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 Classificazione Phylum Platyhelminthes Classe Cestoda Ordine Cyclophyllidea Famiglia Taeniidae Genere Taenia Specie Taenia solium

3 3 Taenia solium Da adulto il parassita può arrivare ad avere 1000 proglottidi, raggiungendo una lunghezza di circa 3 m. Sullo scolice sono visibili 4 ventose e un rostrello con un numero di uncini variabile da 22 a 32, organizzati su due livelli. Subito al di sotto del collo ci sono le proglottidi immature, poi seguono quelle mature ed infine quelle gravide. In queste proglottidi l utero presenta un numero variabile di ramificazioni (circa una decina), che si ramificano a loro volta. La forma larvale del parassita si chiama cisticerco e si può localizzare nel tessuto cerebrale o in quello intramuscolare.

4 Taenia solium 4 Ciclo biologico 1. Le uova e le proglottidi mature sono rilasciate all esterno tramite le feci. In ogni proglottide possono essere presenti circa uova e, ogni giorno, sono rilasciate circa 5 proglottidi. 2. Ingerite dall ospite intermedio, le uova si aprono a livello del duodeno. 3. Sono liberate le larve esacante che, attraversate le pareti intestinali, si muoveranno verso le vene raggiungendo i muscoli, il fegato, il cuore e i polmoni. Una volta insidiatesi nei tessuti, le larve diventano cisticerchi, maturano in un paio di mesi e cominciano una fase di latenza in attesa dell ingestione da parte dell ospite definitivo.

5 Taenia solium 5 Ciclo biologico 4. L uomo può contrarre l infezione entrando accidentalmente in contatto con le proglottide rilasciate nell ambiente esterno oppure ingerendo carne cruda/poco cotta. I cisticerchi si aprono si aprono all interno dell intestino tenue. 5. Lo scolice si attacca alla parete intestinale, facendo cominciare lo sviluppo della forma adulta. 6. In circa 10 settimane (periodo prepatente) si ha lo sviluppo finale dell adulto.

6 Taenia solium 6 Ciclo biologico

7 7 Taenia solium L infestazione è particolarmente diffusa in alcuni paesi dell America del sud, in Africa e in paesi asiatici non musulmani. La sintomatologia può essere assente nel caso di infezione da parassita adulto (teniosi), oppure può manifestarsi con disturbi dell appetito (anoressia-bulimia), nausea e vomito. La cisticercosi (infezione dovuta alle larve) è, invece, più grave specialmente quando le larve si formano in gran numero nel cervello (neurocisticercosi), negli occhi e nei visceri. Nel caso di coinvolgimento cerebrale, la maggior parte dei pazienti è soggetto ad attacchi epilettici. L aumento di pressione a livello intracranico causa nella maggior parte dei pazienti forti dolori alla testa. I sintomi possono avere una comparsa variabile, da pochi mesi a decine di anni dall infestazione.

8 8 Taenia solium La teniosi può essere difficile da diagnosticare per la sua asintomaticità. Nelle feci si possono trovare le uova e si possono contare tramite metodo di concentrazione, ma questo non permette di distinguere la specie. Anche l uso di tecniche immunoenzimatiche per trovare gli antigeni delle feci può essere utile, ma ancora una volta non permette di distinguere la specie. Per far ciò è necessario analizzare le proglottidi o lo scolice. La neurocisticercosi può essere più facile da diagnosticare grazie ai segni clinici molto più specifici ed evidenti. Le analisi utili a confermare la diagnosi sono di tipo seriologico con l uso di antigeni specifici oppure come tecniche quali la TAC. L esame di una biopsia al microscopio resta comunque la tecnica che può dare la conferma finale.

9 9 Taenia solium La cura per queste parassitosi può essere di tipo chirurgico, chemioterapico o farmacologico. La prima opzione è relativa a casi particolarmente gravi in cui non ha avuto effetto la chemioterapia. Quest ultimo trattamento si può mostrare efficace quando permette la scomparsa dei sintomi nei 6 mesi successivi all inizio. Se i sintomi sono lievi, la cura farmacologica può essere un valido supporto per combattere la parassitosi. In ogni caso, la modalità terapica è legata alla scelta del medico. La prevenzione della parassitosi si può attuare con il controllo dell alimentazione dei suini, evitando che questi possano entrare in contatto con feci umane. Per la preparazione dei cibi, è necessario che la carne sia cotta o comunque soggetta a congelamento a -10 C per circa due giorni.

10 10 Classificazione Phylum Platyhelminthes Classe Cestoda Ordine Cyclophyllidea Famiglia Taeniidae Genere Taenia Specie Taenia saginata

11 11 Taenia saginata La struttura è simile a quella di T. solium, ma lo scolice non ha uncini e rostrello. Le ramificazioni dell utero nelle proglottidi gravide sono più numerose di T. solium, con circa una trentina di ramificazioni. In questa specie, le proglottidi gravide (contenenti circa uova) lasciano spontaneamente l ospite definitivo, in gruppi o singolarmente, grazie a movimenti attivi che permettono loro di forzare lo sfintere anale. Solo l uomo è l ospite definitivo, mentre i bovini e alcune antilopi possono fungere da ospiti intermedi.

12 12 Taenia saginata Il ciclo biologico è simile a quello descritto per T. solium, con qualche differenza nel tipo di ospite e nella localizzazione della larva esacante (in T. saginata si localizzano preferenzialmente intorno al cuore e ai muscoli, nel tessuto adiposo). La diffusione è molto ampia soprattutto nei paesi in cui la carne cruda di bovino è consumata regolarmente. Nonostante i controlli della filiera di macellazione, spesso il basso numero di parassiti può fornire una stima più bassa degli animali realmente infetti. Per questa parassitosi, la sintomatologia peculiare è legata al fastidio provocato dalla fuoriuscita attiva delle proglottidi. Per il resto non esistono sintomi patognomici dell infezione. Per la diagnostica e la prevenzione, sono le stesse adoperate per T. solium.

13 13 Classificazione Phylum Platyhelminthes Classe Cestoda Ordine Cyclophyllidea Famiglia Taeniidae Genere Taenia Specie Taenia asiatica Taenia multiceps

14 Taenia asiatica/multiceps T. asiatica 14 presenta uno scolice con rostrello e abbozzi di uncini organizzati su due livelli. L infezione all uomo può essere trasmessa solo tramite l adulto. Lo scolice di T. multiceps ha 4 ventose e doppio rastrello uncinato. L utero nelle proglottidi gravide ha una ventina di ramificazioni e ogni proglottide contiene uova. L ospite definitivo è il cane e il periodo di prepatenza è di circa 40 giorni. Il cenuro si ottiene solo dalle oncosfere che raggiungono il SNC dell ospite intermedio. Questo debilita l ospite portandolo alla morte e favorendo l ingestione da parte del cane. Nel cane (o nell uomo) i cenuri possono localizzarsi a livello dell occhio e devono essere rimossi chirurgicamente.

15 15 Phylum Platyhelminthes Classificazione Classe Cestoda Ordine Cyclophyllidea Famiglia Taeniidae Genere Echinococcus Specie Echinococcus granulosus Echinococcus multilocaris Echinococcus vogeli Echinococcus oligarthrus

16 16 Echinococcus granulosus La forma adulta è lunga circa 6 mm e presenta uno scolice seguito da 3 proglottidi: la prima è immatura, la seconda è matura e la terza è gravida. Sullo scolice c è un rostrello con una doppia corona di uncini. La struttura dell utero è organizzata in diverticoli. La larva che si sviluppa negli ospiti intermedi si chiama idatide ed ha struttura cistica, con liquido idatideo all interno. All esterno l idatide è circondata da un pericistio fibrosclerotico, al di sotto c è una membrana cuticolare chitinosa e poi una membrana sinciziale detta proligera. Da quest ultima originano vescicole contenenti vari protoscolici.

17 17 Echinococcus granulosus Con l accrescimento dell idatide si ha la formazione di nuove vescicole proligere con distacco delle più vecchie. Queste si accumulano alla base della cisti e formano la cosiddetta sabbia idatidea. La sopravvivenza della cisti può durare anche diversi anni, ma questa può anche degenerare naturalmente. Lo status di morte può essere indicato dalla calcificazione della cisti. La maggior parte delle cisti si sviluppano ad un velocità costante, mentre alcune possono seguire uno sviluppo più lento o più veloce. Se la cisti resta attiva può dare luogo a diverse sintomatologie. Se si inattiva resta sterile, non da sintomi e non ha protoscolici. Attualmente si riconoscono 5 ceppi in Europa: ovino; bovino; suino; equino e dei cervidi. Il cane (e talvolta anche il lupo e la volpe) è l ospite definitivo.

18 Echinococcus granulosus 18 Ciclo biologico 1. Il parassita adulto nell intestino dell ospite definitivo libera ogni settimana una proglottide gravida. 2. Le uova escono all esterno con le feci e possono sopravvivere anche fino a due in condizioni idonee. 3. L oncofera ingerita dall ospite intermedio si rompe e la larva esacanta può penetrare nelle pareti intestinali entro 1-2 ore. L ospite intermedio è un erbivoro, ma l uomo può ingerire accidentalmente le uova mangiando verdure infette oppure stando a stretto contatto con cani infestati.

19 Echinococcus granulosus 19 Ciclo biologico 4. Il parassita raggiunge il fegato o il polmone tramite il flusso sanguigno. Da qui può poi raggiungere tutti gli altri organi, compreso il cervello. 5. Quando un cane si nutre dei visceri dell ospite intermedio, le idatidi entrano nel suo apparato digerente. I protoscolici presenti nelle cisti raggiungono l intestino. 6. In seguito al fissaggoio alle pareti dell intestino, comincia l accrescimento del parassita verso la forma adulta. Il tempo necessario è di circa 40 giorni in media dall ingestione.

20 20 Echinococcus granulosus Ciclo biologico

21 21 Echinococcus granulosus Questa parassitosi è molto diffusa ed è endemica soprattutto nelle zone in cui sono presenti cani da pastore. In Italia, la Sardegna è la regione a più alta endemia di echinococcosi cistica. Nel cane la presenza dell adulto non porta segni clinici evidenti. Negli animali tenuti a scopi alimentari (ovini, suini, etc) il tempo di vita non è abbastanza lungo da permettere al parassita di svilupparsi eccessivamente. Spesso la parassitosi è identificata in seguito alla macellazione. Anche senza sintomi evidenti, però, la presenza delle cisti può influire negativamente sulla produttività degli animali. Il sistema immunitario dell ospite intermedio forma agglomerati infiammatori intorno alle oncosfee in una decina di ore, così da far degenerare e morire il parassita. I parassiti che sopravvivono possono morire spontaneamente o dividersi.

22 22 Echinococcus granulosus La sintomatologia frequentemente riscontrata nell uomo è rappresentata da dolori addominali, perdita di appetito e rigonfiamento del fegato con tempistiche differenti a seconda del soggetto. L aumento di volume delle cisti può dar luogo ai primi sintomi che possono essere aggravati da eventuale perdita i liquido idatideo per danni della cisti. La rottura può portare a shock anafilattico. La sintomatologia può differire a seconda che il parassita si localizzi a livello del fegato o dei polmoni. Possono esserci forme oculari di echinococcosi in cui il parasita occupa tutta l orbita dell occhio. In questo caso la rottura della cisti può portare a seri problemi alla vista e ad una reazione infiammatoria.

23 23 Echinococcus granulosus La diagnosi può essere effettuata con metodologie dirette o indirette. I primi si avvalgono del prelievo diretto del liquido della cisti e la successiva analisi al microscopio. I metodi indiretti sono le analisi sierologiche o la diagnostica d immagine. La procedura con meno effetti sul paziente e anche la meno invasiva è l ecografia grazie alla quale si possono localizzare le cisti e si possono classificare secondo specifici criteri, secondo quanto indicato dall OMS, utili per la standardizzazione della procedura. I metodi sierologici presentano spesso problematiche legate al basso livello di anticorpi in circolo, soprattutto quando il parassita si localizza a livello dei polmoni o della milza. La parassitosi si può curare con la chemioterapia, i trattamenti percutanei o l asportazione chirurgica. La prevenzione si basa sul controllo delle carni e su abitudini alimentari quali la pulizia delle verdure ad uso umano, oltre che al controllo dell alimentazione dei cani.

24 24 Classificazione Phylum Nemathelminthes Classe Nematoda Ordine Enoplida Rhabditida Strongylida Ascarida Oxyurida Spirurida

25 25 Phylum Nemathelminthes Il nome del phylum deriva dal greco e significa filo. Delle circa 7000 specie che infettano animali e vegetali, sono circa una decina quelle che parassitano l uomo. La colorazione può essere variabile, con organismi a vita libera incolori e parassiti di colore biancastro/giallastro. Si riconoscono un processo di cefalizzazione e una simmetria bilaterale. Sono ametamerici, pseudocelomati e triblastici. In condizioni di carenza di ossigeno, possono attivare vie metaboliche alternative. Il corpo è rivestito da una cuticola pluristratificata trasparente di natura ipodermica, i cui 3 strati sono strutturati ad anello e presentano collageno. I canali escretori e i cordoni nervosi si trovano a livello ipodermico, intorno alla cavita celomatica. La pressione del liquido all interno del corpo conferisce sostegno, tanto da parlare di scheletro idrostatico.

26 Phylum Nemathelminthes 26 L escrezione avviene grazie ad un canale che si allunga lateralmente e termina in un poro escretore a livello dell esofago. In alcune specie sono presenti delle cellule a renetta che sono implicate nell escrezione, pescando nel celoma ed espellendo metaboliti attraverso i pori. Nel celoma è presente una forma di emoglobina. Il corpo ha generalmente forma cilindrica, appiattita soprattutto posteriormente. In questo phylum è presente il fenomeno di eutelia per cui il numero delle cellule in ogni specie è costante a partire dalla fase subito successiva a quella di embrione. Gli scambi gassosi avvengono grazie a specifici pori presenti sul corpo dove la cuticola è assente. La muscolatura disposta solo longitudinalmente, collocata tra l ipoderma e la cavità celomatica, permette solo movimenti ondulatori. Sono dotati di organi chemio-recettoriali posteriori (fasmidi) e anteriori (anfidi).

27 27 Phylum Nemathelminthes L apparato digerente è composto da stomodeo (bocca ed esofago), mesenteron (intestino medio) e proctodeo (intestino posteriore). I movimenti delle sostanze ingerite sono garantiti dalla muscolatura e il reflusso è impedito dalla presenza di una valvola specifica. L intestino termina con l ano nelle femmine, mentre nei maschi termina in una cloaca in cui possono sporgere spicoli copulatori. L esofago può avere forme diverse, distinguibili in base a specifici rigonfiamenti anteriori e posteriori.

28 28 Phylum Nemathelminthes Sono a sessi dimorfici, raramente sono ermafroditi. Il dimorfismo sessuale si manifesta soprattutto nelle dimensioni, con la femmina che ha dimensioni maggiori del maschio. Nelle poche specie che si riproducono per partenogenesi, i maschi sono quasi del tutto assenti. Le strutture riproduttive sono organizzate in tubuli filamentosi che nei maschi sfociano nella cloaca. Nelle femmine sfociano in un poro genitale, anteriore all ano. La fecondazione è interna e i maschi producono spermatozoi senza flagello che si spostano con movimenti ameboidi. I maschi presentano spicoli chitinosi che agganciano e tengono aperto l orifizio genitale femminile durante l accoppiamento. Nelle femmine è presente un ovaio, un utero e un ovidotto che sfociano nella vagina. Alcune specie hanno un organo, detto ovigetto, che aiuta nella deposizione delle uova.

29 29 Phylum Nemathelminthes Lo sviluppo di questi organismi è caratterizzato da mute larvali, in cui viene persa la cuticola. Il ciclo consiste di 4 mute che portano a 5 stadi larvali, di cui l ultimo è quello pre-adulto. Nell ospite intermedio si possono sviluppare uno o più stadi, mentre nell ospite definitivo avviene la maturazione ad adulto. Per le specie che hanno ciclo diretto, le uova schiudono, si hanno due mute e il terzo stadio larvale può passare all ospite per ingestione o penetrazione nella cute (in alcune specie può avvenire per ingestione diretta delle uova). Alcune specie possono avere ospiti paratenici (non avanza il ciclo).

30 30 Phylum Nemathelminthes L aspetto delle uova può variare in base alla forma, alla misura e al tipo di guscio. Quest ultimo è formato da 3 strati: esterno proteico e resistente intermedio chitinoso e piuttosto duro interno lipidico, impermeabile e sottile La funzione del guscio è quella di proteggere la larva nell ambiente esterno. In particolari condizioni di temperatura (18-26 C) e umidità (per le specie le cui uova schiudono nell ambiente) o in seguito a specifici stimoli provenienti dall ospite, la larva può cominciare a produrre enzimi litici che lisano lo strato interno del guscio. Grazie alla conseguente assunzione di acqua dall esterno, la larva si accresce e rompe l intero guscio, uscendo dall uovo.

31 31 Phylum Nemathelminthes Lo sviluppo delle larve è favorito dalla presenza di riserve alimentari nei vari stadi larvali. Le prime due forme larvali possono nutrirsi di batteri, oltre a consumare le riserve immagazzinate. Lo stadio 3 non può più immagazzinare nutrimento dall esterno a causa della cuticola impermeabile e dipendono totalmente dalla riserve. Nelle forme adulte si nota un accumulo di glicogeno nella muscolatura. Indipendentemente dalla modalità di trasmissione, sono poche le uova o le larve che raggiungono lo stadio adulto. L arco di tempo necessario perché l ultimo stadio larvale si sviluppi in adulto è indicato come periodo prepatente.

32 32 Classificazione Phylum Nemathelminthes Classe Nematoda Ordine Ascaridida Famiglia Ascarididae Genere Ascaris Specie Ascaris lumbricoides

33 Ascaris lumbricoides 33 Ciclo biologico 1. I vermi adulti vivono nell intestino tenue e hanno una vita media di 1 anno. 2. Se l infezione è provocata da sole femmine, sono rilasciate uova non fecondate con le feci. Se sono presenti entrambi i sessi, vengono deposte al giorno circa uova fecondate di aspetto mammellonato. 3. In un paio di settimane si forma una larva rabditoide che da origine alle prime 2 mute. Si ottiene, così, una larva strongiloide. I tempi di maturazione possono variare in base alla temperatura e il processo può arrestarsi al di sotto dei 28 C o al di sopra dei 34 C.

34 Ascaris lumbricoides 34 Ciclo biologico 4. Una volta ingerite le uova tramite frutta o verdura contaminata, le larve possono penetrare nelle pareti dell intestino tenue (5), raggiungere il fegato e, tramite la circolazione, il cuore e i polmoni (6). Qui si accrescono. 7. Compiuta la prima muta, rompono i capillari e raggiungono le vie aeree arrivando alla faringe. Tramite la deglutizione, arrivano all intestino dove avviene lo sviluppo della forma adulta.

35 35 Classificazione Phylum Nemathelminthes Classe Nematoda Ordine Strongylida Famiglia Ancylostomatidae Genere Ancylostoma Specie Ancylostoma duodenale

36 Ancylostoma duodenale 1. Le uova sono rilasciate all esterno tramite le feci. 36 Ciclo biologico 2. Si sviluppano ad una temperatura media di 25 C, in presenza di ossigeno e in luoghi non troppo soleggiati, dando vita ad una larva rabditoide. Si accresce nutrendosi di residui organici, fino a fare una successiva muta dopo 3 giorni. 3. Dopo una settimana circa dal rilascio avviene un altra muta e si ottiene una larva strongiloide che non si nutre più. 4. Le larve sono attivamente attratte dalla cute, dall ossigeno e dalla temperatura e si muovono verso la superficie del terreno. Penetrano nella cute dell ospite, perdendo la guaina di rivestimento esterna.

37 Ancylostoma duodenale 5. Tramite il sangue, la larva arriva al cuore e ai 37 Ciclo biologico polmoni. Da qui migrano in direzione della bocca, sono deglutite con la saliva e raggiungono l intestino tenue. Alla terza muta, le larve si attaccano ai villi grazie ad una capsula boccale provvisoria. Solo dopo la successiva muta, gli individui adulti sviluppano una capsula boccale definitiva. Gli adulti possono rilasciare circa uova al giorno nelle feci, nutrendosi del sangue dell ospite. Lo stadio adulto può subire un arresto momentaneo dello sviluppo, detto ipobiosi, laddove le condizioni ambientali non siano idonee al rilascio delle uova. Se non ci sono ulteriori infezioni, la parassitosi si risolve da sola in circa 10 anni.

38 38 Ascaridosi: le larve a livello polmonare possono portare infiammazione, tosse, bronchite asmatica e una sintomatologia riconosciuta come sindrome di Loeffler. L adulto nell intestino può portare dolori addominali, vomito, nausea. Se il numero di parassita è piuttosto alto, si corre il pericolo di alta mortalità soprattutto nei bambini. Anchilostomosi: dopo l ingresso nella cute, le larve possono portare a prurito a livello locale, oltre a successive infiammazioni e ipersensibilità. Il sangue di cui si alimenta il parassita è sottratto dall ospite, così da provocare un anemia sideropenica (carenza di ferro). Se il soggetto ha una dieta ricca di ferro, la patologia può essere anche asintomtica. Un generale stato di malessere e malnutrizione può essere la conseguenza della sottrazione di vitamine e micronutrienti da parte del parassita. Nei bambini può portare a seri problemi nell apprendimento.