Streptococcus species

STREPTOCOCCHI CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE: cocchi Gram-positivi disposti a coppie o a catenella immobili capsulati (capsula ben evidente) asporigeni catalasi-negativi

DURANTE LA DIVISIONE L’ASSE DI DIVISIONE CELLULARE È SEMPRE PERPENDICOLARE ALL'ASSE MAGGIORE DELLA CATENA DI SVILUPPO

batteri esigenti Crescono bene in terreni arricchiti con liquidi organici (sangue, siero, liquido ascitico) CARATTERISTICHE COLTURALI: CARATTERISTICHE METABOLICHE: aerobi facoltativi con predilezione per la condizione di anaerobiosi

CLASSIFICAZIONE IN BASE ALL’EMOLISI: alfa-emolitici (parziale, alone verdastro attorno alle colonie) beta-emolitici (totale, alone trasparente attorno alle colonie) gamma-emolitici (assenza di emolisi) DIFFERENZE ANTIGENICHE DEL POLISACCARIDE C: 18 tipi da A ad H e da K a T (Lancefield 1933) Gruppo A (S. pyogenes ) Gruppo B (S. agalactiae) gruppi emolitici C, F e G (S. equisimilis o S. anginosus), S. pneumoniae (pneumococcus) agente eziologico della meningite difetta del gruppo. S. mutans, S. sanguis, S. salivarius , S. milleri fanno parte della flora orale e possono contribuire alla patogenesi di endocarditi

CLASSIFICAZIONE DEI PIU’ COMUNI STREPTOCOCCHI IN BASE ALL’EMOLISI E AL POLISACCARIDE C GRUPPO EMLISI SPECIE

PRINCIPALI PATOLOGIE

Componenti cellulari CAPSULA (ac. Ialuronico) PARETE CELLULARE Peptidoglicano ac. Teicoico ac. Lipoteicoico (LTA) polisaccaride C proteina M (classe I, classe II) proteina T proteina R Fattore di opacità sierica (OF) OF+ = Tipi cutanei OF- = Tipi respiratori Proteina associata a M (MAP) MAP I  M OF– MAP II M OF+ Proteine leganti il plasminogeno C5a-peptidasi Enolasi Gliceraldeide 3-P-deidrogenasi

CAPSULA Costituita da acido ialuronico contenente molecole ripetute di acido glucuronico e di N‑acetilglucosammina  non immunogena (mimetismo antigene) Dotata di elevato potere antifagocitario Inibisce la chemiotassi e la fagocitosi a opera dei granulociti

PROTEINA M Formata da 2 catene polipeptidiche unite a formare una struttura ad a- elica. Ancorata alla membrana plasmatica si proietta verso l’esterno complessata ad acidi teicoici, formando delle fibrille l’estremità COOH terminale è altamente conservata nell'ambito del gruppo A degli streptococchi L'estremità animino‑terminale, attraversa la parete cellulare fino alla superficie della cellula ed è responsabile della diversità antigenica di più di 80 sierotipi M. Le proteine M sono suddivise in molecole di classe I e molecole di classe II. Le proteine M di classe I hanno la regione costante (C) esposta, mentre gli anticorpi non si sviluppano contro la regione C delle proteine M di classe II. Questo sembra sia importante per i pazienti clic manifestano la febbre reumatica, poiché la loro malattia è mediata da ceppi con proteine M di classe I. Microfotografia al microscopio elettronico di una sezione ultrasottole di una catena di streptococchi di gruppo A. Alla superficie cellulare sono ben evidenti le fibrille costituite essenialmente di proteina M.

Fattore H (derivati del C3b) Proteina M proteina M peptidoglicano Fattore H (derivati del C3b) Fibrinogeno Dotata di potere antifagocitario Favorisce l’accumulo degli streptococchi nel sito dell’infezione. Ne esistono circa 100 diversi sierotipi  benchè Ab anti-M siano protettivi, l’immunità non protegge da infezioni con tipi M diversi. Presenta omologie di sequenza con proteine fibrillari umane (miosina, tropomiosina- a, cheratina) autoimmunità

SIEROTIPI M 1,3,5,6,14,18,19,24 OF - MAP I 2, 49,57,59,60,61 OF+ MAP II 1,3,11,12,28 FARINGITI INFEZIONI CUTANEE SIEROTIPI INVASIVI

Proteina F Favorisce l’adesione alle cellule epiteliali attraverso il legame con la fibronectina presente nella matrice intercellulare. Favorisce l’invasività nelle cellule epiteliali. S. pyogenes può entrare nelle cellule epiteliali, con un processo mediato dalla proteina M e dalla proteina F. Questo ingresso nella cellula si pensa sia importante per il mantenimento delle infezioni persistenti (ad es. faringite streptococcica ricorrente) come pure per l'invasione nei tessuti profondi.

PRODOTTI EXTRAcellulari STREPTOLISINA O STREPTOLISINA S TOSSINA ERITROGENICA (SPE A) TOSSINE PIROGENE (SPE) STREPTOCHINASI PROTEINASI (ESOTOSSINA B) IALURONIDASI DESOSSIRIBONUCLEASI (DNasi) NAD - GLICOIDROLASI Degrada vitronectina e . Fibronectina Attiva una metalloproteasi Rilascia chinine

Esotossine pirogene e superantigeni nelle malattie invasive SHOCK TOSSICO INVASIONE DEI TESSUTI MOLLI E CUTE FASCITE NECROTIZZANTE M1 ESOTOSSINE A,B,C SPE A SPE B SPE C ESOTOSSINA F (fattore mitogeno) SPE F SUPERANTIGENE STREPTOCOCCICO SSA ESOTOSSINA 2 MITOGENA SMEZ SUPERANTIGENI MITOGENI SPE C SPE H SPE J

Streptococcus pyogenes STREPTOCOCCO b EMOLITICO DI GRUPPO A Streptococcus pyogenes rappresenta lo Streptococco patogeno più importante per l’uomo

ANTIGENI DI SUPERFICIE Antigene capsulare (acido ialuronico) Antigeni parietali: antigene C specie-specifico e antigeni proteici tipo-specifici (M,T,U,W,X,Y) FATTORI DI VIRULENZA ESOTOSSINE streptolisina O streptolisina S tossina eritrogenica (taluni ceppi) FATTORI BATTERICI capsula proteina M proteina F polisaccaride C emolisina intracellulare recettori per l’estremo Fc delle IgG ESOENZIMI ialuronidasi NADasi streptochinasi DNAsi

Meccanismo di patogenicita’

Manifestazioni patologiche Angina (faringotonsillite) streptococcica acuta con possibili localizzazioni a distanza quali: ascessi peritonsillari, otite, mastoidite, meningite, polmonite, endocardite Scarlattina (ceppi produttori di tossina eritrogenica) Infezioni cutanee (impetigine, erisipela, piodermiti) Fascite necrotizzante (ceppi produttori di tossine eritrogeniche) Sindrome da shock tossico (ceppi produttori di tosine eritrogeniche) Infezioni post-partum (oggi scomparsa) Patologie suppurative Non invasive Faringiti (faringiti, otite media ecc..) Piodermiti impetigine Invasive Batteriemia, setticemia Toxin schock-like syndrome Sequele non suppurative Glomerulonefrite post-streptococcica febbre reumatica eritema nodoso (alcuni casi)

GLOMERULONEFRITE SIEROTIPI FARINGEI 1,4,12,25 Latenza: 1-2 settimane SIEROTIPI CUTANEI 2,49,56,57,60 Latenza: 3-6 settimane Immunocomplessi circolanti che si fissano ai tessuti renali e fissano il complemento (recettore C3) Componenti streptococcici depositati nei glomeruli attivano direttamente il complemento Proteinasi e streptochinasi alterano i tessuti renali proteina M12 (Cross-reattività)

(malattia cardiaca reumatica) Febbre reumatica (malattia cardiaca reumatica) Caratterizzata da lesioni flogistiche a carico dei tessuti connettivali e/o muscolari con manifestazioni a carico del cuore, dei vasi sanguigni, delle articolazioni.

Streptococcus agalactiae STREPTOCOCCO b EMOLITICO DI GRUPPO B Streptococcus agalactiae Infezione vaginali Meningite neonatale Setticemia

METODI DI IDENTIFICAZIONE ESAME MICROSCOPICO DIRETTO: scarsa utilità, non permette la diagnosi di specie ESAME COLTURALE: agar sangue (colonie di 1-2 mm di diametro, spesso di aspetto mucoso, circondate da un alone di emolisi completa) IDENTIFICAZIONE DEL POLISACCARIDE C: test al lattice di polistirolo REAZIONI SIEROLOGICHE: titolo anti-streptolisinico O: importante per monitorare le sequele post-streptococcica

Streptococcus b- emolitico

APPROCCIO CHEMIOTERAPICO DELLE INFEZIONI STREPTOCOCCICHE TERAPIA CON BETA-LATTAMICI per un periodo non inferiore a 10 gg sempre efficaci in vitro TERAPIA CON MACROLIDI: possibilità di resistenza RESISTENZA DOVUTA A: produzione di metilasi

Streptococcus pneumoniae Isolato nel 1881 da Fränkel e Weichselbaum è stato uno dei microrganismi più studiati dai genetisti e biologi molecolari. Griffith nel 1928 osservò che mescolando pneumococchi capsulati uccisi con ceppi vivi privi di capsula e inoculandoli nel topo, si isolavano dall’animale ceppi vivi provvisti di capsula dello stesso tipo antigenico presente nei ceppi uccisi. Tale esperimento dimostrò per la prima volta in vivo lo scambio di materiale genetico attraverso il meccanismo della trasformazione. Nel 1944 Avery, Mc Leod, Mc Carty riprodussero in vitro tale fenomeno con DNA estratto da pneumo-cocchi uccisi, evidenziando, quindi, nel DNA “il principio trasformante”. In Streptococcus pneumoniae fu dimostrata la funzione antifagocitaria svolta dalla capsula batterica, la capacità del polisaccaride capsulare di indurre una immunità umorale protettiva, l’efficacia della penicillina, l’utilizzo del polisaccaride capsulare a scopo vaccinale.

I pneumococchi sono batteri con una caratteristica morfologia lanceolata, presenti in coppie o brevissime catene. La polmonite pneumococcica è la più frequente polmonite batterica in ambito comunitario. Nei paesi industrializzati, come Stati Uniti ed Europa, è gravata da morbilità, mortalità (variabile dal 20% al 60% in rapporto all’età) e costi sanitari considerevoli. Negli Stati Uniti la polmonite pneumococcica rappresenta la sesta causa di morte. In Italia l’incidenza è di circa 10 casi/1000 abitanti/anno. L’incidenza è più elevata nelle comunità chiuse come caserme, ospizi ed altro e durante i mesi invernali e primaverili nelle zone temperate.

Come si può prevenire questa malattia Come si può prevenire questa malattia?    Oltre alle generiche misure preventive, come quella di ridurre ed evitare il sovraffollamento, l’unica misura veramente sicura ed efficace è la vaccinazione

NUOVO VACCINO ANTIPNEUMOCOCCICO Nuove possibilità di prevenzione delle Infezioni Pneumococciche nell’infanzia 7 sierotipi contenuti nel vaccino sono quelli che causano con maggior frequenza infezioni invasive da pneumococco nei bambini di età inferiore ai 6 anni negli Stati Uniti (14, 6B, 19F, 18C, 23F, 4 e 9V). Infezioni invasive efficace dall’85 al 100% Otiti media: (6-7 %) su tutti gli episodi di otite, (34%) se si considerano le sole otiti da Pneumococco (dal 57 al 65%) per le otiti causate dai sierotipi contenuti nel vaccino (51%) anche per i sierotipi cross-reagenti con questi ultimi -polmonite: 11%sul numero totale delle polmoniti; 30% delle polmoniti radiologicamente dimostrate 60-70% per le polmoniti lobari

E A Tra i circa 90 sierotipi conosciuti, solo un gruppo più ristretto sembrerebbe in grado di provocare infezioni invasive, ma la loro distribuzione appare fortemente diversificata a seconda dell’area geografica, l’età della persona, l’etnia, il tipo di infezione (meningiti, batteriemie, polmoniti, ecc.) oltre che presentare variazioni temporali. Negli Stati Uniti quelli che con maggior frequenza (80%) provocano infezioni invasive sono i 7 sierotipi contenuti in questo nuovo vaccino, in alcuni paesi dell’Europa occidentale gli stessi sierotipi risultano responsabili del 60-80% delle infezioni invasive nei bambini In Italia fra i ceppi invasivi, c'è il ceppo 3, non contenuto nel vaccino, che dà con una certa frequenza malattie invasive. Inoltre il ceppo 19F, che si ritrova con un'altissima frequenza nelle otiti medie purulente del bambino, dà scarsa immunogenicità ed efficacia

COCCHI CATALASI-NEGATIVI Sono noti come patogeni per l'uomo dodici generi di cocchi gram‑positivi, catalasi‑negativi Enterococcus sono i generi più frequentemente isolati e più comunemente responsabili di malattie nell'uomo.

enterococchi ("cocchi enterici") Enterococcus enterococchi ("cocchi enterici") Un tempo classificati classificati come streptococchi di gruppo D, poiché possiedono l'antigene di gruppo D della parete cellulare Poi differenziati sulla base delle proprietà fisiologiche Successivamente differenziati mediante l'analisi degli acidi nucleici Nel 1984 gli enterococchi sono stati riclassificati nel nuovo genere Enterococcus Attualmente a questo genere appartengono 16 specie. Le specie più comunemente isolate e clinicamente importanti sono E. faecalis ("che riguarda le feci") ed E. faecium ("delle feci").

Fisiologia e Struttura Tipica disposizione a coppie e in corte catenelle La morfologia al microscopio di questi batteri spesso non può essere differenziata da quella di S. pneumoniae Sono anaerobi facoltativi e hanno un optimum di crescita a 35°C, benché la maggior parte di essi possa crescere tra 10°c 45°C Crescono facilmente su terreni agar sangue con grandi colonie bianche che compaiono dopo 24 ore di incubazione Le colonie sono tipicamente non emolitiche ma possono anche essere alfa o beta‑emolitiche. Crescono in presenza di NaCI al 6,5% Tollerano i sali biliari al 40% Possono idrolizzare l'esculina.

Patogenesi Sindromi cliniche Gli enterococchi sono microrganismi commensali con potenzialità di causare malattia. Alcuni ceppi possiedono una potente enterotossina Sindromi cliniche Nonostante i pochi fattori di virulenza gli enterococchi sono considerati importanti per la loro capacità di provocare infezioni letali. Sono una delle quattro cause principali di infezioni nosocomiali (contratte in ospedale), responsabili del 10% di tutte le infezioni. I siti più comunemente interessati sono: il tratto urinario e il torrente circolatorio. Le infezioni enterococciche sono particolarmente comuni in pazienti con cateteri urinari o intravascolari Una complicanza particolarmente grave della batteriemia da enterococchi è l'endocardite.