Clase 11. Taxonomia del Reino Fungi PDF

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TAXONOMÍA DEL REINO FUNGI Transcriben: Gabriela Cerdas, Gloriana Escalante, Juan Diego Romero Fecha: 10/06/19 Profesora: Dra. Daniela Jaikel Se da la clase de taxonomía hasta el final del curso debido a que la misma está sesgada hacia la estructura del hongo. Se necesita conocer los conceptos básicos para entender los nombres. La taxonomía en cualquier microorganismo será totalmente artificial. La taxonomía es la forma en que se agrupan o separan organismos para estudiarlos; y conforme se encuentran más herramientas para estudiar esos organismos, más seguido cambiará la taxonomía. Actualmente, con la biología molecular la taxonomía ha ido cambiando más. En el caso de los hongos, hoy en día está cambiando mucho. Esto se debe a que, por tradición, el hongo que se puede encontrarse en muestras clínicas, por ejemplo, presentaba fase saprofítica asexual, en donde presentaba conidióforos complejo, como el caso de Aspergillus fumigatus. Los taxónomos lo descubrieron, le encontraron semejanza morfológica al aspersor de agua bendita y lo nombraron Aspergillus fumigatus. Sin embargo, a nivel de las fincas los biólogos encontraron la fase sexual; que es totalmente diferente al producir estructuras de neoformación, por lo que lo llamaron Neosartorya sp1. Situaciones como estas le han ocurrido a los nombres de casi todos los hongos, tienen distintos nombres dependiendo de la fase sexual que tengan o del área donde se esté usando. Para evitar eso, la biología molecular se ha podido determinar cuáles hongos con distintos nombres son en realidad la misma especie, y se les ha definido un solo nombre por hongo. Por lo tanto, la taxonomía y muchos de los nombres que ya se han visto en clase pueden haber cambiado, debido a que la taxonomía depende de qué grupo tiene más peso al nombrarlo: agronomía, veterinaria, clínica, etc. El nombre también dependerá de si se le da peso a la fase sexual o a la asexual. En un inicio se planteó que siempre fuera a la fase sexual la que se usaba para el nombre correcto, y de hecho se empezó a cambiar todos los nombres. Sin embargo, esto generó un gran problema porque se observó que a nivel médico se utilizan los nombres con las fases asexuales. Entonces, por ejemplo, se debía reportar al médico que se tenía, por ejemplo, una neosartoriosis pulmonar, lo que el médico conocía como una aspergilosis; por lo que tampoco funcionó. De la misma manera se empezaron a reportar en la literatura de casos clínicos de hongos, como por ejemplo primer caso de Anjellomyces capsulatum a nivel clínico, en donde lo que ocurrió fue que se hizo la secuenciación del hongo y según las fuentes de referencia se determinó como esta especie, cuando en realidad era una histoplasmosis, de la cual hay millones de casos. Por esta razón, siempre se debe hacer el examen directo y el cultivo, de manera que aunque la secuenciación esté proveyendo un nombre desconocido, podamos confirmar que se trata de un hongo que tiene sentido en clínica. Entonces, lo que se decidió formalmente es que el grupo que tiene más peso será el que le dé el nombre. Por ejemplo, en el caso de Cryptococcus, el grupo que tiene mayor peso es la clínica, ya que este hongo no es patógeno de plantas, y la fase que tiene más importancia es la asexual, porque la fase sexual solamente se ha visto a nivel de laboratorio, no se ha encontrado en la naturaleza. Por estos cambios, es importante que cuando se reporta un hongo con un nombre nuevo, se le pongo el nombre que tenía antes entre paréntesis a la par, para que el médico sepa.

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No se le entiende muy bien el nombre que la profesora mencionó que se le dio a este hongo. Se cree que es Neosartorya sp.

La clase de taxonomía se basa en un estudio que se hizo a nivel mundial, publicado en un artículo del 2007, que fue el último estudio grande que se hizo pero sigue estando vigente y aceptado. Se le hizo una modificación que entró en vigencia a partir de enero del 2019. El artículo plantea que a nivel de hongos se va a tener: ●

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1 reino: Reino Fungi, fue creado en 1969, antes de esto los hongos se clasificaban como plantas. o Por las características de su pared y de cómo se alimentan secretando las enzimas al medio, se decidió crear un reino al que se le dio el nombre de Fungi. 1 subreino: no todos los hongos pertenecen a este subreino, por lo tanto la clasificación no siempre lo incluye. 8 phylums: esta es la modificación al artículo, que cuando salió incluía solamente 7 phylums. Conidiobulus y Basidiobulus a partir de enero se separaron de los mucorales. Las terminaciones de los phylums es -mycota, excepto por el phylum de Microsporidia. o Los hongos del filo Microsporidia son los que dan enfermedades gastrointestinales. Por mucho tiempo se consideraron protozoarios, pero por biología molecular se vio que son más cercanos a este reino, pero no es un phylum muy estudiado por los micólogos, por lo que no se le ha dado el nombre correcto. 10 subfilos: tienen la terminacion -mycotina. 35 clases: con terminación -mycetes. 12 subclases: -mycetidae 129 órdenes: con terminación -ales. Género y especie Para efectos de evaluación, lo importante de tomar en cuenta son los primeros 3 taxones: phylum, subreino y reino. Se debe conocer qué características tienen los hongos para pertencer a los mismo y qué organismos pertenecen a cada uno. Se verán distintos órdenes y clases,pero será a manera de ejemplo.

Los hongos más evolucionados son los que pertenecen al subreino Dikarya. Los otros phylums no pertenecen a este subreino. Phylum Chytridiomycota ● ●

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Hongos más primitivos. Tienen micelio espaciadamente septado. o Al crear septos, son más evolucionados porque hacen que sus compartimentos se parezcan cada vez más a células. Acuáticos, por lo que su espora asexual, la zoospora, es una espora asexual uniflagelada, para poder moverse en su ambiente acuático. Son mayoritariamente de agua dulce. o Dependiendo de cuántos flagelos y de la posición de los mismos, los hongos se clasifican en distintos phylums. Espora sexual: se tiene el oogonio , que contiene a las oosporas. o No son flageladas Son saprófitos y parásitos de protozoarios, de algas y de anfibios que están en estos ambientes acuáticos. o Modificaciones de la hifa: hacen anastomosis del micelio, se producen redes, el micelio se hincha y libera las enzimas que empiezan a degradar al hospedero. Degradan quitina y queratina.

Phylum Neocallimastigomycota ● ●

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El nombre indica que son los “hongos buenos, nuevos, hermosos y que tienen látigo”. Sus esporas (zoosporas) son poliflageladas. o Antes este taxón y el anterior pertenecían al mismo phylum, pero por las características de sus esporas se separaron. Son anaerobios obligados , por lo que viven en los estómagos de los herbívoros (ganado). Poseen enzimas para poder degradar la celulosa de las plantas que ingieren los rumiantes. No tienen mitocondrias, sino que tienen hidrogenosomas. o Es como una mitocondria modificada, que produce ATP, pero cuyo aceptor final de electrones será el H2. Tiene micelio espaciadamente septado. Son hongos, por lo que su pared tiene quitina y quitosano A diferencia de otros, no se conoce la fase sexual de estos, solamente se conocen sus zoosporas.

*Clase: Neocallimastigomycetes *Orden: Neocallimastigales Phylum Blastocladiomycota ● ●

Igual que el phyllum Chytridiomycota, producen zoospora uniflageladas, pero además su micelio produce estructuras de neoformación que culminan en una bolsa que tiene las esporas adentro. Tienen micelio espaciadamente septado y ramificado. o Hifas gruesas con pocos septos.

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Al igual que los grupos anteriormente vistos, tiene rizoides. Anisogamia: los gametos sexuales (+/-) tienen morfología diferente. Son parásitos de nematodos, plantas, crustáceos y mosquitos. Su hábitat también es un ambiente acuático.

Phylum Microsporidia ●

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Parásitos intracelulares obligados, solamente están en tractos digestivos de mamíferos. o Su hábitat es principalmente intestino delgado. o Producen diarrea muy similar a la que se observaría por lambliosis. ▪ Producen diarreas crónicas, por lo que se asocian a dramáticas pérdidas de peso. Los organismos que pertenecen a este phylum son: o Enterocytozoon o Encephalitozoon o Pleistophora Solamente producen esporas. o Se estudian como los protozoarios, en las heces. o No tienen nombre especial por ser poco estudiados. Están en el citoplasma de la célula. Como son parásitos intracelulares obligados, tienen tubo polar para fijarse al huésped. Muy importantes en pacientes VIH+ y en pacientes en los extremos etarios.

Ahora se pasará a los hongos que ya se han estudiado en el curso.

Phylum Glomerolomycota, Subphylum: Mucoromycotina Características ●

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Espora sexual: Zigospora. Tiene hifas complementarias, produce feromonas, se acercan, rompe la pared, plasmogamia, se produce compartimento específico donde se da cariogamia y se produce la zygospora. Asexual: estructuras de neoformación que son los esporangióforo. Son hongos espaciadamente septados y el hongo diagnóstico es Rhizopus sp., donde tiene rizoides, esporangio, tallo, apófisis, etc. Hongos: Rhizopus sp., Saksenea (da casos muy importantes a nivel de piel), Cunninghamella, (Syncephalastrum no es patógeno) y Mucor sp.

Zigomicosis subcutánea aguda ●

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Se da por Saksenea sp. Se presenta en pacientes con trauma previo: accidente de tránsito, quemaduras o inmunosupresión. Las esporas del hongo penetran, germinan y empieza a crecer a traves de los tejidos. Tienen la característica de tener tropismo por vasos sanguíneos. Esto hace que sea de las pocas micosis que ocasionan necrosis. Es importante en examen directo ver micelio espaciadamente septado y reportar a médico.

Phylum Entomophthoromycota ●

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Pertenecían antes al phylum de Glomerulomycota porque tienen zygosporas. Sin embargo, se separaron porque sus esporas asexuales no vienen de un esporangióforo, sino de un condióforo. Este es un condifióforo simple con una conidia única. Al final del tallo tiene una estructura especial que cuando las gotas de agua caen, libera la espora y pueden recorren 25 cm. Producen menos septos que Ascomycetes, pero más que Glomerulomycota. Es como un intermedio entre ambos phylums. Conidiobolus: producen lesiones subcutáneas a nivel nasal. La persona inspira la espora y esta se instala dentro de la fosa nasal. Basidiobolus: produce lesiones por microtrauma cuando los niños juegan con las lagartijas. Las esporas se eyectan por medio de las heces de las lagartijas y penetran la piel en la zona de microtrauma No son hongos de crecimiento rápido porque producen septos Espora asexual: conidia o balistospora Espora sexual: zygospora

SUBREINO DE DIKARYA ●

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Los hongos que pertenecen a este subreino producen micelio dicarionte, que son los basidiomicetes y ascomicetes. En la reproducción sexual se estudió que una vez que se da la plasmogamia y quedan los núcleos positivos y negativos, se produce micelio con los dos núcleos pero sin fusionarse: micelio dicarionte. Dentro de este subreino, hay hongos levaduriformes como Saccharomyces sp y Candida sp,. También hongos miceliales como Aspergillus sp. y dermatofitos Esporas móviles con dispersión aérea porque han perdido sus flagelos

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Producen septos de manera regular El septo en ascomicetes: son simples prolongaciones del citoplasma al interior de la pared que cuando se rompe la pared, tienen estructuras especiales que taponean la pared y evitan que se dé pérdida de organelas en el ambiente. En el caso de basidiomicetes, el micelio se compone de prolongaciones internas de la pared que además producen prolongaciones al final y están recubiertas con una membrana para evitar que los núcleos pasen de un compartimento a otro. Solo dejan el paso de organelas pequeñas. Este micelio es llamado doliporo.

PHYLUM ASCOMYCOTA ● ● ● ●

Micelio septado Estructura sexual es el Ascocarpo. En algunos casos, se produce plecténquima para proteger las esporas. Asexual: si el hongo es levaudiforme, se produce por brotes. Si es micelial, se puede reproducir a nivel de esporas tálicas o de estructuras de neoformación (todos los tipos de conidióforos).

Estructuras estromáticas ● ● ● ●

Ascostroma: es una agregación de micelio un poco mas laxa Apotecio: forma de copa Peritecio: forma de botella, fértil sólo en la base Cleistotecio: estrcutura redondeada

SUBPHYLUM SACCHAROMYCOTINA Clase Saccharomycetes ● ● ● ●

Levaduras, reproducción asexual es la gemación Pared tiene β glucanas principalmente Como no producen micelio, no pueden hacer estructuras estromáticas, por eso sus ascas son desnudas Reproducción sexual: producen un saco y dentro de él hay ascosporas

Candida spp. ● ● ● ● ●

Fase sexual: Ascosporas Produce micelio hialino septado Levaduras Produce lesiones superficiales en zonas húmedas que son rojizas y descamativas Lesiones en uñas que comienza desde el borde interno hacia el externo de la uña

SUBPHYLUM PEZIZOMYCOTINA: ORDEN ONYGENALES ● ●

Clase Eurotiomycetes Orden Onygenales: es uno de los más importantes porque están los hongos dimórficos, los hongos patógenos primarios.

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Fase sexual produce cleistotecio Dermatofitos: Microsporum Trichophyton Epidermophyton En su fase sexual, los tres géneros se llaman Anthroderma Producen lesiones en pelo, uñas y piel porque tienen queratinasas. Son altamente descamativas. La lesión en este caso, empieza desde el borde distal hacia el proximal. Las lesiones son redondeadas, altamente descamativas y pica

Hongos dimórficos Hongo Coccidioides Paracoccidioides Ajellomyces (Histoplasma)

Fase saprofítica Micelio artrosporado Conidióforo simple Macroconidias tuberculadas

Fase parasitaria Esférulas Levadura multigemante Levaduras intracelulares

Fase sexual de Histoplasma: Ajellomyces SUBPHYLUM PEZIZOMYCOTINA: ORDEN EUROTIALES ● ● ●

Sólo producen esporas asexuales. Géneros: Aspergillus y Penicillum Ambos producen cleistotecios en su fase sexual Pezizomycotina)

Orden Chaetothyriales Los hongos negros pertenecen al orden de los Chaetothyriales. Todos los ascomycetes que presentan melanina en su pared se van a encontrar en este orden. Evolutivamente han perdido la necesidad de producir esporas sexuales. Esto se debe a que sus esporas ase uales han sido suficiente para colonizar sus nichos y mantenerse en la naturaleza.

(característica de los

Clase Sordariomycetes Dentro de la clase Sordariomycetes se encuentra Fusarium, un hongo que produce peritecio en su fase sexual. Es un patógeno muy común en plantas y suele ser conocido como Gibberella.

Dentro de esta clase se encuentra el complejo Sporothrix que produce un conidióforo simple simpodial, productores de clamidosporas fuliginosas. Son macroscópica y microscópicamente muy similares, mediante técnicas de biología molecular (análisis de RFLP y gen de calmodulina) se puede diferenciar entres especies específicas, en Costa Rica hay S. schenckii y S. globosa.

SUBPHYLUM PEZIZOMYCOTINA: CLASE DOTHIDEOMYCETES ORDEN CAPNODIALES Dentro del orden de los capnodiales se encuentra Piedraia hortae, productora de micosis nodulares. Piedraia tiene su fase sexual durante su fase parasitaria, por lo que tiene solo un nombre. BIOLOGÍA MOLECULAR EN IDENTIFICACIÓN La taxonomía moderna se basa en biología molecular, sin embargo a nivel clínico no se cuenta con todas estas herramientas. En micología no se suele contar con Kits comerciales de detección (sólo en meningitis por Cryptococcus en líquido cefalorraquídeo y Pneumocystis). Para estandarizar una prueba se requiere del aval de la FDA o de la Unión Europea, se requiere de controles positivos y controles negativos estables y esto se dificulta mucho con los hongos. Candida sp. es un buen ejemplo pues es parte de la microbiota y no hay forma molecular de diferenciar cuándo es patógena. Otro ejemplo es Aspergillus, pues para validar su prueba se tiene que comparar con el cultivo (que tiene altas probabilidades de no crecer) por lo que no hay forma de identificar a los falsos positivos y la prueba pierde especificidad. En otras micosis sistémicas no hay suficientes casos para poder hacer validación de las pruebas.

Phylum Basidiomycota ● ● ●

Basidiocarpo Septo doliporo Conexiones en gancho/fíbulas

Subphylum Agaricomycotina Clase Tremellomycetes Orden Tremellales En este orden se encuentra Cryptococcus spp. ● Fase sexual no produce estructuras estromáticas sino que produce basidias desnudas con basidiosporas (Filobasidiella).

También se encuentra Trichosporon spp. ● ● ●

Produce micelio, artrosporas y blastosporas. Ambos (Trichosporon como Cryptococcus) pueden ser identificados por Vitek Siempre se debe observar la morfología a los cultivos pues el Vitek puede confundir entre ambos por la prueba de urea (ambos positivos).

Clase Agaricomycetes Orden Agaricales Los agaricales son productores de estructuras de neoformación. Un patógeno de este orden es Schizophyllum commune, este hongo produce lesiones a nivel nasal. ● ●

En fase homotálica crece un basidiocarpo en cultivos pero se debe de tratar con ciclos de luz oscuridad. En fase homotálica tiene micelios septados y forma colonias blancas y algodonosas.

En el orden de los agaricales también se encuentran los champiñones (hongos comestibles) como Agaricus bisporus y Pleurotus spp.

SubPhylum Ustilaginomycotina Clase Exobasidiomycetes Dentro del subPhylum Ustilaginomycotina se encuentran los hongos causantes de la pitiriasis. Un ejemplo es Malassezia, un hongo que se encuentra como levadura y al encontrarse con la grasa de la piel se induce la producción de micelio por lo que se expande sobre la misma. Nuevos conceptos Los hongos mitospóricos son aquellos que se encontraban dentro del Phylum Deuteromycota por tener una fase sexual desconocida. Era técnicamente un basurero micológico y técnicamente está en desuso.

Reino Protozoa Phylum Neomonada En micología además se ha recibido el estudio de organismos complejos que no se estudian en otras ramas. Un ejemplo de esto es Rhinosporidium seeberi, que en realidad es un protozoario. En realidad se estudia en micología porque su patología, tinciones y procesamiento de muestra es más similar al de los hongos. Produce quistes y trofozoitos (como los protozoarios), produce pólipos altamente vascularizados. Curiosamente tiene patologías diferenciadas según el género del hospedero: ●

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En hombres produce pólipos a nivel nasal y se asocia a ambientes acuáticos (común en pacientes hindúes por cultura). En mujeres es más común, produce pólipos a nivel ocular (en córnea) y se asocia a ambientes desérticos.

Reino Chromista (Protista) Finalmente, en micología también se estudia al reino Chromista, estos comparten con los hongos la presencia de micelio espaciadamente septado y esporas biflageladas pero tienen celulosa en la pared, su membrana carece de esteroles (ergosterol) ni presencia de quitina. Uno de estos organismos es Pythium sp . que infecta a los caballos y les genera lesiones granulomatosas cutáneas (“kunkers”) que obligan al sacrificio del animal. Otro ejemplo es Phytophthora infectans el cual no es un patógeno humano pero tiene gran importancia agronómica por ser un patógeno de la papa. Esto incluso llegó a causar una inmensa migración de irlandeses hacia Estados Unidos disminuyendo su población notablemente....