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 Phylum Apicomplexa Presentano un organo apicale formato da un conoide, con una funzione di stimolazione meccanica, e da roptrie ricche di enzimi litici, con funzione chimica. Nelle specie che non penetrano nelle cellule, l organo ha funzioni di ancoraggio. Presentano una pellicola di rivestimento su tutta la cellula, eccetto che per un invaginazione, detta micropilo, implicata nell assunzione di nutrienti.

3 3 Protozoi Classificazione Phylum Apicomplexa Ordine Eucococcidiorida Famiglia Eimeriidae Genere Isospora Specie Isospora belli

4 4 Isospora belli Questo parassita si riproduce tramite un alternanza di generazioni sessuate (ciclo gamogonico) ed asessuate (ciclo agamonico)

5 5 Ripasso Sporogonia: l unione dei gameti porta alla formazione delle oocisti, costituite da un nucleo, da protoplasma e da una parete cellulare. Se le condizioni ambientali sono idonee, le oocisti cominciano la meiosi così che alla fine del processo la parete cellulare avvolge 4 sporoblasti, ognuno con un proprio nucleo e protoplasma. Ogni sporoblasto comincia a secernere una propria parete diventando una sporociste. Questa a sua volta, tramite scissione binaria, origina 2 sporozoiti. Alla fine del processo quindi si ottiene un oocisti sporulata con 4 sporocisti, contenenti ognuna 2 sporozoiti ciascuna.

6 6 Ripasso Schizogonia: è un processo di divisione multipla tipico dei protozoi. La divisione del nucleo porta ad un protozoo polinucleato, i cui nuclei si muovono verso la periferia del citoplasma (schizonte). Questo si divide a sua volta dando origine a delle cellule chiamate merozoiti. La schizogonia può alternarsi con la sporogonia nella maggior parte dei protozoi.

7 7 Isospora belli Ciclo biologico 1. Le oocisti immature non sporulate (diploidi) sono rilasciate all esterno attraverso le feci. Le dimensioni sono variabili, con un range di lunghezza di µm e una larghezza di µm. In alcuni casi la maturazione può avvenire anche all interno dell intestino umano, pertanto nelle feci si possono trovare anche oocisti mature. Il processo di maturazione avviene attraverso il ciclo sporogonico. 2. L uomo ingerisce accidentalmente l oocisti matura contenente 2 sporocisti con 4 sporozoiti ciascuna.

8 Isospora belli 8 Ciclo biologico 3. Lo sporozoita entra all interno dell enterocita (cellula epiteliale intestinale) e comincia il ciclo schizogonico (asessuato). Il trofozoita attraversa diversi stadi passando da uno schizonte plurinucleato ai merozoiti. 4. I merozoiti sono rilasciati dalla cellula ospite, entrando nel lume intestinale, parassitando nuove cellule e cominciando un nuovo ciclo schizogonico. Il processo va avanti per diverso tempo, fino a che non alcuni schizonti non cominciano la produzione di merozoiti sessuati.

9 9 Isospora belli Ciclo biologico 5. I merozoiti sessuati si trasformano in trofozoiti all interno di altre cellule e si differenziano in microgametociti e macrogametociti. Quest ultimo si trasforma in macrogamete aploide, che occupa interamente la cellula ospite. Il microgametocita, attraverso varie divisioni nucleari, forma microgameti aploidi filamentosi rilasciati all esterno della cellula ospite. Se raggiungono un macrogamete, avviene la fecondazione e si forma uno zigote diploide con una parete cistica. L oociste immatura così formata va nel lume intestinale e può essere espulsa con le feci.

10 10 Isospora belli La distribuzione del parassita è prevalente nei paesi tropicali, ma si può considerare generalmente cosmopolita. La trasmissione può avvenire per via orofecale tramite ingestione di cibi o il contatto con oggetti infetti, oppure tramite contatto diretto tra due soggetti. Si considera un parassita opportunista.

11 11 Isospora belli L incubazione del coccidio può durare all incirca una settimana, con sintomatologia variabile: perdita di peso, febbre, steatorrea (grassi non digeriti nelle feci), diarrea e, nei casi di soggetti con problemi nel sistema immunitario, si può arrivare anche alla morte. La diarrea è provocata dalla necrosi degli enterociti ospitanti il parassita. A livello diagnostico, si possono ricercare le oocisti nelle feci oppure gli altri stadi tramite una biopsia digiuno/duodenale. La prevenzione si attua con le norme igieniche tipiche delle malattie a trasmissione oro-fecale.

12 12 Protozoi Classificazione Phylum Apicomplexa Ordine Eucococcidiorida Famiglia Eimeriidae Genere Cyclospora Specie Cyclospora cayetanensis

13 13 Cyclospora cayetanensis Ciclo biologico 1. Le oocisti non sporulate, immature, sono espulse con le feci e hanno un diametro di circa 10 µm. 2. Le oocisti sono disperse nell ambiente esterno. 3. Avviene la sporulazione con un tempo variabile, tutt ora ancora non ben noto. 4. Le oocisti sporulate contaminano cibo e acqua. 5. L uomo ingerisce le cisti mature (stadio infettivo) tramite l ingestione di cibo o acqua infetti.

14 Cyclospora cayetanensis 14 Ciclo biologico 6. Specifiche interazioni chimiche all interno del tratto gastrointestinale dell ospite portano alla fuoriuscita degli sporozoiti dalle oocisti. La restante parte del ciclo è simile a quello di I. belli, con l alternanza di una fase asessuata in cui si formano i merozoiti e di una sessuata che porta ad uno zigote diploide (oociste). 7. Alla fine del ciclo si ottengono delle oocisti immature non sporulate che sono rilasciate all esterno con le feci.

15 15 Cyclospora cayetanensis Tipica infezione delle aree tropicali, può essere diffusa anche attraverso cibi provenienti da altri paesi e non adeguatamente puliti. Le modalità di trasmissione ipotizzabili sono l ingestione di cibi o acqua infetti, anche se le oocisti non sono subito infettanti. Attualmente non si conoscono precisamente le condizioni ambientali ideali per la maturazione delle oocisti.

16 16 Cyclospora cayetanensis Il periodo di incubazione è di una settimana circa, ma la sintomatologia, spesso assente o consistente in febbre e crampi addominali, non permette una rapida diagnosi. Generalmente i sintomi hanno una durata variabile dai 10 ai 20 giorni in media. Attraverso l esame delle feci è possibile identificare le cisti del parassita; queste possono essere osservate anche al microscopio a fluorescenza grazie alla loro epifluorescenza. La prevenzione si attua con le norme igieniche tipiche delle malattie a trasmissione oro-fecale.

17 17 Protozoi Classificazione Phylum Apicomplexa Ordine Eucococcidiorida Famiglia Cryptosporidiidae Genere Cryptosporidium

18 Genere Cryptosporidium 18 Ciclo biologico 1. Le oocisti sporulate, di circa 5 µm di diametro, contengono 4 sporozoiti e sono espulse all esterno dell ospite tramite le feci. In questo stadio sono già infettanti. 2. Il cibo e l acqua possono essere contaminati dalle oocisti mature. 3. Le oocisti entrano in un nuovo ospite in seguito all ingestione di cibi o acque infette.

19 Genere Cryptosporidium 19 Ciclo biologico (a-b-c): dopo l ingestione, gli sporozoiti fuoriescono dalle oocisti e si impiantano sull orletto a spazzola dei villi intestinali. Questi parassiti non entrano nel citoplasma, ma diventano trofozoiti all interno di un vacuolo parassitoforo ed emergono esternamente alla cellula, nel lume dell intestino. (d-e): un primo ciclo merogonico produce meronti di tipo I da cui si ottengono 8 merozoiti. Questi fuoriescono dal vacuolo e parassitano nuove cellule e producono una seconda generazione di meronti di tipo I.

20 Genere Cryptosporidium 20 Ciclo biologico (f): in coincidenza con la risposta immunitaria dell ospite, i merozoiti cominciano a dare origine a meronti di tipo II contenenti 4 merozoiti. Questi invadono nuove cellule e comincia la differenziazione dei gamonti. (g): i microgamonti producono dai 12 ai 16 microgameti. (h): i macrogamonti maturano in macrogameti.

21 Genere Cryptosporidium 21 Ciclo biologico (k): le oocisti con la parete sottile (circa il 20%) re-infettano l ospite, invadendo nuovi enterociti. (j): le oocisti con la parete spessa (circa l 80%) sono espulse all esterno con le feci e rappresentano lo stadio infettante.

22 22 Genere Cryptosporidium L infezione presenta un ampia diffusione geografica. Le oocisti sono molto resistenti e riescono a sopravvivere in acqua fino ad un anno. Prediligono elevata umidità e basse temperature, ma mai sotto lo zero. La contaminazione può avvenire tramite cibi, oggetti, acque fluviali, marine e lacustri. Possono anche essere ingerite accidentalmente da piccoli molluschi e resistere un paio di settimane in questi organismi.

23 23 Genere Cryptosporidium Spesso l infezione è asintomatica, con qualche sporadico episodio di diarrea. In media l incubazione dura circa una settimana. La sintomatologia può essere confusa con altre patologie non essendo specifica di questa infezione. Il paziente può accusare malessere, vomito, inappetenza, diarrea e dolori addominali. Il parassita si localizza prevalentemente nell intestino tenue, comportando atrofia dei villi.

24 24 Genere Cryptosporidium La criptosporidiosi può essere diagnosticata tramite la ricerca delle oocisti per colorazione di uno striscio fecale, mediante specifici kit con anticorpi fluorescenti o tramite biopsie intestinali. La prevenzione si basa sul controllo della contaminazione delle acque sia per uso diretto che per quelle destinate all innaffiatura dei vegetali destinati al consumo.

25 25 Protozoi Classificazione Phylum Apicomplexa Ordine Eucococcidiorida Famiglia Sarcocystidae Genere Sarcocystis

26 26 Genere Sarcocystis Ciclo biologico 1. Le oocisti a parete sottile e le sporocisti sono liberate dall ospite definitivo all esterno con le feci. Possono essere ingerite da un ospite intermedio (suino per S. suihominis, bovino per S. hominis) in cui gli sporozoiti vengono liberati, invadendo le cellule intestinali e raggiungendo il sangue. Nelle cellule epiteliali si riproducono per schizogonia per diverse generazioni.

27 27 Genere Sarcocystis Ciclo biologico 1. I merozoiti ottenuti penetrano nei muscoli e si riproducono per endoduogenia in vacuoli chiamati sarcocisti, contenenti migliaia di bradizoiti, poco mobili e dalla forma allungata. Anteriormente presentano un anello polare usato per la penetrazione nelle cellule. 2. Le cisti con i bradizoiti sono ingerite accidentalmente dall uomo tramite l ingestione di carne non cotta adeguatamente.

28 28 Ripasso Endoduogenia: due organismi figli si formano all interno della cellula madre la quale sarà distrutta alla fine del processo

29 Genere Sarcocystis 29 Ciclo biologico 3. I bradizoiti sono rilasciati in seguito alla rottura delle cisti. 4. Entrano nei tessuti intestinali sub-epiteliali, iniziando il ciclo sessuato. 5. Il microgamete feconda un macrogamete. Segue un ciclo sporogonico. 6. Si forma un oocisti con 2 sporocisti contenenti 4 sporozoiti ciascuna. Le sporocisti possono avere grandezze diverse a seconda della specie. 7. Le oocisti raggiungono l esterno attraverso le feci.

30 30 Genere Sarcocystis Questi parassiti sono protozoi dixeni obbligati il cui ciclo biologico si ipotizza che possa essere derivato da quello dei coccidi con successivi adattamenti a due tipi di ospiti. Le due tipologie di ospiti sono una preda, che funge da ospite intermedio, e un predatore che è l ospite definitivo. L infezione provocata da S. hominis è meno grave di quella dovuta a S. suihominis, con la presenza di sintomi dopo qualche ora dall ingestione e una sintomatologia che dura un paio di giorni. Le sporocisti sono visibili nelle feci dopo circa 15 giorni.

31 31 Genere Sarcocystis Per la specie S. suihominis si osserva una sintomatologia più grave nelle 24 ore successive all ingestione e le cisti sono visibili nelle feci dopo circa 12 giorni. I sintomi (vomito, diarrea, nausea, etc) non sono caratteristici della patologia essendo condivisi anche con altre possibili cause. La diagnosi più accurata può essere ottenuta solo con l osservazione delle sporocisti nelle feci. La prevenzione si basa sull assunzione di carni di bovino e di suino ben cotte.

32 32 Protozoi Classificazione Phylum Apicomplexa Ordine Eucococcidiorida Famiglia Sarcocystidae Genere Toxoplasma Specie Toxoplasma gondii

33 33 Toxoplasma gondii Questo protozoo parassita è responsabile di una parassitosi chiamata Toxoplasmosi, cosmopolita e generalmente asintomatica. Il ciclo biologico fu descritto per la prima volta nel È un parassita dixeno, intracellulare obbligato che si riproduce nell intestino dei felidi. L uomo rappresenta un ospite finale occasionale.

34 34 Toxoplasma gondii Ciclo biologico 1. Le oocisti possono essere espulse dal gatto tramite le feci oppure possono essere presenti nei tessuti di altri animali. 2. Possono infettare l uomo tramite l ingestione di carne cruda o poco cotta. 3. L uomo può infettarsi anche tramite ingestione accidentale dovuta al contatto con un gatto infetto o con le sue feci nella lettiera durante la pulizia. Nel caso di donne incinte, il parassita può essere passato attraverso la placenta.

35 Toxoplasma gondii Ciclo biologico Il gatto si infetta mangiando roditori, uccelli o animali infettati dalle cisti. 2. I bradizoiti escono dalle cisti e penetrano nelle cellule epiteliali dell intestino. 3. Comincia una fase di riproduzione asessuata che porta alla formazione di schizonti con un numero variabile di merozoiti (da 4 a 32).

36 Toxoplasma gondii 36 Ciclo biologico 4. I merozoiti invadono altre cellule, trasformandosi in macrogametociti e microgametociti (5). Da ogni macrogametocita si origina un macrogamete, mentre da un microgametocita originano da 12 a 24 microgameti flagellati. 6. In seguito alla fecondazione si forma uno zigote e quindi di un oociste non sporulata di circa 15 μm, rilasciata nelle feci (7). In questo stadio non è ancora infettante.

37 Toxoplasma gondii 37 Ciclo biologico 8. Attraverso il ciclo sporogonico, si formano le oocisti sporulate contenenti gli sporozoiti. Sono necessarie speifiche condizioni ambientali per la sporulazione: a 25 C con un buon livello di umiditià, le oocisti maturano in una settimana al massimo.

38 Toxoplasma gondii 38 Ciclo biologico 9. Le oocisti infettive contaminano il terreno e il cibo. 10. Possono essere ingerite dagli erbivori tramite l assunzione di vegetali contaminati oppure dai roditori che si nutrono delle feci del gatto.

39 Toxoplasma gondii 39 Ciclo biologico L uomo può entrare in contatto con il parassita mangiando carne poco cotta (11) o vegetali contaminati. Le oocisti ingerite vanno incontro a lisi nell intestino e liberano i tachizoiti (12), forme intracellulari lunghe circa 8 μm, con un organo apicale che permette l adesione e l ingresso nelle cellule e nei macrofagi. Si riproducono per endoduogenia in un vacuolo parassitoforo e possono passare per via transplacentare(14). Segue una fase replicativa che può durare un paio di settimane.

40 Toxoplasma gondii 40 Ciclo biologico I tachizoiti in due settimane raggiungono i muscoli e le cellule nervose attraverso il sangue, sfuggendo alla risposta immunitaria e trasformandosi in bradizoiti. Questi ultimi sono presenti in gran numero (fino a qualche migliaio) e sono in cisti di grandi dimensioni (fino a 200 μm). Si riproducono per endoduogenia asessuata all interno delle cisti. La parete cistica è molto spessa e deriva dalla membrana del vacuolo parassitoforo.

41 Toxoplasma gondii Ciclo biologico 41 jhg

42 42 Toxoplasma gondii Nei primi mesi dell infezione, l immunità cellulomediata agisce attraverso i macrofagi che distruggono i tachizoiti. I bradizoiti restano protetti all interno della pseudocisti. Solo quando questa di rompe, i bradizoiti si trasformano in tachizoiti. La sopravvivenza nelle pseudocisti permette all ospite di non essere reinfettato grazie al controllo garantito dal sistema immunitario nel tempo. Se il sistema immunitario non è idoneo, i tachizoiti proliferano senza controllo e portano alla necrosi di interi tessuti, causando problemi molto gravi.

43 43 Toxoplasma gondii La pericolosità di questa infezione è soprattutto relativa alle donne in gravidanza. Il passaggio del parassita per via transplacentare può portare a gravi rischi per il feto, fino alla morte. Le lesioni hanno gravità diversa a seconda dello stadio della gravidanza in cui avviene l infezione: generalmente sono più pericolose nelle fasi precoci. La contaminazione ha una percentuale più bassa nel primo trimestre (<10%) che alla fine del terzo (>80%). Il passaggio da madre a feto avviene nel 25% dei casi di infezione.

44 44 Toxoplasma gondii Un gatto infettato per la prima volta può produrre circa di oocisti in una decina di giorni. L immunità acquisita dopo la prima infezione permette al gatto di non poter essere reinfettato. L aspetto interessante del ciclo di questo parassita è che causa delle alterazioni comportamentali nel roditore tali che questo non si mostra più spaventato dai gatti, anzi è stato osservato che spesso li attaca volutamente. Ciò lo espone a maggiore rischio di predazione, permettendo al parassita di completare il suo ciclo biologico.

45 45 Toxoplasma gondii La toxoplasmosi è caratterizzata da 3 diverse forme cliniche: Acquisita Congenita Di riattivazione In un soggetto immunocompetente è quasi sempre asintomatica. Tra i sintomi ci sono linfoadenopatia, con febbre e astenia. Può raramente portare a corioretiniti. In genere è causata da un infezione primaria della madre in gravidanza. Clinicamente si manifesta con morte embrionale o aborto spontaneo. La gravità dipende dal mese di gestazione Nei soggetti immunodepressi colpisce il cervello. Si manifesta con alterazioni delle coscienza, febbre e cefalea.

46 46 Toxoplasma gondii A livello diagnostico si agisce a seconda del tipo di forma. Acquisita Congenita Di riattivazione Si può effettuare attraverso l analisi dei livelli di anticorpi specifici, effettuando un secondo controllo dopo 3 settimane per monitorare i cambiamenti di concentrazione. Il controllo prenatale prevede l analisi del liquido amniotico ed ecografia. Le indagini postnatali riguardano il sangue del cordone ombelicale e la placenta. Il neonato deve essere monitorato mensilmente. Anche in questo caso si agisce cercando specifici anticorpi e monitorandone la concentrazione nel tempo. Più raramente si può effettuare una biopsia cerebrale.

47 47 Toxoplasma gondii La forma congenita di toxoplasmosi si può manifestare spesso come corioretinite (focolaio d infiammazione a livello del coroide e della retina). Anche le altre forme possono portare a questa sintomatogia, ma spesso con caratteristiche cliniche differenti. Colpisce il 37% di bambini con toxoplasmosi congenita che presentano sintomi evidenti già nel primo anno di età.

48 48 Toxoplasma gondii Tranne che per la forma acquisita per cui non ci sono farmaci efficaci, le altre forme possono essere soggette a trattamento farmacologico. Non sono disponibili vaccini e la prevenzione si basa sull ingestione di carne ben cotta o precedentemente congelata a lungo dato che cisti sono distrutte dalla cottura dal congelamento. Molto importante è anche un giusto livello di igiene di alimenti e oggetti, specialmente per le donne incinte. Queste devono anche evitare di entrare in contatto con gatti che vivono liberi o che non si alimentano escluivamente con cibo somministrato in casa.