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 Protozoi Classificazione Phylum Sarcomastigophora Classe Zoomastigophorea Ordine Kinetoplastida Famiglia Trypanosomatidae Genere Leishmania Trypanosoma
3 Famiglia Trypanosomatidae Caratteristiche generali I parassiti di questa famiglia sono definiti emoflagellati. Sono parassiti obbligati che invadono i tessuti e il sangue dell uomo. Le specie che parassitano l uomo sono prevalentemente asessuate, dixene e con trasmissione indiretta. I generi presentano similitudini sia a livello di morfologia che di biologia. Ripasso Trasmissione indiretta: avviene tramite un organismo intermedio, detto vettore. Parassita obbligato: necessita dell ospite per completare il suo ciclo biologico (monoxeno: 1 solo ospite; eteroxeno: più di un ospite).
4 Famiglia Trypanosomatidae Caratteristiche generali Sono organismi polimorfi. Durante il loro ciclo vitale assumono forme classificabili secondo 4 diversi morfotipi: Amastigote Promastigote Amastigote Epimastigote Tripomastigote Tripomastigote Epimastigote Promastigote
5 Amastigote Intracellulare Rotondeggiante Grosso nucleo ovoidale Cinetoplasto Flagello rudimentale intracellulare, parte esterna mancante Leishmania sp., Caratteristiche generali Promastigote Fusiforme e allungato Cinetoplasto davanti al nucleo Flagello con origine in prossimità del cinetoplasto. Emerge direttamente dall estremità anteriore e non forma una membrana ondulante Leishmania sp. Epimastigote Fusiforme e allungato Cinetoplasto paranucleare Flagello che emerge lateralmente al corpo, decorrendo dal terzo posteriore verso la parte anteriore. Forma una breve membrana ondulante Trypanosoma sp. Tripomastigote Forma che va in circolo Fusiforme e allungato Cinetoplasto posteriore al nucleo Flagello che emerge al lato del corpo formando una membrana ondulante Trypanosoma sp.
6 Protozoi Classificazione Phylum Sarcomastigophora Classe Zoomastigophorea Ordine Kinetoplastida Famiglia Trypanosomatidae Genere Leishmania Trypanosoma
7 Genere Trypanosoma Le dimensioni del parassita nelle varie specie può variare da 10 a 1200 µm. Il suo vettore è rappresentato da un insetto o un aracnide ematofago oppure da una sanguisuga. All interno del vettore sono presenti le forme infettanti del parassita, rappresentate dai tripomastigoti metaciclici. I morfotipi presenti in questo genere sono l epimastigote e il tripomastigote. Nella specie è presente anche il morfotipo amastigote.
8 Genere Trypanosoma Il vettore può trasmettere il parassita all ospite vertebrato con due modalità: Sezione Stercoraria Contaminazione delle mucose e della pelle tramite deposito di materiale fecale I parassiti completano il ciclo biologico nell intestino del vettore Sezione Salivaria Puntura diretta I parassiti completano il ciclo biologico nelle ghiandole salivari del vettore
9 Protozoi Classificazione Ordine Kinetoplastida Famiglia Trypanosomatidae Genere Trypanosoma Sottogenere Schizotrypanum Herpetosoma Trypanozoon
10 Genere Trypanosoma Schizotrypanum Herpetosoma Trypanozoon Sono specie parassite di mammiferi Presentano anche il morfotipo di amastigote Appartengono alla sezione Stercoraria Sono specie parassite di mammiferi, soprattutto roditori Possono assumere i morfotipi di amastigote e epimastigote Appartengono alla sezione Stercoraria Alcune specie parassite di mammiferi Appartengono alla sezione Salivaria
11 Sottogenere Schizotrypanum Le specie di questo sottogenere hanno una morfologia simile, tanto da non essere distinguibili tra loro. Sono presenti soprattutto nel continente americano. I tripomastigoti sono riconoscibili per la loro forma a falce e sono di piccole dimensioni. La parte posteriore del corpo è affusolata e hanno il cinetoplasto subterminale.
12 Sottogenere Schizotrypanum Malattia di Chagas (conosciuta anche come tripanosomosi americana) scoperta agli inizi del 900 dal medico brasiliano Carlos Chagas I vettori sono emitteri della sottofamiglia Triatominae (cimici)
13 Vettore L efficacia del vettore dipende dalle sue modalità di defecazione: minore è il tempo che intercorre tra la puntura e il rilascio delle feci, maggiore è l efficienza del vettore. Le specie di triatomine che possono essere infettate dal parassita sono circa un centinaio e possono essere infettati entrambi i sessi del vettore, sia allo stadio di adulto che di linfa. I generi rappresentativi sono Triatoma, Rhodnius e Panstrongylus.
14 Ciclo biologico 1. Durante il pasto ematico del vettore, i parassiti in forma di tripomastigoti metaciclici vengono rilasciati all esterno tramite le feci del vettore. Attraverso la ferita dovuta alla puntura, i parassiti entrano nel flusso sanguigno dell ospite.
15 Ciclo biologico 2. I tripomastigoti che circolano nel flusso sanguigno dell ospite hanno una grandezza variabile (tra i 12 e i 30 µm) e presentano un cinetoplasto di grosse dimensioni (1,2 µm) a livello subterminale. La presenza dei parassiti richiama i macrofagi. I tripomastigoti entrano nella cellula, si forma un vacuolo che richiama lisosomi. Nei macrofagi e nelle cellule infettate comincia la trasformazione dalla forma tripomastigote a quella amastigote, più piccola e con caratteristiche simili a quelle descritte per Leishmania.
16 Ciclo biologico 3. Le glicoproteine della membrana dei lisosomi vengono destrutturate dall azione di una proteina (trans-sialidasi) prodotta dal parassita. La rottura della membrana lisosomiale libera le forme amastigote nel citoplasma. Avviene la scissione binaria senza alcuna reazione del sistema immunitario, portando a formare fino a 500 amastigoti. 4. Comincia la trasformazione in tripomastigoti e questo comporta la rottura della cellula infettata, con conseguente rilascio dei parassiti. Alcuni circolano liberi nel sangue e raggiungono altre cellule e tessuti, altri possono essere riconosciuti dal complemento ed essere eliminati dagli anticorpi in quanto sprovvisti di variazione antigenica (vedi T. brucei).
17 Ciclo biologico 5. I tripomastigoti infettanti entrano nel vettore tramite il pasto di sangue su un ospite infettato. Il processo è altamente efficace anche in caso di basse cariche ematiche. 6. Nell intestino medio del vettore, i tripomastigoti si trasformano in epimastigoti di circa 10-20 µm.
18 Ciclo biologico 7. Gli epimastigoti si moltiplicano. Forme più lunghe (circa 40 µm) si muovono verso il retto. Danno origine agli sferomastigoti, rotondi e con piccolo flagello. 8. Gli sferomastigoti si trasformano in tripomastigoti metaciclici di circa 22 µm, con alta motilità. Rappresentano la forma infettante e non si moltiplicano più. Con un nuovo pasto di sangue del vettore, entreranno in contatto con un nuovo ospite.
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20 Il ciclo all interno del vettore può richiedere un tempo variabile, da un minimo di circa 6 giorni a 15 giorni. Le differenze possono dipendere dalla temperatura ambientale e dalle caratteristiche del vettore. I tripomastigoti metaciclici possono formarsi dagli sferomastigoti, da epimastigoti che si dividono in maniera diseguale oppure da una transizione di forme epimastigotiche.
21 Una volta rilasciati sull ospite in seguito alla deposizione delle feci, i tripomastigoti metaciclici hanno diverse vie di accesso per infettare l ospite: attraverso le mucose di naso, occhi e bocca oppure attraverso la ferita provocata dalla puntura el vettore. Non sono in grado di poter penetrare nell ospite attraverso la cute sana.
22 Il ciclo del parassita può coinvolgere diversi serbatoi. Il ciclo domestico coinvolge cani, gatti, ratti, topi e l uomo intesi come serbatoi. Il ciclo selvatico è caratterizzato da diversi mammiferi tra cui l opossum, il pipistrello, l armadillo, il procione, lo scoiattolo e alcune scimmie. Solo poche specie possono adattarsi ad entrambi i cicli e possono costituire un pericolo per l uomo. Di una specie in particolare, T. infestans, si conosce solo il ciclo domestico ed è la responsabile dell 80% di infezioni del Morbo di Chagas. Serbatoio: specie animale in cui è presente l infezione e che funge da fonte di infezione per altre specie
23 Tra le specie che colpiscono l uomo, le modalità di trasmissione possono essere diverse. La trasmissione tramite il vettore è tipicamente presente nelle case povere, con tetti di legno e crepe in cui si annidano i vettori. Il pasto di sangue avviene la notte. Un altra modalità è quella per trasfusione di sangue o per trapianto di organi infetti. Va anche annoverata la possibilità di passaggio del parassita tra madre e figlio in gravidanza o durante l allattamento tramite il colostro.
24 La specie è caratteristica per la sua variabilità genetica. Questo parassita può infettare più di 150 specie di mammiferi, agire in zone geografiche molto diverse tra loro e dare sintomatologie diverse in seguito all infezione. Attualmente non è possibile determinare un associazione tra determinati genotipi e le manifestazioni cliniche o l epidemiologia. Potrebbero esistere due diverse linee filogenetiche, chiamate T. cruzi I e II.
25 Casi stimati di infezioni da T. Cruzi a livello mondiale
26 La gravità dell infezione può dipendere da diversi fattori tra cui l età dell ospite, il suo stato di salute, le modalità di trasmissione e il ceppo del parassita. La patologia legata alla parassitosi può manifestarsi in tre forme: acuta indeterminata cronica
27 Forma acuta Corrisponde al periodo di replicazione degli amastigoti e di diffusione dei tripomastigoti in circolo. Si manifesta con una generalizzata infezione, caratterizzata anche da lesioni seguite da degenerazione e necrosi cellulare. Tranne che nel caso di pazienti debilitati o con sistema immunitario compromesso, normalmente questa fase non comporta mortalità. Negli adulti colpisce prevalentemente il cuore, mentre nei bambini può interessare il sistema nervoso centrale. In molti soggetti questa forma è asintomatica.
28 Forma acuta Dopo circa una settimna dall inizio della fase acuta, nei bambini si possono notare dei segni della patologia: un evidente edema che interessa la palpebra di uno dei due occhi (chiamato anche segno di Romaña) oppure un particolare eritema (definito chagoma) formatosi dopo la penetrazione del parassita. Tra i sintomi generali ci possono essere cefalea, febbre e senso di malessere generale.
29 Forma indeterminata Quando l infezione si presenta in questa forma è asintomatica nella maggior parte dei casi. La concentrazione del parassita è piuttosto bassa e ad indagini cliniche non viene rilevata alcuna alterazione nel paziente interessato. Può evolvere in forma cronica.
30 Forma cronica Corrisponde alla fase di diminuita attività replicativa degli amastigoti e alla diminuzione dei tripomastigoti circolanti in seguito alla risposta immunitaria. Comincia dopo circa 3 mesi dalla trasmissione del parassita. Può seguire la forma acuta o quella indeterminata. Interessa maggiormente il cuore oppure l apparato digerente. Tra i sintomi che si possono manifestare ci sono cardiomegalia, lesioni infiammatorie e degenerative che interessano il cuore e che sono causa di aritmie. A livello digestivo si può avere una progressiva dilatazione delle pareti.
31 Forma cronica Molti individui affetti dalla patologia possono non manifestarne i sintomi per molti anni o per tutta la vita. Anche senza sintomatologie dovute alla comparsa di una fase acuta, dopo diversi anni si possono manifestare sintomi quali insufficienza cardiaca, aritmia, embolie, etc. Nei casi più difficili l infezione può portare alla morte del paziente anche dopo diversi anni dalla prima manifestazione clinica. Più rari sono i sintomi che interessano l apparato digerente, con alterazioni della peristalsi a livello esofageo e del colon.
32 L infezione può essere sospettata in soggetti che sono stati esposti ai possibili vettori e che hanno soggiornato in aree endemiche, oppure che possono essere stati sottoposti a trasfusioni poco controllate. La diagnosi può essere fatta ricercando i tripomastigoti direttamente nel sangue oppure cercando specifici anticorpi nel siero del paziente. La cura attualmente si avvale di un numero esiguo di farmaci poco efficaci e altamente tossici. La prevenzione prevede il controllo del vettore nel ciclo domestico tramite l uso di insetticidi e il controllo delle trasfusioni.
33 Protozoi Classificazione Ordine Kinetoplastida Famiglia Trypanosomatidae Genere Trypanosoma Sottogenere Schizotrypanum Herpetosoma Trypanozoon
34 Genere Trypanosoma Schizotrypanum Herpetosoma Trypanozoon Sono specie parassite di mammiferi Presentano anche il morfotipo di amastigote Appartengono alla sezione Stercoraria Sono specie parassite di mammiferi, soprattutto roditori Possono assumere i morfotipi di amastigote e epimastigote Appartengono alla sezione Stercoraria Alcune specie parassite di mammiferi Appartengono alla sezione Salivaria
35 Trypanosoma rangeli Diffusa in America centrale e meridionale, questa specie non sembra rappresentare un grave pericolo per l uomo, se non in associazione con altri tipi di patologie. Tra gli ospiti di questa specie ci sono l uomo e diverse specie di mammiferi domestici. La forma di tripomastigote libera nel sangue si presenta più lunga e sottile di quella equivalente di T. cruzi. Il vettore è rappresentato da cimici triatomine del genere Rhodnius; nel vettore il parassita può invadere sia le ghiandole salivari che l apparato digerente. La trasmissione, quindi, può avvenire sia per via salivare che per via fecale. Condivide diversi ospiti, vettori e anche alcuni antigeni con T. cruzi.