Escherichia coli verocitotossici: un killer che viene dalla stalla

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1 Escherichia coli verocitotossici: un killer che viene dalla stalla Beniamino T. Cenci Goga Facoltà di Medicina Veterinaria Università degli Studi di Perugia Laboratorio di Batteriologia degli Alimenti accreditato EFSA ex art. 36 Corso di aggiornamento per Medici e Veterinari 2008 Sanità pubblica: scenari di sinergie mediche e veterinarie per la prevenzione delle patologie del 21 secolo Roma 8 novembre 2008, Sala Auditorium Via Rieti, 11. Introduzione La presentazione sarà svolta in maniera tale da porre la platea dalla parte del microrganismo, per una più agevole comprensione dei meccanismi patogenetici e dalle strategie adottate dal patogeno per sfuggire alle difese degli ospiti. Nel 1885 il microbiologo Theodor Escherich isolò E. coli dalle feci di un bambino. Cinque anni più tardi Escherich diventò professore in pediatria. In seguito alle sue ricerche E. coli è diventato il patogeno più studiato e oggi possiamo affermare che si tratta dei microrganismo sul quale si hanno le maggiori conoscenze. E. coli é in grado di sviluppare nuovi meccanismi di azione o forse di adeguare il comportamento alle mutate condizioni, al punto che nonostante le attuali competenze non siamo in grado impedirgli di colpire. La carta d identità Questo piccolo germe Gram negativo (0,4 0,7 µm x 1 3 µm), a volte mobile, capace di attuare un metabolismo sia fermentativo, sia ossidativo, ossidasi negativo e catalasi positivo è capace di produrre valenze acide e gas dal glucosio. E davvero un peccato che molti esperti e biologi molecolari, sopraffatti dai «primer» e dai «ciclizzatori», a volte si dimentichino delle caratteristiche di base di Escherichia. Non è da meno la Commissione Europea che nel Regolamento 1441/2007 indica la norma ISO del 2001 (nella variante 1 su membrana e 2 su piastra) e con essa l uso del, seppur ottimo, costosissimo terreno TBX. La famiglia di appartenenza di E. coli è quella delle Enterobacteriaceae, dell ordine Enterobacteriales, classe gamma proteobacteria. Alcuni stipiti di E. coli rassomigliano un po a Shigella dysenteriae, tanto che possiedono delle armi molto simili (le temibili citotossine, dette anche, quando a possederle è E. coli, tossine Shiga simili). Va detto che gli enterobatteri si rassomigliano tutti, e fu così che dal genio dei microbiologi degli anni 30 uscì il test IMViC (Indolo, rosso Metile, Voges Proskauer, Citrato) grazie al quale, con 5 rapidi test si poteva differenziare E. coli per esempio da Shigella spp., da Salmonella, da Citrobacter freundi, da Klebsiella pneumoniae o da 1

2 Enterobacter aerogenes. E. coli è prevalentemente un mesofilo, alcuni ETEC (E. coli enterotossici) sono in grado di moltiplicare a 4 C, poco resistente al calore (valore D a 60 C dell ordine di 0,1 minuti), e a suo agio in condizioni di refrigerazione o congelamento. Kaufmann negli anni 40 propose uno schema basato sul potere antigenico del lipopolisaccaride (antigene somatico, «O»), dei flagelli (antigene «H») e della capsula (antigene «K») che è ancora oggi usato, sebbene sia fonte di grattacapi e incomprensioni tra gli amanti delle classificazioni. Oggi i diversi stipiti di E. coli sono raggruppati in base ai cosiddetti fattori di virulenza, codificati da DNA plasmidico: 1) ETEC: enterotoxinogenic, 2) EPEC: enteropathogenic, 3) EHEC: enterohemorragic, 4) EAEC: enteroaggregative, 5) EIEC: enteroinvasive, 6) DAEC: diffusely adherent. Categorie di E. coli Categoria (patotipo) ETEC, enterotossici EPEC, enteropatogeni EHEC, enteroemorragici sito d azione patogenesi fattori di virulenza Piccolo intestino Piccolo intestino Grande intestino Adesione con fimbrie + enterotossine = diarrea Adesione con pili + adesionecancellazione dei villi (adesione intima) + piedistallo prodotto dall enterocita ospite (attaching/effacing) Attaching/effacing + tossine shiga simili Tossina termostabile (STa e STb) e termolabile (LT), K88 e F18 STX1 e 2 Malattia Diarrea neonatale nei mammiferi Diarrea in vitello, suino, coniglio cani neonati Colite emorragica del vitello 2

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4 Meccanismo d azione Rapporto tra VTEC, EHEC e EPEC 4

5 La residenza abituale di Escherichia coli O157:H7 (dati EFSA, maggio 2007) Nelle pagine che seguono sono raffigurati alcuni dati EFSA (European Food Safety Authority: May 2007, The community summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents, antimicrobial resistance and foodborne outbreaks in the european union in 2005). Con i dati dell EFSA è verosimile ipotizzare che l habitat di E. coli verocitotossici è l intestino degli animali. D altra parte è sin dal 1977 che è stata documentata, per la prima volta in Argentina, la presenza di E. coli O157 in feci di bovino. In effetti, fu Ørskov a identificare, 10 anni più tardi, come E. coli O157 gli isolati argentini del Infine, è il riscontro di E. coli O157 da bovini sani che permette la chiusura del cerchio: la presenza di E. coli nell ambiente è una questione veterinaria con tutta l autorità e la responsabilità che da ciò deriva. Siamo di fronte a una malattia trasmessa dagli alimenti, e, anche se sono descritti focolai in cui è responsabile la trasmissione tra persona e persona, l origine è sempre riconducibile a un alimento, prevalentemente di origine animale, contaminato. 5

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