Aspergillus fumigatus is a filamentous fungus capable of causing severe diseases in both humans and animals. One of the main routes of infection is the inhalation of conidia dispersed in aerosols. The fungus is an opportunistic pathogen that causes severe forms in immunocompromised patients. However, exposure to high environmental spore loads can also cause problems in individuals without specific predisposing factors. Although there are several active substances against this fungus, the increasing presence of resistant strains is a serious risk factor for public health. This study aimed to investigate and quantify the presence of A. fumigatus spores within the non-conventional animal center of the University of Turin (CANC), and the possible presence of drug-resistant strains. Using a portable sampler, air samples were collected at various points in the CANC from June 2023 to May 2024. The plates were incubated under conditions that were selected for the growth of A. fumigatus (antibiotic-containing media and incubation at 50°C). The identification of the obtained colonies was carried out using morphological keys and molecular techniques. In vitro antifungal sensitivity to widely used azole drugs such as voriconazole [VCZ], itraconazole [ITZ], posaconazole [PSZ] was assessed by agar immunodiffusion tests using commercially available reactive strips. In total, 61 out of 286 plates were positive, equal to 21% of the samples taken, with 146 colonies of the fungus. Out of 22 sampling days, on 16 occasions (73.3%) there was at least one positive point. The average concentration detected at all sampling points was 29.8 CFU/m³ (colony-forming units). Considering only the indoor sampling points, the average was 7 CFU/m³, whereas the average for the outdoor sampling points was 66 CFU/m³. An increasing trend in CFU per cubic meter could be observed with increasing humidity and decreasing temperature. However, this correlation was not statistically significant according to the Spearman test. The concentrations detected were mostly within values usually found in the environment and considered not dangerous for healthy individuals. Only occasionally were higher concentrations observed, up to 1500 CFU/m³. Ten strains tested for in vitro sensitivity could be considered sensitive to VCZ, while one strain was resistant to ITZ. For PSZ, seven strains had values close to the threshold considered for resistance. The results regarding the environmental levels of A. fumigatus spores are reassuring, indicating a "healthy" environment for both human operators and animal inhabitants. On the other hand, some occasionally found "peaks" suggest the need to maintain high attention to possible exposure to high spore loads. The situation appears more concerning regarding potential drug resistance phenomena in commonly used human and veterinary treatments.

Aspergillus fumigatus è un fungo filamentoso in grado di causare gravi patologie sia nell'uomo che negli animali. Tra le principali vie di infezione vi è l'inalazione di conidi dispersi in aerosol. Il fungo è un patogeno opportunista che causa forme gravi in pazienti con immunodepressione. Tuttavia, l’esposizione a cariche ambientali elevate di spore può originare problemi anche in soggetti senza particolari fattori predisponenti. Seppure esistano diversi principi attivi nei confronti di questo micete, l'aumentare della presenza di ceppi resistenti è un serio fattore di rischio per la salute pubblica. Questo studio intendeva indagare e quantificare la presenza di spore di A. fumigatus all'interno del centro animali non convenzionali dell'università di Torino (CANC), e l’eventuale presenza di ceppi resistenti ai farmaci. Tramite un campionatore portatile sono stati raccolti campioni di aria in diversi punti del CANC, da giugno 2023 a maggio 2024. Le piastre venivano incubate con condizioni capaci di selezionare la crescita di A. fumigatus (terreno con antibiotici e incubazione a 50°C). L’identificazione delle colonie ottenute veniva effettuata con chiavi morfologiche e con tecniche molecolari. La sensibilità antifungina in vitro (nei confronti di farmaci azolici di largo utilizzo, come voriconazolo [VCZ], itraconazolo [ITZ], posaconazolo [PSZ]) veniva valutata con prove di immunodiffusione su agar tramite l’utilizzo di strisce reattive disponibili in commercio. : In totale sono risultate positive 61 piastre su 286, pari al 21% dei campioni eseguiti, con un totale di 146 colonie del fungo. Su un totale di 22 giornate di campionamento, in 16 occasioni (73,3%) c’è stato almeno un punto positivo. La media della concentrazione rilevata in tutti i punti di campionamento è pari a 29,8 CFU/ (unità formanti colonia)m3. Prendendo in considerazione solo i punti di campionamento interni la media è di 7 CFU/m3, se vengono invece presi in considerazione solo i punti di campionamento esterni la media era di 66 CFU/m3. Si poteva notare una tendenza all'aumento delle CFU per metro cubo all'aumentare dell'umidità e al diminuire della temperatura. Tuttavia, questa correlazione non risultava statisticamente significativa secondo il test di Spearmann. Le concentrazioni di rilevate rientravano, nella maggior parte dei casi, all’interno di valori normalmente riscontrati a livello ambientale considerati non pericolosi per soggetti in buona salute. Si osservavano solo occasionalmente concentrazioni più elevate, fino a 1500 CFU/m3. Dieci ceppi testati per la sensibilità in vitro potevano essere considerati sensibili al VCZ mentre per ITZ era presente un ceppo resistente . Per il PSZ 7 ceppi presentavano valori vicino al limite considerato per l’attribuzione di resistenza. I risultati ottenuti risultano abbastanza confortanti per ciò che riguarda i livelli ambientali di spore di A. fumigatus, con conseguenti buone indicazioni sulla “salubrità” dell’ambiente sia per gli operatori umani che per gli animali ospiti. D’altra parte, alcuni “picchi” occasionalmente ritrovati suggeriscono la necessità di mantenere alto il livello d’attenzione per ciò che concerne la possibile esposizione a cariche elevate di spore. Più preoccupante sembra apparire la situazione per ciò che concerne possibili fenomeni di resistenza ai farmaci di più comune utilizzo umano e veterinario.

Valutazione della presenza ambientale di spore di Aspergillus fumigatus all’interno del centro animali non convenzionali dell’università di Torino

RIGAMONTI, TOMMASO
2023/2024

Abstract

Aspergillus fumigatus è un fungo filamentoso in grado di causare gravi patologie sia nell'uomo che negli animali. Tra le principali vie di infezione vi è l'inalazione di conidi dispersi in aerosol. Il fungo è un patogeno opportunista che causa forme gravi in pazienti con immunodepressione. Tuttavia, l’esposizione a cariche ambientali elevate di spore può originare problemi anche in soggetti senza particolari fattori predisponenti. Seppure esistano diversi principi attivi nei confronti di questo micete, l'aumentare della presenza di ceppi resistenti è un serio fattore di rischio per la salute pubblica. Questo studio intendeva indagare e quantificare la presenza di spore di A. fumigatus all'interno del centro animali non convenzionali dell'università di Torino (CANC), e l’eventuale presenza di ceppi resistenti ai farmaci. Tramite un campionatore portatile sono stati raccolti campioni di aria in diversi punti del CANC, da giugno 2023 a maggio 2024. Le piastre venivano incubate con condizioni capaci di selezionare la crescita di A. fumigatus (terreno con antibiotici e incubazione a 50°C). L’identificazione delle colonie ottenute veniva effettuata con chiavi morfologiche e con tecniche molecolari. La sensibilità antifungina in vitro (nei confronti di farmaci azolici di largo utilizzo, come voriconazolo [VCZ], itraconazolo [ITZ], posaconazolo [PSZ]) veniva valutata con prove di immunodiffusione su agar tramite l’utilizzo di strisce reattive disponibili in commercio. : In totale sono risultate positive 61 piastre su 286, pari al 21% dei campioni eseguiti, con un totale di 146 colonie del fungo. Su un totale di 22 giornate di campionamento, in 16 occasioni (73,3%) c’è stato almeno un punto positivo. La media della concentrazione rilevata in tutti i punti di campionamento è pari a 29,8 CFU/ (unità formanti colonia)m3. Prendendo in considerazione solo i punti di campionamento interni la media è di 7 CFU/m3, se vengono invece presi in considerazione solo i punti di campionamento esterni la media era di 66 CFU/m3. Si poteva notare una tendenza all'aumento delle CFU per metro cubo all'aumentare dell'umidità e al diminuire della temperatura. Tuttavia, questa correlazione non risultava statisticamente significativa secondo il test di Spearmann. Le concentrazioni di rilevate rientravano, nella maggior parte dei casi, all’interno di valori normalmente riscontrati a livello ambientale considerati non pericolosi per soggetti in buona salute. Si osservavano solo occasionalmente concentrazioni più elevate, fino a 1500 CFU/m3. Dieci ceppi testati per la sensibilità in vitro potevano essere considerati sensibili al VCZ mentre per ITZ era presente un ceppo resistente . Per il PSZ 7 ceppi presentavano valori vicino al limite considerato per l’attribuzione di resistenza. I risultati ottenuti risultano abbastanza confortanti per ciò che riguarda i livelli ambientali di spore di A. fumigatus, con conseguenti buone indicazioni sulla “salubrità” dell’ambiente sia per gli operatori umani che per gli animali ospiti. D’altra parte, alcuni “picchi” occasionalmente ritrovati suggeriscono la necessità di mantenere alto il livello d’attenzione per ciò che concerne la possibile esposizione a cariche elevate di spore. Più preoccupante sembra apparire la situazione per ciò che concerne possibili fenomeni di resistenza ai farmaci di più comune utilizzo umano e veterinario.
ITA
Aspergillus fumigatus is a filamentous fungus capable of causing severe diseases in both humans and animals. One of the main routes of infection is the inhalation of conidia dispersed in aerosols. The fungus is an opportunistic pathogen that causes severe forms in immunocompromised patients. However, exposure to high environmental spore loads can also cause problems in individuals without specific predisposing factors. Although there are several active substances against this fungus, the increasing presence of resistant strains is a serious risk factor for public health. This study aimed to investigate and quantify the presence of A. fumigatus spores within the non-conventional animal center of the University of Turin (CANC), and the possible presence of drug-resistant strains. Using a portable sampler, air samples were collected at various points in the CANC from June 2023 to May 2024. The plates were incubated under conditions that were selected for the growth of A. fumigatus (antibiotic-containing media and incubation at 50°C). The identification of the obtained colonies was carried out using morphological keys and molecular techniques. In vitro antifungal sensitivity to widely used azole drugs such as voriconazole [VCZ], itraconazole [ITZ], posaconazole [PSZ] was assessed by agar immunodiffusion tests using commercially available reactive strips. In total, 61 out of 286 plates were positive, equal to 21% of the samples taken, with 146 colonies of the fungus. Out of 22 sampling days, on 16 occasions (73.3%) there was at least one positive point. The average concentration detected at all sampling points was 29.8 CFU/m³ (colony-forming units). Considering only the indoor sampling points, the average was 7 CFU/m³, whereas the average for the outdoor sampling points was 66 CFU/m³. An increasing trend in CFU per cubic meter could be observed with increasing humidity and decreasing temperature. However, this correlation was not statistically significant according to the Spearman test. The concentrations detected were mostly within values usually found in the environment and considered not dangerous for healthy individuals. Only occasionally were higher concentrations observed, up to 1500 CFU/m³. Ten strains tested for in vitro sensitivity could be considered sensitive to VCZ, while one strain was resistant to ITZ. For PSZ, seven strains had values close to the threshold considered for resistance. The results regarding the environmental levels of A. fumigatus spores are reassuring, indicating a "healthy" environment for both human operators and animal inhabitants. On the other hand, some occasionally found "peaks" suggest the need to maintain high attention to possible exposure to high spore loads. The situation appears more concerning regarding potential drug resistance phenomena in commonly used human and veterinary treatments.
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