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Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 173 _______________________________________________________________________________________________ PARASSITOLOGIA PARASSITI Il...

Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 173 _______________________________________________________________________________________________ PARASSITOLOGIA PARASSITI Il termine parassita deriva dal greco parasìtos (affianco al cibo), quindi è qualcuno che mangia a spese di qualcun’altro; nel mondo ellenistico era utilizzato per descrivere persone del mondo letterario. In ambito di microbiologia il parassita è un organismo che vive a spese del suo ospite e trae benefici a spese dell’ospite che subisce dei danni. La parassitologia è lo studio di tutti gli organismi capaci di causare malattie nell’essere umano. Non sono patologie rare, ci sono alcune più frequenti di altre, la malaria è estremamente diffusa (oltre 200 milioni di casi all’anno, oltre 1 milione di morti annuali, e questi decessi interessano soprattutto bambini piccoli), ma ce ne sono anche molte altre. Una donna gravida non deve mangiare, ad esempio, carne cruda o salumi, perché si potrebbero contaminare con un parassita che è il toxoplasma, è molto diffuso in tutti i paesi del mondo e potrebbe dare dei quadri molto pericolosi se avviene trasmissione transplacentare, perché la toxoplasmosi congenita è molto grave. Negli ultimi anni si viaggia tantissimo, quindi bisogna stare molto attenti. La maggiorparte delle patologie parassitarie sono più diffuse dove gli standard igienici sono bassi. I parassiti sono molto diversi gli uni dagli altri, sono eucarioti e si dividono in due grossi gruppi: - Protozoi (organismi microscopici) - Metazoi (animali) come elminti (vermi) e artropodi Ad esempio, l’ameba è un protozoo, quindi un organismo microscopico, poi ci sono elminti che sono vermi ossia veri e propri animali (con tessuti e organi), ci sono alcuni vermi che hanno lunghezza di pochi millimetri, fino addirittura a vermi di 1 metro. Infine, gli artropodi, che sono insetti che o possono infettare direttamente l’organismo ospite, oppure funzionare da vettore, come le zecche, i pidocchi, le zanzare (vettori di parassiti ma anche di virus). Ci sono tipi diversi di parassiti, mentre in natura la maggiorparte di parassiti rientra nei parassiti facoltativi (hanno una vita libera, non hanno bisogno di noi come ospite, possono vivere liberamente in natura), quelli che invece sono importanti in parassitologia medica sono parassiti obbligati, ossia almeno per una parte del loro ciclo hanno bisogno di un ospite (ad esempio il Plasmodium ha bisogno di due ospiti, zanzara e uomo). Ci sono però anche alcuni parassiti facoltativi nel mondo della parassitologia medica, sono soprattutto amebe che hanno vita libera, ma quando ne veniamo in contatto, penetrano nei tessuti e danno malattia. PROTOZOI Sono organismi microscopici eucarioti, unicellulari. I protozoi normalmente sono organismi mobili e per muoversi hanno organelli di locomozione più o meno strutturati, ognuno di questi organelli di locomozione determina la divisone in gruppi. Le amebe hanno delle estrusioni citoplasmatiche dette pseudopodi e questi permettono all’ameba di muoversi con movimento ameboide. Ci sono parassiti detti flagellati che hanno un flagello, e quelli ciliati hanno ciglia, e infine ci sono parassiti senza organelli di locomozione, che non si muovono e si chiamano sporozoi. I protozoi sono organismi eterotrofi, quindi devono prendere energia dall’esterno, assimilano i nutrienti o con fagocitosi o pinocitosi, oppure diffusione semplice. La maggiorparte dei protozoi vive in due forme, la forma attiva metabolicamente (quella che si replica e si muove) e si chiama trofozoite, quando il trofozoite si trova in condizioni ambientali non favorevoli per essere così attivo metabolicamente (per temperatura, Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 174 _______________________________________________________________________________________________ sostanze chimiche come il cloro ecc), questi trofozoiti si incistano, diventano cisti che sono delle strutture molto più resistenti (poco attive, non mobili, sono quiescenti ma sono molto resistenti alle condizioni avverse). Le cisti sono quasi sempre le responsabili del contagio, ossia della trasmissione della malattia, perché possono resistere a lungo tempo negli ambienti. - I flagellati hanno uno o più flagelli, possono essere anche molto diversi fra loro, la Giardia e il Trichomonas non invadono i tessuti, vivono nei nostri tessuti ma non causano patologia grave; invece, altri come il Trypanosoma o Leishmania sono protozoi tissutali o ematici, invadono i tessuti o il sangue e danno manifestazioni cliniche più gravi. - Le amebe hanno gli pseudopodi che sono estroflessioni citoplasmatiche che le consentono di muoversi, sono anche detti falsi piedi. Questo è il gruppo di protozoi in cui ci sono parassiti obbligati (Entamoeba) ma anche parassiti a vita libera, facoltativi che però possono dare patologia se ne veniamo a contatto come l’Acanthamoeba - Gli sporozoi non sono mobili, non hanno organelli di locomozione, sono anche detti apicomplexa perché gli organelli sono concentrati all’apice della cellula. Sono i più complessi, ma sono molto importanti (sono ad esempio il Toxoplasma e il Plasmodium della malaria), hanno cicli molto complessi. Normalmente gli altri protozoi si dividono in modo asessuato per fissione; invece, gli sporozoi hanno tante fasi di divisione asessuata (schizogonia), che ogni tanto si alternano a fasi sessuate (sporogonia). Il ciclo sessuato è quello che permette allo sporozoo di raggiungere la maturità e questi cicli spesso avvengono in ospiti diversi (nel caso dei Plasmodium i cicli asessuati avvengono nell’uomo, invece il ciclo sessuato avviene dentro la zanzara). Il Toxoplasma ha bisogno del gatto domestico per la riproduzione sessuata; invece, quella asessuata avviene in ospiti intermedi, tra cui anche mammiferi come l’uomo. Tutti gli sporozoi sono parassiti obbligati, perciò hanno bisogno di cellule ospiti. C’è un trofozoite che invade una cellula (infetta), e all’interno il nucleo si divide, ottenendo una cellula con tanti nuclei definita schizonte multinucleato. Questi nuclei si dividono in vere e proprie cellule e si formano tante nuove cellule definite merozoiti, questi sono tanti dentro la cellula infettata, rompono la cellula infettata ed escono, per infettare altre cellule, sotto forma di trofozoite. Alcuni di questi merozoiti maturano sessualmente, diventano gameti maschili e femminili, questi due gameti si uniscono e formano lo zigote che matura in oocisti e all’interno si formano degli sporozoiti che sono nuovi esemplari derivanti da un ciclo di riproduzione sessuata, questi si ritrasformano in trofozoiti e infettano altre cellule (in alcuni casi è l’oocisti che è responsabile dell’infezione come nella toxoplasmosi). - I ciliati sono molto semplici, l’unico negli esseri umani è il Balantidium coli che causa una malattia molto rara a trasmissione oro-fecale. ELMINTI Sono animali, fanno parte dei metazoi, sono organismi macroscopici, plurinucleati, hanno tessuti differenziati, alcuni molto piccoli, altri molto lunghi. Spesso causano un danno meccanico, perché sono grandi, poi spesso hanno strutture come uncini, denti che usano per attaccarsi ai nostri tessuti e aumentare questo danno. Si dividono in: - Nematelminti (nematodi) sono cilindrici e sono Ascaris e Strongyloides - Platelminti sono i vermi piatti, si dividono a sua volta in trematodi come lo Schistosoma e cestodi come la Taenia Come causano malattia i parassiti? Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 175 _______________________________________________________________________________________________ Sono organismi di per sé non molto virulenti, molto diversi dai batteri, la gravità della malattia parassitaria è molto dipendente dalla carica parassitaria ingerita o dalla dose infettante. Molti parassiti non sono neanche in grado di replicarsi all’interno del nostro corpo; quindi, la dose infettante è molto importante e anche la durata dell’esposizione. Spesso succede che, se ho un’infezione da Entamoeba histolytica ci vuole un numero minimo di oocisti che devono essere ingerite, molti parassiti possono cronicizzare l’infezione; pertanto, la durata di esposizione fa aumentare poco per volta la carica parassitaria e questo può portare a manifestazioni cliniche che si aggravano nel tempo. Parlando di parassiti, la fonte è quasi sempre esogena, si può avere ingestione di cibo o acqua contaminati, oppure penetrazione diretta (ad esempio zanzara infettata da Plasmodium che inietta gli sporozoiti). La replicazione può essere intracellulare o extracellulare, quelli che hanno bisogno di stare dentro la cellula sono gli sporozoi. Il danno tissutale da parte di parassiti è causato in minima parte dalla produzione di sostanze tossiche, ma più spesso da danno meccanismo o risposta immunologica che mettiamo in atto nei confronti dei parassiti. I parassiti sono molto abili nell’evadere la nostra risposta immunitaria, il Plasmodium della malaria nel suo ciclo vitale cambia forma in continuazione; quindi, cambia gli antigeni di superficie e si nasconde dalla risposta immunitaria. Gli sporozoi devono stare dentro le cellule per moltiplicarsi e questo gli consente di nascondersi dalle risposte immunitarie. la Leishmania ha due forme, una con flagello e l’altra no e quindi anche in questo modo può eludere la risposta immunitaria. I parassiti obbligati hanno bisogno di ospiti: - Ospiti definitivi: dove il parassita raggiunge la maturità (nel Toxoplasma è il gatto) - Ospiti intermedi: ospiti dove il parassita fa una parte di ciclo cellulare (nel Toxoplasma è l’uomo) - Ospite paratenico: serve come vettore - Ospite reservoir: mantiene rifugio in natura per il parassita, normalmente non viene contagiato e non ha manifestazioni cliniche. Ci sono alcuni parassiti obbligati che hanno bisogno solo di noi esseri umani, altri più complessi che hanno bisogno di più ospiti per completare il loro ciclo vitale. PROTOZOI AMEBE Sono protozoi dotati di pseudopodi, la maggiorparte sono parassiti obbligati (Entamoeba histolytica), e altre sono amebe a vita libera. ENTAMOEBA HYSTOLITICA È un’ameba intestinale, si può trasmettere fra essere umani con trasmissione oro-fecale; quindi, è molto diffusa nei paesi con scarse condizioni igieniche (paesi a basso reddito). L’Entamoeba histolytica è uno dei protozoi più classici, ha due forme, il trofozoite (attivo e mobile) e ciste. Il trofozoite in tutto il suo ciclo vitale può ingerire globuli rossi, nel suo citoplasma ci sono quindi globuli rossi ingeriti. Le cisti sono le forme più resistenti, possono resistere anche a temperature estreme o al cloro nell’acqua. Le cisti dell’Entamoeba histolytica contengono da 1 a 4 nuclei a seconda del grado di maturazione, quella matura contiene 4 nuclei. Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 176 _______________________________________________________________________________________________ Il ciclo vitale è molto semplice, ci sono le due forme e c’è un solo ospite (essere umano); quindi, una persona ingerisce le cisti con acqua o cibo contaminato, arrivano nell’intestino umano, diventano trofozoiti che si dividono per scissone binaria, quando i trofozoiti si sono divisi, arrivano al colon e si incistano nuovamente, maturano fino ad arrivare allo stadio maturo di cisti quadrinucleata che è quella espulsa attraverso le feci che può contagiare altre persone per via oro-fecale. Questo ciclo è non invasivo, avviene nella maggiorparte dei casi di infezione da Entamoeba. Nel 90% dei casi l’infezione è asintomatica e si parla di amebiasi luminale. In un 9-10% dei casi si ha un quadro di amebiasi intestinale, in cui l’ameba invade le cellule intestinali, in meno dell’1% da questa invasione intestinale si può avere disseminazione extraintestinale della malattia. Se ci sono dei ceppi più virulenti, che aderiscono di più alle cellule della mucosa intestinale (in particolare attraverso una lectina che si lega al galattosio), si può avere penetrazione nella mucosa intestinale e questo causa un quadro di colite caratterizzata da dissenteria, vomito, febbre (amebiasi intestinale). In meno dell’1% da questa invasione l’Entamoeba raggiunge il circolo sanguigno e causa una malattia extraintestinale che si manifesta nel cervello o nel fegato (una particolare manifestazione clinica è l’ascesso epatico). Mentre sono le cisti le responsabili dell’infezione e del contagio, quando l’ameba infetta l’intestino e va in circolo il responsabile è il trofozoite, la cisti è quella che viene espulsa con le feci. La diagnosi è microscopica, si analizza un campione fecale e per fare diagnosi si cercano le cisti quadrinucleate, in alcuni casi si trovano anche i trofozoiti, ma il trofozoite nell’ambiente muore, non resiste alle condizioni ambientali e non è pertanto responsabile di una nuova infezione. Questa ameba può essere confusa con altri commensali della mucosa intestinale come E. coli o altre Entamoeba che possono essere presenti; quindi, il primo passo è differenziare e riconoscerla. L’Entamoeba dispar ha delle cisti esattamente identiche a quelle dell’E. histolytica; quindi, vedendo solo le cisti non si possono distinguere, ma si può andare e vedere il trofozoite, perché quello dell’histolytica ha i globuli rossi dentro il citosol e questo permette di distinguerlo dalla dispar. Altri modi possono essere immunodiagnostici (ricerca di antigene), invece gli anticorpi potrebbero essere poco sensibili perché i titoli permangono a lungo; quindi, non si distingue un’infezione acuta da infezione pregressa. È fondamentale fare una buona diagnosi per il trattamento, l’E. dispar è innocua, non ha bisogno di trattamento, invece l’histolytica si. Ci sono degli amebicidi luminali come la paromomicina che serve per uccidere le amebe nel caso di infezione asintomatica. Per le infezioni invasive si usa un farmaco antiparassitario che è il metronidazolo. La prevenzione si fa con igiene, oppure evitando di bere acqua del rubinetto in paesi poco sviluppati, bollire sempre acqua ecc. Amebe a vita libera sono parassiti facoltativi che non hanno bisogno di instaurare una relazione con l’ospite, vivono nuotando in raccolte di acqua (come laghi) e possono occasionalmente entrare in un ciclo parassitario di infezione quando vengono in contatto con l’essere umano. I due esempi più importanti sono la Naegleria fowleri e la Acanthamoeba. NAEGLERIA FOWLERI È l’ameba mangiacervello, è una cosa rara ma può succedere che questa ameba a vita libera infetti persone che fanno bagni in acque contaminate. Questa ameba si trova nell’acqua come cisti o trofozoite (c’è anche la forma intermedia flagellata), il trofozoite muovendosi può entrare a contatto con la mucosa nasale, entra nel nervo olfattivo e nel cervello dà una meningoencefalite amebica primaria che è quasi sempre mortale. La diagnosi si basa sull’isolamento degli organismi e quindi si troverà il trofozoite nel liquor. Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 177 _______________________________________________________________________________________________ ACANTHAMOEBA È più comune anche nelle nostre zone, un po’ più frequente rispetto alla Naegleria fowleri. La prevenzione è evitare di immergersi e fare bagni in acqua contaminata (non balneabili). È un parassita comune ovunque, ha bisogno di poca acqua, può vivere negli impianti di riscaldamento, aria condizionata, nei lavandini, oppure nel suolo e nelle raccolte d’acqua. Ha due forme, il trofozoite e cisti. Questa infezione può dare quadri diversi, alcuni sono tipici solo in pazienti immunocompromessi, come meningoencefalite letale. Quando le cisti e il trofozoite entrano in contatto con l’occhio causano una cheratite, può essere abbastanza frequente in chi si mette le lenti a contatto. La diagnosi si fa con analisi microscopica di cisti e trofozoite nel liquor o biopsia cerebrale se abbiamo meningoencefalite, oppure tampone corneale in caso di cheratite. La terapia la si fa in caso di cheratite. SPOROZOI TOXOPLASMA GONDII Fa parte degli sporozoi (apicomplexa), sono intracellulari, hanno alternanza di cicli asessuati e sessuati, nei cicli asessuati il parassita si moltiplica per fissione formando i merozoiti che fanno scoppiare la cellula, ogni tanto alcuni merozoiti raggiungono maturità sessuale, si formano i gameti che si uniscono a formare zigote e poi oocisti che contiene gli sporozoiti. Il T. gondii ha come ospite definitivo solo il gatto domestico, ma questo parassita non infetta solo il gatto, può avere degli ospiti intermedi ossia animali a sangue caldo, tra cui l’uomo ma anche mucche e maiali che noi mangiamo, oppure topi e uccelli che possono essere mangiati dal gatto. Il ciclo riproduttivo sessuato avviene nel tratto GI del gatto domestico. Toxoplasma ha una forma ad arco, ci sono i merozoiti nel ciclo asessuato e l’oocisti nel ciclo sessuato; in questo caso c’è anche una forma intermedia perché i merozoiti, soprattutto negli ospiti intermedi, possono sfuggire dal sistema immunitario e localizzarsi nei tessuti come muscolo e tessuto nervoso e qui si incistano, entrano in uno stadio più dormiente e sono detti bradizoiti (cisti tissutali). Il gatto si infetta mangiando ospiti intermedi come topo o uccello infetto, i gatti possono ingerire dei bradizoiti (cisti tissutali), oppure ingerire oocisti (espulse con le feci da un altro gatto). Dentro il gatto il toxoplasma raggiunge le cellule dell’intestino e le infetta, qui si formano i merozoiti che infettano altre cellule e ogni tanto hanno cicli di riproduzione sessuata e formano oocisti che vengono espulse con le feci de gatto. Nel giro di 2/3 giorni nell’ambiente maturano gli sporozoiti, e questi possono infettare altre persone o animali. Noi umani ci possiamo infettare mangiando cibo contaminato dalle oocisti del gatto (frutta e verdura dell’orto contaminata dalle oocisti contenute nelle feci del gatto), oppure mangiando carne cruda di ospiti intermedi contenente cisti tissutali. Il Toxoplasma entrato nell’uomo infetta i macrofagi, dentro di noi avviene il ciclo asessuato, si formano i merozoiti che infettano altri macrofagi causando la malattia toxoplasmosi. Le manifestazioni cliniche dipendono dal tipo di ospite infettato, se è immunocompetente la toxoplasmosi può essere asintomatica o dare sintomi aspecifici. I problemi insorgono o quando il parassita infetta un paziente immunocompromesso (può dare meningoencefalite molto grave), oppure quando contagia una donna incinta perché può avvenire trasmissione transplacentare. Quando l’infezione avviene presto ci può essere aborto, malformazioni, o una delle manifestazioni cliniche più tipiche che è la corioretinite da toxoplasma, che rende i bambini ciechi o ipovedenti, e può essere anche ritardata quindi può emergere dopo qualche mese o anno. Si parla di toxoplasmosi congenita. La diagnosi è sierologica, il problema in questo caso è che la correlazione classica IgM e IgG non vale, le IgM in una persona contagiata con toxoplasma possono rimanere alte anche fino a 18 mesi; quindi, se si trovano IgM positive non per forza si è di fronte a infezione acuta. Se si hanno IgM negative e IgG Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 178 _______________________________________________________________________________________________ positive allora si è certi che si tratta di infezione pregressa, ma trovare le IgM e IgG positive, o solo IgM positive, non è detto che quel risultato voglia dire infezione acuta; quindi, bisogna fare un ulteriore esame che è il test di avidità, ossia di vede l’avidità delle IgG, se l’avidità è bassa allora è un infezione acuta, invece quando l’avidità è molto alta, probabilmente l’infezione è pregressa (qualche mese prima) anche se ci sono le IgM positive. Quando la donna gravida è infetta da toxoplasma si può trattare, motivo per il quale durante la gravidanza si controllano periodicamente i titoli anticorpali della donna, perché magari la mamma non se ne accorge neanche, ma la trasmissione transplacentare ci può essere stata. Il quadro clinico della toxoplasmosi congenita non correla con le manifestazione cliniche della madre. Si tratta con clindamicina e spiramicina. PLASMODIUM La zanzara è responsabile di milioni di morti ogni anno, ci sono diversi virus trasmessi dalle zanzare come Dengue, Zika, West Nile, Chikungunya, febbre gialla. Il ruolo principale è però giocato da un parassita ossia il Plasmodium. Non tutte le zanzare possono trasmettere queste malattie, ad esempio la Aedes albopictus è la zanzara tigre che è più aggressiva e si è stabilizzata da qualche decennio nelle nostra latitudini e questa è in grado di trasmettere la Dengue. Ci sono anche altri tipi come la Culex pipiens che è la zanzara comune ed è responsabile della trasmissione del virus West Nile che ormai è endemico in Italia. La zanzara Anopheles, invece, trasmette il Plasmodium della malaria, c’è stata in Italia una lotta importante contro questa zanzara intorno agli anni 70-80, con opere di bonifica e grazie al DDT che è stato un insetticida a lunga durata (rimaneva nell’ambiente per tanto tempo) che ha permesso l’eliminazione di un gran numero di zanzare Anopheles. La malaria è una malattia parassitaria causata dal Plasmodium (è un genere che comprende più specie), è solo la femmina di zanzara che punge e per produrre le uova e deporle ha bisogno di un pasto ematico caldo (punge esseri umani e animali) per potersi riprodurre. Ancora oggi tutti gli anni muoiono fra i 600 mila e il milione e mezzo. Muoiono soprattutto di malaria i bambini piccoli e quindi questo numero pesa ancora di più. È una malattia endemica in alcuni paesi, ossia è circoscritta e si trasmette in maniera costante in una certa area geografica. Particolarmente colpiti sono i paesi africani, ma in molti paesi del sud-America del sud-est asiatico c’è comunque una trasmissione costante. Questo consente di capire quali sono i paesi dove è necessario proteggersi. In Europa ci sono oltre 6000 casi all’anno perché di solito sono casi importati, ossia persone che hanno viaggiato in aree geografiche dove la malaria è endemica e sono tornati in Italia e si sono ammalati. La zanzara Anopheles non è totalmente sparita, fortunatamente non è in numero così elevato per sostenere una trasmissione del Plasmodium qualora ci fosse. Il Plasmodium è un protozoo, in particolare uno sporozoo ossia un parassita intracellulare obbligato, e ha dei cicli di replicazione asessuati intervallati da cicli di replicazione sessuata. Questi parassiti sono più complessi e hanno bisogno di più di un ospite; il Plasmodium ha due ospiti, la zanzara dove avviene il ciclo sessuato e l’essere umano dove avviene la fase asessuata. Nella fase asessuata i trofozoiti infettano la cellula, dentro si replica il nucleo formando lo schizonte multinucleato e poi si formano i merozoiti, quando i merozoiti raggiungono la maturità sessuale diventano gameti e due gameti si uniscono per formare lo zigote e l’oocisti dentro la quale si formano gli sporozoiti. Per la malaria ciò che ci infetta sono gli sporozoiti direttamente (non le oocisti come nel toxoplasma). Il Plasmodium è un genere, sono 5 le specie che infettano gli esseri umani e sono: - Plasmodium falciparum - Plasmodium vivax Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 179 _______________________________________________________________________________________________ - Plasmodium ovale - Plasmodium malariae - Plasmodium knowlesi Quello più virulento è il Plasmodium falciparum, poi ci sono il vivax, l’ovale, il malariae, e il knowlesi. Le 5 specie di Plasmodium hanno lo stesso ciclo vitale, questo è molto complesso perché c’è una parte di ciclo che avviene all’interno della zanzara dove avviene solo il ciclo sessuato. Nella zanzara vengono prodotte le oocisti che si rompono, vengono rilasciati gli sporozoiti e iniettati dentro di noi quando la zanzara ci punge. Il ciclo sessuato avviene solo nella zanzara, nell’essere umano avviene quello asessuato ma dentro le nostre cellule avvengono due cicli, il primo è il ciclo epatico e quando si conclude il secondo step avviene all’interno dei globuli rossi con il ciclo eritrocitario. Vengono prima infettati gli epatociti e poi i globuli rossi. Nel fegato arrivano gli sporozoiti, crescono in trofozoiti che infettano le cellule del fegato, si forma lo schizonte multinucleato e poi i merozoiti che vengono rilasciati dagli epatociti, questi merozoiti arrivano nei globuli rossi e rifanno gli stessi stadi di maturazione. Facendo uno striscio di sangue si vedono i globuli rossi infettati, hanno morfologia diversa a seconda dello stadio di infezione, all’inizio c’è il trofozoite immaturo e c’è una forma ad anello (ring form), poi si forma lo schizonte multinucleato, si rompono i globuli rossi, vengono rilasciati i merozoiti e infettano altri globuli rossi. Quando alcuni merozoiti raggiungono la maturità sessuale, si differenziano in gametociti e la zanzara che punge un uomo si infetta, ingloba con il sangue i gametociti, quelli che arrivano dentro la zanzara fanno ciclo sessuato con produzione di oocisti e sporozoiti. I sintomi si presentano in concomitanza della rottura dei globuli rossi. In alcuni casi (con l’ovale e il vivax) c’è la possibilità che gli sporozoiti quando entrano nel fegato, entrino in una fase dormiente e rimangano silenti per mesi e anni e che si sia poi una riattivazione futura. Quando c’è infezione di questi due Plasmodium bisogna valutare una terapia radicale che elimina anche i Plasmodium latenti. I sintomi sono collegati alla fase eritrocitaria, questi cicli hanno durata diversa a seconda del Plasmodium. Il Plasmodium falciparum, ovale e vivax ci mettono 48 ore per un ciclo, quindi ogni 48 ore i globuli rossi si rompono e i merozoiti escono e infettano altri globuli rossi; le manifestazioni cliniche arrivano ogni 48 ore. Il Plasmodium knowlesi ci mette 24 ore, il Plasmodium malariae 72 ore. Ogni fase di maturazione del Plasmodium negli eritrociti ha morfologia differente, c’è la ring-form (trofozoite ad anello, fase inziale), poi c’è schizonte multinucleato, schizonte maturo e merozoiti. In queste fasi le morfologie dei globuli rossi sono molto diverse a seconda del tipo di Plasmodium che sta infettando il paziente. È importante sapere la specie di Plasmodium per la terapia. Manifestazioni cliniche: il sintomo principale è la febbre, è una febbre a parossismi (non è una febbre continua) perché dipende dal ciclo di replicazione, c’è la febbre quando si rompono i globuli rossi; quindi, nel falciparum la febbre c’è ogni 48 ore, invece nel knowlesi ogni giorno (quindi si chiama febbre quotidiana, terzana, quartana ecc). Il P. falciparum potrebbe anche avere una febbre continua, quindi il fatto di avere una febbre da persona che torna da zone endemiche deve allarmare. Il Plasmodium nel fegato non dà sintomi, pertanto c’è un periodo di incubazione di circa 2 settimane (da quando ci si infetta con gli sporozoiti a quando i merozoiti arrivano a infettare gli eritrociti). Un altro sintomo della malaria è l’anemia per il fatto che vengono rossi i globuli rossi. In alcuni pazienti si possono avere crisi emolitiche dovute al rilascio di prodotti tossici dai globuli rossi, si possono quindi avere urine scure (la malaria è anche detta black water fever) ed è frequente nel Plasmodium falciparum, con gli altri è raro. Questi eritrociti con morfologia irregolare possono ostruire i vasi, se avviene nel distretto splancnico si avranno sintomi addominali, ma se le ostruzioni avvengono a livello cerebrale si parla di malaria cerebrale ed è molto pericolosa perché può portare a delirium, coma e morte e il falciparum è quello che può portare a queste complicanze perché modifica più i globuli rossi che possono ostruire i vasi. Il vivax e l’ovale infettano solo globuli rossi giovani, immaturi e quindi sono pochi quelli in circolo. Il P. malariae infetta solo globuli rossi più vecchi, con questi tipi di Plasmodium i globuli rossi coinvolti Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 180 _______________________________________________________________________________________________ nell’infezione sono pochissimi (1-3%). Il P. falciparum può infettare tutti i globuli rossi, è di conseguenza il più grave, la parassitemia è molto alta e i sintomi sono i più gravi. Il rischio è soprattutto per chi non vive in posti dove c’è la malaria endemica. La malaria non dà un’immunità permanente, fa tanti cambi di forma durante i cicli di replicazione (da sporozoiti, trofozoite, merozoite, schizonte), non dà un’immunità permanete. Chi vive in zone endemiche viene punto più frequentemente, ogni volta ha un’esposizione al Plasmodium e l’immunità si mantiene, ogni volta ha una malaria di lieve entità ma questo livello di immunità lo protegge. Diventa un problema grosso per chi non vive in paesi endemici (viaggiatori), per i bambini molto piccoli perché non sono stati esposti e hanno un sistema immunitario che non funziona bene, gli immunodepressi, le donne gravide (c’è un cambio fisiologico dell’immunità e può rispondere meno bene ad un’infezione). La profilassi è quindi fondamentale per chi viaggia in paesi dove la malaria è endemica. Stessa cosa per persone che si trasferiscono da paesi dove è endemica e nelle feste tornano a trovare i parenti, sono a rischio. Diagnosi e trattamento: ci possono essere anche due tipi di plasmodio che infettano la persona contemporaneamente, ad esempio la combinazione falciparum e vivax. Si utilizza il microscopio per la diagnosi, nei laboratori più attrezzati ci sono altri kit diagnostici, ad esempio alcuni di ricerca antigenica (sono test rapidi, 15-20 minuti, ma non sono disponibili ovunque). I test sierologici non sono molto rilevanti, perché non permettono di differenziare tra infezione pregressa e acuta, vengono usati per scopi epidemiologici ma non per scopi diagnostici. Il trattamento deve considerare la gravità della malattia, una malaria da falciparum con alto rischio di complicazioni da malaria cerebrale deve avere trattamento velocissimo. Il farmaco per eccellenza usato per la malaria è la clorochina, è usato ancora tantissimo, non ha particolari effetti collaterali, il problema è che si stanno sviluppando molte resistenze a questo farmaco, è necessario avere anche altri farmaci a disposizione. Ci sono dei farmaci usati per la malaria e spesso si usano in combinazione per aumentare l’efficacia e il successo terapeutico. Il malarone (atovaquone-proguanil) è un farmaco antimalarico usato in trattamento e profilassi e anche la meflochina (larian) può essere usata per la profilassi in dosaggi diversi. Se si vuole curare il sintomo bisogna eliminare i plasmodi che stanno uccidendo gli eritrociti, se si vuole prevenire la malattia bisogna eliminare i gametociti, per evitare la latenza (stadio dormiente) bisogna eliminare gli schizonti epatici (serve una terapia radicale). Ci sono due specie di Plasmodium che possono rimanere latenti nel fegato ossia il vivax e l’ovale, in questi casi si può usare una cura radicale per eliminare anche le specie dormienti del Plasmodium e il farmaco che si usa è la primachina. La prevenzione è fondamentale, e come attenzioni individuali si deve evitare le punture di zanzara quindi usare in parallelo profilassi antibiotica e repellenti per insetti. I repellenti ne esistono solo alcuni che funzionano con efficacia, in particolare il principio attivo per eccellenza è una molecola chimica detta DEET (nell’Autan). La citronella, il limone ecc sono repellenti naturali che non servono a niente. Negli anni sono stati sviluppati due vaccini contro la malaria, ancora non sono molto efficaci (uno il 50%, uno il 75%), saranno molto importanti nelle popolazioni africane per i bambini che vivono in zone endemiche se si riusciranno a fare campagne vaccinali. FLAGELLATI Si raggruppano al loro interno microrganismi molto diversi fra loro, tutti hanno uno o più flagelli, ma esistono flagellati non invasivi come la Giardia e il Trichomonas (parassita del tratto genitourinario) e danno quindi sintomi molto blandi; invece, quelli che possono invadere i tessuti sono la Leishmania e il Trypanosoma che, se arrivano all’uomo, possono dare patologie importanti. Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 181 _______________________________________________________________________________________________ GIARDIA DUODENALIS (G. LAMBIA, G. INTESTINALIS) È un flagellato intestinale non invasivo, con trasmissione oro-fecale e l’unico ospite di cui ha bisogno è l’uomo. La forma attiva del parassita vive nel piccolo intestino. Si divide in due forme ossia trofozoite (forma metabolicamente attiva) e cisti (forma infettiva perché è resistente). Il trofozoite ha una forma caratteristica, ha due nuclei, un corpo parabasale e due flagelli. Il ciclo vitale è molto semplice, avendo trasmissione oro-fecale il contagio avviene con ingestione di cibo o acqua contaminati; se la cisti viene ingerita da una persona, arriva nel piccolo intestino, da una cisti vengono prodotti due trofozoiti che si moltiplicano molto e quando proseguono nel transito intestinale arrivano in prossimità del colon discendente e dell’ano e vengono formate le cisti che vengono eliminate attraverso le feci. La Giardia non è invasiva, nella maggiorparte dei casi è un’infezione asintomatica perché non c’è invasione dei tessuti. Ogni tanto dà dei sintomi che possono essere legati al fatto che ci sono alcune specie di Giardia che non sono invasive ma hanno una specie di ventosa sul ventre che gli permette di attaccarsi alla mucosa intestinale e fa in modo che ci sia un danno meccanico e una risposta infiammatoria; ci può essere appiattimento della mucosa, atrofia dei villi intestinali e ci può essere sintomatologia intestinale con diarrea, crampi addominali, flatulenza, non c’è sangue o pus perché non c’è distruzione tissutale. È frequente che ci sia una cronicizzazione, sono infezioni che possono durare anche molte settimane. La diagnosi è microscopica, si usa un campione di feci e si cercano le cisti (a volte si possono trovare trofozoiti che arrivano ad essere espulsi). Nel caso si faccia diagnosi, la Giardia va trattata e si utilizza il metronidazolo sia che sia sintomatica, sia asintomatica. Si possono individuare i contatti della persona infetta, perché potrebbe averla trasmessa ad altri. La prevenzione si fa evitando cibo contaminato, cuocendo il cibo questi parassiti vengono sempre eliminati; quindi, la prevenzione si basa sull’igiene e sulla cottura degli alimenti. ELMINTI Fanno parte dei metazoi (animali) insieme agli artropodi, sono i vermi, spesso possono raggiungere anche lunghezze spaventose, la tenia può raggiungere il metro e mezzo di lunghezza, altre specie sono di pochi mm. Si dividono in due grandi gruppi: - Vermi cilindrici: i nematodi (o nematelminti) sono diffusi in tutto il mondo, soprattutto tra i bambini - Vermi piatti: sono i platelminti e si dividono in cestodi e trematodi Mentre quelli piatti sono generalmente ermafroditi, quelli cilindrici hanno due esemplari maschio e femmina che devono accoppiarsi per riprodursi. Sono molto diffusi (in alcuni paesi infettano un bambino su 4). NEMATELMINTI I nematodi intestinali che infettano gli umani sono: - Enterobius vermicularis - Ascaris lumbricoides - Strongyloides stercoralis - Trichuris trichiuria - Necator americanus - Ancylostoma duodenale Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 182 _______________________________________________________________________________________________ Un nematode intestinale è l’Anisakis che può infettarci, ma noi siamo un ospite accidentale; quindi, dentro di noi muore, non si replica, ma può fare dei danni alla nostra mucosa intestinale. Ascaris lumbricoides è una specie molto lunga, può raggiungere 15-30 cm di lunghezza, gli esemplari adulti del verme maschio e femmina vivono nel nostro piccolo intestino, si accoppiano e producono le uova che vengono espulse con le feci, nell’ambiente maturano, l’uovo viene ingerito da un altro essere umano e la larva raggiunge il piccolo intestino. Invece di maturare nell’intestino si muove a livello epatico, dal fegato arriva ai polmoni (dove è abbastanza cresciuta), rompe i capillari alveolari, esce dagli alveoli, viene tossita e reingerita e ritorna all’intestino dove conclude la sua maturazione, ritorna adulta, depone le uova e ricomincia il ciclo. I cicli vitali degli elminti possono essere molto complessi, in alcuni casi come lo schistosoma ci può essere bisogno di altri ospiti intermedi (come la lumaca per lo schistosoma). Le manifestazioni cliniche possono essere anche polmonari, oltre a intestinali, si ha febbre e tosse e quando si trovano a livello polmonare le larve si possono trovare nell’espettorato. Sono infezioni che si possono mantenere nel tempo, possono essere croniche. In paesi poco igienici ci possono essere cariche elmintiche elevate con quadri gravi di ostruzione intestinale da bolo di vermi che vivono per molto tempo nell’intestino. La diagnosi viene fatta con analisi delle feci con le uova (forma ellittica), è difficile trovare la larva o il verme vero e proprio nelle feci, in occasione di un’altra infezione può succedere che l’aumento di temperatura porti il verme e muoversi di più e l’infezione elmintica si manifesta con i vermi nelle feci a seguito della febbre. Si usano farmaci come albendazolo, mebendazolo o ivermectina. PLATELMINTI I vermi piatti si dividono in: - Cestodi: come la Taenia - Trematodi: come lo Schistosoma Un esempio di cestode è la Taenia, sono vermi segmentati, è un verme ermafrodita, ossia c’è solo un esemplare che può raggiungere lunghezze notevoli. Questi vermi rimangono attaccati alla mucosa intestinale grazie ad una testa che ha uncini e ventose, hanno un collo detto collo generativo che permette di produrre questi segmenti detti proglottidi, ognuno dei quali è un’unità riproduttiva a sé stante, man mano che vengono prodotti, questi segmenti scendono e quindi il verme si allunga. In tutto questo cammino delle proglottidi dal collo generativo alla fine del verme la proglottide matura, diventa gravida e produce uova e larve. Possono essere espulse le uova o le larve tramite le feci. Il consumo di carne cruda è associato al rischio della Taenia. Ci sono due malattie associate a questo verme, le proglottidi possono essere espulse con le feci, le proglottidi o le uova possono essere ingerite dal maiale, nel maiale la proglottide si evolve in un cisticerco e questo si colloca nel muscolo; se noi mangiamo della carne di maiale infetta cruda o poco cotta, il cisticerco può arrivare nel nostro intestino e formare il verme adulto, questa è la teniasi (legata all’ingestione di carne di maiale poco cotta). Se l’essere umano ingerisce cibo contaminato da proglottidi o uova (ambienti sporchi con contaminazioni fecali), queste possono formare cisticerchi nel muscolo umano o nel tessuto cerebrale; questa è la cisticercosi che è una malattia molto grave (soprattutto a livello cerebrale). RIPASSO MICOLOGIA Fattori di rischio per le micosi sistemiche: Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 183 _______________________________________________________________________________________________ - Immunocompromessi (trapianti, HIV, chemioterapia, corticosteroidi) - Terapia antibiotica sistemica (riduce la competizioni con i batteri residenti, fa prevalere la candida) - Interruzione di barriere protettive, come intervento chirurgico (candida) - Cateteri intravenosi (candida crea biofilm) - Neonati e anziani Differenze fra cellula fungine e cellula eucariote: - Presenza di parete cellulare fatta da chitina e glucano - Ergosterolo nella membrana plasmatica Classificazione dei funghi: - Muffe: multicellulari, sono filamentose perché hanno le ife, si replicano attraverso i conidi che sono spore asessuate, si possono disperdere e possono essere inalate - Lieviti: unicellulari, si dividono per fissione o gemmazione, sono generalmente rotondeggianti, alcuni, come la candida, possono creare le pseudoife quando diventano invasivi. - Dimorfici: vivono come muffe nell’ambiente (saprofiti, ossia decompongono materia organica), possono poi trasformarsi in lievito intorno a 36-37°. L’istoplasma vive nei terreni ricchi di azoto, quindi con escrementi di uccelli. Il dimorfismo è un fattore di virulenza, rende il fungo più aggressivo e infatti le micosi primarie sono causate sempre da funghi dimorfici (colpiscono tutti i pazienti) Noi siamo normalmente protetti dai funghi per due motivi: - Temperatura: i funghi replicano a temperature più basse dell’organismo, quindi vivono bene nell’ambiente; il dimorfismo è un fattore che li rende più aggressivi perché gli consente di replicare anche a temperature alte - Il sistema immunitario: abbiamo un sistema immunitario in grado di controbattere l’infezione fungina Micosi primarie e opportunistiche: - Micosi primarie: sono causate da funghi dimorfici, possono colpire anche persone non immunodepresse (nell’immunocompetente sono ben controllate, spesso sono micosi autolimitanti). Un esempio è l’istoplasmosi. Sono micosi diffuse solo in alcune aree del mondo, sono endemiche in alcune zone - Micosi opportunistiche: sono causate da funghi opportunistici, colpiscono persone immunodepresse. Sono micosi non endemiche, diffuse ovunque. Le più frequenti sono candida, aspergillus e cryptococcus Caratteristiche della candidiasi invasiva: - La candida da commensale diventa invasiva dopo uso di antibiotici per alterazione della flora microbica, oppure variazione del pH e della temperatura - Quando invade i tessuti va in circolo, quindi si ha candidemia (prima importante manifestazione di candidiasi invasiva) - A questo punto una cosa che può succedere è che da una candidemia si contamini un catetere e si formi un biofilm (struttura complessa fatta da elementi del fungo e da matrice extracellulare che adericse fortemente anche alla plastica, quindi si può formare sul catetere, e in questo caso va tolto il device, perché il biofilm impedisce l’ingresso e l’azione del farmaco). Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 184 _______________________________________________________________________________________________ Cryptococcus: ha la capsula che è un fattore di virulenza perché ha azione antifagocitaria, in questa capsula può essere inglobata la melanina prodotta dal fungo, e dato che ha una carica negativa respinge i fagociti. Il criptococco riesce a passare attraverso la BBB (probabilmente anche grazie alla carica negativa della melanina), quindi causa una meningoencefalite fungina da criptococco. Viene inalato dall’esterno sotto forma di spora e rimane in uno stadio latente, quando c’è immunocompromissione può diffondersi, replicarsi e causare questa meningoencefalite. Aspergillus: è una muffa, la vedo con le ife e i conidi. Si trova soprattutto in ambienti polverosi, come i cantieri, ma l’inalazione di conidi di aspergillus non risulta quasi mai in una colonizzazione perché il sistema immune lo blocca facilmente; il problema è soprattutto negli immunodepressi. Le manifestazioni cliniche possono essere aspergillosi polmonare invasiva (è grave perché può comportare la necrosi), ci può essere poi un’aspergillosi disseminata (raggiunge vari organi), aspergilloma (una palla di fungo nei polmoni, per esempio dopo una pregressa tubercolosi che lascia le cavità tonde che possono essere riempite dalla muffa), reazioni di ipersensibilità. La diagnosi si può fare con esame colturale, microscopico o ricerca degli antigeni (è molto tempestivo, ci aiuta anche nel monitoraggio della terapia). Esempi di antigeni utili alla diagnosi: - Galattomannano per l’aspergillus (lo usa per aderire alle cellule) - Glucano per candida e aspergillus - Polisaccaridi della capsula del cryptococcus Funzionamento degli azoli: - Inibiscono la sintesi dell’ergosterolo (si forma il lanosterolo, intermedio tossico) inibendo la 14- α-demetilasi - Ce ne sono tanti, il meccanismo d’azione è lo stesso, hanno spettri d’azione differenti (possono legarsi con affinità diverse all’enzima, quindi alcuni hanno spettro d’azione ampio, altri più ristretti) - Fluconazolo: è l’azolo di prima generazione, ha attività molto buona nei confronti dei lieviti ma non agisce sulle muffe - Azoli di nuova generazione: spettro d’azione più ampio, si possono usare anche nei confronti di muffe e funghi dimorfici Funzionamento dei polieni (amfotericina B): - Lega l’ergosterolo, crea dei buchi nella membrana e la cellula muore per lisi osmotica - Il rischio è quando si lega al colesterolo, ossia quando si accumula e raggiunge alti dosaggi; quindi, agisce contro le nostre cellule. Bisogna usarlo per breve tempo e bisogna monitorare la funzionalità renale (si può avere insufficienza renale da amfotericina B) Entamoeba histolytica: - Parassita obbligato (deve avere un ospite), è un protozoo, in particolare un’ameba - Il suo unico ospite è l’uomo - Ha trasmissione oro-fecale (diretta o indiretta tramite cibo o acqua contaminati), viene ingerita, nell’intestino da cisti diventa trofozoite, questi replicano, incistano nuovamente e vengono espulse le cisti quadrinucleate, tornano nell’ambiente - Vive in due forme: trofozoite metabolicamente attivo che si replica e muove (fagocita globuli rossi), e cisti ossia forme quiescenti e resistenti, ed è la forma infettiva perché è presente nell’ambiente. Dispensa di Microbiologia Medica di Luca Davani 185 _______________________________________________________________________________________________ - Nella maggiorparte dei casi è avirulenta, non penetra nei tessuti, un 9-10% dei casi hanno un’adesina molto forte, l’ameba aderisce e penetra nelle cellule (il trofozoite) e causa malattia intestinale, in meno dell’1% il trofozoite si diffonde nel sangue e causa sintomi extraintestinali Toxoplasma gondii - È un protozoo, in particolare uno sporozoo (parassita intracellulare, immobile) - Le persone più a rischio sono donne gravide, immunocompromessi e feto - Un uomo si infetta per ingestione dell’oocisti contenente sporozoiti nella verdura contaminata dalle feci di gatto, oppure con carne cruda che contiene cisti tissutali (bradizoiti), infine per trasmissione transplacentare - Le cisti tissutali si possono formare anche nell’uomo, e questo può essere causa di riattivazione dell’infezione in pazienti immunodepressi - La trasmissione transplacentare è più rara che avvenga nel primo trimestre, ma se avviene le manifestazioni cliniche sono più gravi