤ 1 año: 66.7%; 2-14 años: 50%). Durante este periodo, su incidencia aumentó ligeramente (0,33%/año).

Los estudios de sensibilidad mostraron una excelente actividad de los 9 antifúngicos evaluados frente a la gran mayoría de los aislados, y solo en el caso del itraconazol se detectó un porcentaje considerable de cepas no sensibles (23%). El porcentaje de cepas no sensibles a equinocandinas fue bajo (1,5%) y la caspofungina fue la equinocandina más eficaz frente a C. parapsilosis.

Para estudiar los mecanismos de resistencia a las equinocandinas, se analizaron los genes FKS1 y FKS2, que codifican para la β-(1,3)-D-glucano sintetasa y se analizó la posible activación de respuestas adaptativas frente a la acción de las equinocandinas. Detectándose una frecuencia relativamente baja de mutaciones adquiridas en el gen FKS1 (11/78 aislados) todas ellas localizadas fuera de la región HS y ninguna en el gen FKS2. Solo se detectó una mutación (F1386S) en uno de los 6 aislados no sensibles a las equinocandinas, fuera de las regiones HS, que podría estar asociada con el fenotipo de resistencia a las equinocandinas.

El contenido basal de quitina de la pared celular era muy similar en las cepas sensibles (7,79%) y no sensibles (8,14%) a equinocandinas, al igual que en las tres especies del complejo, pero notablemente superior al de la cepa control de C. albicans (4,61%). La gran mayoría de aislados incrementaron el contenido basal de quitina entre 1-3% después del tratamiento con caspofungina, a excepción de los dos aislados de C. parapsilosis con mayor resistencia a las equinocandinas, que lo incrementaron en un 7 y un 11%. Cabe decir que estos dos aislados fueron los que mostraron los niveles basales de quitina más bajos y uno de ellos presentó la mutación F1386S. Todo esto, podría sugerir una respuesta compensatoria de incremento en la producción de quitina, como consecuencia de la inhibición de la síntesis del β-(1,3)-D-glucano causada por las equinocandinas, que podría estar implicada en los mecanismos de resistencia adquirida a estos antifúngicos.

In the study presented, a retrospective study was carried out in which the diagnosed candidemias were analysed over a 15-year period in the Microbiology Service of the Hospital de la Santa Creu i Sant Pau in Barcelona. The implication of C. parapsilosis complex as a causal agent of candidemia was evaluated, and also their percentage distribution according to other Candida species and their prevalence according to patient's age, as well as their evolution over the years and the prevalence of the three species comprising the complex: C. parapsilosis sensu stricto, C. orthopsilosis and C. metapsilosis. The susceptibility of C. parapsilosis to the nine antifungal approved systemic agents and their possible resistance mechanism, both intrinsic and acquired, to echinocandins was also studied.

C. parapsilosis complex was the second most common species causing fungemia (20%), ahead of C. tropicalis (14.4%) and C. glabrata (11.7%) and only behind C. albicans (43.1%). A much higher incidence is shown in paediatric patients (≤ 1 year: 66.7%; 2-14 year: 50%). During this period its incidence increased slightly over the years (0.33% per year).

The susceptibility studies showed an excellent activity of the 9 antifungal agents tested against almost all the isolates, and only in the case of itraconazole, a considerably percentage of non-susceptible strains (23%) was detected. The percentage of echinocandin non-susceptible strains was low (1.5%) and caspofungin was the most active echinocandin against C. parapsilosis.

To study the resistance mechanism against echinocandins, the FKS1 and FKS2 genes were analysed, which codify for the β-(1,3)-D-glucan synthase and the possible activation of adaptive responses against the action of echinocandins was also analysed. A relative low frequency of acquired mutations in the FKS1 (11/78 isolates) was detected, being all mutations detected outside HS regions and no mutations were identified in the FKS2 gene. Only a single mutation (F1386S) in 1 out 6 non-susceptible isolates was identified, outside the HS regions, which may be associated with the phenotype resistant to echinocandins.

The basal chitin content of the cell wall was very similar among the echinocandin susceptible (7.79%) and non-susceptible (8.14%) C. parapsilosis isolates, as well as among the 3 species of the complex: C. parapsilosis (7.96%), C. orthopsilosis (9.42%) and C. metapsilosis (9.53%). However all these values were significantly higher that those determined in the C. albicans control strains (4.61%). The vast majority of the strains increased their basal chitin content between 1% to 3%, after a treatment with caspofungin, with the exception of the two echinocandin resistant C. parapsilosis isolates that increased their chitin content by 7% and 11%. Of note is that these two isolates were the ones that showed the lowest basal chitin content and moreover, one of them showed the F1386S mutation. These results may suggest that a compensatory increase in the chitin production, as a consequence of the inhibition in the synthesis of β-(1,3)-D-glucan caused by echinocandins, could be implied in the acquired resistance to these antifungal agents.