Peptococcus niger

Caratteristiche

Peptococcus niger è un batterio Gram (+), immobile, appartenente al genere Peptococcus. Si tratta dell’unico batterio attualmente appartenente a questo genere, in quanto tutte le altre specie sono state spostate all’interno del genere Peptostreptococcus. P.niger viene convenzionalmente inserito tra i cocchi anaerobi Gram (+) (GPAC), un gruppo eterogeneo di batteri accomunato dalla forma e dall’incapacità di crescere in presenza di ossigeno. Tra i cocchi anaerobi di interesse clinico, troviamo batteri appartenenti ai generi Veillonella (cocchi Gram- negativi), Peptococcus (Gram positivi) e Peptostreptococcus (Gram-positivi). 

Si tratta inoltre di un batterio:

  • Anaerobio obbligato
  • Non formante spore
  • Sferico
  • Ureasi (-)
  • Coagulasi (-)
  • Catalasi (+)

P.niger è un batterio commensale, facente parte della normale flora intestinale, ombelicale e del tratto genito-urinario. Le cellule batteriche misurano dai 0.3 – 1.3 μm, e possono presentarsi singolarmente, in coppia, possono formare delle tetradi o assumere delle strutture irregolari. A livello biochimico, è in grado di produrre abbondanti quantità di acido caproico (o acido esanoico), acido valerico e acido butirrico.

Immagine 1- illustrazione di peptococcus
Figura 1- Peptococcus
Figura 2- caratteristiche biochimiche di P.niger
Figura 2- Caratteristiche biochimiche di P.niger ( ceppi H4 e H89) in relazione ad altri batteri

Il problema tassonomico

La posizione tassonomica di P.niger ha subito numerose modifiche nel corso degli anni. Inizialmente, batteri appartenenti ai generi Peptococcus e Peptostreptococcus, vennero inseriti all’interno della famiglia Peptococcaceae e divisi in 4 gruppi filogenetici:

  • Peptococcus niger 
  • Sarcina-Peptostreptococcus anaerobius
  • Ruminococcus-Coprococcus
  • Peptostreptococcus

Attraverso uno studio più approfondito dell’RNA ribosomale, è stato possibile ridefinire i reali rapporti filogenetici e la reale classificazione. Peptococcus niger, infatti, era l’unico batterio a non essere imparentato con gli altri membri della famiglia. Si è quindi proposto di spostare questi membri del genere Peptostreptococcus in un’altra famiglia, ovvero Peptostreptococcaceae. Lo spostamento di alcuni batteri all’interno della famiglia Peptostreptococcaceae, è stato possibile anche grazie all’analisi del contenuto di Guanina + Citosina ( G+C) all’interno del DNA batterico. Difatti, il contenuto di C+G in P.niger si aggira intorno al 55%, mentre il contenuto di C+G in altri batteri come Peptococcus asaccharolyticus, Peptococcus indolicus, Peptococcus prevotii e Peptococcus magnus si aggira intorno al 33%, una percentuale riconducibile alla famiglia Peptostreptococcaceae.

Immagine 3- due classificazioni a confronto
Figura 3 – la figura mostra due classificazioni diverse: sulla colonna di sinistra è riportata la classificazione di Holdeman Moore et al. (1986), mentre sulla colonna di destra è riportata una classificazione fenotipica proveniente da uno studio di D.A.Murdoch e I.J.Mitchelmore (1991)

Filogenesi

DominioBacteria
PhylumFirmicutes
ClasseClostridia
OrdineClostridiales
FamigliaPeptococcaceae
GenerePeptococcus
SpeciePeptococcus niger

Morfologia delle colonie

Il terreno di crescita più utilizzato è l’agar sangue. Le colonie hanno una crescita molto lenta, difatti risultano essere invisibili dopo le 48h. Queste possono essere invece osservate in seguito ad un periodo di incubazione di 5 giorni, e in condizioni di anaerobiosi. Quest’ultime appaiono lisce, brillanti, circolari con diametro intorno a 1 mm e sollevate, di un colore che varia dal grigio al nero. Se esposte all’aria, virano verso il grigio chiaro. Nel giro di alcune settimane, le colonie possono assumere un colore giallognolo.

P.niger viene solitamente isolato da materiale fecale umano e, in alcuni casi, vengono utilizzati terreni arricchiti con deidroepiandrosterone solfato (DHEAS).

Patogenesi

Nonostante i cocci gram (+) possano essere associati a vari tipi di infezioni (sinusite cronica, otite media acuta e cronica) nessuna malattia umana è stata specificamente collegata a P. niger.

In uno studio del 1958 di Mergenhagen et al., è stata identificata una sinergia tra gli streptococchi anaerobici e S.aureus nel causare progressiva gangrena nei conigli. Questo meccanismo di sinergia microbica è stato però poco studiato, ed è quindi poco noto il processo di patogenesi. Sembra che questi batteri, di norma commensali, se associati ad altri batteri anaerobi possano diventare dei patogeni causando gangrena, sepsi puerperale (infezione della vagina dopo il parto) e setticemia. In generale, i GPAC, producono un quadro clinico simile alla cellulite anaerobica clostridiale: si ha quindi un’infezione necrotizzante dei tessuti sottocutanei caratterizzata dalla fuoriuscita di un essudato scuro e maleodorante.

P.niger è stato inoltre associato alla putrefazione del piede ovino e ad altri tipi di infezioni animali

Immagine 4- Peptococchi e Peptostreptococchi in un'infezione vaginale
Figura 4 – Microfotografia che mostra i batteri presenti in’un infezione vaginale. Si possono osservare sia Peptostreptococcus che Peptococcus, presenti all’interno delle due cellule epiteliali squamose (colorate in azzurro)

L’attività enzimatica

In seguito ad alcuni studi, sono emerse delle particolarità che riguardano soprattutto l’attività enzimatica e la produzione di enzimi da parte di P.niger.

Il ceppo H4 di P.niger ha infatti dimostrato di avere un’attività di ossidoreduttasi nei confronti di estrogeni (soprattutto estrone e beta-estradiolo) e alcuni androstani. E’ inoltre in grado di produrre un enzima, steroide solfatasi (STS), il quale è in grado di promuovere l’idrolisi di ormoni come il deidroepiandrosterone solfato (DHEA-S) e l’estrone solfato (E1-S), permettendo quindi la loro attivazione. Il DHEA, conosciuto anche come androstenolone, è un ormone prodotto dalle ghiandole surrenali e precursore di alcuni androgeni ed estrogeni (testosterone ed estradiolo). L’estrone, invece, è un estrogeno prodotto dalle ovaie e presente, in quantità maggiore, nelle donne in menopausa.

Ad oggi, sembra che P.niger sia il primo batterio isolato dal tratto gastrointestinale umano ad avere questo tipo di attività. Attualmente non si sa quale sia l’entità del contributo effettivo, ma è importante sapere che questo batterio partecipa al metabolismo degli ormoni sessuali.

Terapia e prevenzione

P. niger è un batterio sensibile a numerosi antibiotici quali penicillina, ampicillina, azlocillina, metronidazolo, cefuroxima, eritromicina e cloramfenicolo. E’ inoltre sensibile al processo di clorazione (se trattato con una soluzione all’1% di ipoclorito di sodio) e all’utilizzo di alcool etilico e formaldeide . Un metodo effettivo per la sua eliminazione, è il calore umido (121 °C per 15-30 minuti).

Fonti

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