Facoltà di Medicina e Chirurgia
Toxoplasma gondii
www.microbiologia.unige.it
Prof. Oliviero E. Varnier – Dr.ssa J. McDermott
Sezione di Microbiologia – Dipartimento Interdisciplinare di Scienze Chirurgiche, di Microbiologia e dei Trapianti d’Organo (DISCMIT)
TOXOPLASMA GONDII
Protozoo a parassitismo endocellulare obbligato,
largamente diffuso in natura, con serbatoio in molti
animali.
Classe:
Sottoclasse:
Genere:
Sporozai
Coccidia
Toxoplasma gondii
Ha un ciclo dixeno legato al carnivorismo
Ospiti definitivi: felini (gatto, puma, lince)
Ospiti intermedi: ucelli, UOMO
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Toxoplasma gondii
Fase intestinale nel gatto (riproduzione sessuata)
Pseudocisti tissutali (A)
(ripiene di bradizoiti*)
Trofozoiti (B)
G
F
Schizonti (C,D,E)
(contenente merozoiti*)
Gamete sessuali (F)
Oocisti immatura (G)
G
(vengono liberati con le feci del gatto per una durata di 1-2 settimane)
H
(*2 forme invasive nel gatto)
3
Toxoplasma gondii
b) Fase nell’ambiente esterno
La maturazione avviene nell’ambiente esterno dopo 15 gg e dipende dalla T° (24°C).
L’oocisti va incontro alla sporulazione (replicazione
del DNA) e si forma 2 sporocisti ciascuna
contenente 4 sporozoiti.
Le oocisti sopravvivono fino a
18 mesi nel suolo umido, nelle
feci.
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Toxoplasma gondii
Fase intestinale nell’uomo (riproduzione asessuata)
L’uomo si infetta ingerendo le oocisti che giungono nell’intestino
liberando gli sporozoiti.
I sporozoiti penetrano le cellule dell'epitelio intestinale (enterociti) e
si differenziano in una nuova stadio invasivo, il tachizoiti
caratterizzato da un’alta velocità di replicazione asessuata)
I tachizoiti:
differenziano dai bradizoiti per minore resistenza alla pepsina.
sono le forme invasive, proliferanti e di distruzione cellulare
resiste all’azione dei fagociti
sono presenti nel latte, saliva, secreto vaginale.
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Toxoplasma gondii
I parassiti in forma proliferativa hanno una forma
a mezzaluna, lunghi 4-6 µm, diam. 2-3 µm.
Presenta una estremità anteriore contrattile che
è deputata alla penetrazione (poro apicale).
Al microscopio elettronico si osserva:
Un concoide, anello polare
Micronemi (10-15 tubuli)
Rhoptrie (organi secretivi)
Microporo (che ha funzione di cistoma)
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Toxoplasma gondii
Fase intestinale nell’uomo (riproduzione asessuata)
Fase acuta (durata di 1-2 settimane)
I tachizoiti disseminano in tutto l’organismo per via ematica e
linfatica (parassitando i macrofagi e altri globuli bianchi)
inibiscono la fusione con i lisosomi e attivano la cellula ospite
si dividono per endoduogenia (una forma di gemmazione
interna) all’interno di una cisti
le 2 cellule figlie si differenziano longitudinalmente al’interno del
corpo che poi si decompone liberando le nuove cellule.
rottura ed invasione di altri macrofagi
Fase cronica
In alcuni distretti, la pressione del sistema immunitario induce i
tachizoiti a differenziarsi in bradizoiti che restano quiescenti
all’interno di pseudocisti tissutali (membrana elastica che si trova
nei muscoli e nel cervello di molti mammiferi) per tutta la vita
dell’ospite.
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Toxoplasma gondii
Le pseudocisti con i bradizoiti sono altamente infettanti
se ingerite.
I bradizoiti resistono al basso pH
ed enzimi digestivi durante il
passaggio attraverso lo stomaco.
La parete protettiva della cisti alla
fine è disciolta e i bradizoiti
presenti nei tessuti infetti si
trasformano in tachizoiti.
Le cisti:
Possono persistere tutta la vita.
Contengono centinaia/ migliaia di
bradizoiti
Vengono uccise:
a 61°c per 4 min
Congelamento
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Toxoplasma gondii
Forme del parassita
Oocisti: Forma dallo zigote.
altamente resistente
Tachizoiti: crescita rapida negli
Bradizoiti: zoita a lenta crescita
stadi precoci dell’infezione nei
ospiti intermedi
all’interno delle pseudocisti tissutali
Modalità di contagio:
consumazione di carne cruda (bradizoiti nelle pseudocisti
tissutale, tachizoiti nelle cisti);
Ingestione di oocisti disseminate con le feci del gatto;
trasfusione di sangue infetto (tachizoiti in cisti nei macrofagi)
trasmissione transplacentare (tachizoiti)
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Toxoplasma gondii
Diagnosis di Laboratorio:
Ricerca microscopica dal paziente del protozoo da fluidi
biologici, nei tessuti, biopsie linfonodali, BAL, CSF, Fluido
amniotico.
Esame colturale
Sieroconversione, per differenziare :
una infezione attiva, acuta
da una infezione pregressa asintomatica
o da una infezione cronica.
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Facoltà di Medicina e Chirurgia
Trichomonas vaginalis
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Sezione di Microbiologia – Dipartimento Interdisciplinare di Scienze Chirurgiche, di Microbiologia e dei Trapianti d’Organo (DISCMIT)
Trichomonas spp.
Genere:
Trichomonas (protozoo flagellato)
T. tenax e T. hominis
T. tenax (orale)
T. hominis (intestinale)
T. vaginalis (genitale)
sono scarsamente patogeni per l’uomo
T. vaginalis
l’uomo è l’unico ospite naturale per l’infezione
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Trichomonas vaginalis
Morfologia e struttura:
Ha 4 flagelli anteriori ed di 1 flagello posteriore
collegato al corpo cellulare da una membrana
Membrana ondulatoria
ondulante.
Corpo parabasale
Presenta un assostilo mediano rigido
Possiede movimenti di propulsione e di rotazione
costa
È anaerobio (metabolism fermentativo)
Possiede idrogenosomi, organuli caratteristici
Assostile
Flagello posteriore
Il ciclo di vita è monoxeno
Si riproduce per scissione binaria
Non presenta lo stadio di cisti
4 Flagelli
anteriori
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Trichomonas vaginalis
CICLO VITALE
Il ciclo vitale di T. vaginalis comprende soltanto
lo stadio di trofozoite;
i trofozoiti sono vitali per ore nel liquido seminale,
urine e acqua di piscine
è un anaerobio facoltativo, non sopravvive a
lungo fuori dall’ospite.
è un parassita obbligato, non ha la capacità di
sintetizzare molte macromolecole, in particolare
purine, pirimidine, e molti lipidi.
questi nutrienti sono acquisiti dalle secrezioni
vaginali o mediante fagocitosi di cellule
batteriche o dell’ospite
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Trichomonas vaginalis
PATOGENESI
L’esatto meccanismo patogenetico di T. vaginalis non è
stato ancora determinato
Si pensa che siano implicati diversi meccanismi, tra cui:
Adesione cellulare;
Emolisi;
Escrezione di fattori solubili (proteinasi extracellulari)
Interazione con la flora residente;
Elusione del sistema immunitario dell’ospite;
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Trichomonas vaginalis
PATOGENESI
Adesività
mediata da quattro proteine di adesione: AP65, AP51, AP33 e AP23
espresse sulla superficie in modo alternato e con la coespressione
di una proteina altamente immunogena, la proteina P270
Interazione con la flora vaginale
Per effetto dell’infezione da T. vaginalis si verifica un innalzamento
marcato del pH, una riduzione della flora lattobacillare e un
incremento della proporzione di batteri anaerobi.
Elusione del sistema immunitario dell’ospite
La capacità di elusione del sistema del complemento è un
importante fattore patogenetico
La resistenza al complemento aumenta in presenza di ferro.
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Trichomonas vaginalis
PATOGENESI
Emolisi
Lisi degli eritrociti sembra essere mediata da recettori presenti
sulle superfici cellulari del parassita e dell’eritrocita
gli eritrociti rappresentano una fonte primaria di lipidi e ferro
L’attività emolitica correla con la virulenza.
Produzione di esoenzimi (proteinasi extracellulare)
T. vaginalis ha da undici a ventitré distinte “cisteina proteinasi”
(CPs), la maggior parte delle quali sono lisosomiali.
Le proteinasi sono
implicate nell’attività di emolisi degli eritrociti
implicate nei processi di adesione alle cellule epiteliali
in grado di degradare le immunoglobuline G, M e A,
In grado di neutralizzare i linfociti T citotossici
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Trichomonas vaginalis
DIAGNOSI
L’esame microscopico a fresco del secreto vaginale permette
di visualizzare la presenza del trichomonas in maniera
altamente specifica essendo il protozoo dotato di
e
facilmente identificabile dall’osservatore.
Il gold
l’esame colturale; in tal caso il campione prelevato deve
essere posto in appositi terreni di coltura al fine di garantire la
sopravvivenza del protozoo.
Si procede con test immunologici con anticorpi oppure metodi
di identificazione basati su sonde ad acidi nucleici (PCR).
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Facoltà di Medicina e Chirurgia
MICOPLASMI
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Sezione di Microbiologia – Dipartimento Interdisciplinare di Scienze Chirurgiche, di Microbiologia e dei Trapianti d’Organo (DISCMIT)
MICOPLASMI
Per la mancanza di parete cellulare i micoplasmi vengono ragruppati
nella classe dei:Mollicutes (parete soffice)
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Genere Micoplasmi
Nell’uomo sono 4 specie di Micoplasma patogeni
M. pneumoniae
- agente eziologico della polmonite atipica primaria
M. hominis
M. genitalium
U. urealyticum
- causano malattie del tratto genito-urinario
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contiene STEROLI.
MICOPLASMI
La mancanza di parete rende i Micoplasmi resis
I micoplasmi sono:
agli antibiotici che interferiscono con la sintesi,
le più piccole batteri a vita libera
penicilline, cefalosporine, vancomicina.
gram-negativi
Sono sensibili alle tetracicline e all’eritromicina.
sprovvisti di parete cellulare e hanno una membrana
cellulare ricca di STEROLI.
aerobi o aerobi-anaerobi facoltativi
pleomorfi, filamentosi o sferici e
contengono sia DNA che RNA,
si dividono per scissione binaria
Tutti i Micoplasmi sono resistenti a tutti gli antibiotici che
hanno come bersaglio la sintesi del peptidoglicano
(penicilline, cefalosporine, vancomicina).
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MICOPLASMI
CARATTERISTICHE COLTURALI
Utilizzano a scopo energetico il catabolismo del glucosio,
dell’arginina o dell’urea.
Crescono esclusivamente in terreni arricchiti di vitamine, di
precursori degli acidi nucleici e di steroli (forniti dall’aggiunta di
siero animale)
Durante la replicazione cellulare, la divisione del citoplasma e del
genoma avviene in modo asincrono.
Prima della formazione di una singola cellula possono apparire
lunghi filamenti contenenti molti nuclei, che si trasformano poi in
singole cellule.
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MICOPLASMI
CARATTERISTICHE COLTURALI
Le diverse esigenze di crescita consentono la differenziazione
Micoplasma
Metabolismo
Atmosfera
M. pneumoniae
Glucosio
Aerobia
M. hominis
Arginina
Anaerobia
M. genitalium
Glucosio
Anaerobia
U. urealyticum *
Urea
Anaerobia
*Ureaplasma si distingue perché cresce solo su terreni a pH acido
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MICOPLASMI
CARATTERISTICHE COLTURALI
Micoplasma
Nei terreni solidi producono le cosiddette
colonie ad “uovo fritto” formate da:
una zona centrale scura approfondata
nell’agar, opaca e granulare,
corrispondente alla zona di crescita
una zona periferica chiara, di aspetto
piatto e trasparente, in cui avviene la
moltiplicazione in superficie.
Ureaplasma
Colonie a riccio di mare
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MICOPLASMI
In vivo si moltiplicano sulla superficie delle
cellule degli epiteli mucosi, senza penetrare
all’interno delle cellule.
Presenza in:
Uomini
Mammiferi
Rettili
Acqua
Insetti
Piante
Uccelli
Suolo
Possono comportarsi come:
commensali, parassiti, patogeni
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Micoplasma: Patogenesi
Si tratta di parassiti cellulari di superficie che aderiscono alla
membrana plasmatica degli epiteli urogenitali (proteine P1)
Solo in determinate condizioni fanno si manifesti la malattia
conclamata con tendenza alla cronicizzazione
Penetrano all’interno delle cellule e diffondono verso i tessuti
profondi determinando un danno cellulare.
Alcune specie hanno anche la capacità di sfuggire agli
attacchi del sistema immunitario
M. Hominis metabolizza l’arginina, rilasciando elevate
quantità di ammoniaca che risultano altamente tossiche per i
tessuti infettati
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Ureaplasma: Patogenisi
Produce neuraminidasi che modifica la struttura dell’acido
sialico presente nell’acrosoma alterando la carica elettrica
della superficie della cellula spermatica causando scarsa
mobilità dello sperma .
Produce fosfolipasi, enzima capace di idrolizzare fosfolipidi
con rilascio di acido arachidonico.
E’ ipotizzabile che l’infezione dell’apparato genitale
femminile possa indurre rilascio di acido arachidonico
dalle membrane amniotiche con conseguente
produzione di prostaglandine, che potrebbero indurre
un travaglio prematuro.
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Micoplasma
Difese dell’ospite
Dovuto principalmente ad un accumalo locale di anticorpi
delle classe IgA e IgG che
inducono
la lisi batterica tramite l’attivazione del
complemento
agiscono
da opsonine aumentando l’attività fagocitaria
e il killing dei macrofagi
bloccano
la capacità dei batteri di aderire alle cellule
bronchiali
Il ruolo della immunità cellulo-mediata non è chiarito
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Mycoplasma
Diagnosi di Laboratorio
Mycoplasmi urogenitali
Identificazione biochimica tramite utilizzo di glucosio,
arginina e urea (esame colturale semiquantitativo)
M. hominis: produce arginasi
M. genitalium: produce glucosio
U. urealyticum: produce ureasi
Mycofast®
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Facoltà di Medicina e Chirurgia
Chlamydiaceae
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Prof. Oliviero E. Varnier – Dr.ssa J. McDermott
Sezione di Microbiologia – Dipartimento Interdisciplinare di Scienze Chirurgiche, di Microbiologia e dei Trapianti d’Organo (DISCMIT)
Chlamydiaceae
Due generi:
Genere Chlamydia
C.
trachomatis
Parassita dell’uomo e raramente del
topo
Genere Chlamydophila
C.
pneumoniae
Parassita dell’uomo
C.
psittaci
Parassita di uccelli e mammiferi
(raramente trasmessa all’uomo)
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Chlamydia
Chlamydia
trachomatis
2 Biovar
• LGV: linfogranuloma venereo
• tracoma: malattia oculare,
polmonite infantile,
infezioni genitali
Chlamydophila
pneumoniae
1 Biovar:
Chlamydophila
psittaci
Numerosi biovar
polmonite (psittacosi)
• TWAR: bronchite
polmonite infantile
malattia coronarica
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Le Clamidie
FISIOLOGIA E STRUTTURA:
Parassiti intracellulari obbligati = “parassiti di energia”
Parete cellulare simile ai Gram negativi ma privo del strato di
peptidoglicano
Possiedono sia DNA che RNA, ribosomi procariotici: il genoma
è uno dei più piccoli genomi procariotici (1000kbp)
Non producono ATP (utilizzano quello della cellula parassitata)
Sono resistenti al trattamento con antimicrobici attivi sulla
parete
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Chlamydia
Il ciclo replicativo implica due forme:
corpo elementare (CE) 300-400 nm, forma infettante,
rigido, resistente, sopravvive all’ambiente esterno.
corpo reticolare (CR) 800-1000 nm, non infettante,
metabolicamente attivo, sensibile, intracellulare
Immobile
Assenza di pili
Corpo reticolare
Corpo elementare
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Chlamydia: Replicazione
Ciclo riproduttivo
A.
Adesione del corpo elementare
(CE)
B.
Endocitosi del CE
C.
Inclusione del CE
D.
Riorganizzazione del CE
in corpo reticolare (CR)
E.
Moltiplicazione del CR per
scissione binaria (24 ore)
F.
Riorganizzazione in CE
G.
Inclusioni contenenti entrambi i
corpi CE ed CR
H.
Liberazione per esocitosi
(C. trach. e C. pneu.)
I.
Lisi cellulare (C. psittaci).
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Caratteristiche Antigeniche
Le tre specie presentano:
Lipopolisaccaride (LPS) presente in tutti i membri del
genere Chlamydia, è un antigene di gruppo ed ha bassa
attività endotossica.
Major Outer Membrane Protein (MOMP) = proteina
maggiore della membrana esterna, codificata dal gene
omp1, immunodominante e capace di stimolare la
produzione di anticorpi neutralizzanti.
esprime specificità di specie e sottospecie e di tipo (3
sierogruppi e 19 sierotipi)
Proteine di membrana ricche in cisteina (CRP)
Proteina dello shock termico- (hsp)
Una lipoproteina detta MIP
37
Caratteristiche Antigeniche
Sulla base della MOMP, che esprime specificità di specie e
sottospecie. i biovar sono suddivisi in serovar
Biovar LGV
5
serovar:
L1, L2, L2a, L2b, L3
Biovar tracoma
15
serovar:
A, B, Ba, C, D, Da, E,
F G, Ga, H, I, Ia, J, K
Sierotipi A, B, Ba e C - responsabili del tracoma endemico
Sierotipi D, E, F, G, H, I, J, K - infezioni genitali
Sierotipi L1, L2, L3 - linfogranuloma venereo (LGV)
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Chlamydia trachomatis
PATOGENESI
Tropismo per le cellule dell’epitelio colonnare non ciliato,
cubico, di transizione (mucose di uretra, cervice,
endometrio, tube, retto, tratto respiratorio, congiuntiva)
Le malattie causate da Clamidia tendono a cronicizzare, in
quanto non sono capaci di evocare una risposta immunitaria
del tutto efficace
Distruzione diretta delle cellule
Stimolazione il rilascio di citochine pro-infiammatorie (IL-8)
Aggregati di linfociti e macrofagi nella sottomucosa
(necrosi)
Non è stata identificata alcuna tossina specifica
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Chlamydia: Diagnosi di Laboratorio
Isolamento in colture di cellule in vitro:
McCoy, HeLa 229 BHK21, BGMK + Cicloeximide
(formazione di corpi inclusi)
Esame citologico (ricerca di corpi inclusi).
Ricerca di Ag nei campioni clinici (IF diretta, ELISA)
Tests sierologici (IgM > 1:128)
PCR: RNAr 16S, sensibilita del 90-98%
40
I “corpi inclusi” nelle cellule sono
evidenziabili con colorazione semplice
(Giemsa) o impiegando anticorpi
monoclonali florescinati verso antigeni
specie-specifici.
• Probes di acidi n
• PCR: RNAr 16
• Tests sierologici
• Esame citologic
• Ricerca di Ag ne
diretta, ELISA)
• Esame colturale
BHK21, BGMK
(formazione di c
Diagnosi delle infezioni da
Chlamydia: Diagnosi di Laboratorio
Colorazione Giemsa
Le inclusioni (glicogeno) vengono
evidenziate
con
colorazione
con
soluzione di iodio (liquido di Lugol)
Colorazione Lugol
41
