I patogeni sporigeni. Clostridium, Bacillus e Yersinia. Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria Università di Padova

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1 MTA pericoli e rischi microbiologici Bologna 8 aprile 2011 Clostridium, Bacillus e Yersinia Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria Università di Padova I patogeni sporigeni Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria di Padova

2 Condividono i minimi di crescita per ph (> 4,5) e A w (>0,940) resistenza e comportamento termico delle spore Forme vegetative + Spore X Forme Spore vegetative germinano (1 3 ) Forme vegetative

3 Ossigeno presente I Clostridium sono anaerobi stretti od O 2 -tolleranti I Bacillus sono tendenzialmente anaerobi facoltativi Temperatura I Clostridium patogeni sono mesofili (crescita C) Bacillus patogeni, quasi tutti mesofili, alcuni però psicrotrofi

4 Clostridium Nel episodi (2,2% del totale del 2009), mentre nel 2008 erano stati morti, tutti da C. botulinum Clostridium e alimenti Più a rischio: alimenti manipolati e piatti precucinati (27,1% casi) Seconda causa di malattia le carni suine e derivati (13,6% dei casi)

5 Clostridium in UE Il 52,9% degli episodi sono stati segnalati dalla sola Francia e 12 erano da C. botulinum (tutti scoppiati in casa) Dove la malattia? Per lo più in locali pubblici (52 focolai) e in casa (47 casi) Uomini portatori e abusi termici la principale causa di malattia

6 C. perfringens è campione di duplicazione, se l alimento lo permette A 37 C in condizioni ideali duplica 1 volta ogni 8 10 Tossine Clostridium Generalmente termolabili (VIA se T >70 C per 1 5 ) C. perfringens C. botulinum BoNT Enterotossina (CPE)

7 Da Songer J.G. Clostridia as agents of zoonotic disease Vet. Microbiol., 140 (2010) Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria di Padova I vari tipi Tipi A e C di C. perfringens sono associati a tossinfezione umana Tipi B e D causano malattie infettive degli animali

8 Patologie da CPE Tossinfezione alimentare A Diarrea antibiotico-associata Diarrea sporadica Sindrome infantile mortale Diarrea A da CPE Causata da ceppi di perfringens che producono enterotossina La sintesi di CPE è codificata nel DNA dal gene cpe

9 Diarrea A da CPE Ha una letalità bassissima Può essere un pericolo per soggetti deboli (anziani) Novità Solo il 5% di tutti i ceppi di C. perfringens ha il gene cpe ed è in grado di causare diarrea A

10 Meccanismo Nel DNA il gene cpe è adiacente a quello della sporulazione La sintesi di CPE si attiva quando il batterio comincia a sporulare Meccanismo Alimento e C. perfringens (> 10 6 ufc/g) Digestione (il clostridio sporula e produce CPE) CPE agisce diarrea

11 C. perfringens non sintetizza 13 degli aminoacidi necessari predilige alimenti di origine animale, ricchi di proteine Alimenti e malattie da Clostridium 1 Altri alimenti : pesci e derivati, carni di tacchino e derivati, carni ovine e derivati (ciascuno 1 focolaio) The EU Summary Report Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009

12 C. perfringens cpe+ Reservoir : intestino degli animali da reddito Dal 10% al 40% di C. perfringens è cpe-positivo C. perfringens cpe+ Negli alimenti solo il 12% dei ceppi di C. perfringens è cpe-positivo

13 C. perfringens cpe+ Sovente si isolano ceppi di C. perfringens cpe-positivi da feci di persone sane (portatori asintomatici) Quindi l uomo svolge un ruolo importante come portatore non solo le materie prime di origine animale

14 In futuro Necessario rivedere i protocolli diagnostici medici per evidenziare meglio i ceppi cpe-positivi di C. perfringens Clostridium botulinici Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria di Padova

15 I botulismi umani Alimentare (intossicazione) Infantile (tossinfezione) Da ferita infetta Iatrogeno (Botox) Da inalazione (terrorismo) Letalità botulismo Quella del botulismo alimentare oggi è stimata nel 5 10% dei soggetti colpiti, con costi economici altissimi

16 Da Peck e coll. Clostridium botulinum in the post-genomic era Food Microbiology xxx (2010) 1-9 Botulismo in UE È una malattia rarissima ma continua a esistere

17 Focolai di botulismo UE 2009 The EU Summary Report Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009 Dose tossica Non meno di ufc/g necessaria per produrre la dose tossica di BoNT ( ng/uomo)

18 Cosa sappiamo? Il botulismo è una grave patologia con quadro clinico neurologico tipico provocato da neurotossine (BoNT) assunte col cibo Chi produce BonT? Non solo ceppi di Clostridium botulinum ma anche ceppi di C. baratii, C. argentinense e C. butyricum

19 In compenso non tutti i ceppi di C. botulinum sono in grado di produrre BoNT Ci sono ceppi di C. botulinum non neurotossici Differenze I ceppi di C. botulinum si dividono in due gruppi proteolitici non proteolitici

20 ph sale A w Fattori intrinseci degli alimenti e ceppi proteolitici e non proteolitici di C. botulinum tossine spore Fattori estrinseci e tossine di C. botulinum

21 In sunto I ceppi proteolitici sono termotrofi (NO sotto 10 C) I ceppi non proteolitici sono psicrotrofi (crescono fino 3,3 C) In sunto I proteolitici sono più adattati a bassi valori di A w e ph I proteolitici hanno spore molto meno termoresistenti

22 Si diceva C. botulinum cresce solo in alimenti confezionati sotto vuoto o in conserve perché è anaerobio obbligato In realtà per la crescita di C. botulinum non conta l atmosfera a ridosso dell alimento conta il potenziale di Ossido-Riduzione del substrato

23 C. botulinum cresce solo con valori di OR < -150 mv, anche se sono a contatto con aria Non conta quanta aria circonda il prodotto Prevenzione Deve essere stringente, vista la gravità del botulismo Studiare il processo produttivo e applicare i seguenti criteri

24 In frigorifero T 3 C per tutta la shelf-life T 8 C e shelf-life 10 giorni Col calore 90 C per almeno 26 a cuore o trattamenti proporzionali (85 C per 36 o 80 C per 129 )

25 Col ph Portare ph alimento 5,0 associando una refrigerazione Attività acqua A w A w 0,970 e refrigerazione o sale >3,5% e refrigerazione

26 Bacillus cereus Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria di Padova Bacillus cereus Nel 2009 solo 124 focolai, contro i del 2008 Però nel 2009 i ricoveri sono stati 8,2% contro il 3,6% del 2008

27 Tassonomia Si parla di una specie genomicamente unica Bacillus cereus sensu lato Tassonomia Sei sottospecie cereus, thuringiensis, anthracis, mycoides, pseudomycoides e weihenstephanensis

28 Tossicità per uomo Al momento solo la sottospecie Bacillus cereus è correlata a casi di intossicazione alimentare Tossicità per uomo Si sospetta una potenziale tossicità per B. thuringiensis e per una specie nuova Bacillus cytotoxicus

29 Alimenti a rischio Un po tutti, compresi prodotti ricchi di amidi, ma soprattutto prodotti di gastronomia e piatti precucinati (27,1% dei casi) Alimenti e intossicazioni da B. cereus 1 Altri alimenti : non identificati (13 focolai), carni ovine e derivati, formaggio, pesci e derivati, carni di tacchino e derivati (1 focolaio ciascuno). The EU Summary Report Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009

30 Tossine B. cereus produce due enterotossine diarroiche e la cereulidina, emetica Tossine Le diarroiche si denaturano a 75 in 1 2 minuti La cereulidina resiste fino a 90 a 130 C

31 Carica tossica Ceppi diarroici > 10 5 ufc/g Ceppi emetici > 10 6 ufc/g Germinazione delle spore È innescata da uno shock termico a C ma i componenti dell alimento hanno un ruolo

32 Germinazione delle spore Prevenirla con qualche sostanza? A oggi non sono stati individuati composti in grado di farlo ma Akoachere e coll. (2007) hanno comunicato che la 6-tioguanosina sembra essere un buon inibitore della germinazione sporale

33 Adesività Le spore sono molto idrofobiche Aderiscono a ogni superficie di lavoro e penetrano nei biofilm formati da altri batteri Se nei CIP si premettesse una fase con acqua calda a 55 C si indurrebbe germinazione delle spore, colpendo meglio le forme vegetative

34 Nuovo problema le spore superdormienti Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria di Padova Forme vegetative + Spore X Forme Spore vegetative germinano (1 3 ) Forme vegetative

35 Le superdormienti Spore che dopo shock termico germinano in tempi di ore anche in substrati ricchi di nutrienti Le superdormienti Sono all origine di quegli episodi di intossicazione che non trovano logiche spiegazioni in fase di indagini

36 Yersinia enterocolitica Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria di Padova Y. enterocolitica In UE terza causa di malattia in ordine di importanza

37 Prevalenza MTA 2009 The EU Summary Report Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009 Casi di yersiniosi Tendenza a valori costanti Italia: nel focolai

38 Focolai di Yersiniosi UE 2009 The EU Summary Report Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009 Genere Yersinia Y. pestis Peste bubbonica Y. enterocolitica Y. pseudotuberculosis Gastroenteriti alimenteri

39 Yersiniosi acuta Gastroenterite acuta con febbre, dolori addominali, diarrea Si va da forme lievi a tiflite acuta (appendicite) fino a setticemia Yersiniosi cronica Può causare enteriti croniche artrite reattiva generalizzata ed eritema nodoso

40 Patogenicità Reservoir di Y. enterocolitica e Y. pseudotuberculosis è sempre il contenuto intestinale dei suini Patogenicità È connessa ai biosierotipi cloni batterici riconoscibili per via biochimica e sierologica

41 Biosierotipi Y. enterocolitica i biosierotipi patogeni per l uomo sono 1B/2/3/4/5, mentre 1A è scarsamente patogeno Patogenicità Solo alcuni biosierotipi sono patogeni per l uomo ma non sempre circolano anche fra i suini

42 Patogenicità Anche per Y. enterocolitica e Y. pseudotuberculosis si stanno segnalando cloni antibiotico-resistenti Alimenti a rischio Carni suine fresche e derivati (vedi caratteristiche di prodotto) Acque superficiali, frutta e verdura

43 Dose infettante Si stima superiore a 10 5 ufc/g Il batterio deve moltiplicare nell alimento (fattori alimentari) La yersiniosi è un infezione alimentare insidiosa Molti casi nascono da errori fatti dai consumatori in casa propria

44 In conclusione Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria di Padova Punto essenziale Tra inquinamento iniziale basso e carica infettante alta la differenza la fa l alimento

45 Conoscere bene non solo i microrganismi ma anche e soprattutto alimenti e processi produttivi Grazie dell attenzione! Valerio Giaccone Facoltà di Medicina veterinaria di Padova