Synegonia coli

Il genere Pseudomonas appartiene alla famiglia delle Pseudomonadaceae (classe Gammaproteobacteria, tipo Proteobacteria) e comprende più di 20 specie. Alcune di esse vivono naturalmente nel suolo e nell'acqua e svolgono quindi un ruolo fondamentale nella circolazione delle sostanze in natura. Altre specie svolgono un ruolo significativo nelle patologie dell'uomo (vedi anche "Agenti patogeni della morva e della melioidosi "), di animali e piante.

Gli Pseudomonas sono batteri Gram-negativi non fermentanti, che includono rappresentanti del genere Pseudomonas, la cui specie tipica è Pseudomonas aeruginosa (bacillo blu del pus), agente causale di molte malattie purulente-infiammatorie, oltre ad alcune altre specie. Pseudomonas aeruginosa (bacillo blu del pus)

Il batterio deve il suo nome alla caratteristica colorazione blu-verde della secrezione purulenta, descritta per la prima volta da A. Lücke nel 1862. Tuttavia, il patogeno è stato isolato in coltura pura da S. Gessard solo nel 1982. P. aeruginosa appartiene alla famiglia delle Pseudomonadaceae.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Proprietà biochimiche di Pseudomonas aeruginosa

Gli Pseudomonas sono bastoncini Gram-negativi, mobili, rettilinei, di 1-3 µm, disposti singolarmente, in coppia o in corte catene. La mobilità di Pseudomonas aeruginosa è assicurata dalla presenza di uno, raramente due flagelli polari (mopotrichi o anfitrichi). Non formano spore e presentano pili di tipo IV (fimbrie). In determinate condizioni, possono produrre muco extracellulare capsulare di natura polisaccaridica. Esistono anche i cosiddetti ceppi mucoidi che producono una maggiore quantità di muco. Questi batteri vengono spesso isolati dall'espettorato di pazienti con fibrosi cistica.

Tutte le Pseudomonas sono aerobi obbligati che crescono bene su terreni nutritivi semplici. Su un terreno nutritivo liquido, i batteri formano una caratteristica pellicola grigio-argentea sulla superficie. Su agar sangue, si osservano zone di emolisi attorno alle colonie di Pseudomonas aeruginosa; per isolare una coltura pura di Pseudomonas aeruginosa, si utilizzano terreni nutritivi diagnostici selettivi o differenziali con l'aggiunta di antisettici: agar malachite con aggiunta di agar verde brillante o agar CPC con acetamide. La temperatura di crescita ottimale è di 37 °C, ma Pseudomonas aeruginosa è in grado di crescere a 42 °C, il che consente di distinguerla dalle altre Pseudomonas. Le colonie di Pseudomonas aeruginosa sono lisce, rotonde, secche o viscide (nei ceppi capsulari). Se coltivata su terreni nutritivi densi, P. aeruginosa produce un peculiare odore dolciastro di gelsomino, sapone alla fragola o caramello. Una caratteristica biologica caratteristica dei batteri della specie P. aeruginosa è anche la loro capacità di sintetizzare pigmenti idrosolubili che colorano le medicazioni dei pazienti o i terreni di coltura durante la loro coltivazione. Il più delle volte, producono un pigmento fenazina, la piocianina, di colore blu-verde, ma possono anche produrre un pigmento verde, la fluoresceina (pioverdina), che emette fluorescenza ai raggi UV, così come rosso (piorubina), nero (piomelanina) o giallo (ossifenazina).

Pseudomonas aeruginosa non fermenta il glucosio e altri carboidrati, ma può ossidarli per ottenere energia. Per la diagnosi differenziale, che permette di distinguere le Pseudomonas da altri bacilli Gram-negativi, viene utilizzato un test OF (test di ossidazione/fermentazione del glucosio) su un terreno speciale. A questo scopo, una coltura pura di Pseudomonas viene inoculata in due provette, una delle quali viene poi incubata in condizioni aerobiche e l'altra in condizioni anaerobiche. Pseudomonas può ossidare solo il lattosio, pertanto il colore dell'indicatore cambia solo nella provetta mantenuta in condizioni aerobiche. Pseudomonas aeruginosa riduce i nitrati a nitriti e ha anche attività proteolitica: liquefa la gelatina e idrolizza la caseina. Pseudomonas aeruginosa possiede catalasi e citocromo ossidasi.

Molti ceppi di Pseudomonas aeruginosa producono batteriocine chiamate piocine, dotate di proprietà battericide. La piocinotipizzazione dei ceppi di Pseudomonas aeruginosa viene utilizzata per la marcatura epidemiologica e l'identificazione intraspecifica di P. aeruginosa. A tale scopo, viene determinato lo spettro di piocine secrete dal ceppo in studio o la sua sensibilità alle piocine di altre Pseudomonas.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Proprietà antigeniche di Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa ha una struttura antigenica complessa dovuta alla presenza di antigeni O e H. L'LPS della parete cellulare è un antigene O termostabile tipo-specifico e viene utilizzato per la sierotipizzazione dei ceppi di P. aeruginosa. L'antigene flagellare termolabile H ha un'azione protettiva e i vaccini si basano su di esso. Antigeni pili (fimbrie) si trovano anche sulla superficie delle cellule di Pseudomonas aeruginosa. Inoltre, P. aeruginosa produce una serie di prodotti extracellulari con proprietà antigeniche: esotossina A, proteasi, elastasi e muco extracellulare.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Fattori di patogenicità di Pseudomonas aeruginosa

Uno dei principali fattori di patogenicità della Pseudomonas aeruginosa e di altre Pseudomonas è l'O-antigene, un lipopolisaccaride della parete cellulare, il cui meccanismo d'azione è lo stesso di quello di altri batteri Gram-negativi.

P. aeruginosa presenta diversi fattori di patogenicità coinvolti nello sviluppo dell'infezione da Pseudomonas. Tra i più importanti vi sono i seguenti.

I fattori di adesione e colonizzazione sono i pili di tipo IV (fimbrie) e il muco extracellulare di P. aeruginosa.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Tossine

L'LPS della membrana esterna della parete cellulare di P. aeruginosa ha proprietà endotossiniche ed è coinvolto nello sviluppo di febbre, oliguria e leucopenia nei pazienti.

L'esotossina A di Pseudomonas è una pitotossina che causa gravi disturbi del metabolismo cellulare inibendo la sintesi proteica nelle cellule e nei tessuti. Come la tossina difterica, è un'ADP-ribosiltransferasi che inibisce il fattore di allungamento EF-2 e quindi causa disturbi nella sintesi proteica. È stato anche dimostrato che l'esotossina A, insieme alla proteasi, inibisce la sintesi delle immunoglobuline e causa neutropenia. L'esotossina A viene prodotta in forma inattiva come protossina e viene attivata da vari enzimi presenti nell'organismo. L'esotossina A ha proprietà protettive, ovvero gli anticorpi contro di essa proteggono le cellule ospiti dai suoi effetti dannosi e prevengono lo sviluppo di batteriemia e sepsi da Pseudomonas.

L'esotossina S (esozima S) è presente solo in ceppi altamente virulenti di Pseudomonas aeruginosa. Il meccanismo del suo effetto dannoso sulle cellule non è ancora chiaro, ma è noto che le infezioni causate da ceppi di Pseudomonas aeruginosa produttori di esoenzima-3 sono spesso fatali. Le esotossine A e S interrompono anche l'attività dei fagociti.

La leucocidina è anche una citotossina con un marcato effetto tossico sui granulociti del sangue umano.

Le enterochine e i fattori di permeabilità svolgono un ruolo importante nello sviluppo di lesioni tissutali locali nelle forme intestinali di infezione da Pseudomonas aeruginosa, provocando disturbi nel metabolismo acqua-sale.

Enzimi dell'aggressività

P. aeruginosa produce due tipi di emolisine: la fosfolipasi C termolabile e il glicolipide termostabile. La fosfolipasi C distrugge i fosfolipidi presenti nei tensioattivi sulla superficie alveolare dei polmoni, causando lo sviluppo di atelettasia (bronchiectasia) nelle patologie delle vie respiratorie.

La neuraminidasi svolge inoltre un ruolo importante nella patogenesi delle malattie broncopolmonari eziologiche da Pseudomonas e della fibrosi cistica, in quanto è coinvolta nella colonizzazione della mucina delle vie respiratorie.

L'elastasi, così come altri enzimi proteolitici di Pseudomonas aeruginosa e l'esotossina A, causano emorragie, distruzione dei tessuti e necrosi nelle lesioni delle infezioni oculari, polmonite e setticemia di eziologia da Pseudomonas aeruginosa.

[ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ]

Resistenza a Pseudomonas

P. aeruginosa è caratterizzata da una resistenza piuttosto elevata agli antibiotici, il che è spiegato dalla scarsa permeabilità della membrana esterna di questi batteri dovuta a un difetto congenito nelle porine, nonché dalla capacità dei batteri di sintetizzare la penicillinasi.

P. aeruginosa rimane vitale in condizioni di quasi totale assenza di fonti alimentari: sopravvive bene in acqua dolce, di mare e persino distillata. È stato anche dimostrato che le colture di Pseudomonas aeruginosa possono sopravvivere e persino moltiplicarsi in soluzioni disinfettanti (ad esempio, furacillina) destinate alla conservazione di cateteri e vari strumenti medici, al lavaggio delle ferite negli ospedali per ustionati e chirurgici.

Allo stesso tempo, P. aeruginosa è sensibile all'essiccazione, all'azione dei disinfettanti contenenti cloro e viene facilmente inattivato se esposto ad alte temperature (bollitura, autoclavaggio).

Epidemiologia delle malattie causate da Pseudomonas aeruginosa

La malattia da Pseudomonas aeruginosa può svilupparsi a seguito di autoinfezione (infezione endogena) o esogena. La fonte di infezione sono gli esseri umani (malati o portatori del batterio), così come vari serbatoi naturali (suolo e vari corpi idrici dolci e salati). È stato accertato che circa il 5-10% delle persone sane è portatore di vari ceppi di P. aeruginosa (che normalmente colonizzano l'intestino) e circa il 70% dei pazienti ricoverati in ospedale. La Pseudomonas si trova anche ovunque: negli impianti di approvvigionamento idrico e di ventilazione, su frutta e verdura, piante d'appartamento, sulla superficie di sapone, lavamani, asciugamani, nei respiratori, ecc. Pertanto, l'infezione da Pseudomonas aeruginosa può essere considerata una saproantroponosi. I meccanismi e le vie di infezione nelle infezioni causate da Pseudomonas aeruginosa sono per contatto, respiratorio, ematico, oro-fecale.

L'infezione da Pseudomonas aeruginosa può verificarsi sia in soggetti immunodeficienti con gravi patologie concomitanti (diabete, ustioni, leucemia, fibrosi cistica, immunosoppressione in patologie oncologiche e trapianto d'organo), sia in condizioni di normale reattività immunologica dell'organismo. È noto che l'attività adesiva di Pseudomonas aeruginosa aumenta con l'aumento della temperatura ambiente, quindi anche frequentare piscine, saune o fare bagni terapeutici può provocare un'infezione da Pseudomonas aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa è l'agente eziologico delle infezioni nosocomiali (ospedaliere), ovvero malattie che si verificano in persone sottoposte a cure ospedaliere. L'infezione da Pseudomonas aeruginosa in ambito clinico può essere associata a procedure mediche (cateterizzazione vescicale, esame endoscopico, lavaggio delle ferite, bendaggio, trattamento delle superfici ustionate con antisettici, utilizzo di un ventilatore, ecc.), quando l'infezione avviene attraverso le mani sporche del personale, strumenti sulla cui superficie il microbo forma un biofilm, o con l'uso di soluzioni contaminate.

La Pseudomonas aeruginosa penetra solitamente nel corpo umano attraverso i tessuti danneggiati. Una volta attaccata, colonizza la superficie di ferite o ustioni, le mucose o la pelle umana e si moltiplica. In assenza di meccanismi immunitari contro l'infezione da Pseudomonas aeruginosa nell'uomo, il processo locale (infezione delle vie urinarie, della pelle, delle vie respiratorie) può diffondersi (generalizzarsi). La batteriemia porta alla diffusione del patogeno e allo sviluppo di sepsi, che spesso causa la formazione di focolai purulenti secondari di infezione. L'esposizione a fattori patogeni (esotossine, enzimi aggressivi) compromette il funzionamento di organi e apparati e può causare gravi complicazioni, come la sindrome da coagulazione intravascolare disseminata, lo shock e la sindrome da distress respiratorio.

[ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Sintomi di malattie causate da Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa causa malattie purulente-infiammatorie di diversa localizzazione: infezioni delle ferite, ustioni, meningite, infezioni del tratto urinario, infezioni della pelle, malattie degli occhi, polmonite necrotica, sepsi, ecc. La mortalità per sepsi da Pseudomonas aeruginosa raggiunge il 50%.

Immunità

Gli anticorpi antitossici e antibatterici si trovano nel siero sanguigno di persone sane e di persone guarite da infezioni da Pseudomonas aeruginosa, ma il loro ruolo nella protezione dalle malattie ricorrenti è stato poco studiato.

Diagnostica di laboratorio delle malattie causate da Pseudomonas aeruginosa

Il principale metodo diagnostico è l'esame batteriologico. I materiali da esaminare sono sangue (in caso di setticemia), liquido cerebrospinale (in caso di meningite), pus e secrezioni da ferita (in caso di ferite infette e ustioni), urina (in caso di infezioni del tratto urinario), espettorato (in caso di infezioni del tratto respiratorio), ecc. La batterioscopia degli strisci del materiale in esame è di scarsa utilità. Per l'identificazione di P. aeruginosa, si prendono in considerazione la natura della crescita su agar CPC, la formazione di pigmento, la presenza di un odore specifico caratteristico della coltura, un test positivo alla pirocromo ossidasi, il rilevamento della termofilia (crescita a 42 °C) e la capacità di ossidare il glucosio nel test OF. Per l'identificazione intraspecifica dei batteri, si eseguono sierotipizzazione, piopinotipizzazione e tipizzazione fagica.

Il metodo sierologico di ricerca è finalizzato alla rilevazione di anticorpi specifici contro gli antigeni di Pseudomonas aeruginosa (solitamente esotossina A e LPS) utilizzando il test di immunofluorescenza completa, la reazione opsonofagocitaria e alcuni altri test.

Trattamento delle malattie causate da Pseudomonas aeruginosa

Gli antibiotici vengono utilizzati per trattare le infezioni da Pseudomonas ed è raccomandata la combinazione di farmaci di gruppi diversi. La terapia antimicrobica viene prescritta solo dopo aver determinato l'antibiogramma. In casi di emergenza, gli antibiotici vengono utilizzati empiricamente.

Per il trattamento delle forme gravi di infezione da Pseudomonas aeruginosa viene utilizzato anche il plasma iperimmune ottenuto dal sangue di volontari immunizzati con un vaccino corpuscolare polivalente contro Pseudomonas aeruginosa.

Per il trattamento locale delle infezioni cutanee (ulcere trofiche, ectima, ustioni) causate da P. aeruginosa si utilizza l'immunoglobulina eterologa anti-pseudomonas, ottenuta dal siero sanguigno di arieti iperimmunizzati con una sospensione di colture di Pseudomonas aeruginosa di 7 diversi immunotipi, uccisi con formalina.

Inoltre, per il trattamento di infezioni cutanee purulente, ascessi, ustioni termiche complicate da infezione da Pseudomonas, cistite, mastite e altre malattie eziologiche da Pseudomonas (tranne la sepsi), è possibile utilizzare il batteriofago Pseudomonas (batteriofago pyocyansus) o il piobatteriofago liquido polivalente.

Prevenzione delle malattie causate da Pseudomonas aeruginosa

Un'efficace sterilizzazione, disinfezione e antisepsi, nonché il rispetto delle norme asettiche, sono le principali misure di prevenzione non specifica delle infezioni da Pseudomonas in ospedale. Il piano di misure preventive deve necessariamente includere il controllo della contaminazione dell'ambiente esterno (aria, oggetti, strumenti e attrezzature) e il rispetto delle norme di igiene personale.

Per la prevenzione non specifica delle malattie purulente-infiammatorie, ai pazienti con immunità anti-infettiva indebolita si raccomanda di prescrivere immunomodulatori.

I vaccini vengono utilizzati per creare un'immunità attiva contro l'infezione da Pseudomonas aeruginosa. Attualmente, sono stati sviluppati vaccini a base di LPS di Pseudomonas aeruginosa, vaccini subcorpuscolari polisaccaridici (chimici), vaccini ribosomiali, preparati a base di antigeni flagellari di P. aeruginosa e componenti del muco extracellulare, nonché anatossine da proteasi extracellulari ed esotossina A. In Russia, vengono utilizzati un vaccino corpuscolare polivalente contro Pseudomonas (da 7 ceppi di P. aeruginosa) e un vaccino stafiloproteus-Pseudomonas.

L'immunizzazione attiva contro le infezioni causate da P. aeruginosa è indicata per i pazienti appartenenti a gruppi a rischio (pazienti con fibrosi cistica, diabete e soggetti immunodeficienti). Tuttavia, poiché la risposta immunitaria ai vaccini nelle persone con immunodeficienze è tardiva e non sempre completa, si attribuisce grande importanza alla combinazione di metodi di immunizzazione attiva e passiva.