La trasmissione delle patologie: il ruolo dei vettori in ambiente selvatico Ilaria Pascucci «Coordinamento della rete dei referenti II.ZZ.SS.

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1 La trasmissione delle patologie: il ruolo dei vettori in ambiente selvatico Ilaria Pascucci «Coordinamento della rete dei referenti II.ZZ.SS. e ASL regionali afferenti a CeRMAS: fauna selvatica e conservazione di specie» Aosta settembre 2011

2 Il villaggio globale

3 L instabilità Instabilità dell ecosistema ecosistema ecosistema dovuta a stress quali: - cambiamenti nell uso del suolo - dislocazione di specie alloctone - incremento dei movimenti dell uomo e degli animali - cambiamenti climatici possono influenzare l epidemiologia delle malattie,, la genetica e la patogenicità degli agenti microbici attraverso mutazioni e riassortimenti genetici. Ciò può portare all instaurarsi di nuove interazioni tra ospite, agenti patogeni e loro vettori in grado di causare l emergenza di nuove infezioni o la ri-emergenza di malattie note.

4 Zoonosi emergenti Delocalizzazione Stanzializzazione Introduzione Spill over & Spill back Animali selvatici Stanzializzazione Contatti ex situ Manipolazioni ambientali Intensivizzazione dell agricoltura Animali domestici Uomo Viaggi globali Urbanizzazione Manipolazioni biomediche Da Dasazak P. e coll. modificato Science :443 Tecnologia e Industria

5 Cambiamenti climatici e malattie Quali malattie sono più sensibili ai cambiamenti climatici? Alta Sensibilità ai cambiamenti climatici Bassa trasmesse da vettori Malattie trasmesse da vettori Malattie legate all acqua acqua Malattie legate al suolo Malattie trasmissibili per contatto diretto Malattie legate al cibo Malattie a trasmissione sessuale

6 Malattie trasmesse da vettori Cambiamenti climatici ma non solo. Molte parti di questi sistemi complessi sono sensibili alle variazioni del clima Sopravvivenza dei vettori, riproduzione, sviluppo, development, biting rates riproduzione e sviluppo del patogeno La presenza e la diffusione di una determinata patologia dipende da diversi fattori che sono diversi eche sono specifici di ciascuna area geografica Relazioni strette con l ambiente fisico circostante, coinvolgimento di differenti specie di vertebrati, presenza di reservoir selvatici attuazione di programmi di controllo dei vettori.

7 Malattie trasmesse da vettori Numerosi studi hanno evidenziato come la temperatura influisca principalmente sulla capacità vettoriale. In particolare, sopravvivenza dei vettori e sul periodo di incubazione estrinseco ( periodo di incubazione del patogeno all interno del vettore) sono temperatura dipendendenti

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9 Malattie trasmesse da zecche L incremento dei casi diagnosticati in tutto il mondo e la scoperta di nuove patologie a carattere zoonosico hanno fatto sìs che le malattie trasmesse da zecche (Tick( Tick-Borne Diseases TBD) assumessero negli ultimi anni una rilevanza sempre maggiore in sanità pubblica. Esse sono considerate a livello globale malattie emergenti

10 Le principali zoonosi trasmesse da zecche ixodidi I cicli epidemiologici delle TBD sono caratterizzati da complesse relazioni eco- etologiche legano tutti gli elementi del ciclo biologico delle zoonosi trasmesse da zecche (popolazioni di micromammiferi, uccelli e rettili come serbatoio, macrofauna come amplificatore, zecche come vettori, uomo e animali domestici come spill-over over) all ambiente ambiente circostante.

11 I vettori: Ixodidi ed Argasidi Argas reflexus

12 Le zecche : cenni di anatomia e fisiologia degli Ixodidi Il ciclo biologico degli ixodidi avviene sempre attraverso la successione di un unico stadio di larva (esapode( esapode), di ninfa (ottopode ma ancora priva di apertura genitale) e di adulto maschio o femmina

13 La riproduzione Le zecche: cenni di anatomia e fisiologia degli Ixodidi Gli Ixodidi,, grazie alle numerose cellule vitellogeniche presenti nell intestino medio delle femmine sono in grado di produrre migliaia di uova un'unica volta nella vita.

14 Biologia ed ecologia degli Ixodidi La conoscenza della biologia delle zecche è necessaria per comprendere l epidemiologia l delle TBD (Tick( Borne Diseases) e per scegliere la migliore metodologia di controllo delle stesse.

15 Biologia ed ecologia degli Ixodidi In base al comportamento tenuto nella scelta degli ospiti le specie di zecche si distinguono in: Monotrope quando ogni stadio di una specie aggredisce sempre ospiti appartenenti alla stessa classe o nell ambito della stessa classe, vertebrati appartenenti allo stesso ordine o famiglia o anche generi e specie. Ditrope se uno o entrambi gli stadi immaturi si nutre su ospiti appartenenti a classi diverse da quelle degli ospiti parassitati dagli adulti. Gli Argasidi sono tutti monotropi mentre gli Ixodidi possono essere monotropi o ditropi.

16 Biologia ed ecologia degli Ixodidi In base alla gamma di ospiti le specie vengono classificate in: Specie a bassa specificità parassitaria in cui la gamma di possibili ospiti risulta molto ampia. Specie a alta specificità parassitaria in cui la gamma di ospiti e limitata ad alcune specie. Specie ad altissima specificità parassitaria quando il range di ospiti è limitato ad una sola specie o a poche specie sistematicamente o ecologicamente vicine.

17 L etologia degli ospiti abituali che provvedono al mantenimento delle specie di zecca ne può condizionare lo spettro d ospite. d Es. Pholeoixodes hexagonus specie endofila associata ai roditori ed agli insettivori, viene rinvenuta frequentemente sulle volpi e su altri carnivori selvatici e domestici (principalmente il gatto).

18 Biologia ed ecologia degli Ixodidi In base al microhabitat vengono definite: Endofile: le specie di Ixodidi che in tutti i loro stadi hanno bisogno di condizioni climatiche costanti che si realizzano solo in particolari ambienti chiusi quali grotte, nidi, tane, ricoveri in ambienti cioè,, protetti da variazioni sensibili di umidità e temperatura. Tali specie sono generalmente associate agli ospiti abituali di tali ambienti.

19 Esofile: (tutte comprese fra gli Ixodidi) ) le specie che sono capaci di guadagnare gli ambienti aperti in occasione della ricerca degli ospiti. Sulla distribuzione e sviluppo di queste specie giocano un importante ruolo le caratteristiche macroclimatiche e la copertura vegetale che influenzano le condizioni microclimatiche necessarie al corretto mantenimento del bilancio idrico. Biologia ed ecologia degli Ixodidi

20 Telotrope: le specie infeudate in ambienti chiusi solo negli stadi larvali quando il ridotto spessore della cuticola le rende particolarmente sensibili alle variazioni di umidità,, mentre, negli stadi di sviluppo successivi, assumono le caratteristiche delle specie esofile ampliando così la gamma di ospiti. Biologia ed ecologia degli Ixodidi

21 Le zecche inoltre si distinguono per modalità di caccia il primo definito ambushing la zecca in cerca di ospite si arrampica sulla vegetazione (erbacea o arbustiva) ed aspetta il passaggio dell ospite Biologia ed ecologia degli Ixodidi

22 Biologia ed ecologia degli Ixodidi Il secondo è una vera è propria strategia di caccia: in questo caso la zecca emerge dalla vegetazione e corre incontro all ospite quando questi appare nelle vicinanze, Il terzo modello è quello usato dalle zecche nidicole o ipogee che rimangono nascoste nelle tane in attesa dell arrivo del loro ospite.

23 Biologia ed ecologia degli Ixodidi In base al ciclo biologico le zecche si dividono in: Trifasiche. Compiono un ciclo a 3 ospiti: ogni stadio è costretto a cercare l ospite l da cui si distacca dopo il pasto per compiere la muta sul terreno. Difasiche.. Compiono un ciclo a 2 ospiti: se sopprimono una fase di ricerca compiendo una muta sull ospite. Monofasiche. Compiono un ciclo ad 1 ospite: se sopprimono due fasi di ricerca compiendo due mute sull ospite. Tale diverso comportamento ha diverse implicazioni di tipo epidemiologico e profilattico.

24 Ixodes ricinus Una delle specie più diffuse in Europa Ixodes ricinus o zecca dei boschi è il principale vettore di numerose patologie dell uomo e degli animali. Legata ad ambienti boschivi e rurali caratterizzati dalla la presenza di fauna selvatica e/o di allevamenti di bestiame allo stato brado e ad microhabitat dove elevate sono la presenza di materiale organico e l umiditl umidità relativa. In Italia è prevalentemente associata ai boschi mesofli Ixodes ricinus femmina

25 Ixodes ricinus Ixodes ricinus è una specie telotropa (endofila allo stato larvale ed esofila negli stadi di ninfa ed adulto) La spermiogenensi come nelle altre appartenenti alla sottofamiglia Ixodinae è gia completa alla fine delle muta per cui i maschi non si nutrono ed inseminano la femmina sull ospite. La specie risulta fra quelle a più bassa specificità parassitaria attaccando un numero di ospiti a dir poco eccezionale (sono 237 le specie animali su cui è stata trovata) compreso l uomo. l

26 Le larve endofile si nutrono su: roditori (generi generi Apodemus,, Arvicola, Citellus, Myodes, Cricetus, Glis, Micromys, Microtus, Mus Muscardinus, Pitymys, Rattus, Sicista) ) ; insettivori (generi Crocidura, Erinaceus, Neomys, Sorex, Talpa); uccelli (generi Phasianus, Turdus, Piccoli Passeriformi ecc) rettili (generi Lacerta, Podarcis). Ixodes ricinus A loro volta le femmine ed anche le ninfe (esofile( esofile) possono disporre di quasi tutti i mammiferi terrestri presenti nel loro areale di distribuzione uomo compreso.

27 Nei climi temperati la dinamica di Ixodes ricinus è di tipo bimodale,, con due picchi di attività: : uno in tarda primavera (il più alto) ed uno in autunno, avendo come principale fattore limitante l umiditl umidità relativa. Ixodes ricinus La durata del ciclo di sviluppo, nelle condizioni climatiche dell Europa centro- meridionale è di circa due anni.. Le larve e le ninfe che si sono nutrite in tarda estate od in autunno possono ritardare il proprio sviluppo fino la primavera successiva.

28 Alcuni decenni fa Ixodes ricinus era prevalentemente associata agli animali domestici allevati al pascolo (ovini, bovini, equini), attualmente l abbandono l delle campagne, i rimboschimenti operati dall uomo o naturale, i cambiamenti nella tipologia di allevamento unitamente all incremento demografico nelle popolazioni di ungulati selvatici, hanno fatto sìs che tale specie di zecca sia principalmente diffusa negli habitat dove si registrano elevate concentrazioni di ungulati selvatici ed in particolare di cervidi (Capreolus capreolus, Dama dama, Cervus elaphus). Ixodes ricinus

29 Tra i ruminanti selvatici del continente Europeo il Capriolo (Capreolus capreolus) rappresenta il principale ospite di mantenimento in grado di ospitare popolazioni numerose di I. ricinus. Questa specie di cervide ricerca il cibo nelle aree di passaggio tra bosco e pascolo (ecotono) ricche di umidità e riparate dai raggi solari, ambienti favorevoli perciò anche allo sviluppo di Ixodes ricinus. Il capriolo non è un serbatoio di Borrelia burgdoferi.

30 Ixodes ricinus La stagionalità delle punture da zecca coincide con la stagionalità di Ixodes ricinus May 01 Jun.01 Jul.01 Aug.01 Sep.01 Oct.01 Nov.01 Dec.01 Jan.02 Feb.02 Mar.02 Apr.02

31 La Malattia di Lyme o Borreliosi di Lyme La Malattia di Lyme o Borreliosi di Lyme (BL) o Lyme disease (LD) è zoonosi batterica sistemica caratterizzata da un complesso quadro sintomatologico,, dalle complicazioni tardive estremamente gravi ed invalidanti. L infezione, sostenuta da Spirochete del genere Borrelia (genogruppo Borrelia burgdorferi sensu lato) ) e trasmessa da zecche del genere Ixodes è comune a numerose specie animali domestici e selvatici. La sintomatologia è segnalata solo nell uomo e nel cane.

32 La presenza e persistenza in un determinato ecosistema di Borrelia burgdorferi s.l.sono sono intimamente connesse con le complesse relazioni eco- etologiche che legano tutte le componenti del ciclo biologico della malattia all ecosistema stesso.

33 La Malattia di Lyme nel mondo La Malattia di Lyme è ampiamente documentata in Nord America, Europa, Asia settentrionale corrispondentemente con quello che è l areale di distribuzione delle zecche appartenenti a Ixodes ricinus - complex.

34 Si tratta di un gruppo di specie di zecche (Ixodes ricinus group)caratterizzate da somiglianze morfologiche ed ecologiche di cui; in Europa è presente Ixodes ricinus nei paesi dell ex ex URSS ed in Asia Ixodes persulcatus nella costa est degli Stati Uniti Ixodes scapularis Il vettore: Ixodes ricinus mentre nella costa ovest Ixodes pacificus

35 B.lusitaniae L agente eziologico

36 I serbatoi Nel vettore non avviene la trasmissione transovarica di B.burgdorferi s.l. per cui per acquisire l infezione l la zecca si deve nutrire su uno degli ospiti reservoir. B.burgdorferi s.l. si trasmette attraverso i diversi stadi di sviluppo (trasmissione trans stadiale) ). All ospite viene efficacemente trasmessa con il periodico rigurgito nelle fasi tardive del pasto (48-72 h)(localizzazione intestino medio) Sugli ospiti si può verificare anche il cofeeding cioè la trasmissione da zecca a zecca senza la generalizzazione dell infezione nell ospite

37 I serbatoi

38 Tick Borne Encephalithis (TBE) Patologia nervosa, causata da virus appartenenti al Tick Borne Encephalitis virus, un complesso antigenico del genere Flavivirus. Due forme cliniche provocate da due virus del gruppo antigenicamente affini: una assai grave, con elevati tassi di letalità, presente nelle aree più orientali dell ex-unione Sovietica (Far East TBE o Encefalite Russa Primaverile-Estiva o RSSE). una con decorso clinico meno severo e minore letalità, denominata Encefalite del Centro Europa (CEE) o Fruhsommermeningoencephalitis FSME o Meningoencefalite da zecche o TBE (Tick( Borne Encephalithis) propriamente detta. Studi filogenetici hanno dimostrato che i Flavivirus del gruppo TBE si sono originati in Asia e da lìl si sono diffusi attraverso la Russia in Europa probabilmente attraverso le migrazioni di uccelli.

39 I vettori La forma occidentale (Tick( Borne Encephalithis TBE) o Encefalite Centro Europea (CEE) è trasmessa da Ixodes ricinus La variante russa (Encefalite Russa Primaverile Estiva-RSSE RSSE) è principalmente trasmessa da I.persulcatus. Le zecche fungono anche da serbatoio poiché c è la trasmissione trans-ovarica del virus. E un meccanismo secondario di acquisizione dello stesso rispetto al pasto di Ixodes ricinus su ospiti serbatoio. Un ruolo importantissimo nel mantenimento del virus lo ha il meccanismo del coofeeding I principali serbatoi sono: il topo selvatico (Apodemus( sylvaticus) ) il topo dal collo giallo (A.flavicollis(.flavicollis)) seguiti dall arvicola arvicola rossastra (Myodes( glareolus)-

40 Distribuzione geografica dei virus appartenenti al TBE complex I casi clinici di TBE in Italia si riscontrano principalmente in Trentino Alto-Adige ed in Veneto Provincia di Belluno.

41 Tick distribution in Italy: Dermacentor marginatus Specie di zecca segnalata in quasi tutto il territorio italiano. E presente in ambienti aperti e piuttosto secchi di media ed alta montagna. Adulti attivi anche durante i mesi invernali Immaturi parassitano prevalentemente roditori e lagomorfi e sono attivi durante la primavera - estate. L uomo può rientrare nel range di ospiti (3% Pascucci & Camma 2010)

42 Gli ungulati sono i Ticks distribution in Italy principali ospiti egli adulti di D.marginatus. Frequentemente D.marginatus si ritrova sui cinghiali che fungono da veicolo di diffusione della specie.

43 Tularemia D.marginatus in Italia è il principale vettore di Tularemia malattia batterica sostenuta da diverse biovarietà di Francisella tularensis. Non è esclusivamente trasmessa da zecche. Le manifestazioni cliniche dipendono dalla via di entrata della Francisella Vettori: numerose zecche in Italia D.marginatus che possono fungere anche da serbatoi (trasmissione transovarica) spettro d d infezione di Francisella tularensis assai ampio, ma solo uomo, roditori e lagomorfi sviluppano la malattia. Roditori e lagomorfi fungono anche da serbatoio.

44 Hyalomma marginatum Specie con ciclo a due ospiti è segnalata in quasi tutto il territorio italiano anche se è frequente nelle più calde del paese caratterizzate dalla presenza di macchia mediterranea. In Sicilia è nsegnalata anche la specie africana H. rufipes (formerly H marginatum rufipes ) Gli adulti che parassitano gli ungulati sono attivi durante i mesi caldi. Gli immaturi generalmente attivi lungo tutto l arco dell anno parassitano principalmente piccoli vertebrati ed una gran varietà di uccelli inclusi i migratori Può essere repertata anche sull uomo (4%

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46 La segnalazione di H. rufipes in Europa ed I alcune ragioni del meditterraneo di H.rufipes sono conseguenza della disseminazione degli immaturi della specie attraverso le migrazioni degli Hyalomma marginatum Le segnalazioni di H.marginatum più a sud o più a nord del suo areale di distribuzione (esempio Finlandia) sono molto probabilmente conseguenza del trasporto degli immaturi che parassitano gli uccelli durante le migrazioni.

47 Crimean Congo haemorragic fever Hyalomma marginatum è uno dei principali vettori di Crimean Congo haemorrhagic fever (CCHF), è una malattia sostenuta da un Nairovirus trasmissibile mediante puntura di zecca e per contatto, segnalata in 3 continenti casi in Turchia nel 2008, 54 morti La CCHF è presente laddove sono presenti i suoi principali vettori

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50 Crimean Congo haemorragic fever Le zecche sono in grado di trasmettere l infezione per via transovarica,, non sono solo vettori ma anche serbatoi. I micromammiferi quali roditori, insettivori e lagomorfi sono i principali reservoir vertebrati Numerose specie di ungulati domestici e selvatici sono recettivi all infezione e sviluppano una breve viremia senza sintomatologia clinica; gli spostamenti di animali domestici e selvatici durante la fase viremica possono essere una via di introduzione in aree indenni.

51 Gli immaturi delle zecche del gruppo Hyalomma marginatum si alimentano sugli uccelli, la dispersione della specie e quindi eventualmente anche del virus CCHF può essere legata ai migratori.

52 Studi eco-epidemiologici epidemiologici Coxiella burnetii e Borrelia burgdorferi sono state rilevate nei roditori selvatici (Apodemus( sp e Myodes glareolus) ) e nelle zecche. E stata segnalate Ixodes acuminatus una rara specie di zecca strettamente associata ai roditori. Ixodes acuminatus è risultata positiva ad i test PCR per Coxiella burnetii e Borrelia burgdorferi lasciando ipotizzare un suo coinvolgimento nel mantenimento di tali patogeni nell ambiente selvatico. Ixodes acuminatus femmina Apodemus sp. infestato da zecche

53 Studi eco-epidemiologici epidemiologici Titolo del progetto:fauna selvatica e zoonosi emergenti: studio pilota in un area del Parco Nazionale del Gran Sasso Monti della Laga per l identificazione dei fattori di rischio ecologici per alcune zoonosi batteriche trasmesse da zecche e sviluppo di modelli spaziali predittivi per la distribuzione delle popolazioni degli specifici vettori. ion SAN QUIRICO CENTRALE VITELLO D'ORO PONTE TAVO

54 Danni diretti provocati dalle zecche Generalmente le zecche ed ospite selvatico vivono in equilibrio non creano grossi problemi all ospite vertebrato Talvolta a seguito di modificazioni dell ambiente, delle condizioni di vita dell animale come nel caso di animali che vivono in recinti o in ambienti confinati si possono verificare massive infestazioni che possono provocare problemi sia legati alla trasmissione di patologie sia al danno diretto provocato dai parassiti.

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57 Filariosi cardiopolmonare.i. Pascucci, R. Fico, A.R. D Angelo, S. Serini and C. Cammà. Prima segnalazione in Italia di filariosi cardiopolmonare da Dirofilaria immitis (Spirurida, Onchocercidae) nel lupo (Canis lupus) - First notification in Italy of cardiopulmonary filariasis caused by Dirofilaria immitis (Spirurida, Onchocercidae) in a wolf (Canis lupus)veterinaria Italiana. 43 (4),

58 Setaria nel cervo

59 Conclusioni La persistenza nell ecosistema ecosistema degli agenti eziologici di VBD è generalmente strettamente legata alla presenza nell ambiente dei vettori e delle specie serbatoi, e dipendono strettamente dalle caratteristiche degli ecosistemi. Lo studio di tali patologie non può pertanto prescindere da un approccio olistico che consideri l ecositema nella sua integrità La La conoscenza dei fattori di rischio ecologici inoltre è basilare per l attuazione l di efficaci misure di prevenzione.

60 Grazie dell attenzione!!!!