ENTEROBACTERIACEAEENTEROBACTERIACEAE

EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae

Ubiquitari, diffusi nell’ambiente e risiedono abitualmente nell’intestino della maggior parte degli animali.

Agenti eziologici di ~50% di tutte le setticemie, 70%infez. urinarie e molte infez.intestinali.

•Corti Bacilli Gram- (1-5 µm)

•Asporigeni

•Mobili (flagelli peritrichi) (tranne Shigella e Klebsiella)

–Fisiologia

•Aerobi-anaerobi facoltativi

•Richieste nutrizionali minime

–Fermentano glucosio

–Riducono nitrati a nitriti

–Catalasi positive

–Ossidasi negative (assenza di citocromo C)

EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae

Flagello (antigene H)

Polisaccaride O“Core” polisaccaridicoLipide A

Membrana esterna

Spazio periplasmaticoLipoproteina

Peptidoglicano

Membrana interna

CitoplasmaPilo

Lipopolisaccaride (LPS) o endotossina

Struttura Antigenica delle Struttura Antigenica delle EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae

Antigeni di superficie determinano l’interazione con antisieri specifici

EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae

Antigeni Somatici OAntigeni Somatici O - catena polisaccaridica dell’LPS,

resistenti al calore e alcool. Promuovono adesione in alcuni ceppi

di E.coli (O:157) responsabili di diarrea e inf. Vie urinarie.

La variazione da colonie lisce a ruvide è accompagnata dalla

progressiva perdita dell’antigene O liscio.

Antigeni Flagellari H (HAUCH Antigeni Flagellari H (HAUCH alito)) – denaturati dal calore e

alcool Proteus su piastre umide: sciamaggio simile

all’appannamento causato dall’alito su di un vetro.

Antigeni della capsula KAntigeni della capsula K (dal tedesco Kapsel) – ricoprono la

superficie dell’antigene O e possono bloccare l’agglutinazione da

parte di antisieri specifici per O.

Antigeni della capsula ViAntigeni della capsula Vi S.typhi

Famiglia Enterobacteriaceae

31 generi più di 100 specie

Generi importanti per Patologie umane

Escherichia

Shigella

Proteus

Salmonella

Klebsiella

Yersinia

Edwardsiella

Providencia

Hafnia

Citrobacter

Enterobacter

SerratiaFlow chart identificativa LATTOSIO

Classificazione

Stesso aspetto microscopico e macroscopico

Per l’isolamento ed una preliminare caratterizzazione dei batteri enterici dai campioni clinici vengono utilizzati terreni selettivi e differenziali. In genere questi terreni contengono inibitori della crescita dei microrganismi Gram+

Terreni cromogeniSostanze nutritive essenzialiSostanze nutritive essenzialiCromogeni (cromoforo+zucchero)Cromogeni (cromoforo+zucchero)

CC

ZZ

Chromogenic E.coli O 157 Chromogenic E.coli O 157 agaragar:E.coli non O 157 (colonie porpora)Non E.coli (colonie blu)E.coli O 157 (colonie bianche)

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18-24 ore/37°C

Non fermenta il sorbitolo colonie biancheTest di agglutinazione al lattice

EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae• Diversità di specie

• Ecologia

– Dovunque nel suolo, acqua, vegetazione, flora microbica umana e di animali

– Alcune specie sono associate con malattie

• Es.: Shigella, Salmonella, Yersinia pestis

– Alcune appartengono alla flora normale e possono diventare patogeni opportunisti

• Es.:, E. coli, K. pneumoniae, P. mirabilis

• ADESINE

• INVASINE

• TOSSINE

• CAPSULA

• VARIAZIONE DI FASE ANTIGENICA

• SST3

• SEQUESTRO DI FATTORI DI CRECITA

• RESISTENZA ALL’UCCISIONE MEDIATA DAL SIERO

• RESISTENZA ANTIMICROBICA

FATTORI DI VIRULENZAFATTORI DI VIRULENZA

Macromolecole esterne alla parete

PILI o FIMBRIE di tipo 1-4

I Pili determinano la specificità d’ospite e d’organo in base alla

distribuzione dei loro recettori.

Tipo 1: espressi in fase stazionaria, resistenza alla peristalsi e

flusso intestinale e quindi colonizza.

Tipo 2: permettono al batterio di causare malattia al di fuori della

sua nicchia. E.coli urapoatogeni usano i pili P per legarsi ai

P-glicolipidi delle cellule uretrali e renali e resistere alla peristalsi

uretrale e al flusso dell’urina.

ADESINEADESINE

Sistemi di secrezione di tipo III

Apparati macromolecolari costituiti da circa 20 proteine

In risposta a segnali ambientali (O2, Ca++,contatto cellula ospite…) secernono

all’interno della cellula ospite proteine specifiche con diverse funzioni.

Sequestro di fattori di crescita SIDEROFORI

Il Il FerroFerro è un importante fattore di crescita, ma è legato al gruppo eme è un importante fattore di crescita, ma è legato al gruppo eme (emoglobina, mioglobina) o alle proteine chelanti il ferro(emoglobina, mioglobina) o alle proteine chelanti il ferro

ENTEROBACTINA

AEROBACTINA

I complessi siderofori-ferro sono trasportati all’interno del batterio attraverso specifiche proteine della membrana esterna.

CLASSIFICAZIONE DEI CEPPI PATOGENI DI E. coli

• ETEC: ENTEROTOSSIGENI

• EAggEC: ENTEROAGGREGANTI

• EPEC: ENTEROPATOGENI

• EHEC: ENTEROEMORRAGICI

• EIEC: ENTEROINVASIVI

• DAEC: DIFFUSAMENTE ADERENTI

SINDROMI CLINICHE

► SETTICEMIASETTICEMIA

► INFEZIONI DEL TRATTO URINARIOINFEZIONI DEL TRATTO URINARIO

► MENINGITI NEONATALIMENINGITI NEONATALI

► GASTROENTERITIGASTROENTERITI

► ALTRE AFFEZIONIALTRE AFFEZIONI

Genere SalmonellaGenere Salmonella

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Il Genere Salmonella è stato suddiviso in 2 sole specie

S. enterica è suddivisa in 6 sottospecie o gruppi (che si differenziano

biochimicamente) e più di 2 500 sierotipi

gruppi

Genere SalmonellaGenere Salmonella

Su circa 2 500 sierotipi di Salmonella, l’antigene K è presente solo in tre sierotipi: Typhi, Paratyphi C, e Dublino.

Alcuni ceppi di questi sierotipi possono anche non avere l'antigene Vi.

Antigene Flagellare (H), si conoscono circa 35 antigeni flagellari

Salmonella è unico tra i batteri enterici in quanto, la maggior parte dei suoi sierotipi può esprimere alternativamente due flagelli con diversa specificità antigenica (Fase 1 o Fase 2).

Poche salmonelle (a esempio, Enteritidis, Typhi) producono un unico tipo di flagellina (Antigene H monofasico);

Pochissime specie hanno 3 fasi sierologiche H (Trifasiche),

in rari casi le salmonelle possono perdere la struttura antigenica H, diventando immobili.

Antigeni somatici (Studi di cross-assorbimento hanno individuato circa 67 diversi antigeni O);

Antigene capsulare (o di superficie);

Variazione di fase flagellareVariazione di fase flagellare

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Cellule esprimenti fliC sono di fase 1,Cellule esprimenti fljB sono di fase 2. Il gene fljB è parte di un operone contenente anche il gene fljA, codificante un repressore post-trascrizionale del gene fliC.

ricombinazione sito-specifica:sequenze ripetute e invertie hixL e hixR

ribonucleoproteina

L’antigene di fase 1 (specifica)

L’antigene di fase 2 (aspecifica)

RIarrangiamenti del DNA: RIarrangiamenti del DNA: Variazione di faseVariazione di fase in in SalmonellaSalmonella

RIarrangiamenti del DNA: RIarrangiamenti del DNA: Variazione di faseVariazione di fase in in SalmonellaSalmonella

L’orientamento flip-flop é controllato dal prodotto di HinHin, un gene che esprime una ricombinasi sito specificaricombinasi sito specifica. Il DNA invertibile è fiancheggiato da sequenze invertite ripetute di 14bp (hixL e hixR)

Teoricamente qualunque sierotipo di Salmonella può

causare le 4 manifestazioni cliniche principali delle

salmonellosi: gastroenteriti, febbre enteriche,

batteriemia e lo stato di portatore sano.

Alcuni sierotipi hanno maggiore probabilità di essere

associati ad una particolare sindrome.

Salmonella typhimuriumSalmonella typhimurium E’ attualmente il singolo

sierotipo più frequentemente isolato fra le salmonelle

che causano in tutto il mondo gastroenteriti,

batteriemia e lo stato di portatore sano.

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Ingestione - infetta l'intestino tenue (cellule non fagocitiche), entrando, attraverso le cellule M situate al di sopra delle placche del Peyer.

Sebbene la maggior parte delle infezioni da Salmonella rimangono localizzate a livello intestinale, nel caso del tifo la Salmonella riesce a traslocare attraverso lo strato epiteliale intestinale e a raggiungere il vano sotto-epiteliale: disseminazione al fegato e alla milza attraverso il flusso sanguigno e il sistema linfatico.

Essendo anche un patogeno intracellulare facoltativo è in grado di sopravvivere e replicare anche nel fagosoma,

Isole di patogenicità di Salmonella (SPI)

Tra queste, SPI-1 e SPI-2 codificano per: T3SS-1 e T3SS-2.

Questi sistemi rilasciano nella cellula ospite oltre 30 proteine

specializzate (proteine effettrici), che agiscono coordinatamente

per modificare il citoscheletro, le vie di trasduzione del segnale, il

traffico di membrana della cellula ospite e le risposte pro-

infiammatorie dell’spite.

Ciò consente a Salmonella di invadere le cellule epiteliali non

fagocitiche, stabilire e mantenere una nicchia intracellulare

replicativa, o vacuolo contenente Salmonella (SCV) e, in alcuni

casi, diffondere e causare malattie sistemiche.

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SPI-1 espresso durante la tarda fase logaritmica in condizioni di alta osmolarità e bassa tensione di ossigeno, tipiche dell’ambiente intestinale: l'ingresso di Salmonella in cellule non fagocitiche, innescando l'invasione e la penetrazione dell'epitelio gastrointestinale (sintomi diarroici).

SPI-2 richiesto per le fasi successive del contagio, sopravvivenza e replicazione nei fagociti, diffusione sistemica e colonizzazione degli organi dell’ospite.

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Salmonella: Invasion

Salmonella: Adhesion and "Membrane Ruffling"

Salmonella: Adhesion and "Membrane Ruffling"

Salmonella: Invasion

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Salmonella Salmonella Terapia Antimicrobica

Febbri enteriche– -lattamici ma soprattutto

CloramfenicoloCloramfenicolo. Anche se ceppi resistenti sono

comparsi.

Gastroenterite – normalmente non richiede terapia

antibatterica. Ma somministrazione di acqua ed

elettroliti.