Borrelia burgdorferi

La Borrelia burgdorferi è un microrganismo che può infettare esseri umani ed animali (cervi, ratti, roditori, uccelli, che costituiscono i “serbatoi”) causando malattie infettive note come borrelliosi, che in genere vengono trasmesse dagli animali agli umani tramite insetti vettori, come zecche oppure pidocchi.

Caratteristiche

Borrelia burgdorferi è un batterio gram negativo anaerobio obbligato o microaerofi­lo; al microscopio elettronico presenta la tipica forma a spirale avente tutte le caratteristiche delle spirochete (Fig.1) quali l’esigua dimensione dello spessore, la morfologia spiralata, la presenza di endoflagelli e l’estrema labilità ai fattori ambientali. Principali caratteristiche:

Lunghezza del corpo batterico 7-24 um;
Larghezza 0.20-0.50 um;
Passo dell’elica 1.7-3.3 um;
N° flagelli 7-12;
Tubuli citoplasmatici assenti.

Il genoma presenta un’organizzazione peculiare, che appare unica
nell’ambito dei procarioti; esso infatti si articola in un cromosoma di circa
1000 kilobasi, lineare anzichè circolare ed in un microcosmo
di plasmidi, alcuni dei quali sono lineari, altri circolari. Contiene 853 geni codificanti per un set di proteine di base per la replica del DNA, trascrizione, translazione, trasporto dei soluti e metabolismo energetico. Pochi geni, tra quelli conosciuti, sarebbero connessi con la virulenza, e le sue interazioni con l’ospite, situazione alquanto rara rispetto agli altri Eubatteri.

Struttura microscopica della Borrelia burgdorferi
Figura 1 – Struttura microscopica della Borrelia burgdorferi

Filogenesi

DominioProkaryota
RegnoBacteria
PhylumSpirochaetes
ClasseSpirochaetes
OrdineSpirochaetales
FamigliaSpirochaetaceae
GenereBorrelia
SpecieBorrelia burgdorferi

Morfologia delle colonie

La coltivazione delle borrelie è particolarmente difficile: tutte crescono abbastanza bene solo nell’uovo embrionato di gallina, che viene infatti usato per l’isolamento primario dalle infezioni umane; da qualche anno però è stato messo a punto un terreno artificiale (terreno di Kelly) che permette la coltivazione di alcune specie. In una modifi­cazione del terreno di Kelly, il terreno BSK (Barbour-Stoenner- Kelly), è stata ottenuta la crescita di Borrelia burgdorferi (Fig.2)E’ stato appurato che le borrelie necessitano di lipidi come fattori di crescita; in ogni caso lo sviluppo di questi microrganismi è lento poiché presentano un tempo medio di divisione di 18-26 ore, per cui una crescita visibile si ottiene dopo almeno 6-7 giorni di incubazione.

Aspetto colonia della B. burgdorferi su terreno BSK con " promotori" specifici
Figura 2 – Aspetto colonia della B. burgdorferi su terreno BSK con ” promotori” specifici

Patogenesi

La malattia di Lyme è causata da Borrelia burgdorferi, trasmessa all’uomo tramite puntura di una zecca infetta. La malattia determina vari problemi clinici: dal rash cutaneo ad una grave compromissione di alcuni organi, tra cui artriti, problemi neurologici e cardiologici.

Essa è trasmessa principalmente da 4 Ixodes sp. in tutto il mondo:

  • Ixodes scapularis (zecca del cervo) nel nord-est e nel nord degli Stati Uniti centrali;
  • I. pacificus negli Stati Uniti occidentali;
  • I. ricinus in Europa;
  • I. persulcatus in Asia.

La malattia ha 3 fasi:

  • Precoce localizzata;
  • Precoce disseminata;
  • Tardiva.

La prima fase è contraddistinta dal caratteristico eritema migrante, il migliore indicatore clinico della malattia di Lyme; è il primo segno della malattia, compare in almeno il 75% dei pazienti, iniziando come una macula o una papula rossa nel sito del morso. L’area interessata si espande, spesso con chiarificazione della porzione compresa tra il centro e la periferia così da assomigliare a un occhio di bue (Fig.3). La fase disseminata inizia giorni o settimane dopo la comparsa della lesione primitiva, quando il batterio si diffonde nell’organismo. I pazienti sviluppano una sindrome muscolo-scheletrica, simil-influenzale, costituita da malessere, spossatezza, brividi, febbre, cefalea, rigidità nucale, mialgia ed artralgia che può durare per settimane. Nella malattia di Lyme non trattata, la fase tardiva inizia mesi o anni dopo l’infezione iniziale, malessere, astenia e febbricola possono precedere o accompagnare gli attacchi artritici. 

 Aspetto a " occhio di bue" del morso da Ixodes sp.
Figura 3 – Aspetto a ” occhio di bue” del morso da Ixodes sp.

Una delle ragioni per cui Borrelia burgdorferi è considerato un patogeno pericoloso è la sua alta patogenicità dovuta alle diverse strategie che attua per evadere il sistema immunitario dell’ospite. Queste sono per esempio:

  • L’utilizzo di Manganese negli enzimi respiratori;
  • Sostanze immunosopressive nella saliva della zecca. La saliva della zecca contiene una proteina che inattiva le cellule T del sistema immunitario;
  • Uscita dal flusso sanguigno. Borrelia burgdorferi può uscire dal flusso sanguigno, verso la zona sotto-cutanea, il liquido sinoviale e il liquido cerebro-spinale. Per evadere il sistema immunitario e per diffondersi in tutto l’organismo;
  • Cambiamento della proteina esterna di superficie Osp. Questa è una proteina antigenica che il sistema immunitario riconosce per poter produrre anticorpi. Borrelia, però, può cambiare l’espressione di questa proteina così che gli anticorpi precedentemente prodotti non sono più efficaci contro la nuova proteina.

Metodi identificazione

Le borrelie, contrariamente alle altre spirochete, si colorano bene con i coloranti di anilina; esse inoltre possono essere osservate nelle sezioni di tessuto mediante la tecnica di im­pregnazione argentica, mentre per metterle in evidenza a fresco negli strisci di sangue o nei tessu­ti degli insetti vettori si usa la microscopia in campo oscuro (Fig.4); con la colorazione di Giemsa le borrelie si possono evidenziare direttamente al microscopio ottico, in quanto il loro diametro è sufficiente per osservarle senza utilizzare tecniche particolari. Per la diagnosi, si utilizzano, anche metodiche sierologiche (es. ELISA) o di biologia molecolare (es. PCR).

 Aspetto della B. burgdorferi microscopio su campo oscuro
Figura 4 – Aspetto della B. burgdorferi microscopio su campo oscuro

Terapia

Il trattamento prevede l’utilizzo di antibiotici; di seguito la tabella riassume i trattamenti a seconda delle fasi e del coinvolgimento dei distretti organici.

Fase precoce

Amoxicillina
500 mg PO tid per 14-21 die
Doxiciclina100 mg PO bid per 14-21 die
Cefuroxima axetile500 mg PO bid per 14-21 die
Manifestazioni neurologiche
DoxiciclinaPer quanto riguarda la malattia precoce
Meningite (con o senza radicoloneuropatia o encefalite)
Ceftriaxone2 g EV 1 volta/die per 14-28 die
Cefotaxime2 g EV 1 ogni 8 h per 14-28 die
Penicillina G3-4 milioni di unità EV ogni 4 h per 14-28 die
Doxiciclina100-200 mg PO bid per 14-28 die
Manifestazioni cardiache
Ceftriaxone2 g EV 1 volta/die per 14-21 die
Penicillina G3-4 milioni di unità EV ogni 4 h per 14-21 die
Doxiciclina100 mg PO bid per 14-21 die
Amoxicillina500 mg PO tid per 14-21 die
Artrite (senza coinvolgimento neurologico) 
Amoxicillina500 mg PO tid per 28 die
Doxiciclina100 mg PO bid per 28 die
Cefuroxima axetile500 mg PO bid per 28 die
Ceftriaxone2 g EV 1 volta/die per 28 die
Penicillina G3-4 milioni di unità EV ogni 4 h per 28 die

Aspetti medico veterinari

Anche i nostri amici a 4 zampe possono essere “punti” da zecche e manifestare la borrelliosi, in particolare:

CANE

I sintomi clinici di carattere sistemico sono: febbre alta (39,5-40,5°C), zoppia
itinerante, dolore articolare, linfoadenomegalia, anoressia e malessere generale.

CAVALLO

Negli USA sono stati descritti casi di febbre, astenia, gonfiori articolari, uveite e anche di encefalite; indagini sierologiche condotte in Bretagna hanno evidenziato una sieroprevalenza più alta nei cavalli allo stato brado o semi-brado (23%) rispetto alle stazioni di monta (5%) e ai centri ippici (7,5%).

BOVINI
Oltre che il calo dell’incremento ponderale e della produzione lattifera, sono frequenti le artriti come nei montoni.

Per la diagnosi si utilizzano le tecniche descritte in precedenza, quanto alla terapia i farmaci di scelta sono la doxiciclina e l’ossitetraciclina.

Dr. Giosuè Ruggiano

Fonti:

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