Parassitologia

Phocanema azarasi

Phocanema azarasi

Phocanema azarasi verme parassita dei pesci marini diversi casi di infezioni umane in Giappone dovuti al consumo di pesce crudo o poco cotto

Myxobolus nagaraensis della classe dei Myxozoa

Myxozoa

Caratteristiche Il gruppo tassonomico dei Myxozoa comprende parassiti microscopici, ma pluricellulari, i quali producono spore. Sono gli animali più piccoli … Leggi tutto

Cosa sono i parassiti

Cosa sono i parassiti

I parassiti sono organismi che vivono a spese di un ospite provocando danni e malattie più o meno gravi con importanti perdite produttive. Molti parassiti possono essere trasmessi dagli animali all’uomo quindi rappresentano un grave problema di Sanità Pubblica.I parassiti sono presenti sulla Terra da migliaia di anni e nel corso dei secoli hanno cambiato abitudini di vita adattandosi all’ospite e all’ambiente che li circonda. Tra le strategie di adattamento più interessanti vi è la “discrezione”: un “bravo” parassita sa che la sua vita dipende da quella dell’ospite e cerca di creare un equilibrio che consenta di prolungare la sua permanenza nell’ospite stesso. L’importante branca della Medicina (sia umana che veterinaria) che studia e conosce i diversi parassiti con lo scopo di combattere le malattie parassitarie è la Parassitologia. Questo articolo vuole introdurre il lettore ad un argomento molto vasto che è soggetto a continui aggiornamenti.

Mosca tse-tse, vettore della tripanosomiasi africana
Figura 1 – Mosca tse-tse

Classificazione struttura e replicazione dei parassiti

I parassiti degli esseri umani sono classificati in tre regni eucarioti: protozoi, animali (metazoi) e stramenopili (anticamente cromisti). Tradizionalmente, la classificazione dei parassiti ha preso in considerazione la morfologia delle strutture intracitoplasmatiche, quali nucleo, tipo di organelli locomotori e modalità di riproduzione. Più di recente  è emerso un nuovo consenso in ambito tassonomico che si basa principalmente sui progressi fatti nella comprensione della biochimica e della biologia molecolare degli organismi inferiori (ad esempio, protozoi e stramenopili). I confronti tra sequenze nucleotidiche codificanti per la subunità ribosomale minore (SSU rRNA) e per proteine hanno reso possibile la classificazione dei parassiti in gruppi sulla base della rispettiva distanza evolutiva.

Protozoi

I protozoi sono microrganismi semplici le cui dimensioni vanno da 2 a 100 µm. Il loro protoplasma è racchiuso da una membrana cellulare e contiene numerosi organelli, compreso un nucleo delimitato da una membrana, un RE, granuli di riserva alimentare e vacuoli contrattili e digestivi. Il nucleo contiene cromatina addensata o dispersa e un cariosoma centrale. Gli organi di motilità vanno dalle semplici estrusioni citoplasmatiche, o pseudopodi, a strutture più complesse, quali flagelli o cilia. Il regno dei protozoi comprende 13 sottogruppi principali, o phyla, 7 dei quali sono rilevanti per la parassitologia medica.

I Flagellati

I flagellati sono protozoi che si muovono sbattendo i loro flagelli simili a fruste, il cui numero e la cui posizione variano molto nelle diverse specie. I flagellati di rilevanza clinica sono raggruppati come segue:

Metamonadi: Giardia e Chilomastix 

Parabasali: Dientamoeba e Trichomonas 

Percolozoi: Naegleria 

Euglenozoi: Leishmania, Trypanosoma

Gli Amebozoi

Al phylum degli Amebozoi fanno parte protozoi (amebe) quali: Acanthamoeba, Balamuthia, Entamoeba, corrisponde al vecchio subphylum dei sarcodini. La locomozione delle amebe avviene per estrusione degli pseudopodi. Le amebe sono fagocitiche e contengono mitocondri dotati di creste tubolari.

Gli Apicomplexa

I protozoi del phylum Apicomplexa sono spesso definiti Sporozoi o coccidi. Comprendono un gruppo numeroso di organismi sporigeni che si riproduce sessualmente ed ha cicli vitali e caratteri morfologici simili e comparabili al microscopio elettronico. Tutti presentano un sistema di organelli in corrispondenza dell’estremità apicale capace di produrre sostanze che aiutano l’organismo a penetrare nelle cellule ospiti e a diventare quindi un parassita intracellulare. Tra questi i parassiti di interesse clinico sono: Cryptosporidium, Cyclospora, Cystoisospora, Toxoplasma, Babesia e Plasmodium.

I Ciliofori

Il phylum dei Ciliofori è costituito dai protozoi ciliati, che comprendono una varietà di specie libere e simbiontiche. La locomozione dei ciliati implica il movimento coordinato di file di strutture simili a peli, o cilia. Le cilia sono strutturalmente simili a flagelli, ma sono di solito più corte e numerose. Alcuni ciliati sono polinucleati. L’unico ciliato parassita degli esseri umani, Balantidium coli e contiene un grosso macronucleo e un piccolo micronucleo. 

Fisiologia dei protozoi

I fabbisogni nutrizionali dei protozoi parassiti sono in genere semplici e implicano l’assimilazione delle sostanze nutritive organiche. Amebe, ameboflagellati e alcuni altri protozoi effettuano tale assimilazione tramite il processo piuttosto primitivo della pinocitosi o fagocitosi di materiale solubile o particellare. Il materiale assimilato viene racchiuso in vacuoli digestivi. In genere flagellati e ciliati ingeriscono il cibo in corrispondenza di un sito o di una struttura definiti, il peristoma o citostoma. Altri parassiti unicellulari assimilano le sostanze nutritive per semplice diffusione. Il materiale alimentare ingerito può essere trattenuto in granuli o vacuoli intracitoplasmatici. Le particelle non digerite e gli scarti sono eliminabili dalla cellula per estrusione del materiale in corrispondenza della superficie cellulare. Nella maggior parte dei protozoi parassitari la respirazione avviene tramite processi di anaerobiosi facoltativa.

Replicazione dei protozoi

Per garantire la sopravvivenza in condizioni ambientali difficili o sfavorevoli, molti protozoi parassitari si sviluppano in una forma cistica meno attiva dal punto di vista metabolico. Questa cisti è circondata da una spessa parete cellulare esterna in grado di proteggere l’organismo da aggressioni fisiche e chimiche altrimenti letali. La forma cistica è parte integrante del ciclo vitale di numerosi protozoi e facilita la trasmissione dell’organismo da ospite a ospite nell’ambiente esterno. I parassiti che non sono in grado di formare cisti devono fare affidamento sulla trasmissione diretta da ospite a ospite o richiedono un artropode vettore per completare il proprio ciclo vitale.

Oltre alla formazione di cisti, molti protozoi hanno sviluppato elaborati meccanismi immunoevasivi che consentono loro di rispondere agli attacchi da parte del sistema immunitario ospite modificando continuamente i propri antigeni di superficie, assicurando in tal modo una continua sopravvivenza all’interno dell’ospite. In genere la riproduzione tra i protozoi avviene per fissione binaria semplice (merogonia), anche se il ciclo vitale di alcuni protozoi (ad esempio, gli sporozoi) comprende cicli di fissione multipla (schizogonia) alternati a un periodo di riproduzione sessuale (sporogonia o gametogonia).

Le cinque specie di plasmodi che infettano l'uomo sono P. falciparum, P. knowlesi, P. vivax, P.ovale e P.malarae che condividono lo stesso ciclo biologico illustrato in figura
Figura 2 – ciclo vitale Plasmodium spp.

Stramenopili (una volta cromisti)

Il regno degli stramenopili è stato creato per raggruppare un certo numero di organismi parassiti simili a piante, principalmente alghe, che erano in origine chimere tra ospiti biflagellati eucarioti e alghe rosse simbiontiche che avevano perso i loro cloroplasti nel corso dell’evoluzione, ma che continuano a mantenere elementi originari di alghe rosse. Nonostante in passato oscillasse tra i funghi e i protozoi, ora Blastocystis spp. è stato inserito tra gli stramenopili (phylum bigiri, classe blastocistei) sulla base dell’analisi del rRNA 18S e di altre evidenze molecolari.

Animali (metazoi) 

l regno degli animali (metazoi) comprende tutti gli organismi eucarioti che non sono protozoi, stramenopili o funghi. Tra questi due grossi gruppi di organismi molto importanti: gli elminti (“vermi”) e gli artropodi (granchi, insetti, zecche e simili).

Elminti 

Gli elminti sono organismi multicellulari complessi, allungati e bilateralmente simmetrici. Essi sono notevolmente più grandi dei protozoi, poiché le loro dimensioni variano da meno di 1 mm a 1 m o più. La superficie esterna di alcuni vermi è coperta da una cuticola protettiva acellulare che può essere liscia o presentare creste, spine o tubercoli. La copertura protettiva dei platelminti è detta tegumento. Spesso gli elminti sono dotati di elaborate strutture di adesione, quali uncini, ventose, denti o placche, posizionate di solito nella parte anteriore e che possono essere utili per classificare e identificare gli organismi. Di solito gli elminti sono dotati di sistemi nervoso ed escretore primitivi. Alcuni hanno il tratto alimentare, ma nessuno è dotato di sistema circolatorio.

Gli elminti si dividono in due phyla, i nematelminti e i platelminti. Il phylum dei Nematelminti è costituito da vermi rotondi caratterizzati da corpi cilindrici. I sessi sono separati e questi organismi sono dotati di un sistema digestivo completo. Essi possono essere parassiti intestinali oppure infettare sangue e tessuti. Tra questi di rilevanza per la Parassitologia vi sono: Trichinella, Trichuris, Ancylostoma, Necator, Ascaris, Dracunculus, Enterobius e Strongyloides.

Corpi di grandi dimensioni, non segmentati a sezione circolare, da cui deriva il nome comune di vermi cilindrici
Figura 3 – Individuo adulto di Ascaris lumbricoides

Il phylum dei Platelminti

Comprende organismi dal corpo appiattito, simili a foglie o a segmenti nastriformi. Essi si possono suddividere ulteriormente in Trematodi e Cestodi. I Trematodi, o distomi, hanno corpi a forma di foglia. La maggior parte è ermafrodita, con organi sessuali maschili e femminili presenti in un unico individuo. I loro sistemi digestivi sono incompleti e costituiti solamente da tubi a forma di sacca. Il loro ciclo vitale è complesso; le lumache agiscono da primi ospiti intermedi, mentre, in alcune specie, altri animali acquatici possono fungere da secondi ospiti intermedi. I Cestodi, o vermi nastriformi, hanno il corpo costituito da proglottidi o segmenti. Sono tutti ermafroditi e manca il sistema digestivo, per cui le sostanze nutritive vengono assorbite attraverso il tegumento. Il ciclo vitale di alcuni cestodi è semplice e diretto, mentre quello di altri è complesso e richiede uno o più ospiti intermedi. 

Scolici e proglottidi di Taenia solium (A e C) e Taenia saginata (B e D). Lo scolice di T. solium (A) è dotata di uncini, oltre alle quattro ventose. T. saginata non presenta uncini (B). Le proglottidi gravide di T. solium (C) contengono un utero centrale con meno di una dozzina di ramificazioni laterali. I segmenti gravidi di T. saginata (D) contengono un utero centrale con 15-20 ramificazioni laterali
Figura 4 – Scolici e proglottidi di Taenia solium A e C e Taenia saginata B e D

Fisiologia degli elminti

Il fabbisogno nutrizionale degli elminti viene soddisfatto dall’ingestione attiva di tessuto dell’ospite, fluidi corporei o entrambi, con conseguente distruzione tissutale, o dall’assorbimento passivo delle sostanze nutritive dai fluidi circostanti e dai contenuti intestinali. La motilità muscolare di molti elminti richiede molta energia, e per questo essi metabolizzano rapidamente i carboidrati. Le sostanze nutritive sono immagazzinate sotto forma di glicogeno, il cui contenuto è elevato nella maggior parte degli elminti. Come per i protozoi, anche negli elminti la respirazione è principalmente anaerobia, anche se le forme larvali possono richiedere ossigeno.

Riproduzione degli elminti

Una notevole proporzione dell’energia richiesta dagli elminti è dedicata al sostegno del processo riproduttivo. Molti vermi sono alquanto prolifici e producono una progenie fino a 200.000 individui al giorno. In generale, gli elminti parassiti sono ovopositori (ovipari), ma alcune specie possono essere vivipare. Le larve prodotte sono sempre morfologicamente distinte dai parassiti adulti e devono attraversare alcuni stadi di sviluppo o mute prima di arrivare allo stadio adulto. La principale barriera protettiva della maggior parte degli elminti è costituita dallo spesso strato esterno (cuticola o tegumento). I vermi possono anche secernere enzimi che distruggono le cellule ospiti e neutralizzano i meccanismi di difesa immunologici e cellulari.

Come i protozoi, alcuni elminti hanno la capacità di alterare le proprietà antigeniche delle loro superfici esterne, e quindi di evadere la risposta immunitaria dell’ospite. Questo avviene in parte mediante l’incorporazione degli antigeni dell’ospite nel loro strato cuticolare esterno. In tal modo il verme evita il riconoscimento immunologico e in alcune patologie (ad esempio, la schistosomiasi) ciò consente al parassita di sopravvivere per decenni all’interno dell’ospite.

Artropodi

Il phylum degli artropodi è il gruppo di animali più numeroso del regno animale. Gli artropodi sono organismi multicellulari complessi che possono essere coinvolti in maniera diretta nei processi patologici invasivi o superficiali (infestazione), oppure indiretta come ospiti intermedi e vettori di molti agenti infettivi, compresi i protozoi e gli elminti parassiti. Inoltre, l’avvelenamento da artropodi che mordono o pungono può portare negli esseri umani l’insorgenza di fenomeni che vanno da reazioni allergiche e di ipersensibilità locale a shock anafilattico grave e morte. Gli artropodi hanno corpi segmentati, appendici articolate accoppiate e sistemi digestivi e nervosi ben sviluppati. I sessi sono separati. La respirazione nelle forme acquatiche avviene tramite branchie e in quelle terrestri tramite strutture corporee tubolari. Tutti hanno una copertura dura di chitina come esoscheletro. Esistono cinque categorie principali di artropodi

I Miriapodi (un tempo chilopodi)

Costituiti da forme terrestri, quali i centopiedi. Questi organismi hanno rilevanza medica a causa dei loro artigli velenosi, che possono produrre un “morso” doloroso. I Pentastomidi, o linguatuli, sono endoparassiti ematofagi di rettili, uccelli e mammiferi. I loro organismi adulti sono bianchi cilindrici o appiattiti dotati di due regioni corporee distinte: un cefalotorace anteriore e un addome. Gli esseri umani possono fungere da ospiti intermedi per questi parassiti. I Crostacei comprendono forme acquatiche ben conosciute quali granchi, gamberi, gamberetti e copepodi. Molti sono coinvolti come ospiti intermedi nei cicli vitali di numerosi elminti intestinali, ematici e tissutali.

I Chelicerati (in passato aracnidi)

Costituiti da forme terrestri quali acari, zecche, ragni e scorpioni. A differenza degli insetti, questi animali non possiedono ali o antenne, e gli adulti hanno quattro paia di zampe, rispetto alle tre degli insetti. Sono di rilevanza medica quelli parassiti (acari della scabbia), altri che fungono da vettori di malattie microbiche (acari e zecche) o che sono velenosi in quanto mordono (ragni) o pungono (scorpioni).

Gli Insetti

sono costituiti da forme acquatiche e terrestri, quali zanzare, mosche, moscerini, pulci, pidocchi, vespe e formiche. Essi presentano ali e antenne e le forme adulte sono dotate di tre paia di zampe. Numerosi insetti possono essere agenti di parassitosi (pidocchi e mosche miasigene), possono fungere da vettori di malattie microbiche (zanzare, pulci, pidocchi e cimici) o pungere e avvelenare (api, vespe e formiche).

Acaro della scabbia (Sarcoptes spp.). (Da: Peters W, Paslov G: Colour atlas of tropical medicine and parasitology, ed 6, London, 2007, Mosby.)
Figura 5 – Acaro della scabbia (Sarcoptes spp.)

La diagnosi delle infezioni parassitarie

La diagnosi è sempre molto difficoltosa, particolarmente nelle aree non endemiche. Le manifestazioni cliniche delle malattie da parassiti sono di rado tanto specifiche da far emergere nel clinico il sospetto diagnostico e i test di “routine” effettuati nei laboratori spesso non risultano particolarmente indicativi. Ad esempio, sebbene la presenza di elevata eosinofilia periferica sia ampiamente riconosciuta come utile indicatore di malattia parassitaria, il fenomeno è caratteristico solo in infezioni elmintiche e, anche in questi casi, è sovente assente. Pertanto, il medico, nell’effettuare una diagnosi di malattia parassitaria, dovrà associare al rilevamento dei sintomi clinici un’accurata inchiesta anamnestica riguardante viaggi, abitudini alimentari, estrazione sociale, situazione economica e altre notizie particolari quali, ad esempio, aver praticato trasfusioni di sangue. Dunque, per una corretta diagnosi, occorre che il medico prenda in considerazione la possibilità di un’infezione parassitaria.

Tecniche di laboratorio per la diagnosi delle malattie parassitarie

Fondamentale è l’appropriatezza del prelievo e della tipologia di campioni biologici, che dovranno essere tempestivamente trasportati al laboratorio. Il personale dovrà essere quanto più competente ed utilizzare le strumentazioni e le procedure più adeguate per la ricerca e l’identificazione dell’agente patogeno in modo che i risultati del laboratorio siano comunicati al medico e correttamente interpretati per la cura del paziente.Le tecniche sono svariate: esame macroscopico; esame microscopico; vetrino a fresco; vetrino dopo concentrazione; colorazioni permanenti; esame sierologico; risposta anticorpale; rilevazione degli antigeni; ibridazione di acidi nucleici; sonde e tecniche di amplificazione; rilevazione; identificazione; coltura; inoculazione in animale e xenodiagnosi

Meccanismi d’azione e indicazioni cliniche dei principali farmaci antiparassitari

Farmaci antiprotozoari

  • Metalli pesanti: arsenicali e antimoniali sono farmaci che inattivano i gruppi sulfidrilici; bloccano la glicolisi. Melarsoprol, stibogluconato di sodio e antimoniato di meglumina sono indicati per il trattamento clinico di Tripanosomiasi e Leishmaniosi.
  • Analoghi dell’aminochinolina : clorochina, meflochina, chinino, primachina, alofantrina, lumefantrinasi accumulano nelle cellule parassitate; interferiscono con la replicazione del DNA; si legano alla ferroprotoporfirina IX; innalzano il pH intravescicolare; interferiscono con la digestione dell’emoglobina, somministrati per la profilassi e la terapia della fase acuta della malaria. Per una cura radicale risulta efficace solo la primachina che agisce a livello dello stadio esoeritrocitario (epatico) del parassita.
  • Antagonisti dell’acido folico: sulfamidici, la pirimetammina ed il trimetoprim. Inibiscono la diidropteroato sintetasi e la diidrofolato reduttasi. Risultano efficaci per il trattamento di Toxoplasmosi, malaria e ciclosporosi.

Inibitori della sintesi proteica

Questa classe è costituita da farmaci che interrompono la sintesi peptidica a livello ribosomiale quali: clindamicina, spiramicina, paromomicina, tetraciclina, doxiciclina. Sono utilizzati come terapia per la malaria, la babesiosi, l’amebosi, la criptosporidiosi e la leishmaniosi.

Diamidine

Legano il DNA; interferiscono con la captazione e con la funzione delle poliammine tra queste la pentamidina efficace contro pneumocistosi, leishmaniosi e tripanosomiasi.

Il meccanismo d’azione dei nitroimidazoli non è stato ancora chiarito ma è noto che interagiscono con il DNA; inibiscono il metabolismo del glucosio; interferiscono con la funzionalità mitocondriale tra questi: metronidazolo, benzinidazolo e tinidazolo vengono usati per contrastare amebosi, giardiosi, tricomonosi e tripanosomiasi americana (malattia di Chagas).

  • Nitrofurani attivano fattori dello stress ossidativo a questa classe fa parte il nifurtimox indicato per la malattia di Chagas e la tripanosomiasi africana in stadio avanzato causata da Trypanosoma brucei gambiense.
  • Sesquiterpeni: artemisina, artemetero, artesunato e fumagillina reagiscono con l’eme causando alle membrane parassitarie danni da radicali liberi;inibiscono la metionina aminopeptidasi di tipo 2 ; inibiscono la sintesi di RNA e DNA tra questi vengono usati nella clinica della malaria.
  • Analogo dell’ornitina inibisce la ornitina decarbossilasi; interferisce con il metabolismo delle poliammine ed la difluorometilornitina usata per contrastare la tripanosomiasi africana.
  • Analogo della fosfocolina: miltefosina provoca l’interruzione delle vie di segnalazione cellulare e del metabolismo dei lipidi; induce morte cellulare per apoptosi ed è usata per la cura della leishmaniosi.
  • Acetanilide: fluorato di diloxanide si usa nel trattamento dell’ amebosi intestinale ma non è ancora chiaro il meccanismo che porta alla sua efficacia.
  • Solfato di naftilamina suramina inibisce la sn-glicerolo 3-fosfato ossidasi e la glicerolo 3-fosfato deidrogenasi, causando riduzione della sintesi di ATP ed usata contro la tripanosomiasi africana.

Tiazolidi

Inibiscono la piruvato ferredossina ossidoreduttasi e tra essi la nitazoxanide è efficace nella terapia per la criptosporidiosi e la giardiosi.

Farmaci antielmintici

  • Benzimidazoli inibiscono la fumarato reduttasi; inibiscono il trasporto del glucosio; alterano la funzionalità microtubulare ed il mebendazolo, il tiabendazolo e l’albendazolo sono antielmintici ad ampio spettro quindi efficaci contro nematodi e cestodi 
  • Tetraidropirimidina blocca l’azione neuromuscolare; inibisce la fumarato reduttasi. Col nome commerciale di Pirantel pamoato è usata per trattare ascaridosi, ossiurosi e anchilostomosi.
  • Piperazine causano paralisi neuromuscolare; stimolano le cellule fagocitiche queste sono piperazina e dietilcarbamazina ed anch’esse sono specifiche nella cura di ascaridosi e ossiurosi. Le avermectine interrompono l’azione neuromuscolare; iperpolarizzano le cellule nervose e muscolari; inibiscono la riproduzione delle filarie ad esempio l’ivermectina contrasta filariosi, strongiloidosi, ascaridosi e la scabbia.
  • Pirazinoisochinolina è un calcio-agonista; causa contrazioni muscolari tetaniche; causa alterazioni tegumentali; ha azione sinergica con le difese dell’ospite col nome di praziquantel è usata come antielmintico ad ampio spettro contro cestodi e trematodi.
  • Fenolo (niclosamide) disaccoppia la fosforilazione ossidativa nei cestodi intestinali. Il chinolone (bitionolo e oxamnichina) alchila il DNA; inibisce la sintesi di DNA, RNA e proteine nelle paragonimosi e nelle schistosomiasi. L’organofosfato è un anticolinesterasico che blocca l’azione neuromuscolare e sotto forma di metrifonato è la terapia per la schistosomiasi.
  • Naftilamidina solfato inibisce la glicerofosfato ossidasi e deidrogenasi e col nome di suramina è efficace nel trattamento dell’oncocercosi.

Fonte