Corynebacterium - Microbiologia TorVergata

Famiglia
Genere
Mycobacteriaceae
Corynebacterium
Nocardia
Rhodococcus
Mycobacterium
Genere Corynebacterium: microrganismi ubiquitari,
colonizzano normalmente vari distretti del corpo umano
tra cui nasofaringe e cute.
Tutte le specie possono essere considerate come patogeni
opportunistici, poche specie sono associate a malattia
nell’uomo
Genere Corynebacterium
Specie
Malattia
C. diphtheriae
Difterite respiratoria, difterite cutanea
C. ulcerans
Faringiti
C. jeikeium
Setticemie, infezioni opportunistiche
C. urealyticum
Infezioni tratto urinario, infezioni
opportunistiche
Eritrasma, infezioni opportunistiche
C. minutissimum
Corynebacterium diphtheriae
dimensioni: 0.3-0.8 x 1.0-8.0 micrometri
il singolo batterio è un bacillo a forma di clava
Gram-positivo con tipica disposizione a “ideogrammi cinesi”,
immobile, acapsulato, catalasi +.
Fermenta i carboidrati con produzione di acido lattico.
La parete batterica contiene:
arabinosio, galattosio, mannosio, acido meso-diaminopimelico.
Inoltre può essere presente un 6,6'-diestere del trealosio
contenente acidi corynemicolico and corynemicolenico.
I ceppi tossigenici producono una potente esotossina.
Patogenesi
blocco della sintesi proteica provocata dalla esotossina
produzione di fosfolipasi D
produzione di ureasi
produzione di neuraminidasi
sviluppo di resistenza agli antibiotici
La patogenesi della ditfterite è basata su due eventi primari:
1) la capacità di un dato ceppo di C. diphtheriae di
colonizzare la cavità nasofaringea e/o la cute
2) la capacità di produrre la tossina difterica.
I meccanismi implicati nella colonizzazione sono poco
chiari, anche se è dimostrato che C. diphtheriae produce
neuraminidasi e che sulla superficie è presente il “fattore
cordale”(6,6'-di-O-mycoloyl-a,a'-D-trealosio).
Il gene strutturale che codifica per la tossina difterica
(gene“tox”) è portato da una famiglia di fagi lisogenici
tra cui il “corynebatteriofago beta” è quello più studiato.
Pertanto un ceppo avirulento di C. diphtheriae può essere
convertito al fenotipo virulento in seguito ad infezione e
lisogenizzazione da parte di un fago. Ciò può verificarsi sia
in situ che in vitro
Corynebatteriofago-beta
la tossina difterica ha un peso molecolare di 58.3 KDa ed è formata
inizialmente da una singola catena polipeptdica di 535 aminoacidi.
sono necessari 2 stadi perché il prodotto del gene venga secreto:
1) rottura proteolitica della sequenza principale della proteina tox
durante la secrezione dalla cellula batterica
2) rottura della molecola della tossina in 2 polipeptidi (A e B) che
rimangono attaccati tramite un ponte disolfuro.
La tossina difterica è estremamente tossica: nell’uomo
e nelle altre specie suscettibili come scimmia e coniglio,
una dose di 100-150 ng/kg può essere letale.
Agisce catalizzando la ADP-ribosilazione del fattore di
allungamento -2 (EF-2), bloccando la sintesi proteica
della cellula ospite.
regione catalitica
La tossina difterica presenta
tre regioni distinte:
1) regione che lega il recettore
2) regione di traslocazione
3) regione catalitica
regione di
traslocazione
regione che lega
il recettore
Il RECETTORE per la tossina è il fattore di crescita epidermica
che lega l’eparina, presente in molte cellule cardiache e nervose.
La produzione della tossina difterica è inversamente proporzionale
alla concentrazione di ferro nel mezzo di coltura. Ciò è dovuto al
fatto che la regolazione dell’espressione del gene tox è mediata da un
repressore attivato dal ferro, DtxR, che è codificato nel genoma di
C diphtheriae. L’espressione di tox dipende dallo stato fisiologico
di C. diphtheriae. In condizioni in cui il ferro rappresenta il substrato
limitante, esso si dissocia da DtxR, il gene tox viene derepresso, e
la tossina è sintetizzata e rilasciata nel terreno di cultura.
Meccanismo d’azione della tossina difterica
1
Legame della tossina al recettore
2
Internalizzazione per endocitosi
3
Dopo acidificazione dell’endosoma
la regione di traslocazione si inserisce
nella membrana della vescicola
4
La regione catalitica (A) passa nel citosol
provocando inibizione della sintesi proteica
1
2
3
4
ATTIVO
INATTIVO
Epidemiologia
La difterite è considerata una malattia
pediatrica. Colpisce gli adulti che da
bambini non hanno eseguito una completa
vaccinazione.
L’uomo è il solo serbatoio.
L’infezione è diffusa da portatori asintomatici
di C. diphtheriae a livello della cute e/o
dell’orofaringe.
La trasmissione avviene attraverso goccioline
di Flugge o per contatto cutaneo
Difterite respiratoria
La difterite è di solito un’infezione del tratto respiratorio
superiore ed è caratterizzata da febbre, gola infiammata,
senso di malessere, faringite essudativa.L’essudato evolve in
uno spesso strato di fibrina d i colore grigio-verdastro
detto pseudomembrana, si forma sul sito di infezione ed
è la resultante degli effetti combinati della moltiplicazione
batterica, della produzione della esotossina, della necrosi del
tessuto sottostante, e della risposta immune dell’ospite.
Il periodo d’incubazione della difterite è di 2-6 giorni
L’essudato che forma la pseudomembrana (costituito da
batteri, linfociti, plasmacellule, fibrina, cellule morte) ricopre
le tonsille, l’ugola, il palato, il nasofaringe, la laringe.
Il distacco della pseudomembrana provoca emorragie.
Le porzioni che si distaccano vengono espettorate.
Complicazioni sono rappresentate da Croup e miocarditi.
Pseudomembrana difterica
Difterite cutanea
Si trasmette per contatto cutaneo con altre persone
infette.
C. diphtheriae colonizza la superficie cutanea
quindi penetra nel tessuto sottocutaneo attraverso
lesioni della pelle.
Si sviluppa una papula che evolve in ulcera che si
ricopre di una membrana grigia.
Possono verificarsi segni sistemici dovuti
all’esotossina
Persone a rischio di contrarre infezioni da
Corynebacterium:
Persone non vaccinate
Persone che vivono in aree urbane affollate
Bambini e adulti con scarsa immunità
Diagnosi di laboratorio
Campioni biologici: tamponi nasofaringei, gola (tamponi
sterili di cotone o calcio alginato)
Poiché le lesioni sono spesso ricoperte dalla pseudomembrana
è necessario esporre accuratamente la superficie prima di
effettuare il tampone.
Per l’esame microscopico viene impiegata la colorazione
di Gram e quella, specifica, di Gins e Albert
Per l’isolamento primario vengono impiegati terreni di coltura
come il terreno di Loeffler, il terreno di Pergola, l’agar tellurito
di Mueller-Miller o l’agar Tinsdale.
Le colonie sono grigio-nere.
Molti ceppi richiede acido nicotinico e pantotenico.
Per la produzione della esotossina in vitro il terreno deve
essere privo di ferro.
C. diphtheriae può essere identificato come biotipo mitis,
intermedius o gravis sulla base della fermentazione dei
carboidrati, della morfologia della colonia e del tipo di
emolisi in agar sangue
C. diphtheriae
biotipo mitis
biotipo intermedius
biotipo gravis
Test di ELEK
(test di immunodiffusione per la
dimostrazione della produzione di
esotossina in vitro)
Bande di
precipitato
Controllo della difterite
L’immunizzazione con il tossoide difterico è molto efficace
(circa il 97% di protezione).
Il tossoide difterico si ottiene inattivando la tossina con
formaldeide a 37° C in ambiente leggermente alcalino.
La corretta vaccinazione prevede 3 dosi, a partire dal II
mese di vita, distanziate di 4-8 settimane, seguite dalla
quarta dose dopo 1 anno dalla terza.
Il tossoide difterico è uno dei componenti del vaccino
DPT (difterite, pertosse, tetano).
Il test di Schick (inoculazione intradermica di piccolissime
quantità di tossina) è stato usato per molti anni per saggiare
l’immunità verso la tossina difterica.
Attualmente sono preferibili test sierologici per dimostrare
la presenza di anticorpi specifici verso la tossina.
Terapia
La terapia antibiotica prevede la somministrazione di
Penicillina o Eritromicina.
I pazienti con difterite devono essere trattati rapidamente
con antitossina neutralizzante.