Taxonomy and phylogeny of clinically important mucoralean fungi

Abstract

Recientemente, varios estudios han comunicado la creciente incidencia de mucormicosis tanto en pacientes inmunosuprimidos como inmunocompetentes (Bitar et al., 2009; Roden et al., 2005; Saegeman et al., 2010). Algunas especies pertenecientes al orden Mucorales (subphylum Mucoromycotina) son considerados patógenos oportunistas, causando infecciones con una alta tasa de mortalidad. Interesante es el cambio epidemiológico observado tanto en Apophysomyces elegans, como en Saksenaea vasiformis, dos especies consideradas patógenos emergentes, con una gran relevancia clínica en los últimos años, debido a la infección en personas inmunocompetentes. Otro aspecto relevante es el hecho de que los Mucorales son resistentes a la mayoría de los antifúngicos disponibles en la actualidad. La anfotericina B es el único medicamento antimicótico que ha demostrado una potente actividad in vitro y una considerable eficacia in vivo. Sin embargo, la eficacia clínica sigue siendo limitada, con una alta tasa de mortalidad, sobre todo cuando las infecciones son causadas por agentes tales como Saksenaea vasiformis o Apophysomyces elegans. En la presente tesis, se analizó un amplio panel de aislamientos procedentes de muestras clínicas, principalmente de los Estados Unidos de América. Hemos sido capaces de demostrar la utilidad de las herramientas morfológicas en la identificación de los mucorales, obteniendo un 92% de correlación con las herramientas moleculares. Además, y en base a un enfoque polifásico, que incluyó el análisis de la morfología, la fisiología y las secuencias de diversos genes; siete nuevas especies de mucorales han sido descubiertas y descritas: Apophysomyces ossiformis; Apophysomyces trapeziformis; Apophysomyces variabilis; Mucor ellipsoideus; Mucor velutinosus; Saksenaea erythrospora, y Saksenaea oblongispora.

Recently, several studies have reported the increasing incidence of mucormycosis in both immunocompromised and immunocompetent patients (Bitar et al., 2009; Roden et al., 2005; Saegeman et al., 2010). Some species belonging to the order Mucorales (subphylum Mucoromycotina) are considered opportunistic pathogens, causing infections with a high mortality rate. Interesting is the epidemiological change observed in both Apophysomyces elegans and Saksenaea vasiformis, two species considered emerging pathogens, with a high clinical relevance in recent years, due to the infection in immunocompetent people. Another relevant aspect is the fact that the Mucorales are resistant to most of the currently available antifungal drugs. Amphotericin B is the only antifungal drug to show potent in vitro activity and in vivo efficacy. Nevertheless, the clinical efficacy remains limited, with high mortality rate, especially when the infections are caused by either Saksenaea vasiformis or Apophysomyces elegans. In the present thesis, we analyzed a large panel of isolates from clinical samples, principally from of the United States of America. We have been able to demonstrate the useful of morphological tools in the identification of mucoralean fungi, obtaining a 92% of correlation with the molecular tools. Additionally, and based on a polyphasic taxonomy approach which included morphology, physiology and DNA sequence analyses, 7 new species of mucoralean fungi have been discovered and described: Apophysomyces ossiformis; Apophysomyces trapeziformis; Apophysomyces variabilis; Mucor ellipsoideus; Mucor velutinosus; Saksenaea erythrospora, and Saksenaea oblongispora.