Vibrio cholerae

Vibrio spp Bacilli Gram - (ricurvi a virgola) Asporigeni Aerobi/anaerobi facoltativi non capsulati mobili (flagello polare) Habitat prevalente (alofili!): fiumi (estuari), mare, anche in associazione con vertebrati ed invertebrati marini

Vibrio spp Bacilli Gram - (ricurvi a virgola) Asporigeni Aerobi/anaerobi facoltativi non capsulati mobili (flagello polare) Habitat prevalente (alofili!): fiumi (estuari), mare, anche in associazione con vertebrati ed invertebrati marini Vibrio Aeromonas Plesiomonas Photobacterium

VIBRIONI Bastonicini curvi lungo l’asse maggiore (a C o a virgola) Gram negativi Mobili (singolo flagello polare) Asporigeni Non capsulati Aerobi-anaerobi facoltativi Tollerano il pH alcalino

Vibrio spp Il genere Vibrio comprende numerose specie, generalmente saprofiti o commensali in alcune specie animali. Poche specie causano malattia nell’uomo: Vibrio alginolyticus Vibrio vulnificus Vibrio parahaemolyticus Vibrio cholerae

Vibrio spp Il genere Vibrio comprende numerose specie, generalmente saprofiti o commensali in alcune specie animali. Poche specie causano malattia nell’uomo: V. alginolitycus infezioni di ferite

Vibrio spp Il genere Vibrio comprende numerose specie, generalmente saprofiti o commensali in alcune specie animali. Poche specie causano malattia nell’uomo : V. vulnificus infezioni di ferite gastroenteriti setticemie letale soprattutto in individui con disordini immunologici, epatici, emocromatosi

Vibrio spp Il genere Vibrio comprende numerose specie, generalmente saprofiti o commensali in alcune specie animali. Poche specie causano malattia nell’uomo: V. alginolitycus infezioni di ferite

Vibrio spp Il genere Vibrio comprende numerose specie, generalmente saprofiti o commensali in alcune specie animali. Poche specie causano malattia nell’uomo : V. vulnificus infezioni di ferite gastroenteriti setticemie letale soprattutto in individui con disordini immunologici, epatici, emocromatosi

Vibrio spp Il genere Vibrio comprende numerose specie, generalmente saprofiti o commensali in alcune specie animali. Poche specie causano malattia nell’uomo : V. parahaemolyticus infezioni di ferite gastroenteriti acute con diarrea acquosa dissenteria setticemie

Vibrio spp Il genere Vibrio comprende numerose specie, generalmente saprofiti o commensali in alcune specie animali. Poche specie causano malattia nell’uomo : V. cholerae COLERA Diarrea massiva non infiammatoria a rapida insorgenza Quasi totalmente riconducibile all’azione di una sola tossina (CT)

Vibrio cholerae Caratteri antigeni Caratteri biochimici Epidemiologia Azione patogena Caratteri genetici Metodi di identificazione

Caratteri antigeni del V. cholerae Flagello polare (antigene H) Polisaccaride del LPS (Antigene O) O1 O2 - O138 (NAG) O139 (Bengala) Sierogruppi Durante episodi epidemici sono stati isolati solo ceppi TOSSIGENICI che appartengono ai sierogruppi O1 e O139 (colerigeni)

+ V. cholerae O1 - Caratteri biochimici del V. cholerae Ossidasi + (vs Enterobatteri) Catalasi + Fermentano il glucosio Producono indolo Voges-Proskauer (produzione di acetoino) + V. cholerae O1 - biotipo biotipo El Tor Classico

V. cholerae sierogruppo Interesse clinico!!! O1 O139 O2 - O138 Classico El Tor biotipo sierotipo Ogawa Hikojima Inaba

Stipiti di maggiore interesse clinico V. cholerae O1 classico V. cholerae O1 El Tor V. cholerae O139

Stipiti di maggiore interesse clinico La maggioranza degli individui infettati non si ammala, ma libera batteri nell’ambiente (portatori) V. cholerae O1 classico Casi/portatori 1:2-4 V. cholerae O1 El Tor Casi/portatori 1:30-100 incubazione più lunga maggiore sopravvivenza nell’ambiente Maggiori potenzialità epidemiche V. cholerae O139 Malattia più severa Non pandemico

Aspetti epidemiologici del V. cholerae Per secoli endemico nel sub-continente Indiano A partire dal 1817 il Colera si è diffuso in altri continenti (pandemie)  biotipo Classico L’ultima pandemia (VII), attualmente in corso, ha avuto inizio negli anni ‘60  biotipo El Tor 1961 1970 1994 1991 Anni 1991 - 1994 Perù e Sud-America 1992: V. cholerae O 139 Golfo del Bengala

Aspetti epidemiologici del V. cholerae Attualmente endemico: nel sub-continente Indiano in molti Paesi dell’Africa sub-sahariana America Latina?

Azione patogena del V. cholerae Obiettivo: replicare e persistere nell’habitat naturale (marino) dei batteri

Azione patogena del V. cholerae Obiettivo: replicare e persistere nell’habitat naturale (marino) dei batteri Ingestione del V. cholerae 108-1010 batteri Espressione di geni di virulenza ( Temperatura e  pH) Adesione, colonizzazione e secrezione di tossine (CT) nell’intestino tenue Eliminazione del V. cholerae habitat naturale

Azione patogena del V. cholerae K H2O Na K

H2O H2O Azione patogena del V. cholerae Tossina colerica (CT) A-B5 K + Binding Cl - Na + ganglioside GM1 Active A1 A2 -SH HS- cAMP AC AC

Azione patogena del V. cholerae Altre tossine: Zonula occludens toxin (Zot) Accessory Cholerae Toxin (ACE) Emolisina (HlyA)

Colera: aspetti clinici Diarrea non infiammatoria ad insorgenza improvvisa; Diarrea massiva di tipo acquoso: feci “ad acqua di riso”. Fino a 15-20 litri di acqua ed elettroliti (no proteine) in 1 o 2 giorni; Disidratazione, anuria, acidosi, shock; La perdita di potassio può causare complicazioni cardiache e collasso cardiocircolatorio; Mortalità del 50-60% se non trattato; Colera: aspetti clinici

Colera: aspetti clinici Diarrea non infiammatoria ad insorgenza improvvisa; Diarrea massiva di tipo acquoso: feci “ad acqua di riso”. Fino a 15-20 litri di acqua ed elettroliti (no proteine) in 1 o 2 giorni; Disidratazione, anuria, acidosi, shock; La perdita di potassio può causare complicazioni cardiache e collasso cardiocircolatorio; Mortalità del 50-60% se non trattato; Colera: aspetti clinici

Colera: aspetti clinici Diarrea non infiammatoria ad insorgenza improvvisa; Diarrea massiva di tipo acquoso: feci “ad acqua di riso”. Fino a 15-20 litri di acqua ed elettroliti (no proteine) in 1 o 2 giorni; Disidratazione, anuria, acidosi, shock; La perdita di potassio può causare complicazioni cardiache e collasso cardiocircolatorio; Mortalità del 50-60% se non trattato; Colera: aspetti clinici

Colera: aspetti clinici Diarrea non infiammatoria ad insorgenza improvvisa; Diarrea massiva di tipo acquoso: feci “ad acqua di riso”. Fino a 15-20 litri di acqua ed elettroliti (no proteine) in 1 o 2 giorni; Disidratazione, anuria, acidosi, shock; La perdita di potassio può causare complicazioni cardiache e collasso cardiocircolatorio; Mortalità del 50-60% se non trattato; Colera: aspetti clinici Trattamento orale di emergenza: 1/2 cucchiaino di sale (3 g) 1/4 cucchiaino di KCl (1.5 g) 1/4 cucchiaino di bicarbonato (1.5 g) 4 cucchiai di zucchero (20 g) PER LITRO D’ACQUA

Caratteri genetici del V. cholerae Due cromosomi!!!

Caratteri genetici del V. cholerae Due profagi!!! Fago TCP (VPI) Fago CTX

Caratteri genetici del V. cholerae L’isola degli integroni!

Caratteri genetici del V. cholerae V. cholerae acquisisce la tossigenicità mediante almeno 2 fenomeni di conversione lisogenica Quando il genoma di un batteriofago si è integrato nel genoma batterico, può contenere ed esprimere geni che specificano nuove funzioni o modificano quelle già esistenti nel batterio: un fenomeno che va sotto il nome di conversione lisogenica. Esempi di acquisizione di geni di virulenza mediante conversione lisogenica: tossina Shiga-like (Escherichia coli) tossina difterica (Corynebacterium diphteriae) tossina eritrogenica (Streptococcus pyogenes) tossina botulinica (Clostridium botulinum)

Caratteri genetici del V. cholerae V. cholerae acquisisce la tossigenicità mediante almeno 2 fenomeni di conversione lisogenica Quando il genoma di un batteriofago si è integrato nel genoma batterico, può contenere ed esprimere geni che specificano nuove funzioni o modificano quelle già esistenti nel batterio: un fenomeno che va sotto il nome di conversione lisogenica. In Vibrio cholerae (O1 e O139), la tossigenicità è conseguenza della conversione lisogenica con i fagi filamentosi TCP e CTX Fago CTX Fago TCP (VPI)

Caratteri genetici del V. cholerae V. cholerae acquisisce la tossigenicità mediante almeno 2 fenomeni di conversione lisogenica Fago TCP (VPI) Fago CTX A-B5 Tossina colerica (CT) colonizzazione enterociti

Fago TCP (VPI) ToxR/ToxT coregolazione Fago CTX

Caratteri genetici del V. cholerae V. cholerae acquisisce la tossigenicità mediante almeno 2 fenomeni di conversione lisogenica Ricapitolando: codifica per il pilo TCP (adesione) è il recettore per il fago CTX codifica per la tossina colerica (CT) e tossine accessorie (ZOT ed ACE) Fago TCP (VPI) Fago CTX

Caratteri genetici del V. cholerae V. cholerae acquisisce geni attraverso un sistema di “cattura di geni” mediante ricombinazione sito-specifica (integrasi). Questo sistema è contenuto nel cromosoma II e viene definito Isola degli Integroni codifica per oltre 200 geni coinvolti in: resistenza antibiotica virulenza metabolismo

Caratteri genetici del V. cholerae V. cholerae acquisisce geni attraverso un sistema di “cattura di geni” mediante ricombinazione sito-specifica (integrasi). Questo sistema è contenuto nel cromosoma II e viene definito Isola degli Integroni codifica per oltre 200 geni coinvolti in: resistenza antibiotica virulenza metabolismo int1 = integrasi = sito attI

V. cholerae: metodi di identificazione Brodo di arricchimento: acqua peptonata alcalina (pH 8-9) inibizione crescita enterobatteri incubazione 8-12 ore Prelevare dalla superficie e seminare su Agar TCBS (Tiosolfato Citrato Bile e Saccarosio)

V. cholerae: metodi di identificazione TCBS = terreno selettivo Alcalino = azione batteriostatica su altri batteri (enterobatteri) Bile = inbisce crescita enterococci Saccarosio = fermentato da V. cholerae (giallo) non fermentato da altri Vibrio spp Confermare con test dell’ossidasi (+) Sieroagglutinazione con anti-O1 Definire geni di virulenza

Vibrio spp Il genere Vibrio comprende numerose specie, generalmente saprofiti o commensali in alcune specie animali. Poche specie causano malattia nell’uomo : V. parahaemolyticus infezioni di ferite gastroenteriti acute con diarrea acquosa dissenteria setticemie