Parassitologia (modulo 5CFU)

Transcript

1 Corso di Laurea Magistrale in Scienze Biologiche Indirizzo Diagnostica molecolare Anno Accademico 2018/19 METODOLOGIE EPIDEMIOLOGICHE e PARASSITOLOGICHE e Laboratorio Parassitologia (modulo 5CFU) Prof. Anna Scandurra 1 Università degli Studi di Napoli Federico II

2 2 Protozoi Classificazione Dominio Regno Superphylum Phylum Eucarya Protista Protozoi Sarcomastigophora Labirintomorpha Apicomplexa Ciliophora Mixozoa Microspora Ascetospora

3 3 Protozoi Classificazione Phylum Sarcomastigophora Classe Zoomastigophorea Ordine Kinetoplastida Famiglia Trypanosomatidae Genere Leishmania Trypanosoma

4 4 Famiglia Trypanosomatidae Caratteristiche generali I parassiti di questa famiglia sono definiti emoflagellati. Sono parassiti obbligati che invadono i tessuti e il sangue dell uomo. Le specie che parassitano l uomo sono prevalentemente asessuate, dixene e con trasmissione indiretta. I generi presentano similitudini sia a livello di morfologia che di biologia. Ripasso Trasmissione indiretta: avviene tramite un organismo intermedio, detto vettore. Parassita obbligato: necessita dell ospite per completare il suo ciclo biologico (monoxeno: 1 solo ospite; eteroxeno: più di un ospite).

5 5 Famiglia Trypanosomatidae Caratteristiche generali Sono organismi polimorfi. Durante il loro ciclo vitale assumono forme classificabili secondo 4 diversi morfotipi: Amastigote Promastigote Amastigote Epimastigote Tripomastigote Tripomastigote Epimastigote Promastigote

6 6 Famiglia Trypanosomatidae Caratteristiche generali Amastigote Intracellulare Rotondeggiante Grosso nucleo ovoidale Cinetoplasto Flagello rudimentale intracellulare, parte esterna mancante Leishmania sp., Trypanosoma cruzi Ripasso In un gruppo di protozoi (Leishmania e Tripanosoma) nel mitocondrio è presente DNA circolare formante un organello chiamato cinetoplasto.

7 7 Famiglia Trypanosomatidae Caratteristiche generali Promastigote Fusiforme e allungato Cinetoplasto davanti al nucleo Flagello con origine in prossimità del cinetoplasto. Emerge direttamente dall estremità anteriore e non forma una membrana ondulante Leishmania sp.

8 8 Famiglia Trypanosomatidae Caratteristiche generali Epimastigote Ghiandola salivare del vettore Fusiforme e allungato Cinetoplasto paranucleare Flagello che emerge lateralmente al corpo, decorrendo dal terzo posteriore verso la parte anteriore. Forma una breve membrana ondulante Trypanosoma sp.

9 9 Famiglia Trypanosomatidae Caratteristiche generali Tripomastigote Forma che va in circolo Fusiforme e allungato Cinetoplasto posteriore al nucleo Flagello che emerge al lato del corpo formando una membrana ondulante Trypanosoma sp.

10 10 Protozoi Classificazione Phylum Sarcomastigophora Classe Zoomastigophorea Ordine Kinetoplastida Famiglia Trypanosomatidae Genere Leishmania Trypanosoma

11 11 Presenta due morfotipi: amastigote e promastigote. Nei mammiferi parassitati l unico stadio presente è quello di amastigote. Nei flebotomi, che rappresentano i vettori dei parassiti, si trova la forma di promastigote.

12 12 La forma amastigote si trova all interno dei macrofagi dell organismo ospite (mammifero). Le sue dimensioni possono variare a seconda della specie, ma è generalmente considerata la più piccola cellula nucleata conosciuta (da 2,5 a 6,5 µm). Il nucleo appare in prossimità della membrana, mentre il cinetoplasto assume una forma a bastoncello.

13 13 L abbozzo di flagello che emerge dal corpo basale è contenuto all interno di un introflessione chiamata tasca flagellare. La struttura di tale morfotipo è piuttosto semplice, pertanto il criterio per distinguere le varie specie è di tipo dimensionale piuttosto che morfologico.

14 14 La forma promastigote, libera nel vettore, ha dimensioni notevolmente superiori rispetto a quella amastigote (15 µm). Il cinetoplasto si trova nella parte anteriore della cellula, dove emerge anche il flagello. Alcune specie, come Leishmania amazonensis, sono caratterizzate da due morfotipi differenti: aptomonade e nectomonade.

15 15 La forma aptomonade è la più piccola e misura al massimo 5 µm. È caratterizzata da una struttura tozza e normalmente si trova adesa alla cuticola della valvola stomodeale del vettore. In questo modo non permette il normale flusso di sangue nell apparato digerente, causando modifiche comportamentali nel dittero vettore che lo inducono verso una maggiore ricerca del mammifero per il pasto di sangue e ad un maggiore tempo dedicato all alimentazione. Questo favorisce le possibilità di trasmissione del promastigote metaciclico (forma infettiva pronta) nel successivo ospite.

16 16 La forma nectomonade è più lunga e misura circa 12 µm. Ha una morfologia allungata e il suo flagello si allunga su tutto il corpo cellulare. Aderisce alla parete intestinale del vettore tramite il flagello.

17 17 In alcune specie di Leishmania si è notato un ulteriore stadio di sviluppo noto come Paramastigote. Questo morfotipo di transizione è presente solo nella faringe del vettore. Caratterizzata da una forma ovale o rotonda (tra i 5 e i 10 µm), ha un cinetoplasto adiacente al nucleo e una tasca flagellare lunga da cui emerge il flagello.

18 18 La fase infettante del parassita è quella di promastigote metaciclico e si trova nella parte anteriore dell intestino del vettore o a livello della proboscide. Ha un corpo piccolo e un flagello altamente mobile. Ripasso La trasmissione indiretta del parassita si definisce ciclica se nel vettore avviene l accrescimento e la moltiplicazione del parassita.

19 19 Ciclo biologico 1. Una femmina di vettore parassitata trasmette i promastigoti metaciclici nel sangue del mammifero ospite. Attraverso la ferita generata dalla puntura dell insetto, i parassiti entrano nel flusso sanguigno. 2. Le proteine del complemento ricoprono i promastigoti, richiamando i macrofagi su cui i promastigoti si legano grazie a specifici recettori. Ripasso Complemento: insieme di proteine del sistema immunitario dell ospite.

20 20 Ciclo biologico 3. I macrofagi fagocitano il parassita tramite un processo di endocitosi che porta alla formazione di un vacuolo parassitoforo. La successiva fusione di un lisosoma al vacuolo genera un fagolisosoma. Il promastigote si trasforma nella forma amastigote. 4. Gli amastigoti cominciano a dividersi e ad aumentare di numero (fino a 150 parassiti)provocando la lisi del macrofago. Una volta liberati, possono andare in circolo ed infettare macrofagi e altre cellule. A seconda della specie, i tessuti interessati possono cambiare (es. fegato, milza, derma).

21 21 Ciclo biologico 5. L insetto vettore punge un ospite infetto e si ciba del suo sangue. Nel sangue circolante del mammifero infetto sono presenti gli amastigoti all interno dei macrofagi. 6. Gli amastigoti all interno dei macrofagi entrano nel corpo del vettore durante il suo pasto di sangue.

22 22 Ciclo biologico 7. Nell intestino medio del vettore, gli amastigoti diventano promastigoti mobili. 8. I promastigoti cominciano a dividersi per scissione binaria, localizzandosi a grappoli sulle pareti del tubo digerente. A seconda del sottogenere, colonizzano la parte anteriore o finale dell intestino del vettore. Successivamente, migrano verso la proboscide del vettore, ammassandosi a livello della valvola stomodeale o della faringe.

23 23

24 24 Per completare il ciclo biologico all interno del vettore possono essere necessari 5 o 6 giorni in media. Questo parametro può variare in base alla specie a cui appartiene il vettore, alla specie a cui appartiene il parassita e alle variabili ambientali (es. temperatura).

25 25 William Leishman scoprì le prima forme amastogotiche del parassita nel 1903, in Inghilterra. Gaspar Vianna descrisse L. brasiliensis nel Sottogenere Leishmania L. donovani L. infantum L. tropica L. aethiopica L. venezuelensis Sottogenere Viannia L. panamensis L. peruviana L. braziliensis L. guyanensis

26 26 Gli individui parassitati possono presentare sintomi differenti a seconda della specie del parassita. Alcuni sono causa di forme viscerali di leishmaniosi, altri di forme cutanee e mucocutanee. A livello mondiale, questa parassitosi fa registrare circa 12 milioni di casi, con un incidenza maggiore delle forme cutanee.

27 27 I paesi maggiormente colpiti sono quelli con climi temperati, tropicali o subtropicali. Distribuzione mondiale della leishmaniosi di tipo viscerale

28 28 I paesi maggiormente colpiti sono quelli con climi temperati, tropicali o subtropicali. Distribuzione mondiale della leishmaniosi di tipo cutaneo

29 29 La distribuzione del parassita non è omogenea e si concentra all interno di zone definite focolai d infezione. In queste aree si diffondono maggiormente le infezioni umane e animali, registrando sempre nuovi casi negli anni. Questo tipo di diffusione è legato alle caratteristiche biologiche del vettore del parassita (es. stagione, ritmo circadiano, temperatura). Ripasso Infezione: provocata da microparassiti unicellulari (virus, batteri, funghi e protozoi) che si moltiplicano rapidamente nell ospite.

30 30 Le forme viscerali sono causate da due specie di parassiti e hanno caratteristiche differenti. Una forma è definita antroponotica (LVA) e l altra zoonotica (LVZ). Antroponotica L. donovani Malattia nera (pigmentazione della pelle) Trasmessa da uomo a uomo Phlebotomus argentipes Non coinvolge animali Zoonotica L. infantum Malattia nera Trasmessa tra canidi e uomo Phlebotomus sp. Il cane manifesta una forma viscerocutanea con una lunga incubazione Può presentare anche una forma cutanea

31 31 La forma viscerale zoonotica nei paesi poveri si manifesta soprattutto nei bambini di età inferiore ai 5 anni, mentre in Europa colpisce sopratutto gli adulti. Sono molto diffusi i casi di infezioni asintomatiche nelle aree endemiche, indice dell azione del sistema immunitario negli individui sani.

32 32 Le forme viscerali sono caratterizzate dall azione dei parassiti sulla milza, il midollo osseo, i linfonodi, il fegato e l intestino. Tra gli effetti dell infezione ci possono essere granulocitopenia e anemia provocate da una diminuzione dell emivita dei leucociti e dei globuli rossi. Gli individui appartenenti a popolazioni esposte sviluppano un efficace risposta immunitaria. Sono stati dimostrati casi di sieroreversione spontanea in cui gli individui mostravano reattività agli antigeni senza mostrare i segni clinici dell infezione. I soggetti guariti, spontaneamente o tramite terapia, sviluppano immunità protettiva.

33 33 Gli individui infettati dal parassita possono presentare diversi sintomi tra cui splenomegalia (ingrossamento della milza), febbre, epatomegalia (ingrossamento del fegato), leucopenia. L incubazione dura in media circa 3-6 mesi, ma può variare anche fino a diversi anni. La manifestazione della malattia può avvenire gradualmente o all improvviso.

34 34 Non è facile diagnosticare un infezione da leishmaniosi viscerale in quanto i sintomi possono essere confusi con altre patologie e possono insorgere dopo un lungo periodo in cui l infezione è stata asintomatica. Soggetti che sono stati in viaggio in zone endemiche e che presentano sintomi per un periodo compatibile con quello dell infezione devono essere controllati per scongiurare l infezione.

35 35 Le forme cutanee sono causate da diverse specie di parassiti. Antroponotica L. tropica Trasmessa da uomo a uomo Phlebotomus sergenti Frequenti epidemie Molti focolai persistenti

36 36 L. aethiopica Iracoidei (ordine di mammiferi) Vettore non sinantropico P. longipes, P. pedifer Forme cutanee zoonotiche L. major Uomo ospite occasionale Roditori selvatici (es. ratto delle sabbie) Le lesioni cutanee nell uomo si risolvono facilmente P. papatasi, P. salehi, P. duboscqui Frequenti epidemie Molti focolai persistenti Parassiti appartenenti a diverse specie sono causa di forme cutanee e mucocutanee nel continente americano Diversi ospiti tra cui roditori e marsupiali Lutzomyia sp.

37 37 Le forme cutanee e mucocutanee si manifestano in seguito all eliminazione dei macrofagi a livello del derma e a processi liquefattivi, con la conseguente formazione di ulcere e zone necrotiche. Se non avviene la necrosi dei tessuti, le lesioni possono cronicizzare Alcune forme mucocutanee possono essere particolarmente aggressive, con la liquefazione delle cartilagini e perforazione a livello della mucosa del naso (il setto nasale scompare progressivamente). Il periodo di incubazione può variare da settimane a mesi a seconda della specie. Il primo sintomo è una reazione a livello locale simile a quella di una puntura d insetto.

38 38 L infezione può essere sospettata in soggetti che sono stati in viaggio in zone endemiche e che presentano lesioni compatibili dopo poche settimane o fino ad 8 mesi circa. La sierodiagnosi è normalmente negativa, quindi l identificazione deve essere fatta su campioni prelevati ai bordi delle lesioni cutanee. Contrariamente, nelle forme mucocutanee la sierodiagnosi è positiva.

39 39 Attualmente non ci sono vaccini per la prevenzione della leishmaniosi. La migliore strategia risulta essere sempre la prevenzione con la lotta ai vettori delle infezioni (es. zanzariere, insetticidi) e tramite una diagnosi precoce della malattia.