Branche della Microbiologia La PARASSITOLOGIA in “sensu lato” è la scienza che tratta di organismi che stabiliscono la loro residenza in altri esseri viventi a scopo nutrizionale, e studia i rapporti tra questi organismi ed i loro ospiti. Il parassitismo è una particolare forma di associazione biologica in cui uno dei due organismi conviventi riceve un danno ( l’ospite), l’altro un beneficio ( il parassita). Parassitologia in “sensu stricto” è una branca della Microbiologia Branche della Microbiologia Virologia Batteriologia Micologia Studio dei virus Studio dei batteri Parassitologia Studio dei miceti Studio dei “parassiti”

PARASSITI Protozoi Artropodi Elminti Entamoeba histolytica Protozoi Artropodi unicellulari unicellulari Elminti pluricellulari Ascaris lumbricoides

CICLO BIOLOGICO o VITALE INFESTAZIONE: è causata da macroparassiti (metazoi quali gli Elminti e gli Artropodi) cioè organismi pluricellulari CICLO BIOLOGICO o VITALE Lo svolgimento del ciclo vitale di un parassita richiede uno o più ospiti di diversa specie. Possono alternarsi diversi morfotipi dello stesso parassita. OSPITE Organismo in cui il parassita svolge una o più fasi del suo ciclo vitale. Ciascun ospite ha una precisa funzione nell’espletamento del ciclo vitale. Un OSPITE si definisce: INTERMEDIO se il parassita vi svolge la fase asessuata del ciclo vitale DEFINITIVO se vi svolge anche la fase sessuata del ciclo VETTORE BIOLOGICO Artropode in cui il parassita svolge una fase (di solito riproduttiva) del ciclo vitale

Parassitologia medica I Parassiti, per definizione, sono organismi eucarioti che vivono sulla superficie o all’interno dell’ospite ( animale o uomo) allo scopo di ricavarne il nutrimento. I parassiti di interesse medico appartengono ai tre gruppi seguenti: - Protozoi - Vermi ( o Elminti) - Artropodi

PROTOZOI I protozoi sono organismi unicellulari appartenenti al regno animale. Soltanto poche, circa 50, delle numerose specie di protoi esistenti sono parassiti dell’uomo. Toxoplasma Protozoi patogeni Sangue e tessuti Plasmodium spp. (Sporozoi) Toxoplasma gondii (Sporozoi) Trypanosoma spp. (Flagellati) Leishmania spp. (Flagellati) Urogenitali Trichomonas vaginalis (Flagellati) Intestinali Entamoeba histolytica (Rizopodi) Giardia lamblia (Flagellati) Cryptosporidium parvum (Sporozoi)

Riproduzione nei protozoi ASESSUATA Assicura al protozoo una numerosa progenie con lo stesso corredo genetico. E’ la modalità con cui si riproducono tutti i protozoi. SESSUATA Grazie al rimescolamento del patrimonio genetico, assicura una progenie geneticamente variata. Questa modalità si attua solo in alcuni protozoi e come fase intercalare a quella asessuata. In sintesi: Due cellule protozoarie si differenziano in gameti, rispettivamente microgameti (maschili) e macrogameti (femminili)  fecondazione  zigote  oocisti immatura  oocisti matura (contenente gli sporozoiti) Scissione binaria Scissione multipla Endoduogenia (Toxoplasma) Schizogonia (Es. Plasmodium)

Definita ‘mal aria’ in seguito alla credenza che venisse trasmessa dalle paludi e dall’aria stagnante, la malaria è una grave malattia causata da protozoi trasmessi all’uomo da zanzare del genere Anopheles.   Assieme alla tubercolosi e all’Aids, la malaria è oggi una delle principali emergenze sanitarie del pianeta. La malaria è endemica in vaste zone dell’Asia, Africa, America latina e centrale, isole caraibiche e Oceania, con circa 500 milioni di casi ogni anno e un milione di morti. Oltre a essere endemica in molte zone del pianeta, la malaria viene sempre più frequentemente importata anche in zone dove è stata eliminata, grazie ai movimenti migratori e ai viaggi.

PLASMODI DELLA MALARIA L’agente patogeno e il suo vettore L’isolamento del Plasmodium, il protozoo agente della malattia, risale a fine ‘800, quando si comprese che la malattia si manifestava in seguito alla puntura della femmina della zanzara Anopheles, che trasmette all’uomo il proprio parassita. Esistono quattro tipi di Plasmodio che causano malaria negli uomini: P. vivax e P. falciparum, i più comuni e mortali, P. malariae e P. ovale. Plasmodium falciparum è più comune nell’Africa subsahariana ed è una delle cause dell’alta mortalità nella zona.

Ciclo vitale del plasmodio Il ciclo vitale del parassita coinvolge due ospiti: la zanzara e l’uomo: nella zanzara si compie il Ciclo Sporogonico  (ciclo sessuato), nell’uomo si compie il  Ciclo Schizogonico (ciclo asessuato). Durante un pasto ematico una zanzara femmina del genere Anopheles inocula gli Sporozoiti nel sangue dell’uomo; gli sporozoiti infettano le cellule epatiche dove maturano fino allo stadio di Schizonti: l’epatocita si rompe e rilascia nel sangue i Merozoiti (nell’infezione da Plasmodium Vivax e Ovale alcuni merozoiti rimangono nel fegato in stato “dormiente” (ipnozoiti) potendo causare recidive anche per molti anni se l’infezione non è adeguatamente curata). Nel sangue i Merozoiti infettano i globuli rossi dove vanno incontro ad un processo maturativo evolvendo in varie forme (Trofozoiti, Schizonti, Gametociti): lo “stadio ematico” è responsabile delle manifestazioni cliniche della malattia I Gametociti vengono ingeriti dalla zanzara Anopheles durante il pasto ematico: nello stomaco della zanzara i Gametociti formano lo Zigote e successivamente l’Oocinete che si trasforma a sua volta in Oocisti che genererà gli Sporozoiti: questi migreranno verso le ghiandole salivari della zanzara pronti ad essere inoculati in un nuovo ospite per riprendere il Ciclo Vitale

Il ciclo del Plasmodium della Durante il pasto ematico, una zanzara (Anopheles) femmina inocula, con la saliva, sporozoiti nell’ospite umano (1). Gli sporozoiti infettano le cellule epatiche (2) e maturano in schizonti (3), che lisano rilasciando i merozoiti (4). Dopo l’iniziale replicazione nel fegato (fase schizogonica eso-eritrocitaria[A]), il parassita va incontro a moltiplicazione asessuata nell’eritrocita (schizogonia eritrocitaria [B]). I merozoiti infettano i globuli rossi (5). La forma immatura (“ad anello”) dei trofozoiti matura a schizonti, la cui rottura rilascia i merozoiti (6). Alcuni parassiti differenziano in stadi sessuali intraeritrocitari (gametociti) (7). La fase ematica dei parassiti è responsabile delle manifestazioni cliniche della malattia. ( 1 di 2) Il ciclo del Plasmodium della Merozoita Merozoita

Il ciclo del Plasmodium della I gametociti, maschio (microgametocita) e femmina (macrogametocita), vengono assunti dalla zanzara Anopheles durante il pasto ematico (8). La moltiplicazione dei parassiti nel vettore è nota come ciclo sporogonico (C). Nello stomaco della zanzara, i microgameti fecondano i macrogameti dando vita agli zigoti (9). Questi diventando mobili ed allungandosi (oocinete) (10) invadono la parete dell’intestino medio della zanzara, dove si differenziano in oocisti (11). Le oocisti si accrescono e lisandosi rilasciano sporozoiti (12), che migrano verso le ghiandole salivari della zanzara. L’inoculazione degli sporozoiti in un nuovo ospite umano perpetua il ciclo biologico della malaria (1). ( 2 di 2) Il ciclo del Plasmodium della Merozoita Merozoita

La prevenzione della malaria Dal ciclo del parassita risulta quindi chiaro che una valida prevenzione della malattia può essere ottenuta agendo a due livelli: con la lotta al vettore (bonifica delle zone paludose, uso di insetticidi) e con la cura dei soggetti malati, per ridurre il serbatoio dell’infezione. In Italia la massiccia lotta ai vettori (zanzare) ha portato alla scomparsa quasi completa della malaria; tuttavia, in alcune zone del mondo sono ancora presenti le zanzare Anopheles, perciò l’arrivo di soggetti malati provenienti da quelle zone, così come i viaggi internazionali in genere, rappresentano un rischio di ripresa dell’infezione.

Il quadro clinico I sintomi della malattia appaiono generalmente da 9 a 14 giorni dopo la puntura da parte della zanzare infetta e sono tipicamente febbre alta, mal di testa, vomito, sudorazioni e tremori e altri sintomi simili a quelli dell’influenza. Sono stati però segnalati casi di malaria manifestatasi clinicamente anche a distanza di molti mesi dalla puntura della zanzara. Tipicamente, i sintomi della malaria si presentano ciclicamente seguendo il ciclo stesso di riproduzione e moltiplicazione del parassita. I sintomi della malattia sono dovuti alla distruzione dei globuli rossi da parte del plasmodio, che si accresce a spese del globulo rosso e dà origine a 6-32 piccoli parassiti (merozoiti) che determinano la rottura della cellula (lisi). La lisi dei globuli rossi, sincrona per le cellule infettate, avviene ciclicamente, manifestandosi con una crisi febbrile. La ciclicità degli episodi febbrili è diversa a seconda del plasmodio infettante: ogni 48 ore per Plasmodium vivax, responsabile della terzana benigna, e per Plasmodium ovale, che causa una variante, più leggera, della terzana benigna; ogni 72 ore per Plasmodium malariae, agente causale della quartana. Plasmodium falciparum determina accessi febbrili più irregolari, generalmente più ravvicinati, ma genericamente ogni 48 ore (terzana maligna). L’accesso febbrile si manifesta con brivido intenso, sensazione di freddo e rapido aumento della temperatura fino a 40 °C; dopo qualche ora la febbre si risolve bruscamente, con abbondante sudorazione. Dopo alcuni cicli di emolisi insorge epato-splenomegalia, e nei casi gravi possono derivare complicazioni cardiache, renali e cerebrali. La malaria arriva a uccidere distruggendo i globuli rossi e quindi causando una forte anemia e ostruendo i capillari che irrorano il cervello (in questo caso si tratta di malaria cerebrale) o altri organi vitali.

Malaria: diagnosi Attualmente la pratica diagnostica si basa su due approcci, quello clinico che identifica i sintomi della malattia, e quello volto a isolare e riconoscere l’agente causale La richiesta al laboratorio di ricercare il Plasmodio della malaria dovrebbe essere accompagnata da alcune informazioni: - dove è stato il paziente, quando è rientrato e dove vive - è stata fatta diagnosi di malaria in precedenza e se si quale specie è stata identificata - ha fatto profilassi antimalarica e per quanto tempo - ha ricevuto trasfusioni ematiche - vi è stata possibilità di trasmissione per mezzo di aghi (uso di droghe) - vi era sintomatologia al momento del prelievo - vi è febbre periodica La diagnosi di laboratorio abitualmente si esegue con la ricerca del plamodio nel sangue con lo “striscio sottile” e con la “goccia spessa”; entrambe le metodiche devono essere allestiti contemporaneamente ed in caso di positività occorre definire la parassitemia( numero di emazie parassitate su 100 osservate) Metodi alternativi di laboratorio includono: - metodi microscopici diversi dai tradizionali( uso di fluorocromi) - rilievo di antigeni con metodi immunocromatografici - metodi molecolari con amplificazione del DNA

Prevenzione e trattamento Esistono ceppi plasmodi diventati fortemente resistenti a quasi tutti i farmaci che sono stati prodotti per combatterli, così pure di pesante rilevanza è la resistenza a numerosi insetticidi utilizzati per disinfestare le zone malariche. La resistenza alla clorochina, l’antimalarico meno costoso e più diffuso, è ormai comune in tutta l’Africa sudorientale. Nelle stesse zone si è ormai affermata una forma di resistenza anche a un altro farmaco, alternativo alla clorochina e altrettanto economico, la sulfadossina-pirimetamina. Molti paesi sono così costretti a utilizzare nuove combinazioni di farmaci molto più costosi. Sul fronte vaccini, la ricerca non ha ancora prodotto un vaccino effettivo anche se esistono diversi possibili candidati su cui gli scienziati stanno lavorando, soprattutto grazie al completamento della sequenza genomica del Plasmodio

Toxoplasma gondii Toxoplasma gondii è un protozoo (sporozoo dell’ordine dei Coccidi) parassita intracellulare obbligato nell’essere umano, diffuso in tutto il mondo ed è un’importante causa di infezione e di malattia sia nell’uomo che negli animali (carnivori, onnivori ed erbivori). L’infezione da Toxoplasma può presentarsi con evoluzione acuta o cronica, in forma sintomatica o asintomatica. L’infezione acuta è normalmente asintomatica sia negli adulti che nei bambini ed ogni eventuale sintomatologia (Toxoplasmosi acuta) ha di solito breve durata ed è autolimitante. Nella maggior parte dei casi la forma cistica del parassita può persistere a livello dei tessuti ma il paziente, soprattutto se immunocompetente, non presenta alcuna manifestazione clinica ( infezione da Toxoplasma cronica o latente). In rari casi,il parassita può causare manifestazioni cliniche persistenti o recrudescenti (Toxoplasmosi cronica); la corioretinite (Toxoplasmosi oculare) è un esempio della forma cronica della malattia. Infezione acuta : gravi quadri clinici in pazienti immunodepressi e a livello fetale. Nei pazienti immunodepressi quali quelli con sindrome da immunodeficenza acquisita (AIDS), l’infezione sia primaria o dopo riattivazione può causare malattie acute , severe, anche mortali quali: encefaliti, miocarditi , polmoniti. L’infezione acuta trasmessa dalla madre al feto può causare l’aborto o serie complicanze alla nascita o anche dopo anni a livello oculare, auricolare o neurologico.

CICLO VITALE Il gatto, che è l’ospite definitivo, viene infettato per ingestione di carne infetta ( cisti tissutali) delle sue prede( topi o piccoli uccelli) . Le cisti tissutali si aprono e rilasciano i toxoplasmi vitali (bradizoiti), che invadono le cellule epiteliali dell’intestino, dove vanno incontro ad un ciclo sessuato (macro- e micro-gametocita; zigote). Gli zigoti in iniziale maturazione (oocisti) vengono emessi con le feci dal gatto. Nell’ambiente esterno ciascuna oocisti va incontro , dopo 1 o 2 giorni dall’emissione, ad un processo di maturazione (sporulazione) e può infettare altri gatti e altri animali “ospiti intermedi” ( l’uomo e altri mammiferi, uccelli e qualche rettile).

Infezione L’infezione nell’uomo viene trasmessa per via orale: - mediante cibi poco cotti o carni crude( contenenti le cisti tissutali); - le verdure mal lavate( contenenenti le oocisti); - le polveri (contenenti le oocisti) Nell’intestino dell’uomo infettato, sia dalle “Oocysts”, sia dalle “Tissue Cysts” di Toxoplasma gondii ingerite, si liberano i toxoplasmi vitali ( i Tachizoiti) I Tachizoiti si vanno a localizzare nel tessuto nervoso e muscolare e si sviluppano nelle “Tissue Cysts” (come Bradizoiti). Se è infettata una donna gravida, i Tachizoiti, tramite il circolo ematico, possono infettare il feto

TOXOPLASMOSI Ospite immunocompetente: Ospite immunocompromesso Malattia congenita del neonato: - la probabilità di trasmissione al feto solitamente aumenta con l’avanzare della gravidanza; - mentre la gravità del danno fetale è direttamente proporzionale all’età gestazionale al momento dell’infezione: quanto è più precoce l’infezione gravidica tanto più grave sarà il danno fetale L’infezione congenita da toxoplasmosi rappresenta il 33% di tutte le infezioni trasmesse per via verticale

PROTOCOLLO DIAGNOSTICO PER LA TOXOPLASMOSI CONGENITA

Giardia intestinalis Protozoo flagellato che presenta due forme: trofozoita e cisti Infetta il duodeno ed il tratto superiore dell’intestino tenue. Si fissa alle cellule epiteliali intestinali grazie ad un disco adesivo. • Epidemiologia: • Distribuzione mondiale. • Contagio oro-fecale • Lo stadio di cisti è resistente a conc. di cloro (1-2ppm), normalmente utilizzate per la decontaminazione dell’acqua. I più colpiti dalla giardia sono i bambini da 1 a 4 anni di età e i giovani dai 20 ai 40 anni, per abitudini legate ai viaggi (bagni, cibo e bevande contaminati) o per l'accudimento dei figli (a rischio anche babysitter e infermieri). Gli animali rappresentano una fonte di infezione solo parziale. Si è visto infatti che la giardia è presente in 40 specie animali diverse, ma con diversa tassonomia. Solo un ceppo di giardia è in comune tra cane e uomo (genotipo A). Sembra sia possibile l'infezione nell'uomo a seguito di contaminazione delle acque da feci di topo. Le epidemie sono causate più spesso da contaminazioni delle acque,

Ciclo biologico della Giardia Trasmissione oro-fecale • L’uomo ingerisce le cisti (10-25 cisti), l’acidità gastrica (pH2) stimola la rottura delle cisti, e nel duodeno da una singola cisti si liberano due trofozoiti. • Adesione dei trofozoiti, mediante il disco ventrale, alla mucosa intestinale(duodeno, digiuno) • I trofozoiti nei villi si replicano per scissione binaria. • I trofozoiti, già nella porzione distale del digiuno, iniziano ad incistarsi (alta conc. di bile e pH 7,8) • Le cisti passano nelle feci e poi eliminate. • Le cisti proteggono il parassita nell’ambiente esterno, ai cambi di T°, disidratazione, cloro, disinfettanti. (I trofozoiti eliminati con le feci non riescono invece a sopravvivere a lungo).

Infezione L’infezione può dar luogo a uno stato di portatore asintomatico (50% dei soggetti infettati), o a malattia sintomatica con lieve diarrea o a una sindrome di malassorbimento Il malassorbimento si deve alle masse di trofozoiti che aderiscono alle pareti intestinali ed interferiscono meccanicamente con l’assorbimento Sintomi: nausea, perdita di appetito, seguiti da flatulenza, diarrea acquosa senza muco e sangue, crampi addominali, steatorrea, perdita di peso, debilitazione, Diagnosi microbiologica Ricerca della Giardia Feci (3 campioni): la sensibilità è del 70% con un singolo esame 85% con un secondo esame 95% con un terzo esame Altri materiali ( succo duodenale, biopsie duodenali) Ricerca dell’antigene di Giardia con metodi immunochimici Trattamento: Metronidazole, Albendazole,

Trichomonas vaginalis Il Trichomonas vaginalis è un protozoo flagellato in grado di colonizzare e provocare infezioni nel tratto urogenitale. E’ una parassitosi trasmessa principalmente per via sessuale, anche se si ritiene che la sua diffusione possa avvenire tramite vestiario contaminato e nelle docce. Non esiste una fase cistica nel Trichomonas vaginalis per cui questo protozoo viene trasmesso come trofozoite. T. Vaginalis è particolarmente sensibile alle variazioni di temperatura, sia al di sopra che al di sotto di 37 °C; si lisa entro breve tempo quando si trova al di fuori dell’organismo ospite. Malattie sessualmente trasmissibili Incidenza nella WHO-Regione Europea

ELMINTI Appartengono ai Platelminti: i Cestodi e i Trematodi L’uomo è l’ospite definitivo quando è sede di localizzazione del verme adulto; l’uomo è l’ospite intermedio è sede di localizzazione delle larve.

TENIE Le tenie sono dei grandi cestodi lunghi qualche metro (2-3 la T.solium e fino a10 metri la t. saginata). La “testa”(scolici) aderisce alla mucosa dell’intestino tenue; il resto del corpo è suddiviso in segmenti detti proglottidi e gli ultimi si staccano e liberano le uova L‘ospite intermedio è il bovino (Taenia saginata) o il suino(Taenia solium), che si infettano con l’ingestione di materiali contaminati dalle uova di tenia; le uova invadono la parete intestinale, tramite il sague, raggiungono i muscoli e qui si incistano( stadio di cisticerco)

L’UOMO nei confronti della T. saginata è sempre ospite definitivo L’UOMO nei confronti della T. saginata è sempre ospite definitivo . L’infestazione avviene, classicamente, a seguito di una assunzione di carne poco cotta che contiene il parassita allo stadio di cisti; è più frequente nelle zone dove le condizioni igieniche sono precarie. Nel lume intestinale i sali biliari sciolgono gli involucri delle cisti e liberano le larve da cui si sviluppa il verme adulto composto da scolice e proglottidi T. saginata L’UOMO nei confronti della T. solium si può comportare come ospite definitivo ed anche come ospite intermedio. Per cui può: - sviluppare il verme adulto per ingestione di carne suina infetta da cisticerchi - ammalalarsi anche di cisticercosi per ingestione diretta delle uova o per rigurgito di proglottidi gravide dall’intestino nello stomaco, dove gli embrioni vengono liberati, penetrano nella parete intestinale e vengono trasportati nel tessuto sottocutaneo, nei muscoli, nei visceri, e nel Sistema nervoso centrale. T. solium

Sintomi Diagnosi Profilassi e terapia L’infestazione con i vermi adulti ( sia per la t. saginata che per la T. solium è di solito asintomatica, anche se possono presentarsi dolore epigastrico, diarrea , perdita di peso. Una infestazione larvale abbondante( cisticercosi)può provocarre dolori muscolari, debolezza e febbre oppure, se è interessato i SNC, meningoencefalite o epilessia. Diagnosi Nelle infestazioni con vermi adulti, si possono rinvenire uova nelle feci o nella zona perianale. E’ possibile rinvenire le proglottidi o lo scolice nelle feci ed esaminarli, allo scopo di distinguere la T. solium dalla T. saginata. Bisogna sospettare la cisticercosi nei pazienti che vivano in aree endemiche e manifestino segni neurologici. Profilassi e terapia L’infestazione può essere prevenuta mediante la cottura accurata delle carni dei bovini e dei suini. L’infestazione viene curata con niclosamide.

Ossiuri (Enterobius vermicularis) L’ Enterobius vermicularis causa probabilmente l’infestazione più comunemente riscontrabile da parasiti intestinali. E’ lungo circa 5 – 1 0 millimetri. Il verme adulto vive nella regione ileocecale. La femmina arriva nella regione perianale( di solito di notte) e deposita le uova entro le pieghe cutanee. I movimenti del verme femmina e la sostanza gelatinosa in cui deposita le uova causano nel paziente prurito anale. Non esiste nessuna migrazione extraintestinale; c’è una moderata eosinofilia( 8-15%). Le uova sono infestanti e pertanto l’autoinfestazione è importante. L’incubazione è da due a quattro settimane dalla prima infestazione La regione anale presenta all’ispezione lesioni da grattamento per il forte prurito che l’infestazione da enterobius causa; talora i bimbi possono andare incontro ad episodi di appendicolopatia fino a quadri di appendicite vera e propria, o presentare dimagrimento, eosinofilia, allergia, dermatiti, anemia sideropenica microcitica o macrocitosi carenziale, irascibilità, insonnia notturna. La diagnosi si basa sul ritrovamento dei vermi o sullo scotch test che dovrà essere praticato il mattino al risveglio e prima che il paziente si lavi( Le uova si trovano più frequentemente nella regione perianale che nelle feci) Enterobius eggs

ARTROPODI Artropodi: animali invertebrati con scheletro esterno e appendici articolate, tra i quali si annoverano crostacei, insetti e ragni; letteralmente artropode significa "con arti articolati". Gli artropodi assumono un rilievo medico soprattutto perché sono vettori di importanti microrganismi patogeni responsabili di gravi e diffuse malattie infettive frequenti nei Paesi della fascia tropicale-equatoriale come malaria, febbre gialla e molte malattie da Arbovirus. Tuttavia, alcuni di essi possono provocare direttamente, con la loro presenza,delle patologie anche epidemiche come la scabbia(Sarcoptes scabiei) e la pediculosi(Pediculus humanus)