Farmaci Antibatterici PDF

LEZIONE 3: FARMACI ANTIBATTERICI 1. GLI AGENTI ANTIMICROBICI Antibiotici: Agenti chimici prodotti da microrganismoi capaci di ucciedre o inhibire la crescita di altri. Por lo que es una sustancia natural producida por mo. Antibiotici semisintetici: Farmaci produtti da modificazioni chimiche di prodotti natural per de origen natural pero que han ido siendo modificadas per cambiare qualche qualità: solubilità o meccanismo d'azione. Chimioterapici: Agenti chimici di sintesi capaci di uccidere o inibire la crescita di microrganismi. Origine degli antibiotici: - La maggior parte degli antibiotici conosciuti sono prodotti da batteri del suolo (Streptomyces, Bacillus) o funghi (Penicillium). - Gli organismi produttori hanno meccanismi che li rendono resistenti all’antibiotico che producono (origine dei geni della resistenza). - Competizione con altri microrganismi per la colonizzazione di nuovi ambienti (vantaggio selettivo). → Alexander Fleming fece la scoperta nel 1928 e il primo trial clinico fu effetuato nel 1940. Lui notò che le colonie di una muffa erano in grado di inhibire la crescita di alcuni batteri. Grazie alla scoperta degli antibiotici il tasso di mortalità per malattie infettive è diminuito molto. ¿Perché i batteri producono gli antibiotici? La natura dei microorganismi è di sopraffare altri microorganismi, possono farlo in due modi: o Direttamente, ad esempio antibiotici e batteriocine o Indirettamente, ad esempio composti ferro-chelanti Impiego di questi composti per finalità mediche 2. TOSSICITÀ SELETTIVA Per essere usati in terapia gli antimicrobici devono essere selettivi, cioè essere attivi sui microrganimi ma non sull’ ospite: - Assenza nell’ ospite del bersaglio del farmaco (dovrebbe attaccare solo strutture specifiche del batterio, come parete batterica o via metabolica per la biosintesi dell’ acido folico). - Presenza nell’ ospite di un bersaglio simile ma non riconosciuto dal farmaco (ribosoma, RNA pol, DNA girasi). 3. BATTERIOSTATICI E BATTERICIDI Batteriostatici→ danno reversible: - Bloccano la crecita senza uccidere i batteri - Il sistema immunitario debe usccidere i batteri - Se il dosagio è troppo basso oppure se si interrompe il trattamento prima dell’eradicazione dell’ infezione: o Possono emergere ceppi resistenti o Un nº sufficiente di batteri può causare una ricaduta. Battericidi→ Danno irreversibile - Uccidono i batteri a concentrazioni non dannose per il paziente. - Alcune sono anche batteriolitici. Spettro di attivita antebatterica Antibiotici a largo spettro: Attivi contro più specie batteriche Antibiotici a spettro ristretto: Attivi contro una singola (o poche) specie batteriche 4. CLASSIFICAZIONE DEGLI AGENTI ANTIBIOTICI IN BASE AL MECCANISMO D’AZIONE Alterazione della membrana Inhibizione della sintesi del Inhibizione della sintesi cellulare peptidoglicano proteica Fosfomicina Polimixina→ (naturale, Aminoglicosidi Cicloserina polipeptide ceclico attivo solo Tetracicline Bacitracina su G-) Cloramfenicolo Vancomicina Macrolidi (Eritromicina) Beta lattamici→ Penicilline Daptomicina→ (Semisintetico, Lincosamidi (Clidamicina) (penicillina G, oxacillina, lipopeptide ciclico attivo solo Stretogramine ampicillina, ticarcillina…) su G+) Oxazolidinoni (Linezolid) Cefalosporine (Cefalotina, cefurexime, cefotaxime… ) Mnobattami (Aztreonam) Inhibizione della sintesi Inhibizione della sintesi Inhibizione sintesi degli Antimetaboliti degli acidi nucleici degli acidi micolici arabinogalactani Chinoloni (topoisomerasi) Isoniazide Sulfamidici Etambutolo Rifampicina (RNApol) Ethionamide Trimethoprim Metronidazolo (Danno al DNA) AM CHE INTERFERISCONO CON LA MEMBRANA CITOPLASMATICA Daptomocina: Lipopeptide di recente introduzione Ditorsione della membrana celullare in presenza di Ca 2+ Attivo contro Gram + Battericida Farmaco di riserva La daptomicina agisce legando alla membrana plasmatica dei batteri e provocando cambiamenti in questi, che provocano la morte cellulare. Polimixine Polipeptidi ciclici naturali Polimixina B e E (colistolina) Attivi contro Gram – Battericidi Effetti collaterali: Farmaci di reserva Sono anfipatiche con attività superficiale. Interagiscono in modo potente con i fosfolipidi e rompono la struttura delle membrane cellulari. La permeabilità della membrana batterica cambia immediatamente al contatto con il farmaco. La polimixina B si lega alla porzione lipidica A dell'endotossina (il lipopolisaccaride della membrana esterna dei batteri gram-negativi) e inattiva tale molecola. AM CHE INHIBISCONO LA SINTESI DELLA PARETE Vancomicina Struttura: glicopeptide di origine naturale Meccanismo d’azione: lega il dipeptide D-Ala-D-Ala e inibisce l’attività delle transpeptidasi I batteri Gram - sono intrinsecamente resistenti perché la vancomicina non riesce a diffondere nello spazio periplasmico. Alcuni batteri Gram + sono naturalmente resistenti perché presentano un peptidoglicano con un pentapeptide modificato. Beta-lattamici Struttura: anello beta lattamico con varie sostituzioni: 1. Penicilline 2. Cefalosporine 3. Monobattami 4. Carbapenemi Meccanismo d’azione: Analoghi del D-Ala-D-Ala. Inibiscono la transpeptidazione legandosi alle PBP (penicillin binding proteins). Ciò si risolve con l’induzione delle autolisine endogene che provocano la lisi della cellula batterica. Batteriolitici, ma attivi solo su cellule in fase di replicazione. 1. Peniciline semisintetiche Penicilline resistenti alle beta-lattamasi: Meticillina (radicale voluminoso vicino all’anello betalattamico) Penicilline ad ampio spettro: Ampicillina, carbenicillina (aminogruppo che facilita il passaggio attraverso la membrana esterna dei Gram -) Penicilline acido resistenti somministrabili per os Penicilline antipseudomonas Carbossipenicilline 2. Cefalosporine e cefamicine Risultano più attive delle penicilline verso i Gram negativi. Le cefamicine sono di norma più resistenti alle beta lattamasi I generazione →spettro ristretto a cocchi Gram + ed alcune Enterobatteriacee II generazione à spettro allargato: attive contro Haemophilus, Serratia ed alcuni anaerobi III e IV generazione à Ampio spettro: attive anche contro Pseudomonas aeruginosa 3. Carbapenemi e monobattami I carbapenemi (ad es. imipenem, meropenem, ertapenem) provvisti di uno spettro di attività molto ampio, e considerati farmaci di riserva per il trattamento di infezioni da batteri gram-negativi resistenti agli altri β-lattamici. I monobattami (aztreonam), attivi solamente sui batteri gram-negativi. AM CHE INHIBISCONO LA SINTESI PROTEICA Legame alla subunita’ 30S del ribosoma Legame alla subunita’ 50S del ribosoma Legame al fattore di elongazione G Aminoglicosidi Struttura: composti polari policationici. Streptomicina, Gentamicina: battericidi ad ampio spettro Meccanismo d’azione o Legame irreversibile alla subunità 30S del ribosoma. o Il bersaglio è rappresentato dalla proteina 12S e rRNA 16S. Il legame risulta nel cambiamento conformazionale del sito di legame dell’aminoacil-tRNA interferendo sia con il suo legame che con la fedeltà di traduzione. Macrolidi Struttura: anello macrociclico lattonico legato a due zuccheri Eritromicina, Claritromicina, Azitromicina Meccanismo d’azione: Si legano alla subunità ribosomale 50S inibendo l’elongazione. Normalmente batteriostatici INIBITORI DELLA SINTESI DEGLI ACIDI NUCLEICI Inhibitori della sintesi del DNA: Chinoloni Acido nalidixico: (4-oxo-8-azachinolina). Sintetizzato nel 1962. Fluorochinoloni: Ciprofloxacina, molto più potenti Meccanismo d’azione: Bloccano la sintesi del DNA batterico agendo sulle proteine che regolano il superavvolgimento (superenrrollamiento), come la DNA girasi e la topoisomerasi IV. Con l'inibizione di questi due enzimi, la cellula batterica non riesce più ad accedere alle informazioni contenute nei geni. In questo modo, tutti i processi cellulari (compresa la replicazione) vengono interrotti e il batterio muore rapidamente. È un potenti battericidi è c’è varie generazioni per aumentare target G- ed includere G+. Inhibitori della sintesi del RNA: Rifampicina Struttura: cromoforo aromatico con lungo ponte alifatico Meccanismo d’azione: lega la subunità β della RNA polimerasi batterica inibendo l’inizio della trascrizione. Uso in terapia: farmaco di prima linea nella cura della tubercolosi. I batteri Gram negativi sono intrinsecamente resistenti per mancato assorbimento. Quindi non è utile in questo tipo di batteri. ANTIMETABOLITI Sulfamidici - Struttura: analoghi strutturali dell’acido p-aminobenzoico (PABA) - Meccanismo d’azione: inibizione della diidropteroato sintetasi, che usa il PABA come substrato. Blocco nella sintesi di acido folico. Trimetoprim - Struttura: Analogo strutturale del folato - Meccanismo d’azione: inibisce la di-idrofolato reduttasi, bloccando un altro punto della biosintesi dell’acido folico. 2. SELEZIONE DELL’ANTIBIOTICO APPROPRIATO Preliminare identificazione del patogeno: - Conoscere il tipo di patogeno coinvolto può aiutare a scegliere il farmaco giusto. Profilo di suscettibilità TEST DI ANTIBIOTICO-SENSIBILITÀ Questo test permettono la valutazione del profilo di sesibilità di un ceppo microbico, presnta causa della malattia, verso uno o più antibiotici. I test vengono eseguiti in vitro, ossia in condizioni standardizzate per garantire la riproducibilità è la accurenzza dei risultati. I risultati di questi test debbono essere adeguatamente interpretati per guidare la scelta dell’antibiotico da adottare. A tal fine contribuiscono, ovviamente, anche le informazioni cliniche e l’ esperienza professionale. Ci sono due oiettivi: - Individuale: predire il successo od il fallimento in vivo della terapia antibiotica mirata. - Epidemiologico: Monitorare la evoluzione della antibiotico-resistenza per la definizione della terapia empirica, per aggiornare (actualizar) lo spettro di azione clinico della molecula, per adottare adeguate misure di controllo e/ o per verificarne l’ efficienza. Tecniche per la determinazione in vitro della antibiotico-sensibilita’ Le metododiche che possono essere utilizzate dal Microbiologo Clinico per valutare la sensibilità microbica agli antibiotici sono di due tipi: FENOTIPICHE: Basate sulla attività antimicrobica ed utilizzo dei breakpoints (sono valori specifici che determinano se un microorganismo è sensibile, intermedio o resistente a un determinato antibiotico. o Quantitative: Determinazione di MIC. ▪ Microdiluzione in brodo (gold standard) ▪ Agar diluizione (gold standard) ▪ Epsilometer test (E-test) (manuale) o Qualitative: Classe di sensibilità ▪ Kirby-Bauer o diffusione in agar (manuale) GENOTIPICHE: Basate sulla ricerca di un gene di resistenza o di un suo prodotto. Per essempio: mecA, BlaZ, VanA, VanB… QUANTITATIVE: MIC (minima concentrazione inibente) Concentrazione minima alla quale un antimicrobico inibisce la crescita di un agente patogeno. Determinazione della MIC può essere effettuata su: o Terreno solido o Terreno liquido (più frequente) L'immagine mostra l'utilizzo del sistema Vitek-2 per l'identificazione del ceppo microbico e la determinazione della MIC (Concentrazione Minima Inibitoria). Il Vitek-2 è un dispositivo automatizzato usato in microbiologia clinica per identificare batteri e determinare la loro sensibilità agli antibiotici. 1. Le carte con diverse concentrazioni di antibiotici e un brodo con il campione batterico vengono collocate nel sistema Vitek. 2. Il campione batterico viene inoculato nelle carte di Vitek e queste vengono inserite nell'apparecchio per l'analisi. 3. Il sistema misura la crescita batterica tramite un sistema ottico, determinando così la MIC, ovvero la concentrazione minima dell'antibiotico necessaria per inibire la crescita batterica. E-test (diffusione in agar a partire da strisce contenenti un gradiente di antibiotico) È una tecnica usata per determinare la Concentrazione Minima Inibitoria (MIC) di un antibiotico contro un batterio. In questa tecnica: Si utilizza una striscia contenente un gradiente di concentrazioni di antibiotico. La striscia viene posta su una piastra di agar inoculata con il batterio. Man mano che l'antibiotico si diffonde dalla striscia verso l'agar, inibisce la crescita batterica, formando un alone di inibizione attorno alla striscia. La MIC viene determinata nel punto in cui il bordo dell'alone di inibizione incontra la striscia, in questo caso, 0,94 mg/L. La tecnica di Kirby-Bauer, nota anche come metodo di diffusione su disco, è una prova utilizzata in microbiologia per determinare la sensibilità dei batteri ai diversi antibiotici. È uno dei metodi più comuni per realizzare un antibiogramma, ovvero un profilo della suscettibilità batterica. Fasi del metodo: Preparazione del campione: Si coltiva una sospensione del microrganismo in studio e si regola la sua concentrazione per essere simile a quella dello standard di McFarland 0.5 (circa 1.5 x 10^8 UFC/mL). Inoculazione della piastra: La sospensione batterica viene distribuita uniformemente sulla superficie di una piastra di agar Mueller-Hinton, un mezzo di coltura adatto alla crescita batterica. Posizionamento dei dischi di antibiotico: Si posizionano dischi di carta impregnati con antibiotici specifici sulla superficie dell'agar. Incubazione: La piastra viene incubata a 35-37 °C per 16-18 ore. Lettura dei risultati: Dopo l'incubazione, si formano aloni di inibizione attorno ai dischi se l'antibiotico è stato efficace nell'inibire la crescita batterica. La lettura del risultato consiste nella misurazione del diametro del’alone di inibizione formatosi attorno al dischetto. La dimensione degli aloni di inibizione correla con la MIC del farmaco contenuto nel dischetto (aloni di inibizione grandi sono indicativi di MIC basse e viceversa. Considerando il gradient dia concentracione formatosi la sensibilità del ceppo batterico alla molecula saggiata sarà diretta funzione del diametro misurato. S = k·d 6. ANTIBIOTICO RESISTENZA - 700.000 morti/anno dovuti a microrganismi resistenti - 10.000.000 morti/anno dovuti a microrganismi resistenti previsti nel 2050 se non vengono prese contromisure. Meccanismi di resistenza agli antibiotici Assenza del bersaglio Mancata permeabilitá al farmaco Mutazione del bersaglio Modificazione del bersaglio Sintesi di un bersaglio alternativo resistente al farmaco Inattivazione del farmaco Trasporto del farmaco all’esterno della cellula Tipi di resistenza Naturale o intrinseca → prevedibile e nota o M. tuberculosis → Parete o E. coli da glicopeptidi → M. esterna impermeabile o Micoplasmi da bersaglio → assenza parete Acquisita → causa di insuccessi terapeutici (spesso da “overuse”); riflette una modificazione genetica (mutazione o acquisizione di geni trasmissibili alla progenie). Resistenze codificate dal cromosoma Nella maggioranza dei casi si tratta di mutazioni di un gene presente nel cromosoma che codifica: - Il bersaglio dell’antibiotico. La mutazione puó renderlo non suscettibile. - Un meccanismo di regolazione che controlla sistemi di efflusso - Un meccanismo di controllo della permeabilità che modula la diffusione del farmaco Le resistenze agli antibiotici possono essere codificate da plasmidi ed elementi genetici mobili, facilitando la loro trasmissione tra i batteri. Queste resistenze si manifestano in vari modi: - Produzione di enzimi in grado di inattivare il farmaco, impedendone l'azione. - Produzione di pompe che espellono l'antibiotico all'esterno della cellula batterica, evitando così il suo effetto. - Modificazione chimica del bersaglio del farmaco, rendendolo insensibile a quest'ultimo. - Produzione di enzimi analoghi a quelli che il farmaco mira, ma non suscettibili ad esso, garantendo così la sopravvivenza batterica. Antibiotico resistenza indotta 1- Infezione batterica trattata con l’antibiotico “A”. 1 batterio su 107 -1012 ha una mutazione che lo rende resistente all’antibiotico “A”. 2- Tutti i batteri sensibili sono uccisi da “A” e solo i mutanti resistenti sopravvivono senza competitori Nuova popolazione di batteri resistenti ad “A”. Batteri suscettibili: Sono batteri che vengono eliminati facilmente dagli antibiotici (la linea nera nel grafico). Il loro numero diminuisce rapidamente con il tempo quando vengono trattati. Batteri persistenti: Questi batteri non vengono completamente eliminati dagli antibiotici (rappresentati dalla linea gialla nel grafico). Anche se non sono resistenti, sopravvivono al trattamento entrando in uno stato di latenza, rendendo difficile la loro eliminazione. Batteri resistenti: Questi batteri hanno sviluppato meccanismi che permettono loro di sopravvivere anche in presenza di antibiotici (linea blu nel grafico). A differenza dei batteri persistenti, continuano a crescere normalmente e non vengono influenzati dall'antibiotico. Il problema delle forme persistenti è evidenziato nell'immagine, indicando che, sebbene non siano resistenti nel senso stretto, possono creare problemi nei trattamenti poiché sopravvivono e possono riattivare l'infezione. 3. PRINCIPALI MECCANISMI DI RESISTENZA AGLI ANTIBIOTICI Meccanismi di resistenza dovuti a inattivazione del farmaco Β-LATTAMASI Idrolizzano l’anello β-lattamico impedendo così l’interazione con le PBP. Circa 200 tipi diversi con diverse specificità e spettro Ad ampio spettro Penicillinasi Cefalosporinasi Carbapenemasi → Possono essere inibite dall’acido clavulanico. Acido clavulanico, sulbactam e tazobactam sono stati i primi inibitori delle β-lattamasi ad essere sviluppati per uso clinico, hanno una struttura con nucleo β-lattamico, e sono attivi su molte β-lattamasi a serina di classe molecolare A. - Classificazione delle β-lattamasi: Classe A includono le: o ESBL (extended spectrum beta lactamase), che conferiscono resistenza alla maggioranza di penicilline, cefalosporine e monobattamici, ma non a cefamicine e carbapenemici. o KPC (Klebsiella pneumoniae carbapenemase). Spesso su plasmidi trasferibili, sensibili agli inibitori. Classe B: metallo enzimi zinco-dipendenti. Ampio spettro che include beta lattamici inclusi carbapenemici e cefamicine. Carbapenemasi New Delhi metallo beta lattamasi (NDM-1). Classe C: cefalosporinasi inducibili. Classe D: penicillinasi sintetizzare nei Gram negativi. OTRE ENZIMI Enzimi in grado di modificare il farmaco: Enzimi che modificano la struttura molecolare di aminoglicosidi e cloramfenicolo. Diffusi in G+ e G-. AAC: acetil-transferasi, ANT: nucleotidil transferasi, APH: fosfo transferasi Meccanismi di resistenza dovuti a modificazione del bersaglio - Mutazione del bersaglio molecolare (topoisomerasi, RNA pol, lipidi) I batteri subiscono mutazioni che alterano la struttura delle molecole bersaglio, riducendo la capacità dell'antibiotico di legarsi e funzionare correttamente. Essempio: mutazioni dei geni delle DNA topoisomerasi di tipo II che possono determinare resistenza ai chinoloni - Ricombinazione genetica che PBP (proteine leganti la penicillina) con ridotta affinità ai β-lattamici. I batteri possono acquisire nuovi geni tramite ricombinazione, che consente loro di produrre proteine modificate che riducono l'efficacia degli antibiotici come i β-lattamici. - Metilazione RNA ribosomale: Modifica l'RNA ribosomale, ostacolando l'azione degli antibiotici che si rivolgono ai ribosomi e riducendo la loro capacità di bloccare la sintesi proteica. - Interazione con proteine che proteggono il bersaglio (es. ribosomi) - Geni che codificano precursori modificati (es. D-Ala-D- Lattato) - Resistenza alla colistina: Modifica del lipide A: I batteri possono modificare la struttura del lipide A nella loro membrana, aggiungendo specificamente fosfoetanolamina. Questo aumenta la carica positiva del lipide A, il che provoca che la colistina, anch'essa carica positivamente, non si leghi correttamente alla membrana batterica. Mancato legame della colistina: Poiché la colistina è una molecola caricata positivamente, questa modifica impedisce che la colistina si leghi efficacemente al lipide A, poiché le cariche positive si respingono. Questo permette ai batteri di resistere agli effetti di questo antibiotico. La resistenza batterica può essere trasferita tra batteri tramite trasposoni, che sono frammenti di DNA mobili. Questi trasposoni possono trasportare geni di resistenza agli antibiotici, come nel caso della vancomicina. Rischio con gli MRS (Stafilococchi resistenti alla meticillina): Gli MRS sono batteri già resistenti a vari antibiotici, in particolare alla meticillina, un tipo di penicillina. Poiché questi batteri spesso possono essere trattati solo con la vancomicina, esiste un rischio grave che, se acquisiscono la resistenza a questo antibiotico, diventino intrattabili. Meccanismi di resistenza dovuti a sostituzione della funzione del bersaglio Acquisizione di nuovi geni codificanti PBP senza affinità ai β-lattamici (es MRSA) Acquisizione di nuovi geni codificanti DHPS o DHFR a bassa affinità per sulfamidici e trimetoprim. Le sulfamidici agiscono inibendo l'enzima DHPS, che converte l'acido para- amminobenzoico (PABA) in acido diidropteroico. Il trimetoprim inibisce l'enzima DHFR, che converte l'acido diidrofolico in acido tetraidrofolico, essenziale per la sintesi del DNA. Modificando questi enzimi, i batteri possono sfuggire all'azione degli antibiotici, sviluppando resistenza a questi farmaci. Meccanismi di resistenza dovuti a impermeabilità o efflusso attivo -Produzione di glicopeptidi o altre molecole «impermeabilizzanti» -Riduzione o abolizione dell’espressione di trasportatori nei G- -Presenza di sistemi di efflusso codificati da geni cromosomici (multidrug) -Presenza di sistemi di efflusso codificati da geni plasmidici (pompe ad efflusso specifiche) Maggior efflusso: amplificazione o induzione di multidrug efflux transporters Questi sistemi di efflusso aiutano i batteri a sopravvivere in presenza di agenti antimicrobici riducendo la concentrazione interna di questi. Contributo dell’uomo alla diffusione delle resistenze: L’uso indiscriminato dei farmaci antibatterici favorisce la diffusione delle resistenze. Accessibilità ai farmaci senza prescrizione medica / Prescrizioni inappropriate: In alcuni paesi è ancora possibile ricevere farmaci antibatterici senza prescrizione medica. Da ciò deriva un uso incontrollato (assunzione di farmaci inefficaci per la patologia, trattamenti non portati a termine ecc.) Uso non medico: o Negli animali come stimolatori della crescita o Antibatterici vengono anche immessi direttamente nell’ambiente per controllare le infezioni di frutti e verdure (streptomicina e oxitetraciclina) o Negli USA ogni anno vengono consumati 7 milioni di Kg di antibatterici come stimolatori della crescita Terapia multipla Casi in cui più antibatterici sono somministrati contemporaneamente: Per prevenire l’insorgenza di mutazioni che rendano inefficace la terapia (per esempio per M. tubercolosis) Per trattare infezioni molto serie da parte di batteri che sono difficili da trattare (Pseudomonas aeruginosa) Per trattare infezioni polimicrobiche come quelle in ascessi intra addominali Come trattamento empirico urgente quando non si conosce la natura del patogeno Associacioni antimicrobiche Quando due antibatterici sono somministrati allo stesso tempo si possono avere tre tipi di risultati: Sinergismo: aumentata attività.Per esempio sulfamidici e trimethoprim, che agiscono su punti diversi della stessa via metabolica. Antagonismo: diminuita attività. L'antagonismo si verifica quando due antibiotici interferiscono tra loro, riducendo la loro efficacia. Ad esempio, la penicillina ha bisogno che i batteri si dividano per attaccare la loro parete cellulare. Tuttavia (sin embargo), gli inibitori della sintesi proteica bloccano la replicazione batterica, facendo sì che la penicillina non possa funzionare, poiché non c'è divisione cellulare. Pertanto, l'uso simultaneo di entrambi gli antibiotici ne riduce l'efficacia. Indifferenza: attività indipendente dei due farmaci. LEZIONE 4: BATTERI SPORIGENI 1. INTRODUZIONE I generi di rilevanza medica sono: Bacillus e Clostridium Bastoncelli G+ di grandi dimensioni Spore ampiamente diffuse nell’ambiente e presenti nell’intestino di uomo ed animali I due generi che raggruppano specie di rilevanza medica sono Bacillus e Clostridium, bastoncelli di grandi dimensioni, distinti per la loro tolleranza all’ossigeno. I membri del genere Bacillus, infatti, sono aerobi, mentre i microrganismi appartenenti al genere Clostridium vengono, a eccezione di rari casi, uccisi rapidamente dall’ossigeno e, pertanto, sono definiti anaerobi obbligati. Le spore dei batteri dei generi Bacillus e Clostridium sono ampiamente diffuse nel suolo e nelle acque e si ritrovano nel tratto gastrointestinale dell’uomo e degli animali. 2. BACILLUS G+, aerobi stretti o aerobi-facoltativi, mesofili, chemioeterotrofi. Alcuni mobili con flagelli peritrichi Bastoncelli di 3-5 µm x 1,2 µm. Circa 300 specie, ma interessano l’uomo solo: - B. antracis (antrace o carbonchio) - B. cereus (infezioni occasionali) Sono aerobi stretti e aerobi-facoltativi, in grado di produrre spore termoresistenti e spiccatamente rifrangenti. 2. 1. BACILLUS ANTRACIS STRUTTURA E FISIOLOGIA Bastoncelli di 3-5 µm x 1,2 µm, aerobio, immobili e capsulati Cellule singole o a catenelle (disposizione a canna di bambù) Spore ovali in posizione centrale evidenziabili in coltura Le spore ovali e non deformanti occupano una posizione centrale nello sporangio. Possono sopravvivere nel suolo per centinaia di anni e la loro persistenza è favorita da un pH neutro o leggermente alcalino. PATOGENESI B. anthracis possiede i plasmidi pXO1 e pXO2 che portano, rispettivamente, i geni codificanti la tossina carbonchiosa e la capsula costituita da un polimero di acido d-glutammico. L’espressione di questi geni è stimolata dai regolatori AtxA, AtxR e AcpA, che vengono prodotti quando il microrganismo si trova in presenza di siero, CO2 e bicarbonato. La patogenicità di B. anthracis dipende dalla produzione di due principali fattori di virulenza: la capsula con attività antifagocitaria e la tossina carbonchiosa, che è costituita da tre subunità proteiche non tossiche e secrete in modo indipendente l’una dall’altra. Tali proteine si associano formando complessi tossici sulla superficie delle cellule dei mammiferi. Queste proteine vengono denominate: - Antigene protettivo (PA), necessario per il legame della tossina ai recettori della cellula bersaglio; - Fattore dell’edema (EF), con attività adenilato-ciclasica, calmodulina- e Ca2+-dipendente, responsabile dell’ipersecrezione di liquido e ioni dalle cellule; - Fattore letale (LF), una metallo-proteasi zinco-dipendente, che digerisce alcune MAP chinasi portando alla morte della cellula. L’assemblaggio dei complessi tossici sulla superficie delle cellule suscettibili inizia con il legame di PA ai recettori cellulari e il suo taglio in due frammenti ad opera di proteasi furiniche. Il frammento più piccolo viene, così, distaccato dalla cellula e 7/8 subunità del frammento più grande, denominato PA63 (di 63 kDa), si associano a formare un eptamero o un ottamero che costituisce un poro sulla membrana cellulare. Il poro lega fino a tre molecole di EF e/o LF e media la traslocazione di tali fattori all’interno del citoplasma della cellula. Nell’uomo, il carbonchio si manifesta in tre forme cliniche che dipendono dalla via di infezione: Carbonchio cutaneo; (+ frecuenquente) È la forma più frecuenquente e meno grave. Le spore penetrano attraverso picccole lesioni delle cute e vanno incontro a germinazione. Dopo pochi giorni, il centro della lesione diventa nero e si forma un’escara necrotica. Lesioni localizzate che guariscono da sole, 20% dei casi non trattati evolvono a setticemie letali. Carbonchio da inalazione: È la forma clinica più grave, le spore vengono inalate e fagocitate dai macrofagi alveolari, che le trasportano ai linfonodi mediastinici. All’interno dei macrofagi, le spore germinano e i batteri iniziano a moltiplicarsi. Il periodo di incubazione può essere lungo (2 o più mesi) e i sintomi iniziali della malattia sono, in genere, lievi e aspecifici. Dall’insorgenza di questi, però, la malattia evolve rapidamente (2-3 giorni) determinando febbre, edema, mediastinite emorragica e sepsi. Nel 95% dei casi si ha shock settico e morte del paziente Carbonchio gastrointestinale: (raro). É dovuto all’ingestione delle spore, presenti nelle carni di animali affetti da carbonchio, e alla penetrazione di queste attraverso lesioni della mucosa intestinale. Come nel carbonchio cutaneo, si ha la formazione di lesioni caratteristiche sulla mucosa, dalle quali il microrganismo passa rapidamente al sistema linfatico provocando edema e sepsi. L’incubazione è di 2-7 giorni e la mortalità è maggiore del 90%. EPIDEMIOLOGIA – Malattia professionale, presente in zone rurali. Può essere contratta per conttato con animali infetti o con prodotti animali. – Utilizzato come arma biologica (nel 2001, negli USA 22 casi e 5 decessi). Questo è è così dato che risulta facile coltivare il microrganismo e l'infezione che causa è molto grave. DIAGNOSI DI LABORATORIO – Facilmente identificabile da campioni prelevati da lesioni cutanee, sangue, espettorato, feci … – Facilmente coltivabile in terreni non selettivi – Non mobile, produce la capsula in condizioni particolari (bicarbonato + 5% CO2), non emolitico – Test molecolari (PCR) → L’isolamento di un bacillo gram-positivo, sporigeno, non emolitico, immobile e capsulato è da considerare, con buona probabilità, il segno della presenza di B. anthracis. TERAPIA E PROFILASSI – Terapia empirica basta su Amp, oggi sostituita da Ciprofloxacina e Chinoloni. (La maggior parte dei ceppi di Bacillus anthracis sono sensibili alla penicillina, ma a causa dell'identificazione dei ceppi che producono la β-lattamasi, è usare meglio gli altri farmaci se non abbiamo ancora identificato quale ceppo è presente nell'infezione. – Vaccino veterinario (ceppo privo di pXO2) e vaccino umano (PA). La prevenzione del carbonchio nell’uomo è effettuata solamente in individui ad alto rischio di contrarre l’infezione, mediante somministrazione di un vaccino costituito dall’antigene protettivo. 2.2. BACILLUS CEREUS STRUTTURA E FISIOLOGIA Bacillus cereus è un bacillo gram-positivo sporigeno, aerobio facoltativo, emolitico, mobile per la presenza di flagelli peritrichi e ampiamente diffuso nell’ambiente sotto forma di spore. Il microrganismo può produrre una varietà di enzimi e tossine che lo rendono capace di comportarsi da patogeno/ patogeno opportunista nell’uomo. PATOGENESI È spesso causa di tossinfezioni alimentari, ma può sporadicamente determinare gravi infezioni oculari e infezioni sistemiche, spesso correlate all’uso di cateteri venosi. Le tossinfezioni alimentari da Bacillus cereus sono provocate dall’ingestione di alimenti (riso, verdure, carne, prodotti alimentari confezionati) contaminati dal microrganismo. La malattie puoi manifestarsi di due forme: - Forma emetica: (vomito, nausea, dolori addominali) o Tossina termostabile ingerita con alimenti contaminati, usualmente riso cotto e non refrigerato dove germinano le spore, incubazione 1-5 h. - Forma diarroica :(diarrea profusa e crampi addominali) o Tossina termolabile prodotta dal batterio a livellointestinale (> 6 h). - Altri infezioni comuni: o Endocarditi, polmoniti, meningiti, batteriemie in immunocompressi. o Infezioni disseminate da consumo di tè in immunocompromessi. DIAGNOSI - Spesso su base epidemiologica - Identificazione/isolamento da campione clinico - Conferma mediante analisi degli alimenti TERAPIA In genere resistenti a penicilline e cefalosporine Trattamento con vancomicina, ciprofloxacina, gentamicina PREVENZIONE Rapido consumo del cibo dopo cottura e adeguata refrigerazione. 3. CLOSTRIDIUM Bastoncelli G+, saprofiti (si nutre di materia organica in decomposizione), anaerobi o aerotolleranti, catalasi e ossidasi negativi. Posizione della spora utile per la determinazione di specie. Ampiamenti diffusi nell’ambiente, fanno parte della flora mirobica normale del tratto gastro- intestinale. Circa 14 specie patogene per l’uomo grazie alla produzione di tossine dotate di attività biologiche complesse (tossine istolitiche, enterotossine, e neurotossine). 3.1 CLOSTRIDIUM TETANI STRUTTURA E FISIOLOGIA Bastoncelli G+, mobili e strettamente anaerobi che non fermentano gli zuccheri. Bacilli di grandi dimensioni (0.5-2 µm x 2-18 µm) Spore terminali rotondeggianti deformanti Plasmide non coniugabile di grandi dimensioni contenente il gene TetX codificante la tetanospasmina (neurotossina). PATOGENISI Produce due tossine: – Tetanolisina: induce lisi di molti tipi di cellule. – Tetanospasmina: neurotossina che induce la paralisi spastica. Infezione localizzata tramite l’ingresso di spore in ferite lacerocontuse necrotiche o con coinfezione (riduzione potenziale redox). In genere mortalità >90% in soggetti non trattati. Il tetano può essere: Generalizzato: Trisma e risus sardonicus, Massiccia contrazione dei muscoli masseteri e della muscolatura facciale in generale. È la forma più comune e grave, in cui la tossina del Clostridium tetani si diffonde nel corpo causando rigidità muscolare e spasmi che colpiscono tutto il corpo. Localizzato: riguarda un'area specifica del corpo, generalmente dove si è verificata una ferita (herida). I sintomi sono limitati ai muscoli vicino alla ferita. Cefalico: È una forma rara che colpisce (afecta) i muscoli della testa e del collo, spesso a seguito di ferite nella zona della testa o delle orecchie. Può portare a difficoltà respiratorie. Neonatale: A causa di un'infezione umbilicale infetta. È una forma grave di tetano che può essere fatale se non trattata. ➔ La contrazione muscolare di un malato che ha contratto il tetano nella fase terminale è così forte che il corpo si inarca e sopraggiunge la morte per soffocamento. EPIDEMIOLOGIA – Ubiquitario – 1x106 casi all’anno, in Paesi in via di sviluppo, 100 in Italia – Forte riduzione nei Paesi occidentali grazie alla vaccinazione DIAGNOSI – Diagnosi clinica per avviare l’immunoterapia – Identificabile mediante analisi diretta dopo colorazione di Gram – Difficile isolamento, in agar sangue: piccolo alone emolitico + alone di sciamaggio (halo débil o incompleto de descomposición de los glóbulos rojos) – Verifica produzione tetanospasmina (test di neutralizzazione nel topo) – (tossina difficilmente rilevabile nel paziente per rapida cinetica di internalizzazione che la protegge anche dalla risposta immunitaria neutralizzante che risulta scarsa) TERAPIA – Trattamento con immunoglobuline anti-tossina per non vaccinati o vaccinati >10 anni – Vaccino basato su tossoide – Rimozione chirurgica del tessuto necrotico della ferita – Trattamento con antibiotici (penicillina o metronidazolo) – Terapia di supporto respiratorio e anti-spasmi (benzodiazepine) – Profilassi vaccinale: 3 dosi + richiami decennali 3.2 CLOSTRIDIUM BOTULINUM Bastoncelli G+ (0.6-1,4 µm x 3.0-20.2 µm) anaerobi obbligati Mobili e nutrizionalmente esigenti Gruppo eterogeno di bacilli suddivisi in 4 gruppi basati su parametri biochimici/genetici - Clostridium botulinum - Clostridium butyricum - Clostridium baratii - Clostrodium argentinense Spore nel suolo, nelle acque non ossigenate e nell’intestino di. PATOGENESI Clostridium botulinum è un batterio che produce spore in grado di contaminare occasionalmente alcuni alimenti, come salsicce e cibi in scatola. La contaminazione, tuttavia, non porta quasi mai a un'infezione, ma piuttosto a una intossicazione alimentare. Il batterio è noto per produrre sette tipi di tossine neurotropiche (A-G), che sono codificate dal cromosoma, dai profagi o dai plasmidi. La tossina di tipo A è la più potente, basta un microgrammo per chilo per essere estremamente pericolosa. Queste tossine vengono attivate dal pH acido dello stomaco e dalla tripsina, un enzima digestivo. Si tratta di una intossicazione molto lenta se confrontata con altri microrganismi. Questo processo è complesso, poiché la tossina deve diffondersi nel flusso sanguigno e raggiungere i tessuti, arrivando ai muscoli e causando paralisi flaccida (diversa da quella causata dal tetano). SINTOMI I sintomi della botulismo si manifestano generalmente tra le 12 e le 48 ore dopo l'ingestione di alimenti contaminati, e includono scarsa mobilità oculare, difficoltà a mettere a fuoco, spossatezza, bocca asciutta, nausea e diarrea, ma non c'è una risposta infiammatoria evidente (senza febbre). In assenza di trattamento, la tossina può causare paralisi respiratoria, che è la causa principale di morte nei casi gravi. L'intossicazione botulinica è una condizione grave, ma con un intervento tempestivo, come la somministrazione di antitossine, è possibile ridurre i rischi di complicanze fatali. *differenze nella paralisi causata dal tetano e dal botox Paralisi spastica (Tetano): Nel tetano, i muscoli rimangono in uno stato di contrazione continua (spasmi), il che può causare rigidità negli arti, nella mandibola (trisma) e in altri muscoli. Paralisi flaccida (Botox): Nel caso del botox, i muscoli non si contraggono, il che porta a un rilassamento muscolare. Diffrenti forme di botulismo I neonati sono particolarmente suscettibili al botulismo, poiché la loro microbiota intestinale non è completamente formata. In questo contesto, le spore di Clostridium botulinum possono germinare nel tratto digestivo del neonato, permettendo così alla batteria di produrre la tossina botulinica. Negli adulti, il botulismo intestinale è molto più raro, ma è comunque possibile. In questo caso, può verificarsi in persone con il sistema immunitario indebolito o in coloro che sono stati esposti a antibiotici per un periodo prolungato. L'uso eccessivo di antibiotici può alterare la microbiota intestinale, riducendo i batteri benefici che competono con le spore di Clostridium botulinum. EPIDEMIOLOGIA – Ubiquitario – In Italia è generalmente dovuto a cibi fatti in casa o artigianali. Il botulismo classico si acquisisce con le conserve fatte in casa, il pesto conservato. La tossina è relativamente stabile al calore. – Miele: può essere contaminato da spore di clostridium, che possono indurre il botulismo infantile. DIAGNOSI E TRATTAMENTO Sospetto clinico per avviare l’immunoterapia – Verifica della presenza della tossina nel siero, feci o contenuto gastrico – Isolamento in anaerobiosi – Trattamento: Vaccinazione con anatossina, non praticata di routine 3.3 CLOSTRIDIUM PERFRIGES Bastocelli G+ non mobili, capsulati ed anaerobi Spore localizzate centralmente, raramente visibili sia in vivo che in vitro Crescita rapida ed abbonante in vitro, β-emolitici Diffusi nell’ambiente e nell’intestino dell’uomo e degli animali PATOGENISI Producono diverse tossine (4 principali e 8 minori), le principali consentono la suddivisione degli isolati in 5 tipi (A – E). La patogenesi di Clostridium perfringens è principalmente legata alle tossine che produce, le quali danneggiano le cellule e causano lesioni nei tessuti. L'intossicazione si verifica tipicamente quando si ingerisce cibo contaminato, in particolare carne poco cotta o in cattivo stato, dove il batterio ha avuto il tempo di moltiplicarsi e produrre le sue tossine. La incubazione è breve (8-12h). Un aspetto positivo è che è necessaria una grande quantità di tossina affinché i sintomi siano gravi, il che non è molto comune. Inoltre, la tossina è termolabile degradata. (T>74ºC) Provoca infezioni distruttive di tipo necrotico causano lesioni evidenti sulla superficie. SINTOMI - Infezioni dei tessuti molli (es. cellulite) - Gangrena gassosa (degenerazione muscolare, necrosi estesa e shock) - Enterite necrotizzante (necrosi emorragica) - Crampi addominali e diarrea aquosa - NON si presentano febbre, nausea né vomito DIAGNOSI - Isolamento in agar sangue da un doppio alone - Identificazione della tossina con saggi immunoenzimatici - Test moleculari per geni della tossina TRATTAMENTO – Infezioni dei tessuti molli: intervento chirurgico e penicilline ad alte dosi – Tossinfezione alimentare: reidratazione orale, liquidi endovenosi. Di norma autolimitante per il dilavamento dei batteri PREVENZIONE Disinfezione ferite, eventuale profilassi antibiotica. La profilassi antibiotica si riferisce all'uso di antibiotici in modo preventivo per evitare infezioni, specialmente in situazioni ad alto rischio. Viene somministrata prima di un intervento chirurgico, in persone con il sistema immunitario indebolito, o in determinati contesti in cui c'è una alta probabilità di infezione. L'obiettivo è evitare che i batteri causino malattie, invece di trattare un'infezione già esistente. 3.4 CLOSTRIDIUM DIFFICILE Può essere un commensale intestinale, molto presente in i bambini e meno in adulti (del 65% dei bambini sani e nel 3% degli adulti sani,frequente nei pz. ospedalizzati). Questo genere è davvero molto vario e si potrebbe parlare di c. difficile (al plurale) Produce facilmente spore Cresce velocemente ma i betteri muoiono (mueren) rapidamente se esposte all’O2 Produce svariati (varios) acidi grassi volatili (odore di «cortile») Proteine di superfice importanti per adesione all’epitelio intestinale → rilascio concentrato di tossine PATOGENISI Produce 2 tossine: - Tossina A: enterotossina→ influenza principalmente l'intestino. - Tossina B citotossina→ effetto citotossico I sintomi associati all'infezione da Clostridium difficile sono spesso legati all'uso di antibiotici. Questi farmaci alterano la microbiota intestinale, eliminando le batteri benefiche e permettendo la proliferazione di C. difficile. La sua proliferazione porta alla produzione di tossine che danneggiano la mucosa intestinale, causando infiammazione, diarrea e, nei casi più gravi, complicazioni come la perforazione intestinale. L'infezione da Clostridium difficile è particolarmente importante perché è associata alla colite pseudomembranosa, causata dall'azione distruttiva delle tossine sulla mucosa intestinale. DIAGNOSI Isolamento in terreno selettivo specifico Dimostrazione della tossina nelle feci mediante: o saggi immunoenzimatici o Test citotossicità su colture cellulari o Test molecolari (PCR, RT-PCR) TRATTAMENTO Sospensione antibiotici nelle forme lievi Vancomicina o metronidazolo in forme gravi. Recidive nel 20-30% dei casi per presenza spore. Trapianto fecale: è utile per trattare le infezioni ricorrenti da Clostridium difficile perché ripristina la microbiota intestinale sana. Introducendo feci da un donatore sano, si reintegrano i batteri benefici che sono stati eliminati dagli antibiotici, aiutando a ristabilire l'equilibrio batterico nell'intestino e prevenendo la proliferazione di C. difficile. LEZIONE 5: STAPHYLOCOCCUS Cocci gram + di circa di 1um di diametro Aerobi- anaerobi facoltativi Catalasi positivi Non flagellati/ immobili Asporigeni Formano facilmente un biofilm. Diverse specie associate con l’ uomo: - Narici anteriori (S. aureus) - Piege delle pelle con ghiandole apocrine - Epidermide (S. epidermidis) S. AUREUS 1. CARATTERISTICHE È un patogeno estremamente versatile perche ha molte fattori di virulenza (anche se vedremo solo tre). È capace di provocare diversi tipi di malattie: Perchè è molto diffuso e resistente: - Temperatura tra 10º e 45º C - pH tra 4 e 9 - Alofilia (Crece in ambienti ricchi di sale) - Ambienti secchi Coagulasi positivo: Un tempo si pensava che solo i Staphylococcus coagulasi positivi (come S. aureus) fossero patogeni significativi, poiché la coagulasi li aiutava a eludere il sistema immunitario e a formare ascessi. Tuttavia, ora si sa che alcuni Staphylococcus coagulasi negativi, come S. epidermidis, possono anche essere patogeni, specialmente in persone immunocompromesse o con dispositivi medici. Sebbene il test della coagulasi sia ancora utile per identificare S. aureus, non è più l'unico criterio per determinare la patogenicità. 2. FATTORI DI PATOGENICITÀ È caratterizzato da un pigmento carotenoide giallo con propietà antiossidanti. Questo pigmento promuove la resistenza ai fenomeni ossidativi della risposta inmunitaria. Capsula antifagocitaria (spesso non prodotta in vitro) Strato gelatinoso che facilita l’adesione e la formazione di biofilm S. aureus ha una complessa dotazione di fattori di patogenicità, principalmente sono: Componenti strutturali di superficie, come proteine e polisaccaridi. Sostanze solubili come esotossine e esoenzimi. Proteina A: La proteina A ha un ruolo importante nella evasione della risposta immunitaria, perchè ha molta affinittà con la regione Fc dell’ anticorpo, impedendo che la regione variabile dell'anticorpo si leghi all'antigene. Coagulasi: Catalizza la conversione di fibrinogeno in fibrina Catalasi: Catalizza la trasformazione di H2O2 in acqua ed ossigeno (sopravvivenza nei macrofagi e protezione contro i meccanismi ossidativi). Fibrinolisina: O stafilochinasi, può sciogliere i coaguli di fibrina. Ialuronidasi idrolizza l’acido ialuronico (matrice extracellulare) Lipasi sopravvivenza nelle zone sebacee TOSSINE Le tossine hanno effeti diversi nei diversi tipi cellulare: Tossina alfa (α): Media citolisi creando pori nella membrana cellulare. Provoca necrosi se iniettata sottocute. Tossina beta (β): Sfingomielinasi C, idrolizza i fosfolipididi membrana Tossina delta (δ): Grande proteina idrofobica, provoca la lisi cellulare agendo come un detergente Tossina gamma (ϒ): Lisa eritrociti e linfoblasti Leucocidina: Uccide i leucociti Tossina esfoliativa o tossina epidermolitica. Provoca una dermatite esfoliativa. Serina proteasi, danneggia i desmosomi Tossina-1 della sindrome da shock tossico è un superantigene, crea sintomi generalizzati Enterotossine: Sono 5 tossine sierologicamente distinte. Resistenti al calore. E associati a sintomi gastrointestinali. REGOLAZIONE DELLA VIRULENZA - Espressione delle molecole di adesione nella fase iniziale dell’infezione. - Espressione delle tossine e di altri fattori di patogenicità nella fase successiva - I fattori di virulenza garantiscono la distribuzione di proteine per il tessuto. 3. EPIDEMIOLOGIA Batteri ubiquitari: si trovano nella superficie degli oggetti, pieghe della pelle, orofaringe, tratto gastro- intestinale e urogenitale. Il vestibolo nasale è il principale sito di colonizzazione e circa il 15% degli adulti sono portatori persistenti di S. aureus nel nasofaringe. Se analizziamo i soggetti con colonizzazione persistente vediamo che la colonizzazione nei diversi tessuti è aumentata in modo significativo. L’incidenza dei portatori è più alta negli ospedali e la speciale capacità dello S. aureus di sviluppare antibiotico-resistenze ha un ruolo cruciale nel renderlo un patogeno di successo, soprattutto in ambiente ospedaliero. 4. SINDROMI CLINICHE S. aureus provoca un’ampia gamma di malattie variabili per sede e gravità potendo interessare qualsiasi organo ed apparato S. aureus provoca malattia mediante due modalità di azione patogenica: 1. Invasione e distruzione di tessuti 2. Produzione di tossine Staphylococcus aureus è un batterio dotato di una potenzialità patogena molto elevata, che deriva dall’insieme di una varietà di componenti strutturali, e in modo ancora più significativo dalle numerose sostanze solubili (esotossine ed esoenzimi) che produce. DIVERSI TIPI DI INFEZIONI Infezioni cutanee: o Impetigine: È un'infezione superficiale della pelle; o Follicolite: Infezione dei follicoli piliferi o Infezione di ferite: Causa rossore, dolore, gonfiore e, in alcuni casi, ascessi. Setticemia: È un'infezione grave in cui i batteri entrano nel flusso sanguigno e possono diffondersi ad altri organi. Se non è trattata può dare endocardite, un'infezione delle valvole cardiache. Polmonite: È un'infezione dei polmoni, con febbre, tosse e difficoltà respiratorie. È una delle complicazioni più gravi delle infezioni da Staphylococcus aureus. Osteomielite: È un'infezione ossea che di solito si verifica quando Staphylococcus aureus arriva all'osso attraverso il flusso sanguigno o da una ferita aperta. Sindrome stafilococcica della cute scottata (SSSS): È dovuta alla tossina esfoliativa prodotta da Staphylococcus aureus. La tossina esfoliativa agisce sulle cellule superficiali della pelle, provocando la descomposizione delle cellule dell'epidermide. Questo porta a un'esfoliazione della pelle e rossore, simile a una grave scottatura. Questo sindrome colpisce soprattutto i bambini piccoli e le persone con un sistema immunitario indebolito. L'impetigine bollosa è una forma localizzata di SSSS. Sindrome da shock tossico (TSS): È causata principalmente dalla produzione di un superantigene TSST-1 da parte di Staphylococcus aureus (anche se può essere causata anche da Streptococcus pyogenes). Il superantigene attiva in modo massiccio il sistema immunitario, causando un rilascio eccessivo di citochine, il che porta a una risposta infiammatoria generalizzata. Ciò può provocare uno shock grave, danni a più organi, febbre alta, ipotensione e danni muscolari. (può causare morte). Descritta nelle donne che facevano uso di iper-assorbenti, ma anche in soggetti immunodepressi. Avvelenamento alimentare: Può produrre tossine che causano intossicazione alimentare quando si consumano alimenti contaminati (carne lavorata, creme e gelati ad alto contenuto di zucchero). Le tossine possono causare vomito, diarrea e malessere intestinale. La contaminazione ha sempre come fonte un portatore umano. Il prodotto deve rimanere a temperatura ambiente per permettere la produzione della tossina. Almeno 7 sono resistenti al calare ed enzimi digestivi. 5. DIAGNOSI DI LABORATORIO Esame microscopico solo da materiale necrotico (pus). Gram + ___ poner caracteristicas Esame colturale: o Terreni solidi addizionati con sangue di pecora o È selettivo per Stafilococchi: o Terreni solidi contenenti NaCl al 7.5% che inhibisce Gram – e mannitolo o Ha rosso fenolo, che è un indicatore del pH, quindi se il batterio fermente il mannitolo, si manifesterà un cambiamento di colore dovuto alla variazione del pH del mezzo. Per il trattamento è importante la valutazione della sensibilità ai farmaci perchè ci sono molti tipi diversi e molti tipi di sintomatologia. Per la tipizzazione: I metodi molecolari hanno sostituito la Tip. fagica e sierologica 6. STAFILOCOCCHI METICILLINA RESISTENTI (MRSA) Solo il 10% è sensibile alla penicillina (resistenza plasmidica). Il factore di vurulemza: β- lactamasi le conferisce resistenza agli anticorpi. Attualmente il 30-40% dei ceppi di S. aureus e la quasi totalità degli stafilococchi coagulasi negativi sono resistenti anche alla meticillina (MRSA): o mecA, gene codificante una PBP2a che ha bassa affinità per la meticillina e che può complementare le altre PBP affette. o PABP2a è una proteina di legame della penicillina (PBP). Normalmente, le PBPs sono responsabili della sintesi della parete cellulare batterica, un processo chiave per la sopravvivenza dei batteri. La PBP2a ha una bassa affinità per la meticillina e altre penicilline. Ciò significa che, anche se la meticillina tenta di legarsi a questa proteina per inibire la formazione della parete cellulare, la PBP2a non viene influenzata. Inoltre, il gene mecA di compensare la funzione di altre PBP che sono sensibili alla meticillina. In questo modo, anche se altre PBP (che normalmente verrebbero inibite dalla meticillina) non funzionano correttamente a causa dell'antibiotico, la PBP2a continua a svolgere la sintesi della parete cellulare, permettendo la sopravivenza del batterio. o È grave perchè il trattamento con meticillina ha funzionato molto bene o I ceppi MRSA vengono trattati con vancomicina o la daptomicina. (C'è preoccupazione quando ci confrontiamo con ceppi resistenti alla vancomicina). LEZIONE 6: STREPTOCOCCHI 1. CARACTTERISTICHE GENERALI Gli streptococchi sono cocchi gram-positivi e catalasi-negativi. Sono anche capsulati, immobili e asporigeni (non forma spore). Hanno un diametro di circa 1 μm. A differenza degli stafilococchi, questi sono disposti sotto forma di catenelle o a coppie, a seconda delle specie e anche del terreno di coltura. Sono catalasi negativi. Le specie più patogene sono anaerobie aerotolleranti: hanno un metabolismo energetico fermentativo di tipo lattico ma possono crescere anche in presenza di ossigeno. Può essere coltivato in un'atmosfera normale. Normalmente lo troviamo nella mucosa (bocca, orofaringe, intestino), anche nell’intestino e nella cute. È un patogeno opportunista (carie dentale, endocarditi…) S. fecali→ enterococcus * La specie più rilevante è S.pyogenes. En el caso en el que en nuetro isolamiento encontramos un grupo catalasa – no tendremos una__ si no que tendremos a esta bact Lo encontramosnonrmalemente en la mucosa y tamb en __ sdepende de la especie, un ambiente muy rico en este tipo de bacterias e la boca. In pasato los analisis moleculares han demostrado que__ y __ forman oarte de especies diferentes. 2. CLASSIFICAZIONE Possiamo classificare le specie in base alla loro emolisi e al test antigenico di Lancefield. En lo que se refiere al streptococus hay una clasificacion basa en dos tipos: - Potere emolico - Caratteristiche antigeniche POTERE EMOLICO Per vedere il tipo emolisi coltiviamo le colonie su agar sangue: Ci sono varie forme di emolisi: alfa, beta, gamma. α =emolisi incompleta, parziale (viridanti). Si tratta di una digestione parziale dei globuli rossi, quindi l'endotossina ha una capacità emolitica parziale. Col tempo, a causa dell'ossidazione, acquisisce un colore verde. → S. pneumoniae/ viridans β = emolisi completa con alone trasparente. i globuli rossi e l'emoglobina vengono completamente distrutti. →S. pyogenes/ agalactiae ϒ= non emolisi. I batteri non producono emolisina. → la maggior parte degli Enterococchi (anche non ent.) α emolisi Possiamo utilizzare la diversa sensibilità all'optochina per differenziare le specie di stretococchi all'interno di quelle α -emolisi. Una bassa concentrazione di Optochina inibirà selettivamente la crescita di S. pneumoniae originando un alone di inibizione. Perciò: - Senza alone (sinistra): S. viridians (resistance to optochina) - Alone di inibizione (destra): S. pneumoniae β emolisi In questo caso viene utilizzato il test di bacitracina. Una bassa concentrazione di Bacitracina inibirà selettivamente la crescita di S. pyogenes originando un alone di inibizione. Perciò: - Alone di inibizione (sinistra): S. pyogenes - Senza alone (destra): S. agalactiae CARACTTERISTICHE ANTIGENICHE Un altro tipo di nomenclatura è il tipo antigenico. Rebecca Lancefield ha descritto che nelle pareti degli streptococchi si trova un polisaccaride (antigene C o antigene di Landfield) presente nella parte strutturale interna che può essere rilasciato con un certo trattamento. La variabilità antigenica del polisaccaride C (ha consentito di suddividere gli streptococchi in una ventina di gruppi indicati con le lettere maiuscole dell’alfabeto. Ciò ha permesso di definire una serie di gruppi. Ma se un’eccellente corrispondenza con un particolare gruppo di Lancefield esiste per le principali specie streptococciche β -emolitiche (S. pyogenes = gruppo A, S. agalactiae = gruppo B), nella galassia degli streptococchi orali la situazione è molto eterogenea. 3. STREPTOCOCCUS PYOGENES (GAS) È un β emolitico di gruppo A Ha una capsula, fattori di adesione e tossine FATTORI DI VIRULENZA Sreptococcus pyogenes presenta un’ampia gamma di strutture superficiali che possono funzionare da antigeni, favorire l’adesione alle cellule dell’ospite, eventualmente favorire anche l’invasione, od ostacolare l’opsonizzazione e la fagocitosi e le funzioni del complemento. ➔ Proteina M: È una molecola fibrillare disposta a sparale, è il principale fattore di virulenza. La proteina M si lega al fibrinogeno, una proteina plasmatica e al fattore H, prevenendo l'attivazione della convertasi C3. Agisce inibendo l’attivazione della via alternativa del complemento e può essere considerata il principale determinante di patogenicità di S. pyogenes. Anche può inhibire la fagocitosi (perchè previene opsonizzazione per mancata produzione di C3b). Ma tutta la porzione carbossi-terminale della proteina è relativamente conservata, mentre la porzione aminoterminale è ipervariabile. Questa variabilità è alla base della molteplicità dei sierotipi M: sono oltre 100 e sierotipi** oggi identificati sulla base di tutta la reattività sierologica della proteina.ENTENDER Adesione alle cellule epiteliali. ** (variante all'interno di una specie di microrganismi, come batteri o virus, che si distingue per la composizione dei suoi antigeni). Gli anticorpi anti proteina M sono protettivi e conferiscono immunità per quel sierotipo. ➔ Fimbriae: Le fimbrie sono appendici costituite da proteine e acido lipoteicoico con funzione di adesine. ➔ Proteina F e acido lipoteicoico: Funzionano da recettore della fibronectina (FBP: fibronectin-biding protein), consente l’adhesione batterica alle cellule epiteliali respiratorie. Anche l’acido lipoteicoico ha funzioni di adesine. La proteina F agisce anche da invasina mediando il processo di invasione delle cellule epiteliali La legatura dell'epitelio è un evento importante nella colonizzazione. Inoltre si è visto che lo Streptococcus pyogenes può entrare nella cellula, nonostante in passato fosse considerato un batterio libero. Pertanto questo fattore di virulenza può contribuire a fenomeni di resistenza dei batteri e alla patogenesi. ➔ Capsula di acido ialuronico: Elevato potere antifagocitico e non immunogenica. L’ acido ialuronico non essendo abbastanza diverso dall’acido ialuronico dell’ospite, è immunologicamente tollerato e quindi non antigico. (Perchè il sistema immunitario lo riconosce come proprio). ➔ Tossine ed enzimi: - Esotossine pirogene → tossine eritrogeniche prodotte da fagi lisogeni. Il fago trasporta i geni che codificano queste tossine e, quando infetta S. pyogenes, integra il suo DNA nel genoma batterico, permettendo al batterio di esprimere le esotossine pirogene. Questo aumenta la virulenza del microrganismo ed è associato a infezioni gravi, come la scarlattina e la sindrome da shock tossico streptococcico.Ci sono 4 tipi distinti immunologicamente in S. pyogenes (SpeA, SpeB, SpeC y SpeF). Alcune agiscono come superantigeni: inducono citochine (IL-1, IL-2, IL-6, TNF-α). Rash della scarlattina, shock tossico. - Streptolisina S → non immunogena; ha un elevato potere litico, lisa linfociti, eritrociti, piastrine (beta-emolisi) - Streptolisina O → immunogena, lisa linfociti, eritrociti, piastrine, cellule tissutali. È prodotto nel tessuto interno. Potente immunogeno: il titolo anti-streptolisina O (ASO) è un esame sierologico tipico per la diagnosi di infezione da S. pyogenes (per sequele non supporative). - Streptochinasi → Scioglie (disuelve) i coaguli di fibrina (fibrinolisina) - Peptidasi C5a → degrada il C5a la cui attività è di reclutare ed attivare fagociti - Ialuronidasi → Le invasine sono molecole essenziali per la capacità dei patogeni di stabilire infezioni, facilitando l'interazione e l'invasione delle cellule dell'ospite. La ialuronidasi rompe i legami tra le molecole di acido ialuronico, distruggendo la struttura della matrice extracellulare. - DNAsi → 4 tipi distinti immunologicamente (da A a D); degradano il DNA libero presente nel pus EPIDEMIOLOGIA di Streptococcus pyogenes: Colonizzaano l’ orofaringe di bambini, il oumo è l’ ospite naturale. Colonizzazione passaggera (termina con la respuesta inmunitaria de la proteina M) Trasmessi per via respiratoria L’infezione è facilitata da condizioni di affollamento (congestione umana) Le infezioni dei tessuti molli (blandos) sono inizialmente precedute da una colonizzazione della cute. Questo batterio posso causare due tipi di malatie: suppurative e non supurativa (a lungo termine). * suppurare: Secrezione o drenaggio di un liquido, generalmente pus, da unaferita, un'ulcera o un'infezione. malattie suppurative Faringite: - Principalmente nei bambini tra 5 e 15 anni - Difficile da distinguere da quella di origine virale Scarlattina : - Complicazione della faringite (esotossina pirogena) Impetigine: contatto con persone colonizzate o oggetti contaminatie successiva penetrazione nei tessuti sottocutanei attraverso lesioni) - infezione purulenta (con pus) della pelle. Erisipela: preceduta da infezioni del tratto respiratorio odella pelle; bambini e anziani) - Infezione acuta della pelle e del tessuto sottocutaneo. Cellulite: - infezione dei tessuti sottocutanei Fascite necrotizzante: - Infezione profonda dei tessuti sottocutanei è un'infezione grave e rapida che attacca i tessuti molli del corpo, in particolare i muscoli, la pelle e la fascia (uno strato di tessuto connettivo che circonda i muscoli). Sindrome da shock tossico: - In aumento dagli anni ‘80, simile alla analoga sindrome dovuta allo S. aureus. Spesso come conseguenza della fascite necrotizzante. Febbre puerperale (infezione post parto) → La infeccion de s.pyogenes en sujetos que no se tratan hay riesgo de complicacion. Toda slas infeccines que veos no son debidas al bacterio pero si se deben a al alteracion de la respues inmunitaria: malattie NON suppurative Febbre reumatica - Malattia cronica conseguente alla faringite (manifestazione 1-5 settimane dopo la faringite) - Reazione autoimmunitaria verso il tessuto cardiaco, le articolazioni, i vasi sanguigni (mimetismo molecolare dovuto a somiglianze strutturali tra la proteina M e la miosina) - Possibilità di danni cardiaci permanenti - Manifestazioni neurologiche - Solo alcuni ceppi sono reumatogeni (M5, M6, M18) Glomerulonefrite acuta - Complicazione di alcune infezioni streptococciche (respiratorie e cutanee). - Riguarda solo alcuni ceppi «nefritogeni» di cui alcuni associati a faringite (M12) e altri a impetigine (M49). Non è comune ma è molto pericoloso. - Formazione e conseguente presenza in circolo di una elevata quantità di immunocomplessi Ag-Ac che si depositano a livello del glomerulo: processo infiammatorio riduce la sua capacità di filtrare il sangue in modo efficace, causando l'accumulo di liquidi e rifiuti nel corpo - Meccanismo non ben conosciuto (sospetta patogenesi autoimmunitaria per produzione di autoanticorpi verso il parenchima renale). DIAGNOSI di Streptococcus pyogenes: Esame microscopico - per infezioni cutanee o sottocutanee Esame immunologico: - Ricerca dei carboidrati grupo specifici, Per sapere se la particolare complicanza è legata a questo batterio, osserviamo l'antigenicità della stroptolisina O e misuriamo il legame dell'anticorpo con questa proteina per confermare malattie non suppurative - Se il risultato è positivo, si tratterà di un’infezione recente. Altrimenti non è possibile stabilire un rapporto causa-effetto. - Esame colturale: agar sangue 4. STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE Streptococco alfa emolitico (emolisi parziale), pneumolisina: lega il colesterolo delle membrane cellulari e crea dei pori; può distruggere cellule epiteliali e fagociti). Causa frequente di: polmoniti negli adulti e altre infezioni localizzate come otiti e sinusiti (specialmente nei bambini). Causa anche meningite pneumococcica e produce danno causato da una forte infiammazione. Capsula antifagocitaria. Circa 90 sierotipi capsulari di natura polisaccaridica FATTORI DI VIRULENZA ➔ Capsula polisaccaridica legata covalentemente alla parete: potente attività antifagocitaria. La capsula è un importante fattore di virulenza e diversamente da quanto accaduto con s. pyogenes, questo sarà antigenico, produce una stimolazione di una forte reazione infiammatoria nel sito di infezione PATOGENESI Colonizzazione della cavità nasofaringea Migrazione verso i polmoni, per questo i fattori importanti sono: pneumolisina, igA proteasi (degradano le immunoglobuline di tipo A), la maggior parte dei danni è causata dalla risposta dell'host. Infiammazione e danno tissutale (sostanza C, peptidoglicano, pneumolisina, produzione H 2O2). EPIDEMIOLOGIA Colonizza asintomaticamente la gola (garganta) e la cavità nasofaringea. Cerca del 60% dei bambini in età prescolare è colonizzado. Pero, negli adulti e meno frequente (10%). La maggior parte dei bambini agisce come portadore sano. È tramesso per via aerea. Colonizzazione ed infezioni più frequenti nella stagione fredda. ➔ La colonizzazione può risolversi con: 1. l’eliminazione del microrganismo 2. la persistenza asintomatica del microrganismo per molti mesi (portatore) 3. malattia Sindromi cliniche: Polmonite: - Maggiore responsabile di polmoniti acquiste in comunità. Sinusite ed otite media: - Normalmente precedute da infezioni virali al tratto respiratorio superiore. Meningite - Come complicazione di altre infezioni Setticemia - Se l'infezione non viene trattata o se il sistema immunitario è indebolito, i microrganismi possono fuoriuscire (salir/escapar) dal tessuto polmonare verso i capillari vicini. Dai capillari polmonari, i batteri o le tossine entrano nel flusso sanguigno. - Nel 25-30% dei pazienti con polmonite DIAGNOSI DI LABORATORIO di Streptococchi. pneumoniae Esame microscopio: - Colorazione di Gram sull’espettorato (muco) - Reazione di quellung (rigonfiamento (hinchazón) capsulare). Il campione viene mescolato con un siero contenente anticorpi specifici contro la capsula di S. pneumoniae. Se il batterio è presente, gli anticorpi si legano alla capsula, provocandone il rigonfiamento (reazione di Quellung). Al microscopio, la capsula si presenta ingrandita e più visibile. * Questo metodo viene utilizzato per vedere la capsula ma in questo caso viene utilizzato come metodo digonositico. Ricerca dell’antigene - Saggi antigenici per la sostanza C → da non confondere con il polisaccaride C. (NON è lo stesso) Esame colturale - terreni ricchi supplementati con sangue - sensibilità alla optochina (già visto) PREVENZIONE Vaccini basati sui polisaccaridi capsulari. - PVC 10 (1, 4, 5, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19F e 23F): Una vaccinazione coniugata contro Streptococcus pneumoniae (pneumococco), progettata per proteggere contro 10 sierotipi diversi di questo batterio. I polisaccaridi capsulari del batterio da soli non sono abbastanza immunogenici in questi bambini, poiché il loro sistema immunitario non risponde in modo efficace a questo tipo di antigeni. - PVC13 (sierotipi 1, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19A, 19F e 23F): Coniugato co anatossina difterica. L'anatossina difterica viene utilizzata perché è una proteina sicura e immunogenica, che non causa danni ma stimola fortemente la risposta immunitaria, rendendola ideale per migliorare l'efficacia del vaccino nei bambini piccoli, il cui sistema immunitario è ancora in fase di sviluppo. - Vaccino polisaccaridico non coniugato 23- valente. Somministrazione dei vaccini coniugati è consigliata nei primi 2 mesi di vita. Perchè questi vaccini hanno diminuito i casi di Invasive pneumococcal disease. Quello non coniugato è consigliato nei soggetti adulti a rischio. ➔ È importante sapere quali sono i ceppi più importanti per lo sviluppo dei vaccini. TEST DI CATALASI E COAGULASI Catalasi: Questo test viene utilizzato per differenziare stafilococchi e streptococchi. Gli stafilococchi sono catalasi positivi (cioè producono bolle quando viene aggiunto perossido di idrogeno), mentre gli streptococchi sono catalasi negativi (non producono bolle). Coagulasi: Il test per la coagulasi viene utilizzato per distinguere tra diverse specie di Staphylococcus. Gli Staphylococcus aureus sono coagulasi positivi, il che significa che producono coagulasi, mentre altri stafilococchi (come Staphylococcus epidermidis) sono coagulasi negativi. LEZIONE 7: LYSTERIA MONOCYTGENE 1. INTRODUZIONE Gram +, di piccole dimensioni (0,4 μm *2 μm) Anaerobisi-facoltativi È un bacterio ambientale molto diffuso, dato la sua capacità di proliferare in condicioni di T fino a 45º e alta salinità. È mobili solo a RT. Può contaminare molti alimenti. Listeria è un patogeno intracellulare facoltativo, può vivere nel tessuto ma può anche vivere all'interno della cellula. È importante perché la Listeria causa un'infezione grave che ha una mortalità del 20-30%, soprattutto nelle popolazioni di neonati, anziani e donne in gravidanza (per questo motivo è importante fare attenzione all'alimentazione). Un soggetto con problemi al sistema immunitario è particolarmente a rischio. 2. PATOGENESI Trasmessa da alimenti Penetra la barriera intestinale Raggiunge il circolo tramite i macrofagi e raggiunge fegato e milza Può superare la barriera placentare ed ematoencefalica. È un batterio pericoloso perché può supera la barriera intestinale, permettendo un aumento della quantità liberata nel sangue che può arrivare al cervello, poiché il batterio è anche associato alla meningite. Inoltre, può arrivare al feto, causando complicazioni durante la gravidanza. Infezione inizia a livello di: - enterociti, - cellule M delle placche del Peyer - cellule caliciformi Per penetrare nella barrera intestinale Utilizza diversi meccanismi (utilizzati anche da altri batteri), le vie di internalizzazione prevedono: Nel momento in cui gli enterociti entrano nell'apoptosi, la barriera epiteliale diventa discontinua e ciò consente l'ingresso di Listeria monocytogenes. Attraverso la fagocitosi da parte delle cellule M (che si alternano alle cellule epiteliali) possono spostarsi all'interno del tessuto. Pertanto, la Listeria utilizza le cellule M per attraversare la mucosa intestinale e iniziare la sua invasione nel corpo, in particolare negli enterociti e in altri tipi di cellule Attraversando le giunzioni delle cellule caliciformi che secernono muco e degli enterociti, attraverso la transcitosi delle cellule caliciformi. Internalizzazione Per evitare la risposta umorale: questo è un bacterio intracellulare facultativo e si nasconde al sistema immunitario all'interno delle cellule in modo che il sistema non lo riconosca e quindi non tenti di eliminarlo. La internalizazione e mediata dalle internaline (InlA e InlB). Il batterio può fuoriscire dal lisosoma tramite azione della listeriosina O, fosfolipasi C tipo A e B. La replicazione dal batterio abvviene nel citoplasma ed il batterio può polimerizzare l’actina grazie alla proteina ActA, questo gli permette invadere cellule adiacenti.(evitando la risposta umorale)). Toxine: Listeria monocytogenes è in grado di produrre delle vescicole extracellulari di 20-200 nm. Tali vescicole contengono la listeriolosina O e le fosfolipasi C e contribuiscono alla citotossicità dell’infezione batterica. Perché la sua composizione lipidica sta alterando la membrana cellulare. La listeriolosina O è una citotossina che entra nel nucleo della cellula dove induce cambiamenti nell'espressione genica associata all'apoptosi. 3. EPIDEMIOLOGIA La listeriosi umana è una malattia sporadica non stagionale Malattia soggetta a notifica Epidemie focali e casi sporadici legati ad alimenti contaminati (A livello industriale ) In Italia l’incidenza è di 0,1 casi per 100.000 persone 4. SINTOMI Manifestazioni cliniche: – Malattia neonatale: Esordio precoce (transplacentare): aborto, mortalità perinatale, nascita prematura, granulomatosi infantisettica – Infezioni in gravidanza: In genere al 3 trimestre: simil-influenzale a volte autolimitante – Malattia negli adulti sani: Infezioni asintomatiche o simil-influenzali, a volte gastroenterite acuta – Meningite negli adulti.: E’ la più comune forma di infezione disseminata (20-50% mortalità), molto peligrosa – Batteriemia primaria: o Febbre e brividi (es gravide) o febbre alta. o Rischio di morte per neonati di donne con sepsi o in immunocompromessi. 5. DIAGNOSI Analisi microscopica: e. liquor, Coltura: o Crescono in terrenni selettivi, o Emolisi beta in generale debole, potenziata da S. aureus emolitico CAMP test o Test di motilità (in agar semisolido o liquido) Identificazione: Test biochimici e test sierologici (13 sierotipi) PFGE, MLST e NGS: Utilizzati per studi di focolai ed epidemiologici Puedo verla tamb en un terreno agar sangre. Como se puede ver mejor→ test 5. TRATTAMENTO E PREVENZIONE → Trattamento negli casi gravi con antibiotici (problemi di resistenza x FQ, macrolidi e Tet) → Prevenzione negli soggetti a rischio dovrebbero evitare cibi di origine animale crudi o poco cotti o vegetali crudi non lavati e formaggi molli. LEZIONE 8: CORNEBACTERIUM 1. CARATTERISTICHE Oltre 100 specie e sotto-specie Parete simile a quella dei G+ caratterizzata dalla presenza di acidi micolici a corta catena (22-26 atomi di C), acido mesodiaminopimelico, arabinosio e galattosio. Catalasi positivi Produttori di acidi (Ac. Lattico) mediante fermentazione di zuccheri In agar sangue in genere non danno emolisi Ubiquitari 2. DIFTEROIDI Il termine difteroidi si riferisce specificamente alle specie di Corynebacterium che fanno parte della flora batterica normale nel corpo umano, in particolare sulla pelle e sulle mucose (come la gola, la nasofaringe e l'uretra), e che generalmente non sono patogene. La maggior parte dei difteroidi è commensale, cioè vive senza causare danno al corpo in condizioni normali. Sebbene generalmente non causino malattia, i difteroidi sono patogeni opportunisti, il che significa che in condizioni di sistema immunitario indebolito o altre situazioni favorevoli, possono causare infezioni. 3. CORYNEBACTERIUM. DIPHTHERIAE Il patogeno importante in questo contesto è Corynebacterium diphtheriae, il batterio responsabile della difterite. Corynebacterium diphtheriae si suddivide in quattro biotipi in base alla morfologia delle colonie e alle caratteristiche biochimiche: o Belfanti (più raro) o Gravis o Intermedius o Mitis Il biotipo Gravis è associato a casi più gravi di difterite, mentre il biotipo Mitis è generalmente correlato a infezioni più lievi. < 4. DIFTERITE C. diphteriae è il batterio risponsabile della difterite. La difterite è una malattia infettiva grave causata dal batterio Corynebacterium diphtheriae, che produce una tossina dannosa. Colpisce principalmente le vie respiratorie, come la gola (garganta) e il naso, e può causare febbre, mal di gola, difficoltà respiratorie e la formazione di una membrana grigia nella gola. Nei casi gravi, la tossina può danneggiare il cuore, i nervi e i reni, causando complicazioni severe. - EPIDEMIOLOGIA - Endemico nei Paesi a basso reddito Il uomo è il unico serbatoio Quasi scomparso nei paesi industrializzati grazie alla vaccinazione Diffusione aerea, per contattato delle lesioni, raramente via fomiti - PATOGENESI - Localizzazione sulle mucose delle alte vie respiratorie – Tossina A-B attivata per proteolisi sintetizzata in base a Ph e [Fe] – Tossina codificata da un batteriofago lisogeno (fago β) citotossica perche derada la membrana o Esotossina S o Leucocidina o Piocianina: (produzione ROI) o Pioverdina (sideroforo): quelante dI ferro. LASCIAel hierro disponible a este bacterio. ➔ Ha una capsula di alginato che provoca: - Mascheramento dal sistema immunitario - Protezione dagli antibiotici - Biofilm I pili sono importanti per la adhesione, il batterio arriva coloniza roduce enzimi e tossine tiene un I fattore dei secrecione de tipo 3 e una volta que colonizia il tessuo inizia a creari danni importante. All'inizio dell'infezione, questo batterio non ha un fenotipo mucoide e produce molti fattori di virulenza, si replica rapidamente e ha un metabolismo di tipo standard ed è sensibile agli antibiotici. Tuttavia, con il tempo, avviene una microevoluzione in cui vengono selezionate varianti più adattate. Queste varianti predominanti nell'infezione cronica sopprimono la produzione di fattori di virulenza (in questo modo non uccidono rapidamente l'ospite), producono molti polisaccaridi che formano la capsula e il biofilm, riducono il loro metabolismo e presentano un tasso di mutazione molto più elevato rispetto alle ceppi standard. Quindi, nell'infezione cronica, avremo una persona con un metabolismo basso, meno sensibile agli antibiotici, con un fenotipo mucoso e, quindi, molto difficile da trattare. 3. EPIDEMIOLOGIA Il batterio può collonizare il cateter e creare un biofilm→ preblemi serio E responsabile dei 10% delle infezione in ospedali por lo que hay muchas cepas resistenete a antibioticos Es ubiquitario y cuando se presenta en el ospite umano e difficile che sea un componente normal de la microbiota. Presenta colonias coloradas. Lo troviamo ubunque. Lo encontramos en el agua, in colorantipuede estar en todas lados por lo que es necesario estar muy atento para la prevencion Difficilmente causa malattia in soggeti sani, probablemente porque es complicado que pueda colonizarlo, una vez lo coloniza problema es po rello que causa el 10% de infeziones en importantes, aquí las personas estan mas inmunodreprimedas. Puo essere un patogeno molto serio in pazienti: affetti da fibrosi cistica Immunodepressi Isti Es uno de los patogenoas mas importantes Es una sitacion Persone che hanno cateteri (este es una fuente di infezione para acterio que creano il biofilm, este batterio puo creare il biofilm) Quando ci sono operacione molto serio, Fattori di virulenza Produce moltti fattori di virulenza: 4. SINDROMI CLINICHE Infezioni polmonari - Pazienti affetti da fibrosi cistica (infettati cronicamente) - Pazienti in chemioterapia Infezioni cutanee - pazienti ustionati - ferite chirurgiche Infezioni delle vie urinarie - pazienti cateterizzati Batteriemia Infezioni all’orecchio Infezioni oculari Si es resistente y no se trata bien puede causar muerte. 5. IDENTIFICAZIONE Crece facilmente a 37º sulla maggior parte dei terreni usati in batteriologia. Colonie larghe, verde-blu con odore fruttato Su agar sangre possono dare beta-emolisi Conferma con test biochimici Necessario l’antibiogramma (su più colonie) a causa di resistenze multiple Se tiene que analizar diferentes colonias para identificar ya que se pueden desarrollar diferentes tipos de resistencias, esto es necasario para ver que antibiotico es el mas eficaz. LEZIONE 12: LEGIONELLA 1. CARASTERISTICHE GENERALI Legionella sp. ubiquitario saprofita del suolo e delle acque Presente nelle torri di raffreddamento degli impianti di aria condizionata Inalati con aerosol da aria condizionata Dispositivi medici (per terapia inalatoria) contaminati Polvere, siti “lavori in corso” dove si generano aerosol presenti anche in biofilm negli impianti idrici 2. L. PNEUMOPHILA Lo specie più importante di Legionella Responsabile di cerca 1,85% delle infezioni da legionella Mobile (flagelli), bastoncino Gram – aerobio Riesche nutrizionali complesse Causa la legionellosi Queste microorganismo ambientalle. 3. CRECITA DELLA LEGIONELLA Condizioni di crecita: - Si moltiplicano fra i 20-50 °C; optimum 32-40 °C - Ruggine, ossidi, e altri microrganismi (e.g., protozoi) possono promuovere la crescita delle Legionelle. - L’oumo ha creato dei terreni ideali per la crescita di questo batterio: torri di raffreddamento, frigoriferi. Un grosso problema è che può diffondersi attraverso l’inalazione di aerosol da acqua contaminata da Legionella. - Microorganismi come proteozzo possono favorire la sua diffusione per i terreni. Legionella ha una fase di vita libera come batterio flagellato nelle acque e nelle amebe che hanno la capacità di fagocitare. Legionella utilizza i meccanismi che le permettono di vivere all'interno delle amebe per abitare nel fagosoma e distruggerlo, liberandosi e propagandosi nuovamente, continuando il suo ciclo. L'infezione nell'uomo avviene tramite l'inalazione di aerosol. Questo fa sì che, una volta raggiunto l'epitelio polmonare e fagocitata da un macrofago, la Legionella superi la barriera come se fosse un'ameba, sfuggendo alla morte per fagocitosi. In generale, non c'è trasmissione da persona a persona; di solito l'uomo è un ospite terminale per la Legionella, poiché la persona non produce aerosol contenenti Legionella. 4. SINTOMI della LEGIONELLOSI Suscettibilità - I sani sono relativamente resistenti, problema nosocomiale - Tutto ciò che ostacola le difese respiratorie (pesante abuso di alcol, fumo, età avanzata) aumenta la suscettibilità a contrarre la malattia Malattia: - Inizia omo una infezione pulmonare e associata a febre e disoriamento - Febbre, disorientamento, letargia – considerevole danno polmonare ▪ Non dimostrata la trasmissione interpersonale ▪ Non dimostrata l’esistenza di un serbatoio animale 5. DIAGNOSI DI LABORATORIO. Essistino dei terreni specifici di Legionella. Si isola per verificare la presenza, ma l'isolamento viene effettuato anche in ambienti considerati sensibili alla crescita della Legionella, come nelle piscine. Nel caso della specie umana, si può fare un'analisi non invasiva: Antigeni urinari per rilevare la presenza di LPS specifico per il sierogruppo 1 di Legionella. Test moleculari PCR. 6. TRATTAMENTO E PREVENZIONE Antibiotici capati di penetrar nei macrofagi come macrolidi e fluorochinoloni. Tutti i albergui fanno un trattado del agua, si riscalda fino a più di 65ºC. LEZIONE 14: NEISSERIAE 1. CARATTERISTICHE Sono patogeni molto importanti Sono gram – e hanno la carcteristica di Normalmente in coppia (chicco di caffè) Molte specie sono commensali delle prime vie respiratorie Aerobi/microaerofili, ossidasi + positivi Esigenti ha bisogno di nutrienti specifici (fattor X, NAD…) Alcuni delle cuale sono parti della flora normale della mucosi. Abbiamo due specie dei neisserie di interesse medico: - Neisserie gonorrhoeae: gonococco, associato a infezioni genitali - Neisserie meningiti: meningococco e un coco che ha un tropismo per infezione globle, causale - menigitos estremamente grav. → NEISSERIAE ha LOS anzichè (en lugar de) LPS, dei gram - LOS non ha il antigeno O, solo ha una catena corta di zuccheri. Questo promuove la penetrazione via fagocitosi: - 6 sierotipi in N. gonorrhoeae - 12 sierotipi in N.meningitidis Soggetto a variazione antigenica Los se diferencia del lps pq son molto meno stesse, no sono lungue. Il LOS è meno infiammatorio rispetto al LPS, quindi inducerà una reazione più limitata del sistema immunitario, rendendolo meno visibile e promuovendo la resistenza dell'organismo. Ciò è dovuto all'assenza di una lunga catena O-antigenica nei LOS, il che riduce la capacità dei LOS di attivare fortemente il sistema immunitario. Qui parliamo di sierotipi e promuove la penetrazione attraverso i fagociti. Neisseria, attraverso i suoi LOS, può aderire alle cellule fagocitiche (come macrofagi e neutrofili) ed essere internalizzata. Questo consente al batterio di penetrare nell'organismo senza essere immediatamente distrutto. 2. PATOGENESI I FASI dell’INFEZIONE sono: 1) Adesione alle cellule colonnari non ciliate dell’epitelio del nasofaringe (N. meningitidis) , da qui può raggiungere il cervello causando meningitis. Anche può trovarsi nell’uretra o nella cervice uterina (N. gonorrhoeae). 2) Distruzione dell’integrità dell’epitelio per tossicità dei prodotti batterici e penetrazione nei tessuti sottostanti. 3) Penetrazione anche per transcitosi: – internalizzazione e moltiplicazione nelle cellule epiteliali – il vacuolo contenente i batteri viene trasportato alla base della cellula – rilascio dei batteri nello spazio sotto-epiteliale. 4) Infiamazione causata per LOS e TNF, non sempre ma ce la possibita che ul batterio cree problemas ma o meno. N. meningitis Inizialmente, l'interazione è debole e poi diventa più forte con le zone della mucosa. Colonizza la mucosa dell'apparato respiratorio. Può superare la barriera epiteliale e, tramite transitosi, può arrivare alla lamina basale. Qui interviene la risposta immunitaria. I fagociti possono favorire l'invasione. N. meningitis attraversa l’epitelio anche per mezzo dei fagociti utilizzati come cavallo di troia. L’adesione è mediata dai pili e da proteine di superficie (Opa e Opc). Questa infezione si caratterizza per la diffusione del batterio in tutto l'organismo e un segno di questo tipo di infezione è la comparsa di lesioni distribuite in tutto il corpo. L'organismo può raggiungere il sistema nervoso centrale, causando una meningite molto grave. Il sangue ha fattori protettivi che riducono la capacità del batterio di persistere in questo ambiente. È stato osservato che ci sono ceppi di Neisseria meningitidis particolarmente resistenti che, quando entrano nel sangue, producono una capsula che le protegge da tutti i meccanismi immunitari presenti nel sangue. Questo puo causare eruzione cutanea. N. gonorrhoeae: L’infezione solitamente rimane localizzata e solo nell 1-3% dei casi può essere dissaminata. N. gonorrhoeae generalmente entra nel corpo attraverso le mucose, che rivestono le vie genitali, il tratto urinario, l'uretra, la gola o gli occhi. Dopo il batterio si adhiere con i pili o i proteine di adhesione. Il LOS gioca anche un ruolo cruciale nella capacità di Neisseria gonorrhoeae di eludere il sistema immunitario. La struttura del LOS può modificare la sua presentazione superficiale mediante variazione antigenica, rendendo difficile al sistema immunitario dell'ospite riconoscere e attaccare efficacemente il batterio. Questa evasione del sistema immunitario consente al batterio di persistere nel corpo e di diffondersi in altre parti. I macrofagi rilevano i LOS e rilascano TNF-α che reclutano neutrofili. Neutrofili e macrofagi tentano di eliminare i batteri attraverso la fagocitosi e il rilascio di mediatori antimicrobici. Tuttavia, N. gonorrhoeae possiede meccanismi per eludere questa risposta, come la modifica del suo LPS e la resistenza alla fagocitosi. L'accumulo di neutrofili morti, batteri e tessuto danneggiato dà origine all'essudato purulento, caratteristico dell'infezione gonococcica. ➔ In entrambi i casi le infezioni sono interessanti per la grande capacità di adattamento dei batteri, che superano numerose barriere nell'organismo. Questi batteri sono tipicamente umani 3. FATTORI DI VIRULENZA → Capsula antifagocitaria (solo in N. meningitidis) - Questa permette causare infezione sistemica, per questo, N.gonorrhoeae di solito no causa infezioni sistemici. - natura polisaccaridica - 13 sierogruppi (A, B, C, D, H, I, K, L, W-135, X, Y, Z, 29E) - I sierogruppi A, B, C, Y e W-135 causano la maggior parte delle infezioni. Sono più virulenti. → La capsula , i pili e le proteine di opacità sono soggeti a due principali meccanisi genitici: - Variazione di fase (on/off): Può attivare o meno la produzione della capsula. Questo aumenta la sopravvivenza del batterio perché, sebbene la capsula conferisca resistenza, se viene attivata troppo presto, il nostro organismo attiverà la risposta immunitaria prima, il che renderebbe difficile la proliferazione del batterio. Per questo motivo, la produzione della capsula verrà attivata una volta che il batterio si è già proliferato. - Switching tra ceppi: C

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