Mal di gola batterico: tutta colpa di Streptococcus pyogenes

La faringite

Con l’arrivo dell’autunno tutti noi sappiamo a cosa stiamo andando incontro. Oltre alle prime piogge, le castagne e la cioccolata calda, in molti si troveranno, infatti, in compagnia di una fastidiosa condizione: il mal di gola batterico. La faringite e la faringo-tonsillite, comunemente definite “mal di gola”, sono condizioni caratterizzate da tosse (Fig. 1), un forte dolore durante la deglutizione e tonsille gonfe e infiammate. Sebbene i mal di gola siano dovuti per la maggior parte a infezioni virali, circa il 30% di essi è dovuto a un’infezione batterica causata da un batterio della gola, lo streptococco del gruppo A, Streptococcus pyogenes.

Distinguere i due tipi di mal di gola, virale e batterico, è importante perché risultano essere differenti sia il decorso della malattia sia la cura. S. pyogenes colpisce in maniera particolare i bambini di età compresa tra i 5 e i 15 anni. Per individuare se la causa del mal di gola è batterica, bisogna controllare se sulle tonsille sono presenti delle macchie biancastre (conosciute come placche) e si esegue un tampone faringeo. In caso di responso positivo il medico potrà prescrivere antibiotici che possono appartenere a diverse classi. In particolare, gli antibiotici più raccomandati sono quelli appartenenti alle classi delle penicilline, come l’amoxicillina, o delle eritromicine, anche se risulta facile riscontrare resistenza a questa particolare classe di farmaci.

Figura 1- La tosse è uno dei sintomi più fastidiosi del mal di gola — *Figura 1 – La tosse è uno dei sintomi più fastidiosi del mal di gola [Fonte: https://unsplash.com/photos/C-zwLtPSErc]*

Gli streptococchi

Gli streptococchi sono un gruppo di batteri gram-positivi di forma sferica. La maggior parte degli streptococchi sono anaerobi facoltativi e si associano in coppie o catene. Alcune specie sono commensali dell’organismo umano, ma in alcune condizioni possono convertirsi in batteri opportunisti; in questo caso possono essere quindi il fattore scatenante di differenti disturbi, tra cui il mal di gola, polmonite e, non ultime, infezioni di ferite, pelle e del sangue. Il trattamento di queste infezioni prevede l’uso di antibiotici che vengono somministrati principalmente per via orale, ma infezioni gravi possono richiedere una somministrazione endovenosa. Gli streptococchi si suddividono in diversi gruppi in base al loro aspetto in coltura ed in base a differenze nella biochimica. I gruppi di maggiore interesse per la salute umana, poiché causa della maggior parte delle infezioni dannose, sono i seguenti:

Gruppo A
Gruppo B
Gruppo D
Viridans
Streptococcus pneumoniae (Fig. 2)

Figura 2 - Immagine di Streptococcus pneumoniae generata al computer — *Figura 2 – Immagine di Streptococcus pneumoniae generata al computer [Fonte: https://unsplash.com/photos]*

Lo streptococco di tipo A

S. pyogenes (Streptococco del Gruppo A, GAS) è un patogeno umano che si propaga attraverso le ferite o l’inalazione di goccioline disperse nell’aria provenienti da secrezioni nasali di persone già infette. Questo batterio non è solo causa dell’infezione batterica della gola, ma anche di manifestazioni gravi e potenzialmente mortali.
In uno studio del 2005 è stato, infatti, stimato che circa 500.000 morti ogni anno nel mondo siano dovute proprio a questo batterio a causa di malattie gravi che può causare (come ad esempio la febbre reumatica, cardiopatia reumatica e infezioni invasive). Per questo motivo lo studio della sua fisiologia e delle sue caratteristiche biochimiche è di interesse primario per la salute umana.

Fattori che influenzano la patogenicità dello streptococco

La pericolosità dell’infezione da streptococco è correlata alla produzione di molecole quali adesine, tossine, proteasi e DNasi. Questi fattori sono coinvolti nell’interazione con le cellule dell’ospite e dipendono dal particolare ceppo coinvolto nella malattia. Individuare quindi la presenza dei geni che codificano per questi fattori è fondamentale nel predire l’invasività, e quindi determinare in maniera adeguata la terapia da seguire.

In particolare, la presenza dei geni dell’esotossina A (speA) e dell’esotossina Z (smeZ) sono importanti nel determinare ceppi che risultano in prognosi peggiori. Le esotossine sono sostanze di natura proteica, e quindi idrosolubili, prodotte in maniera esclusiva da ogni batterio e che caratterizzano la diversa sintomatologia batterica. Altri fattori di virulenza rilevanti nell’identificazione del ceppo specifico di streptococco, e dunque migliorare l’approccio di cura dell’infezione, sono le DNAsi, codificate da elementi genetici mobili, e le proteasi, responsabili della propagazione dei batteri nei tessuti dell’ospite.

Tecniche di caratterizzazione del ceppo

In passato la caratterizzazione degli streptococchi veniva eseguita analizzando tratti fenotipici come la capacità di metabolizzare i carboidrati e, in seguito, attraverso la caratterizzazione dell’RNA ribosomiale 16S, una componente della subunità 30S del ribosoma procariotico. Queste tecniche si sono con il tempo rivelate essere comunque antiquate poiché non permettevano di distinguere in maniera chiara alcuni dei ceppi esistenti. Attualmente il metodo più diffuso di caratterizzazione, anche per la sua economicità e rapidità, è quello che prevede l’utilizzo della PCR. Sono stati progettati oligonucleotidi specifici per individuare 20 fattori di virulenza utilizzando il software Primer3, disponibile come tool su NCBI.

Il futuro nei vaccini

L’obiettivo a lungo termine è quello di sviluppare un vaccino che possa prevenire l’infezione, almeno da parte dei ceppi più virulenti. Attualmente sono in fase di sviluppo un grande numero di vaccini. Parte di questi candidati sono già in fase di test su gruppi ristretti di persone sane per valutarne la sicurezza e la tollerabilità. A questo scopo è importantissimo lo studio di questo batterio con lo scopo di approfondire la conoscenza delle sue componenti molecolari. Grazie a ciò sarà possibile in futuro condurre un rational drug design, e andando a individuare motivi molecolari (epitopi) che possano permetterci di realizzare vaccini di maggiore efficacia e che presentino un’altissima tollerabilità.