Streptococchi

Sono un insieme di batteri gram positivi disposti a catenelle. La maggior parte di essi è costituita da batteri anaerobi facoltativi. Hanno richieste nutrizionali complesse, infatti per essere isolati necessitano di terreni arricchiti con sangue o siero. Sono organismi catalasi negativi, a differenza degli stafilococchi. Esistono due tipi di classificazione, quella di Lancefield in base alle caratteriste antigeniche che divide gli streptococchi in 20 gruppi (nominate con le lettere alfabetiche A, B, C, ecc…) e in base alle caratteristiche emolitiche (α, emolisi incompleta; β, emolisi completa; γ, assenza di emolisi). Nella parete cellulare degli streptococchi sono presente dei carboidrati con funzione antigenica.

Streptococcus pyogenes

Fisiologia e struttura

È la causa più comune di faringite batterica. Fa parte del gruppo A di Lancefield ed è β emolitico. Nella parete possiede l'antigene del gruppo A che è un dimero di N-acetilglucosamina e ramnosio. Possiede la Proteina M che è ancorata alla membrana plasmatica e si estende oltre la parete e al di fuori della superficie cellulare ed è responsabile di una certa antigenicità. Le proteine M sono divise in classe I e classe II. Quelle di classe I presentano gli antigeni esposti, mentre quelle di classe II no. Solo i batteri di classe I possono causare febbre reumatica. Le proteine M sono codificate da un complesso di più di 20 geni che costituisce la superfamiglia del gene emm. Nella parete sono presenti anche l'acido lipoteicoico e la proteina F che facilitano il legame con la cellula ospite legando la fibronectina. Alcuni ceppi hanno una capsula formata da acido ialuronico che si confonde con quello presente nei tessuti dei mammiferi. Gli Streptococcus pyogenes capsulati sono responsabili delle infezioni sistemiche più gravi.

Patogenesi e immunità

La virulenza degli streptococchi è data dalla capacità di aderire alle cellule ospiti, di evitare la fagocitosi e l'opsonizzazione, di invadere le cellule epiteliali e di produrre tossine. Lo Streptococcus pyogenes possiede dei meccanismi per limitare la fagocitosi e l'opsonizzazione. Ha una capsula di acido ialuronico poco immunogena. Le proteine di tipo M inibiscono la fagocitosi. Ci sono una decina di antigeni che mediano l'adesione alla cellula ospite, tra cui i più importanti l'acido lipoteicoico, la proteina M e la proteina F. L'adesione iniziale è data dall'acido lipoteicoico sulla fibronectina della cellula ospite e sulle cellule epiteliali. Poi la proteina M, la proteina F e altre adesine interagiscono con specifici recettori sulla cellula ospite.

Tossine ed enzimi:

Gli streptococchi producono esotossine pirogeniche, le quali agiscono come superantigeni, interagendo con i macrofagi e con i linfociti T-helper con rilascio di citochine che stimolano l'infiammazione. Sono responsabili della fascite necrotizzante e della sindrome da shock tossico e dell'eritema della scarlattina.

• Streptolisina S: E' ossigeno stabile. Responsabile della lisi di molte cellule, anche dei fagociti dopo l'inglobamento.
• Streptolisina O: E' ossigeno labile. Causa la lisi di molte cellule. Gli anticorpi si formano molto rapidamente, perciò sono molto utili per la diagnosi. Il colesterolo contenuto nei lipidi della pelle la inibisce irreversibilmente per cui i pazienti affetti da infezioni cutanei non sviluppano anticorpi anti-streptolisina O.
• (ASO) Streptochinasi A e B: Causano la lisi dei coaguli e dei depositi di fibrina, facilitando la diffusione dell'infezione. Gli anticorpi sono utili marcatori per la diagnosi.
• Dnasi A-D: Depolimerizzano il DNA libero nel pus.
• C5a peptidasi: inattivano il processo infiammatori inattivando C5a, che è una componente del complemento che media l'infiammazione reclutando e attivando fagociti.

Coltura

I Campioni devono essere prelevati dalla faringe posteriore (ad es. tonsille). Per identificare lo Streptococcus pyogenes da altri batteri è utile considerare la sua sensibilità alla bacitracina e la presenza dell'enzima L-pirridonil arilamidasi (PYR).

Trattamento

È molto sensibile alla penicillina.

Streptococcus agalactiae

Fisiologia e struttura

È l'unica specie che presenta l'antigene B. Crescono bene su terreni arricchiti. Formano grosse colonie. Sono classificati in base all'antigene B, a 9 polisaccaridi capsulari (Ia, Ib, II, III fino a VIII) e in proteine di superficie (la più comune è l'antigene c).

Patogenesi e immunità

Il fattore di virulenza più importante è la capsula polisaccaridica, che inibisce la fagocitosi. Gli Streptoccoccus agalactie colonizzano il tratto gastro-intestinale inferiore e il tratto genitourinario. I sierotipi più comuni sono la III e V. I sierotipi la e V sono comuni negli adulti. Provoca meningite, setticemia e polmonite.

Coltura

Crescono facilmente su terreno arricchito con fattori nutrizionali, formano grandi colonie dopo 24 ore di incubazione. La β emolisi può essere assente o difficile da osservare per cui sarebbe difficile distinguerli da altri batteri. Per distinguerli vengono fatti crescere usando antibiotici contro gli altri batteri. Si identificano tramite un test catalisi negativo. Sono sensibili alla penicillina.

Altri streptococchi β emolitici

I ceppi più comunemente associati all'uomo appartengono ai gruppi C, F, G. Il ceppo S. Anginous cresce come piccole colonie e da ascessi, ma non faringite. Il ceppo S. disgalactiae produce grandi colonie con grandi zone β emolitiche e da faringite e glomerulo nefrite acuta.

Gli Streptococchi viridanti sono streptococchi α emolitici e non emolitici che producono un pigmento verde su agar sangue. Sono state identificate più di 30 specie e 5 sottogruppi. Colonizzano l'orofaringe, il tratto gastro-intestinale e il tratto genito-urinario. È raro riscontrarli sulla superficie cutanea perché gli acidi grassi presenti sulla pelle sono tossici nei loro confronti. Richiedono terreni complessi. Le infezioni possono essere trattate con penicillina, tuttavia sono nate specie resistente che possono venir trattate con vancomicina.

Streptococcus pneumoniae

È stato isolato da Pasteur più di 100 anni fa. È un importante causa di mortalità e morbilità.

Fisiologia e struttura

È un cocco gram positivo capsulato. Le cellule sono di forma ovale e sono disposte a diplococchi o in corte catene. Le cellule più vecchie si decolorano e sembrano gram negative. Le colonie dei ceppi capsulati sono grandi e mucose, quelle acapsulate sono piccole e appaiono piatte. Le colonie con l'invecchiamento vanno incontro ad autolisi. Su terreno agar sangue in aerobiosi sono α emolitiche e in anaerobiosi sono β emolitiche. E' esigente dal punto di vista nutrizionale. Può fermentare diversi carboidrati con la produzione di acido lattico. Come tutti gli streptococchi è privo di catalasi. Possiede il peptidoglicano come i gram positivi con NAGA e NAMA legati da ponti pentaglicinici. Inoltre presenta nella parete acideo teicoico. Esistono due forme di acido teicoico. Una esposta sulla superficie cellulare e l'altra legata tramite legame covalente alla membrana citoplasmatica. La struttura dell'acido teicoico esposto, il quale si lega allo strato del peptidoglicano e si estende attraverso la capsula esterna è detta polisaccaride C, che precipita la proteina C reattiva in presenza di calcio. L'acido legato alla membrana è detto antigene F perché può dare reazioni crociate con gli antigeni di superficie. La fosforilcolina è regolatrice nell'idrolisi della parete cellulare.

Patogenesi e immunità

La colonizzazione iniziale dell'orofaringe è mediata da adesine proteiche di superficie. La diffusione può essere evitata grazie all'epitelio ciliato. I batteri contrastano questo meccanismo grazie ad una proteasi di IgA secretorie e di una pneumolisina. Le cellule infiammatorie si focalizzano dove è presente il focolaio. L'acido teicoico e i frammenti di peptidoglicano attivano la C5a che attiva la via alternativa del complemento innescando la risposta infiammatoria. L'amidasi potenzia questa via, mentre la pneumolisina attiva la via classica del complemento dando luogo alla produzione di C3a e C5a. La pneumolisina causa inoltre la lisi delle membrane cellulari dei mammiferi legando il colesterolo e creando di conseguenza dei pori. Lo S. pneumoniae causa danno tissutale a causa della produzione di perossido di idrogeno. La fosforilcolina presente nella parete batterica si lega ai recettori per il fattore attivante le piastrine. I batteri entrano nelle cellule mediante questi recettori, meccanismo che li protegge dalla opsonizzazione e dalla fagocitosi. La capsula protegge il batterio dalla fagocitosi ed è il fattore che lo rende virulento, infatti i ceppi acapsulati non sono virulenti.

S. pneumoniae è normalmente presente nel naso e nella faringe di persone sane. La colonizzazione è più comune nei bambini e negli adulti che vivono con bambini. La malattia si sviluppa quando i pneumococchi che colonizzano l'orofaringe e il naso si portano in sedi distali.

Diagnosi di laboratorio

Lo S.pneumoniae si evidenzia con la colorazione gram positivo e appare come un diplococco allungato circondato da una capsula incolore. È utile un esame dell'urine per evidenziare il Polisaccaride C. (soprattutto per i pazienti con meningite). È difficile individuarlo in culture perché richiedere terreni arricchiti con sangue e ha richieste nutrizionali notevoli. Basta una mezza dose di antibiotico per avere un risultato negativo. Può essere identificato grazie al fatto che il batterio viene rapidamente lisato quando le autolisine sono attivate dopo l'esposizione alla bile. (Le autolisine sono idrolasi del peptidoglicano normalmente inattive, ma possono essere attivate lisando i batteri con conseguente rilascio dei fattori intracellulari di virulenza). Inoltre può essere confermato dalla reazione di Quellung (rigonfiamento): i batteri vengono mescolati con una serie di anticorpi, e un aumento di rifrangenza intorno ai batteri indica la presenza del S.pneumoniae. Inoltre è sensibile all'optochina. Come antibiotico si usa il fluorochilonone o la vancomicina associata a ceftriaxone.