Neisseria gonorrhoeae

Caratteristiche

Neisseria gonorrhoeae (o gonococco di Neisser, dal nome del medico tedesco Albert Neisser che per primo ne descrisse le caratteristiche negli anni ‘70 del diciannovesimo secolo) è un batterio aerobio Gram-negativo responsabile di diverse condizioni cliniche, la più nota delle quali prende il nome di gonorrea (o scolo).

È un diplococco ossidasi e catalasi positivo, e produce acidi non mediante la fermentazione dei carboidrati, ma mediante la loro ossidazione, reperto caratteristico che storicamente veniva utilizzato per identificare i batteri appartenenti alla famiglia delle Neisseriaceae, di cui fa parte insieme alla N. meningitidis e altre specie non patogene.

L’unico ospite nel quale è in grado di riprodursi è l’uomo.

Nonostante la difficile sopravvivenza nei terreni di coltura è estremamente efficace nella trasmissione interumana e la sua presenza nei campioni biologici è sempre indicativa di infezione, a differenza di quanto accade per la N. meningitidis che può essere un commensale della normale flora delle vie aeree superiori. 

La via primaria di trasmissione è quella sessuale e rappresenta la seconda causa di uretrite in Europa (dopo le forme dette “non gonococciche”).

Filogenesi

Morfologia delle colonie

N. gonorrhoeae è un patogeno difficile da coltivare perché presenta numerose necessità legate sia al terreno sia alla raccolta del campione.

Essendo un batterio che condivide la sua vita con numerosi commensali delle vie urinarie/genitali dei soggetti affetti, ogni campione (uretrale, faringeo o rettale) raccolto deve essere contemporaneamente processato in due terreni di coltura:

• Agar-cioccolato: terreno non selettivo arricchito, composto da digerito enzimatico di Caseina 7 g/L, digerito enzimatico di tessuti animali 7.5 g/L, amido di mais 1.0 g/L (necessario per impedire l’effetto tossico degli acidi grassi), Fosfato Dipotassico 4.0 g/L, Fosfato Monopotassico 1.0 g/L, Cloruro di Sodio 5.0 g/L, Agar 17.0 g/L, sangue di cavallo o di montone defibrinato 50.0 mL che viene poi “cotto” a circa 80°C per distruggere tutti gli enzimi che potrebbero inibire la crescita di questo organismo. Questo terreno viene scelto sia perchè alcuni ceppi di N. gonorrhoeae sono inibiti dalla vancomicina usata nella maggior parte dei terreni selettivi, sia perchè sono inibiti dagli acidi grassi e dal peptone utilizzato nell’Agar-sangue.
• Terreni selettivi come il Thayer-Martin, che comprende antibiotici/antifungini come polimixina, nistatina e vancomicina. Il gonococco richiede, inoltre, cistina e una fonte di energia come glucosio, piruvato o lattato.

Entrambi questi terreni devono essere incubati immediatamente, senza far asciugare il campione, a temperature di 35-37°C e preferibilmente (o obbligatoriamente) in un’atmosfera arricchita con il 5% di CO₂.

Se tutti questi criteri vengono soddisfatti il gonococco cresce in colture piccole, tondeggianti e traslucide o opache a seconda della presenza della proteina Opa. La superficie è spesso granulare e i margini lobati.

Patogenesi

I principali meccanismi di patogenesi del gonococco sono:

• I Pili, presenti sia nelle specie patogene che non patogene di Neisseria e che consentono al batterio di muoversi, scambiarsi materiale genetico, attaccarsi alla mucosa e resistere al killing del sistema immunitario. Le piline che compongono queste strutture hanno un’alta variabilità genetica per cui è possibile reinfettarsi anche più volte con il gonococco.
• Pori, che impediscono la acidificazione vacuolare (meccanismo di difesa con cui le cellule distruggono potenziali patogeni).
• Proteine Opa (da “opaco”), presenti in alcuni ceppi, che consentono di legarsi alle cellule mucosali e conferiscono alle colonie un aspetto opaco e mucinoso.
• Proteine leganti la transferrina umana, che consentono al batterio di catturare il ferro necessario al suo metabolismo.
• Lipoligoosaccaride (LOS), struttura di membrana simile al Lipopolisaccaride (LPS) di quasi tutti i Gram-negativi, che ha una funzione antigenica e tossica.
• Beta-lattamasi presente in alcuni ceppi di gonococco e che conferisce resistenza alle penicilline.

Il gonococco ha un’alta capacità di sopravvivenza intracellulare. Viene trasmesso prevalentemente per via sessuale dove, grazie alla presenza dei pili, delle porine di superficie e delle proteine Opa, si attacca alle cellule della mucosa e penetra al loro interno dove si moltiplica.

Una volta riprodotto passa nello spazio sub-epiteliale dove l’infezione si consolida e la reazione del sistema immunitario verso gli antigeni di superficie del batterio (come il LOS) causa il rilascio di numerose citochine pro-infiammatorie e l’attivazione del complemento. Questo, a sua volta, determina il richiamo dei neutrofili nella mucosa e la formazione del pus che drena attraverso la mucosa nello spazio luminale (specie delle vie urinarie maschili) dando luogo allo “scolo”, da cui la malattia prende il nome, di materiale purulento composto da batteri e detriti di globuli bianchi dall’uretra.

Le patologie determinate dal gonococco sono la gonorrea vera e propria, un’uretrite purulenta che si manifesta più frequentemente nel maschio che nella femmina (dove l’infezione è più spesso asintomatica ma a volte complicata da PID, bartolinite o gravidanze extra-uterine), le infezioni disseminate con artrite gonococcica, la congiuntivite neonatorum causata nella maggior parte dei casi dal passaggio del neonato attraverso un canale del parto infetto, la proctite e faringite gonococcica e raramente veri e propri quadri settici.

Metodi di identificazione

Sebbene il gonococco sia relativamente difficile da coltivare, rappresenta un sogno per molti microbiologi in quanto, come tutte le Neisseriaceae è facilmente identificabile all’osservazione microscopica dopo colorazione di Gram. Questo perchè le Neisserie sono gli unici diplococchi Gram-negativi e il riscontro di cocchi “a chicco di caffè” Gram-negativi in campioni provenienti da materiale purulento delle vie urinarie (specie se maschili), liquido articolare o altro, è patognomonico di gonorrea (o quanto meno di infezione da Neisseria).

Nei pazienti sintomatici la sensibilità è del 90-98% mentre negli asintomatici del 60% circa.

Il gold-standard diagnostico è ancora, però, l’isolamento colturale del batterio seguito da prove biochimiche del pattern di ossidazione dei carboidrati o la spettrometria con MALDI-TOF.

Nella pratica clinica, però, a causa della relativamente alta sensibilità, specificità e rapidità, è entrato nell’uso comune l’utilizzo della PCR per rilevazione di Chlamydia e gonococco direttamente sui campioni, risultati che dovrebbero, in teoria, essere poi confermati dall’isolamento colturale del patogeno.

Terapia

In passato la prima linea terapeutica per la gonorrea era rappresentata dalle cefalosporine di terza generazione ma il riscontro di una quantità sempre maggiore di ceppi resistenti ha indotto il CDC a raccomandare l’utilizzo di una combinazione antibiotica composta quasi sempre da:

• Ceftriaxone intramuscolo in singola dose da 250 mg + azitromicina per bocca in singola dose da 1g nelle infezioni di uretra, cervice, retto o faringe
• Ceftriaxone intramuscolo in singola dose di 500 mg + azitromicina per bocca in singola dose da 2g in Europa

A causa dell’alta frequenza di coinfezioni con Chlamydia è spesso consigliato associare una terapia a base di doxiciclina per circa una settimana.

Altri regimi alternativi sono a base di spectinomicina o gentamicina.

Si ringrazia il dott. Alberto Amedeo per la gentile concessione dell’articolo.

Fonti

• Murray, P.R., et al. 1995. Manual of Clinical Microbiology , 8th ed. American Society for Microbiology, Washington, D.C.
• Moroni M, et al. 1998. Manuale di Malattie Infettive, 3a ed. EDRA, Milano.
• CDC, Sexually Transmitted Diseases Guidelines, 2015
• Sanford Guide for Antimicrobial Therapy
• http://www.microbiologyinpictures.com/
• https://www.researchgate.net/figure/Algorithm-for-culture-and-identification-of-Neisseria-gonorrhoeae_fig1_5688966
• Kulkarni S, Bala M, Risbud A. Performance of tests for identification of Neisseria gonorrhoeae. Indian J Med Res. 2015;141(6):833–835. doi:10.4103/0971-5916.160721
• Kuroki T, Watanabe Y. Nihon Rinsho. 2005;63 Suppl 7:163–165.