Pseudomonas aeruginosa

CARATTERISTICHE

I membri del genere Pseudomonas, sono microrganismi ubiquitari, che si trovano in diversi ambienti:

  • Suolo
  • Acqua
  • Materia organica in decomposizione
  • Vegetazione
  • Cibo
  • Lavandini
  • Toilette
  • Strofinacci del pavimento

P. aeruginosa è un batterio molto virulento, tuttavia generalmente non è in grado di portare a serie patologie nei soggetti con sistema immunitario sano. Questo batterio si presenta come un bacillo dritto o leggermente ricurvo, di dimensioni ridotte, circa 0.5 – 1.0 µm per 1.5 – 5 µm, ed inoltre è:

  • Gram negativo
  • Aerobio/anaerobio facoltativo
  • Mobile (presenta fino a 3 flagelli unipolari)
  • Asporigeno
  • Presenta citocromo ossidasi
  • Non fermentante
  • Metabolismo ossidativo

FILOGENESI

DominioProkaryota
RegnoBacteria
PhylumProteobacteria
ClasseGammaproteobacteria
OrdinePseudomonadales
FamigliaPseudomonadaceae
GenerePseudomonas
SpecieP. aeruginosa
Tabella 1 – Filogenesi di P. aeruginosa

MORFOLOGIA DELLE COLONIE

P. aeruginosa tipicamente produce pigmenti idrosolubili che si diffondono attraverso il mezzo. I più noti sono la piocianina (blu-verde), la pioverdina (giallo-verde, fluorescente) e la piorubina (rosso-marrone, prodotto da una piccola percentuale di ceppi).

Figura 1 - Pigmenti tipicamente prodotti da P. aeruginosa: Piocianina (blu-verde) e Pioverdina (giallo-verde fluorescente)
Figura 1 – Pigmenti tipicamente prodotti da P. aeruginosa: Piocianina (blu-verde) e Pioverdina (giallo-verde fluorescente)

P. aeruginosa viene spesso identificata in via preliminare dal suo tipico odore dolciastro, simile a quello del mosto.

Figura 2 - Morfologia delle colonie di quattro batteri: E.coli (Gram-negativo), P. aeruginosa (Gram-negativo), S. aureus (Gram-positivo, colonia circondata da una zona di beta-emolisi) e S. epidermidis (Gram-positivo) su Agar sangue. Coltivazione 24 ore, 37 °C in atmosfera aerobica.
Figura 2 – Morfologia delle colonie di quattro batteri: E. coli (Gram-negativo), P. aeruginosa (Gram-negativo), S. aureus (Gram-positivo, colonia circondata da una zona di beta-emolisi) e S. epidermidis (Gram-positivo) su Agar sangue. Coltivazione 24 ore, 37 °C in atmosfera aerobica

Sebbene sia necessaria un’atmosfera aerobica per una crescita ottimale, molti ceppi si moltiplicano in un ambiente anaerobico (anche se lentamente) qualora è presente il nitrato come accettore di idrogeno. È in grado di crescere a 42 °C.

Figura 3 - P. aeruginosa e stafilococchi coagulasi negativi coltivati su Agar sangue, 24 ore a 37 °C
Figura 3 – P. aeruginosa e stafilococchi coagulasi negativi coltivati su Agar sangue, 24 ore a 37 °C

La combinazione della produzione di piocianina e la capacità di crescere a 42 °C permette di distinguere P. aeruginosa da altre Pseudomonas spp. Alcuni ceppi di P. aeruginosa potrebbero non produrre piocianina.

Figura 4 - P. aeruginosa su TSA. Coltivazione 24 ore a 37 °C + 24 h a temperatura ambiente
Figura 4 – P. aeruginosa su TSA. Coltivazione 24 ore a 37 °C + 24 h a temperatura ambiente

Su TSA presenta:

  • Forma delle colonie: circolare
  • Elevazione (forma della sezione trasversale della colonia): sollevata
  • Margine: ondulato
  • Produzione di pigmenti: piocianina (blu-verde)

Può inoltre essere coltivata su:

  • MacConkey agar
  • Endo agar
  • Agar cetrimide
  • BHI agar
  • BEA + azoturo
  • CLED
  • Agar Salmonella-Shigella (DCA agar)

PATOGENESI

P. aeruginosa è un agente patogeno opportunistico che infetta ustioni, ferite, incisioni chirurgiche e siti di cateterizzazione. È la causa più comune di infezioni da ustioni e infezioni dell’orecchio esterno (otite esterna). P. aeuriginosa possiede moltissimi fattori di virulenza, in particolare:

Figura 5 - Fattori di virulenza elencati per categoria di P. aeruginosa
Figura 5 – Fattori di virulenza elencati per categoria di P. aeruginosa

P. aeruginosa può causare diverse sindromi cliniche, come:

  • Infezioni polmonari
  • Infezioni della cute ustionata
  • Follicolite
  • Infezioni delle vie urinarie
  • Infezioni dell’orecchio (otiti esterne)
  • Infezioni dell’occhio (ulcere corneali)
  • Batteriemia
  • Endocarditi
  • Infezioni al tratto gastrointestinale
  • Infezioni del sistema nervoso centrale
  • Infezioni dei muscoli scheletrici
Figura 6 - Principali sindromi cliniche di  P. aeruginosa
Figura 6 – Principali sindromi cliniche di P. aeruginosa

METODI DI IDENTIFICAZIONE

Per l’esatta identificazione di P. aeruginosa si possono effettuare diverse tipologie di esami di laboratorio.

Di fronte ad un campione sconosciuto, si esegue la colorazione di Gram, la quale ci permette, con l’utilizzo del microscopio ottico, di stabilire che si tratti di un batterio Gram-negativo.

Figura 7 - Colorazione di Gram di P. aeruginosa. Risultato: sottili bacilli Gram-negativi
Figura 7 – Colorazione di Gram di P. aeruginosa. Risultato: sottili bacilli Gram-negativi

Si può proseguire, a questo punto, con un esame di tipo colturale. Gli Pseudomonas hanno esigenze nutrizionali semplici, crescono facilmente in comuni terreni di coltura, come Agar sangue e Agar MacConkey. La morfologia delle colonie combinata con i risultati dei test biochimici porta ad una preliminare identificazione dei ceppi isolati. P. aeruginosa presenta le seguenti caratteristiche:

  • Cresce rapidamente
  • Le colonie appaiono piatte con brodo diffuso
  • Presenza di beta-emolisi
  • Pigmentazione verde, causata dalla produzione dei pigmenti
  • Odore dolciastro, simile al mosto

Nonostante sia relativamente facile identificare P. aeruginosa può rendersi necessario compiere più test biochimici per una esatta identificazione.

I test biochimici che si possono effettuare sono:

  • Test ossidasi: positivo;
  • Test citrato (Test di Simmons): positivo;
  • Test arginina diidrolasi: positivo;
  • Test lisina decarbossilasi: negativo;
  • Test ornitina decarbossilasi: negativo;
  • Test catalasi: positivo.
Figura 8 - Test della catalasi e dell'ossidasi effettuati su P. aeruginosa
Figura 8 – Test della catalasi e dell’ossidasi effettuati su P. aeruginosa

Successivamente, si può procedere con l’identificazione biochimica attraverso Galleria API, in questo casi si utilizza API 20 NE.

Figura 9 - Identificazione biochimica di P. aeruginosa attraverso API 20 NE
Figura 9 – Identificazione biochimica di P. aeruginosa attraverso API 20 NE

Infine, si può effettuare un’identificazione al microscopio elettronico, attraverso l’osservazione della morfologia delle colonie.

TERAPIA

La terapia con antibiotici è spesso infruttuosa perché questo batterio presenta una spiccata resistenza a molti antibiotici (beta lattamasi plasmide-dipendente), e soprattutto i pazienti con sistema immunitario deficitario o compromesso non sono in grado di rispondere positivamente alla terapia antibiotica. Tuttavia, generalmente si ricorre ad un’associazione di antibiotici, affinché la terapia abbia successo, poiché la monoterapia è sempre inefficace. Le associazioni di antibiotici più utilizzati sono:

  • Penicilline, cefalosporine, carbapenemici
  • Aminoglicosidi insieme ai beta-lattamici
  • Fluorochinoloni 

Prima di procedere con la terapia antibiotica è sempre necessario eseguire l’antibiogramma.

Fonti:

  • Principi di microbiologia medica di G. Antonelli, M. Clementi, G. Pozzi (a cura di), 2017.
  • Microbiologyinpictures
  • Wikipedia
  • Corso di batteriologia – www.bluejayway.it

Fonti immagini:

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