Infezione da Staphylococcus aureus
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Infezione da Staphylococcus aureus Prof. Vincenzo Cuteri Dipartimento Scienze Veterinarie Università di Camerino Classificazione Famiglia Staphylococcaceae Genere Staphylococcus • Staphylococcus aureus • Staphylococcus epidermidis • Staphylococcus intermedius Genere Staphylococcus S. sciuri S. hyicus S. auricularis S. caseolyticus S. xylosus S. capitis S. warneri S. hominis S. saccharolyticus S. saprophyticus S. cohnii S. simulans S. carnosus S. haemolyticus Caratteri morfologici Forma sferica Diametro compreso tra 0,05 e 1,5 µm Disposizione in ammassi regolari a forma di grappolo Immobile Asporigeno Gram positivo Catalasi e DNAsi positivo S. aureus: colorazione di Gram Staphylococcus aureus Microscopio Elettronico a Scansione X 64.000 Staphylococcus aureus Microscopio Elettronico a Scansione X 23.000 Caratteri morfologici Parete cellulare contenente Peptidoglicano Acido teicoico • diamino acido L-Lisina Sprovvisto di capsula in vitro Presenza di capsula polisaccaridica in alcuni ceppi, ben visibile in primo isolamento Caratteri colturali Sviluppa in terreni contenenti 10% NaCl Mannitol Salt Agar Temperatura di sviluppo 18 - 40 °C Optimum 37°C Aerobio - Anaerobio facoltativo Intorbidamento uniforme del brodo Colonie tonde, lisce, convesse, spesso pigmentate Caratteri colturali e resistenza Su Agar Sangue presenza di emolisi più evidente in microaerofilia Inattivato a 60°C per 30 min Sensibile ai comuni disinfettanti Sopravvive per mesi in coltura in laboratorio nell’ambiente esterno al riparo dalla luce solare Resistente a lisozima Sensibile a lisostafina carattere differenziale da Micrococcus Staphylococcus aureus su Agar sangue Caratteri metabolici differenziali S. aureus S. epidermidis S. intermedius Pigmento + - - Coagulasi + - + Emolisi + - +/- Mannitolo + - +/- Ialuronidasi + - Nd Ureasi +d + + Fattori di virulenza Coagulasi Fattore termostabile che interagisce con un fattore labile del plasma Trasformazione del fibrinogeno in fibrina • Coagulazione del plasma Indicata come coagulasi libera Meccanismo d’azione non ben conosciuto Resistenza nei confronti di difese organiche Maggiore elaborazione sostanze tossiche Test eseguito su plasma di uomo o coniglio Test della coagulasi Fattori di virulenza Clumping factor Costituente cellulare presente in stafilococchi in grado di elaborare coagulasi libera Interazione con fibrinogeno o derivati In presenza di plasma induce aggregazione batterica Fattori di virulenza Ialuronidasi Enzima in grado di idrolizzare l’acido ialuronico interstiziale Fattore facilitante la diffusione nei tessuti di • stafilococchi • tossine Presente in tutti i ceppi coagulasi positivi Riscontrato anche in alcuni ceppi coagulasi negativi Fattori di virulenza Stafilochinasi Enzima in grado di attivare il plasminogeno in plasmina • Azione fibrinolitica Fattore termostabile Fattore antigenicamente distinto Presente in quasi tutti i ceppi coagulasi positivi Presente in ceppi isolati da pollo e cavallo • suino, ovino Fattori di virulenza Emolisine Distinte in α, β, γ, δ • caratteristiche antigeniche distinte • diverse proprietà α-emolisina • proteina formata da una catena polipeptidica priva di carboidrati. A 37°C induce emolisi completa dei globuli rossi di coniglio, pecora, bovino • effetto letale per uomo e animali • azione sul sistema nervoso con alterazione della polarizzazione e depolarizzazione della membrana neuronale Fattori di virulenza α-emolisina danneggia il sistema reticolare dell’ipotalamo e regione sensoriale visiva corteccia cerebrale altera muscolatura liscia • aumento permeabilità capillare per inibizione antistaminici provoca contrazione spastica grossi vasi e tratto intestinale per liberazione di istamina e serotonina induce ipertensione arteriosa e alterazione ECG per liberazione catecolamine danno ai leucociti e distruzione piastrine necrosi corticale surrene, embriotossica, necrosi cutanea, leucocitosi e liberazione granulociti da midollo osseo Fattori di virulenza β-emolisina sfingomielinasi C elaborata solo da stipiti di origine animale a 37°C induce emolisi incompleta di emazie di pecora e bovino • diventa completa dopo ulteriore incubazione a 20°C – hot-cold lysis induce inibizione della chemiotassi, monociti provoca lisi dei macrofagi nella cavia Fattori di virulenza β-emolisina induce lisi delle piastrine induce attività necrotica marcata sul tessuto mammario durante la lattazione induce eritema cutaneo provoca fenomeni neurotossici in seguito a complicazioni cardiovascolari Fattori di virulenza γ-emolisina costituita da due proteine con analoghe caratteristiche fisico-chimiche attiva su emazie di coniglio e pecora ruolo patogenetico sconosciuto Fattori di virulenza δ-emolisina fosfolipasi ad azione litica su emazie di numerose specie animali nelle infezioni localizzate crea un ambiente favorevole alla colonizzazione degli stafilococchi distrugge numerose strutture cellulari Tutte le emolisine sono immunogene Fattori di virulenza Leucocidina costituita da due proteine •F •S azione sinergica nella distruzione dei leucociti Fattori di virulenza Enterotossine diverse proteine a basso peso molecolare simili strutturalmente e funzionalmente antigenicamente distinte resistenti a 100°C per 15 min 5 sierotipi principali • A, B, C, D, E causa nell’uomo di gastroenterite e intossicazione alimentare per ingestione di alimenti contaminati prodotte anche da ceppi isolate da bovine con mastite Fattori di virulenza Lipasi enzima extracellulare attivo su substrati lipidici fattore di invasività • degrada acidi grassi dell’epidermide dotati di attività antibatterica Fattori di virulenza Penicillinasi enzima extracellulare (β-lattamasi) attività più marcata per penicillina che per cefalosporina in S aureus la produzione di tale enzima e codificata geneticamente in altri stafilococchi fattore acquisito mediante plasmide extracromosomiale Crescita inibita da penicillina Infezioni sostenute da S.aureus Mastite in diverse specie animali Botriomicosi nel cavallo Formazioni granulomatose purulente Piemia da zecche nell’agnello Artrite, meningite, setticemia nel giovani (2-4 sett.) Endometriti Dermatiti localizzate o generalizzate Frequente riscontro nel cane e gatto Cane: piodermite localizzata Cane: piodermite locallizzata Cane: atopia allergica Dermatite generalizzata Dermatite pustolosa giovanile Cane: dermatite ulcerativa Gatto: piodermite Infezioni sostenute da S.aureus Infezioni cutanee Follicolite Foruncoli e Favi Impetigo (macule e vescicole superficiali) Idrosadenite suppurativa (inf. ghiandole apocrine) Mastite Complicanze post-chirurgiche Dermatite esfoliativa Infezioni sostenute da S.aureus Infezioni generalizzate TSS (Toxic Shock Syndrome) MTSS (Menstrual Toxic Shock Syndrome) • Uso assorbenti interni NMTSS (Non Menstrual Toxic Shock Syndrome) • Aborto, contraccettivi, infezioni vaginali, postparto Setticemia Endocarditi Infezioni sostenute da S.aureus Infezioni d’organo Meningite • 3% delle meningiti, 40% mortalità Pericarditi • Trauma, chirurgia, ascessi miocardici, endocarditi Polmonite • per inalazione o diffusione ematica – complicazione con ascessi o empiema pleurico Osteomielite Artriti e bursiti settiche Resistenza intrinseca agli antibiotici Denominata anche Meticillino-resistenza riguarda tutti i β-lattamici, cefalosporina compresa Rappresenta il maggior problema in umana Determinazione dell’inibizione Muller-Hinton 5% NaCl incubato a 35°C x 24h • inoculo costituito da 5 x 105/ml UFC • Oxacillina 1 µg • alone di inibizione > 13 mm, resistente Resistenza intrinseca agli antibiotici E-test determinazione della MIC • >16 µg/ml resistente Identificazione gene MecA • codifica per una proteina PBP 2a – PBP (Penicillin Binding Protein) a bassa affinità per i β-lattamici Polymerase Chain Reaction DNA probes E-test MRSA Methicillin-Resistant S. aureus Microscopio elettronico a scansione X 35.000 Identificazione dei ceppi MRSA S. aureus meticillino-resistente Caratteri biochimici e morfologici uguali Difficoltà di tipizzazione con il set internazionale di fagi Tipizzazione molecolare PFGE - Elettroforesi pulsata • Macrorestrizione con SmaI • Acquisizione gel computerizzata • Generazione dendrogramma di similarità Dendrogramma MRSA di origine animale Dendrogramma MSSA di origine animale Dendrogramma MRSA di origine umana Correlazione stipiti S. aureus Indistinguibili Strettamente correlati Probabilmente correlati Non correlati Totale Uomo 6 6 6 2 20 Animali 2 2 0 16 20 Uomo 2 3 2 3 10 Animali 0 2 2 6 10 MRSA MSSA
