ENTEROBACTERIACEAE. Escherichia coli Salmonella spp. Shigella spp.

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1 UNIVERSITA' degli STUDI di PERUGIA Facoltà di MEDICINA e CHIRURGIA Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia AA ENTEROBACTERIACEAE Escherichia coli Salmonella spp. Shigella spp.

2 Escherichia Shigella spp. Salmonella typhi Edwardsiella Citrobacter Yersinia pestis Klebsiella Enterobacter Serratia Proteus Morganella Providencia Enterobacteriaceae:

3 ENTEROBACTERIACEAE 31 generi (120 specie) in base a: Tecniche di ibridazione e del sequenziamento degli acidi nucleici Proprietà biochimiche Struttura antigenica Proprietà sierologiche Sensibilità ai batteriofagi Sensibilità agli antibiotici Resistenza ai sali biliari

4 ENTEROBACTERIACEAE Bacilli Gram Dimensioni: 0,3-1 x 6 µm Immobili o mobili per flagelli peritrichi Asporigeni Aerobi-anaerobi facoltativi Riducono i nitrati a nitriti Catalasi + Ossidasi (assenza del citocromo C) Acapsulati o capsulati (Klebsiella) Lattosio + (E. coli, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter) - (Proteus, Salmonella, Shigella, Yersinia)

5 colonie LATTOSIO + In agar MacCONKEY aspetto di colonie lac+ o laccolonie LATTOSIO

6 Enterobacteriaceae microorganismi ubiquitari. fanno parte della popolazione microbica residente del tratto gastrointestinale. sono responsabili di - infezioni sistemiche - gastroenteriti (alcuni stipiti E. coli, Salmonella spp, Shigella spp) - infezioni a localizzazione extraintestinale (vie urinarie, sistema nervoso centrale) alcune specie sono sempre associate a malattia (Salmonella, Shigella), altre (Escherichia, Proteus..) sono responsabili di infezioni opportunistiche. la trasmissione può essere esogena o endogena

7 Classificazione (sierologica): si basa su 3 antigeni principali: antigene O (somatico - polisaccaridico) antigene K (capsulare - proteico e polisaccaridico) proteina H (flagellare) antigene O (somatico) antigene K (capsulare) proteina H (flagellare)

8 Fattori di virulenza degli enterobatteri (A) Capsula con antigeni idrofili Variazione di fase antigenica (espressione di K e H) Sequestro di fattori di crescita in vivo (siderofori) Fattori di adesività (pili, adesine, fimbrie) Fattori che bloccano la fusione fagosoma-lisosoma Resistenza agli antibiotici Sistema di secrezione tipo III = sistema di proteine (circa 20) che facilitano il rilascio dei fattori di virulenza all interno della cellula dell ospite e il successivo ingresso del batterio nella cellula stessa. In assenza di tale sistema i batteri non sono virulenti

9 Fattori di virulenza degli enterobatteri (B) Endotossina Effetti: attivazione del sistema del Complemento per via alternativa produzione di citochine (IL-1, IL-6, TNF-alfa) con induzione di: leucocitosi, poi leucopenia trombocitopenia (emorragie) CID (coagulazione intravasale disseminata) febbre, shock, ipotensione, collasso cardiocircolatorio, morte

10 Difese dell ospite L acidità gastrica e il tempo di transito intestinale rappresentano un importante difesa. Immunoglobuline IgA secretorie (intestinali)

11 Resistenza antimicrobica Viene considerato un meccanismo di patogenicità in quanto favorisce la sopravvivenza e la diffusione di molti enterobatteri soprattutto in ambito ospedaliero. La pressione selettiva esercitata dall ampio e indiscriminato uso degli antibiotici ha favorito la diffusione di ceppi caratterizzati da un fenotipo di multiresistenza (ceppo MDR). Plasmide TEM-1 Beta-lattamasi plasmidica (penicilline e cefalosporine) Beta lattamasi a spettro esteso (ESBL) : resistenze agli aminoglicosidi, cotromossazolo, tetracicline.. Carbapenemasi : enzimi in grado di idrolizzare i carbapenemici

12 Genere Escherichia: E. coli Ha come habitat il tratto gastroenterico (popolazione batterica residente). può causare infezioni acquisite per via endogena o esogena La classificazione è basata sugli antigeni O (117 tipi antigenici), H (con 56 tipi antigenici) e K ( 100 varianti antigeniche). In aggiunta ai fattori di virulenza comuni a tutti gli enterobatteri (ad es. LPS), i differenti ceppi di E. coli possiedono dei fattori specifici compresi in due categorie: - Adesine - Esotossine

13 Escherichia coli: FATTORI DI VIRULENZA Adesine (mediano l attacco) Antigeni del fattore di colonizzazione: CFA/I, CFA/II, CFA/III Pili a fasci o BfP (bundle forming pili) Pili P Intimina Fimbrie di adesione aggreganti: AAF/I, AAF/II, AAF/III Fimbrie Dr ( che si legano ad Ag Del gruppo sanguigno Dr) Proteine Ipa (antigene plasmidico di invasione) Esotossine (enterotossine, neurotossine, emolisine, citotossine) STa, STb (tossine termostabili) LT-I, LT-II (tossine termolabili) Stx-1, Stx-2 (tossine shiga) Tossina enteroaggregante HlyA (emolisine)

14 alcuni fattori di virulenza di E. coli possono essere codifcati in elementi genetici mobili: plasmidi (tossina termolabile LT di ETEC, fattore di invasione di EIEC) trasposoni (tossina termostabile ST di ETEC) bacteriofagi (tossina di Shiga di EHEC) pathogenicity islands (il locus di effacement dell enterocita di EPEC/EHEC, PAI-I e PA-II di UPEC.

15 E. coli uropatogeni INFEZIONI DEL TRATTO URINARIO (Urinary Tract Infections, UTI): generalmente derivano dal colon (infezioni ascendenti ENDOGENE). Sono associate a SIEROTIPI SPECIFICI FATTORI DI VIRULENZA ADESINE: - Pili P, AAF/I, AAF/III - Fimbrie Dr TOSSINE: emolisina HlyA

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17 Sindromi cliniche INFEZIONI DEL TRATTO URINARIO Fattori di rischio nell anziano E. coli è responsabile dell 80% delle infezioni delle vie urinarie in comunità e negli ospedali

18 Altre sindromi cliniche SETTICEMIA: generalmente secondaria a infezioni urinarie o gastroenteriche. E il batterio Gram- più comunemente isolato da pazienti affetti da setticemia. Inoltre è favorita dalla presenza di una patologia di base del paziente (cirrosi epatica, diabete, neoplasie, emopatie) e da condizioni di immunosoppressione. MENINGITI NEONATALI: ceppi con antigene capsulare K1. In neonati di età inferiore a un mese.

19 Infezioni delle vie urinarie La maggior parte dei batteri Gram che causano infezioni delle vie urinarie originano dal colon, contaminano l uretra, risalgono fino alla vescica e possono migrare al rene o alla prostata. L infezione delle vie urinarie è una infezione ascendente. I ceppi di E.coli che maggiormente causano infezioni delle vie urinarie sono in grado di produrre adesine (pili P, AAF/II, AAF/III e Dr) che mediano il legame alle cellule epiteliali di rivestimento della vescica e delle vie urinarie superiori (impedendo l eliminazione del batterio con la minzione), e l emolisina HlyA, che lisa gli eritrociti e altri tipi cellulari portando al rilascio di citochine e alla stimolazione di una risposta infiammatoria.

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21 INFEZIONI DEL TRATTO GASTROINTESTINALE Sono causate da 6 gruppi di E. coli 1) ENTEROTOSSIGENI 3) ENTEROPATOGENI 2) ENTEROINVASIVI 4) ENTEROEMORRAGICI (Hemorragic) 5) ENTEROAGGREGANTI 6) DIFFUSAMENTE ADERENTI (E T E C) (E P E C) (E I E C) (E H E C) (E A E C) (DAEC)

22 E.coli ENTEROTOSSIGENO (ETEC) GASTROENTERITE : provocata da tossine che agiscono a livello dell intestino tenue. Sono responsabili di infezioni diarroiche, soprattutto nei paesi in via di sviluppo. Le infezioni si osservano nei bambini che vivono in questi paesi, sia in adulti che si spostano in tali zone ( diarrea del viaggiatore ). Contagio oro-fecale FATTORI DI VIRULENZA - ADESINE: CFA/I, CFA/II, CFA/III -TOSSINE: termolabili (LT-I, LT-II) e termostabili (STa, STb)

23 ETEC Tossine termolabili: LT-I e LT-II LT-I: costituita da 5 subunità B (binding) e 1 subunità A (active). Simile alla tossina di Vibrio cholerae, si lega al recettore GM 1. La subunità A ha attività ADP-ribosilante su una proteina di membrana che regola l adenilciclasi. Ciò provoca aumento di camp con eliminazione di Na +, Cl -, H 2 O da parte dell enterocita nel lume intestinale (diarrea acquosa). LT-II: attiva solo in animali

24 E.coli ENTEROTOSSIGENO (ETEC) Tossine termostabili: STa e STb STa: agisce in modo analogo su guanilato ciclasi, con aumento di cgmp. STb: attiva solo in animali I geni che codificano per LT-I e STa sono in plasmidi associati ai geni che codificano per CFA/I e CFA/II.

25 ETEC LT-I; STa Intestino tenue

26 ETEC La malattia viene definita diarrea del viaggiatore E diffusa nei paesi in via di sviluppo. Incubazione: 1-2 giorni. Sintomi: nausea, vomito, crampi addominali, diarrea acquosa. Durata: 3-4 giorni.

27 E. coli ENTEROPATOGENO (EPEC) DIARREA INFANTILE: Sono causa di diarrea in età pediatrica. provocata dalla adesione del microrganismo alla membrana citoplasmatica degli enterociti con successiva distruzione dei microvilli delle cellule intestinali dell intestino tenue. attachment-effacement (A/E) FATTORI DI VIRULENZA ADESINE: - PILI FORMANTI FASCI (Bfp) - INTIMINA

28 E. coli ENTEROPATOGENO (EPEC) Il danno cellulare avviene in 3 fasi: 1- adesione debole mediata da Bfp (codificato da un plasmide) 2- attivazione del sistema di secrezione tipo III (locus di distruzione degli enterociti o LEE): inserimento sulla membrana dell enterocita del recettore per l intimina (Tir). 3- legame tramite l adesina specifica (intimina) Sintomi: diarrea (da malassorbimento) EPEC EPEC EPEC

29 Intestino tenue Attacco e distruzione dei microvilli da parte di EPEC

30 E.coli ENTEROINVASIVO (EIEC) FATTORI DI VIRULENZA ADESINE: ANTIGENE PLASMIDICO DI INVASIONE (Ipa) TOSSINE: EMOLISINA (HlyA)

31 E. coli ENTEROINVASIVO (EIEC) I batteri invadono e distruggono l epitelio del colon (enterocolite) grazie a fattori codificati da geni plasmidici di invasività (geni pinv). Si replicano nelle cellule dell ospite e invadono per contiguità le cellule vicine (ulcerazioni e reazione infiammatoria) Infezione: E diffusa nei paesi in via di sviluppo. Incubazione: 1-2 giorni. Sintomi: - inizialmente diarrea - in alcuni pazienti evoluzione con febbre, crampi, diarrea sanguinolenta (dissenteria: emazie e leucociti nelle feci)

32 . EIEC Sierotipi: O:124; O:143; O:164 E.coli ENTEROINVASIVO (EIEC): cfr. Shigella per fenotipo e patogenicità, non per la tossina prodotta! Intestino crasso

33 E.coli ENTEROEMORRAGICO (EHEC) Responsabile di COLITE EMORRAGICA FATTORI DI VIRULENZA ADESINE: - PILI FORMANTI FASCI (Bfp) - INTIMINA TOSSINE: - TOSSINE DI SHIGA (Stx-1; Stx-2)

34 Escherichia coli O157:H7 Tra i molti ceppi di E. coli EHEC, il più importante è O157:H7 Alimenti responsabili: - carne di manzo poco cotta - carne macinata - succhi di frutta - latte non pastorizzato Infezione: DIFFUSA NEI PAESI INDUSTRIALIZZATI,bastano bacilli per causare la malattia. Sintomi: da lieve diarrea a COLITE EMORRAGICA con dolori addominali, febbricola, diarrea sanguinolenta. Complicanze (età < 10 anni): sindrome emolitico-uremica (insufficienza renale acuta, trombocitopenia, anemia emolitica)

35 E.coli ENTEROEMORRAGICO (EHEC) Il danno cellulare è dovuto alla produzione di Stx-1 e Stx-2, codificate da fagi lisogeni. Le tossine sono costituite da 5 subunità B (binding) e 1 subunità A (active). Il recettore è un glicolipide detto Gb 3 (globotriaosilceramide) La subunità A si scinde in due frazioni: A1 si lega a rrna 28S, bloccando la sintesi proteica. Stx-2 ha tropismo selettivo per l endotelio del glomerulo renale: SINDROME EMOLITICO-UREMICA (HUS). Intestino crasso

36 E. coli produttori di Verocitotossina: VTEC tra i più temibili patogeni alimentari! Manifestazione clinica molto grave Colite emorragica Sindrome Emolitico Uremica (SEU)

37 Fattori di virulenza VEROCITOSSINE (VT1-VT2) ISOLA DI PATOGENICITA : LOCUS OF ENTEROCYTE EFFACEMENT (LEE)

38 Trasmissione dei VTEC : via alimentare

39 Tutti i sierogruppi VTEC sono patogeni per l uomo? VTEC ASSOCIATI CON MALATTIA GRAVE (DIARREA EMORRAGICA, SEU) VTEC >100 sierogruppi O157 O26, O111, O103,O145

40 Patogenesi delle infezioni da VTEC nell uomo Ingestione 2-4 giorni Crampi addominali, diarrea 1-2 giorni Adesione/colonizzazione Passaggio VT nel sangue -Azione su endoteli colon Diarrea emorragica 90% Guarigione 5-7 giorni 10% SEU Azione della VT sugli endoteli renali

41 Sindrome emolitico uremica (SEU) Anemia emolitica microangiopatica Trombocitopenia Insufficienza renale acuta (richiede dialisi) I soggetti prevalentemente colpiti sono i bambini e gli anziani

42 E.coli ENTEROAGGREGANTE (EAEC) FATTORI DI VIRUILENZA ADESINE: - Fimbrie di Adesione Aggreganti (AAF/I, AAF/II, AAF/III) TOSSINE: - TOSSINA TERMOSTABILE ENTEROAGGEGANTE (EAST: enteroaggregative heat-stabile toxin) - TOSSINA PLASMIDICA (Pet: plasmide encoded toxin)

43 E.coli ENTEROAGGREGANTE (EAEC) Meccanismo patogenetico: adesione ed aggregazione dei batteri sui villi dell intestino tenue (mattoni ammassati) mediata da AAF/I, AAF/II e AAF/III codificate in un plasmide. Stimola produzione di MUCO = BIOFILM Ne deriva diarrea da malassorbimento Non è chiaro il ruolo delle citotossine EAST e Pet DIARREA ACQUOSA e vomito L infezione colpisce i neonati dei paesi in via di sviluppo Sintomi: vomito, diarrea e successiva disidratazione. - diarrea cronica - ritardo nella crescita Intestino tenue

44 E. coli diffusamente aderenti (DAEC) Tali ceppi sono stati riconosciuti per la loro caratteristica adesione alle colture cellulari. La malattia consiste in una diarrea acquosa che si riscontra in neonati e bambini in età compresa tra 1 e 5 anni.

45 Diagnosi: E. coli cresce rapidamente su molti terreni, gli enteropatogeni sono ricercati e isolati solo nei laboratori di riferimento o di ricerca

46 Genere Salmonella

47 Tassonomia della Salmonella Il genere Salmonella è divisa in 2 specie: S. enterica e S. bongori (CDC). La S.enterica presenta 7 sottospecie, la S.bongori solo una. Le salmonelle patogene per l uomo appartengono alla prima sottospecie di S. enterica (oggi sottospecie enterica, in passato S. cholerasuis). Una ulteriore suddivisione all interno della sottospecie, si ha in base ai sierotipi, (ve ne sono 2400, dei quali oltre 1400 nella sottospecie enterica). Es. la specie di S.typhi secondo la nuova nomenclatura dovrebbe essere indicata come: S.enterica, sottospecie enterica, sierotipo typhi.

48 Il genere è stato recentemente diviso in 2 specie: Salmonella enterica Salmonella bongori tuttavia, poichè diversi sierogruppi sono stati in passato considerati specie, si preferisce parlare di Salmonella spp., tra cui S. Typhi S. Paratyphi S. Typhimurium S. Choleraesuis S. Enteritidis etc. Genere Salmonella n.b.: la specie è ora scritta non in corsivo e con iniziale maiuscola!! Sono classificate in circa 2500 sierotipi! Serbatoio: uomo (S. Typhi, S. Paratyphi) e varie specie animali

49 Bacilli GRAM negativi metabolismo di tipo fermentativo (ossidasi-negativi) S. Typhi S. Paratyphi S. Choleraesuis Febbri enteriche (salmonellosi maggiori) Altre salmonelle Infezioni asintomatiche Enteriti (salmonellosi minori) Raramente setticemia

50 SALMONELLE 60 sierogruppi in base all antigene somatico O gruppo A B C D sierotipo S. paratyphi A S. paratyphi B S. typhimurium S. paratyphi C S. choleraesuis S. typhi S. enteritidis

51 Antigeni della Salmonella Gli antigeni della salmonella comprendono 3 antigeni maggiori: Antigene O Antigeni H Antigene Vi La classificazione dei serovar di Salmonella viene effettuata secondo lo schema di Kauffmann e White, con una formula costituita da 3 parti: antigene O somatici, antigeni H di fase I e di di fase II. Gli antigeni O vengono indicati con numeri arabi Gli antigeni H di fase I sono indicati dalla lettera a alla lettera z. Glia ntigeni H di fase I dopo la z, vengono indicati come z1,z 2,z 3 Gli antigeni H di fase II sono indicati con i numeri arabi dall 1 al 12.

52 L antigene flagellare H esiste in 2 forme: fase 1 e fase 2; tende al cambiamento tra le due fasi. L antigene somatico O è sulla superficie della membrana esterna = CATENA POLISACCARIDICA DELL LPS Salmonella Typhi (2500 sierotipi O). Gli isolati privi della sequenza completa (rough) sono meno virulenti, gli isolati che hanno tutte le sequenze (smooth) sono più virulenti. L antigene Vi è un antigene di superficie che ricopre l antigene somatico O, specifico di Salmonella typhi.

53 FATTORI DI VIRULENZA di Salmonella spp. Sono stati identificati differenti geni associati alla virulenza, per lo più localizzati all interno di zone dette Salmonella Pathogenicity Island (SPI): SPI-1 e SPI-2 SPI-1 e SPI-2 codificano per la secrezione di proteine effettrici sia all esterno della cellula batterica che all interno delle cellule dell'ospite (Sistema di secrezione tipo III)

54 Isole di patogenicità della Salmonella Salmonella Pathogenicity Island 1 (SPI-1) T3SS, SipA,SipC Permette lo colonizzazione Permette l entrata nell epitelio intestinale Media l endocitosi Favorisce il patogeno a sopravvivere nell ambiente intestinale dell ospite Salmonella Pathogenicity Island 2 (SPI-2) Permette la replica intracellulare Permette il passaggio nel torrente circolatorio

55 Type III Secretion System (TTSS) I fattori di virulenza della Salmonella sono rilasciati nell ospite. Sono costituiti da 20 proteine Il PrgI è una struttura ad ago che si estende da una proteina base, formando un canale nell ospite. PrgI

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57 Alcune di tali proteine effettrici, come SipB e SipC (Salmonella invasion proteins), sono importanti per la traslocazione di altre proteine effettrici all interno delle cellule eucariotiche dell ospite in grado di stimolare il riarrangiamento della actina con conseguente penetrazione (engulfment) dei batteri all'interno della cellula T. Typhimurium fagocitata da una cellula dendritica

58 SALMONELLOSI - Patogenesi

59 Differenti TLR riconoscono differenti PAMPs

60 Salmonella Entry

61 Penetrazione e distruzione delle cellule M. Le cellule M sono il cavallo di troia per : A) il passaggio delle salmonelle nelle cellule epiteliali e inducono essi stessi un processo di endocitosi che porta alla loro inclusione in vescicole simili ai fagosomi. B) al transito attraverso le cellule e poi al loro arrivo nella lamina propria, ove inizia la prima moltiplicazione

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63 PATOGENESI DELL INFEZIONI DA Salmonella spp. 1) Superamento barriera gastrica grazie al gene ATR (acid tolerance response) 2) Invasione e replicazione nelle cellule M (placche del Peyer della porzione terminale dell intestino tenue): 3) Risposta infiammatoria (può confinare l infezione al tratto gastroenterico): media il rilascio di PGE, stimola la produzione di AMPc e la secrezione di liquidi.

64 Patogenesi

65 Ciclo biologico della Salmonella diarrea, emorragie, perforazione intestinale eliminazione dei batteri col materiale fecale 1 infiammazione ed ulcerazione delle placche di Peyer INGESTIONE DI CIBI CONTAMINATI 2 colonizzazione iniziale della mucosa dell intestino tenue e invasione della sottomucosa 3 vasi linfatici 11 colonizzazione secondaria della mucosa dell intestino tenue 4 linfonodi mesenterici bile 5 dotto toracico febbre, localizzazione dell infezione al rene e ad altri organi 10 9 colecisti 8 bile batteriemia secondaria (setticemia) colecistite cronica (stato di portatore) 7 6 moltiplicazione nei macrofagi del fegato (e anche della milza e del midollo osseo) batteriemia iniziale (transitoria)

66 1)Penetrazione della salmonella per via fecale-orale. Supera la barriera gastrica. Gene ATR Qui trova la prima barriera naturale che è rappresentata dall acidità gastrica. Tra i fattori che influiscono sul ph gastrico abbiamo: Gli antiacidi. H2 antagonisti, inibitori della pompa protonica, questi divengono fattori predisponenti allo sviluppo di salmonelle. 2a)Arriva all intestino tenue. Dopo aver superato lo strato di muco che riveste la parete intestinale, grazie a delle fimbrie (operon Ipf e operon pcf) aderisce agli enterociti e alle cellule M.

67 2b) L invasività (come la capacità di resistere alle defensine) è controllata da geni specifici come SipB e SipC (operon InvA,InvC). L invasione delle cellule attiva diverse vie metaboliche che conducono alla liberazione di: Acido arachidonico Prostaglandine Leucotrieni e all induzione di enzimi come le Fosfolipasi A2 e all incremento del Ca++ intracellulare. Tutto queste alterazioni possono influire sul trasporto degli elettroliti e causare diarrea.

68 3,4) Una volta attraversata la mucosa intestinale, i microrganismi passano nei linfatici (linfonodi mesenterici regionali) dove vengono fagocitati dai macrofagi. La sopravvivenza di S. typhi nei macrofagi rappresenta un fenomeno cruciale per la disseminazione nel torrente circolatorio. Questo è il risultato dell espressione di molti enzimi deputati all inattivazione dei meccanismi ossidativi all interno dei macrofagi.

69 SopB,SopA, SopE, SopE2 Queste proteine sono importanti fattori di virulenza Una enterotossina associata con SPI TTSS Stimolano la produzione di citochine proinfiammatorie come IL-1,IL- 6, TNF-alfa, IL-8, ed attivano i fattori trascrizionali. Implicate nell infiammazione intestinale con un meccanismo dipendente dalle caspasi 1. Aumenta la secrezione del cloro nel lume intestinale Na+ segue ai cambi del bilancio L acqua segue al bilancio dell osmolarità diarrea

70 5) Alcuni di essi, tuttavia superano i linfonodi mesenterici, e giunti nel torrente circolatorio per via linfatica (attraverso il dotto toracico) inducono una batteriemia di breve durata (batteriemia iniziale, transitoria).

71 6) La batteriemia viene interrotta dalle cellule del sistema monocito-macrofagico (fegato, milza, midollo osseo, linfonodi) che provvedono ad allontanarli dal sangue, fagocitandoli. In queste sedi non vengono distrutti (essendo in grado di sopravvivere all interno dei macrofagi) ma anzi, si moltiplicano rapidamente.

72 La Salmonella all interno dei macrofagi SPI-2 TTSS lavora nei macrofagi Il batterio produce enzimi che sono tossici per i macrofagi. Questi composti sono: L omocisteina (antagonisti dell ossido nitrico) Superossido dismutasi (che inattiva i perossidi reattivi). Permette alla salmonella di viaggiare attraverso il corpo, causando infezione sistemica (solo nella S, typhi). La salmonella è abile ad indurre apoptosi dei macrofagi infettati.

73 7) Nelle cellule mononucleate la salmonella determina alterazioni strutturali e funzionali, simili a quelle documentate negli elementi epiteliali intestinali, promuovendo i processi di fagocitosi. L induzione generalizzata di questi fenomeni sembra essere responsabile di emofagocitosi. Questa sarebbe la causa della neutropenia, anemia, piastrinopenia osservata in molti pazienti affetti da febbre tifoide.

74 7bis) I microrganismi inclusi nei fagosomi dei macrofagi sopravvivono, questo è legato alla loro capacità di elaborare fattori (SPI-2) che consentono di resistere all uccisione, dall altro lato alla risposta CMI dell ospite (linfociti T attivati). La risposta CMI (Th1) insieme ai macrofagi ha un ruolo essenziale nelle difese dell ospite, questo è dimostrato dalla maggiore gravità che tutte le infezioni da salmonelle assumono nei soggetti che presentano alterazioni di questi meccanismi

75 8) La moltiplicazione intracellulare prosegue fino ad indurre l inizio di una batteriemia persistente (setticemia). 9) Vengono cosi raggiunti tutti gli organi e, in particolare: - la colecisti, - le pareti dell intestino - le strutture linfatiche intestinali (placche di Peyer)

76 10, 11,12) All inizio di questa seconda batteriemia termina il periodo d incubazione e compaiono i primi segni clinici della malattia. L escrezione biliare delle salmonelle è causa di una infezione colecistica (di solito asintomatica) è di una moltiplicazione del microrganismo nella bile, che vengono poi eliminati nell intestino. In questi casi la carica batterica fecale, aumenta.

77 13) La moltiplicazione delle salmonelle negli organi, e in particolare nella milza, continua anche dopo la comparsa dei segni clinici della malattia. Questo rende conto del persistere a lungo della seconda fase batteriemica.

78 Portatore cronico Lo stato di portatore cronico viene definito come la persistenza di salmonelle per più di 1 anno nelle feci o nelle urine. Si evidenzia nello % delle persone affette da salmonellosi minori e nell 1-4% degli infetti da S. enterica non sottoposti a trattamento antibiotico. Il portatore cronico può essere seguito con farmaci efficaci per periodi prolungati di tempo (anche 4 settimane) e, se possibile, eliminando le eventuali concause (es. colecistectomia nei pazienti con colelitiasi). Finisce lo stato di portatore, quando si hanno tre coprocolture negative in 3 giorni consecutivi.

79 La suscettibilità all infezione tifoidea come anche le recidive aumentano in caso di : A) deficienze della CMI B) Deficienze della funzionalità macrofagica C) Diminuizione dell acidità gastrica D) Alterazioni della flora microbica intestinale commensale E) Lesioni della barriere anatomo-funzionale gastrointestinale; F) Età neonatale G) Età avanzata

80 Difese dell ospite Vari meccanismi di difesa dell ospite sono importanti nella resistenza alla colonizzazione intestinale da Salmonella. 1) Acidità gastrica: ph <3.5, fisiologico, è letale per Salmonella. 2) Motilità dell intestino tenue che non permette l insediamento. 3) Popolazione microbica residente (soprattutto germi anaerobi che liberano acidi grassi a corta catena, tossici per Salmonella).

81 Epidemiologia La S. enterica è in grado di colonizzare solo l uomo e pertanto la sorgente d infezione, risulta unicamente un malato o un portatore asintomatico. Ai fini della diffusione del contagio, più degli ammalati (che eliminano le salmonelle con le feci e con le urine) appaiono importanti i portatori. I portatori possono albergare le salmonelle nell intestino o nella colecisti per: brevi periodi di tempo i portatori convalescenti; lunghi periodi di tempo, e, anche per tutta la vita (portatori cronici). I portatori hanno una elevata carica batterica /gr di feci.

82 Epidemiologia Trasmissione fecale-orale- fonte d infezione l acqua e gli alimenti. Acqua dolce e acqua salata. Alimenti come frutti di mare, alimenti inquinati da un portatore durante la preparazione (latte, creme, gelati, uova), mosche.

83 Salmonella: serbatoi Serbatoio: - animali (pollame, rettili, bestiame, roditori, animali domestici, uccelli, uomo) - uomo (S. Typhi, S. Paratyphi)

84 Infezioni da Salmonella spp.: sorgenti Massima diffusione nei mesi caldi L infezione è spesso contratta dopo ingestione di alimenti poco cotti (alimenti preparati su superfici di lavoro contaminate). Salmonella: - spesso presente sulle o nelle uova - spesso trasmessa da manipolatori di alimenti (cuochi, pasticceri) La dose richiesta per dare malattie sintomatiche è compresa tra per le gastroenteriti (si riduce con età dei pz, immunosoppressione, acloridria).

85 L infezione da Salmonella può manifestarsi come 1) colonizzazione asintomatica 2) gastroenterite autolimitante 3) Setticemia (spesso con infezioni suppurative localizzate) 4) febbre enterica La forma setticemica della infezione da Salmonella: fase dell infezione in cui non si hanno sintomi intestinali e il microrganismo non può essere isolato dalle feci, ma solo dal sangue. Sono a rischio pazienti pediatrici e geriatrica nonché pazienti con AIDS:

86 Gastroenterite La gastroenterite, che è la più comune forma di salmonellosi (tossinfezione), è caratterizzata da scarsa o assente diffusione sistemica e si contrae a seguito di ingestione di carni contaminate, uova e loro derivati. Il contagio animale-animale e l utilizzo di mangimi contaminati permettono il mantenimento di un serbatoio animale. I Serovar più riscontrati responsabili sono: Salmonella enteritidis e Salmonella typhimurium. I sintomi sono: nausea, vomito, diarrea non sanguinolenta e compaiono dopo un periodo d incubazione di 6-48 ore dall ingestione di cibi o acqua contaminati. Sono comune febbre, crampi addominali, cefalea e mialgie. Dopo 2-7 giorni si ha una risoluzione spontanea del quadro clinico. Tali gastroenteriti si diffondono in comunità quali asili, scuole, ospedali, qualora non vengono rispettate norme igieniche adeguate. Spesso la diffusione è favorita da soggetti con infezioni subcliniche (portatori sani).

87 Febbre enterica (tifo): S Typhi, Paratyphi A, Paratyphi B, Paratyphi C E una forma sistemica di salmonellosi. La forma più nota è la febbre tifoide, dovuta a S. Typhi, ma altre specie di Salmonella possono causare questo tipo di malattia. I sintomi compaiono dopo un periodo di incubazione di giorni ( ingestione di 10.3 batteri). La febbre enterica può essere preceduta dalla gastroenterite, che si risolve prima della malattia sistemica. La febbre enterica può essere fatale in assenza di terapia antibiotica.

88 Febbre enterica Dopo il periodo d incubazione, si assiste ad un aumento graduale della T associato a sintomi aspecifici quali cefalea, mialgie, malessere, anoressia. Quando la febbre raggiunge livelli molto alti si osservano splenomegalia ed epatomegalia. Durante l incubazione e per tutta la prima settimana di febbre, i batteri sono presenti in circolo. Nella seconda settimana si localizzano nelle placche del Peyer, dove le endotossine svolgono la loro azione provocando flogosi e necrosi dei tessuti linfatici delle placche.

89 Febbre enterica Si forma una escara che fra la seconda e la terza settimana si stacca e provoca delle ulcerazioni che guariscono senza esiti cicatriziali. Complicazioni dovute al distacco delle escare sono: emorragie e perforazione della parete intestinale con conseguente peritonite.

90 Cibo contaminato Intestino tenue: se attecchimento (mucosa e sottomucosa) ---lamina propria Numero limitato: nessun attecchimento Eliminazione batteri (feci) Vasi linfatici, linfonodi mesenterici dotto toracico Circolo ematico batteriemia I Diarrea emorragia perforazione intestinale Intestino tenue (colonizzazione secondaria) e raggiungimento lamina propria (moltiplicazione) Batteriemia -persistente! (Sintomi) Moltiplicazione (macrofagi) fegato, MO, milza Bile colecisti!!!!! Portatori sani!!!!!!!

91 TIFO Curva di Wunderlich Astenia, mialgie cefalea matt matt Compromissione dell apparato digerente, snc: torpore (τυφοσ τυφοσ) p.i gg sera Emorragia intestinale, perforazione intestinale, peritonite La febbre dura 4 settimane Curva di Wunderlich - I

92 Infezioni da Salmonella spp. Curva di Wunderlich- II

93 Diagnosi delle infezioni da Salmonella spp. Campione clinico: appropriato (sangue fase iniziale/feci in presenza di diarrea) Sangue. L emocoltura è positiva > 90% dei casi nel I settenario (grande valore diagnostico); ~ 50% casi nel 2 settenario Feci: la coprocoltura è positiva nel III settenario ; non serve tanto per la diagnosi ma per valutare lo stato di portatore Vengono impiegati brodi di arricchimento (brodi al selenito o al tetrationato) e terreni selettivi (macconkey, Hektoen) Identificazuione: tests biochimici Tipizzazione: metodi sierologici. Hektoen

94 Diagnosi delle infezioni da Salmonella spp. SIERODIAGNOSI di WIDAL test di sieroagglutinazione; vengono determinati nel siero A) anticorpi anti-antigene somatico O (significatività +++); ~ dal 7 g; durata 2-3 mesi B) anticorpi anti-antigene flagellare H (significatività +); ~ dal g; durata anni Titoli significativi: 1:100

95 Colonie di Salmonella su agar MacConkey Colonie di Salmonella su agar Hektoen (colonie a centro nero) Salmonella: ureasi positiva - +

96 Controllo della Salmonellosi La terapia antibiotica nelle salmonellosi "minori" non è utile, anzi, favorisce lo stato di portatore prolungando l emissione del germe con le feci e favorendo la selezione di germi resistenti Terapia antibiotica per ridurre la carica infettante e la durata della condizione di portatore: attualmente: FLUOROCHINOLONI, CEFALOSPORINE (CIPROFLOXACINA, CEFTRIAXONE) (n.b.: i chinoloni non sono impiegati per uso pediatrico) in precedenza: cloramfenicolo, ampicillina, amoxicillina (ora non usati a causa della diffusione di ceppi esistenti) Pratiche igieniche rigorose (lavaggio delle mani etc) Bollitura e clorazione dell acqua. Impiego di vaccini a germi uccisi o a germi vivi ed attenuati vedi...

97 Salmonella: VACCINI VACCINO ORALE VIVO ed ATTENUATO costituito dal ceppo di S. typhi Ty 21a Limite minimo di età per la somministrazione: 6 anni. Efficacia: 67%. Efficacia dopo: 10 giorni. Durata: 5 anni VACCINO INIETTABILE - POLISACCARIDICO Composizione: polisaccaride capsulare purificato Vi di S. typhi Ty2, inattivato con calore e purificato. Efficacia: 55-74% Efficacia dopo: 10 giorni Durata: almeno 3 anni. Limite di età per la somministrazione: 2 anni La vaccinazione è consigliata in occasione di viaggi in tutti i paesi tropicali (aree a maggior rischio i paesi del Nord Africa, il Perù e il sub-continente indiano).

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99 Shigella spp

100 Shigella spp Agente etiologicodella dissenteria bacillare con periodo incubazione da alcune ore a 3-6 gg. Sintomatologia: diarrea muco sanguinolenta, febbre moderata, dolori addominali, tenesmo, vomito. Unica fonte di infezione: uomo. Trasmissione oro-fecale (sono sufficienti 100 batteri!) Diffusione dell infezione: mosche.

101 Shigelle Sottogruppo A. Shigella dysenteriae: il patogeno di maggiore importanza (SL) Sottogruppo B. Shigella flexneri: associata di recente con outbreaks tra maschi omosessuali Sottogruppo C. Shigella boydii: endemica in India Sottogruppo D. Shigella sonnei: frequente negli Stati Uniti Dissenteria Bacillare

102 Cibo/H 2 0 SLT Tossina shiga- Superamento dell acidità gastrica GB Globotriosil-ceramide Localizzazione mucosa del colon Penetrazione epitelio mucoso lisosomi A A1 Vescicola endocitosica A2 A1: frammento attivo e liberazione tossina Legame al ribosoma e distacco di una adenina a livello dell RNA r Blocco sintesi proteica MORTE

103 La tossina Shiga Le complicanze Tossina + recettori delle cellule vascolari endoteliali Danno endotelio: liberazione citochine, fenomeni coagulativi emorragici del... Colon SNC Rene (Colite emorragica) (cefalea stato soporoso) (sindrome uremicoemolitica)

104 DIAGNOSI

105 Campioni fecali BATTERI GRAM - lattosio LAC - Colonie a CENTRO LAC + NERO OSSIDASI + Vibrio spp. Pseudomonas spp. Aeromonas spp. Proteus spp. + Citrobacter spp. Proteus spp. Shigella spp. Salmonella spp. Enterobacter spp. IDENTIFICAZIONE UREA TEST ENTEROBATTERI Tutti OSSIDASI - Esherichia spp. Antisieri EPEC - EIEC EHEC - ETEC Salmonella spp. Citrobacter spp. Antisieri/IDENTIFICAZIONE