Parassitologia (modulo 5CFU)

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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 Protozoi Classificazione Flagellati dell apparato urinario e gastroenterico Phylum Metamonada Ordine Diplomonadida Trichomonadida

3 3 Protozoi Classificazione Phylum Metamonada Ordine Diplomonadida Famiglia Hexamitidae Genere Giardia

4 4 Giardia duodenalis Questa specie è conosciuta anche con sinonimi quali G. intestinalis o G. lamblia in onore del Prof. Giard e del Dr. Lambl. Parassitano l uomo e altri mammiferi (soprattutto suini e primati). La patogenicità sembra essere legata a differenti genotipi del parassita (ne sono riconosciuti 7) che possono differire a tal punto da permetterne il raggruppamento in diversi assemblaggi. Allo stesso genere appartengono altre 5 specie che parassitano diversi animali: G. agilis anfibi G. muris roditori G. ardeae, G. psittaci uccelli G. microti arvicole (roditori)

5 5 Giardia duodenalis Il ciclo biologico di questo parassita monoxeno si avvale di due diverse forme Cisti: rappresenta la forma di resistenza del ciclo ed è quesciente. L efficacia della parassitosi dipende dal tempo di sopravvivenza delle cisti nell ambiente esterno e dalle condizioni ambientali. Trofozoite: rappresenta la fase vegetativa presente nell intestino tenue dell ospite, nel quale aderisce grazie ad una struttura a ventosa. Questa è la forma che si divide per scissione binaria.

6 6 Giardia duodenalis Trofozoite La lunghezza è di circa µm e la larghezza è di circa 5-10 µm. Dotato di simmetria bilaterale, da una prospettiva laterale ricorda la forma di un cucchiaio, mentre ad una visione frontale ricorda la forma di una lacrima o di una pera. Presenta un disco ventrale che consiste in una depressione concava di circa 0,4 µm di profondità. Tale struttura si estende su tutta la parte ventrale del parassita e ha proprietà adesive.

7 7 Giardia duodenalis Trofozoite Ripasso Struttura ciglia e flagelli Non sono presenti mitocondri, perossisomi e idrogenosomi. Sono distinguibili: 4 paia di flagelli (anteriori, postero-laterali, ventrali e caudali) Assostilo 2 nuclei con cariosoma centrale corpi basali 2 assostili (parte intracellulare dei flagelli caudali) 2 corpi mediali o parabasali a forma di artiglio

8 8 Giardia duodenalis Cisti Ha lunghezza di µm e una larghezza di 7-10 µm, con forma ovale o rotonda. Sono distinguibili: 4 nuclei con cariosoma centrale parete cistica ispessita, di natura fibrillare assostili corpi mediali o parabasali a forma di artiglio

9 Giardia duodenalis 9 Ciclo biologico 1. L ospite ingerisce le cisti quiescenti 2. Grazie a determinate condizioni di salinità, ph e la presenza di enzimi specifici, avviene l escistazione delle cisti che diventano trofozoiti. Da ogni cisti sono originati 2 trofozoiti. 3. I trofozoiti si riproducono per scissione binaria e possono trovarsi liberi nel lume intestinale oppure aderire alla mucosa tramite il disco ventrale.

10 10 Giardia duodenalis Ciclo biologico La divisione avviene secondo un asse longitudinale e comincia con la divisione del nucleo per mitosi, seguita dalla divisione del disco ventrale e del citoplasma per citochinesi.

11 Giardia duodenalis 11 Ciclo biologico 4. Nel colon i trofozoiti si incistano e avvengono notevoli cambiamenti morfologici: i flagelli si ritraggono, si condensa il citoplasma e si comincia a formare la parete cistica fibrillare. In una prima fase (cisti immature) sono presenti due nuclei, ma successivamente le strutture interne vanno incontro a duplicazione per permettere la formazione di due trofozoiti durante l escistazione (nel successivo ospite). Si ottiene così una cisti matura con 4 nuclei.

12 Giardia duodenalis 12 Ciclo biologico 5. Le cisti e i trofozoiti vengono espulsi all esterno tramite le feci. 6. Solo le cisti sopravvivono all esterno dell ospite e possono resistere per settimane o mesi in adeguate condizioni ambientali. 7. Le cisti possono raggiungere un nuovo ospite per via diretta (contaminazione di mani, cibo, acqua da bere) o per via indiretta (fiumi, laghi, terreno).

13 13 Giardia duodenalis Il periodo di incubazione può variare da una settimana a circa un mese, con un numero di casi asintomatici che può arrivare all 80%. Possono presentarsi due fasi, una acuta e una cronica. La prima è caratterizzata da nausea, anoressia e diarrea acuta. Le feci dell ospite infetto sono particolarmente maleodoranti. La fase cronica, invece, può essere presente in soggetti immunodepressi o non sottoposti a cure della fase acuta ed è caratterizzata da mancato assorbimento di liquidi e nutrienti, con conseguente perdita di peso.

14 14 Giardia duodenalis La trasmissione di questo parassita è per via oro-fecale e i serbatoi possono essere rappresentati anche dalle acque superficiali e le piante contaminate. Tramite l analisi delle feci può essere riscontrata la presenza delle forme cistiche e, solo raramente, dei trofozoiti. Spesso la diagnosi è resa più difficile dal fatto che l espulsione delle cisti può essere discontinua e non coincidere temporalmente con l insorgenza dei sintomi dell infezione. Per tale motivo è consigliabile ripetere l analisi delle feci. L analisi delle feci può essere effettuata sia tramite microscopia che tramite test immunoenzimatici per la ricerca degli antigeni del parassita. Più raramente si ricorre alla ricerca diretta dei trofozoiti tramite un sondino duodenale.

15 15 Giardia duodenalis Il trattamento farmacologico della giardiasi è possibile usando singoli farmaci oppure un associazione tra più farmaci. A seconda del tipo di farmaco si può registrare una più alta o più bassa efficacia terapeutica. Considerando la trasmissione oro-fecale del parassita, la prevenzione si basa soprattutto sul mantenimento di un buon livello di igiene personale e dei luoghi potenzialmente contaminabili. Normalmente sono raccomandati comportamenti di pulizia degli alimenti e delle superfici secondo le normali misure igieniche adottate per parassiti a trasmissione oro-fecale.

16 16 Protozoi Classificazione Phylum Metamonada Ordine Trichomonadida Famiglia Monocercomonadiae Genere Dientamoeba

17 17 Dientamoeba fragilis Il ciclo biologico non è noto. Si trova comunemente nell intestino crasso dell ospite, che può essere l uomo. Dopo la perdita secondaria del flagello, questo parassita vive in forma ameboide. Non risulta alcuna forma cistica, mentre il trofozoita può presentare una notevole variabilità nella forma e nelle dimensioni. Generalmente le dimensioni sono di 5-15 µm, la cromatina si ritrova addensata a formare dai 3 ai 5 granuli e sono presenti 1 o 2 nuclei. Ha una distribuzione molto ampia, ma non è facile da individuare perché i sintomi dell infezione (es. diarrea, stanchezza) possono essere confusi con altre patologie o non essere rilevabili. La possibile trasmissione oro-fecale prevede la normale prevenzione attuabile con una corretta igiene delle persone e dei luoghi.

18 18 Dientamoeba fragilis Ciclo biologico

19 19 Protozoi Classificazione Phylum Metamonada Ordine Trichomonadida Famiglia Trichomonadidae Genere Trichomonas

20 20 Trichomonas vaginalis Questo parassita è l agente eziologico della tricomoniasi vaginale, una malattia sessualmente trasmissibile ad ampia diffusione molto frequente e ampiamente diffusa. Nel suo ciclo biologico esiste solo la forma di trofozoita e ha un metabolismo molto primitivo. Si riproduce per scissione binaria, con duplicazione dei flagelli, del nucleo e poi del citoplasma.

21 21 Trichomonas vaginalis Il trofozoita può assumere una forma tondeggiante, ovale o simile ad una pera. Misura tra i 5 e i 20 µm e possiede 4 flagelli presenti a livello anteriore che si muovono come fruste. Un quinto flagello forma una membrana ondulante che coinvolge solo la metà anteriore del corpo cellulare. Il nucleo è circondato da una membrana porosa e si trova nella parte anteriore.

22 22 Trichomonas vaginalis Una lunga struttura citoscheletrica, l assostile, decorre per gran parte della cellula, partendo dal nucleo e continuando verso l estremità posteriore. La funzione di questa struttura potrebbe essere quella di ancorarsi alle cellule epiteliali. Il trofozoita presenta idrogenosomi. Ripasso Idrogenosomi: organelli che producono idrogeno libero partendo dal piruvato e privi di DNA.

23 Trichomonas vaginalis 23 L uomo è l unica specie ospite naturale del parassita e la trasmissione avviene direttamente per via sessuale. Raramente può accadere una contaminazione esterna (il parassita può sopravvivere un paio di ore in ambiente esterno). L infezione si trasmette prevalentemente in età fertile. Un altra modalità di trasmissione è quella tra madre e figlio durante il parto. Nelle donne il parassita si localizza nella vagina e nell uretra, mentre nell uomo si trova nell uretra, nella prostata o nell epididimo.

24 24 Trichomonas vaginalis Il parassita non agisce entrando direttamente all interno dei tessuti, ma aderisce alle cellule epiteliali portando anche alla formazione di piccole zone emorragiche. Nella donna, la presenza del parassita altera la normale concentrazione di batteri presenti nell ambiente vaginale responsabile normalmente del basso ph. Il conseguente aumento del ph può permettere l annidamento di tipologie diverse di batteri. I sintomi nella donna possono variare molto, partendo da una totale mancanza di sintomi (50% delle donne) ad una vulvovaginite o ad uretrite aspecifica. La vaginite è caratterizzata da perdite abbondanti e maleodoranti, con fastidi ciclici che peggiorano nel periodo mestruale. Si registrano anche prurito e bruciore a livello locale. Nell uomo l infezione è asintomatica nella maggior parte dei casi.

25 25 Trichomonas vaginalis Per effettuare una diagnosi dell infezione è necessario effettuare esami specifici. I sintomi, infatti, non sono sufficientemente specifici per identificare con certezza il parassita. I campioni soggetti ad analisi sono essudati vaginali per la donna, oppure essudati uretrali o campioni di sperma nell uomo. L osservazione immediata del campione al microscopio può essere meno sensibile, mentre la messa in coltura può portare ad un elevata efficienza nell identificazione. Il trattamento farmacologico è piuttosto efficace, ma per essere sicuri che la terapia sia andata a buon fine si consigliano controlli ripetuti dopo una e dopo 4 settimane dalla fine della terapia. La prevenzione dell infezione si basa sul controllo e sulle normali regole relative alle malattie sessualmente trasmissibili.

26 26 Protozoi Classificazione Amebe a vita libera Phylum Percolozoa Phylum Amoebozoa Phylum Amoebozoa Ordine Schizopyrenida Ordine Tubulinida Ordine Leptomyxida Specie Naegleria fowleri Specie Acanthamoeba sp. Specie Balamuthia mandrillaris

27 27 Caratteristiche generali Le amebe a vita libera sono così chiamate perchè non necessitano di un ospite per poter sopravvivere e per il loro ciclo biologico. Si ritrovano a vivere nell ambiente esterno. Alcune di queste amebe possono diventare pericolose per l uomo in seguito ad un evento accidentale di parassitismo facoltativo. Possono occasionalmente parassitare anche altri mammiferi. Gli organi interessati da queste amebe sono l encefalo (principalmente), la cornea, i polmoni e la cute, sebbene questi ultimi due rappresentino più che altro delle nicchie silenti per il parassita.

28 28 Caratteristiche generali Il ciclo biologico prevede una fase vegetativa che è causa dei danni a livello corporeo, il trofozoite, e una fase di resistenza rappresentata dalla cisti. Nel genere Naegleria è presente una forma con 2-3 flagelli, probabilmente dovuta ad una mutazione per l adattamento in ambienti ipotonici. Queste amebe hanno mitocondri, Golgi e nucleolo bene visibile. La forma cistica ha una doppia membrana (endo ed esocisti) normalmente avvicinate in Naegleria e Balamuthia, mentre l endocisti di Acanthamoeba può assumere varie forme (es. triangolare, stellata).

29 29 Caratteristiche generali I trofozoiti possono muoversi velocemente grazie ai lobopodi, mentre in Acanthamoeba il movimento è più lento a causa di estroflessioni più piccole e sottili, i filopodi, che conferiscono al parassita l aspetto di un riccio. Il ciclo biologico delle specie pericolose per l uomo è piuttosto semplice con le variazioni di fase a seconda delle condizioni ambientali (ph, temperatura, umidità). Le cisti possono resistere a temperature estreme e a trattamenti disinfettanti. I trofozoiti hanno un alto tasso di sopravvivenza a condizioni di temperatura dai 37 gradi a salire. Ripasso Lobopodi: singola estroflessione che determina l allungamento di tutto il corpo cellulare Filopodi: estroflessioni filiformi appuntite che possono anche ramificarsi.

30 Ciclo biologico 30

31 31 La maggior parte di questi parassiti patogeni è ubiquitaria e può trovarsi in una diversità di ambienti tra cui bacini di acqua dolce, acque termali, condotte per l acqua potabile. Sono stati spesso rinvenuti anche nel naso e nella faringe di soggetti sani, testimonianza del diverso livello di virulenza dei parassiti. L infezione dell uomo può avvenire per contagio diretto attraverso l acqua potabile o non potabile, ma ci sono testimonianze anche di casi dovuti a malfunzionamento di impianti di condizionamento.

32 32 Naegleria fowleri è responsabile della meningoencefalite amebica primaria (MEAP), mentre Balamuthia mandrillaris provoca l encefalite amebica granulomatosa (GAE). Sono ascrivibili ad uno scorretto uso delle lenti a contatto le cheratiti causate da Acanthamoeba sp., favorite dalle microlesioni create dall uso eccessivo delle lenti a contatto e dalla poca igiene nella loro conservazione. N. fowleri entra attraverso le vie nasali come cisti, per poi migrare infine nel liquor sottoforma di trofozoite attraverso l epitelio e il bulbo olfattivo. Acanthamoeba e Balamuthia, invece, raggiungere il cervello attraverso il circolo ematico proveniente dai polmoni o tramite le microlesioni della cornea. I danni a livello anatomico sono causati dall insieme di enzimi posseduti da questi parassiti e dalla loro azione fagocitaria.

33 33 La sintomatologia è piuttosto varia, ma generalmente prevede vomito, fotofobia, rinite, cefalea e febbre. Il decorso dell infezione è rapidissimo nel caso di Naegleria, con una mortalità del 90% in un arco di tempo di circa 7 giorni. Nelle infezioni che colpiscono gli occhi il decorso è più lento e il paziente accusa soprattutto dolore a livello locale e fotofobia. La diagnosi dell infezione è quasi sempre effettuata post-mortem in quanto spesso il decorso rapido non permette di intervenire tempestivamente. Attualmente non esistono delle terapie risolutive delle forme encefalitiche e normalmente si utilizza un insieme di diversi farmaci per fermare l infezione. Nel caso delle infezioni oculari si può ricorrere a farmaci specifici ad uso topico. La prevenzione si basa sul controllo delle acque potabili o utilizzabili per specifiche attività, oltre alla pulizia degli ambienti e dei filtri di aereazione.