BACILLI GRAM NEGATIVI - Moodle@Units

BACILLI
GRAM NEGATIVI

BACILLI GRAM NEGATIVI

•Fermentanti il glucosio

            Enterobacteriaceae

•NON fermentanti il glucosio (GNNF)

Enterobatceriaceae

Bastoncini Gram negativi

Asporigeni
Aerobi-anaerobi facoltativi

Mobili (flagelli peritrichi)

Glucosio fermentanti

Ossidasi negativi

Ogni antigene !numerose varianti
   ☛sottoinsiemi delle diverse specie (es. E. coli ha 171 Ag O, 80 Ag K e 56 Ag H)

Enterobatteriaceae: principali generi

Shigella
Salmonella       patogeni
Yersinia
                   patogeni solo alcuni
Escherichia        ceppi o in particolari
                   condizioni
Citrobacter
Klebsiella
                 patogeni opportunisti
Enterobacter
Serratia
Proteus
Erwinia            patogeni o saprofiti
Pectobacterium     delle piante

Patogeni “ESKAPE”
 Interesse molto attuale a causa di:
    • frequenti infezioni ospedaliere
    • antibiotico-resistenza estremamente preoccupante

 E nterococcus
 S taphylococcus
 K lebsiella               carbapenemasi produttore

 A cinetobacter
 P seudomonas
 E nterobacter

Klebsiella pneumoniae NDM New Delhi Metallo-ß-lactamase
  " diffusione in Toscana nel 2019
                                          settembre

                     17 decessi

Identificazione Enterobatteriaceae

ENTEROBATTERI         #Fermentazione di zuccheri
                      #Utilizzare substrati come unica
Differenziamento su
                       fonte di carbonio
 base biochimica
                      #Presenza di particolari enzimi
                      #Produzione di metaboliti

Escherichia coli

$ normale componente della popolazione batterica intestinale
$ può comportarsi da patogeno opportunista o da vero patogeno

$ facile da coltivare, da quantificare, non pericoloso
   ! largamente utilizzato in lab
        % studio genetica batterica
        % tecnologia DNA ricombinante

coliformi
• E. coli e microrganismi correlati (Klebsiella, Enterobacter)
  che fermentano il lattosio con formazione di gas e acido

• I coliformi totali sono presenti nel materiale fecale di
  origine umana ad una concentrazione media di 109UFC/g

☛ usati come indicatori di contaminazione fecale

    ☛ acque potabili: 0 coliformi /100 ml

                                             quantificazione mediante MPN

E. coli
               Infezioni opportunistiche

# Infezioni urinarie (E. coli è la causa + frequente delle IU comuni)

# Infezioni respiratorie
# Sovrainfezioni di ferite           inf. ospedaliere
# Setticemie

SPESSO si tratta di infezioni ENDOGENE

Altri Enterobatteri opportunisti !stesso tipo di infezioni

Escherichia coli
                   patologie associate

1. Infezioni del tratto urinario
    • fimbrie P
2. Malattie intestinali diarroiche
   • fimbrie tipo IV
   • fattori di virulenza diversi
3. Meningiti neonatali
   • capsula K1 – Ag simile a N. meningitidis e S. agalactiae

E. coli
                  Fattori di virulenza
parte accessoria del genoma di E. coli, spesso acquisiti per via orizzontale:
    ☛ elementi mobili (plasmidi, fagi)
    ☛ in “isole di patogenicità” !PAI

PAI
#regioni lunghe 10-200 Kb
#DR alle estremità
#accumulano geni di virulenza (sistemi di secrezione, adesine, tossine,
ecc.)

E. coli
                   malattie diarroiche
5 classi di E. coli patogeni intestinali differenti per:
#patogenesi
#sintomatologia
#epidemiologia

        •   ETEC: E. coli enterotossici
        •   EIEC: E. coli enteroinvasivi
        •   EPEC: E. coli enteropatogeni
        •   EHEC: E. coli enteroemorragici
        •   EAEC: E. coli enteroaggreganti       !formazione di biofilm

ETEC: E. coli enterotossici
         !     infezioni diarroiche in Paesi in via di sviluppo

               •1-2 giorni incubazione                               attivazione
                                                                        diretta
               •3-4 giorni durata

#2   tossine
      • termostabile ST
      • termolabile LT (simile al coleragene)

              marcata secrezione di liquidi ed
              elettroliti nel lume intestinale

%Entrambe     codificate da plasmidi trasferibili: NO associazione con sierotipo

EPEC: E. coli enteropatogeni
  ☛alcuni sierotipi O
                            diarrea !età pediatrica
                                   !del viaggiatore

& adesione   epitelio dell'intestino tenue
TSS3 !riorganizzazione actina nei microvilli
Microvilli
   ☛ lunghi intorno al batterio
   ☛ assenti dove il batterio aderisce

                              Strutture a piedistallo

                               ☛ distruzione microvilli
                               ☛ interferenza con l'assorbimento

EIEC:
     E. coli enteroinvasivi

• immobili e lattosio-negativi
• grande plasmide (210-230 Kb) denominato pInv
     ☛invasione cellule epiteliali umane (lisi vacuolo fagocitosi)
    ☛ passaggio a cellule adiacenti (filamenti actina)
     ☛ espansione dell'infezione

Distruzione epitelio intestinale !forma dissenterica Shigella-like
                     $feci con muco e sangue
                     $possibile ulcerazione del colon

EHEC: E. coli enteroemorragico
•    diversi sierotipi, ma O157:H7 è di gran lunga il più importante
•    Infezioni in paesi industrializzati carne poco cotta, acqua, succhi di frutta
•    dose infettante "

Le tossine di EHEC

&   Sono tossine A-B, codificate da fagi

&   Dette anche Verotossine o tossine Shiga-like
    (somiglianza con tossina di Shigella dysenteriae)

&   La subunità B riconosce cellule di:
     # vasi sanguigni
     # glomerulo renale

&   La subunità A interrompe le funzionalità dell’rRNA 28S
     !morte cellulare

Salmonelle
%Classificazione complessa
  ☛ su base sierologica: > 2000 sierotipi diversi
                                         (antigene capsulare !   Vi )

  ☛ su base genetica (ibridazione DNA/DNA)
    ☛ S. enterica:
        •   6 sottospecie
        •   molti sierotipi
        •   maggior parte dei patogeni
     ☛ S. bongori

  %Patologie: sempre trasmissione oro-fecale

 #sistemiche: tifo e paratifo ! esclusivamente umane
 #gastroenteriti: salmonellosi minori (animali da allevamento)

Salmonelle : Fattori di patogenicità
% ADESIONE
• fimbrie

% INVASIONE:
• TSS3 ➪fagocitosi forzata
         ➪invasione: intestinale (SPI-1)
                     sistemica (SPI-2)

% RESISTENZA al KILLING
• catalasi
• superossidoriduttasi

Percorso di S. typhi e tifo addominale
 Introduz. per via alimentare

 Intestino        Linfonodi mesenterici            Dotto toracico

Batteriemia transitoria          Circolo ematico
                            Moltiplicazione nelle cellule
                                reticoloendoteliali

   Fegato milza midollo linfonodi

      Bile
               Batteriemia persistente

                  Colonizzazione
 Colecisti       mucosa intestinale

                 Placche di Peyer

      Ulcerazioni         • Emorragie intestinali
                          • Perforazioni intestin.

Salmonellosi maggiori: epidemiologia
Circolazione esclusivamente umana

        • condizioni
       igienico-sanitarie

Portatore asintomatico
(Mary la tifoide!)

PROFILASSI
• Igiene degli alimenti (attenzione all’acqua!!)

• VACCINO
    a) S. typhi attenuato, ceppo Ty-21a
    b) Polisaccaridi antigene Vi intramuscolo

Salmonella enteritidis

Gastroenteriti
(diarrea, nausea, vomito)

          Cibi a rischio

             Soggetti a rischio

nei paesi occidentali

%   migliori condizioni igienico-sanitarie ➪fognature
    % - allevamento del bestiame su larga scala
      - meccanizzazione preparazione alimenti
      - distribuzione di massa degli alimenti

Vibrioni
  •Bacilli Gram negativi ricurvi (a virgola)
    • Fermentanti il glucosio
         • Anaerobi facoltativi

     % non più Enterobacteriaceae

                    •Flagello polare
                        •Ossidasi positivi

          % ☛ Responsabili di sindromi gastroenteriche

% AMBIENTE                                % SERBATOI e DIFFUSIONE
 • acque ± salate ➪mare, estuari               • simbionti di crostacei
 • T 10-30°C                                   • portatori sani (regioni endemiche)

Vibrio cholerae
$ antigene O !          >200 sierogruppi
% epidemie/pandemie descritte dal 1800
   # sierotipo O1 ➪2 biotypes • classico (o asiatico)
                                   • El Tor (3 sierotipi: ogawa, inaba, hikojima)
                                               dal 1961 ⇒ pandemia
                                               USA dal 1995: 106 casi, 104 decessi

    # sierotipo O139 1992: Bangladesh⇒Asia⇒Europa e USA

NO immunità crociata

Colera: patogenesi
%   Ingestione: acqua/cibo contaminati
    • dose infettante: >108 CFU
                      ma 103 -105 CFU se ipocloridria
%   Incubazione: 2- 3 giorni
%   Tossinfezione ➪esotossina colerica
%   Brusco esordio:
    • vomito
    • diarrea 15-20 litri/giorno
       % feci “acqua di riso”:
         # incolori
         # inodori
         # goccioline di muco (scarse proteine)

            % perdita di liquidi e sali
                # K+           ⇒ aritmie cardiache , insufficienza renale
                # HCO3-        ⇒ acidosi metabolica
                # H 2O         ⇒ shock ipovolemico

Colera: terapia …
Non trattata: 60% fatale
Terapia:

BACILLI GRAM NEGATIVI
           NON FERMENTANTI

•Bastoncini Gram negativi

 •Microrganismi ambientali

    •Aerobi stretti

      •Ossidasi positivi

          •Incapaci di fermentare il glucosio

GRAM NEGATIVI NON FERMENTANTI
                      %Opportunisti
Pseudomonas           %Antibiotico-resistenza

   Acinetobacter
      Burkholderia

          Stenotrophomonas

              Alcaligenes

                     Achromobacter

                           Flavobacterium

Pseudomonas aeruginosa è:
#Patogeno opportunista

#Patogeno nosocomiale

#Molto diffusa nel suolo e nelle acque

#Poco esigente dal punto di vista nutrizionale

#Presente nella maggior parte degli ambienti umidi*

#Resistente a molti antibiotici (e disinfettanti)

* Attenzione a lavandini, bagni, asciugamani……

Infezioni da Pseudomonas aeruginosa
Batteriemia, Sepsi, Endocardite

                               Tracheobronchiti
Infezioni respiratorie         Broncopolmoniti necrotizzanti
                               Broncopolmonite in paz. FC

 Infezioni della ferita chirurgica e dell’ustione

 Infezioni auricolari

 Infezioni oculari

Infezioni urinarie

Pili
                    Fattori di patogenicità di
                   Pseudomonas aeruginosa
 Capsula

            Endotossina
 Tossine    Esotossina A      ADP-ribosilazione di EF2

            Leucocidina

            Elastasi

            Fosfolipasi C
Esoenzimi
            Esoenzima S

            Proteasi

Identificazione di Pseudomonas aeruginosa

Bastoncini gram negativi

Ossidasi positivi
                             Dimensioni e Morfologia

Caratteri delle colonie      Pigmentazione   blu non fluorescente
                                             verde fluorescente
                                             rosso scuro
                             ODORE           nero

   Identificazione su base
   biochimica

Polimixina E