Helicobacter pylori

Caratteristiche

Nel 1982, alcuni ricercatori australiani evidenziarono come un batterio (poi identificato come Helicobacter pylori) fosse in grado di colonizzare un distretto considerato “impossibile” da colonizzare fino ad allora, ovvero lo stomaco. Chiaramente, lo stomaco era considerato “impossibile” da colonizzare proprio per le sue caratteristiche acide, per la presenza dei succhi gastrici.

Questa scoperta quindi ha suscitato un notevole interesse verso i meccanismi che permettono questa particolare infezione.

Questo batterio, inizialmente fu classificato nel genere Campylobacter ma successivamente, nel 1989, venne creato un genere ad hoc proprio per le peculiari caratteristiche di tipo ultrastrutturale, biochimico genomico che possiede questo batterio. Si parla quindi di Helicobacter pylori, che presenta le seguenti caratteristiche:

• Elicoidale e/o vibroide. Tuttavia nella forma di resistenza è coccoide, mentre in coltura risulta pleiomorfo;
• Gram negativo;
• Possiede da 2 a 7 flagelli terminanti a forma di clava che gli conferiscono una motilità elevata;
• Presenta uno strato di glicocalice che riveste tutto il soma ed i flagelli;
• Microareofilo;
•  Presenta una parete liscia;
• Catalasi positivo;
• Ureasi positivo;
• Ossidasi positivo.

Filogenesi

Morfologia delle colonie

H. pylori può crescere su diversi terreni solidi contenenti sangue o prodotti sanguigni (piastre di agar sangue). In particolare, per una crescita ottimale si utilizza una quantità dal 7 al 10% di sangue di cavallo. Inoltre, l’agar con emulsione di tuorlo d’uovo è stato anche descritto come mezzo privo di sangue dove poter far crescere H. pylori. 

H. pylori cresce male o per nulla su terreni selettivi contenenti antibiotici. I terreni selettivi Skirrows e Dents sembrano essere i migliori terreni selettivi commerciali disponibili. Generalmente H. pylori cresce lentamente in mezzi liquidi, con formazione di un elevato numero di forme coccoidi.

Inoltre, H. pylori può crescere nei seguenti terreni:

• Helicobacter pylori Agar. Un terreno selettivo per l’isolamento di Helicobacter pylori;
• Columbia Agar (Sheep blood 5%);
• Mueller Hinton Agar II (Sheep blood 5%);
• Mueller Hinton Fastidious Agar (Horse blood 5% + 20 mg/L β-AD);
• Brain Heart Infusion Agar;
• Brain Heart Infusion Broth.

Le colonie di H. pylori sono piccole (da 0,5 a 2 mm), traslucide e giallastre (Figura 1) su agar sangue di cavallo lisato al 7% e con colonie da traslucide a grigio pallido da 0,5 a 1 mm di dimensioni su agar sangue. Nelle colture molto giovani H. pylori può apparire in microscopia con bastoncini quasi dritti. Dopo 3-5 giorni di incubazione i batteri sembrano pleomorfi, con aste curve irregolari, molte delle quali a forma di U. 

Nelle colture più vecchie, H. pylori appare con forme coccoidi. A causa delle loro piccole dimensioni, le colonie di H. pylori possono essere difficili da identificare ed isolare.

Patogenesi

La trasmissione può avvenire per via:

1. Oro-fecale;
2. Oro-orale;
3.  Attraverso materiali sanitari;
4. Zoonosi.

H. pylori possiede un lipopolisaccaride poco tossico. Questa caratteristica è donata proprio dalla peculiare composizione di acidi grassi nel lipide A. In particolare, la porzione glicinica è costituita da una sequenza di zuccheri identica agli antigeni Lewis x e Lewis y.

Questi antigeni si trovano in molte cellule umane, soprattutto nelle cellule della mucosa gastrica. H. pylori, quindi “mima” le cellule umane e, così facendo, si maschera al sistema immunitario e non evoca una risposta infiammatoria importante. Questo spiega come mai la maggior parte delle persone colonizzate siano asintomatiche.

Nel primo stadio di infezione, H. pylori raggiunge la mucosa gastrica. In questo stadio giocano un ruolo importantissimo:

• La produzione di ureasi;
• I flagelli (che permettono la motilità della cellula batterica);
• Alcune adesine, che permettono una salda adesione alle cellule della mucosa gastrica.

L’ureasi è estremamente importante nella colonizzazione da parte di H. pylori perché permette al batterio di sopravvivere in un ambiente acido come quello dello stomaco. Questa, infatti, idrolizza l’urea presente nella cavità gastrica e porta alla produzione di ammonio e bicarbonato. Saranno proprio quest’ ultimi a neutralizzare l’acidità della cavità gastrica.

Tossine

Circa il 60% dei ceppi di H. pylori è in grado di produrre una particolare citotossina (codificata dal gene vacA) che prende il nome di tossina vacuolante A o VacA.

Questa tossina è in grado di portare alla formazione di canali che a loro volta portano ad un anormale flusso di anioni con conseguente sbilanciamento osmotico di diversi compartimenti.

Inoltre, secondo studi recenti sembra che VacA induca la morte delle cellule dell’epitelio gastrico attraverso un processo apoptotico.

Un’altra tossina prodotta, dal 65% dei ceppi di H. pylori, è la tossina CagA (codificata del gene cagA). Sembra che CagA da un lato provochi la polimerizzazione dell’actina con conseguente formazione di un piedistallo tra H. pylori e la cellula ospite, favorendo l’adesione del batterio; dall’altro determini il rilascio di citochine pro-infiammatorie (IL-8) (Figura 2).

Il gene cagA è localizzato, nel genoma, in un segmento di DNA noto come “isola di patogenicità“. Questo segmento di DNA è presente solo nei batteri con un alto grado di patogenicità.

Metodi di identificazione

Per una corretta identificazione di H. pylori si può procedere attraverso diversi tipi di esami:

• Microscopia;
• Test dell’ureasi;
• Ricerca degli antigeni;
• Esame colturale.

Microscopia

Si può eseguire un esame istologico della biopsia gastrica. H. pylori può essere individuato eseguendo una colorazione di Gram o una colorazione ematossilina-eosina, ma la colorazione più sensibile è la colorazione con argento di Warthin-Starry.

L’esame microscopico è forse l’esame più accurato, tuttavia non si esegue come routine poiché è un esame invasivo.

Test dell’ureasi

Il test dell’ureasi è un test poco invasivo ma molto costoso. Viene eseguito il cosiddetto Test del respiro (o Breath test). In particolare viene somministrato un pasto contenente urea marcata con carbonio radioattivo C14 e successivamente si valuta l’emissione di CO2 marcata.

Ricerca degli antigeni

Gli antigeni di H. pylori eliminati con le feci possono essere rilevati attraverso differenti test in commercio.

Questi test hanno una sensibilità e specificità di circa il 90%, sono facili da eseguire, non sono costosi e sono relativamente accurati.

Un test molto utilizzato in laboratorio, ad esempio, è il “Helicobacter pylori Test” fornito dalla Liofilchem. Consiste in un brodo selettivo per l’isolamento di Helicobacter pylori da campioni bioptici e fecali.

Un altro test basato sul rilevamento delle IgG specifiche è la “H. pylori CARD“. È un test rapido che ricerca gli anticorpi IgG per la determinazione di Helicobacter pylori nel siero umano.

Infine anche la “FECAL H.pylori ANTIGEN CARD” è un test rapido molto utilizzato per la ricerca qualitativa di antigeni di Helicobacter pylori in campioni fecali umani.

Esame colturale

Il microrganismo può crescere solo in determinate condizioni:

• Atmosfera microaerofila;
• Terreno arricchito, addizionato con sangue, emina, carbone.

L’identificazione preliminare degli isolati si basa sulle caratteristiche di crescita in condizioni selettive, sul ritrovamento della tipica morfologia microscopica e sul rilevamento dell’attività di (Tabella 1):

• Ossidasi
• Catalasi
• Ureasi

Terapia

Sono stati valutati diversi regimi antibiotici per la terapia delle infezioni da H. pylori. La terapia con tetraciclina, metrodinazolo, bismuto ed omoprazolo per due settimane si è dimostrata molto efficace.

Al momento per l’uomo non ci sono dei vaccini.

Fonti

• Lifegate.it
• Researchgate
• Helicobacter pylori: Physiology and Genetics – NCBI
• Principi di Microbiologia Medica – Michele La Placa
• Liofilchem