Ordine Campylobacteriales Famiglia Helicbacteriaceae Helicobacter spp. Campylobacter spp

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1 UNIVERSITA' degli STUDI di PERUGIA Facoltà di MEDICINA e CHIRURGIA Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia AA Ordine Campylobacteriales Famiglia Helicbacteriaceae Helicobacter spp Campylobacter spp

2 Helicobacter pylori CARATTERI GENERALI Gram- Mobile per flagelli polari Forma a spirale Cresce in presenza di 10% CO 2 5% O 2 85% N 2 UREASI + ossidasi + catalasi +

3 Helicobacter pylori Isolato nel 1983 Identificato nel 1984 come agente eziologico di gastrite cronica ulcera gastrica ulcera duodenale L infezione è associata a: adenocarcinoma gastrico linfoma gastrico MALT GASTRITE ULCERA Trasmissione per via orale n.b.: altre specie di Helicobacter sono responsabili di gastroenteriti

4 PATOGENESI ED IMMUNITÀ Fattori di virulenza: flagelli adesine proteina acido inibitoria produzione di ureasi mucinasi superossido-dismutasi (SOD) catalasi fosfolipasi Heat-shock protein HspB H. pylori

5 Tossina citotossica (CagA) codificata dal gene caga citotossina associata al gene A in un isola di patogenicità (cagpai). Tale tossina è correlata all alto rischio di gastrite grave, ulcera peptica e adenocarcinoma gastrico. sistema di secrezione tipo IV Ureasi : codificata dal gene ureab,la produzione di questo enzima, è importante per la sopravvivenza del microrganismo nell ambiente acido dello stomaco. Infatti l idrolisi dell urea presente nello stomaco produce ammoniaca e CO2 con conseguente aumento del ph gastrico.

6 L isola di patogenicità caga

7 Citotossina vacuolizzante (VacA) Codificata dal gene vaca + indice di infezione da H.pylori. Il gene vaca, oltre a favorire la persistenza batterica nello strato mucoso dello stomaco in quanto permette al batterio di sfuggire alla risposta immunitaria locale, codifica la produzione della citotossina attiva sulle cellule parietali gastriche, con diminuita secrezione acida protettiva. La differente espressione di vaca nel tempo e quindi l alternante entità della secrezione acida spiega l alternarsi dei periodi di remissione e di riesacerbazione nel paziente ulceroso.

8 PATOGENESI E IMMUNITÀ Diversi fattori contribuiscono alla infiammazione gastrica, alla alterazione della produzione di acido gastrico e alla distruzione del tessuto. La colonizzazione iniziale è favorita: 1) dal blocco della produzione di acido da parte della proteina acido-inibitoria. 2) dalla neutralizzazione degli acidi gastrici da parte dell ammonio prodotto dall attività ureasica batterica. L attività dell ureasi batterica è aumentata da una proteina heat shock (HspB) co-espressa con l ureasi sulla superficie del batterio. I batteri mobili passano poi attraverso il muco gastrico ed aderiscono alle cellule epiteliali.

9 Flagelli motilità e chemiotasi per la colonizzazione della mucosa più profonda Ureasi neutralizzazione dell acidità gastrica danni alla mucosa gastrica (ioni ammonio) LPS adesione infiammazione Proteine di superficie adesione Esotossina/e tossina vacuolizzante (VacA) danni alla mucosa gastrica Enzimi mucinasi proteasi lipasi danni alla mucosa gastrica Sistema di secrezione di tipo IV struttura pilare simile ad una siringa per inocuazione di molecole effettrici CELLULA Molecole effettrici (CagA, etc..) rimodellamento dell actina secrezione di IL8 replicazione cellulare inibizione dell apoptosi

10 ulcera gastrica 1. H. pylori penetra attraverso lo strato mucoso dello stomaco e aderisce alla superficie delle cellule della mucosa gastrica 2 tramite l ureasi produce ammoniaca dall urea (che neutralizza l acidità gastrica) 3 Si forma il focus infettivo 4 l ulcera gastrica si sviluppa per la distruzione della mucosa (tossina VacA) e infiammazione (CagA, citochine)

11 H. pylori è protetto dalla fagocitosi e dalla morte intracellulare grazie alla produzione di superossido- dismutasi (SOD) e catalasi. H. pylori produce altri fattori che stimolano: 1) secrezione di IL-8 2) produzione di PAF che causa ipersecrezione di acido gastrico 3) apoptosi delle cellule epiteliali gastriche

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14 Patogenicità Fattori dell ospite Fattori genetici Immunità Secrezione acida Acloridria Età dell acquisizione Fattori legati al batterio Fattori di colonizzazione Ureasi Motilità batterica Fattori che producono malattia VacA Fattori ambientali Fumo di sigaretta Uso esagerato di sale Dieta povera di antiossidanti

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16 Ruolo di H.pylori e di altri fattori nella carcinogenesi gastrica Mucosa gastrica normale Gastrite cronica attiva Atrofia gastrica Metaplasia intestinale H.pylori Risposta immune, dieta, gastrina, Predisposizione genetica dell ospite Acloridria,sostanze carcinogene Displasia Cancro dello stomaco

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18 Helicobacter pylori EPIDEMIOLOGIA L uomo è il principale serbatoio di H. pylori e la trasmissione avviene per via orale. Le modalità di trasmissione non sono chiare. Il rischio della colonizzazione diminuisce con l aumentare degli standard d igiene. H. pylori è associato a malattie come: gastriti, ulcere gastriche, adenocarcinoma gastrico e linfoma gastrico MALT. Tuttavia, la colonizzazione con H. pylori sembra offrire una protezione contro la malattia da reflusso gastroesofageo e contro l adenocarcinoma del basso esofageo e del cardias.

19 Helicobacter pylori è l agente eziologico di quasi tutti i casi di gastrite tipo B. La prova deriva: Helicobacter pylori CLINICA 1) dalla associazione, nel 100% dei casi, tra gastrite ed infezione causata da questo batterio 2) dall infezione sperimentale prodotta sia negli animali che nell uomo 3) dalla risoluzione istologica dei cambiamenti patologici, quando una terapia specifica viene utilizzata per eradicare il microrganismo. E causa delle ulcere gastriche e duodenali. La gastrite cronica è un fattore di rischio per il carcinoma gastrico.

20 Il più comune sito d infezione è l antro pilorico. Non invade la mucosa. Induce una forma di gastrite superficiale cronica. Tardivamente causa ulcere in alcuni pazienti. Nelle zone in prossimità dell infezione le cellule esprimono MHC-II e viene indotta la produzione di citochine proinfiammatorie (TNF-alfa, IL-6, IL-8) In combinazione con la citotossina e con l attività ureasica queste sostanze causano infiammazione cronica della mucosa gastrica ( ULCERA) L infezione aumenta la secrezione di gastrina e acido gastrico. Questo porta a metaplasia gastrica e a colonizzazione del duodeno.

21 Helicobacter pylori Clinica Gastrite di tipo B Ulcera peptica: crampi addominali durante la notte quando lo stomaco è vuoto. I crampi migliorano dopo l uso di antiacidi e dopo aver mangiato. Altri sintomi sono: perdita di peso, poco appetito, gonfiore, nausea, vomito.

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23 Diagnosi microbiologica Tests invasivi (endoscopia + biopsia gastrica) Istologia Test rapido all'ureasi Esame colturale Biologia molecolare (sonde DNA) Tests non invasivi (non endoscopici) Urea breath test Anticorpi specifici su siero Anticorpi specifici su sangue capillare Anticorpi specifici su urine Anticorpi specifici su saliva Ricerca dell'antigene fecale PCR (saliva / feci)

24 DIAGNOSI Campioni biologici: feci, tessuti, sangue. Istopatologia: biopsie gastriche Esame colturale in terreni COMPLESSI (Helicobacter Pylori Selective Agar) con sangue + emina e carbone) Esame microscopico: Colorazione di Gram o di Warthin-Starry. Esame sierologico: anticorpi persistono per molti anni, non sono proteggenti

25 Helicobacter pylori CLOtest da: "Campylobacter Like Organism" test. CLOtest è stato introdotto nel 1985 quando H. pylori era compreso nel genere Campylobacter. Giallo: negativo Rosso: positivo Pricipio: attività dell enzima ureasi

26 BREATH TEST - TEST DEL RESPIRO Paziente a digiuno da oltre 4 ore Beve 100 ml di pasto grasso o succo d arancia o acido citrico Espira per 10 secondi in tre tubi (campione TO) Beve acqua e urea (75 o 100 mg) Dopo 30 minuti espira in tre tubi (campione T30)

27 Ricerca dell'antigene fecale mediante test ELISA o Western Blotting Possibile anche esame sierologico per la ricerca di anticorpi (IgG) verso CagA e VacA, con test ELISA. Gli anticorpi persistono per molti anni, non sono proteggenti ma servono per documentare l esposizione al batterio, sia per studi epidemiologici sia per la valutazione iniziale di un paziente sintomatico.

28 Helicobacter pylori Prevenzione Trattamento e Controllo delle infezioni Terapia combinata: Antibiotici: Metronidazolo, Tetracicline, Claritromicina, Amoxicillina (non efficaci da soli) Bloccanti-H2: Cimetidina, Ranitidina (bloccano i recettori dell'istamina. L'istamina stimola la produzione di acido dello stomaco). Inibitori della pompa protonica: Omeprazolo (inibiscono la produzione di acidi da parte dello stomaco) Protettori dello stomaco: Salicilato di bismuto. è difficile prevenire e controllare la malattia perché il batterio è ubiquitario.

29 Campylobacter spp Bacilli Gram-, di forma ricurva Diametro di 0,3-0,6 micron Incapaci di fermentare zuccheri Ossidasi +, catalasi + Mobili per la presenza di un flagello polare 15 specie, 6 sottospecie Microaerofili: crescono in presenza di CO 2 al 5-10 % e alla T di C; Campylobacter jejuni: gastroenteriti batteriche Campylobacter fetus: batteriemie (tromboflebiti) artriti, aborto settico. C. jejuni cresce a 42 C

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31 Campylobacter spp FATTORI DI VIRULENZA: Ingestione di cibi o bevande contaminate Superamento della barriera (acidità dello stomaco) Raggiungono l ileo e il colon Attraversano il muco grazie ai flagelli Adesione alla mucosa intestinale (PEB1, CadF) Produzione di effettori che inducono cambiamenti a livello del citoscheletro cellulare. Penetrazione attraverso la membrana basale Produzione di una citotossina (CDT) Morte cellulare e produzione di IL-8. Uso della ferritina che gli permette di accumulare il ferro per favorire la crescita e di sopportare i danni causati da stress ossidativi. La diarrea dipende dall attiva secrezione di liquidi nel lume intetsinale dovuta ad una risposta infiammatoria conseguente al danno cellulare indotto dal microrganismo.

32 PATOGENESI Enterite acuta Ulcere delle superfici mucosali Ascessi delle cripte Infiltrazione della lamina propria con PMN, eosinofili, macrofagi Diarrea, febbre, malessere, dolori addominali Feci con sangue

33 Campylobacter spp PATOGENESI L infezione è associata alla Guillain-Barré syndrome (malattia autoimmune del SNP caratterizzata dallo sviluppo di debolezza simmetrica, per alcuni giorni, la cui guarigione richiede mesi. Tale sindrome è stata assciata a sierotipi specifici O:19. Il C. fetus è ricoperto di una proteina (proteina S) simile alle proteine capsulari che previene la lisi Complemento mediata dopo contatto con il siero.

34 Campylobacter spp EPIDEMIOLOGIA l'infezione è una zoonosi e differenti animali fungono da serbatoio. Acquisizione dell infezione: consumo di cibo, latte o acqua contaminata, pollame, manipolazione del cibo. Cibi che neutralizzano gli acidi gastrici (latte) abbassano il livello della dose infettante. È possibile il contagio diretto da persona a persona. Nei paesi in via di sviluppo la malattia sintomatica colpisce i bambini, mentre la condizione di portatore asintomatico persistente si osserva tra gli adulti.

35 Campylobacter spp Soggetti a rischio d infezione Persone che mangiano carni poco cotte, latte non pastorizzato, acqua contaminata. Sono necessarie alte dosi infettanti, tranne ce in pazienti con ridotti livelli di acidità gastrica. C. fetus: pazienti anziani immunodepressi

36 Campylobacter spp Clinica Periodo d incubazione di 2-5gg. SINTOMI Gastroenterite, seguita da setticemia e diffusione in altri organi. Diarrea, malessere, febbre e dolori addominali. I pazienti colpiti possono avere più di 10 scariche diarroiche per giorno durante il picco della malattia e le feci possono essere macroscopicamente sanguinolente. La malattia è autolimitante, tuttavia i sintomi possono perdurare per 1-2 settimane. Altre manifestazioni cliniche sono: colite, dolori acuti addominali, batteriemia e possono comparire infezioni croniche.

37 L infezione è associata alla Guillain-Barré syndrome (malattia autoimmune del SNP) Malattia neurologica ad insorgenza acuta, caratterizzata da paralisi flaccida degli arti, areflessia e dallo sviluppo di debolezza simmetrica, per alcuni giorni, la cui guarigione richiede mesi. Tale sindrome è stata associata a sierotipi specifici O:19.

38 C. jejuni è sottile (0.3 micron) Campioni biologici: feci, tamponi rettali Esame microscopico a fresco: forme mobili (in campo oscuro e a contrasto di fase) Esame microscopico: batteri Gram -, curvati Esame colturale in presenza di CO 2 al 5-10%: lenta crescita (dopo ore). Terreno di Skirrow che contieen inibitori (cefoperazone, vancomicina ed amfotericina B);T di crescita 42 C, C. fetus non è termofilo e quindi non può crescere a 42 C, ma a 37 C. Identificazione biochimica: ossidasi+, catalasi-. PCR Campylobacter spp Diagnosi

39 Campylobacter spp Prevenzione trattamento e controllo delle infezioni Gastroenteriti: l infezione è controllata con la reintroduzione di fluidi ed elettroliti. Gastroenteriti gravi e setticemia: trattamento con eritromicina, tetracicline, aminoglicosidi, cloramfenicolo, chinoloni, clindamicina Prevenzione delle gastroenteriti: corretta preparazione dei cibi e consumo di latte pastorizzato Impiego di acqua bollita