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 zanzare, zecche, tafani oppure ancora i pidocchi.

Caratteristiche

I batteri del genere Borrelia sono debolmente evidenti alla colorazione di Gram e non sono considerati né gram-positivi né gram-negativi pur essendo dotati di una parete cellulare simile a quella dei gram negativi; è possibile utilizzare le colorazioni Giemsa o di Wright. B. burgdorferi è microaerofilo e 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.

*Figura 1 – Struttura microscopica della Borrelia burgdorferi*

Filogenesi

Dominio	Prokaryota
Regno	Bacteria
Phylum	Spirochaetes
Classe	Spirochaetes
Ordine	Spirochaetales
Famiglia	Spirochaetaceae
Genere	Borrelia
Specie	*Borrelia burgdorferi*

Morfologia delle colonie

La coltivazione delle borrelie è particolarmente difficile poiché hanno esigenze nutrizionali complesse (richiedono acidi grassi saturi e insaturi a lunga catena, glucosio, aminoacidi e N-Acetilglucosamina) le quali rendono difficile la crescita in laboratorio, ecco perchè generalmente la diagnosi delle infezioni sostenute dal genere Borrelia avviene mediante sierologia. Tutte le borrelie 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 uno dei vettori cui è stata fatta menzione. Recentemente inoltre l’IDSA ne ha accertata la trasmissione anche per via placentare (dalla madre al feto) e probabilmente anche sessuale. 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: sebbene sia considerato il primo indicatore clinico della malattia di Lyme , è pur vero che compare in circa il 50% dei pazienti e non in tutti coloro che sono stati infettati.

Inizia come una macula o una papula rossa nel sito del morso, poi 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). Altri sintomi precoci della malattia sono rappresentati da malessere, affaticamento, mialgie e linfoadenopatie.

Se i pazienti non vengono trattati precocemente si presenta la fase di disseminazione ematogena la quale 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).

*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
Doxiciclina	100 mg PO bid per 14-21 die
Cefuroxima axetile	500 mg PO bid per 14-21 die
Manifestazioni neurologiche
Doxiciclina	Per quanto riguarda la malattia precoce
Meningite (con o senza radicoloneuropatia o encefalite)
Ceftriaxone	2 g EV 1 volta/die per 14-28 die
Cefotaxime	2 g EV 1 ogni 8 h per 14-28 die
Penicillina G	3-4 milioni di unità EV ogni 4 h per 14-28 die
Doxiciclina	100-200 mg PO bid per 14-28 die
Manifestazioni cardiache
Ceftriaxone	2 g EV 1 volta/die per 14-21 die
Penicillina G	3-4 milioni di unità EV ogni 4 h per 14-21 die
Doxiciclina	100 mg PO bid per 14-21 die
Amoxicillina	500 mg PO tid per 14-21 die
Artrite (senza coinvolgimento neurologico)
Amoxicillina	500 mg PO tid per 28 die
Doxiciclina	100 mg PO bid per 28 die
Cefuroxima axetile	500 mg PO bid per 28 die
Ceftriaxone	2 g EV 1 volta/die per 28 die
Penicillina G	3-4 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