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Testi di riferimento: MICROBIOLOGIA MEDICA- Sherris J.C.- (5a ediz. 2011)- I ediz Italiana - 2013 PRINCIPI DI MICROBIOLOGIA MEDICA – M. La Placa – 14aed. Ed. Esculapio – EdiSES - 2014 1.STAFILOCOCCHI 2.STREPTOCOCCHI 3.NEISSERIE 4.PASTURELLACEAE 5.MICOBATTERI 6.ENTEROBATTERI 7.BRUCELLE 8.CLOSTRIDI 9.CLAMIDIE 10.SPIROCHETE 11.CANDIDA 12.CRIPTOCOCCHI 13.DERMATOFITI 14.VIRUS ERPETICI 15.VIRUS EPATITICI 16.HIV 17.VIRUS INFLUENZALI 18.PARASSITOLOGIA
Tipologia: Dispense
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STAFILOCOCCHI
Alla famiglia delle micrococcacee appartengono, oltre allo Stafilococcus Aureus, anche:
Essendo tutti stafilococchi della famiglia delle micrococcacee, dal punto di vista strutturale sono tutti cocchi Gram+, raggruppati a formare un grappolo, dato che durante la loro divisione, per scissione binaria, rimangono uniti su più piani. Sono per lo più microorganismi appartenenti alla flora microbica residente, mentre solo alcuni sono patogeni.
Vengono distinti in base alla coagulasi in:
Essendo anaerobi o aerobi facoltativi, possono essere incubati sia in presenza, che in assenza di O2. In presenza di ossigeno sono ossidasi positivi, mentre in assenza di ossigeno, fermentano efficientemente il mannitolo. Tale caratteristica permette di costituire un terreno selettivo differenziale, detto Mannitolo Sail Agar , contenente NaCl, Sali, mannitolo. Il terreno è selettivo e differenziale.
Lo Stafilococcus Aureus , per esempio, fermenta efficacemente il mannitolo, e viene rapidamente identificato nel terreno di coltura, grazie ad una variazione di colore. Il terreno muta colorazione (da rosa a giallo), in quanto la fermentazione del mannitolo induce un abbassamento di pH.
Viceversa, lo Stafilococcus Epidermidis , essendo alofilo , non fermenta il mannitolo, dunque non si avrà nessuna variazione di pH, e di conseguenza nessuna variazione di colorazione.
La colorazione è importante, in quanto fornisce informazioni utili sull’identità della colonia. Uno stafilococco che cresce in terreno Sail, con l’aggiunta di NaCl, fornirà una tipica colorazione:
Lo stafilococcus aureus può presentare una capsula di natura polisaccaridica, non particolarmente sviluppata. La sua parete cellulare è caratterizzata da adesine , fondamentali nella prima fase di colonizzazione, in quanto permettono l’adesione alla superficie cellulare in cui iniziare la replicazione. Essendo un Gram +, acidi teicoici e lipotecoici hanno un ruolo fondamentale nell’invasione e nella diffusione. Inoltre, produce una serie di tossine, le quali sono responsabili dell’alterazione fisiologica dell’ospite, e dunque del danno.
stafilococco, è altamente infettante, e può dare origine a fenomeni di auto-inoculazione. Pertanto il microorganismo può passare da una localizzazione ad un’altra.
A livello oculare può causare orzaiolo , mentre se si ha un’estensione del foruncolo per via orizzontale, si ha la formazione del favo , in cui da un singolo episodio ascessuale, il microorganismo si diffonde a tutte le cellule circostanti. Quindi, anziché fuoriuscire all’esterno, si è avuto una compartimentazione interna e una diffusione del quadro patologico sottocutaneo, che può facilitare il processo della batteriemia , quindi la possibilità che il batterio possa andare in circolo ed eventualmente raggiungere organi distanti.
I fattori patogenetici quali:
Sono differenti a seconda della localizzazione nei diversi distretti:
Sono quelle infezioni in cui il microorganismo induce la produzione di pus. Prima di tutto sono infezioni ai tessuti molli, dunque:
Altre patologie associate a Stafilococcus Aureus, sono patologie associate all’apparato muscolo- scheletrico, o al sistema renale.
Quindi infezioni non associate alla replicazione microbica, ma alla capacità di produrre tossine. In questo tipo di infezioni, dunque, il danno non è associato alla replicazione del microorganismo in quel distretto, ma al rilascio della tossina. Per esempio, la tossina esfoliativa , la quale causa uno scompaginamento a livello epiteliale. In particolare, abbiamo due tossine esfoliative:
La tossina esfoliativa, comunque, causa uno scollamento spontaneo di ampie zone degli strati superficiali dell’epidermide, e la conseguente rottura dei desmosomi, causa una sintomatologia simile alla cute ustionata. In particolare, agisce sulla DESMOGLEINA-1 ( DSG-1 ).
Si tratta, comunque, di una patologia della prima infanzia , che prende il nome di sindrome della cute ustionata (nel neonato), o necrolisi epidermica acuta (nei bambini sempre sotto i 5 anni).
Altre patologie associate alla tossina, sono collegate al fatto che questa svolge il ruolo di superantigene , il quale è coinvolto nell’attivazione policlonale linfocitaria, e quindi nell’attivazione eccessiva della risposta immunitaria. Agiscono in questo modo sia l’ enterotossina , che la tossina dello shock tossico. Queste tossine provocano attivazione policlonale dei linfociti T ed il rilascio di citochine, le quali stimolano la sintomatologia vera e propria.
Curioso è il fatto che tale quadro patologico ha subito un brusco incremento dall’introduzione dei tamponi vaginali, in quanto la presenza del tampone costituisce una sede di colonizzazione del microorganismo, il quale si replica ed induce una massiccia sintesi della tossina, la quale può diffondere e causare la sintomatologia. L’assorbimento della tossina e lo stimolo citotossico, inducono un’infezione sistemica.
Dunque, la patologia è più frequentemente diffusa tra le donne, tuttavia in alcuni casi anche gli uomini possono esserne affetti. Per quanto riguarda il periodo di incubazione, questo risulta piuttosto breve: circa 2 giorni dalla moltiplicazione microbica.
I sintomi sono:
Se Stafilococcus Aureus, il risultato sarà:
Una volta isolata la specie, si passa all’osservazione al microscopio, e dunque ad una serie di esami specifici:
Quindi ricapitolando: a. Prelievo del campione biologico b. Semina nei due terreni: Agar sangue e terreno di Chapman; c. Dopo 24h si osserva la morfologia della colonia e si effettua la colorazione di Gram ; d. Dissociazione e formazione di una coltura pura ; e. Test della coagulasi , test della catalasi e test della DNAsi ; f. Test come tipizzazione fagica , al fine di valutare la presenza di informazioni genetiche fagiche. Test a scopo epidemiologico.
Una volta identificato il microorganismo, è necessario definire la terapia antibiotica adeguata nei confronti del patogeno individuato. Il primo farmaco utilizzato fu la penicillina , attiva nei confronti dei Gram+, agisce a livello di parete. Tendenzialmente, i Gram+ sono sensibili ai β -lattamici , tuttavia, tali batteri sono in grado di produrre delle β lattamasi , che vanno a rompere l’anello beta lattamico, e di conseguenza rendono il ceppo resistente alla penicillina. Lo stafilococco è uno dei ceppi che più facilmente diventa resistente ai diversi farmaci.
La penicillina , infatti, fu presto sostituita dalla meticillina , e successivamente dalla vancomicina. I ceppi MRSA , infatti, particolarmente circolanti in ambito nosocomiale, sono ceppi di stafilococchi meticillino resistenti. Tale resistenza, rende fondamentale nei confronti di questi microorganismi, un antibiogramma che vada ad individuare il farmaco più adeguato.
L’ 80-90% dei casi, ad oggi, è resistente alla penicillina per la produzione di β lattamasi. Nei confronti di tali microorganismi risultò efficace l’utilizzo di meticilline ed ampicilline., comunque molecole modificate al fine di migliorarne l’efficacia. Anche in questo caso, comunque, esistono ceppi resistenti, grazie alla produzione di penicilline Binding protein modificate , incapaci di essere riconosciute dal farmaco.
Lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA) è un qualsiasi ceppo di Staphylococcus aureus che si è evoluto sviluppando una resistenza agli antibiotici beta-lattamici, che comprendono le penicilline (meticillina, dicloxacillina, nafcillina, oxacillina, ecc.) e le cefalosporine (eccetto la recente ceftarolina). I ceppi non in grado di resistere a questi antibiotici sono classificati come Staphylococcus aureus meticillino-sensibili, o MSSA.
La resistenza alla meticillina , è di solito causata dall' acquisizione di plasmidi per trasferimento genico orizzontale. I geni responsabili della resistenza sono i geni MEC. Laddove viene modificato il target del farmaco, questo non riesce più a svolgere l’azione inibitoria, o letale nei confronti del microrganismo.
Tutto quello osservato finora, riguarda lo Stafilococcus Aureus, principale microorganismo patogeno della famiglia micrococcacee. In particolare, lo S. Aureus è l’unico Coagulasi positivo , mentre tutti gli altri sono Coagulasi negativi.
Gli altri stafilococchi , pertanto, non sono microorganismi patogeni , ma microorganismi opportunisti , non in grado di causare un quadro patologico tanto rilevante. Tra di essi:
Questi microorganismi, appartenenti normalmente alla flora microbica cutanea e muscolare , sono responsabili di endocarditi e meningiti , soprattutto in soggetti che presentano cateteri vascolari in cui si sono sviluppati biofilm. Allora, tali microorganismi sono responsabili di quadri patologici esclusivamente nel momento in cui si moltiplicano in sedi differenti.
Solitamente vengono isolati a partire da emocolture, là dove il paziente ha una sintomatologia clinica associata a febbre, setticemia, soprattutto se hanno un catetere venoso centrale o periferico che non è stato adeguatamente sottoposto a controllo. Anche lo S. Saprofiticus è un microrganismo transitorio della flora microbica umana e d è responsabile di infezioni a livello urinario, batteriemie e infezioni delle vie urinarie, cistiti, perché nella donna è sempre dovuto ad una condizione anatomica rispetto all’uomo. L’uretra della donna è molto più corta e la rende più facilmente soggetta alle cistiti.
Allora, per esempio:
Test alla Bacitracina – la quale inibisce la sintesi della parete. Test di sensibilità all’optochina – per identificare il pneumonie.
Streptococco di gruppo A, β emolitico. La β emolisi è dovuta alla produzione di due esoenzimi diversi:
Lo S. Pyogenes è sensibile alla Bacitracina , utile elemento di diagnosi differenziale per distinguere le varie specie di Streptococcus. In particolare, la bacitracina inibisce la defosforilazione dell’UDP, che in questo modo non è in grado di trasportare i precursori della parete (NAM-NAG) nella loro sede finale.
Strutturalmente è un GRAM+, capsulato, immobile, asporigeno, con metabolismo omolattico e catalasi negativo. Nella parete sono presenti antigeni gruppo-specifici e antigeni tipo-specifici , rappresentati da carboidrati della parete batterica. Sono presenti, inoltre, numerose proteine accessorie, utilizzate dal microorganismo per dare luogo al processo patogenetico:
Queste 4 componenti prendono contatto con la fibronectina , presente sulla superficie delle cellule epiteliali. Svolgono, dunque, un importante funzione nel processo di adesione. In particolare, la proteina F si comporta esattamente come la A dello stafilococcus Aureus; è cioè in grado di legare la componente Fc delle immunoglobuline , impedendo l’opsonizzazione.
Sono presenti più strutture adesive che svolgono un ruolo chiave nell’attacco e nella colonizzazione di un particolare distretto. La proteina M ha un ruolo antigenico, e ne esistono più di 100 sierotipi differenti. È proprio l’esistenza di numerosi sierotipi della stessa proteina di adesione, che favorisce l’instaurarsi dell’infezione. Infatti, laddove esiste un solo sierotipo, una volta che il sistema immunitario dell’ospite sviluppa immunità, sarà in grado di impedire una seconda infezione. Viceversa, laddove esistono sierotipi diversi, il soggetto si può infettare naturalmente n volte , tanti quanti sono i diversi sierotipi.
Altra particolarità, è il fatto che a livello antigenico la proteina M presenta similitudini con la miosina, il che spiega come mai lo sviluppo di un’immunità verso componenti antigeniche cross-reattive con componenti self, induce lo sviluppo di patologie autoimmuni. Per essere più precisi, si tratta di patologie post-streptococciche, dovute allo sviluppo di una risposta immune specifica verso antigeni che sono stati stimolati dalla presenza del microrganismo, i quali presentano delle similitudini con antigeni self. Una volta prodotti, allora, gli anticorpi, questi saranno in grado riconoscere antigeni simili a quelli che ne hanno indotto la produzione. Tale meccanismo è alla base della febbre reumatica , patologia post-streptococcica associata alla caratteristica antigenica della proteina M.
Solitamente gli streptococchi sono trasmessi per via aerogena. In particolare, lo S. Pyogenes è responsabile della faringite, dunque è facile intendere come la prima sede di colonizzazione del microorganismo sia rappresentata dalle alte vie respiratorie. Una volta completata la fase di adesione, il microorganismo produce una serie di esoenzimi, con lo scopo di favorirne la diffusione.
Produce, dunque, una serie di enzimi che rappresentano fattori di virulenza.
Quindi, sia in condizioni di anaerobiosi, che di aerobiosi, lo S. Pyogenes è capace di dare beta emolisi. Inoltre, la streptolisina S, essendo non immunogena, non richiede la ricerca di anticorpi protettivi nei confronti di questa tossina.
È una patologia che si realizza dopo l’infezione streptococcica a livello faringeo, dunque è una complicazione della faringite. In particolare, la patologia è associata ad infezione dovuta ad un ceppo che produce la tossina SPE-A , tossina eritrogenica o tossina della scarlattina. Il microrganismo si lega e colonizza le alte vie respiratorie, a livello della faringe, dove si replica e dà origine all’infezione suppurativa, quindi con la presenza di placche dovute alla lisi dei leucociti e delle cellule della risposta immune, a livello dell’orofaringe.
A questo punto, se il ceppo possiede l’informazione genetica per la tossina della scarlattina, la tossina viene sintetizzata, ed agisce sugli endoteli dei capillari cutanei, causando una reazione di ipersensibilità. Il gene codificante per la tossina non è un gene cromosomico batterico, ma viene fornito da un fago.
È una cisteina proteasi, con notevole attività pirogena, in grado di attivare l’interleuchina, e dare origine ad un processo infiammatorio che può essere responsabile dello shock.
Anch’essa codificata da un fago, ha attività simile alla SPE-A.
Agisce a livello degli endoteli vascolari e a livello polmonare. Sono tossine superantigeniche prodotte soltanto da un 10% dei ceppi di streptococco pyogenes.
Nella maggior parte dei casi la via di trasmissione è una via aerogena ; il batterio presente a livello delle alte vie viene trasmesso mediante secrezioni respiratorie, ovviamente sempre a soggetti che si trovano in stretta relazione tra loro. Altra modalità di trasmissione può essere quella attraverso lesioni cutanee , con una conseguente manifestazione a livello cutaneo, molto simile a quella stimolata dallo stafilococco.
Dal punto di vista patogenetico, il microorganismo raggiunge la superficie delle alte vie respiratorie attraverso la via aerogena, ed avvia il meccanismo di adesione. Così come per lo stafilococco Aureus, si ha la liberazione della tossina α, la quale ha la capacità di indurre la formazione di pori a livello della superficie cellulare, in questo caso, il rilascio della streptolisina O , induce la formazione di pori a livello cellulare, facilitando la penetrazione del batterio.
Una volta all’interno della cellula, il microorganismo produce tutta una serie di esoenzimi (streptolisine, Streptochinasi, 5A peptidasi che impedisce l’attività del complemento, la ialuronidasi che fluidifica l’acido ialuronico), che favoriscono il superamento dello strato cellulare. Diversamente dagli stafilococchi, dove il batterio ha difficoltà ad andare in circolo, in questo caso invece l’infezione è ad alta invasività , quindi la possibilità che un batterio possa andare in circolo è più elevata.
Lo streptococco è responsabile di:
Varia a seconda della patologia infettiva: in alcuni casi è possibile effettuare una diagnosi diretta, piuttosto che indiretta. Per esempio, nel caso di un’ infezione suppurativa , è preferibile effettuare una diagnosi diretta. Il campione biologico da prelevare, dipende inoltre dalla sede di infezione:
Solitamente l’esame microscopico ha senso esclusivamente nell’esame del liquor, in quanto campione biologico solitamente sterile. La presenza, allora, di un eventuale microorganismo patogeno nel liquor, sarà sicuramente indice di patologia. Inoltre, la probabilità di individuare il microorganismo nel liquor, dipende dalla carica microbica:
Lo streptococco cresce bene su Agar sangue, terreno che viene reso selettivo attraverso l’aggiunta di sodio-azide, il quale impedisce la crescita dei Gram negativi. Su questa tipologia di terreno, comunque, sarebbero in grado di crescere sia gli stafilococchi, che gli streptococchi. Allora, al fine di rendere il terreno selettivo per lo streptococco, è possibile porre il terreno in condizioni di anaerobiosi , in cui per l’appunto lo streptococco darà beta-emolisi, a differenza dello stafilococco. Oltretutto, un test di agglutinazione con anticorpi anti-gruppo (A, B…) permette di classificare lo streptococco.
La diagnosi diretta non può essere, ovviamente, adoperata nel caso in cui si tratti di infezioni post- streptococciche, dato che la manifestazione sintomatica è dovuta alla risposta immunitaria, e non alla presenza del microorganismo. In questo caso, dunque, la diagnosi passa da diretta ad indiretta. In particolare, si vanno a ricercare gli anticorpi rivolti contro i determinanti antigenici: per esempio, l’ anti- O-streptolisinico , dato che la streptolisina O è un indice diagnostico d’infezione post-streptococcica.
Dimostrare la presenza di anticorpi nei confronti di questi fattori di patogenicità nello streptococco pyogenes, ci permette di attribuire a quegli anticorpi un ruolo patologico, e soprattutto di valutarne la carica.
Nel tempo sono stati riscontrati casi di resistenza ai beta-lattamici. Comunque, i farmaci prevalentemente utilizzati sono l’ eritromicina e i chinoloni , che agiscono sulla sintesi proteica o sulla sintesi dell’acido nucleico. Fondamentale è il trattamento terapeutico , che deve essere effettuato per un periodo di tempo prolungato, in quanto, il trattamento entro 10 giorni dall’insorgenza dei sintomi, e per una durata di 2 settimane, riduce il rischio che si possa verificare una patologia streptococcica. L’obiettivo è quello di riuscire a ridurre immediatamente la concentrazione microbica, impedendo che si possa sviluppare a distanza di tempo una sequela post-streptococcica.
Chinoloni – legano le subunità Par-C e Gyr-A , rispettivamente della topoisomerasi IV e II, bloccando la neo-sintesi del DNA batterico.
Eritromicina – appartiene alla classe dei macrolidi, inibitori della sintesi proteica. Legano la subunità 50S, impedendo la traslocazione del t-RNA, e dunque l’allungamento della catena polipeptidica.
A seconda della disponibilità di ossigeno può essere β- o γ-emolitico. Responsabile della mastite bovina , dal punto di vista strutturale è uno streptococco, formato da corte catene di cocchi. I ceppi patogeni sviluppano la capsula, ed in particolare, producono il fattore CAMP , che completa la lisi della beta- emolisina stafilococcica.
Ciò vuol dire che se noi abbiamo uno stafilococco aureus che è capace di produrre una beta-emolisi dovuta alla presenza dell’emolisina, e seminiamo parallelamente a questo lo streptococco agalactiae , la produzione della beta-emolisi è dovuta alla diffusione del fattore CAMP sviluppato dallo streptococco agalactiae, per cui nei punti di giunzione tra i due, troveremo la presenza della beta-emolisi.
Il microorganismo si trova come commensale a livello superficiale dell’organismo: dunque, a livello cutaneo, faringeo, e soprattutto nelle donne gravide (le quali sono portatrici sane). Inoltre, ha una certa variabilità antigenica : si distinguono 9 sierotipi differenti , in base all’antigene capsulare. L’immunità sviluppata nei confronti dei diversi sierotipi non è in grado di conferire una protezione a lungo termine.
Lo streptococco agalactiae è la prima causa di meningite neonatale nei bambini , dunque la problematica clinica, più che essere legata alla donna in gravidanza, in cui il microorganismo alberga a livello vaginale, è maggiormente correlata al neonato, che può infettarsi durante il passaggio attraverso il canale del parto. In particolare, se ne conoscono due forme: a. Una forma precoce – che si manifesta dopo pochi giorni dalla nascita; b. Una forma tardiva – che può manifestarsi anche mesi dopo.
Il bambino affetto manifesta inappetenza, irritabilità, ittero, difficoltà respiratorie, ipotensione, febbre. A seguito di diffusione per sepsi, il microorganismo può causare polmonite e nei casi più gravi anche la meningite purulenta , causa di morte. Per quanto riguarda l’adulto, invece, non si hanno quadri patologici di questo tipo, ma possono verificarsi batteriemie, polmoniti o infezioni cutanee dei tessuti molli.
DIAGNOSI NELLA DONNA GRAVIDA e NEL NEONATO Nella donna gravida, la diagnosi da streptococco beta-emolitico parte da un tampone vaginale prelevato qualche giorno prima del parto, al fine di valutare lo stato di portatore (asintomatico). Nel neonato, piuttosto, vengono prelevati dei tamponi cutanei, nasali e faringei, a livello del condotto uditivo e della ferita ombelicale, al fine di valutare se durante il passaggio attraverso il canale del parto, sia entrato in contatto con lo streptococco agalactiae.
TERAPIA La sensibilità alla penicillina è minore rispetto allo streptococco pyogenes, di conseguenza si effettua una terapia di associazione con gli amminoglicosidi.
Amminoglicosidi – inibitori della sintesi proteica, legano la subunità 30S, causando la produzione di proteine aberranti, per errata lettura dell’mRNA, causando l’interruzione del processo di sintesi.
