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Cattedra di Microbiologia. ENTEROBACTERIACEAE, VIBRIO, CAMPYLOBACTER, HELICOBACTER. Enterobacteriaceae. Gruppo eterogeneo di Bacilli Gram-negativi Aerobi e Anaerobi facoltativi Non sporigeni Mobili (flagelli peritrichi) o immobili Fermentano il glucosio Riducono i nitrati a nitriti
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Cattedra di Microbiologia ENTEROBACTERIACEAE, VIBRIO, CAMPYLOBACTER, HELICOBACTER
Enterobacteriaceae • Gruppo eterogeneo di • Bacilli Gram-negativi • Aerobi e Anaerobi facoltativi • Non sporigeni • Mobili (flagelli peritrichi) o immobili • Fermentano il glucosio • Riducono i nitrati a nitriti • Catalasi positivi • Ossidasi negativi • 32 generi principali e più di 130 specie: • 20 specie responsabili di più del 95% delle infezioni • Generi classificati sulla base di: • caratteristiche biochimiche • struttura antigenica • sulla base di tecniche di ibridazione e di sequenziamento
Enterobacteriaceae • Escherichia: E. coli • Klebsiella: K. pneumoniae, K. oxytoca • Proteus: P. mirabilis, P. vulgaris • Salmonella: S. typhi, S. paratyphi, S. enteritidis • Shigella: S. sonnei, S. flexneri, S. dysenteriae • Yersinia:Y. pestis, Y. enterocolitica,Y. pseudotuberculosis • Morganella: M. morganii • Enterobacter: E. aerogenes, E. cloacae • Citrobacter: C. freundii, C. koseri • Serratia: S. marcescens, S. liquefaciens • Hafnia: H. alvei • Providencia: P. stuartii, P. rettgeri • Edwardsiella: E. tarda • Erwinia
Habitat • Ampiamente distribuiti in natura • nel suolo • nelle acque • nell’intestino dell’uomo e di numerosi animali • Alcune specie decisamente patogene • Altre specie patogene opportuniste
Sierotipi • Laboratorio di riferimento • antigeni • O (lipopolisaccaride) • H (flagellari) • K (capsulari) • F (fimbriali) Es. E. coli O111: K58: H2
Fattori di virulenza comuni associati alle Enterobacteriaceae • Endotossina • Capsula • Produzione di esotossine • Variazione di fase antigenica • Sequestro di fattori di crescita • Resistenza all’uccisione mediata dal siero • Resistenza antimicrobica
Endotossina • Attivazione del complemento • Rilascio di citochine • Leucocitosi • Trombocitopenia • Coagulazione intravascolare disseminata • Febbre • Diminuita circolazione periferica • Shock • Morte
Capsula • Protezione dalla fagocitosi • Antigeni capsulari interferiscono con il legame degli anticorpi al batterio Tuttavia, specifici anticorpi anticapsulari diminuiscono il ruolo protettivo
Variazione di fase antigenica • L’espressione degli antigeni capsulare K e flagellare H è sotto il controllo genico del microrganismo • Questi antigeni possono essere espressi o non espressi - VARIAZIONE DI FASE • Variazione di fase protegge il microrganismo dalla morte cellulare anticorpo-mediata
Sistemi di secrezione di tipo III • Sistema effettore che rilascia geni di virulenza in cellule bersaglio • Costituito da circa 20 proteine • Senza di esso diminuisce la virulenza
Enterobacteriaceae • Coltivazione: • Crescono con facilità su terreni comuni • Terreni selettivi sono spesso utilizzati per l’isolamento da materiali polimicrobici • Agar MacConkey (cristalvioletto-lattosio) • Agar EMB (eosina-blu di metilene) • Agar DCA (deossicolato-citrato) • Il terreno di MacConkey permette la distinzione: • Lattosio fermentanti • Lattosio non fermentanti • (Salmonella, Shigella e Proteus)
Enterobacteriaceae • Nell’uomo possono causare infezioni: • Localizzate • Sistemiche • Opportunistiche
Enterobacteriaceae • Rappresentano : • oltre l’80% dei bacilli Gram-negativi • 50% di tutti i batteri isolati da campioni clinici • 30-35% di tutte le setticemie • oltre 70% delle infezioni delle vie urinarie
Enterobacteriaceae • infezioni acquisite in comunità • in soggetti “sani” • Infezioni delle vie urinarie • Contaminazione fecale • E. coli • Proteus • ureasi (degrada l’urea) • urine alcaline • Klebsiella pneumoniae • infezioni respiratorie • capsulati
Enterobacteriaceae • infezioni gastrointestinali • Escherichia coli • Salmonella spp • Shigella spp • Yersinia enterocolitica
Sindrome di Reiter • Antigene di Istocompatibilità (HLA-B27) • Enterobacteriaceae • Salmonella • Shigella • Yersinia • NonEnterobacteriaceae • Campylobacter • Chlamydia
Infezioni Opportunistiche -Enterobacteriaceae • setticemia • polmonite • meningite • infezioni delle vie urinarie CitrobacterEnterobacter Escherichia Hafnia Morganella Providencia Serratia
Feces • E. coli • lactose positive • not usually identified • lactose positive sp. common, healthy intestine • Shigella, Salmonella, Yersinia • lactose negative • identified
Enterobacteriaceae • other sites • identified biochemically
Therapy • severe diarrhea • fluid replacement essential • antibiotic therapy sometimes used in local • infection but always in systemic disease
Enterobacteriaceae • SENSIBILITA’ AGLI ANTIBIOTICI • Sensibilità agli antibiotici è estremamente variabile. • In generale gli antibiotici più attivi sono: • Nuove beta-lattamine • (ureidopenicilline, cefalosporine di 3a generazione,monobattamici e carbapenemici) • Aminoglicosidi • Fluorchinoloni
Escherichia coli • Epidemiologia • Malattie • Diagnosi • Terapia, profilassi e controllo • geneticamente indistinguibili • molte similitudini nelle malattie
Escherichia coli • Epidemiologia • Normali commensali del tratto gastrointestinale • Maggior parte delle infezioni sono endogene • Ceppi che causano la gastroenterite acquisiti per via esogena
Escherichia coli • Malattie • Infezioni delle vie urinarie (cistite, pielonefrite, prostatite) • Batteremie (bacillo Gram-neg più comunemente isolato) • Gastroenterite • (6 diversi gruppi patogeni) • Infezioni intra-addominali • (peritoniti - associate a perforazioni intestinali; • infezioni delle vie biliari) • Meningite neonatale (ceppi K1)
Capsula di Klebsiella pneumoniae
Enteropathogenic E. coli (EPEC) destruction of microvilli surface (histopathology A/E) Mostly serotypes O55, O111 Enteritis in paediatric age • fever • diarrhea • vomiting • nausea • non-bloody stools
Enterotoxigenic E. coli (ETEC) • diarrhea like cholera • milder • travellers diarrhea
Enterotoxigenic E. coli • Heat labile toxin (LT-1, LT-II) • like choleragen • Adenyl cyclase activated • cyclic AMP • secretion water/ions • Heat stable toxin (STa, STb) • Guanylate cyclase activated • cyclic GMP • uptake water/ions
LT-1 di ETEC (1 subunità A) GM1 CFTR Inactivation of Gsa → GTP-Gsa
Enteroinvasive E. coli (EIEC) • Dysentery • resembles shigellosis • pInv genes, plasmidic, colon invasion • Dissemination: Actin filaments formation (Listeria-like)
Transmission electron micrograph Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) • 50 serotypes (usually O157:H7)
Meat • Hemorrhagic • Non bloody → bloody, copious diarrhea • few leukocytes • afebrile • hemolytic-uremic syndrome (HUS) • hemolytic anemia • thrombocytopenia (low platelets) • kidney failure
Enterohemorrhagic E. coli • Vero toxin (Stx-1, Stx-2) → Histopathology A/E • “shiga-like” (Shigella dysenteriae) • 1 subunit A, 5 subunit B → glycolipid Gb3 • Hemolysins
Treatment -gastrointestinal disease • fluid replacement • antibiotics • not used usually unless systemic • e.g. hemolytic-uremia syndrome
Shigella • Batteri fermentanti, immobili, anaerobi facoltativi • In base alla loro struttura antigenica vengono divise in 4 specie o sottogruppi: • S. dysenteriae (12 sierotipi) (gruppo sierologico A) • S. flexneri (14 sierotipi) (gruppo sierologico B) • S. boydii (18 sierotipi)(gruppo sierologico C) • S. sonnei (1 sierotipo) • Trasmissione oro-fecale per contaggio diretto o indiretto • Fonte di contaggio: malati, convalescenti e portatori sani (rari) • Provocano processi morbosi di varia gravità • Forme dissenteriche acute (diarrea mucosa e sanguinolenta, dolori addominali) • Gastoenteriti meno gravi
Infezioni da Shigella • Danno epiteliale della mucosa del colon nell’arco di 2-3 giorni
Shigella sonneiresponsabile della maggior parte delle infezioni nei paesi industrializzati
Virulenza • Endotossina • Geni per adesività, invasione e replicazione intracellulare (IpaA-B-C-D) • Esotossina (tossina Shiga in S. dysenteriae) • Citotossina - danno endoteliale • Blocca sintesi proteica (lisi 28S rRNA)
Infezioni da Shigella • L’uomo è l’unico serbatoio • Microrganismi altamente infettanti (basse cariche in grado di produrre malattia) • Bambini: pazienti ad alto rischio • Trasmissione oro-fecale • Trasmissione bambino-adulto • transmitted by adult food handlers • unwashed hands
Terapia di infezioni da Shigella • Recupero di fluidi ed elettroliti • Terapia antibiotica accelera il decorso della malattia sintomatica e la solidificazione delle feci • Fluorochinoloni, Trimethoprim/Sulfametossazolo