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Laura Rinaldi » 3.Protozoi: Cryptosporidium


Introduzione

I protozoi del genere Cryptosporidium comprendono specie a distribuzione cosmopolita che infettano pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi, uomo compreso.
La descrizione di questi parassiti risale agli inizi del XX secolo; solo però alla fine di tale secolo, essi sono stati ampiamente riconosciuti come patogeni degli animali domestici e del pollame, degli animali da compagnia, della fauna selvatica, degli animali esotici e soprattutto come minaccia per la salute pubblica.
Al giorno d’oggi Cryptosporidium è uno degli organismi maggiormente studiati dalla comunità scientifica internazionale, non solo per il suo ruolo patogeno e la sua ubiquità ma anche per la sua importanza nel campo della biologia evolutiva e della genetica molecolare.
Il riconoscimento dell’acqua potabile e di quella utilizzata per attività ricreative quale fonte importante di trasmissione per l’uomo ha fatto sì che Cryptosporidium, insieme a Giardia, sia considerato tra i più diffusi water-borne pathogens sia nei Paesi sviluppati che in quelli in via di sviluppo.

Morfologia

Cryptosporidium (dal greco: crúptos = nascosto e spóros = seme) è un protozoo classificato nel Phylum Apicomplexa, classe Sporozoa, sottoclasse Coccidia, ordine Eucoccicidae, sottordine Eimeriinae, famiglia Cryptosporidiidae. La Tabella 1 elenca le 15 specie di Cryptosporidium attualmente riconosciute dalla comunità scientifica internazionale.
La maggior parte delle specie di Cryptosporidium non sono strettamente specie-specifiche. Per esempio, C. parvum, la specie che apparentemente presenta una minore specificità d’ospite, è stato identificato in topi, bovini, cavalli, uomo ed in molti altri mammiferi. Altre specie, incluso C. bailey, C. canis, C. felis, C. meleagridis e C. muris, una volta ritenute specifiche di polli, cani, gatti, tacchini e topi, rispettivamente, sono invece state riconosciute come infettive per l’uomo e quindi devono anche essere considerate zoonotiche.

Specie di Cryptosporidium attualmente riconosciute dalla comunità scientifica internazionale

Specie di Cryptosporidium attualmente riconosciute dalla comunità scientifica internazionale


Ciclo biologico – 1

Il ciclo biologico delle specie appartenenti al genere Cryptosporidium è diretto e si svolge in un solo ospite (fase sessuale e asessuale) attraverso gli stadi di sporozoite, trofozoite, schizonte, merozoite, microgamete, macrogamete, zigote ed oocisti. L’oocisti sporulata è il solo stadio esogeno, contiene 4 sporozoiti (a forma di banana, di circa 4 µm di lunghezza) racchiusi da una parete a doppio strato (che conferisce protezione e resistenza nell’ambiente esterno) ed è escreta tramite le feci dall’ospite infetto. La fase endogena inizia quando un ospite recettivo ingerisce le oocisti (che misurano circa 5 µm). Gli sporozoiti si disincistano ed entrano in contatto con le cellule epiteliali del tratto gastroenterico e/o respiratorio dell’ospite parassitato. Gli sporozoiti si legano alla membrana apicale delle cellule epiteliali e stimolano la protrusione della membrana dell’ospite a formare un vacuolo, così che il parassita diventa intracellulare, ma resta extracitoplasmatico.

Rappresentazione schematica delle oocisti sporulate di Cryptosporidium

Rappresentazione schematica delle oocisti sporulate di Cryptosporidium


Ciclo biologico – 2

Lo sporozoite si riproduce in maniera asessuata fino a formare un trofozoite sferico e successivamente lo schizonte contenente i merozoiti. Questi vengono rilasciati nell’intestino, infettano altre cellule epiteliali e possono maturare a gametociti, in grado di produrre (nella fase sessuale) oocisti che sporulano in situ (sporulazione endogena) e che contengono 4 sporozoiti ciascuna. Le oocisti che sviluppano nel tratto gastrointestinale (es. C. parvum) sono espulse con le feci mentre quelle appartenenti a specie che sviluppano nelle vie respiratorie (es. C. bailey) abbandonano l’organismo ospite tramite le escrezioni nasali. Vi sono evidenze che le oocisti con parete sottile siano in grado di dare luogo a fenomeni di auto-infezione, mentre quelle a parete spessa siano destinate ad abbandonare l’organismo che le ospita per infettare nuovi ospiti. Il periodo di prepatenza varia dai 3–5 giorni alle 2 settimane nell’ambito delle diverse specie ospiti e della specie di Cryptosporidium.

Rappresentazione schematica del ciclo biologico di Cryptosporidium

Rappresentazione schematica del ciclo biologico di Cryptosporidium


Potere patogeno

La presenza di Cryptosporidium quale cofattore nelle diarree neonatali è segnalata con particolare frequenza nell’allevamento bovino, bufalino, ovino e caprino.

L a prevalenza è più elevata nei vitelli di 1-2 settimane di età.

Cryptosporidium si sviluppa soprattutto nella parte posteriore del piccolo intestino (ileo) provocando:

  • distruzione delle cellule epiteliali intestinali;
  • ridotta attività degli enzimi intracellulari e degli enzimi dei microvilli;
  • atrofia dei villi e dei microvilli;
  • ridotta digestione ed assorbimento.

La criptosporidosi si manifesta con diarrea, disidratazione, ridotto incremento ponderale e perfino mortalità (soprattutto in caso di infezioni miste).

Vitelli bufalini esposti alla infezione da Cryptosporidium

Vitelli bufalini esposti alla infezione da Cryptosporidium


Diagnosi negli animali e nell’uomo

La sintomatologia clinica non è indicativa.
La diagnosi si basa essenzialmente sull’esame copromicroscopico che consente di mettere in evidenza le oocisti nelle feci dei soggetti infetti. Le tecniche consigliate sono quelle di concentrazione per flottazione con utilizzo di soluzioni dense, spesso seguita da colorazioni estemporanee (es. carbolfucsina o verde malachite) o permanenti (es. Ziehl-Neelsen modificata).
In commercio, sono disponibili kit diagnostici con anticorpi monoclonali per la ricerca delle oocisti su campioni di feci mediante immunofluorescenza (IFA). La diagnosi può prevedere anche la messa in evidenza dei copro-antigeni del parassita, mediante tecniche ELISA sempre su feci.
Per l’identificazione delle diverse specie e genotipi è possibile utilizzare tecniche molecolari quali la PCR-RFLP o la RT-PCR. Infine, la diagnosi può anche essere effettuata su preparati istologici da materiale biotipico prelevato dall’intestino colorato con Giemsa, o su apposizioni ottenute mediante spazzolamento citologico intestinale.

Fasi operative del test ELISA per la diagnosi di Cryptosporidium

Fasi operative del test ELISA per la diagnosi di Cryptosporidium

Piastra ELISA con pozzetti positivi a Cryptosporidium

Piastra ELISA con pozzetti positivi a Cryptosporidium


Oocisti di Cryptosporidium

Oocisti di Cryptosporidium (a) e cisti di Giardia (b) evidenziate in seguito ad immunofluorescenza. Fonte Dpd

Oocisti di Cryptosporidium (a) e cisti di Giardia (b) evidenziate in seguito ad immunofluorescenza. Fonte Dpd


Controllo

Le oocisti di Cryptosporidium, estremamente resistenti nell’ambiente esterno, rappresentano l’unica fonte di infezione per l’uomo e gli animali. Pertanto, misure di igiene ambientale volte a prevenire o limitare la loro diffusione e sopravvivenza sono alla base della profilassi e del controllo della cryptosporidiosi. Per quanto riguarda gli animali da reddito, buone misure di managment aziendale sono alla base del controllo delle infezioni da Cryptosporidium.
Come per qualunque sindrome diarroica, terapie sintomatiche sono indicate per un più rapido recupero da parte dei soggetti con sintomatologia conclamata. In particolare è importante supplire alla perdita di liquidi e di elettroliti con trattamenti reidratanti.
Gli antiparassitari di maggior utilizzo per il controllo della cryptosporidiosi, in particolare per gli animali da reddito, sono l’alofuginone, la paromomicina ed il decochinato.

Aspetti zoonosici

L’infezione da Cryptosporidium è una antropozoonosi cosmopolita a trasmissione diretta ed indiretta. La trasmissione di Cryptosporidium può verificarsi da uomo a uomo, da animale a animale, da uomo ad animale, da animale a uomo, attraverso l’ingestione di oocisti vitali con cibo o acqua contaminati. Le oocisti immesse nell’ambiente attraverso le feci umane ed animali, possono contaminare alimenti (frutta, verdure, etc.), utensili, acque potabili e ricreazionali, ampliando in misura esponenziale le possibilità di infezione per l’uomo.

Annualmente, sia nei Paesi in via di sviluppo che in quelli industrializzati, Italia compresa, vengono documentate numerose epidemie causate dalla contaminazione delle reti idriche. Le acque superficiali possono essere contaminate attraverso gli scarichi di reflui civili o derivanti da aziende zootecniche, il dilavamento del terreno e la fertirrigazione. Nelle piscine pubbliche, la combinazione tra la frequente contaminazione fecale, la resistenza delle oocisti al cloro, la dose infettante bassa e l’alta presenza di batteri, facilita la trasmissione di questi protozoi.

La specie di Cryptosporidium maggiormente diffusa a livello mondiale è C. parvum, al quale sono imputabili la maggior parte delle infezioni umane.

Aspetti zoonosici (segue)

Le infezioni da Cryptosporidium sono riscontrate in soggetti dai 3 giorni ai 95 anni di età, ma i dati mostrano che i soggetti giovani sono molto più suscettibili all’infezione.
Nell’uomo, vi è una forte relazione tra il quadro clinico e lo stato immunitario del soggetto parassitato; difatti, la cryptosporidiosi è un’infezione opportunistica. Nei soggetti adulti immunocompetenti, l’infezione può anche essere asintomatica o presentarsi con un episodio isolato di diarrea; di contro, nei giovani, il quadro clinico può protrarsi per 7-10 giorni. Nei pazienti immunocompromessi, in particolare nei malati di AIDS, l’infezione non è autolimitante come si verifica nei soggetti immunocompetenti, ma tende ad assumere decorso clinico molto grave, con diarrea profusa, anoressia e perfino morte.

Attualmente, non esiste alcuna terapia di scelta per la cryptosporidiosi nell’uomo. Sebbene buoni risultati siano stati ottenuti mediante la somministrazione di paramomicina e nitazoxanide, i trattamenti sintomatici (antidiarroici, reidratanti, etc.) dei pazienti sono gli unici ad essere utilizzati nella pratica.

Le misure di profilassi igienico ambientale sono di estrema importanza per il controllo dell’infezione nell’uomo. L’estrema resistenza delle oocisti ai più comuni disinfettanti (es. cloro), rende necessario l’utilizzo di alternative valide (es. ozono, raggi UV, ultrafiltrazione) per il trattamento delle acque.

I materiali di supporto della lezione

Urquart, G.M., Armour, J., Duncan, J.L., Dunn, A.M., Jennings, F.W., 1998. Parassitologia Veterinaria. Edizione italiana a cura di Claudio Genchi. UTET.

Pampiglione S., Canestri Trotti G. Guida allo studio della Parassitologia, 4° Edizione Gennaio 1999, Casa Editrice Esculapio, Bologna.

Ivo de Carneri. Parassitologia Generale e Umana. Tredicesima edizione a cura di Claudio Genchi ed Edoardo Pozio. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Gabriella Cancrini. Parassitologia medica illustrata. Lombardo Editore, Roma.

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