Infezione da Rhodococcus equi

Fabio Ostanello - Università di Bologna
24/02/2006
Rhodococcus equi - introduzione
Infezione da
Rhodococcus equi
„
Causa gravi polmoniti piogranulomatose nei
puledri di età < 6 mesi
„
Gli animali possono morire o, in caso di
guarigione, avere un calo delle capacità atletiche
„
La rodococcosi causa ingenti danni economici in
aziende in cui vengono allevati capi di alto pregio
„
Normalmente non colpisce gli animali adulti e solo
i soggetti immunocompromessi risultano sensibili
„
Può causare gravi polmoniti in persone
immunocompromesse e può portare a morte
Fabio Ostanello – Università di Bologna
Rhodococcus equi eziologia
Rhodococcus equi - eziologia
ACTINOMICETALES
NOCARDIFORMI
Mycobacterium
Un tempo
identificato come
Corynebacterium
equi
„
Gram +
„
Pleomorfo
„
aerobio obbligato
„
Immobile
„
produce un pigmento
rosa-rossastro
Gordona
Nocardia
Tsukamurella
Rhodococcus
Corynebacterium
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Rhodococcus equi - eziologia
Rhodococcus equi - eziologia
„
Possiede una capsula a struttura lamellare
„
Il polisaccaride capsulare permette di
identificare 27 sierotipi
„
valori molto bassi di pH
luce solare
z essiccamento.
z Inattivato a 60°C dopo 1 h
z
z
„
Non sembra ci sia correlazione tra la
struttura antigenica della capsula e virulenza
del microrganismo
„
Esiste una distribuzione geografica diversa
dei vari sierotipi
Fabio Ostanello – Università di Bologna
E’ un microrganismo relativamente
resistente a:
„
La resistenza a determinate sostanze
chimiche viene sfruttata per trattare i
campioni da cui si vuole isolare R. equi
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Rhodococcus equi - epidemiologia
„
„
„
Rhodococcus equi - epidemiologia
R. equi è un normale ospite della flora
microbica intestinale di equini, bovini e suini
Normalmente il microrganismo non replica
nell’intestino dei cavalli adulti, ma replica,
raggiungendo alte concentrazioni,
nell’intestino dei puledri, fino a quando
questi non sviluppano una flora microbica
anaerobia
Tramite le feci R. equi contamina l’ambiente
„
Quando si trova nell’ambiente esterno utilizza substrati
organici acidi (acetato e proprionato) delle feci come fonte
di nutrimento
AUMENTO della
TERRENO
FECI
CARICA BATTERICA
via inalatoria
ANIMALI
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Rhodococcus equi - epidemiologia
Rhodococcus equi - epidemiologia
„
La carica di R.equi aumenta nell’ambiente in
cui vengono allevati cavalli in relazione:
z
z
z
z
numerosità degli animali (continuo apporto dei
microrganismi e di nutrienti)
temperatura (aumenta nel periodo primavera estate
optimum intorno ai 30°C)
numero di anni dell’allevamento (discreta
resistenza)
tipologia del terreno (pH)
Fabio Ostanello – Università di Bologna
„
La presenza della malattia in un
allevamento non è associata al numero
dei microrganismi, ma al tipo
„
Esistono infatti:
z ceppi
patogeni: plasmide Vap A +
z ceppi apatogeni: plasmide Vap A -
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Rhodococcus equi - epidemiologia
„
„
Rhodococcus equi - patogenesi
In quasi tutti gli allevamenti è possibile
isolare R.equi, ma solo in alcuni la malattie è
endemica. In altri è sporadica o assente
Questo dipende da:
attività manageriali (pulizia, separazione
animali)
z ambiente (T, umidità, vento, terreno, stagione)
z stato immunitario del soggetto
z virulenza del ceppo (Vap A+ necessario, ma
non sufficiente)
Il puledro viene a contatto con il
microrganismo per via orale e inalatoria
z
VIA INALATORIA
Via orale
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Via d’infezione
principale
Infezione
autolimitante
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Rhodococcus equi - patogenesi
„
„
„
„
Rhodococcus equi - patogenesi
Una volta entrato nell’ospite il MO infetta le cellule
della linea monocito-fagocitaria
R. equi, in presenza del C si fissa al recettore
macrofagici Mac-1 (recettore del C RC3) e viene
fagocitato
Dopo un periodo di latenza, si replica all’interno
dei vacuoli dei macrofagi
Impedisce inoltre la fusione fagolisosoma e causa
la degranulazione aspecifica dei lisosomi con
conseguente danno dei tessuti dell’ospite
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„
Non tutti i ceppi di R. equi sono patogeni ed
esistono diversi fattori di virulenza che
possono essere implicato nella patogenicità
del batterio:
capsula polisaccaridica
fosfolipasi C e esoenzima colesterolo ossidasi
(equi factor)
z acidi micolici e glicolipidi della parete cellulare
z proteine correlate alla virulenza (Vap)
z
z
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Rhodococcus equi - patogenesi
Rhodococcus equi - patogenesi
Capsula polisaccaridica
„
Inibisce la fagocitosi
Antigeni capsulari eterogenei
zona di isolamento
del ceppo
Equi Factor
z Ruolo
patogenetico non ben noto
z Influisce sulla stabilità delle membrane
lisosomiali e cellulari
z Si ritiene che contribuisca a causare la
degranulazione aspecifica e la distruzione
dei macrofagi
z Presente sia nei ceppi virulenti che a
virulenti
diversi sierotipi
non correlato alla
patogenicità del ceppo
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Rhodococcus equi - patogenesi
Rhodococcus equi - patogenesi
„
Proteine correlate alla virulenza
z Vengono
codificate dai geni (vap) presenti
in un plasmide di 80-90 Kb (plasmide
associato alla virulenza) posseduto solo
da alcuni ceppi batterici
z Solo i ceppi con il plasmide sono patogeni
z Gli altri ceppi batteri vengono fagocitati e
distrutti dai macrofagi
Acidi micolici e glicolipidi di parete
Componente principale della parete del
batterio
Sono responsabili della formazione dei
granulomi
catena carbossilica +
lunga
+ granulomi
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Rhodococcus equi - patogenesi
„
„
„
Rhodococcus equi - patogenesi
Inizialmente si è individuata solo una
proteina correlata alla virulenza (lipoproteina
di superficie di 17-20 KDa) definita VapA
Si era potuto osservare che ceppi privati di
questa proteina perdevano la loro
patogenicità, ma inserendo tale proteina in
ceppi non patogeni, questi non causavano la
malattia
La VapA è quindi necessaria, ma non
sufficiente perché si sviluppi la malattia
- Vap A
Ceppi patogeni
Ceppi apatogeni
Ceppi apatogeni
Ceppi apatogeni
+ Vap A
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Rhodococcus equi - patogenesi
Rhodococcus equi - patogenesi
„
In seguito, con l’analisi della struttura genetica del
plasmide, si sono individuati altri 6 geni, con strette
analogie con il gene vapA, codificanti per
altrettante proteine (VapC-VapH)
„
La VapB (20KDa) è caratteristica dei ceppi
(a bassa virulenza) che causano malattia
nelle persone immunocompromesse
„
Le proteine Vap C, D ed E hanno un’analogia di
almeno il 50% con la VapA
„
Il meccanismo con cui queste proteine
agiscono non è ancora noto
„
L’espressione di tutte queste proteine è
termoregolata. A T inferiori a 30°C le proteine non
sono prodotte (compatibile con il presunto ruolo
patogeno)
„
Sono proteine altamente immunogene e gli
anticorpi prodotti potrebbero avere un ruolo
nella protezione dalla malattia
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Rhodococcus equi – immunità umorale
„
„
„
Rhodococcus equi – immunità umorale
Solo gli animali con un sistema immunitario
immaturo sviluppano malattia
La malattia si manifesta nei puledri nel
momento in cui calano gli Ab materni, e
prima che vi sia la possibilità di una risposta
attiva da parte dell’animale
Gli Ab agiscono nella prima fase post
infezione, prima che i batteri entrino nella
cellula
Anticorpi
opsonizzazione
Blocco stadi iniziali
dell’infezione
Altera la via di
penetrazione nei macrofagi
↑ fusione fagolisosoma
↑ attività dei neutrofili
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↑ uccisione
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Rhodococcus equi – immunità cellulomediata
Rhodococcus equi - immunità
Fondamentale per l’eliminazione dei batteri intracellulari
I linfociti T agiscono sulle cellule infette che presentano
l’antigene tramite il sistema MHC-I, con azione
citotossica. Inoltre producono le citochine necessari per
una risposta integrata e completa
„
„
CD8+ (LTc)
effetto citotossico
CD4+ (LTh)
produzione di interleuchine
„
Fra i LT helper si distinguono 2
sottogruppi:
z
z
„
LTh-1
LTh-2
I primi promuovono l’eliminazione di R.
equi, mentre i secondi promuovono lo
sviluppo delle lesioni
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Rhodococcus equi - immunità
„
Rhodococcus equi - immunità
I LTh-1 producono diverse citochine tra cui:
interferone γ (INF-γ)
interleuchina 2 (IL-2)
z tumor necrosis factor β (TNF-β)
„
I meccanismi protettivi cellulo-mediati dei
LTh-1 possono essere potenziati dall’IL-2 e
dal .TNF-α
„
I LTh-2 producono IL-4, IL-5 e IL-10. L’ IL-4
e un induttore della risposta Th-2, mentre
l’IL-10 deprime l’attività macrofagica.
„
L’IL-12 al contrario è un induttore precoce
della risposta Th-1 e può essere usato a
scopo terapeutico, come è già stato fatto
nelle persone immunodepresse
z
z
„
L’INF-γ è il principale fattore di attivazione
macrofagica
„
stimola la fusione fagolisosoma
„
incrementa l’espressione dei recettori per il
complemento (Fc)
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Rhodococcus equi - immunità
Rhodococcus equi - sintomatologia
‰Solitamente la rodococcosi equina
si manifesta nei puledri come:
‰
I meccanismi protettivi cellulo-mediati dei
LTh-1 possono essere potenziati dall’IL-2 e
dal TNF-α
‰
Il bilancio tra la risposta dei LTh-1 e dei LTh2 determina l’esito e l’abilità dell’ospite
infettato di controllare i patogeni intracellulari
e questo effetto è mediato dalle rispettive
linfochine prodotte, che influenzano la
capacità battericida delle cellule fagocitarie
mononucleate
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ƒ polmonite piogranulomatosa cronica,
ƒ con formazione di voluminosi ascessi
disseminati nel parenchima
polmonare, e
ƒ linfoadenite suppurativa.
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Rhodococcus equi – sintomatologia
„
„
La polmonite, solitamente, viene rilevata
dall’allevatore e dal veterinario di azienda
come acuta, in quanto, dopo l’infezione, i
puledri continuano a poppare il latte,
presentano un bel pelo e possono
manifestare solo un lieve rialzo febbrile
La sintomatologia polmonare si manifesta
solo negli stadi avanzati della malattia
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Rhodococcus equi – sintomatologia
„
Rhodococcus equi – sintomatologia
Forma acuta
„
rara: presente solo in una piccola percentuale di
soggetti
z estremamente grave
z I puledri possono essere trovati morti
z febbre alta
z dolori respiratori
z senza una precedente storia di patologia
respiratoria
z morte entro alcuni giorni
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Forma cronica
Anoressia Æ perdita di peso (stadi avanzati)
z lieve letargia
z febbre (38,8° – 40,0°C, superiore a 41,5°C)
z tachipnea (ipossiemia e ipercapnia)
z intensificazione degli sforzi respiratori
(dilatazione delle narici, respiro dicroto).
z tosse
z scolo nasale bilaterale
z
z
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Rhodococcus equi – sintomatologia
„
Rhodococcus equi – sintomatologia
Auscultazione del torace:
„ Alla
rantoli umidi
z sibili
z crepitii inspiratori e/o espiratori in
corrispondenza delle aree colpite, localizzate
soprattutto cranioventralmente
z riduzione della fonesi
z nelle aree dove sono presenti formazioni
ascessuali, epatizzazioni polmonari o
versamenti pleurici
z
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Rhodococcus equi – anatomia patologica
„
percussione del torace:
z consolidamento
polmonare
z formazioni ascessuali
z versamenti pleurici
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Rhodococcus equi – anatomia patologica
Lesioni istologiche precoci:
Forma acuta
polmonite miliare diffusa piogranulomatosa
z esteso coinvolgimento polmonare prima della
comparsa dei segni clinici
z
„
„
Forma cronica
polmonite granulomatosa con:
spazi intralveolari
• notevole infiltrazione di
macrofagi e di cellule
giganti polinucleate,
• pochi neutrofili
numero variabile di granulomi caseosi o non,
distribuiti casualmente nei polmoni
z dimensioni variabili
z calcificazione
z
batteri
morfologicamente
intatti
• nei macrofagi
• nelle cellule giganti,
• no in cellule epiteliali
polmonari
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Rhodococcus equi – anatomia patologica
„
Lesioni istologiche tardive:
Rhodococcus equi – anatomia patologica
„ esame
microscopico dei granulomi
polmonari:
z necrosi
e distruzione del parenchima
polmonare
z macrofagi colmi di germi che vanno
incontro a degenerazione
z da cellule giganti
z plasmacellule
z linfociti
z neutrofili
Fabio Ostanello – Università di Bologna
z centro
di tessuto necrotico,
z bordo di macrofagi e cellule giganti
z strato più esterno di tessuto
connettivo infiltrato di linfociti e
plasmacellule.
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24/02/2006
Rhodococcus equi – altri sintomi
„
Rhodococcus equi – infezione nell’uomo
Enterici
„
„
„
„
„
„
Polisinovite asettica
Artrite e osteomielite settica
Uveite, panoftalmite
Nefrite
ascessi epatici e renali
porpora emorragica
Fabio Ostanello – Università di Bologna
Rhodococcus equi - diagnosi
Rhodococcus equi - diagnosi
„ dati
„ esami
anamnestici
„ presenza di diversi puledri colpiti
„ condizioni ambientali
„ esame clinico
clinici di laboratorio
„ tecniche diagnostiche d’immagine
„ test sierologici
„ esami citologici-colturali
„ esame post-mortem
Fabio Ostanello – Università di Bologna
Fabio Ostanello – Università di Bologna
Rhodococcus equi - terapia
Patogeno intracellulare
„
Rhodococcus equi - terapia
farmaco ad alta diffusione
„
z+
sulfamidico-trimethoprim, 15 mg/kg b.i.d
per via endovenosa
Terapia d’elezione:
z Eritromicina:
25mg/kg (per OS-IV)
z Rifampicina: 5 mg/kg (per OS-IV)
„
Sono somministrate in associazione per -8
settimane
In caso di effetti collaterali e di sviluppo
di resistenze si possono usare:
z penicillina
G, doxiciclina, lincomicina,
neomicina, streptomicina, vancomicina,
amicacina e gentamicina
Liposolubili. Alte concentrazioni in fagociti, in
tessuto e secrezioni polmononari
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Infezioni polimicrobiche:
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Rhodococcus equi - terapia
„
Rhodococcus equi - prognosi
Associare terapia di supporto:
Dipendente dalla terapia effettuata e
dalla tempestività del trattamento
„ Rifampicina e eritromicina danno buoni
risultati: gurigione di quasi tutti gli
animali.
„
z fluidi
per idratazione
z antinfiammatori non steroidei (↓ febbre, ↑
appetito)
z buona alimentazione
z somministrazione di ossigeno e
broncodilatatori
z miglioramento condizioni ambientali
Fabio Ostanello – Università di Bologna
„
Fabio Ostanello – Università di Bologna
Rhodococcus equi - profilassi
„
Prevenzione della malattia:
management appropriato
igiene rigorosa
z isolamento degli animali malati
z immunizzazione passiva o attiva dei puledri
z
z
„
„
Riduzione delle performance atletiche
Metodi di screening per diagnosticare
precocemente l’infezione nei puledri che non
hanno segni clinici
Trattamento antibiotico dei puledri malati
Fabio Ostanello – Università di Bologna
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