Sindromi enteriche del vitello

Sindrome enterica del vitello ad
eziologia batterica e virale
prof. Vincenzo CUTERI
Dipartimento Scienze Veterinarie
Università di Camerino
www.cuteri.eu
[email protected]
Il nostro oggetto di studio
…. o forse è questo?
Sindromi enteriche
13 % degli animali muore entro 2 mesi di
vita
8 - 10 % è causato da agenti infettivi
(virus e batteri)
Campo di azione: intestino
Sistemi di difesa dell’apparato enterico
– Specie animale, genotipo, età..
– Acidità gastrica ed altre barriere fisiche
– Motilità intestinale
– Microflora autoctona
– Immunità specifica
fagocitosi, immunità umorale e cellulare
– Fattori protettivi non specifici
Sistemi di difesa
Specie animale, genotipo, età..
– Recettori intestinali K99 sono specifici
– Age window
ammalano solo i neonati
– competizioni cellulari, enzimatiche, immunità
Acidità gastrica ed altre barriere fisiche
– pH < 4.0
99% degli enterobatteri viene inattivato in 30 min.
Sistemi di difesa
Motilità intestinale
– regola assorbimento dei liquidi
– equilibrio flora autoctona.
Flora autoctona
– ostacola colonizzazione batteri patogeni,
– sopperisce allo shift degli antibiotici
Sistemi di difesa
Mucosa intestinale
– comprende GALT e MALT.
Funzioni di GALT
–
–
–
–
protezione da agenti infettivi gastrointestinali
inibizione attachment
difesa flora autoctona
annullamento allergie alimentari
– difesa da reazioni immunitarie anomale
Sistemi di difesa
Placche del Peyer e appendice cecale
Mucosa intestinale
– apparente stato fisiologico di infezione
Immunità specifica
– Linfociti T della lamina propria: CD4 (IL)
– Linfociti T helper
– Natural killer
– Linfociti T citotossici
Sistemi di difesa
Immunità specifica
– Linfociti B
Plasmacellule
– IgAs
IgAs,…..
,….. IgG, IgM
– Cellule dendritiche
– Macrofagi
– Mastzellen
Intestino: colonizzazione alla nascita
Flora microbica commensale
Lactobacillus
Streptococcus
Micrococcus
Bacteroides
Clostridium
Enterococcus
Apparato enterico: fattori debilitanti
Alterazioni anatomiche o funzionali
Somministrazione di farmaci o sostanze
tossiche
Attività ostruttiva
Malnutrizione
Immunosoppressione
Parassiti
Agenti
infettivi
Insorgenza sindrome enterica
Variazione dell’equilibrio ospiteospite-parassita
Natura multifattoriale
Intervento di
virus e/o batteri
Sindrome enterica: agenti eziologici
Virus
Batteri
Parassiti
Rotavirus
Salmonella
Cryptosporidium
Coronavirus
E. coli
Giardia
Parvovirus
Campylobacter
Adenovirus
Clostridium
Astrovirus
Rotavirus: introduzione
Isolato per la prima volta nel Nebraska (USA) da
Mebus et al. Nel 1969
Inizialmente venne definito Reo
Reo--like e
identificato con la sigla NCDV (Neonatal Calf
Diarrhoea Virus)
Isolato poi da feci di bambini con diarrea
Infine isolato da conigli, ovini, suini, ecc.
Creato un nuovo genere nella Fam. Reoviridae
Eziologia
Fam. Reoviridae
– Gen. Orthoreovirus
– Gen. Orbivirus
– Gen. Rotavirus
– Gen. Coltivirus
– Gen. Aquareovirus
– Gen. Cypovirus
Eziologia
Rotavirus
– RNA
bicatenario
bicatenario,, lineare
plurimolecolare (11 segmenti)
– Simmetria
icosaedrica
– Dimensioni
60 - 80 nm
– Sprovvisti di envelope,
envelope, dotati duplice capside
Reoviridae:simmetria
Rotavirus: microscopio elettronico
Rotavirus: microscopio elettronico
Rotavirus
Rotavirus
Colture
(materiale: contenuto intestinale o feci trattate tripsina)
Cellule di Macaca mulatta (Ma104)
CPE: inclusi citoplasmatici
Resistenza
Incorporato alle feci sopravvive 6 mesi
Rotavirus: coltura in Ma 104
Rotavirus: substrato cellulare Ma 104
Rotavirus: substrato cellulare Ma 104
con CPE
Proteine virali
Ogni segmento del genoma codifica per una
proteina
– 6 strutturali (VP1, VP2, VP3, VP4, VP6, VP7)
– 5 non strutturali (NSP1, NSP2, NSP3, NSP4,
NSP5)
VP1 - RNARNA-Polimerasi
VP2 - Antigene minore di sottogruppo
VP4 - Antigene minore di neutralizzazione,
emagglutinante
VP7 - Antigene maggiore di neutralizzazione,
responsabile adsorbimento alla cellula.
Spettro d’ospite
Il virus può essere isolato da
– primati, bovini, ovini, suini, equini, conigli,
cani, gatti, topi, cervi, daini, antilopi, gazzelle,
volatili
Anticorpi sono stati evidenziati in
– capre, bufali, orsi, canguri e cavie
Non ospite specifici in seguito ad infezione
sperimentale, da dimostrare in natura
Struttura antigene
Identificati 7 sierogruppi (A ….G)
….G) distinguibili per
un antigene di gruppo localizzato in VP6
All’interno dei sierogruppi esistono due
sottogruppi (SI e SII) per la presenza di 2
antigeni di sottogruppo localizzati in VP6 e VP2
I Rotavirus di gruppo A sono classificati in
sierotipi in base alla VP4 e VP7
Protease-sensitive
sensitive)) [[11
11]]
– VP4 identifica il P-tipo (Protease– VP7 identifica il G-tipo (Glicoproteina)
Glicoproteina) [[14
14]]
Rotavirus: epidemiologia
Diffusione cosmopolita con gruppi e
sierotipi diversi
Disseminazione del virus con le feci
Rotavirus non sono ospite specifici
Prevalenza 25% (Scozia), 3 % (Puglia)
Epidemiologia
Trasmissione per via orooro-fecale
(orizzontale)
Trasmissione indiretta
– utensili, attrezzi e mangimi contaminati da
feci
Esclusa trasmissione con insetti ematofagi
o transplacentare (infezione localizzata)
Trasmissione interspecifica?
Interessati solo giovani
Rotavirus
Specie animali recettive:
bovina, ovina, (caprina?), equina,
suina, coniglio, cane, gatto, topo
daino, cervo, antilope, gazzella
scimmia, uomo
Rotavirus: patogenesi
Contagio orooro-fecale
intestino
villo intestinale
cellule mature (cilindriche apicali)
Conseguenze sistemiche
diminuzione permeabilità intestinale
diminuzione disaccaridi intestinali
aumento della pressione osmotica
Villi intestinali (ME)
Patogenesi
Penetrazione per via orale
Organo bersaglio primario:
enterociti villi intestino tenue
Desquamazione e
accorciamento dei villi
Iperplasia cellule della cripta
Cessata
funzionalità del
villo
Patogenesi
Processi di assorbimento impediti
Aumento di liquido nel lume intestinale
Sintomatologia
Periodo d’incubazione 11-3 giorni ma possibile
osservare malattia anche dopo 44-6 ore dalla
nascita
Feci acquose, emissione frequente
Tenesmo, Anoressia
Disidratazione
Enterite catarrale
Atrofia dei villi
– Cellule cilindriche sostituite da pavimentose
Rotavirus: sintomatologia
Diarrea liquida giallastra, bianca
maleodorante
Meteorismo, dolorabilità addominale,
tenesmo
Decubito persistente, alimentazione ?,
disidratazione
Durata della malattia 2/3 gg
Morte
Feci di agnello con infezione da
Rotavirus
Vitello: infezione da Rotavirus
Vitello : infezione da Salmonella
Rotavirus: lesioni
Decapitazione del villo
– cellule cilindriche sostituite da cellule piatte
Conseguenze sistemiche
diminuzione attività enzimatiche
maggiore velocità del contenuto
Diagnosi
Diagnosi clinica
– Età degli animali, sintomi apparato enterico
Diagnosi sperimentale
– Isolamento virus (Cellule MA104)
– Microscopio elettronico
– PAGE (Poly
(Poly Acrylamide Gel Electrophoresis)
Electrophoresis)
– PCR
– Prove sierologiche
poco attendibili, non usate
Campionamento intestino
Campionamento feci dal retto
Campionamento feci dal cieco
Rotavirus: feci al ME
Rotavirus e Coronavirus:
feci di vitello al ME
Coronavirus: feci vitello al ME
Rotavirus: feci agnello al ME
Diagnosi differenziale
– Infezioni da Enterobacteriaceae
– Coccidiosi
– Infezione da Coronavirus
– Infezione da Parvovirus
Infezione da Rotavirus: profilassi
Profilassi igienico - sanitaria
– Ridurre la concentrazione di animali
– Allontanare i neonati da altri vitelli
– Somministrare colostro
Infezione da Rotavirus: profilassi
Profilassi immunizzante
– Vaccino a virus inattivato e
adiuvante Montanide o analoghi
(106-107 DCP50/0.2 ml)
– Somministrare alle madri 30 e 7 giorni prima
del parto
– In commercio associato ad E. coli
enteropatogeno
Infezione da Rotavirus nell’uomo
Isolati dalle feci del 20 - 70 % dei bambini
ricoverati per diarrea acuta
Nei paesi in via di sviluppo 1.000.000 di
morti all’anno
Negli USA si isolano nel 3% dei bambini
sotto i 5 anni ricoverati in ospedale
– costo annuale circa 1.000.000.000 $
Infezione da Rotavirus nell’uomo
L’infezione conferisce immunità protettiva
Stipiti di origine animale sono correlati con
stipiti di origine umana
Stipiti naturalmente attenuati
Vaccinazione Jenneriana eterotipica di Iª generazione
Infezione da Rotavirus nell’uomo
Vaccini Jenneriani polivalenti di IIª
generazione
Immunità omotipica nei confronti dei 4
sierotipi di Rotavirus predominanti nell’uomo
RNA virale
11 segmenti:
- 2 codificano per proteine del capside
- VP4 emagglutinina
- VP7 glicoproteina (neutralizzazione)
Ricombinazione genetica
Infezione da Rotavirus nell’uomo
Ricombinazione genetica
– 10 segmenti del virus di origine animale
– 1 segmento del virus di origine umana
4 ricombinanti cosi costituite
Vaccino polivalente
Ingegneria genetica: inserimento geni virali
nei vegetali (patata, banana)
Escherichia coli
Fam. Enterobacteriaceae
Gen. Escherichia, Salmonella, Shigella…
Diffusi nell’ambiente ... intestino, feci
Stipiti con caratteristiche diverse..
Escherichia coli enterotossico (ETEC)
E. coli
Prodotti del metabolismo
– endotossina
– colicina
– emolisina
– enterotossina (LT, ST)
E. coli ETEC
Caratteri
LT
ST
100.000
1500
pH 5.0
labile
stabile
pH 9.0
stabile
stabile
tripsina
resistente
resistente
tardiva
precoce
PM
Azione enterotossica
E. coli ETEC: dosaggio enterotossine
LT (suino - secreta da pochi stipiti)
– ileal loop
– cloni cellulari (Y1, CHO)
ST (vitello
(vitello--agnello - secreta da molti stipiti)
– inoculazione topino neonato
LT
& ST (secreta da pochi stipiti)
Dosaggio enterotossina LT E. coli
(anse intestinali di coniglio)
Dosaggio enterotossina LT E. coli
(anse intestinali di coniglio)
Dosaggio enterotossina LT E. coli
(anse intestinali di coniglio)
E. coli ETEC: dosaggio enterotossina ST
E. coli ETEC: dosaggio enterotossina ST
Enterotossina: modalità di azione
LT
– AMPAMP-ciclica attiva la secrezione intestinale
– enterotossina esaspera tale attività
ST
– Guanilciclasi attiva guanosin monofosfato ciclico con
aumento della secrezione cellulare
E. coli: struttura antigenica
O
– Antigene somatico (180)
K
– Antigene capsulare (85)
H
– Antigene ciliare (60)
P
– Ag piliare
E. coli ETEC
antigeni piliari e specie animali
Pili
Suino
Bovino
Ovino
F4 (K88)
+++
-
-
F5 (K99)
-
+++
+++
F6 (987P)
+++
-
+
E. coli ETEC provvisto di Pili (ME)
E. coli ETEC provvisto di Pili (ME)
E. coli ETEC: Pili dopo centrifugazione (ME)
E. coli ETEC
colonizzazione agli enterociti
E. coli ETEC
colonizzazione agli enterociti
E. coli: patogenesi
Forma setticemica
Forma localizzata
Forma enterotossiemica
Forma
enterotossica
– E. coli enterotossico provvisto di P
Secreto fluido indotto da E. coli ETEC
pH
isotonico
ioni Ca & Mg
ioni Na
ioni K
ioni HCO3
perdita
alcalino
assenza di proteine
scarsi
numerosi
numerosi
numerosi
di H2O
Eliminazione secreto fluido = diarrea
Conseguenze sistemiche
– Disidratazione (H2O)
– Acidosi metabolica (HCO3)
– Contrazione muscolare (K)
– Diminuzione bicarbonato plasmatico (Na
(Na))
E. coli ETEC: sintomatologia, lesioni
Diarrea liquida giallastra, maleodorante
Meteorismo, tenesmo, dolorabilità addominale
Decubito persistente, alimentazione ?,
disidratazione
Durata della malattia 2/3 gg
Febbre assente
Morte
Decapitazione del villo
– cellule cilindriche sostituite da cellule piatte
E. coli ETEC: diagnosi
D. clinica
D. sperimentale
– Isolamento & identificazione E. coli ETEC
– Sierologia, IF
D. differenziale
Rotavirus, Clostridium, Campylobacter..
Siero immune anti Pili
coniugato con IF
Siero immune anti Pili coniugato
con IF (villo intestinale)
Rotavirus:
epitelio intestinale & IF
E. coli ETEC: controllo
Norme igieniche
Colostro
Vaccinazioni
– vaccino polivalente (Rotavirus & E. coli ETEC)
Terapia antibiotica e sintomatica
Terapia
Controllo della disidratazione mediante
reidratazione orale
Ripristino elettrolitico
Correzione dell’acidosi
Apporto energetico/nutritivo
Eliminazione causa scatenante
Terapia
Il vitello presenta ancora il riflesso
della suzione?
SI
Reidratazione orale
No
Reidratazione parenterale
Se il vitello beve ancora non interrompere
la somministrazione del latte
Terapia
Il latte contiene l’energia, le proteine e i minerali
necessari
Anche in presenza di danni intestinali le sostanze
nutritive del latte possono essere assorbite
Il latte contiene sostanze che favoriscono la
produzione di nuove cellule intestinali
La perdita di peso causata dalla diarrea viene
limitata grazie alla somministrazione del latte