Enterobacteriaceae MORFOLOGIA E GENERALITA   MORFOLOGIA E GENERALITA La famiglia delle Enterobacteriaceae comprende una grande varietà di batteri di forma variabile da coccoidi a forme filamentose, dotati di caratteristiche morfologiche e colturali comuni: Gram-negativi Aerobi e anaerobi facoltativi Asporigeni Ossidasi negativi Possono essere mobili per flagelli peritrichi Possono produrre capsula o esopolisaccaridi

COLONIZZAZIONE E INVASIONE DELL’EPITELIO INTESTINALE

HABITAT Gli enterobatteri si ritrovano comunemente nel tratto intestinale dell'uomo e degli animali. Sono colonizzatori della cute, dell'apparato genitale femminile e dell'albero tracheo-bronchiale. Data la preminente localizzazione intestinale di questi microrganismi, la presenza di E. coli è assunta quale indice di contaminazione fecale delle acque

ANTIGENICITÀ E PATOGENICITÀ La patogenicità degli enterobatteri è strettamente legata alla struttura antigenica della parete cellulare che contiene tre categorie principali di antigeni. CAPSULA Nel genere Klebsiella l’antigene K, di natura polisaccaridica, circonda il germe e rappresenta la base per la suddivisione in sierotipi. La sua localizzazione periferica può mascherare gli antigeni sottostanti Compito principale di questa struttura capsulare è quello di eludere la fagocitosi e la successiva attivazione del complemento. ENTEROTOSSINA L’antigene somatico 0, di natura polisaccaridica, è identificabile con l'endotossina la cui parte attiva, di natura lipidica (lipide A), è causa delle manifestazioni generali comuni a tutti i Gram-negativi quali febbre, leucopenia, attivazione della cascata del complemento, coagulazione intravascolare disseminata, shock. PROTEINE FLAGELLARI Gli antigeni proteici H, flagellari, sono deputati alla mobilità. Nelle specie uropatogene questo carattere viene considerato importante per l’invasività e la possibile risalita al parenchima renale. Fimbrie o pili (P) che iniziano la colonizzazione in distretti specifici e la produzione di proteine che, trasportate all'esterno della cellula, manifestano attività cito- ed entero-tossiche.

SEQUESTRO DI FATTORI DI CRESCITA La capacità di chelare il ferro attraverso la sintesi di enzimi con altissima affinità per questo cofattore favorisce la sopravvivenza e lo sviluppo delle Enterobacteriaceae nelle possibili fasi invasive. Questi microrganismi liberano i siderofori (enterobactina e aerobactina) che si contrappongono alla transferrina e lattoferrina del siero). Il ferro può essere liberato da cellule uccise con enzimi litici.

DIAGNOSI MICROBIOLOGICA ISOLAMENTO DA CAMPIONI DI INFEZIONI LOCALIZZATE Crescono con facilità nei terreni di coltura complessi o selettivi (Agar desossicolato-citrato, eosina-blu di metilene). Al fini identificativi possono essere utili i terreni differenziali quali il McConkey che permette di discriminare i ceppi fermentanti il lattoso (es. E. coli) da quelli privi di ß-galattosidasi I DENTIFICAZIONE MEDIANTE PROVE BIOCHIMICHE E SIEROLOGICHE ANTIBIOGRAMMA

Escherichia coli E’ il patogeno opportunista più frequente. E’ l’agente eziologico dell'80-90% delle infezioni delle vie urinarie in ambito comunitario. Dall'intestino, dove alberga nella popolazione microbica normale, può colonizzare le vie urinarie con meccanismo solitamente ascendente anche grazie alla sua mobilità per flagelli peritrichi e alla presenza di fimbrie (tipo 1) che ne permettono l'adesione al recettori specifici (D-mannoso) delle cellule uroepiteliali delle basse vie escretrici Anche se usualmente E. coli è ospitato nella popolazione microbica normale dell'apparato digerente, può in alcuni casi causare affezioni intestinali che, sulla base dei diversi meccanismi di patogenicità posti in atto, è possibile ricondurre a cinque microrganismi distinti: Escherichia coli Enterotossigeni (ETEC) Escherichia coli Enteropatogeni (EPEC) Escherichia coli Enteroinvasivi (EIEC) Escherichia coli Enteroemorragici (EHEC) Escherichia coli Enteroadesivi (EAEC)

ETEC produce enterotossina Colonizzazione dell’epitelio intestinale (adesine).Sono responsabili di sindromi diarroiche (diarrea del viaggiatore) dovuto alla produzione di enterotossine termolabili (LT) e/o termostabili (ST) (plasmide) L’infezione è caratterizzata da diarrea acquosa crampiforme, di lieve entità che si limita per lo più ad un senso di nausea e prostrazione in usuale assenza di febbre La trasmissione avviene come sempre per via oro-fecale EIEC I ceppi EIEC provocano una sintomatologia simile a quella presente nella dissenteria bacillare sostenuta da Shigella. Il meccanismo patogenetico è infatti analogo, con invasione degli enterociti e moltiplicazione intracellulare di E. coli cui conseguono lesioni necrotico-emorragiche della mucosa. La sintomatologia comprende pertanto diarrea mucosanguinolenta, febbre, compromissione dello stato generale e presenza di leucociti nelle feci. La trasmissione avviene come sempre per via oro-fecale EHEC I ceppi enteroemorragici (EHEC), sono produttori di una tossina citotossica simile a quella sintetizzata da Shigella che inibisce la sintesi proteica. Dopo una iniziale fase di adesione del germe alla mucosa, la tossina determina una vera e propria colite emorragica non accompagnata da febbre. L’eventuale passaggio in circolo della tossina può determinare la sindrome emolitico-uremica provocando danni renali. Il principale serbatoio è rappresentato da alimenti provenienti da animali contaminati: carni macinate mal cotte e latte crudo EAEC I microorganismi di tipo EAEC attualmente si distinguono solo per la capacità di aderire in vitro a cellule diploidi ed in vivo agli enterociti, provocando diarrea acquosa con tendenza alla cronicizzazione

ALTRE MANIFESTAZIONI CLINICHE Alcuni ceppi di E. coli, in particolare quelli provvisti di polisaccaride capsulare K, sono tra i maggiori responsabili di meningiti neonatali, E.coli può anche comportarsi da patogeno opportunista, specie in ambito nosocomiale, sostenendo infezioni delle vie respiratorie, dell'apparato urogenitale sia nel maschio che nella femmina ed inoltre peritoniti, osteomieliti, artriti, sepsi, ecc.. Tali quadri sono favoriti sia da una diminuita sorveglianza da parte delle difese dell'ospite, sia dalla circolazione di ceppi particolarmente virulenti.

Salmonella Agente eziologico dell’enterite, setticemia, febbre enterica S.typhi, Salmonella enterica serovar Typhi S.paratyphi, Salmonella enterica serovar Paratyphi S.choleraesuis, Salmonella enterica serovar choleraesuisi S.typhimurium, Salmonella enterica serovar Typhimurium S.enteritidis, Salmonella enterica serovar Enteritidis

Contagio oro-fecale Cibi contaminati pollame, uova, prodotti caseari, cibi poco cotti o manipolati da persone infette La carica infettiva varia con il variare delle persone da <1000 organismi a oltre 10 milioni Dopo ingestione (13 giorni incub.) >>febbre, diarrea (non sempre presente). Dall’a intestino ai linfat. noduli mesenterici, circ. sangue Isolabile da sangue, feci, urine Vi sono portatori sani

CARATTERI DI PATOGENICITÀ Resistenza agli acidi Mobilità Induzione di segnali sulle cellule epiteliali Ruffling della membrana endocitosi secrezione IL8 Sopravvivenza nei macrofagi (catalasi, superossidismutasi) La salmonella è ingerita con alimenti. Passa indenne attraverso lo stomaco perché ha un sistema genetico (ATR) di resistenza agli acidi. Raggiunge le cellule M (microfold) dell’intestino ove stimola la endocoitosi, le supera e viene a contatto con i macrofagi. Sfugge alla fagocitosi e viene portata in circola atrravesrso il sitema linfatico e quindi nel circolo ematico

PROTOCOLLO DIAGNOSTICO PER SALMONELLA Prima settimana EMOCOLTURA Seconda settimana COPROCOLTURA Seconda-terza settimana SIERODIAGNOSI DI WIDAL

Shigella Produce una tossina, subunità A e cinque B. Le subunità B si legano ad un glicolipide favorendo l’ingresso di A. Questa taglia rRNA 28S della sub rib. 60S. Legame t-RNA, blocco sintesi proteica. Sintomi dopo 3 giorni, diarrea sanguinolenta e pus, crampi addominali, infezione autolimitante ma trattamento antibiotico Rari i portatori sani.

PROTOCOLLO COLTURALE PER SALMONELLA E SHIGELLA NELLE FECI Terreno di Amies Selenite Broth 18-24 h 35°C Hektoen Enteric Agar Xylose-Lysine-Desoxycholate (XLD) Agar SS Agar 18-24 h 37°C

Questo bastoncino dallo spiccato plelomorfismo si distingue per la sua capacità di sciamare sul terreni di coltura ricoprendo tutti gli altri batteri con una patina che lo rende subito riconoscibile. Non fermenta il lattoso ed è un forte produttore di ureasi. P.mirabilis colonizza normalmente il tratto intestinale dell'uomo e, al pari di E. coli, può determinare infezioni delle vie urinarie, specie in ambito comunitario. Proteus mirabilis

FATTORI DI PATOGENIGITA’ E MANIFESTAZIONI CLINICHE FATTORI DI VIRULENZA: FLAGELLI grande modilità può risalire sino ai reni PILI adesività ATTIVITÀ UREASICA che determina alcalinizzazione delle urine, L’ alcalinizzazione delle urine determina la formazione di calcoli di fosfato-ammonico-magnesiaco

Klebsiella pneumoniae K.pneumoniae si distingue dagli altri enterobatteri per essere assolutamente immobile. In compenso essa sintetizza una cospicua capsula che conferisce alle colonie un aspetto mucoso su terreni di coltura solidi e costituisce la base della tipizzazione degli oltre 80 sierotipi (antigene K). E’ un commensale del tratto intestinale ma è causa di infezioni delle vie urinarle di natura per lo più comunitarie. A livello ospedaliero K.pneumoniae esprime tutta la sua potenziale patogenicità. L’acronimo K.E.S. (Klebsiella, Enterobacter-, Serratia) definisce infatti un gruppo di patogeni accomunati dalla prevalente diffusione nosocomiale e dalla difficoltà di eradicazione.

ALTRE MANIFESTAZIONI CLINICHE K.pneumoniae come altri germi capsulati (emofili, pneumococchi) causa polmoniti lobari, favorite da situazioni quali alcolismo, broncopneumopatie croniche ostruttive, deficit immunitari. A partenza dal foci urinari o respiratori può evolvere verso sepsi o meningiti.

DIAGNOSI MICROBIOLOGICA Partendo da campioni clinici congrui alle varie sedi di infezione l'identificazione delle diverse specie di enterobatteri non presenta particolari difficoltà. L’aspetto delle colonie, su terreni indicatori o selettivi, risulta caratteristico l'idrolisi del lattosio, l'eventuale sciamatura, l'aspetto mucoso delle colonie possono consentire già dal primo isolamento una diagnosi presuntiva. La successiva identificazione attraverso gallerie biochimiche miniaturizzate permette di raggiungere agevolmente una speciazione. La tipizzazione del ceppi di E. coli causa di diarrea (,EPEC, ETEC, EIEC, EHEC, e EAEC già descritti) pone problemi più complessi che sono di solito affrontati in centri specializzati. Superati i metodi sierologici, sono divenute attualmente disponibili sonde genetiche estremamente specifiche ma costose che permettono di abbreviare notevolmente i tempi delle indagini e che sono preziose ai fini epidemiologici.

Salmonella E. coli Proteus Chromogenic Salmonella Agar (Rambach Agar)

APPROCCIO TERAPEUTICO In presenza di una patologia sostenuta da Enterobacteriaceae s'impone, specie nelle infezioni nosocomiali, una terapia guidata dall'antibiogramma. L’incidenza di resistenze sconsiglia infatti un approccio empirico poichè tra questi patogeni è frequente lo scambio di informazioni plasmidiche che veicolano numerosi geni capaci di conferire refrattarietà a più antibiotici contemporaneamente.

Famiglia delle Brucellaceae B. Abortus B. Melitensis B.Canis B. Suis Coccobacillo Gram negatico Immobile Aerobio obbligato E’ un germe itracellullare. Non è killato dopo essere stato fagocitato. Difficilmente coltivabile. Necessita di terreni particolarmente arricchiti e tempi di incubazione di alcuni giorni.

MANIFESTAZIONI CLINICHE Le brucelle sono parassiti di diversi animali (cani, pecore, bufale, buoi ecc.). La patologia determinata nell’uomo, brucellosi, è una zoonosi in quanto è trasmessa all’uomo da animali infetti. Un importante veicolo di contagio è il latte. Il contagio interumano è rarissimo anche se i soggetti infetti eliminano le brucelle con le feci e le unine Nell’uomo la brucellosi (Febbre maltesie o Febbre ondulante) ha è caratterizzata da una sintomatologia acuta o subacuta, con rialzi febbrili intermittenti, sudorazione, spossatezza e anorressia.

DIAGNOSI Poichè Brucella è un germe difficilmente isolabile e coltivabile si preferisce effettuare esami sierologici quali la sieroagglutinazione di Wrigth TERAPIA La terapia di elezione per la brucellosi è rappresentata dalle TETRACICLINE anche in associazione con la RIFAMPICINA