Bacillus Anthracis e Bacillus Cereus: Caratteristiche, Patogenesi e Trattamento, Sintesi del corso di Microbiologia

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GENERALITÀ BACILLI

 GRAM +

 AEROBI O ANAEROBI FACOLTATIVI

 MOBILI O IMMOBILI

 SPORIGENI: LA SPORA HA POSIZIONE CENTRALE E NON ECCEDE IL

DIAMETRO DELLA CELLULA MADRE (SPORANGIO)

 CAPSULATI

 Assai diffusi in natura, saprofiti che vivono negli strati superficiali del suolo.  Solo 2 specie sono patogene per l’uomo:  BACILLUS ANTHRACIS (o bacillo del carbonchio)  BACILLUS CEREUS (responsabile di alcune forme di intossicazione alimentare)

BACILLUS ANTHRACIS

GENERALITÀ Il carbonchio o antrace è un’affezione setticemica che colpisce molti animali, che si infettano per via alimentare ingerendo foraggio contaminato da spore. Il rischio di infezione umana è per:  via gastrointestinale a seguito dell’ingestione di carni di animali infetti;  la penetrazione di spore attraverso soluzioni di continuo della cute ; si ha la formazione di pustole caratterizzate da edema circostante, con febbre, malessere generale, comunque tendente alla guarigione spontanea.  via inalatoria : iniziale localizzazione polmonare, accompagnata da sintomi di una modesta affezione respiratoria, fa seguito la disseminazione dell’infezione ai linfonodi mediastinici e a tutto il resto dell’organismo (forma setticemica) con febbre elevata e dispnea, collasso cardiocircolatorio e mortalità elevatissima.  Bacillo che tende a disporsi in catene, essendo gli estremi cellulari squadrati “ a canna di bambù ”.  GRAM +  Immobile  Sporigeno  Capsula : di natura polisaccaridica, è formata da un polimero dell’acido D-glutamico e si conosce un solo tipo antigene. Nella parete cellulare sono stati identificati un antigene di natura polisaccaridica e un antigene proteico.  Aerobio-anaerobio facoltativo (cresce meglio in presenza di O2, e la produzione di spore si ha solo in ambiente aerobio);  Cresce bene nei comuni terreni di coltura, forma colonie grandi 3 - 4mm, aspetto rugoso, a margini frastagliati, che a piccolo ingrandimento hanno un aspetto simile a un ammasso di capelli ondulati ( colonie a caput medusae ) provocato dall’intreccio delle lunghe catenelle di bacilli. PATOGENESI  Nelle infezioni per via transcutanea → le spore che si trovano negli spazi intercellulari, vanno incontro a germinazione con produzione delle forme vegetative che resistono alla fagocitosi grazie all’azione antifagocitaria della capsula (principale fattore di virulenza).  Nelle infezioni per via inalatoria → le spore vengono captate dai macrofagi alveolari nei cui fagosomi esse sopravvivono, dando luogo alle forme vegetative (bacilli) che vengono trasferite attraverso la barriera alveolare dagli stessi macrofagi, dai quali si liberano per immettersi negli spazi tissutali extracellulari o ematici ( setticemia ), in seguito alla morte e alla lisi dei macrofagi causata dall’azione della tossina carbonchiosa. La tossina è formata da 3 componenti:

 fattore I ( edema factor EF ) → è un’adenilato ciclasi, e provoca un incremento della concentrazione intracellulare di cAMP, ed una serie di conseguenze metaboliche, la più evidente è rappresentata dall’azione edematogena per l’accumulo di liquidi negli spazi intercellulari (lesioni cutanee o pustole)  fattore II ( protective antigen PA ) → una volta ancorato alla superficie della membrana cellulare, in corrispondenza di una proteina transmembrana, viene attaccato da proteasi che ne distaccano un frammento, scoprendo una porzione della molecola che a questo punto rappresenta un recettore in grado di consentire l’ancoraggio del fattore I e/o del fattore III. La tossina viene introdotta nella cellula per endocitosi mediata da recettore e i componenti tossici (I e III) sono traslocati nel citosol.  fattore III ( lethal factor LF ) → l’unico componente della tossina carbonchiosa capace di uccidere l’animale da esperimento se inoculato insieme al fattore II; è una metalloproteasi , in grado di attaccare alcune chinasi che intervengono nelle cascate di segnali. La tossina carbonchiosa ha il suo bersaglio preferenziale nelle cellule del reticolo endoteliale, in particolare nei macrofagi. FATTORI DI VIRULENZA  La tossina carbonchiosa e la capsula rappresentano i principali fattori di virulenza. Entrambe sono codificate da 2 plasmidi diversi, rispettivamente pX01 (perso dal batterio a temperature

43°C) e pX02 (perso dal batterio spontaneamente o dopo coltura in presenza di novobiocina).  B. anthracis elimina nell’ambiente una serie di esoenzimi ( fofolipasi-C, proteasi, collagenasi ) che contribuiscono alla patogenesi del danno nell’organismo infetto. DIAGNOSI LABORATORIO  Esame microscopico : dell’essudato di una pustola o del sangue (nel caso di forma setticemica) può consentire, nel caso di reperto bacillare con la morfologia di B. anthracis il sospetto dell’infezione carbonchiosa.  Esame colturale : per confermare la diagnosi, si isola il batterio in piastre di agar sangue. Si identificano le colonie per l’aspetto a caput medusae.  Diagnosi differenziale : B. anthracis è immobile, mentre la grande maggioranza del genere Bacillus sono mobili con flagelli peritrichi.  Per una definitiva identificazione : dimostrazione del potere patogeno nei confronti di animali da laboratorio. Il topino o la cavia inoculati per via sottocutanea vengono a morte dopo 24- 48 h per setticemia e il bacillo è repertabile nel sangue.  Le colonie di B. cereus in agar-sangue sono emolitiche ( B. anthracis no ); inoltre B. anthracis è sensibile alla penicillina mentre B. cereus è resistente per la produzione di penicillinasi. TERAPIA B. anthracis è sensibile alle penicilline e alle tetracicline. In passato prima della scoperta degli antibiotici si utilizzava il siero anti- carbonchioso. METODI DI IMMUNIZZAZIONE La prevenzione dell’infezione carbonchiosa nell’uomo si ottiene controllando l’infezione degli animali (erbivori) in allevamento con idonei programmi di vaccinazione. Il vaccino per uso veterinario consiste di spore di batteri attenuati sospesi in glicerolo 50%, addizionata dello 0,5 % con saponina che ha il compito di provocare