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¿Cómo reaccionan los hongos cuando se cultivan en un cultivo de tejidos?

¿Cómo reaccionan los hongos cuando se cultivan en un cultivo de tejidos?


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Sé cómo reaccionan las células vegetales y las células animales al ser cultivadas y cultivadas de esta manera, pero ¿qué pasa con los hongos? ¿Responderían como plantas y darían como resultado embriones que crezcan de la masa? ¿O la masa simplemente crece indefinidamente como en los animales? ¿Alguien ha hecho esto? ¿Cómo reaccionan cuando se cultivan de esta manera?


Generalmente, los hongos se cultivan en agar con una fuente de alimento como el extracto de malta. Una forma de hacerlo es clonar un hongo del cuerpo frutal de un hongo o de un sustrato colonizado (por ejemplo, madera en descomposición). Otro método consiste en germinar esporas.

El hongo crecerá como micelio vegetativo hasta que se quede sin alimento. En ese momento, algunas especies desarrollarán pequeños cuerpos frutales o esporularán antes de entrar en una fase más inactiva, desapareciendo. A menos que estén refrigeradas, las placas de agar estándar se deshidratan. Además, los hongos pueden adoptar diferentes texturas: tenues, rugosas, con forma de raíz (rizomórficas), correosas, polvorientas y pueden oscurecerse o cambiar de color a medida que envejecen.

Algunas culturas comienzan a adaptar su metabolismo a los medios después de una gran cantidad de transferencias (basadas en la observación y discutidas en "El cultivador de hongos" de Stamets). En este punto, las culturas también pueden comenzar a crecer más lentamente.

El micelio se puede transferir de una placa a otra oa otro medio (sustrato) como un tronco, 'aserrín fortificado' (aserrín con ~ 30% p / p de salvado de trigo) o compost pasteurizado. Con la nutrición adecuada y los estímulos ambientales (niveles de CO2, temperatura, humedad, luz, etc.), el micelio fructificará, creando hongos, generalmente después de colonizar completamente el sustrato.

Aquí hay una figura de 35 placas de agar con 16 cultivos de hongos diferentes que aislé de la naturaleza (suelo, madera, hongos, como se describe en Allison et. Al, 2009; LeBauer, 2010), y he transferido de un cultivo maduro (aproximadamente a 2 meses) a un plato nuevo, que tiene aproximadamente dos semanas en esta imagen. Las culturas parentales están en la primera y tercera fila, con los hijos debajo (son clones genéticos; en lugar de contar generaciones, cuento el número de transferencias.

También puede encontrar cultivos de hongos (levadura) en cerveza sin filtrar.

He utilizado muchas técnicas para aislar y cultivar hongos (Isikhuemhen y LeBauer, 2004; LeBauer, 2010) pero recomendaría los libros "The Mushroom Cultivator" y "Growing Gourmet and Medicinal Mushrooms" de Paul Stamets para obtener más información sobre las técnicas de cultivo estéril. utilizado en el cultivo de hongos.


6.3: Aislamiento, cultivo e identificación de virus

  • Contribuido por OpenStax
  • Biología general en OpenStax CNX
  • Analizar por qué los virus se describieron originalmente como agentes filtrables.
  • Describir el cultivo de virus y la recolección y manipulación de muestras.
  • Comparar las técnicas in vivo e in vitro utilizadas para cultivar virus.

Al comienzo de este capítulo, describimos cómo se utilizaron filtros de Chamberland de porcelana con poros lo suficientemente pequeños como para permitir el paso de virus para descubrir el TMV. En la actualidad, los filtros de porcelana se han reemplazado por filtros de membrana y otros dispositivos que se utilizan para aislar e identificar virus.


PROCEDIMIENTO (a realizar individualmente)

A. MOLDES COMUNES

1. Con un microscopio de disección, observe los cultivos en placa SDA de Penicillium, Aspergillus, y Rhizopus. Tenga en cuenta la apariencia y el color de la colonia y el tipo y forma de las esporas asexuales producidas.

2. Usando su microscopio, observe un portaobjetos preparado de Penicillium. Enfoque primero usando el objetivo 10X con rayas amarillas (aumento de 100X) y luego gire al objetivo de 40X (aumento de 400X). Tenga en cuenta el tipo de esporas asexuales producidas y de qué se transmiten. Las instrucciones de enfoque al usar el objetivo 10X se pueden encontrar en el Laboratorio 1.

3. Usando su microscopio y usando el objetivo 10X con rayas amarillas (Aumento de 100X), observe las diapositivas preparadas de Aspergilo. Tenga en cuenta el tipo de esporas asexuales producidas y de qué se transmiten.

4. Usando su microscopio y usando el objetivo 10X con rayas amarillas (Aumento de 100X), observe las diapositivas preparadas de Rhizopus. Tenga en cuenta el tipo de esporas asexuales producidas y de qué se transmiten.

5. Observe la diapositiva preparada que muestra la cigospora de Rhizopus producido durante la reproducción sexual.

B. DERMATOFITAS

1. Observa el dermatofito Microsporum creciendo en DTM. Tenga en cuenta el color rojo de la producción de productos finales alcalinos que indica que está degradando la queratina en el agar. Esto indica que el organismo es un dermatofito.

2. Observar microscópicamente el cultivo SDA de Microsporum. Tenga en cuenta los macroconidios y microconidios.

3. Observe las fotografías de infecciones dermatofíticas.

C. HONGOS DIMÓRFICOS

1. Observe la diapositiva preparada de Coccidioides immitis artrosporas.

2. Observe las imágenes de Coccidioides immitis mostrando la forma de moho con artrosporas que se observan en el suelo, así como la forma de esférula endosporulante que se observa en los pulmones.

3. Observe las imágenes de Histoplasma capsulatum mostrando la forma de moho con macroconidios tuberculados que se observan en el suelo, así como la forma de levadura que se observa en los pulmones.

4. Observe las fotografías de infecciones fúngicas sistémicas.


¿Cómo reaccionan los hongos cuando se cultivan en un cultivo de tejidos? - biología

I.TIPOS DE CÉLULAS CULTIVADAS EN CULTURA

El cultivo de tejidos es a menudo un término genérico que se refiere tanto al cultivo de órganos como al cultivo de células, y los términos a menudo se usan indistintamente. Los cultivos celulares se derivan de explantes de tejido primario o de suspensiones celulares. Cultivos de células primarias típicamente tendrá una vida útil finita en la cultura, mientras que líneas celulares continuas son, por definición, anormales y a menudo son líneas celulares transformadas.

II. AREA DE TRABAJO Y EQUIPO

A. Campanas de flujo laminar. Hay dos tipos de campanas de flujo laminar, verticales y horizontales. La campana vertical, también conocida como gabinete de seguridad para biología, es mejor para trabajar con organismos peligrosos, ya que los aerosoles que se generan en la campana se filtran antes de que se liberen al ambiente circundante. Las campanas horizontales están diseñadas de manera que el aire fluya directamente hacia el operador, por lo que no son útiles para trabajar con organismos peligrosos, pero son la mejor protección para sus cultivos. Ambos tipos de campanas tienen un desplazamiento continuo de aire que pasa a través de un filtro HEPA (partículas de alta eficiencia) que elimina las partículas del aire. En una campana vertical, el aire filtrado sopla desde la parte superior del gabinete en una campana horizontal, el aire filtrado sale hacia el operador de manera horizontal. NOTA: estos no son campanas de extracción y no debe utilizarse para productos químicos volátiles o explosivos. Ellos también deberían nunca se utilice para trabajos bacterianos o fúngicos. Las campanas están equipadas con una luz ultravioleta de onda corta que se puede encender durante unos minutos para esterilizar las superficies de la campana, pero tenga en cuenta que solo las superficies expuestas serán accesibles a la luz ultravioleta. No coloque las manos o la cara cerca de la capucha cuando la luz ultravioleta esté encendida, ya que la luz de onda corta puede dañar la piel y los ojos. Las campanas deben encenderse entre 10 y 20 minutos antes de usarse. Limpie todas las superficies con etanol antes y después de cada uso. Mantenga la campana lo más libre de desorden posible porque esto interferirá con el patrón de aire de flujo laminar.

B. CO2Incubadoras. Las células se cultivan en una atmósfera de 5-10% de CO2 porque el medio utilizado está tamponado con bicarbonato de sodio / ácido carbónico y el pH debe mantenerse estrictamente. Los matraces de cultivo deben tener las tapas aflojadas para permitir un intercambio de gases suficiente. Las células deben dejarse fuera de la incubadora durante el menor tiempo posible y las puertas de la incubadora no deben abrirse por mucho tiempo. También se debe mantener la humedad para las células que crecen en placas de cultivo de tejidos, de modo que una olla de agua se mantenga llena en todo momento.

C. Microscopios. Se utilizan microscopios de contraste de fase invertidos para visualizar las células. Los microscopios deben mantenerse cubiertos y las luces apagadas cuando no estén en uso. Antes de usar el microscopio o siempre que se cambie un objetivo, verifique que los anillos de fase estén alineados.

D. Preservación. Las células se almacenan en nitrógeno líquido (ver Sección III- Conservación y almacenamiento).

E. Buques. Las células dependientes del anclaje requieren una superficie no tóxica, biológicamente inerte y ópticamente transparente que permita que las células se adhieran y permitan el movimiento para el crecimiento. Los recipientes más convenientes son los plásticos de poliestireno especialmente tratados que se suministran estériles y son desechables. Estos incluyen placas de Petri, placas de pocillos múltiples, placas de microtitulación, frascos giratorios y matraces con tapón de rosca: T-25, T-75, T-150 (cm 2 de superficie). Las células en suspensión se agitan, se agitan o se cultivan en recipientes idénticos a los utilizados para las células dependientes del anclaje.

III. CONSERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO. N líquido2 se utiliza para conservar células de cultivo de tejidos, ya sea en fase líquida (-196 ° C) o en fase vapor (-156 ° C). La congelación puede ser letal para las células debido a los efectos del daño de los cristales de hielo, alteraciones en la concentración de electrolitos, deshidratación y cambios de pH. Para minimizar los efectos de la congelación, se toman varias precauciones. Primero, se agrega un agente crioprotector que reduce el punto de congelación, como glicerol o DMSO. Un medio de congelación típico es suero al 90%, DMSO al 10%. Además, es mejor usar células sanas que crecen en fase logarítmica y reemplazar el medio 24 horas antes de la congelación. Además, las células se enfrían lentamente desde la temperatura ambiente a -80 ° C para permitir que el agua salga de las células antes de que se congele. La tasa óptima de enfriamiento es 1 & deg-3 & degC por minuto. Algunos laboratorios tienen elegantes cámaras de congelación para regular la congelación a la velocidad óptima pulsando periódicamente nitrógeno líquido. Usamos un dispositivo de baja tecnología llamado Mr. Frosty (C # 1562 -Nalgene, disponible de Sigma). El Mr. Frosty se llena con 200 ml de isopropanol a temperatura ambiente y los viales de congelación que contienen las células se colocan en el recipiente y el recipiente se coloca en el congelador a -80 ° C. El efecto del isopropanol es permitir que los tubos alcancen la temperatura del congelador lentamente, a aproximadamente 1 ° C por minuto. Una vez que el recipiente ha alcanzado los -80 ° C (aproximadamente 4 horas o, más convenientemente, durante la noche), los viales se retiran del Mr. Frosty y se colocan inmediatamente en el tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido. Las células se almacenan a temperaturas de nitrógeno líquido porque el crecimiento de los cristales de hielo se retarda por debajo de -130 ° C. Para maximizar la recuperación de las células cuando se descongelan, las células se calientan muy rápidamente colocando el tubo directamente del contenedor de nitrógeno líquido en un baño de agua a 37 ° C con agitación moderada. Tan pronto como se derrita el último cristal de hielo, las células se diluyen inmediatamente en medio precalentado.

Los cultivos deben examinarse diariamente, observando la morfología, el color del medio y la densidad de las células. Se debe mantener un registro de cultivo de tejidos separado de su cuaderno de laboratorio habitual. El registro debe contener: el nombre de la línea celular, los componentes del medio y cualquier alteración del medio estándar, las fechas en las que las células se dividieron y / o alimentaron, un cálculo del tiempo de duplicación del cultivo (esto debe hacerse al menos una vez durante el semestre), y las observaciones relativas a la morfología, etc.

A. Patrón de crecimiento. Las células pasarán inicialmente por una fase de reposo o de retraso que depende del tipo de célula, la densidad de siembra, los componentes del medio y el manejo previo. Luego, las células entrarán en un crecimiento exponencial donde tienen la mayor actividad metabólica. Las células luego entrarán en la fase estacionaria donde el número de células es constante, esto es característico de una población confluente (donde todas las superficies de crecimiento están cubiertas).

B. Cosecha. Las células se recolectan cuando las células han alcanzado una densidad de población que inhibe el crecimiento. Idealmente, las células se recolectan cuando están en un estado semi-confluente y todavía están en fase logarítmica. Las células que no se someten a pases y se les permite crecer hasta un estado confluente pueden, en algún momento, demorarse durante un largo período de tiempo y es posible que algunas nunca se recuperen. También es esencial mantener sus células lo más felices posible para maximizar la eficiencia de la transformación. La mayoría de las células se pasan (o al menos se alimentan) tres veces por semana.

1. Cultura de suspensión. Los cultivos en suspensión se alimentan mediante dilución en medio fresco.

2. Cultivos adherentes. Los cultivos adherentes que no necesitan dividirse pueden alimentarse simplemente quitando el medio viejo y reemplazándolo con medio nuevo.

Cuando las células se vuelven semiconfluentes, se utilizan varios métodos para eliminar las células de la superficie de crecimiento para que puedan diluirse:

  • Mecánico - Se puede utilizar una espátula de goma para eliminar físicamente las células de la superficie de crecimiento. Este método es rápido y fácil, pero también es perjudicial para las células y puede resultar en una muerte celular significativa. Este método es mejor cuando se recolectan muchas muestras diferentes de células para preparar extractos, es decir, cuando la viabilidad no es importante.
  • Enzimas proteolíticas - La tripsina, colagenasa o pronasa, generalmente en combinación con EDTA, hace que las células se desprendan de la superficie de crecimiento. Este método es rápido y confiable, pero puede dañar la superficie celular al digerir las proteínas de la superficie celular expuestas. La reacción de proteólisis se puede terminar rápidamente mediante la adición de medio completo que contenga suero.
  • EDTA - El EDTA solo también se puede utilizar para separar células y parece ser más suave para las células que la tripsina. El procedimiento estándar para separar las células adherentes es el siguiente:

C. Requisitos de crecimiento y medios

1. Parámetros fisiológicos

A. temperatura - 37 ° C para células de homeother

B. Se debe mantener el pH - 7.2-7.5 y la osmolalidad del medio.

D. fase gaseosa - concentración de bicarbonato. y compañía2 tensión en equilibrio

E. Luz visible: puede tener un efecto adverso en las células.La producción de compuestos tóxicos inducida por la luz puede ocurrir en algunos medios. Las células deben cultivarse en la oscuridad y exponerse a la luz ambiente lo menos posible.

2. Requisitos medios: (a menudo empíricos)

A. Iones a granel: Na, K, Ca, Mg, Cl, P, bicarbonato o CO2
B. Oligoelementos: hierro, zinc, selenio
C. azúcares: la glucosa es la más común
D. aminoácidos - 13 esenciales
E. vitaminas - B, etc.
F. colina, inositol
G. suero: contiene una gran cantidad de actividades que promueven el crecimiento, como amortiguar los nutrientes tóxicos al unirlos, neutraliza la tripsina y otras proteasas, tiene efectos indefinidos sobre la interacción entre las células y el sustrato y contiene hormonas peptídicas o factores de crecimiento similares a las hormonas que promueven crecimiento saludable.
H. antibióticos: aunque no son necesarios para el crecimiento celular, los antibióticos se utilizan a menudo para controlar el crecimiento de contaminantes bacterianos y fúngicos.

4. Medición de crecimiento y viabilidad. La viabilidad de las células se puede observar visualmente utilizando un microscopio de contraste de fase invertido. Las células vivas son células en suspensión de fase brillante normalmente redondeadas y las células adherentes algo simétricas formarán proyecciones cuando se adhieran a la superficie de crecimiento. La viabilidad también se puede evaluar utilizando el colorante vital, azul tripán, que es excluido por las células vivas pero se acumula en las células muertas. El número de células se determina usando un hemocitómetro.

CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD

R. Ian Freshney, Cultivo de células animales: manual de técnicas básicas, Wiley-Liss, 1987.

VI. PROCEDIMIENTOS DE CULTIVO DE TEJIDOS

Cada estudiante debe mantener sus propias células durante el transcurso del experimento. Estas células deben monitorearse diariamente para determinar la morfología y las características de crecimiento, alimentarse cada 2 a 3 días y subcultivarse cuando sea necesario. Debe llevarse un mínimo de dos matraces de 25 cm 2 por cada línea celular. Estas células deben expandirse según sea necesario para los experimentos de transfección. Cada vez que se subcultivan las células, se debe realizar un recuento de células viables, se deben anotar las diluciones del subcultivo y, después de varios pases, se debe determinar un tiempo de duplicación. Como pronto como tiene suficientes células, varios viales deben congelarse y almacenarse en N líquido2. Un vial de cada congelación debe descongelarse 1-2 semanas después de la congelación para verificar la viabilidad. Estas reservas congeladas resultarán vitales si alguno de sus cultivos se contamina.

Procedimientos:1. Preparación de medios. Cada estudiante será responsable de mantener su propio stock de medios de cultivo celular, el tipo particular de medio, el tipo de suero y la concentración, y otros suplementos dependerán de la línea celular. Hacer no Cuota medios de comunicación con usted pareja (o alguien demás) porque si a cultura o a botella de medios de comunicación obtiene contaminado, usted tengo no respaldo. La mayoría de los componentes de los medios se comprarán preparados y esterilizados. En general, todo lo que necesita hacer es esterilmente combinar varios estéril soluciones. Para probar la esterilidad después de agregar todos componentes, pipetear varios ml de cada botella de medio en una pequeña placa de Petri estéril o tubo de cultivo e incubar a 37 ° C durante varios días. Utilice únicamente medios que hayan sido probados en esterilidad. Por esta razón, debe anticipar sus necesidades de cultivo con anticipación para poder preparar los reactivos necesarios. Pero, trate de no desperdiciar medios. Anticípese a sus necesidades pero no gane más de lo que necesita. Los reactivos de cultivo de tejidos son muy costosos, por ejemplo, el costo del suero de ternero fetal bovino

$ 200/500 ml. Algunos aditivos de cultivo celular se proporcionarán en forma de polvo. Estos deben reconstituirse a la concentración apropiada con agua bidestilada (o medio, según corresponda) y filtrarse (en una campana estéril) a través de un filtro de 0-22 & # 956 m.

Toda la preparación de los medios y otros trabajos de cultivo celular deben realizarse en una campana de flujo laminar. Antes de comenzar su trabajo, encienda el soplador durante varios minutos, limpie todas las superficies con etanol al 70% y lávese las manos con etanol. Utilice únicamente pipetas estériles, tubos de ensayo desechables y puntas de pipeta esterilizadas en autoclave para el cultivo celular. Todos los recipientes de cultivo, tubos de ensayo, cajas de puntas de pipeta, existencias de eppendorfs estériles, etc. deben abrirse únicamente en la campana de flujo laminar. Si algo se abre en otra parte del laboratorio por accidente, probablemente pueda asumir que está contaminado. Si algo se contamina, deseche inmediatamente los materiales contaminados en el contenedor de riesgo biológico y notifique al instructor.

2. Crecimiento y morfología. Inspeccione visualmente las células con frecuencia. El cultivo celular es a veces más un arte que una ciencia. Conozca qué hace felices a sus células. La alimentación frecuente es importante para mantener el equilibrio del pH del medio y para eliminar los productos de desecho. Por lo general, a las células no les gusta ser demasiado confluentes, por lo que deben subcultivarse cuando se encuentran en un estado semiconfluente. En general, las células de mamíferos deben manipularse con cuidado. No se deben agitar, pipetear vigorosamente ni centrifugar a más de 1500 g.

3. Alimentación celular. Utilice medios precalentados y saque las células de la incubadora durante el menor tiempo posible.Use 10-15 ml para T-25, 25-35 ml para T-75 y 50-60 ml para T-150. una. Cultivos en suspensión. La alimentación y el subcultivo de cultivos en suspensión se realizan simultáneamente. Aproximadamente cada 2-3 días, diluya las células en medio fresco. La dilución que use dependerá de la densidad de las células y de la rapidez con que se dividan, lo cual solo usted puede determinar. Normalmente, las diluciones de 1: 4 a 1:20 son apropiadas para la mayoría de las líneas celulares. B. Células adherentes. Aproximadamente cada 2-3 días, elimine los medios viejos de los matraces de cultivo y reemplácelos con medios nuevos. Subcultivar las células como se describe a continuación antes de que se alcance la confluencia.

4. Subcultivo de células adherentes. Cuando las células adherentes se vuelven semi-confluentes, subcultivar usando EDTA 2 mM o tripsina / EDTA.

7. Recuentos de células viables. USO DE UN HEMOCITÓMETRO PARA DETERMINAR EL RECUENTO TOTAL DE CÉLULAS Y LOS NÚMEROS DE CÉLULAS VIABLES (Referencia: catálogo Sigma) El azul tripán es uno de los varios tintes recomendados para su uso en procedimientos de exclusión de tintes para el recuento de células viables. Este método se basa en el principio de que las células vivas no absorben ciertos tintes, mientras que las células muertas sí.

1. Prepare una suspensión celular, ya sea directamente de un cultivo celular o de una suspensión concentrada o diluida (dependiendo de la densidad celular) y combine 20 & # 956l de células con 20 & # 956l de suspensión de azul tripán (0,4%). Mezclar bien y dejar reposar durante 5-15 minutos.

2. Con el cubreobjetos en su lugar, transfiera una pequeña cantidad de suspensión de células de azul tripán a ambas cámaras del hemocitómetro tocando cuidadosamente el borde del cubreobjetos con la punta de la pipeta y permitiendo que cada cámara se llene por acción capilar. No llene demasiado o no llene las cámaras 3. Comenzando con 1 cámara del hemocitómetro, cuente todas las células en el cuadrado central de 1 mm y cuatro cuadrados de esquina de 1 mm. Mantenga un recuento separado de células viables y no viables. Si hay demasiadas o muy pocas células para contar, repita el procedimiento concentrando o diluyendo la suspensión original según corresponda. El círculo indica el área aproximada cubierta con un aumento de microscopio de 100X (ocular de 10X y objetivo de 10X). Incluya celdas en la parte superior e izquierda tocando la línea media. No cuente las celdas que tocan la línea media en la parte inferior y derecha. Cuente 4 cuadrados de las esquinas y el cuadrado del medio en ambas cámaras y calcule el promedio. Cada cuadrado grande del hemocitómetro, con el cubreobjetos colocado, representa un volumen total de 0,1 mm 3 o 10 -4 cm 3. Dado que 1 cm 3 equivale aproximadamente a 1 ml, el número total de células por ml se determinará mediante los siguientes cálculos: Células / ml = recuento medio de células por cuadrado x factor de dilución x 104

Células totales = células / ml x el volumen original de líquido del que se extrajo la muestra de células% Viabilidad celular = células viables totales (sin teñir) / células totales x 100.

Esta página web es mantenida por Julie B. Wolf, UMBC
Última actualización el 2/3/2010

está diseñado para estudiantes interesados ​​en carreras en ciencias industriales y biomédicas.


TÉCNICAS QUE SE UTILIZAN PARA LA IDENTIFICACIÓN EN MATERIAL HISTOPATOLÓGICO

Tinción histoquímica

Métodos.

El examen histopatológico de tejidos para detectar hongos es y seguirá siendo una herramienta importante para definir la importancia diagnóstica de los cultivos aislados positivos, incluida la invasión de tejidos y vasos por hongos, así como la reacción del huésped al hongo. La histopatología también puede proporcionar un diagnóstico presuntivo rápido del hongo mientras se esperan los resultados del cultivo de hongos, o puede proporcionar el único material disponible cuando no se produce crecimiento de cultivo o no se ordenaron cultivos. El examen histopatológico de las muestras de biopsia, las muestras de resección quirúrgica y el material de autopsia siempre debe comenzar con la tinción H & # x00026E del tejido. La tinción con GMS y PAS se debe realizar si se sospecha un hongo después de la revisión de los cortes de tejido debido a la presencia de una respuesta inflamatoria del tejido o cuando existe una alta sospecha clínica, incluso si la tinción de H & # x00026E no es reveladora. Además, las tinciones de mucina (mucicarmín) o melanina (Fontana-Masson) pueden ser extremadamente útiles para la identificación de Cryptococcus (mucina y melanina) y hongos dematiáceos que pueden no producir pigmentos abundantes (melanina). La Tabla 5 presenta las diferentes tinciones y métodos alternativos para hongos que se pueden usar en cortes de tejido. Es importante recordar que algunas infecciones fúngicas, particularmente durante las fases agudas, dan lugar a inflamación neutrofílica o supurativa, por lo que las circunstancias epidemiológicas y la historia clínica también pueden impulsar la necesidad de utilizar estos tintes especiales. En pacientes inmunodeprimidos puede no haber inflamación, pero puede haber necrosis debido a la invasión fúngica de los vasos sanguíneos y la trombosis asociada. La invasión fúngica de los vasos sanguíneos debilita la pared y puede provocar hemorragia. La comunicación entre médicos y patólogos es invaluable para definir los casos en los que las tinciones con GMS, PAS, Fontana-Masson o mucicarmín pueden ser útiles para resaltar hongos. A medida que el uso de procedimientos menos invasivos se ha vuelto más frecuente en la medicina, las muestras citológicas se han convertido en muestras comunes. El líquido de lavado broncoalveolar es una muestra que se utiliza con frecuencia para diagnosticar infecciones pulmonares (81). Otras muestras citológicas incluyen esputo, líquido cefalorraquídeo y aspirados con aguja fina de las lesiones. La mayoría de los hongos se pueden visualizar con las tinciones de rutina utilizadas para las preparaciones citológicas, incluidas las tinciones de Papanicolaou y Giemsa; sin embargo, la pared de los hongos no se resalta con ninguna de las tinciones. Para teñir la pared fúngica, se pueden utilizar tinciones GMS y PAS en muestras citológicas. Calcofluor white, una tinción alternativa que resalta los elementos fúngicos, se puede utilizar con muestras citológicas frescas si se dispone de un microscopio de fluorescencia como alternativa, las preparaciones húmedas de hidróxido de potasio se pueden estudiar utilizando microscopía de campo claro o de contraste de fase. El lavado broncoalveolar y las muestras de líquido cefalorraquídeo también se pueden utilizar para la detección de antígenos fúngicos.

Cuadro 5.

Tinciones y métodos alternativos que se pueden utilizar con cortes de tejido.

Mancha (s)Aplicación (es)Teñido de color y hongos
Hematoxilina y eosina (H & # x00026E)Utilizado de forma rutinaria en patología para demostrar la morfología de los tejidos en el caso de infecciones fúngicas, esta tinción ayuda a identificar la reacción inflamatoria del huésped, como las células gigantes multinucleadas, el material necrótico, la hemorragia y el fenómeno Splendore-H & # x000f6eppli, la mayoría de los hongos pueden observarse con este mancha, particularmente los núcleos de las células similares a las levaduras o si el hongo está pigmentado de forma natural (sin embargo, los elementos del hongo pueden ser difíciles de distinguir del fondo)Todos los hongos muestran citoplasma rosado, núcleos azules, sin color para la pared
Tinciones de plata para hongos (Grocott y Gomori metenamina plata [GMS])Destacan la pared del hongo y, por lo tanto, son útiles para examinar la muestra de tejido, se pueden combinar con H & # x00026E de tal manera que el hongo y la reacción del huésped se pueden observar claramente.La pared celular de los hongos aparece negra o marrón oscuro para todos los hongos, el tejido circundante suele ser verde, el Mucorales puede manchar muy pálido
Ácido periódico-Schiff (PAS)Detecta glucógeno en los tejidos, las paredes de los hongos contienen grandes cantidades de glucógeno y, por lo tanto, el PAS se puede utilizar para la detección de organismos fúngicos.La pared de la célula fúngica aparece de color rosa a rojo violeta dependiendo de la contratinción utilizada, los núcleos pueden ser azules
Hongo GridleyMancha las paredes de la mayoría de los hongos.La pared de las células fúngicas tiene un color rojo violáceo, el fondo suele ser amarillo.
Tinciones de mucina (mucicarmín de Mayer o Southgate, azul Alcian)Tiñe los mucopolisacáridos, incluidas las cápsulas de una variedad de organismos, también tiñe el moco, que puede estar presente en una variedad de células humanas.Útil para resaltar las cápsulas de criptococos, que aparecen de color rojo o azul según la tinción utilizada
Tinciones de melanina (Fontana-Masson)Tiñe la melanina presente en algunos hongos también tiñe la melanina presente en los tejidos humanos, como en la epidermis de la piel.Cryptococcus y los hongos dematiáceos tomarán un color de negro a marrón oscuro
Tinciones bacterianas (tinciones de Gram de tejidos o tinciones acidorresistentes)Además, muchos hongos toman tinciones bacterianas, algunas bacterias filamentosas (actinomicetos y Nocardia) deben diferenciarse de los hongosCandida spp. teñir violeta / azul (Gram positivo) con la tinción de Gram Blastomyces y Histoplasma puede ser una tinción ácido-resistente (tomar un color rojo)
Inmunohistoquímica (IHC)Utiliza anticuerpos contra los diferentes hongos, los anticuerpos pueden ser monoclonales o policlonales, los ensayos no están aprobados por la FDA y requieren la validación de cada laboratorio.Ensayos para Blastomyces, Cryptococcus, Histoplasma, Coccidioides, Pneumocystis, Sporothrix, Paracoccidioides, Penicillium, Candida, Aspergilo, y Mucorales se han publicado en la literatura dependiendo del revelador colorimétrico, los hongos pueden teñirse de marrón oscuro o rojo la contratinción suele ser hematoxilina reactividad cruzada de los anticuerpos es una preocupación
En el lugar hibridación (ISH)Utiliza sondas moleculares para diferentes hongos, las sondas son generalmente ribosomales ya que hay múltiples copias de genes ribosomales en cada célula fúngica, los ensayos no están aprobados por la FDA y requieren la validación de cada laboratorio.Las sondas publicadas en la literatura incluyen aquellas para Blastomyces, Cryptococcus, Histoplasma, Coccidioides, Pneumocystis, Sporothrix, Candida, Aspergilo, Mucorales, Fusarium, y Pseudallescheria Dependiendo del revelador colorimétrico, los hongos pueden teñir marrón oscuro o rojo La sensibilidad y la especificidad de las sondas varían

Los estudios retrospectivos que correlacionan los resultados de los cultivos con la histopatología y la citología mostraron que la precisión general de las técnicas morfológicas microscópicas puede variar del 20 al 80% (140, 143, 158). La correlación más baja se ha informado para los mohos septados invasivos (158). Aunque las tinciones de GMS y PAS se utilizaron con más frecuencia en los casos correctamente diagnosticados que en los mal clasificados, las tinciones especiales no mejoraron significativamente las capacidades de diagnóstico de los patólogos (140). La clasificación errónea de casos ocurre cuando el patólogo tiene un sentido falso de su capacidad para clasificar los organismos fúngicos por género basándose únicamente en la morfología microscópica, cuando se utiliza una terminología inapropiada de manera que otros mohos potenciales dentro de una categoría particular no se incluyen en el diagnóstico diferencial. o cuando hay un desconocimiento de las imitaciones morfológicas de levaduras y formas hifas. Las clasificaciones erróneas con mayor potencial de consecuencias adversas ocurrieron cuando había pocos elementos fúngicos plegados, fragmentados y / o necróticos en la muestra y las estructuras no se podían clasificar adecuadamente como mohos hialinos septados versus pauciseptate. Por lo tanto, los médicos deben ser conscientes de que las clasificaciones erróneas en el examen histopatológico ocurren en al menos el 20% de los casos, y los patólogos deben brindar tanta información como sea posible sin extender demasiado sus capacidades de diagnóstico (140, 143).

Para evitar clasificaciones erróneas, los patólogos deben describir los elementos fúngicos observados en la muestra y abstenerse de intentar ofrecer un diagnóstico específico. Los patólogos deben recordar que hay muy pocos casos en los que las características morfológicas sean específicas. Algunos grupos han sugerido el uso de plantillas o informes sinópticos para el diagnóstico de infecciones fúngicas. En la Fig. 1, & # x200B, 2, 2, y & # x200B y3 3 hemos sugerido plantillas para informar sobre muestras histopatológicas de acuerdo con las características morfológicas encontradas. Es importante reconocer que el diagnóstico es principalmente descriptivo del hongo y debe incluir si existe o no invasión de los tejidos y vasos, la cantidad de elementos fúngicos observados y la reacción del huésped a la infección (inflamación, necrosis o hemorragia). ). La sección de comentarios del informe debe indicar claramente los hongos asociados con mayor frecuencia con esa morfología, así como otros posibles organismos (hongos y parásitos) que deben considerarse en el diagnóstico diferencial. Todos los informes de patología también deben incluir una declaración en la sección de comentarios sobre la importancia de correlacionar las características clínico-epidemiológicas y los resultados de cultivos y otras pruebas de laboratorio.

Ventajas.

La histopatología es indispensable en algunos casos para definir si un organismo recuperado en cultivo representa contaminación, colonización o infección verdadera. La invasión y necrosis tisular y vascular son características histopatológicas importantes que pueden ayudar a hacer la distinción.

Es posible que los cultivos de hongos no siempre crezcan, por lo que el diagnóstico presuntivo histopatológico puede ser la única evidencia de una infección por hongos. Por ejemplo, Mucorales Los géneros son mohos que generalmente crecen dentro de las 24 a 48 h; sin embargo, si el espécimen original se muele de manera demasiado agresiva, los elementos hifales pueden destruirse y el cultivo puede no crecer (132). En individuos inmunocompetentes con un nódulo solitario crónico causado por una micosis endémica, se pueden observar levaduras en secciones de tejido, pero es posible que el cultivo no crezca porque las levaduras no son viables (166). Mala recuperación de Aspergilo spp. y otros mohos hialinos septados en cultivos se han atribuido a tratamientos previos, uso de medicamentos antimicóticos profilácticos o posibles diferencias en los estados fisiológicos del moho en vivo versus in vitro (158). Otra situación que puede resultar en la pérdida de la capacidad para recuperar un organismo en cultivo incluso cuando un organismo viable estaba inicialmente presente en el material clínico es cuando se envía una pequeña cantidad de material de biopsia al laboratorio de microbiología con una solicitud de cultivos múltiples, como para bacterias aeróbicas, bacterias anaerobias, bacilos acidorresistentes (AFB) y hongos, todos los cuales requieren la inoculación de múltiples medios y preparaciones de portaobjetos. A veces, esta pequeña cantidad de material debe dividirse aún más entre microbiología e histopatología. Por último, ciertos hongos, como Pneumocystis, no crecen con las prácticas microbiológicas actuales y requieren detección mediante técnicas histopatológicas o citológicas (140).

En algunos casos, los cultivos de hongos pueden tardar semanas en completarse y, por lo tanto, un diagnóstico histopatológico preliminar de una infección por hongos puede estar listo antes del cultivo y puede proporcionar información suficiente para que los médicos comiencen el tratamiento. Por ejemplo, Scedosporium, Sporothrix, Blastomyces, y Coccidioides puede tardar de 3 a 4 días en crecer y Histoplasma y Paracoccidioides puede tardar más de 2 semanas, por lo que el diagnóstico histopatológico podría estar disponible antes que los resultados del cultivo (140).

Desventajas

En las secciones anteriores hemos discutido las trampas de cada hongo en la comparación de su morfología con la de otros hongos o parásitos. Además de estas trampas, los patólogos deben diferenciar las posibles estructuras fúngicas de las estructuras de tejido humano normal teñidas. Particularmente cuando se usan tinciones GMS, las estructuras de tejido normal que pueden confundirse con levaduras incluyen gránulos neurosecretores y melanina, mientras que las hifas requieren diferenciación de las fibras de colágeno, las membranas basales y otras estructuras filamentosas teñidas con plata. La figura 4 muestra los gránulos neurosecretores, que en comparación con cualquiera de las levaduras tienden a ser irregulares, más pequeños y ubicados dentro de las células neurosecretoras, mientras que las membranas basales y las fibras de colágeno tienden a mostrar menor intensidad de tinción y menor nitidez que las hifas. Para ayudar en el reconocimiento de estas diferentes estructuras tisulares y hongos, es importante colocalizar las estructuras teñidas con GMS en secciones de tejido (generalmente de un nivel consecutivo) teñidas con tinción H & # x00026E o PAS. La combinación de GMS contrateñido con H & # x00026E, en lugar de verde claro, es una forma de lograr la colocalización en un portaobjetos. Además, los patólogos deben evaluar la presencia o ausencia de estructuras internas que puedan observarse en los hongos (núcleos y citoplasma) que se tiñen con H & # x00026E pero no con GMS.

Escollos diagnósticos. Cuando se utilizan tinciones GMS, las estructuras de tejido normales pueden aparecer como levaduras o hifas. (A) Gránulos neurosecretores (flecha). (B) Fibras de colágeno, una de las cuales incluso muestra un & # x0201cpseudoseptum & # x0201d (flecha). (C) En especímenes con pocos organismos, las hifas cortadas transversalmente pueden aparecer como levaduras que pueden tener & # x0201cpseudobudding & # x0201d (flechas).

Otro caso desventajoso que puede ocurrir durante la interpretación de tinciones especiales es cuando la muestra muestra algunas hifas cortadas transversalmente, que luego aparecen como levaduras que incluso pueden parecer brotar (Fig. 4). En estos casos, es importante profundizar en el bloque para ver si hay más elementos fúngicos cortados longitudinalmente en la muestra.

La histopatología generalmente no puede proporcionar el género y la especie de hongos, que son muy importantes para el tratamiento. Por ejemplo, un caso con hifas septadas hialinas incluye en el diferencial Aspergilo spp., Fusarium, Scedosporium, y otros. Por lo tanto, el tratamiento debe ser con voriconazol, que es eficaz para todos estos hongos; sin embargo, el tratamiento con anfotericina B o la adición de anfotericina B debe realizarse solo para A. fumigatus y F. solani. El itraconazol o las equinocandinas se pueden utilizar para A. fumigatus pero no sería efectivo para F. solani o Scedosporium (140). La detección de levaduras con pseudohifas sugiere Candida spp. con un diagnóstico diferencial que incluye mohos hialinos septados, por lo tanto, fluconazol podría usarse para cubrir la mayoría Candida spp. pero le faltaría actividad contra C. krusei, C. glabrata, o los otros mohos hialinos septados.

Se han informado infecciones con más de un hongo en pacientes quemados e inmunodeprimidos (70, 143). Aunque se puede esperar que la histopatología sea un método adecuado para identificar estas infecciones dobles, la diversidad morfológica puede ser sutil y no apreciada. Por lo tanto, deben usarse otras pruebas para determinar si hay más de un organismo presente.

En pacientes inmunosuprimidos, el aislamiento de diferentes hongos durante breves períodos de tiempo puede plantear la cuestión de si existen diferentes infecciones fúngicas en diferentes lugares, infecciones posteriores por diferentes hongos o una infección con dos hongos diferentes en los que uno de los organismos tenía características intrínsecas. resistencia al tratamiento dado. En la figura 5 presentamos un ejemplo de un paciente neutropénico con leucemia linfocítica crónica al que se le diagnosticó primero un moho invasivo (por cultivo A. fumigatus) en el pulmón y luego 3 días después con rinosinusitis fúngica invasiva (por cultivo Fusarium spp.) y murió 22 días después con infección fúngica diseminada (sospecha de mucormicosis por inmunohistoquímica). La secuencia de fotografías teñidas con GMS muestra la dificultad habitual para distinguir los mohos hialinos septados de los pauciseptados mediante histopatología, especialmente en la segunda y tercera muestras, donde las características morfológicas podrían haberse alterado por el tratamiento previo de este paciente con anfotericina B y voriconazol.

Muestras secuenciales teñidas con GMS (aumento, & # x000d7120) que muestran infecciones por moho en un paciente neutropénico con leucemia linfocítica crónica. (A y B) Hifas septadas hialinas en el pulmón. La cultura fue positiva para Aspergillus fumigatus. (C) Hifas (por cultura a Fusarium sp.) en una muestra de desbridamiento nasal obtenida en el mismo paciente 3 días después de la biopsia pulmonar. La morfología de los elementos fúngicos podría confundirse con la mucormicosis, ya que hay pocos tabiques y las hifas se retuercen y giran. (D) Hifas pauciseptadas hialinas en una muestra de pulmón obtenida en la autopsia 22 días después del desbridamiento nasal. La muestra se tiñó positiva mediante inmunohistoquímica para mucormicosis. La morfología de las hifas está distorsionada, probablemente debido al tratamiento antifúngico previo.

Inmunohistoquímica

Métodos.

La inmunohistoquímica se refiere al uso de anticuerpos para detectar dianas (antígenos fúngicos) en secciones de tejido de modo que se pueda ver la morfología de la diana y los tejidos circundantes. Para estos ensayos es necesario cortar una sección muy fina del tejido (similar a la utilizada para histopatología) y colocarla en un portaobjetos de vidrio. El tejido puede estar recién congelado o incrustado en parafina. El tejido que se ha incrustado suele estar fijado con formalina, lo que puede provocar la distorsión de los antígenos, sobre todo si la fijación ha sido prolongada. En general, los patólogos prefieren utilizar tejidos fijados con formalina e incluidos en parafina (FFPE), ya que este es el procedimiento histopatológico de rutina que hace que el material no sea infeccioso y se almacene fácilmente a temperatura ambiente. Para realizar el ensayo, es necesario eliminar la parafina del tejido, lo que generalmente se hace con reactivos que deshidratan el tejido. El tejido debe rehidratarse y tratarse con enzimas o someterse a otras técnicas de recuperación de antígenos que harán que los antígenos fúngicos estén disponibles para los anticuerpos, y luego se aplican los anticuerpos antimicóticos. En algunos métodos, el anticuerpo primario ha sido marcado con enzima o fluorescencia, mientras que otros procedimientos requieren un anticuerpo marcado secundario cuya diana suele ser la porción Fc del anticuerpo primario. Una vez que los anticuerpos marcados se han incubado durante un período de tiempo adecuado, las secciones de tejido se lavan para eliminar los anticuerpos no unidos. Si se utilizan etiquetas fluorescentes, la sección de tejido se puede visualizar con un microscopio de fluorescencia. Aunque se han utilizado anticuerpos fluorescentes para hongos en centros especializados, este método de etiquetado no permite la visualización de los tejidos circundantes y las preparaciones no son permanentes. En el caso de etiquetas de enzimas como la peroxidasa, es necesario desarrollar el color con los sustratos apropiados y luego contrateñir el tejido, lo que permite la visualización del hongo y los tejidos circundantes.

La elección del anticuerpo primario es muy importante para definir los mejores objetivos. Los anticuerpos utilizados en otros métodos, como la inmunodifusión o la fijación del complemento, se han probado en ensayos inmunohistoquímicos, ya que hay pocos anticuerpos disponibles comercialmente validados específicamente para inmunohistoquímica en tejidos FFPE (128). Reactivos inmunohistoquímicos que detectan Aspergilo spp. y los mucormicetos en tejido están disponibles comercialmente (AbD Serotec). Es muy importante validar estos ensayos, comenzando con una evaluación exhaustiva de las reactividades cruzadas de los anticuerpos primarios con cultivos y tejidos que han sido tratados de una manera similar a la de las muestras desconocidas que se analizarán (73). La presencia generalizada de antígenos comunes en hongos ha dado lugar a muy pocos anticuerpos primarios específicos clínicamente útiles. Por ejemplo, varios estudios que utilizaron una variedad de antiinflamatorios monoclonales y policlonalesAspergilo Los anticuerpos han mostrado una amplia gama de reactividades cruzadas con otros mohos hialinos tabicados, mucormicetos y algunas levaduras (122, 128, 146).

Los estudios de ensayos inmunohistoquímicos para hongos han informado tinciones distribuidas uniformemente del organismo fúngico (128), aunque hemos observado que las hifas no viables pueden no mostrar tinción cuando se utilizan estos ensayos, particularmente en tejidos con mucormicosis. Además, se ha observado tinción de antígeno fuera de los organismos fúngicos, similar a lo que ha sido bien documentado en ensayos inmunohistoquímicos para infecciones bacterianas (149). Para poder interpretar adecuadamente los ensayos inmunohistoquímicos, es imperativo utilizar controles de anticuerpos apropiados (un anticuerpo irrelevante del mismo tipo [monoclonal versus policlonal]) en un portaobjetos secuencial de tejido del paciente para definir la cantidad de tinción inespecífica presente para cada caso. (46).

Ventajas.

En teoría, la inmunohistoquímica para hongos tiene muchas ventajas, incluida la combinación de la morfología (el elemento fúngico en sí, su localización en el tejido y la reacción inflamatoria) con la detección específica del organismo utilizando muestras que se procesan de forma rutinaria en los laboratorios de patología para procesarlos. no infeccioso. Se encuentran disponibles comercialmente múltiples plataformas de automatización para ensayos inmunohistoquímicos, lo que reduce el costo y el tiempo de respuesta. Por último, los anticuerpos marcados con enzimas dan como resultado un registro permanente de la reacción. A medida que se desarrollan y prueban nuevos anticuerpos sin reactividad cruzada utilizando esta técnica, la inmunohistoquímica puede proporcionar una alternativa rápida y económica a los ensayos más costosos que no combinan la morfología con la detección del hongo específico. Además, los ensayos inmunohistoquímicos de doble tinción permitirán la detección simultánea de más de un hongo en secciones de tejido (70, 73, 143).

Desventajas

En este momento, muchos de los anticuerpos disponibles reaccionan de forma cruzada con múltiples hongos y no pueden usarse para la detección de organismos específicos. La evaluación, verificación y validación de los anticuerpos y los ensayos inmunohistoquímicos deben realizarse en el laboratorio antes de que los resultados se puedan utilizar con fines de atención al paciente. Dado que los anticuerpos son reactivos específicos de analito (ASR), la verificación y validación en los Estados Unidos deben seguir las regulaciones federales (25).

En el lugar Hibridación

Métodos.

En el lugar la hibridación se refiere al uso de sondas para detectar la presencia de ácidos nucleicos fúngicos específicos mientras se preserva la morfología del tejido de modo que se pueda visualizar la morfología del hongo y la reacción del tejido al organismo. Para estos ensayos, se coloca una sección delgada de tejido en un portaobjetos y la hibridación se realiza directamente en el portaobjetos. De manera similar a la inmunohistoquímica, el tejido puede congelarse o FFPE. Si el tejido está incluido en parafina, la preparación de las secciones de tejido antes de la hibridación incluye desparafinización y rehidratación. Después de la rehidratación, las proteínas unidas a los ácidos nucleicos deben digerirse utilizando enzimas (pepsina o proteinasa K). Luego, los tejidos se prehibridan con una solución que contiene formamida, ADN de esperma de salmón y ARN de levadura para disminuir la cantidad de unión inespecífica de la sonda al ADN y ARN en los tejidos. A continuación, el ADN del tejido se desnaturaliza y se hibrida con la sonda de elección. Después de la hibridación, la sonda en exceso o no unida se lava usando diferentes concentraciones de citrato de solución salina estándar. A continuación, la sonda se detecta de diversas formas, dependiendo de cómo se marcó la sonda. Por último, se contratiñen los tejidos.

La mayoría de las sondas se utilizan para detectar hongos mediante en el lugar Los ensayos de hibridación han sido dianas únicas de ARNr específico de organismo (18S, 28S o 5.8S) para varios mohos y levaduras (67 & # x0201369, 82, 103). El ARNr se distribuye a través del organismo en grandes cantidades, lo que brinda una amplia oportunidad para la hibridación. Las sondas de ARNr han mostrado fuertes señales cuando se hibridaron con su diana homóloga. Para Aspergilo, otra diana que también se ha utilizado es la proteinasa alcalina (108). La elección del tamaño de la sonda es importante para la penetración de los tejidos y puede tener un impacto significativo en la intensidad de la señal (61). Las sondas de entre 400 y 750 pb parecen tener la mejor penetración. Con mayor frecuencia, las sondas se han marcado con digoxigenina y para la detección se utiliza un ensayo inmunohistoquímico con antidigoxigenina. Las sondas con más de 200 pb tienen más marcadores de digoxigenina y, por lo tanto, su señal es más fuerte. También se han diseñado sondas con ácidos nucleicos bloqueados, que son nucleótidos modificados unidos a través de una unidad de metileno, o se han utilizado sondas marcadas con ácido nucleico peptídico que proporcionan cadenas principales neutras sin carga (103, 110). Las sondas de ácido nucleico bloqueadas y peptídicas mejoran la hibridación y ayudan a reducir el tiempo de detección, lo que hace en el lugar ensayos de hibridación mucho más rápidos de completar (ensayos de 3 a 4 h). Se han utilizado varios sistemas, como la deposición catalizada informada, para mejorar la detección (68, 69).

Las sondas que se han utilizado son en su mayor parte específicas de género. Sondas para Blastomyces, Coccidioides, Cryptococcus, Sporothrix, Pneumocystis, Candida, Fusarium, y Pseudallescheria han mostrado señales fuertes con buena especificidad analítica (67 & # x0201369, 82). Por otro lado, las sondas para Histoplasma mostró una sensibilidad muy baja cuando el organismo se demostró en un área de necrosis (69). Tambien algunos Aspergilo Las sondas han mostrado reactividad cruzada con otros mohos hialinos septados, particularmente Fusarium (67). En algunos ensayos, las sondas para Mucorales Los géneros han sido difíciles de interpretar debido al alto fondo y la baja intensidad de la señal, además de la distribución desigual de la señal en los elementos hifales (68).

En la mayoría de los informes publicados, en el lugar la hibridación se realiza en los casos en que los elementos fúngicos pueden demostrarse por primera vez con tinciones histopatológicas de rutina, ya que las tinciones GMS y PAS han mostrado una mejor sensibilidad que los ensayos de hibridación como método de cribado para la detección de elementos fúngicos (67 & # x0201369). En el lugar la hibridación se utiliza para confirmar e identificar el organismo específico presente en el tejido. Por tanto, cada caso suele requerir en el lugar hibridación con una serie de sondas diseñadas para identificar los hongos en el diagnóstico diferencial. Sin embargo, la hibridación puede ser desigual y los elementos hifales que no manchan pueden representar una infección por otro hongo para el que no hay sonda o porciones no viables del organismo. El uso de múltiples sondas en un caso puede potencialmente demostrar la presencia de infecciones duales.

Ventajas.

En el lugar la hibridación ofrece el mayor grado de especificidad en comparación con las tinciones histoquímicas y la inmunohistoquímica (las otras técnicas basadas en la morfología). Como ocurre con la histoquímica y la inmunohistoquímica, en el lugar Los ensayos de hibridación realizados con tejidos FFPE tienen la ventaja de utilizar muestras no infecciosas que se procesan de forma rutinaria en los laboratorios de patología. Plataformas automatizadas para en el lugar Sin embargo, la hibridación ya existe, los costos son más altos y el tiempo de respuesta suele ser más largo que para los ensayos inmunohistoquímicos. En este momento, la diferenciación de Fusarium de otros mohos hialinos septados es muy importante clínicamente y se ha demostrado utilizando en el lugar hibridación (67, 103). Aunque las sondas para todos los hongos aún no están disponibles comercialmente, las sondas que se utilizan en otros entornos, como las fluorescentes en el lugar hibridación para Cryptococcus y Candida spp. en hemocultivos y LCR, potencialmente podría ser validado para en el lugar plataformas de hibridación para tejido FFPE (91, 95).

Desventajas

En el lugar la hibridación no es un método de detección, ya que las tinciones GMS y PAS son más sensibles para la detección de hongos (67 & # x0201369). Una vez que se ha detectado una levadura o moho en el tejido mediante histoquímica, se debe utilizar un panel de sondas para definir el género presente. Los paneles deben construirse basándose en los hongos en el diagnóstico diferencial para ese tejido y esa población de pacientes. Aunque es más caro, el uso de paneles permitirá la detección de infecciones simples y duales. En este momento, las sondas para en el lugar Los ensayos de hibridación en tejidos no están disponibles comercialmente. Los ensayos desarrollados en laboratorio deben evaluarse, verificarse y validarse en el laboratorio antes de que los resultados se utilicen para el diagnóstico clínico y el cuidado del paciente, según lo indicado por las regulaciones federales (25).

Métodos basados ​​en PCR

Métodos.

La PCR se ha utilizado para detectar ADN fúngico en tejidos FFPE. El tejido FFPE no es la muestra de elección. Los tejidos frescos no incrustados han mostrado una sensibilidad para la detección de hongos por PCR del 97%, mientras que la sensibilidad del material incrustado en parafina es solo del 68% (84). El ADN fúngico extraído de las muestras de FFPE puede degradarse y en baja concentración, y a menudo contiene sustancias que inhiben la digestión de proteínas o la amplificación del ADN. Sin embargo, cuando se detectan elementos fúngicos en secciones de tejido FFPE y no se dispone de cultivo de hongos, la PCR puede, en algunos casos, determinar el organismo que está causando la infección. Dependiendo del método de extracción de ADN, la calidad del ácido nucleico, determinada como el porcentaje de muestras en las que se recupera un control genético doméstico humano, puede variar del 60 al 90% y, en consecuencia, la eficiencia de la PCR se sitúa entre el 57 y el 93% (106). . Cada muestra de tejido debe analizarse con un ADN de control humano para determinar la calidad del ácido nucleico extraído.

Se puede utilizar cualquiera de los dos enfoques para analizar preparaciones de ADN extraído: uno es apuntar a secuencias específicas de un organismo en particular, el segundo es amplificar un gen que está presente en todos los hongos (es decir, panfúngico) y luego secuenciar el ADN fúngico. Las sondas de PCR específicas de género que se han utilizado con muestras de FFPE incluyen aquellas para Aspergilo, Rhizopus, B. dermatitidis, Coccidioides, H. capsulatum, y P. brasiliensis (14 & # x0201316, 18, 19, 23). La mayoría de los ensayos publicados se dirigen a genes de ARNr específicos (18S, 28S y 5.8S), el espaciador transcrito interno intermedio (ITS1 e ITS2), o porciones particulares del genoma fúngico y utilizan métodos de PCR anidados o seminestados. El segundo enfoque de amplificar un gen panfúngico y luego secuenciar el producto es muy atractivo porque se espera que este enfoque detecte una gran variedad de hongos que pueden infectar a los humanos (84, 133). Para este enfoque, los cebadores deben incluir secuencias presentes en múltiples copias dentro del genoma fúngico pero contener regiones muy variables que permitan la identificación de especies. Se han utilizado cebadores para las regiones ITS1 e ITS 2 para la reacción de amplificación (106). A continuación, el producto o los productos de PCR obtenidos se visualizan, purifican y secuencian. La identificación se realiza comparando la secuencia con las de una base de datos de secuencias como GenBank (37).

No existe una comparación lado a lado del cultivo con la PCR de tejidos FFPE. Un estudio prospectivo que comparó el cultivo con la PCR de tejido fresco congelado mostró que los cultivos fueron positivos en el 63% de los casos, mientras que la PCR fue positiva en el 96% (134). Sin embargo, los resultados de estudios retrospectivos han demostrado que una vez que los tejidos se fijan con formalina, la positividad de la PCR puede ser tan baja como del 60% (106). Estudios que comparan todos los métodos de detección de hongos, incluyendo histopatología, PCR, en el lugar la hibridación y la inmunohistoquímica realizadas con tejidos FFPE no están disponibles. La histopatología todavía parece ser la mejor herramienta de detección para definir la presencia de elementos fúngicos y verificar que el hongo está causando una enfermedad en el tejido (19); sin embargo, para definir el hongo específico u hongos presentes, la detección de ácido nucleico (PCR o en el lugar hibridación) es probablemente más específica que la inmunohistoquímica en este momento.

Ventajas.

Aunque la morfología no se conserva, la gran ventaja de la PCR en muestras de tejido FFPE es la determinación del agente específico que se ha observado mediante histopatología. Con el uso de la PCR se ha hecho evidente que las infecciones por múltiples agentes son más frecuentes de lo que se sospechaba anteriormente (70, 84, 106, 133). Para detectar infecciones dobles, es necesario utilizar paneles de cebadores para más de un organismo.

Desventajas

Los ácidos nucleicos obtenidos del material FFPE se dañan (entrecruzan) con frecuencia o pueden contener inhibidores de la PCR y, por lo tanto, es posible que no puedan generar un producto de PCR adecuado, que no muestren homología con el cebador utilizado o que generen un producto que no se puede secuenciar ( 84). La selección del método de extracción de ADN es crucial para obtener el mejor rendimiento de este material (106). Además, cuando los elementos fúngicos son escasos en los tejidos, la cantidad de ADN obtenida puede ser insuficiente para realizar un ensayo de PCR.

La elección del cebador de PCR es importante. No hay variación suficiente en la región ITS1 para diferenciar ciertas especies, incluyendo C. neoformans, algunos Candida spp., y Fusarium spp. por lo tanto, se debe considerar el análisis de otras regiones (37, 84). Además, los resultados falsos positivos con específicos H. capsulatum cebadores y dificultades para identificar Coccidioides en tejidos fijados con formalina (15, 17). Un estudio de la Clínica Mayo de 147 muestras de FFPE mostró que la histología encontró más casos de coccidioidomicosis que la PCR (19). Por último, se estima que entre el 10 y el 20% de las secuencias en GenBank están mal identificadas (106).

Los ensayos de PCR siguen siendo laboriosos y costosos. El tiempo de respuesta para el material de parafina sigue siendo de aproximadamente 4 a 5 días (para desparafinización, extracción de ADN, PCR y secuenciación). En este momento, los ensayos de PCR para tejidos no están disponibles comercialmente, por lo que los ensayos desarrollados en laboratorio deben ser evaluados, verificados y validados por el laboratorio antes de que los resultados se utilicen para el diagnóstico clínico y la atención del paciente según lo indicado por las regulaciones federales (25).

Microdisección láser

Métodos.

La microdisección láser combina la microscopía con la tecnología láser para permitir el estudio de tipos celulares específicos. Una vez que se aíslan las células de interés, se pueden realizar una variedad de estudios / pruebas utilizando estas células específicamente, y los resultados no quedan enmascarados ni diluidos por las células circundantes o los constituyentes de tejido dentro de la muestra de tejido. Hay dos tecnologías de microdisección disponibles: microdisección por captura láser y corte por láser (107).

Las secciones de tejido (generalmente más gruesas que las utilizadas para histopatología) se colocan en portaobjetos especiales que permiten una fácil separación del resto de la muestra. El tejido puede estar recién congelado o FFPE y puede teñirse con H & # x00026E o por otros métodos que permitan la visualización de las células deseadas en un microscopio de campo claro. Se utiliza un láser de haz estrecho para enfocar (para captura con láser) o cortar (para cortar con láser) las células de interés. La microdisección de captura utiliza un láser infrarrojo, mientras que la microdisección de corte utiliza un láser UV. Las células que han sido seleccionadas o cortadas se recogen en un tubo o tapón de plástico.

Un aspecto importante de la microdisección es que la preparación del tejido antes de colocar el tejido en los portaobjetos debe adaptarse a la prueba secundaria. La preparación incluye fijación (o falta de ella) y tinción. La exposición de los tejidos a las cantidades más pequeñas de productos químicos asegura las menores alteraciones en la muestra para las pruebas posteriores.Las posibles pruebas secundarias incluyen PCR para ácidos nucleicos, microscopía electrónica para orgánulos celulares y espectrometría de masas o electroforesis en gel de poliacrilamida bidimensional para proteínas (115, 159). Si se prepara correctamente, las células microdiseccionadas incluso se pueden cultivar.

Hasta ahora, la microdisección láser se ha utilizado principalmente para el diagnóstico y la investigación de enfermedades neoplásicas, pero varios investigadores han informado que utilizan esta técnica para estudiar enfermedades infecciosas (74, 169). El uso de esta herramienta en la ecología de las infecciones fúngicas duales nos permitiría comprender mejor la fisiopatología en estos casos. La microdisección láser se ha utilizado para la identificación de una única hifa de A. fumigatus de tejidos de aves frescos congelados (115). Aunque se obtuvieron secuencias de ADN del 60% de los animales, no se obtuvo un producto de PCR del resto, lo que sugiere que la cantidad de ADN dependerá del número de hifas y del número de núcleos intactos seleccionados.

Ventajas.

La mayor ventaja de la microdisección láser es que los elementos a ensayar pueden seleccionarse específicamente. Por lo tanto, las infecciones duales y el entorno local en el que esto ocurre se pueden estudiar en detalle. Otra ventaja es que el material obtenido no se contaminará con tejidos no fúngicos.

Desventajas

Los instrumentos de microdisección por captura láser son costosos y es posible que muchos laboratorios no tengan uno o no puedan permitírselo. Desde la perspectiva técnica, existe la posibilidad de que ciertos componentes no se conserven porque el calor del láser puede destruir los elementos seleccionados para las pruebas secundarias (107). La contaminación puede ocurrir si un sistema de microdisección requiere el uso de dispositivos particulares para seleccionar las células, en comparación con colocar las células en el tubo donde se llevará a cabo la segunda prueba. Las desventajas que se produzcan para las pruebas secundarias serán las mismas que las observadas en estas pruebas, con la desventaja añadida de obtener potencialmente cantidades muy pequeñas de material. Otra desventaja que se ha informado es que deben obtenerse núcleos fúngicos intactos para la extracción de ADN. Particularmente con los organismos mucormicetos que son pauciseptate, el material de las hifas se puede recolectar con éxito pero puede que no contenga núcleos.


Los hongos en tu futuro

Una nueva empresa reinventa los hongos como un material multifacético y "programable".

Piel de hongo de MycoWorks. Crédito: Science Friday

En su forma actual, el hongo es un organismo bastante polivalente: además de sus funciones ecológicas, puede consumirse como alimento, elaborarse como té, tomarse como remedio naturopático y utilizarse en tintes. Pero una empresa emergente de San Francisco con el nombre de MycoWorks tiene aún más planes para los hongos, comenzando con un material similar al cuero hecho de los hongos.

Más específicamente, el ingrediente clave de MycoWorks es el micelio, los hilos microscópicos con forma de raíz de un hongo que se adhieren y colonizan diferentes sustratos. Como fibra natural, el micelio es particularmente atractivo porque se puede cultivar y manipular en innumerables texturas y formas, según Phil Ross, director técnico de MycoWorks.

Los hongos son muy sensibles y cambiarán su crecimiento en relación con la forma en que se les pincha y cosas así ", dice Ross. "Lo pones en una taza, tomaría la forma de una taza".

Ross tuvo un "viaje muy extraño" que se describe a sí mismo para convertirse en el principal innovador de la joven empresa. Artista y cocinero, Ross comenzó a recolectar hongos a fines de la década de 1980 para las distintas cocinas en las que trabajaba, y luego se inspiró en los libros del experto en hongos Paul Stamets para establecer su propio laboratorio y sala limpia para cultivar hongos.

Fue entonces cuando Ross comenzó a experimentar con micelio. Descubrió que, con suficiente insistencia, podía lograr que creciera en diferentes formaciones, y que al agregar productos químicos orgánicos en diferentes etapas del proceso de crecimiento, podía cambiar el aspecto y la sensación del material resultante. Trabajar con micelio es "como aprender una técnica de cocina", dice.

Como proyecto de arte, Ross construyó varios modelos arquitectónicos de edificios metropolitanos icónicos con micelio. Las empresas que se enteraron de sus esfuerzos comenzaron a acercarse a él, por lo que Ross decidió iniciar MycoWorks en 2013 con sus amigos Sophia Wang y Eddie Pavlu para contemplar las posibilidades del micelio.

Su primer gran proyecto fue la creación de ladrillos de "madera" elaborada a partir de hongos, pero el equipo encontró difícil entrar en el mercado de la construcción. Sin embargo, después de que varios fabricantes de ropa mostraran interés en su trabajo, el equipo de Ross encontró una manera de reformatear su material en una hoja similar al cuero.

El cuero de MycoWorks está hecho de micelio puro. La empresa crece principalmente Ganoderma lucidum, también conocido como hongo reishi, un hongo popular en Asia que se usa comúnmente en remedios naturales y tés. Eligieron esta especie "en parte porque tiene esta enorme historia escrita a su alrededor, sobre sus bioseguridad [es decir, cómo interactúa con la piel humana], sobre su bioquímica, sobre su aplicación para el consumo humano", dice Ross.

“Debido a que estamos creando este tipo de material nuevo y novedoso en el mundo, MycoWorks como empresa tiene una enorme carga para demostrar la seguridad de esto. Así que vamos con lo que sabemos que es el hongo más seguro y de ingestión ubicua del planeta ”, dice.

Los hongos reishi también son relativamente fáciles de cultivar. En la naturaleza, crecen principalmente en madera muerta o en descomposición, descomponiendo la lignina para acceder a los nutrientes de la celulosa, dice John Taylor, profesor de biología vegetal y microbiana en la Universidad de California en Berkeley. Esos compuestos también son fácilmente accesibles en desechos de biocombustibles y desechos agrícolas como aserrín, mazorcas de maíz y cáñamo hurd, todos los cuales MycoWorks ha utilizado para producir sus hongos.

Para transformar el micelio en el material similar al cuero de MycoWorks, el equipo de Ross utiliza un proceso que han perfeccionado con el tiempo, que pueden modificar según las especificaciones del cliente. Por ejemplo, podrían alterar la nutrición del hongo en diferentes fases de su ciclo de vida. También pueden ajustar la temperatura, la luz, la humedad y los niveles de gas en el entorno del hongo, o aplicar aceites esenciales u otros métodos orgánicos para cambiar la forma en que se desarrolla el tejido.

Sus técnicas de manipulación se basan en "una comprensión de cómo crece el hongo y de verlo crecer en condiciones ambientales muy diversas", incluso en la naturaleza y en condiciones de laboratorio, dice Ross. "Mucho de lo que hacemos es examinar cómo reacciona el hongo a diferentes tensiones y luego lo aplicamos".

Aún quedan preguntas por responder. Por un lado, MycoWorks está probando cuánto tiempo puede durar el material y, con ese fin, está investigando los aceites conservantes y otros agentes utilizados en el trabajo del cuero tradicional.

Además, la compañía continúa experimentando cómo aumentar la producción. Ross dice que ahora mismo, pueden producir una losa de micelio de 27 pies cuadrados, comparable a una piel de vaca de tamaño completo, en dos semanas. Esperan reducir el proceso a aproximadamente una semana y, finalmente, aumentar la producción para poder producir de manera eficiente millones de pies cuadrados cada año, y tal vez incluso construir instalaciones en otras ciudades de EE. UU.

MycoWorks ya está trabajando con diseñadores para dar forma al micelio y adaptarlo a sus necesidades. A Ross le gusta decir que su material es "programable", porque puede manipularse para innumerables usos, que incluyen, entre otros, ropa, accesorios, muebles y posiblemente incluso productos electrónicos.

MycoWorks & # 8217 cuero hongo en diferentes colores y texturas. Crédito: MycoWorks

Taylor, que no está afiliado a la empresa pero que una vez se reunió con Ross, dice que una de las preocupaciones acerca de un producto elaborado con hongos es que podría atraer "atención" no deseada.

“Como cualquier producto biológico, podría ser un sustrato para otra biología, para otra vida”, dice Taylor. “Para que las cosas se lo coman. Por ejemplo, otros hongos podrían comérselo ". (Ross dice que tratan el cuero de los hongos después del proceso de cultivo para evitar esto). En todo caso, Taylor imagina que un consumidor podría tener que cuidar más su producto de hongos que, digamos, sus productos de cuero sintético.

Ross dice que han recibido comentarios abrumadoramente positivos hasta ahora. Taylor, por ejemplo, pensó que el producto era convincente cuando lo sintió. "Se siente como cuero", dice. "Se siente bastante fuerte".

Algunas personas responden casi de forma primitiva al tocar el material, dice Ross.

“Lo primero que hace la gente es olerlo y ponerlo en su piel”, esperando que tenga un hedor o un aroma extraño, dice. “Es ese nivel de intimidad. Después de tocarlo con las manos, realmente quieren ver qué tan suave es, por lo que simplemente se lo frotan a lo largo de su pómulo. Es este tipo de cosas muy animalistas que acabamos de notar una y otra vez. Es como esta incredulidad de que realmente existe ".


Los hongos entre los que se encuentran los grandes descomponedores

A menos que sea un amante de los hongos, un jardinero o alguien especialmente propenso a las infecciones de la piel, los hongos probablemente no le interesen mucho. La razón probablemente tenga algo que ver con el temperamento de los hongos: son tímidos, generalmente se mantienen ocultos y, cuando aparecen, a menudo no son bienvenidos. Terminas con una uña descolorida y deformada, el arbusto de tu jardín tiene manchas marrones en todas sus hojas, hay una capa de limo en tus antiguas sobras y las ranas del mundo comienzan a morir.

"Desafortunadamente, mucho de lo que el público en general sabe sobre los hongos es malo", dice Marin Brewer, profesora asociada de micología, que es el estudio de los hongos, en el Departamento de Fitopatología de la Universidad de Georgia. “Nos enfocamos en los que están causando enfermedades a las plantas o al ser humano. Pero en general, el vasto, vasto la mayoría de los hongos simplemente están colgando, descomponiendo la materia orgánica, sin matar nada ''.

Los hongos en realidad están en su propio reino taxonómico, lo que significa que tienen algo que es muy diferente a cualquier otro tipo de organismo en la Tierra. Lo inmediatamente obvio que distingue a los hongos de todos los demás es que se reproducen exclusivamente a través de esporas, pequeños trozos de ADN que flotan en el aire o se transportan de alguna otra manera, y luego se anidan en el suelo o en un sándwich viejo o algo así y simplemente montó una tienda, creando un nuevo hongo.

Y aunque son extremadamente diversos, todos los hongos tienen estructuras de crecimiento filamentosas llamadas hifas (un filamento es una hifa, algunos de ellos son hifas, y cuando hay una gran masa de hifas, lo llamamos micelio). Todos los hongos son eucariotas, lo que significa que sus células son más similares a las de las plantas y los animales que a las de las bacterias y arqueas (que son procariotas). Sus células tienen orgánulos unidos a la membrana y un núcleo donde se almacena su ADN. Y aunque las paredes celulares de las plantas están hechas de celulosa y las paredes celulares de las bacterias están compuestas de glicanos, todos los hongos tienen paredes celulares hechas de un polímero resistente y flexible llamado quitina, que también es el ingrediente principal en las escamas de los peces y los exoesqueletos de los artrópodos. Finalmente, sus membranas celulares se mantienen intactas y saludables con ergosterol, que es básicamente el análogo del colesterol en las células animales.

En cuanto a qué hongos hacer consigo mismos todos los días, se parecen más a plantas que a animales. No pueden moverse, pero debido a que no realizan la fotosíntesis, hacen su propia comida, los hongos en realidad se parecen más a los animales: tienen que salir y encontrar su próxima comida. Sin embargo, debido a que están bastante inmóviles, han encontrado una solución decente: comer cosas que sostienen muy todavía.

Los hongos aman las cosas muertas

Es por esta razón que los hongos desarrollaron una inclinación por las cosas muertas: dependiendo del tipo de hongo, podría ser madera muerta o el pelo, la piel y los dientes de un animal; lo que sea, probablemente haya un hongo por ahí que haga un enzima que puede degradarlo. En este momento, se pueden encontrar miles de millones de hongos beneficiosos fuera de su ventana en el suelo, descomponiendo la materia orgánica. Es una forma de ganarse la vida para ellos y también es genial para nosotros, ya que lo que están haciendo es de suma importancia para la salud del ecosistema. No solo son responsables de convertir la materia orgánica (plantas viejas y tejido animal) en suelo nuevamente, sino que la gran mayoría de las familias de plantas del mundo tienen algún tipo de relación simbiótica con los hongos, en la que los hongos transmiten agua y nutrientes a las raíces de los hongos. las plantas y las plantas producen azúcares para los hongos.

Los hongos comen secretando enzimas de las puntas de sus hifas. En lugar de engullir la comida como una ameba o ingerirla y digerirla como un animal, vierten enzimas en la comida misma y, después de que se descompone en moléculas más pequeñas, la succionan de nuevo a través de sus hifas.

"Las enzimas que tiene el hongo específico determinan lo que puede comer", dice Brewer, "No todos los hongos tienen las mismas enzimas". Los que pueden descomponer la celulosa son los que crecen en las plantas o la materia vegetal, los que descomponen la queratina crecen bien en la piel, el cabello o las pezuñas.

Por su estilo de alimentación, los hongos son los Grandes Descomponedores, sin importar si son un hongo en el suelo, un soporte en un árbol, un pedope, un patógeno de plantas o una película de moho en la pared del bote de yogur olvidado. en la parte trasera de su refrigerador. Hay varios tipos diferentes de hongos, pero la mayoría de los que conocemos encajan en uno de dos de ellos: Basiodiomycota y Ascomycota.

Las setas (Basiodiomycota) son hongos

El filo que alberga a la mayoría de los hongos que consideramos como "hongos" es el basiodiomycota: están en la tienda de abarrotes, haciendo "anillos de hadas" en su jardín, en los estantes de los árboles y, a veces, causando enfermedades en las plantas. La mayoría de estos tienen cuerpos fructíferos que brotan del micelio dentro de un tronco muerto o debajo del suelo; de hecho, el micelio es donde se realiza la mayor parte del negocio de los hongos, por lo que gran parte del organismo en sí siempre está fuera de la vista. Lo que consideramos como el "hongo" es solo la estructura reproductiva que el hongo envía para liberar esporas. Una vez que aterriza una espora, las hifas comienzan a crecer en todas las direcciones desde el lugar donde aterrizó la espora, razón por la cual los hongos a menudo crecen en forma de anillo.

Y los mohos (Ascomycota) también son hongos

El otro grupo de hongos que reconocería es el ascomycota. La mayoría de los mohos, por ejemplo, se encuentran en este filo: por lo general, no producen un hongo grande; crecen en círculos como todos los hongos, por lo que si deja el café afuera durante unos días, notará que el moho crece radialmente. desde un solo punto. En este grupo se encuentran las levaduras, las morillas, las trufas y los hongos de taza. Pero después de Ascomycota, los hongos se vuelven menos reconocibles de inmediato.

"Empiezan a ponerse raros", dice Brewer. “Hay muchos parásitos animales como hongos acuáticos que están flagelados para que puedan moverse en el agua, lo que incluye los hongos quítridos que están matando a todas las ranas del planeta. Se están descubriendo nuevos filos todo el tiempo, así que eso es emocionante ''.


Nutrición

Los hongos se nutren de la absorción de compuestos orgánicos del medio ambiente. Los hongos sonheterótrofo: dependen únicamente del carbono obtenido de otros organismos para su metabolismo y nutrición. Los hongos han evolucionado de una manera que les permite a muchos de ellos utilizar una gran variedad de sustratos orgánicos para el crecimiento, incluidos compuestos simples como nitrato, amoníaco, acetato o etanol. Su modo de nutrición define el papel de los hongos en su entorno.

Los hongos obtienen nutrientes de tres formas diferentes:

  1. Descomponen la materia orgánica muerta. A saprótrofo es un organismo que obtiene sus nutrientes de materia orgánica no viva, generalmente materia vegetal o animal muerta y en descomposición, mediante la absorción de compuestos orgánicos solubles. Los hongos saprótrofos juegan un papel muy importante como recicladores en el flujo de energía de los ecosistemas y los ciclos biogeoquímicos. Hongos saprofitos, como shiitake (Lentinula edodes) y hongos ostra (Pleurotus ostreatus), descomponen el tejido animal y vegetal muerto mediante la liberación de enzimas de las puntas de las hifas. De esta manera, reciclan los materiales orgánicos de vuelta al medio ambiente circundante. Debido a estas habilidades, los hongos son los principales descomponedores en los bosques (ver Figuradebajo).
  2. Se alimentan de huéspedes vivos. Como parásitos, los hongos viven en otros organismos o sobre ellos y obtienen sus nutrientes de su anfitrión. Los hongos parásitos usan enzimas para descomponer el tejido vivo, lo que puede causar enfermedades en el huésped. Los hongos que causan enfermedades son parásitos. Recordemos que el parasitismo es un tipo de relación simbiótica entre organismos de diferentes especies en la que uno, el parásito, se beneficia de una asociación cercana con el otro, el huésped, que resulta perjudicado.
  3. Viven de forma mutualista con otros organismos. Los hongos mutualistas viven de manera inofensiva con otros organismos vivos. Recuerde que el mutualismo es una interacción entre individuos de dos especies diferentes, en la que ambos individuos se benefician.

Tanto el parasitismo como el mutualismo se clasifican como relaciones simbióticas, pero se analizan aquí por separado debido al efecto diferente sobre el anfitrión.

Descomponedores forestales. Estos hongos del bosque pueden parecer frágiles, pero hacen un trabajo poderoso. Descomponen la madera muerta y otros materiales vegetales duros.

Las hifas de los hongos están adaptadas para una absorción eficiente de los nutrientes de su entorno, porque las hifas tienen una alta proporción de superficie a volumen. Estas adaptaciones también se complementan con el lanzamiento de enzimas hidrolíticas que descomponen grandes moléculas orgánicas como polisacáridos, proteínas y lípidos en moléculas más pequeñas. Estas moléculas luego se absorben como nutrientes en las células fúngicas. Una enzima secretada por hongos es celulasa, que descompone el polisacárido celulosa. La celulosa es un componente importante de las paredes celulares de las plantas. En algunos casos, los hongos han desarrollado estructuras especializadas para la absorción de nutrientes de los huéspedes vivos, que penetran en las células del huésped para la absorción de nutrientes por parte del hongo.

Micelio fúngico. Los hongos absorben nutrientes del medio ambiente a través del micelio. Los micelios ramificados tienen una alta relación superficie-volumen que permite una absorción eficiente de nutrientes. Algunos hongos digieren los nutrientes liberando enzimas al medio ambiente.

Micorrizas

A micorriza (Del griego "raíces de hongos") es una asociación simbiótica entre un hongo y las raíces de una planta. En una asociación de micorrizas, el hongo puede colonizar las raíces de una planta huésped creciendo directamente en las células de la raíz o creciendo alrededor de las células de la raíz. Esta asociación proporciona al hongo un acceso relativamente constante y directo a la glucosa, que la planta produce mediante la fotosíntesis. Los micelios de los hongos aumentan la superficie del sistema radicular de la planta y los rsquos. La superficie más grande mejora la absorción de agua y nutrientes minerales del suelo.


Clasificación del Phylum Basidiomycota | Hongos | Biología

En este artículo discutiremos sobre la clasificación del filo Basidiomycota.

1. Clase Urediniomicetos:

La clase Urediniomicetos incluye los hongos de la roya, que causan enfermedades de la roya de las plantas, y los hongos simbióticos que parasitan a los insectos que parasitan las plantas y forman intrincadas estructuras fúngicas llamadas & # 8216fungal garden & # 8217.

Los dos tipos de hongos se colocan en dos órdenes, Uredinales y Septobasidiales, respectivamente:

El orden incluye los hongos de la roya, que se caracterizan por la formación de teliosporas que se originan en las células terminales de las hifas dicarióticas. En la germinación, dan lugar a basidiosporas formadas en esterigmas cortos y puntiagudos y que se descargan explosivamente.

Estos hongos carecen de los septos dolipore y las conexiones de abrazadera, y no forman basidiomas. Los géneros de los hongos de la roya se identifican por la estructura de sus teliosporas. Hay cinco familias en el orden. Estudiaremos la familia Pucciniaceae, que incluye el género Puccinia.

Puccinia es un parásito obligado y es extremadamente específico del huésped. Los intentos de aislar y cultivar el hongo en el laboratorio, que comenzaron a principios de este siglo, después de varios fracasos, han tenido un gran éxito. Williams, Scott y Kuhl, los científicos australianos, lograron en 1966 cultivar P. graminis tritici en un medio mineral no vivo.

Pero en su cultura, el organismo se comportó de manera inconsistente y errática. Nunca formó las diversas esporas en la secuencia en que se forman en huéspedes naturales. Esto podría deberse al cambio de modo de vida parasitario a sapróbico en el tubo de cultivo. El organismo, en la naturaleza, sin embargo, vive solo como un parásito obligado.

El hongo causa & # 8216 óxido & # 8217 enfermedad de varias plantas económicamente importantes.

Algunas de las especies importantes son las siguientes:

1. P. graminis- Tiene 6 subespecies o formae specialis, que atacan sólo a un huésped particular de Graminae, pero las basidiosporas de todas las subespecies infectan a Berberis, el huésped alternativo.

P. graminis tritici infecta el trigo.

P. graminis avenae infecta la avena.

P. graminis hordei infecta la cebada.

P. graminis secalis infecta el centeno.

Incluso estas subespecies consisten en razas fisiológicas que crecen solo en una variedad particular del hospedador. Las razas fisiológicas se designan con números, por ejemplo, P. graminis tritici 138.

2. P. malvaceareum causa la roya de la malva.

3. P. coronata causa la oxidación de la corona de la avena.

4. P. artirrhini causa óxido de boca de dragón.

P. graminis infecta a varios huéspedes pertenecientes a la familia Graminae. Las uredosporas de P. graminis, que infectan el trigo, no infectan a otro huésped, por ejemplo, avena o cebada. De manera similar, la uredospora producida por P. graminis en la cebada no infecta a ningún otro huésped. Erikson, (1891) un botánico sueco, designó cada aislamiento con un tercer nombre (nomenclatura trinomial) y lo llamó subespecie o formae specialis.

Así, se le dio el nombre de P. graminis tritici al aislado que infecta al trigo P. graminis hordei por el aislado que infecta la cebada y P. graminis avenae por el aislado que infecta la avena. Más tarde, Stakman y Levine de los EE. UU. (1922) encontraron que en P. graminis tritici, el aislado que infecta una variedad de trigo no logra infectar otra variedad del huésped.

Son las llamadas razas fisiológicas. Se conocen más de 200 razas fisiológicas de P. graminis tritici. Las razas fisiológicas se designan con números, por ejemplo, P. graminis tritici 138. El trabajo de identificación de las razas fisiológicas es muy importante. Antes de desarrollar una variedad resistente, es fundamental conocer las razas existentes.

Es un trabajo difícil y solo lo realizan especialistas. Pero podemos ver cómo se hace. Para delimitar las razas de Puccinia graminis tritici, se inoculan uredosporas obtenidas de diferentes áreas en variedades diferenciales (son 12 en número para la roya del trigo).

Las infecciones producidas, en función del número y tamaño de las pústulas formadas, se clasifican en una tabla estándar de la siguiente manera:

0. Inmune & # 8211 sin pústulas producidas, sin signos de infección.

1. Muy resistente & # 8211 solo aparecen manchas cloróticas débiles rodeadas de tejidos necróticos.

2. Aparecen pústulas dispersas moderadamente resistentes & # 8211 minutos.

3. Aparecen pústulas moderadamente susceptibles & # 8211 de tamaño mediano y manchas cloróticas.

4. Se formaron pústulas confluentes muy susceptibles & # 8211 de tamaño mediano a grande.

X. El tamaño heterogéneo & # 8211 de las pústulas varía, pero principalmente una mezcla de tipo 1 y 4.

Las pequeñas variaciones en los grados se indican con uno o dos signos más o menos, por ejemplo, 2 & # 8211, 2 & # 8212, 2 +, 2 ++ etc. La identificación de razas fisiológicas es una tarea difícil debido al efecto fluctuante de la los factores ambientales se suman a la complejidad. Por lo tanto, ciertas razas producen la reacción X en algunas condiciones, pero no en otras.

Los hongos son traicioneros. Sus razas fisiológicas se pueden demarcar aún más en biotipos agregando otra variedad a los diferenciales estándar.

El conocimiento de todas las razas fisiológicas existentes es esencial antes de emprender el trabajo de mejoramiento para la resistencia. Mehta, en 1931, comenzó el trabajo de examinar las razas fisiológicas en la India, que fue continuado principalmente por Vasudeva, Prasada, Gokhale y Uppal.

Nuevas razas continúan apareciendo en la naturaleza & # 8217s & # 8216field Laboratory & # 8217 por las recombinaciones genéticas y mutaciones. Una vez que llegan, se multiplican sin control, ya que otras razas son ineficaces en el anfitrión hasta ahora resistente. El anfitrión resistente, por lo tanto, selecciona la nueva raza y produce, lo que se llama acertadamente, la evolución guiada por el hombre. Por lo tanto, los fitomejoradores deben estar alerta.

2. Clase Ustilaginomycetes:

Ustilago causa enfermedades del carbón de varias plantas económicamente importantes. Algunas de las especies importantes y las enfermedades que causan son & # 8211 U. tritici (carbón suelto de trigo), U. nuda (carbón suelto de cebada), U. avenae (carbón suelto de avena), U. maydis (carbón vegetal suelto) maíz), U. scitaminea (tizón de caña de azúcar) y U. occidentalis (tizón de cyanodon).

En la naturaleza, todas las especies, excepto U. maydis, viven solo como parásitos en sus huéspedes específicos y son incapaces de una existencia sapróbica. U. maydis, sin embargo, crece abundantemente en montones de estiércol. Como se verá más adelante, esta especie se diferencia en muchos aspectos del resto de especies de Ustilago. Aunque incapaz de una existencia sapróbica, Ustilago no es un parásito obligado porque ha sido cultivado en el laboratorio.

En todas las enfermedades del tizón, excepto en el tizón del maíz, las hifas se vuelven sistémicas en el tejido del hospedador, pero los soros de las teliosporas se forman solo en ciertas partes del hospedador, generalmente el ovario o la inflorescencia. Los soros están cubiertos por una membrana huésped. Esta es una característica distintiva de este género.

En el carbón suelto de trigo, cebada y avena, las espigas se transforman en una masa negra de esporas, que después de la ruptura de la membrana del huésped, se liberan y son arrastradas por el viento en cantidades tan grandes que se puede ver algo como una nube de carbón. . En la obscenidad de la caña de azúcar, todo el eje floral se convierte en una estructura negra, como un látigo, debido a su transformación en esporas de obscenidad. La obscenidad del maíz es diferente y las sori de obscenidad se forman en cualquier parte del hospedador.

Excepto U. maydis, que crece bien de forma saprobia, todas las demás especies crecen sólo de forma parasitaria dentro de los tejidos del huésped.

El micelio es de dos tipos. El micelio primario, formado por células uninucleadas, está formado por la germinación de basidiosporas y es de muy corta duración incluso ausente en algunos casos. El micelio secundario es dicariótico, es decir, las hifas consisten en células binucleadas. Se extiende prácticamente por toda la vida.

Crece intercelularmente y se nutre de las células huésped a través de haustorios (excepto U. maydis). El micelio crece ampliamente y está presente en todas las partes del hospedador. Finalmente, al final de la temporada de acogida, las hifas se acumulan en la parte donde se formarán los sori de obscenidad. Las células binucleadas se redondean para formar teliosporas de paredes gruesas.

En las soluciones de nutrientes, el micelio se rompe en células similares a las levaduras que muestran las características & # 8216budding & # 8217. Esto se conoce como Torula o etapa de levadura. Este fenómeno se ha observado anteriormente en Mucor y Rhizopus.

La gemación de las basidiosporas es el método más común de reproducción asexual. La fragmentación y, en algunas especies, los conidios son los otros medios de reproducción asexual.

Los órganos sexuales están ausentes. Pero la reproducción sexual, representada por la cariogamia seguida de la meiosis, ocurre y provoca la recombinación genética. La función de los órganos sexuales es asumida por células somáticas que se transforman en teliosporas. La plasmogamia, la cariogamia y la meiosis están separadas en el espacio y el tiempo, es decir, ocurren en diferentes lugares y en diferentes momentos.

La plasmogamia se produce por la fusión entre dos células uninucleadas de tipos de apareamiento opuestos, que pueden ser las basidiosporas o células del micelio primario. La mayoría de los hongos del carbón son heterotalianos. La cariogamia se retrasa hasta que las teliosporas germinan y forman un promicelio. El núcleo del cigoto diploide sufre meiosis para formar cuatro núcleos haploides, dos de cada tipo de apareamiento.

El promicelio está dividido en cuatro celdas por tabiques horizontales. Un brote surge de cada célula a la que pasa un núcleo. La yema se convierte en una basidiospora y se corta. En algunas especies, el promicelio puede seguir formando basidiosporas. En algunas especies, por ejemplo, U. maydis, las propias basidiosporas al brotar forman células de brote (= basidiosporas hijas o esporidios secundarios). En U. tritici no hay basidiosporas, las células del promicelio forman hilos de infección que se fusionan para establecer una hifa dicariota que crece y se convierte en el micelio secundario.

3. Clase Basidiomicetos:

Orden Agaricales:

Familia Agaricaceae ( Género Agaricus):

Agaricus se ha enseñado durante mucho tiempo en las clases de micología como el ejemplo típico de un hongo y un hongo branquial. A. campestris es la especie más importante que se cultiva extensivamente con el nombre industrial A. bisporus. En cultura, los caracteres fisiológicos y morfológicos muestran marcadas diferencias para justificar el cambio de nombre.

El hongo crece en prados, campos y bosques durante todo el año. El micelio extenso permanece oculto en el suelo solo el cuerpo fructífero es visible.

El micelio, que permanece bajo tierra y crece saprobiamente, es el micelio secundario dicariótico. Está formado por somatogamia entre micelios primarios monocariotas de diferentes tipos de apareamiento formados por germinación de las basidiosporas. El micelio primario es de corta duración. El cuerpo fructífero, que forma el magnífico paraguas sobre el suelo, está formado por hifas dicarióticas llamadas micelio terciario. El cuerpo fructífero es efímero y vive solo unos días.

El micelio secundario, sin embargo, es perenne y continúa creciendo durante varios años y forma cuerpos fructíferos año tras año. El cuerpo fructífero, o basidioma, tiene un tallo (estipe) y una tapa circular (pileus). Un anillo de tejido en forma de falda, llamado anillo, rodea el estípite un poco por debajo del píleo.

Las branquias (= laminillas) se pueden ver claramente si se quita el estípite y se invierte el píleo. El píleo en la superficie inferior tiene numerosas branquias que cuelgan verticalmente, que convergen desde la periferia hacia el estípite. Las branquias son de diferentes longitudes y tienen basidios por toda la superficie. Los basidios producen basidiosporas en cantidades astronómicas.

Los cuerpos fructíferos de Agaricus campestris forman anillos de hadas. Los basidiomas en forma de paraguas, las flores del hongo, formadas en círculos en el suelo, brindan un hermoso espectáculo que podría describirse como hadas bailando en círculo.

Siendo efímeros los cuerpos fructíferos, la vista agradable es efímera. Pero el micelio persiste en el suelo y continúa creciendo como una colonia circular, de la misma manera que crece una colonia circular de hongos en una placa de Petri en el laboratorio. A medida que crece el borde exterior de la colonia, las partes más viejas del centro mueren y degeneran. La próxima vez que se formen los cuerpos fructíferos, el anillo será de mayor diámetro. Los restos muertos de los cuerpos fructíferos hacen que el suelo sea más fértil y se forman anillos de hierba más verde donde una vez estuvieron los paraguas.

A. campestris produce solo clamidosporas. No se conocen conidios y oidios.

La reproducción sexual está representada por la cariogomía y la meiosis, que ocurren en los basidios, que nacen en las branquias. Los núcleos de tipos de apareamiento opuestos se unen y forman dicariones después de la fusión de las hifas primarias monocariotas. Los dicariones se multiplican por divisiones conjugadas en el micelio secundario extenso.

En última instancia, los basidios en forma de maza se desarrollan a partir de las células terminales de estas hifas secundarias. La célula binucleada se agranda y se vuelve más ancha y con forma de maza. La cariogamia y la meiosis ocurren dando como resultado la producción de cuatro núcleos haploides. La segregación de sexo se produce durante la meiosis y los núcleos formados son de dos o más tipos de apareamiento, según el tipo de heterotalismo (bipolar o tetrapolar).

Los núcleos luego migran a los esterigmas y de allí a las fiosporas básicas, encaramadas asimétricamente en las puntas de los esterigmas. Las basidiosporas, al germinar, forman micelios primarios, que por anastomosis y plasmogamia establecen el micelio secundario. Las basidiosporas, que se encuentran asimétricamente sobre los esterigmas, se descargan a la fuerza mediante el método de la gota de agua.

Las basidiosporas se producen en cantidades enormes. Si la tierra no está cubierta por hongos, esto se debe a que las posibilidades de falla en la germinación de las esporas también son igualmente grandes. Las esporas se derraman a razón de medio millón de esporas por minuto durante los dos o tres días de existencia del esporóforo (cuerpo fructífero).

Si el píleo se separa del estípite y se coloca sobre un papel, se puede obtener una impresión de esporas que muestre líneas radiantes entre las masas de esporas que representan los espacios entre las branquias. La huella de esporas es de gran ayuda en la identificación de especies.

Las basidiosporas se descargan violentamente mediante el & # 8216 método de la burbuja de agua & # 8217. La trayectoria (trayectoria) de las esporas liberadas es una esporobola. Las esporas se disparan horizontalmente hasta el centro del espacio entre las branquias que luego caen verticalmente.

La distancia entre las branquias supera con creces la distancia a la que se disparan las basidiosporas. Incluso una pequeña inclinación de 5 ° de las branquias desde la posición vertical exacta puede obstruir la caída libre hacia abajo de las esporas. Pero esto no está permitido. Las branquias son positivamente geotrópicas y cualquier desviación de la posición vertical se corrige inmediatamente mediante movimientos de crecimiento en el lugar de unión de las branquias con el píleo.

Género Lycoperdon (La bola de soplo):

Las bolas de hojaldre son de forma globosa a piriforme, dependiendo de la longitud del tallo. Estos se encuentran creciendo en pastos en el suelo de bosques o en tocones de árboles. La parte basal es estéril. Cuando es joven, está rodeado de frágiles espinas que pronto se caen o se frotan.

La capa externa del peridio se marchita y se forma un poro en la membrana interna en la parte superior del cuerpo fructífero. Esta membrana actúa como un fuelle, expulsando esporas a través del poro cuando algún objeto golpea la membrana. La porción fértil, gleba, es de tipo lacunosa, es decir, consta de cavidades, cada una revestida con un himenio. Todas las especies son comestibles.

El pedido tiene 3 familias. Estudiaremos la familia Geastraceae a la que pertenece el género Geastrum, la & # 8216earth star & # 8217. (La familia, junto con Lycoperdaceae, fue puesta bajo orden Lycoperdales, que ahora se da de baja).

Las estrellas de la tierra se diferencian de las & # 8216puff-balls en que el peridio exterior se divide radialmente y se abre como los rayos de una estrella. Tales cuerpos frutales que yacían en el suelo dieron el nombre & # 8216earth star & # 8217. Se forma un poro en el peridio interno en la parte superior. Las esporas se liberan a través de este poro.

El pedido incluye los poliporos, los hongos del soporte y de la plataforma que causan daños severos, especialmente a los árboles forestales. Hay 6 familias. Estudiaremos el género Polyporus de la familia Polyporaceae.

Género Polyporus:

Este es el género más grande de Polyporaceae y sus diversas especies son importantes hongos que pudren la madera. P. sulphurens causa la pudrición de la madera de robles y otros árboles P. squamosus causa & # 8216 heart-rot & # 8217 de varios árboles forestales P. betulinus causa & # 8216heart-put & # 8217 de abedules. La destrucción de la madera del corazón hace que los árboles se ahuequen y eventualmente mueran. Algunos, por ejemplo, Polyporus schweinitzii, atacan la parte inferior del tronco y las raíces (pudrición de los extremos), lo que hace que los árboles sean propensos a romperse en vendavales.

El micelio se ramifica dentro del sustrato. Consiste en hifas dicarióticas septadas que suelen mostrar conexiones de pinza. El cuerpo fructífero (el basidioma o esporóforo) se desarrolla como un soporte en forma de abanico, con pedúnculos laterales, que puede tener de 20 a 40 cm de diámetro y de 2 a 3 cm de espesor. Una sección vertical del basidioma muestra las siguientes zonas & # 8211 (a) superficie del píleo, (b) contexto, (c) capa tubular, (d) superficie de los poros ye) himenio.

La superficie del píleo puede ser lisa o incrustada. El contexto es blanco debajo, que recubre la capa del tubo. La capa de tubos consta de tubos colocados verticalmente que se abren por debajo en la superficie inferior del cuerpo fructífero llamada superficie de poro, de ahí el nombre Polyporus.

Los tubos están revestidos internamente por himenio, que consta de basidios y estructuras estériles, como paráfisis, cistidios y setas, todos colocados en ángulo recto con la longitud del tubo. Las basidiosporas se inyectan en la cavidad de los tubos, que luego caen a través de los poros y son diseminadas por el viento. La producción de esporas es enorme. Un solo cuerpo fructífero puede producir mil millones de esporas.

La especie puede ser anual o perenne. Las formas anuales producen nuevos basidiomas cada año. Las especies perennes agregan una nueva capa de tubos cada año.


Relaciones Mutualistas con Hongos y Fungívoros

Los miembros de Kingdom Fungi establecen relaciones mutualistas ecológicamente beneficiosas con cianobateria, plantas y animales.

Objetivos de aprendizaje

Describir las relaciones mutualistas con los hongos.

Conclusiones clave

Puntos clave

  • Las relaciones mutualistas son aquellas en las que ambos miembros de una asociación benefician a los hongos y forman este tipo de relaciones con varios otros reinos de la vida.
  • Las micorrizas, formadas a partir de una asociación entre las raíces de las plantas y los hongos primitivos, ayudan a aumentar la absorción de nutrientes de la planta a cambio, la planta suministra a los hongos productos de fotosíntesis para su uso metabólico.
  • En los líquenes, los hongos viven en estrecha proximidad con la cianobateria fotosintética; las algas proporcionan a los hongos carbono y energía, mientras que los hongos proporcionan minerales y protección a las algas.
  • Las relaciones mutuas entre hongos y animales involucran a numerosos insectos. Los artrópodos dependen de los hongos para su protección, mientras que los hongos reciben nutrientes a cambio y aseguran una forma de diseminar las esporas en nuevos ambientes.

Términos clave

  • micorriza: una asociación simbiótica entre un hongo y las raíces de una planta vascular
  • liquen: cualquiera de los muchos organismos simbióticos, siendo asociaciones de hongos y algas que a menudo se encuentran como manchas blancas o amarillas en paredes viejas, etc.
  • talo: cuerpo vegetativo de un hongo

Relaciones mutualistas

La simbiosis es la interacción ecológica entre dos organismos que viven juntos. Sin embargo, la definición no describe la calidad de la interacción. Cuando ambos miembros de la asociación se benefician, la relación simbiótica se denomina mutualista. Los hongos forman asociaciones mutualistas con muchos tipos de organismos, incluidas las cianobacterias, las plantas y los animales.

Mutualismo de hongos y plantas

Micorriza, que proviene de las palabras griegas & # 8220myco & # 8221 que significa hongo y & # 8220rhizo & # 8221 que significa raíz, se refiere a la asociación entre las raíces de las plantas vasculares y sus hongos simbióticos. Alrededor del 90 por ciento de todas las especies de plantas tienen compañeros micorrízicos. En una asociación de micorrizas, los micelios de los hongos utilizan su extensa red de hifas y su gran superficie en contacto con el suelo para canalizar el agua y los minerales del suelo a la planta, aumentando así la absorción de nutrientes de la planta. A cambio, la planta aporta los productos de la fotosíntesis para alimentar el metabolismo del hongo.

Las micorrizas muestran muchas características de los hongos primitivos: producen esporas simples, muestran poca diversificación, no tienen un ciclo reproductivo sexual y no pueden vivir fuera de una asociación micorrízica. Hay varios tipos de micorrizas. Las ectomicorrizas (& # 8220 afuera & # 8221 micorrizas) dependen de hongos que envuelven las raíces en una vaina (llamada manto) y una red Hartig de hifas que se extiende hacia las raíces entre las células. El compañero fúngico puede pertenecer a Ascomycota, Basidiomycota o Zygomycota. En un segundo tipo, los hongos Glomeromycete forman interacciones vesiculares-arbusculares con micorrizas arbusculares (a veces llamadas endomicorrizas). En estas micorrizas, los hongos forman arbuscules que penetran en las células de la raíz y son el lugar de los intercambios metabólicos entre el hongo y la planta huésped. Los arbuscules (del latín & # 8220 arbolitos & # 8221) tienen una apariencia de arbusto. Las orquídeas dependen de un tercer tipo de micorrizas. Las orquídeas son epífitas que forman pequeñas semillas sin mucho almacenamiento para mantener la germinación y el crecimiento. Sus semillas no germinarán sin un compañero micorrízico (generalmente un basidiomiceto). Una vez que se agotan los nutrientes en la semilla, los simbiontes de hongos apoyan el crecimiento de la orquídea al proporcionar los carbohidratos y minerales necesarios. Algunas orquídeas continúan siendo micorrizas durante todo su ciclo de vida.

Hongos micorrízicos: (a) Ectomicorriza y (b) micorriza arbuscular tienen diferentes mecanismos para interactuar con las raíces de las plantas.

Líquenes

Los líquenes muestran una gama de colores y texturas. Pueden sobrevivir en los hábitats más inusuales y hostiles. Cubren rocas, lápidas, corteza de árboles y el suelo de la tundra donde las raíces de las plantas no pueden penetrar. Los líquenes pueden sobrevivir períodos prolongados de sequía: se desecan por completo y luego se activan rápidamente una vez que el agua vuelve a estar disponible. Los líquenes cumplen muchas funciones ecológicas, incluida la de actuar como especies indicadoras, que permiten a los científicos rastrear la salud de un hábitat debido a su sensibilidad a la contaminación del aire.

Liquen: hongos y cianobateria: Los líquenes tienen muchas formas. Pueden ser (a) como costras, (b) como pelos o (c) como hojas.

Los líquenes no son un solo organismo, sino más bien un ejemplo de mutualismo en el que un hongo (generalmente un miembro del phyla Ascomycota o Basidiomycota) vive en estrecho contacto con un organismo fotosintético (un alga eucariota o una cianobacteria procariota). Generalmente, ni el hongo ni el organismo fotosintético pueden sobrevivir solos fuera de la relación simbiótica. El cuerpo de un liquen, conocido como talo, está formado por hifas envueltas alrededor del compañero fotosintético. El organismo fotosintético aporta carbono y energía en forma de carbohidratos. Algunas cianobacterias fijan nitrógeno de la atmósfera, contribuyendo con compuestos nitrogenados a la asociación. A cambio, el hongo proporciona minerales y protección contra la sequedad y el exceso de luz al encerrar las algas en su micelio. El hongo también une el organismo simbiótico al sustrato.

Talo de liquen: Esta sección transversal de un liquen talo muestra la (a) corteza superior de las hifas fúngicas, que proporciona protección (b) la zona de las algas donde se produce la fotosíntesis, la (c) médula de las hifas fúngicas y la (d) corteza inferior, que también proporciona protección y puede tener (e) rizinas para anclar el talo al sustrato.

El talo de los líquenes crece muy lentamente, expandiendo su diámetro unos milímetros por año. Tanto el hongo como el alga participan en la formación de unidades de dispersión para la reproducción. Los líquenes producen soredia, grupos de células de algas rodeadas de micelios. Los soredia se dispersan por el viento y el agua y forman nuevos líquenes.

Mutualismo de hongos y animales

Los hongos han desarrollado mutualismos con numerosos insectos. Los artrópodos (invertebrados articulados y con patas, como los insectos) dependen del hongo para protegerse de los depredadores y patógenos, mientras que el hongo obtiene nutrientes y una forma de diseminar las esporas a nuevos ambientes. La asociación entre especies de Basidiomycota e insectos escamosos es un ejemplo. El micelio de hongos cubre y protege las colonias de insectos. Las cochinillas fomentan un flujo de nutrientes de la planta parasitada al hongo. En un segundo ejemplo, las hormigas cortadoras de hojas de América Central y del Sur cultivan literalmente hongos. Cortan discos de hojas de las plantas y las amontonan en los jardines. Los hongos se cultivan en estos jardines de discos, que digieren la celulosa de las hojas que las hormigas no pueden descomponer. Una vez que los hongos producen y consumen moléculas de azúcar más pequeñas, los hongos a su vez se convierten en alimento para las hormigas. Los insectos también patrullan su jardín, depredando hongos competidores. Tanto las hormigas como los hongos se benefician de la asociación. El hongo recibe un suministro constante de hojas y está libre de competencia, mientras que las hormigas se alimentan de los hongos que cultivan.


Ver el vídeo: Cultivo de Tejidos vegetales (Noviembre 2022).