Difterite e Corynebacterium diphtheriae

La difterite è una malattia infettiva acuta provocata dal batterio Corynebacterium diphtheriae. Una volta entrato nel nostro organismo, questo agente infettivo rilascia una tossina che può danneggiare, o addirittura distruggere, organi e tessuti.

Caratteristiche dei Corinebatteri

Dal punto di vista tassonomico appartengono all’ordine degli Actinomicetales e alla famiglia Corynebacteriacae. Tra le specie più importanti troviamo:

  • C. diphteriae,
  • C. pseudotubercolosis,
  • C. ulcerans,
  • C. minutissimum,
  • C. piogenes.



Il C. diphteriae è il più coinvolto nei processi patologici, gli altri possono causare patologie però meno frequenti e più lievi.

Per quanto riguarda le caratteristiche morfologiche i batteri appartenenti a questo genere sono bacilli a forma di clava, perché presentano un rigonfiamento di granuli di polifosfato ad una delle due estremità.

Sono batteri gram positivi, acapsulati, asporigeni, immobili, anaerobi facoltativi.

Possono crescere in laboratorio grazie all’utilizzo di terreni particolarmente complessi che devono contenere siero. Particolarmente importante per la diagnosi e l’isolamento è la capacità di crescere in presenza del tellurito di potassio, un composto tossico per quasi tutti gli altri batteri.

In questi appunti ci concentreremo sui fattori di virulenza del C. diphteriae e sulle caratteristiche dell’infezione che provocano.

Immagine al microscopio del Corynebacterium diphtheriae
Photo Credit: Content Providers(s): – This media comes from the Centers for Disease Control and Prevention’s Public Health Image Library (PHIL), with identification number #7323



Corynebacterium diphtheriae

La difterite si trasmette per contatto diretto con una persona infetta o, più raramente, con oggetti contaminati da secrezioni delle lesioni di un paziente.

Una caratteristica molto interessante di questo patogeno è la presenza della parete cellulare mucosa, in cui al di sopra del peptidoglicano troviamo uno strato di polisaccaridi esterificati da acidi grassi a lunga catena. La presenza di questi acidi grassi, detti antigene O, impedisce la colorazione di Gram. Per visualizzare corinebatteri e micobatteri è necessaria la colorazione per alcol-acido resistenza.

Al di sopra dei polisaccaridi esterificati c’è uno strato proteico detto antigene K. Complessivamente abbiamo:

  • Peptidoglicano;
  • Polisaccaridi esterificati;
  • Strato proteico.

Fattori di virulenza: tossina difterica

La presenza degli antigeni O e K innesca il processo infiammatorio e dà l’inizio al danno cellulare. Il patogeno non invade ma rimane localizzato a livello della mucosa respiratoria (soprattutto faringe) dove produce la tossina difterica. Dal punto di vista molecolare la tossina è un inibitore della sintesi proteica.

La tossina passa nel torrente circolatorio e svolge la sua azione patogena a livello del sistema nervoso, del miocardio e dei reni.

La difterite si manifesta a livello locale con la formazione di pseudomembrane. Sono formazioni biancastre che sono localizzate a livello della faringe e della laringe. Le pseudomembrane sono formate da batteri, leucociti e fibrina che intrappola i Corinebatteri che cominciano a produrre e rilasciare la tossina.

Leggi anche: meccanismo d’azione della tossina difterica



Diagnosi dell’infezione: isolamento del batterio

Quando vi è un sospetto di difterite in seguito alla formazione delle pseudomembrane si può provare l’identificazione prelevandone dei campioni. L’osservazione microscopica può essere coadiuvata dall’utilizzo di anticorpi fluorescenti che legano la tossina difterica.

Si deve procedere con l’isolamento del patogeno facendo prima l’arricchimento utilizzando il terreno di Loffler, dove i corinebatteri crescono molto rapidamente (si parla di 4-6 ore). Poi si inoculano le colorie in un terreno selettivo che è l’agar sangue al tellurito di potassio. Il patogeno è in grado di ridurre il sale da tellurito di potassio a tellurito metallico che ha un colore scuro. Se il patogeno è presente si ha la formazione di colonie nere, se non è presente non si vedrà nulla perché il tellurito di potassio è una molecola incolore.

Questo terreno selettivo consente la definizione di tre tipi di C. diphtheriae in base alla forma delle colonie e all’intensità della riduzione del sale di tellurito:

  • gravis: colonie grandi, piatte, opache e grigiastre;
  • mitis: colonie piccole, convesse, lucenti e nere;
  • intermedius: colonie piccole, piatte, grigie con centro rilevato nero.

In passato si pensava che ci fosse una correlazione tra il tipo di C. diphtheriae e la gravità della malattia.

Questo processo appena descritto può sembrare facile, ma in realtà un problema deriva dal fatto che a livello delle pseudomembrane possono essere presenti dei Corinebatteri che non producono la tossina, detti difteroidi. Questi innescano il processo infiammatorio ma non producono la tossina.

Dopo aver effettuato l’isolamento è bene effettuare delle prove biochimiche che ci consentono di stabilire se si tratta di C. diphtheriae oppure di specie pseudo difteriche. Distinguere i diversi patogeni è molto semplice perché fermentano gli zuccheri in maniera differente.

Test di Elek

Un altro metodo per distinguere i produttori di tossina dai difteroidi è il test di Elek, un test di immunodiffusione che si fa a partire dal tampone faringeo.

Il test viene eseguito nel modo seguente:

  • si depone una striscia imbevuta di antitossina sul fondo di una piastra;
  • si aggiunge alla piastra dell’agar-siero, che viene lasciato gelificare;
  • si seminano i batteri sulla piastra di agar-siero in modo perpendicolare alla striscia imbevuta di antitossina.



La piastra deve restare in incubazione per 18-24 ore in ambiente aerobio e ad una temperatura di circa 37° centigradi. La antitossina, che proviene dalla striscia di carta imbevuta e posizionata sul fondo della piastra, e la tossina (prodotta dal batterio) diffondono gradualmente nel mezzo. Quando si incontrano formano una linea bianca di precipitazione.

Reazioni sierologiche per la diagnosi indiretta

La diagnostica indiretta non viene utilizzata perché la difterite è una malattia a evoluzione rapida e non c’è tempo di testare la produzione di anticorpi.

Una reazione sierologica che può essere effettuata è il cosiddetto “Schick test”, usato soprattutto per studi di tipo epidemiologico perché permette di identificare i soggetti già immunizzati. Consiste nell’inoculare nel derma dell’avambraccio 100µl di tossina antidifterica, che è 1/50 della dose minima letale.

Dopo qualche giorno si avranno i risultati:

  • se il soggetto è già venuto a contatto con il patogeno non ci saranno reazioni locali;
  • se il soggetto non è immune si avrà la formazione di una papula eritematosa (arrossata) con possibili zone di necrosi del derma.

Sintomi dell’infezione

Il periodo di incubazione dura da due a cinque giorni. Quando l’infezione riguarda l’apparato orofaringeo i primi sintomi sono mal di gola, perdita dell’appetito e febbre leggera e dopo qualche giorno si formano le pseudo-membrane che possono anche sanguinare. Altri sintomi associati all’infezione possono essere gonfiore del collo e ostruzione delle vie respiratorie.

Generalmente la malattia ha un decorso benigno, ma in alcuni casi possono insorgere complicanze gravi a livello cardiaco.



Terapia dell’infezione

Si utilizzano diversi antibiotici ad ampio spettro (penicillina, tetracicline, cefalosporine) e viene somministrato il siero contenente anticorpi contro la tossina. Ormai ai bambini si effettua il vaccino con tossina inattivata che garantisce l’immunità per tutta la vita.

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