Fongs oportunistes: Avaluació de la patogènia i sensibilitat als antifungics

Abstract

Les infeccions greus causades per fongs han augmentat molt en els últims anys, i sobretot les causades pels anomenats fongs oportunistes. Aquests últims acostumen a provocar infeccions en pacients que tenen altres malalties de base, com per exemple leucèmia, SIDA, càncer, o han rebut trasplantaments d'òrgans sòlids o de moll d'os. <br/>La llista de les espècies de fongs oportunistes implicades en infeccions greus és cada dia més llarga, i les estratègies per tractar aquestes infeccions continuen essent molt limitades. <br/>Els tres gèneres de fongs filamentosos oportunistes que han estat objecte d'estudi a la present tesi, Fusarium, Scedosporium i Paecilomyces es troben dins d'aquest grup de fongs oportunistes. Encara que només provoquen infeccions greus en pacients immunocompromesos, la taxa de mortalitat d'aquestes infeccions s'acosta al 100%. <br/>L'amfotericina B ha estat durant molts anys, i encara ho és en l'actualitat, el fàrmac més utilitzat per tractar les infeccions sistèmiques, però té importants problemes de toxicitat. En els últims anys s'han desenvolupat altres formulacions d'aquest mateix fàrmac, que presenten molts menys problemes de toxicitat. <br/>L'objectiu principal d'aquesta tesi ha estat avaluar l'eficàcia d'una de les noves formulacions de l'amfotericina B, el preparat liposòmic, en models animals d'infecció disseminada.<br/>Per poder comparar els diferents tractaments primer ha calgut desenvolupar models animals d'infecció per cadascun dels fongs estudiats (utilitzant ratolins), que siguin reproduïbles i que puguin simular la infecció fúngica humana.<br/>Un cop desenvolupats els models animals es va comparar l'eficàcia de les dues formulacions de l'amfotericina B, en el tractament de les infeccions causades pels fongs estudiats. Això s'avaluava comparant amb mètodes estadístics el temps de supervivència (TMS) dels diferents grups. També es comparava la quantitat de fong present a diferents òrgans dels ratolins, que eren sacrificats quan finalitzava el tractament. <br/>A part de l'amfotericina B que és, tal i com hem dit, el fàrmac més utilitzat per combatre les infeccions provocades per fongs oportunistes, hi ha d'altres antifúngics, però han demostrat poca eficàcia al menys in vitro, i els resultats clínics són molt escassos. És per això que hem volgut avaluar el possible efecte sinèrgic d'algunes combinacions d'antifúngics in vitro.<br/><br/>De forma resumida, les conclusions principals que es desprenen dels diversos estudis realitzats són els següents.<br/>1- Es van establir models d'infecció disseminada en ratolins per les espècies següents <br/>Paecilomyces variotii, P. lilacinus, P. javanicus, Fusarium verticillioides, Scedosporium prolificans, S. apiospermum en ratolins immunodeprimits o immunocompetents.<br/>2- Es va avaluar l'eficàcia de les dues formulacions de l'antifúngic amfotericina B (el desoxicolat i la formulació liposòmica) en diferents models d'infecció experimental desenvolupats en la primara fase dels estudis.<br/>En ratolins infectats amb P. variotii, les dues formulacions van ser equivalents a dosis baixes, però l'administració d'amfotericina B liposòmica a 10 mg/kg va provocar una disminució significativa de la presència del fong en alguns òrgans.<br/>Les dosis baixes d'amfotericina B liposòmica va fer augmentar el TMS dels ratolins infectats amb F. verticillioides. Les dosis altes, a més, van fer disminuir significativament la presència del fong en diversos òrgans.<br/>En els ratolins infectats per S. prolificans, es va observar un increment del TMS, que va ser més evident amb la dosi més alta d'amfotericina B liposòmica. L'administració de G-CSF amb la teràpia antifúngica no va millorar els resultats. <br/>3- S'ha avaluat l'activitat in vitro de nou combinacions d'antifúngics davant de diverses espècies dels gèneres Fusarium i Paecilomyces.<br/>Les combinacions que s'han comportat de forma sinèrgica per un nombre més elevat de soques han estat les de ravuconazol combinat tant amb amfotericina B com amb terbinafina, i aquesta última combinada amb voriconazol. <br/>Les combinacions que s'han comportat de forma sinèrgica per un nombre més elevat de soques han estat totes les de terbinafina combinada amb azols.

Deep infections caused by moulds have increased during the last years, and especially those caused by opportunistic fungi. These fungi use to provoke infections in patients with underlying diseases such as leukaemia, AIDS, cancer, and solid organ or bone marrow transplant recipients. <br/>The number of fungal species involved in deep infections increases every day, and the strategies to treat these infections are still limited. <br/>The three genera of filamentous fungi that have been studied in the present thesis Fusarium, Scedosporium and Paecilomyces are included in the group of emerging opportunistic pathogens. Even though they just provoke severe infections in immunocompromised patients, the mortality rate is close to 100%. <br/>Amphotericin B has been for many years, and is still nowadays, the most used drug to treat the systemic infections, but it has important toxicity problems. In recent years newer formulations of the drug have been developed, which show less toxicity problems. <br/>The main objective of the present thesis has been to evaluate the efficacy of one of the newer formulations of amphotericin B, the liposomal preparation, in murine models of disseminated infection.<br/>To be able to compare both treatments we previously developed reproducible animal models of infection (using mice) that could simulate the human infection, for each one of the strains. <br/>This was in order to compare the efficacy of both formulations of amphotericin B, in the treatment of the infections caused by the studied fungi. This was evaluated by comparing using statistic methods the mean survival time of the different groups of mice (MST). We also compared the tissue burden of the fungi in several target organs of mice, which were sacrificed after the treatment. <br/>In addition to amphotericin B which is, as we said before, the most widely used drug to treat infections caused by opportunistic fungi, there are other antifungal agents, but they have shown low efficacy, at least in vitro, and the clinical results are very scarce. That is why we wanted to evaluate the possible synergic effect in vitro of some of these drug combinations.<br/><br/>In a resumed way, the main conclusions derived from the several performed studies are as follows:<br/>1- We established murine models of disseminaded infection by the following species: <br/>Paecilomyces variotii, P. lilacinus, P. javanicus, Fusarium verticillioides, Scedosporium prolificans, and S. apiospermum in immunosuppressed or immunocompetent mice.<br/>2- We evaluated the efficacy of two formulations of the antifungal agent amphotericin B (the deoxycholate and the liposomal formulations) in the different experimental infection models developed in the first phase of the studies.<br/>In mice infected with P. variotii, both formulations showed similar results at low doses, but the administration of liposomal amphotericin B at 10 mg/kg provoked a significant decrease of the presence of the fungus in target organs.<br/>Low doses of liposomal amphotericin B increased the MST of mice infected with F. verticillioides. At high doses, it also lowered the presence of the fungus in several organs.<br/>In mice infected with S. prolificans, the administration of high doses of high doses of liposomal amphotericin B provoked an increase of MST, which was more evident with the highest dose. The administration of G-CSF together with the antifungal therapy did not improve the results. <br/>3- We evaluated the in vitro activity of nine combinations of antifungal drugs against several species of the genera Fusarium and Paecilomyces.<br/>The combinations that showed a highest percentage of synergic effects for Fusarium were ravuconazole combined with amphotericin B or terbinafine, and terbinafine with voriconazole. <br/>The combinations that showed a highest percentage of synergic effects for Paecilomyces were terbinafine combined with any of the azoles.