Mycobacterium
•Bacilli aerobi, immobili, non sporigeni con dimensioni
di 0.2-0.6 x 1-10 um;
•Possiedono una parete cellulare complessa ricca di
lipidi;
•Bacilli acido-resistenti;
•Sono microrganismi a lenta crescita: tempo di
duplicazione di 12-24 ore.
Mycobacterium
Struttura parete cellulare
La struttura della parete cellulare è somigliante ai grampositivi
Al peptidoglicano è situato un involucro esterno ricco di
carboidrati ma soprattutto di lipidi.
-La porzione lipidica è costituita da arabino-galattani, acidi
micolici e glicolipidi.
-I derivati degli acidi micolici costituiscono il fattore cordale
(tendenza a crescere in formazioni cordali costituite da
numerosi bacilli allineati in lunghe file parallele) .
L'involucro esterno è inoltre attraversato da altre molecole
glicolipidiche ancorate alla membrana cellulare (Lipo-arabinomannano).
Mycobacterium
Struttura parete cellulare
Coltivazione dei Micobatteri
La peculiare struttura della parete cellulare è
responsabile della eccessiva permeabilità selettiva e
degli
scambi
metabolici
con
l'ambiente
particolarmente "rallentati" => velocità di
duplicazione lenta rispetto agli altri batteri.
I terreni di coltura utilizzabili per la coltivazione dei
batteri sono:
- Terreni a base di tuorlo d'uovo (LowensteinJensen).
- Terreni agarizzati (Middelbrook, Kirchner, ecc).
Sono costituiti da una soluzione tampone di base
arricchita di acido oleico, albumina bovina,
destrosio e catalasi.
Mycobacterium
Caratteristica tintoriale acido resistenza
I micobatteri, per la peculiare struttura della parete
cellulare, non si colorano o si colorano male con il
metodo Gram. Devono essere utilizzati i coloranti in
soluzioni addizionate di acido fenico, che ne aumenta il
potere di penetrazione nella cellula batterica e a
temperature elevate (75-80°C);
I micobatteri, una volta colorati, sono difficilmente
decolorabili anche se trattati con acido cloridrico al 3%
in alcool etilico = bacilli acido-resistenti.
COLORAZIONE DI ZIEHL NEELSEN
Micobatteri di interesse medico
> Mycobacterium tuberculosis complex
- Mycobacterium tuberculosis
agente eziologico della tubercolosi umana.
- Mycobacterium africanum
Agente eziologico di una patologia sovrapponibile a quella
tubercolare. Differisce da M. tuberculosis per piccole ma
significative differenze biochimiche.
- Mycobacterium bovis
Agente eziologico della tubercolosi bovina, trasmissibile all'uomo
(zoonosi) per via alimentare (carni o latte non pastorizzato).
> Micobatteri non-tubercolari
Le infezioni causate da micobatteri non tubercolari rappresentano,
negli ultimi anni, una delle principali patologie ed una delle più
frequenti cause di morte dei soggetti colpiti dall'AIDS.
> Mycobacterium leprae Agente eziologico della lebbra.
Mycobacterium tuberculosis
- Fu scoperto da Koch nel 1882 (bacillo di Koch).
- E' l'agente eziologico della tubercolosi che negli ultimi
anni, per una serie di concomitanti circostanze di rilievo
epidemiologico
causa
di
(immigrati, aumento delle patologie
immunodepressione,
ecc.)
considerata una patologia "riemergente".
deve
essere
Tubercolosi
• Malattia infettiva trasmissibile (contagiosa)
• Può colpire molti organi, più diffusa la
localizzazione polmonare
• Curabile, se trascurata può essere mortale
• Causata da Mycobacterium tuberculosis.
Epidemiologia
• È la prima causa di morte da singolo agente nel mondo
(fonti OMS);
• N° persone infettate: 1.700.000.000;
• N° nuovi casi/anno: 8.000.000;
• N° morti/anno: 3.000.000.
The Global Plan to Stop TB, 2006-2015 was launched in Davos,
Switzerland on Friday, January 27 2006. (Above) From left to right:
HE Olusegun Obasanjo, President of Nigeria
Bill Gates Jr, Co-Chair, Bill & Melinda Gates Foundation
Marcos Espinal, Executive Secretary, Stop TB Partnership
Rt Hon Gordon Brown MP, Chancellor of the Exchequer
$31 billion funding increase
needed to prevent 14 million
tuberculosis deaths by 2015
Gates Foundation pledges to
triple tuberculosis funding over
next decade
Tubercolosi
E’
un'infezione
batterica
cronica
causata
dal
Mycobacterium tuberculosis ed è caratterizzata dalla
presenza di tubercoli (una formazione microscopica
costituita da cellule epitelioidi, cellule giganti multinucleate
di Langhans, circondate da fibroblasti e linfociti) nei tessuti
infetti e da un'accentuata ipersensibilità cellulo-mediata.
Trasmissione
Trasmissione
Contatto con persona infetta
Presenza di batteri nelle goccioline di
Flugge
Ingresso: via aerea
Diffusione a polmoni e/o altri organi
Incubazione: 7-21 giorni
Non sempre l’infezione causa la malattia
Cause che predispongono alla malattia
tubercolare
•
•
•
•
Ceppo di micobatterio
Precedente esposizione
Dose infettiva
Stato immunitario dell’ospite
Patogenesi dell'infezione
tubercolare
1. Inalazione del batterio attraverso le goccioline di Flugge (3
bacilli)
trasportati aspecificamente negli alveoli
polmonari.
2. 7-21 giorni dopo l’infezione
replicazione nei macrofagi
arrivo di nuovi macrofagi extravasali dal sangue periferico
nuova fagocitosi
inattivazione dei macrofagi.
3. Infiltrazione linfocitaria e presentazione dell’antigene
attivazione e liberazione di citochine.
Risposta immunitaria cellulo-mediata controlla il
microrganismo ma associata anche alla patogenesi della
malattia. Macrofagi attivati e linfociti T secernono citochine
(IL1, TNF, IFN γ)
formazione del TUBERCOLO.
4. Utilizzo dei macrofagi non attivati vicino ai tubercoli
crescita del microrganismo e del tubercolo
possibile
invasione dei bronchi
possibile invasione extrapolmonare.
TUBERCOLOSI MILIARE
Patogenesi dell'infezione
tubercolare
5. Il centro del tubercolo fonde
il batterio si
replica rapidamente a livello extracellulare
grosso carico antigenico
necrosi e rottura della
parete bronchiale
cavità
disseminazione in altre parti del polmone.
Sintomi principali
della tubercolosi
• Febbre;
• Debolezza;
• Tosse;
• Dimagrimento;
• Sangue nell’ espettorato;
• Difficoltà respiratorie.
Tubercolosi miliare
Tubercolosi miliare (tubercolosi ematogena)
sedi anatomiche coinvolte:
apparato genito-urinario,
ossa e giunture ossee,
linfonodi,
peritoneo
Fattori di virulenza del
Mycobacterium tubercolosis
Non possiede i tipici fattori di virulenza
(tossine, capsule, fimbrie), ma una serie
di componenti strutturali e proprietà
fisiologiche che contribuiscono alla
virulenza e alla patologia della malattia
Fattori di virulenza del
Mycobacterium tubercolosis
Particolare meccanismo di invasione cellulare.
Il bacillo si lega direttamente ai recettori per il mannosio sui
macrofagi per la presenza del glicolipide mannosilato associato
(LAM) o indirettamente mediante recettori per il complemento.
Riduce la produzione di interferone gamma (in vitro)
Crescita intracellulare.
Dopo la fagocitosi, il microrganismo inibisce la fusione fagosomalisosoma probabilmente per l’azione di una proteina secreta dal
batterio che modifica la membrana del fagosoma. Ambiente
protetto per la crescita del microrganismo nel macrofago.
Azione diretta nei confronti dei reattivi intermediari dell’ossigeno.
-Glicolipidi, sulfatidi e LAM regolano in maniera negativa il
meccanimo ossidativo.
Fattori di virulenza del
Mycobacterium tubercolosis
Complesso dell’antigene 85.
Gruppo di proteine secrete dal batterio che legano la
fibronectina. Possibile ruolo nell’evasione del microrganismo dal
sistema immunitario e facilitazione nella formazione del
tubercolo.
IPOTESI
Lungo tempo di replicazione.
Il sistema immunitario potrebbe non riconoscere rapidamente il
microrganismo o non essere innescato propriamente.
Alta concentrazione lipidica della parete cellulare.
Impermeabilità e resistenza agli antibiotici, resistenza alla lisi
osmotica, resistenza all’attacco del lisozima.
Fattore cordale.
Il fattore cordale e’ associato a ceppi virulenti di M. tubercolosis.
Tossico per cellule di mammifero e inibitore della migrazione dei
PMN. Ruolo non chiaro nella virulenza.
Mycobacterium tuberculosis: Profilassi
Vaccino costituito dal M. bovis attenuato
B.C.G. (bacillo di Calmette-Guerin).
Non è un vaccino molto efficace e la sua
protezione si riduce fortemente con gli
anni.
A causa della sua scarsa efficacia la
vaccinazione non garantisce con
certezza l'immunità dalla malattia
Mycobacterium tuberculosis: Profilassi
- il vaccino non può impedire la riattivazione della
malattia
- non previene l’infezione ma attivo sulla malattia
- complica la lettura del test tubercolinico, usato per
monitorare l’efficacia della terapia antibiotica.
Terapia
•
•
•
•
Rifampicina
Isoniazide
Pirazinamide
Etanbutolo o Streptomicina
Mycobacterium leprae
>
Agente eziologico della lebbra, malattia cronica,
clinicamente caratterizzata dalla presenza di lesioni
granulomatose cutanee o mucose -» ulcerazioni.
Lebbra tubercoloide: bacilli assenti o poco numerosi nelle
lesioni cutanee ed organi interni; bassa infettività.
Lebbra lepromatosa: numerosi i bacilli nelle lesioni, alta
infettivita’, associata alle lesioni cutanee mutilanti.
> La malattia si trasmette mediante inalazione o contatto con
le lesioni.
> Bacillo non coltivabile in vitro.
> Diagnosi: - esame clinico
- esame microscopico.
il batterio (bacillo di Hansen), infetta primariamente i
macrofagi, le cellule endoteliali dei vasi e le cellule di
Schwann a supporto dei neuroni nel sistema nervoso
periferico. Il M. leprae manifesta un tropismo per i nervi
periferici, causando le classiche deformazioni descritte e
conosciute da anni.
Le lesioni appaiono come macchie bianche, con
perdita di sensibilità, oppure come noduli multipli
con ispessimento e pieghe della pelle. Più gravi sono
le lesioni ai nervi periferici, le quali causano perdita
di sensibilità, debolezza, atrofia
Terapia
Dapsone in combinazione con
Rifampicina
Micobatteri non-tubercolari
Sono contaminanti ambientali o parassiti di varie specie
animali, occasionalmente in grado di infettare l'uomo
immunocompromesso.
La classificazione dei micobatteri non-tubercolari non è
ancora ben definita, anche per la continua identificazione
di "nuove" specie
M. kansasii su agar Middelbrook
M. tuberculosis su agar
Lowenstein-Jensen
Micobatteri atipici
•
Batteri che causano forme simili alla tubercolosi, ma
con decorso e risultati al test cutaneo decisamente
atipici;
•
Le infezioni da micobatteri atipici generalmente si
contraggono da fonti naturali come acqua e suolo.
