Microsporidia

I microsporidi sono un gruppo di microrganismi protozoi appartenenti alla classe degli cnidosporidi. Si tratta di parassiti intracellulari incapaci di sopravvivere al di fuori dell'organismo ospite. Esistono quasi 1.300 specie, rappresentate da quasi 200 generi. Questa è solo una frazione della reale diversità dei micorsporidi già descritta nel mondo scientifico: molti possibili ospiti infetti non sono stati esaminati per la presenza di questi parassiti nell'organismo. L'ospite può essere praticamente qualsiasi animale, dai protozoi all'uomo. Il maggior numero e la maggiore diversità di microsporidi sono rappresentati da crostacei e insetti.

L'uomo può essere infettato da microspodiaceae di sei generi: Encephalitozoon, Pleistophora, Nosema, Vittaforma, Enterocytozoon e Microsporidium. Sebbene alcuni parassiti di questo gruppo possano causare infezioni intestinali asintomatiche o transitorie, il meccanismo di infezione da microsporidiosi non è stato sufficientemente studiato.

I microsporidi presentano diverse caratteristiche uniche che ne dimostrano l'eccezionale adattabilità al parassitismo intracellulare. Le loro spore contengono un insieme di organelli peculiari: l'apparato di estrusione. Grazie a questo, una cellula sana viene infettata perforando la membrana e rilasciando le spore direttamente nel citoplasma. Nessun'altra specie di protozoo possiede un meccanismo simile per la distribuzione delle spore.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Struttura dei microsporidi

Il genoma dei microsporidi è il più piccolo tra tutte le cellule contenenti un nucleo. Non sono presenti quasi introni nelle cellule e la mitosi si presenta sotto forma di pleuromitosi intranucleare chiusa. I ribosomi dei microsporidi hanno una struttura simile a quella dei ribosomi delle cellule anucleari. La cellula non presenta cinetosomi, lisosomi o particelle di nutrienti di riserva. In precedenza, si riteneva che i microsporidi non avessero mitocondri, ma non molto tempo fa sono stati rinvenuti piccoli mitosomi, a dimostrazione della loro natura mitocondriale.

Le spore hanno solitamente una membrana a tre strati: un'esospora glicoproteica, un'endospora chitinosa e una membrana citoplasmatica. L'apparato di estrusione è costituito da un vacuolo posteriore, un disco di ancoraggio, un polaroplasto e un tubo polare. Il vacuolo posteriore ha una struttura monocamerale o multicamerale. Talvolta il vacuolo contiene un posterosoma. Al momento del rilascio dell'embrione in una cellula sana, questo aumenta immediatamente, spostando la spora nel tubo polare.
Il polaroplasto è solitamente costituito da membrane disposte in modo compatto in una sorta di "pacchetto".

Talvolta il polaroplasto contiene vescicole e strutture tubulari. Il polaroplasto contribuisce a generare la pressione necessaria per l'eversione del tubo polare, fornisce al tubo polare una membrana e lo sporoplasma si fa strada al suo interno. Il tubo polare è una formazione allungata, composta da due membrane, disposta a spirale e che si estende dal disco di ancoraggio. Il loro aspetto e sviluppo possono variare notevolmente nei microsporidi.

Ciclo vitale dei microsporidi

Lo sporoplasma è un singolo nucleo circondato da una piccola quantità di citoplasma contenente ribosomi. Il nucleo si trova nella spora. Una volta che la spora penetra nell'ambiente interno della cellula ospite, lo sporoplasma forma la propria membrana citoplasmatica protettiva, sulla quale si sa ancora poco.

Poi lo sporoplasma cresce rapidamente. A questo punto la cellula ha un minimo di organelli: posterosoma, ribosomi, reticolo endoplasmatico liscio e rugoso.

Con l'inizio della fase di sporogonia – sporonto – la cellula acquisisce un'altra membrana. In questa fase, i nuclei si dividono attivamente, formando plasmodi.

I microsporidi possono deporre un altro involucro, una vescicola sporofora, il cui aspetto e le cui dimensioni variano notevolmente tra le diverse specie.

Lo sporoblasto è uno stadio intermedio dello sviluppo, dal plasmodio sporogonale alla spora. Durante questo periodo, tutte le membrane si sviluppano attivamente e gli organelli vengono deposti. Successivamente, la cellula colpita viene distrutta e le spore risultanti attaccano le cellule sane vicine o vengono espulse dall'organismo alla ricerca di un nuovo ospite.

I microsporidi sono caratterizzati da una varietà di cicli vitali. Questo ciclo, che include un solo ospite (monoxenico) con la formazione di un solo tipo di spore, è tipico dell'80% delle specie conosciute. Ma può anche variare notevolmente tra le diverse specie: caratteristiche della sporogonia, numero e tipo di divisioni in tutti gli stadi. Per il restante 20%, il ciclo vitale può svolgersi in due o più ospiti, con la formazione di diversi tipi di spore per struttura e funzioni assegnate.

Quadro clinico e sintomi della microsporidiosi

I microsporidi sono molto comuni. Le malattie causate dai microsporidi, così come le vie di infezione, non sono ancora state sufficientemente studiate. I microsporidi, che possono vivere nelle cellule umane, colpiscono anche gli animali, sia selvatici che domestici, ma non è ancora chiaro se l'infezione umana venga trasmessa dagli animali. Le persone con difese immunitarie soppresse possono esserne portatrici. Le spore dei microsporidi sono presenti nei corpi idrici, ma nessun caso di rapida diffusione della malattia ha dimostrato che la causa sia l'acqua contaminata. I microsporidi vengono espulsi dall'organismo dell'ospite nell'ambiente esterno attraverso feci, urina ed espettorato. Si presume che le persone possano infettarsi a vicenda, ma non ci sono dati precisi. Molto probabilmente, la microsporidiosi intestinale si contrae quando il parassita entra attraverso la cavità orale. Si tratta principalmente di un'infezione causata da Enterocytozoon bieneusi, che colpisce il tratto gastrointestinale.

La microsporidiosi dell'apparato respiratorio è causata da parassiti che non sono quasi mai presenti nelle feci, quindi la via di infezione più probabile è la polvere trasportata dall'aria. Gli occhi sono colpiti perché il parassita penetra direttamente nella congiuntiva. La ricerca indica che i microsporidi possono attaccare macrofagi e fibroblasti della propria mucosa.

La microsporidiosi intestinale è comune, ma esistono numerose varianti della malattia: microsporidiosi dei dotti biliari, degli occhi, dei seni paranasali, delle vie respiratorie, delle fibre muscolari, e microsporidiosi disseminata, che attacca i reni, il fegato, il cuore e il sistema nervoso.

I microsporidi, quando infettati, causano spesso diarrea acuta o cronica. I pazienti sottoposti a trapianto d'organo e alla conseguente immunodeficienza hanno maggiori probabilità di contrarre la microsporidiosi. Alcuni casi di epilessia sono associati all'attacco dei microsporidi. Sono stati descritti casi di cheratite e ulcere corneali insorti a seguito di danni da Nosema ocularam, Vittaforma corneae e altri microsporidi non ancora classificati. I microsporidi sono stati rilevati nell'infiammazione delle fibre muscolari. Nosema connori è la causa della microsporidiosi disseminata. Da un quarto alla metà dei casi di diarrea prolungata a eziologia sconosciuta nei pazienti con immunodeficienza sono associati ai microsporidi.

Di solito, i parassiti attaccano i giovani con linfociti inferiori a 100 µl; la microsoridiosi si riscontra anche nei bambini con grave immunodeficienza. I bambini i cui organi sono colpiti dalla microsporidiosi possono presentare ritardi nello sviluppo, lamentare periodicamente dolori addominali e diarrea costante.

Enterocytozoon bieneusi attacca le cellule intestinali, causando infiammazione e danneggiando i villi, ma non penetra quasi mai nella propria mucosa. L'infezione è limitata al tratto gastrointestinale. Encephalitozoon intestinalis, al contrario, si sviluppa spesso al di fuori del tratto gastrointestinale. Raggiungendo i dotti biliari, ne provoca l'infiammazione e l'infiammazione non calculare della cistifellea. Nelle persone infette da HIV, i parassiti possono attaccare occhi, seni paranasali e polmoni, e persino svilupparsi in una forma disseminata. La cheratocongiuntivite è caratterizzata da arrossamento della congiuntiva, fastidio da esposizione alla luce, problemi di vista e sensazione di corpo estraneo nell'occhio. Inoltre, i microsporidi possono provocare lo sviluppo di sinusite con rilascio di muco e pus dal naso. In alcuni casi, il parassita penetra nelle vie respiratorie inferiori; in tal caso, in assenza di segni di malattia, può svilupparsi polmonite o bronchite. In alcuni casi, in caso di immunodeficienza, può svilupparsi una microsporidiosi disseminata. Gli organi interni colpiti dipendono dal tipo di parassita. Encephalitozoon hellem attacca gli occhi, il tratto urinario, i seni paranasali e gli organi respiratori. Encephalitozoon intestinalis si sviluppa nel tratto gastrointestinale e nei dotti biliari, con casi in cui attacca reni, occhi, seni paranasali, polmoni o bronchi. Encephalitozoon cuniculi è particolarmente pericoloso: è in grado di disseminarsi e può attaccare quasi tutti gli organi.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Malattie causate da microsporidi

Le diverse forme di infezioni causate dai microsporidi sono caratterizzate da caratteristiche specifiche.

1. Enterocitozoonosi (microsporidi della specie Enterocytozoon bieneusi). Il patogeno colpisce le cellule dell'intestino tenue. Gli studi macroscopici delle alterazioni della mucosa intestinale non possono rivelarle. Ma al microscopio si possono osservare alterazioni della forma degli enterociti, danni ai microvilli, proliferazione delle cripte e aumento del numero di linfociti.

Le cellule patologiche perdono gradualmente i villi e muoiono, e le spore vengono rilasciate per colonizzare nuove cellule sane. L'infezione causa problemi digestivi, carboidrati e grassi vengono assorbiti in modo più difficoltoso. La diarrea peggiora, dura per settimane e può causare disidratazione. La mancanza di appetito causa perdita di peso.

Il più delle volte, l'enterocitozoonosi si manifesta in concomitanza con l'AIDS e si sviluppa in forma disseminata, attaccando le vie respiratorie e causando febbre.
L'infezione può essere contratta per via oro-fecale. La prevenzione della malattia non è diversa da quella delle infezioni intestinali.

2. Encefalitozoonosi (microsporidi delle specie Encephalitozoon cuniculi ed Encephalitozoon hellem). Gli E. cunculi attaccano i macrofagi, i vasi sanguigni e linfatici delle cellule del cervello, del fegato, dei reni e di altri organi. Quando le cellule muoiono a causa dell'infezione, le spore vengono rilasciate nel sangue e nella linfa. L'esordio delle encefalitozoonosi è acuto, con febbre e disfunzione degli organi interni interessati. Se l'infezione ha colpito il cervello, i pazienti lamentano forti mal di testa, irritazione delle meningi o persino sindrome meningea. Se è colpito il fegato, si manifestano segni di epatite, se sono colpiti i reni, segni di nefrite.

Il rischio maggiore di contrarre la malattia è nei pazienti affetti da AIDS. La fonte delle encefalitozoonosi sono gli animali. Per evitare l'infezione, è necessario effettuare tempestivamente la derattizzazione e rispettare le norme di igiene personale.

Nelle persone con immunodeficienza, l'Encephalitozoon hellem è responsabile di cheratocongiuntivite, infiammazione renale e insufficienza renale. Questo parassita si sviluppa anche negli organi respiratori, con febbre, tosse, difficoltà respiratorie e segni di polmonite interstiziale. Spesso, diversi apparati e organi interni vengono colpiti contemporaneamente. L'infezione si trasmette da una persona malata attraverso gli organi respiratori, la cavità orale o la congiuntiva.

3. Invasione (microsporidi della specie Trachipleistophora hominis). Colpisce le fibre muscolari, accompagnate da debolezza muscolare, febbre e cheratocongiuntivite. L'uomo e le scimmie possono ammalarsi a causa dell'invasione, essendo state infettate per contatto.
4. Septatosi (microsporidi della specie Septata intestinalis). I microsporidi attaccano inizialmente le cellule della mucosa intestinale e i macrofagi. Ulcere e necrosi si sviluppano nei focolai di infezione. Successivamente, il patogeno può diffondersi in altri organi. Il segno principale dell'infezione è la diarrea cronica. Può provocare l'infiammazione della cistifellea e dei dotti biliari. L'infezione può essere contratta da una persona malata attraverso il cibo o l'acqua.
5. Nosema (microsporidi della specie Nosema connori). Si tratta di un'invasione disseminata. I sintomi principali sono nausea, vomito, diarrea grave e insufficienza respiratoria. Gli studi dimostreranno la presenza di Nosema connori nei tessuti muscolari di cuore, diaframma, stomaco e intestino tenue, nonché nelle pareti dei vasi sanguigni di molti organi, reni, fegato e polmoni. L'infezione avviene attraverso gli alimenti.
6. Il nosema (microsporidio della specie Nosema ocularum) è una malattia rara. Il parassita vive nella cornea e provoca lo sviluppo di un'infiammazione combinata della cornea e della membrana vascolare del bulbo oculare, fino a un'ulcera corneale.
7. L'infestazione (microsporidi della specie Vittaforma corneum) colpisce anche gli occhi.
8. L'invasione (microsporidi della specie Bruchiola vesicularum) attacca i muscoli e si sviluppa nelle persone affette da immunodeficienza.

[ 10 ], [ 11 ]

Come rilevare la microsporidiosi?

I microsporidi vengono colorati con alcuni reagenti, danno una reazione PAS positiva, ma spesso non vengono riconosciuti: le loro dimensioni estremamente ridotte (1-2 µm) e l'assenza di segni di un processo infiammatorio nei tessuti adiacenti ne rendono difficile il riconoscimento. La microsporidiosi è meglio diagnosticata utilizzando un microscopio elettronico. La colorazione a tre colori modificata e la PCR forniscono una diagnosi di alta qualità.

La microsporidiosi può essere sospettata se il paziente lamenta diarrea cronica, congiuntivite, problemi all'apparato respiratorio, ai reni e al fegato, se la causa di questi disturbi non è stata precedentemente identificata e gli esami non hanno evidenziato la presenza di virus, batteri e altri protozoi.

Per confermare la diagnosi, viene prelevato uno striscio di feci per l'analisi. Se vi è motivo di sospettare una microsporidiosi disseminata, vengono prelevati tamponi corneali, sedimento urinario e biopsie della mucosa vescicale e duodenale per l'analisi. Gli strisci vengono colorati, ed è quindi possibile rilevare le spore del patogeno, che acquisiscono una colorazione rossastra sotto l'azione del reagente, mentre la maggior parte dei batteri assume una colorazione verde, il colore di fondo.

Un microscopio elettronico consente di rilevare la presenza del parassita nei tessuti: nelle cellule si trovano spore dotate di un caratteristico tubo polare.

Trattamento

Non esiste un trattamento comprovato per la microsporidiosi. L'albendazolo neutralizza l'Escherichia coli (E. intestinalis). Anche la fumagilla si è dimostrata efficace. Atovaquone e nitazoxanide riducono la gravità dei sintomi, ma la loro efficacia nel combattere la malattia non è stata studiata. Nei soggetti con infezione da HIV, le manifestazioni della microsporidiosi sono ridotte dalla terapia antiretrovirale.

La microsporidiosi è pericolosa? I microsporidi si trovano spesso nei tessuti corporei senza mostrare alcun segno o causare alcun disturbo. Il più delle volte, l'infezione diventa pericolosa solo con la progressione dell'immunodeficienza nelle persone con infezione da HIV o nei pazienti sottoposti a trapianto di organi. Ma una persona con un sistema immunitario normale, nella maggior parte dei casi, non ha nulla di cui preoccuparsi.