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Laura Rinaldi » 2.Protozoi: Toxoplasma


Introduzione

La toxoplasmosi è una zoonosi a distribuzione cosmopolita. Più di 1/3 della popolazione mondiale risulta esposta al parassita.

La toxoplasmosi è una zoonosi a distribuzione cosmopolita. Più di 1/3 della popolazione mondiale risulta esposta al parassita.


Introduzione (segue)

Toxoplasma gondii (dal greco: tòxon = arco e plasma = forma) è un protozoo classificato nel Phylum Apicomplexa, classe Sporozoa, sottoclasse Coccidia, ordine Eucoccicidae, sottordine Eimeriinae, famiglia Sarcocystidae.

La prima segnalazione del protozoo, in un piccolo roditore africano (Ctenodactylus gundi), risale al 1908.

T. gondii è un parassita intracellulare ed obbligato. Ad oggi sono stati descritti 3 genotipi con differente virulenza ed epidemiologia. Il genotipo II è responsabile di oltre il 70% delle infezioni umane in Europa ed USA.

T. gondii comprende stadi asessuati presenti nei tessuti extraintestinali di ospiti definitivi ed intermedi e stadi sessuati presenti esclusivamente nell’intestino degli ospiti definitivi.

  • Gli stadi extraintestinali di T. gondii sono i tachizoiti ed i bradizoiti.
  • Gli stadi intestinali di T. gondii sono gli schizonti, i gameti e le oocisti.

Morfologia

Morfologia degli stadi asessuati (intracellulari) di Toxoplasma gondii presenti nei tessuti extraintestinali degli ospiti definitivi e degli ospiti intermedi.

Tachizoiti (da tachùs = veloce) (2-4 μm di larghezza, 4-8 μm di lunghezza) (detti anche endozoiti).
Stadi invasivi e proliferativi in vacuoli intracellulari (soprattutto in macrofagi, cellule gliali e muscolari), rapida moltiplicazione per endoduogenia, fino a 8-16 per cellula. Di forma lanceolata e con nucleo centrale.

Bradizoiti (da bradùs = lento) (7 x 1,5 μm) (detti anche cistozoiti).
Stadi latenti in cisti intracellulari. Lenta moltiplicazione per endoduogenia, fino a diverse centinaia per cisti. Di forma lanceolata, simili ai tachizoiti ma più sottili e con nucleo verso l’estremità posteriore. Le cisti (5 – 70 μm) contenenti i bradizoiti rappresentano lo stato terminale del ciclo del parassita. Le cisti si localizzano soprattutto a livello di muscoli e sistema nervoso (cervello, occhio, muscolatura cardiaca ed epischeletrica); più raramente in polmoni, fegato e reni.

Morfologia (segue)

Morfologia degli stadi sessuati di Toxoplasma gondii presenti nell’intestino degli ospiti definitivi.

Schizonti. Situati principalmente nel digiuno e nell’ileo. Misurano 4-17 µm di diametro e contengono 32 merozoiti.

Gameti. Situati nell’ileo. Misurano circa 10 µm di diametro.

Oocisti. Si riscontrano nelle feci degli ospiti definitivi, non sono sporulate e misurano 12 x 10 µm.
Dopo la sporulazione, che avviene nell’ambiente esterno entro 1-5 giorni, l’oocisti di T. gondii contiene due sporocisti, ognuna con 4 sporozoiti aventi struttura simile ai tachizoiti, che sono infettanti, resistono all’acidità gastrica e sono distrutti da congelamento, cottura e disseccamento.

Rappresentazione schematica della oocisti sporulata di Toxoplasma gondii.

Rappresentazione schematica della oocisti sporulata di Toxoplasma gondii.


Ciclo biologico

Toxoplasma gondii è un parassita facoltativamente eteroxeno, a ciclo biologico indiretto.

Gli ospiti in cui il protozoo si riproduce sessualmente (ciclo intestinale), ovvero gli ospiti definitivi, sono il gatto domestico e i felidi in generale. Essi sono definiti anche ospiti completi poiché, oltre agli stadi sessuali, albergano anche gli stadi asessuali (ciclo extraintestinale) del protozoo.

Ospiti intermedi di T. gondii sono, invece, tutti gli altri vertebrati omeotermi, circa 200 specie di mammiferi (uomo compreso) e 62 specie di uccelli di tutte le aree zoo-geografiche del mondo, in cui il protozoo si riproduce solo asessualmente (ciclo extraintestinale).

Il ciclo di T. gondii, pertanto, consta di due fasi; una riproduzione asessuata che avviene in diversi tessuti degli ospiti, sia intermedi che definitivi, e una riproduzione sessuata che avviene solo ed esclusivamente nell’intestino degli ospiti definitivi.

Ciclo biologico di Toxoplasma gondii. Fonte: Laboratory Identification of Parasites of Public Health Concern

Ciclo biologico di Toxoplasma gondii. Fonte: Laboratory Identification of Parasites of Public Health Concern


Ciclo biologico (segue)

Riproduzione asessuata

L’ospite intermedio si infetta ingerendo tachizoiti liberi, bradizoiti contenuti in cisti terminali oppure sporozoiti contenuti in oocisti infettanti. A prescindere dal contagio, gli elementi infettanti oltrepassano la barriera intestinale dando origine al ciclo di sviluppo asessuato. La fase iniziale, acuta, dell’infezione è caratterizzata dalla diffusione per via emolinfatica dei tachizoiti che si replicano attivamente. Nella cellula ospite, il tachizoite, circondato da un vacuolo parassitoforo avente funzione protettiva nei confronti dei meccanismi difensivi cellulari, si moltiplica attivamente portando a rottura la cellula. La riproduzione del singolo tachizoita avviene all’interno della cellula, mediante un particolare processo di divisione binaria, detto endoduogenia.
Per successive divisioni si ritrovano, all’interno della cellula ospite, alcune decine di tachizoiti; l’insieme, contenuto nella parete della cellula, costituisce la pseudocisti.

Con la rottura della parete, i tachizoiti neoformati, invadono altre cellule o vengono inglobati dai macrofagi, e si diffondono in tutto l’organismo, colonizzando prevalentemente il sistema linfatico.
Dopo alcuni giorni, mentre il tasso degli anticorpi aumenta rapidamente, i tachizoiti tendono a scomparire e si ritrovano, in numero ridotto, prevalentemente nelle cellule del tessuto muscolare e nervoso. Qui, sempre per endoduogenia, si riproducono più lentamente, formando all’interno della cellula madre, elementi simili ai tachizoiti, ma di dimensioni più piccole, detti bradizoiti. Tali forme crescono e restano all’interno della cellula ospite.
L’infezione passa così dalla fase acuta alla fase cronica e si instaura una condizione di resistenza che protegge il soggetto da ulteriori infezioni endogene ed esogene a condizione che i meccanismi di difesa restino efficienti.

Ciclo biologico (segue)

Riproduzione sessuata

Nei felini (ospiti completi), Toxoplasma gondii, oltre a compiere il ciclo riproduttivo extraintestinale, si moltiplica anche sessualmente a livello intestinale. I protozoi, infatti, ingeriti sotto forma di  bradizoiti, tachizoiti o sporozoiti, invadono le cellule epiteliali intestinali (principalmente a livello dell’ileo) degli ospiti completi, dove, dopo una fase di riproduzione asessuata, si sviluppano gli schizonti (contenenti da 4 a 32 merozoiti) che parassitano altre cellule epiteliali e, alcuni di essi, si trasformano in macrogametociti o in microgametociti.

Ciascun macrogametocita dà origine ad un macrogamete femminile e ciascun microgametocita porta alla formazione di 12-32 microgameti maschili flagellati. La fecondazione porta alla formazione di uno zigote (riproduzione sessuata) che poi si differenzia in oocisti ellissoidale, a doppia parete, che si ritrova nel lume intestinale per poi essere eliminata con le feci dell’ospite definitivo.

Appena emessa, l’oocisti non è infettante. La maturazione dell’oocisti si compie attraverso un processo di sporulazione esogena, in seguito al quale, all’interno di essa, si differenziano due sporocisti contenenti ciascuna quattro sporozoiti.

L’oocisti sporulata rimane vitale per oltre un anno in un range di temperatura abbastanza ampio (4-35°C); rimane attiva anche dopo trattamenti con acidi, alcali e disinfettanti comuni.

Gatto – ospite completo di Toxoplasma gondii


Epidemiologia

Gli elementi infettanti di Toxoplasma gondii, sia per gli ospiti intermedi che per gli ospiti definitivi, sono i tachizoiti, i bradizoiti (contenuti nelle cisti tissutali) e gli sporozoiti (contenuti nelle oocisti sporulate).

Quindi, il protozoo presenta diverse vie di trasmissione, ovvero:

  • Trasmissione orizzontale per ingestione di oocisti sporulate dall’ambiente.
  • Trasmissione orizzontale per ingestione di cisti in carne cruda o poco cotta o in visceri di animali infetti.
  • Trasmissione orizzontale di tachizoiti contenuti in sangue e latte (molto rara).
  • Trasmissione verticale di tachizoiti via placenta (soprattutto uomo e ovino) o colostro.

Pertanto la toxoplasmosi è sia una food-borne che una water-borne zoonosis.
L’uomo, infatti, può contrarre l’infezione da T. gondii principalmente attraverso l’ingestione di carni crude o poco cotte contenenti le cisti oppure ingerendo alimenti o acqua contaminati dalle oocisti sporulate.

Potere patogeno – Uomo

Le manifestazioni cliniche si osservano solo in determinati gruppi di persone, in determinati stati fisiologici, in prima infezione, in infezioni con ceppi virulenti ed alte dosi infettanti. Nell’uomo, si riconoscono 3 forme di toxoplasmosi:

  1. Toxoplasmosi acquisita. Spesso decorre in forma asintomatica ed autolimitante. In caso di manifestazioni cliniche, sono frequenti linfoadenopatie (con cefalea, astenia, febbre, linfoadenomegalia prevalentemente latero-cervicale, etc), forme neurologiche e forme oculari (corioretinite).
  2. Toxoplasmosi congenita. Nei soggetti immunocompetenti l’infezione determina immunità per tutta la vita. La toxoplasmosi congenita si verifica quando l’infezione primaria materna si realizza durante la gestazione. La mancanza di protezione immunitaria efficiente, fa sì che i tachizoiti migrano attraverso la placenta e infettano il feto. La frequenza di trasmissione del parassita ai tessuti fetali è direttamente proporzionale al tempo di gestazione. Al contrario, la gravità del danno embriofetale è inversamente proporzionale all’epoca gestazionale del contagio (infezione nel primo trimestre di gestazione = aborto; infezione nel secondo trimestre = lesioni al sistema nervoso, lesioni polmonari, epatiche, renali e ossee, aborto; infezione nel terzo trimestre = nascituri congenitamente infetti ma possibile insorgenza di sintomatologia tardiva, es. corioretinite, epilessia, ritardo intellettivo, strabismo, sordità, durante l’infanzia o l’adolescenza).
  3. Toxoplasmosi da riattivazione. E’ dovuta alla riattivazione di cisti nei soggetti immunodepressi (es. soggetti HIV+ o trapiantati d’organo). Frequenti le forme encefaliche ed oculari (corioretinite).

Potere patogeno – Animali

Manifestazioni cliniche dipendenti da:

  1. Età dei soggetti (i giovani sono più sensibili).
  2. Stato immunitario (immunosoppressione).
  3. Patogenicità dei ceppi.
  4. Dose infettante.
  • Gatti: spesso asintomatica, rara la sintomatologia enterica o nervosa, rara la trasmissione verticale.
  • Ovini e caprini: aborto, danni all’apparato respiratorio ed al sistema nervoso centrale.
  • Suini: febbre, dispnea, incoordinazione.
  • Conigli: febbre, meningiti.
  • Cani: febbre, linfoadenopatia, spesso associata a cimurro.
  • Bovini e Equini: solitamente asintomatica, molto resistenti.
Gli ovini ed i caprini sono particolarmente sensibili all’infezione da Toxoplasma gondii.

Gli ovini ed i caprini sono particolarmente sensibili all'infezione da Toxoplasma gondii.


Potere patogeno – Animali (segue)

L’infezione da Toxoplasma gondii, negli ovini, è un’importante causa di aborto e mortalità neonatale.

Il quadro clinico della toxoplasmosi ovina si presenta analogo a quello umano. Infatti, l’infezione contratta nei primi 40 giorni di gravidanza determina aborto embrionale; a 70-90 giorni, provoca aborto embrionale o natimortalità; l’infezione contratta oltre i 110 giorni, porta alla nascita di animali congenitamente infetti.

Dopo un’infezione primaria, gli ovini sviluppano un’immunità cellulo-mediata restando infetti (con cisti) per tutta la vita. A seguito di altre infezioni, di solito, non abortiscono più.

Negli ovini e nei caprini, come nell’uomo, l’infezione da Toxoplasma gondii può essere sia acquisita che congenita.

Negli ovini e nei caprini, come nell'uomo, l'infezione da Toxoplasma gondii può essere sia acquisita che congenita.


Diagnosi nell’uomo

La diagnosi di Toxoplasma gondii risulta importante per le donne che acquisiscono l’infezione in gravidanza, i feti ed i neonati congenitamente infetti, i pazienti immunocompromessi ed i pazienti con forme oculari.

La diagnosi in gravidanza si avvale soprattutto di test sierologici (IFAT, ELISA, ISAGA, IgG AVIDITY) per il rilievo di IgG, IgM, IgA, IgE, utilizzando sia antigeni corpuscolati che solubili.

La diagnosi prenatale si effettua soprattutto mediante PCR ed isolamento, in topo o su colture cellulari, del parassita dal liquido amniotico, sangue cordonale e sangue periferico materno.

La diagnosi della toxoplasmosi oculare (acquisita, congenita o da riattivazione) si effettua mediante test immunologici su siero ed umore acqueo oppure mediante PCR su umor acqueo.

Le biopsie cerebrali sono necessarie per la diagnosi di encefaliti da T. gondii.

Diagnosi negli animali

L’esame coprologico (ad es. flottazione con soluzione satura di solfato di zinco) per la ricerca di oocisti non sporulate è esclusivo per il gatto ed i felidi selvatici, unici ospiti definitivi. E’ importante la diagnosi differenziale con le oocisti di altri coccidi (es. Isospora spp.) ed è importante considerare il breve periodo di patenza (fino a 20 giorni).

La diagnosi istologica si effettua su campioni bioptici di organi target (es. linfonodi, milza, fegato, polmone, pancreas, SNC), utilizzando colorazioni delle sezioni con ematossilina-eosina.

Le prove biologiche (es. inoculazioni in topi) e le prove in vitro su colture cellulari facilitano la diagnosi delle infezioni pauciparassitarie.

La diagnosi negli ospiti intermedi si avvale soprattutto di test sierologici (es. IFAT ed ELISA) per il rilievo di IgG ed IgM.

La PCR, soprattutto su aborti ovini, è utilizzata anche in ambito veterinario.

Terapia


Nell’uomo, il trattamento della toxoplasmosi acuta acquisita si effettua utilizzando la combinazione pirimetamina-sulfadiazina. Nei soggetti intolleranti, la sulfadiazina può essere sostituita dalla clindamicina.

Per le donne in gravidanza la terapia deve essere effettuata in qualsiasi fase della gravidanza sia stata contratta l’infezione da T. gondii. Un trattamento idoneo riduce del 60% la possibilità di infezione congenita e, inoltre, nei casi di infezione riduce la gravità della malattia nel neonato. A causa del potenziale effetto teratogeno della pirimetamina, è consigliato l’utilizzo della spiramicina. In seguito, durante le successive fasi di gravidanza, si procede con l’associazione pirimetamina-sulfadiazina e acido folico.
Il trattamento della toxoplasmosi da riattivazione dell’immunodepresso e quello della corioretinite è basato sugli stessi farmaci.

Anche il trattamento degli animali è basato sull’associazione piretamina-sulfamidici; nei gatti, la piretamina, anche se somministrata in dosi bassissime, può risultare sgradevole o addirittura tossica. Per i cani e i gatti la scelta del farmaco ricade quasi esclusivamente sulla clindamicina. Alternative valide sono rappresentate da decoquinato, diclazuril e monensin.

L’unico vaccino disponibile in commercio (ma non in Italia) è registrato solo per gli ovini.

Controllo

E’ possibile limitare la trasmissione di Toxoplasma gondii nell’uomo e negli animali riducendo la contaminazione ambientale da oocisti, la presenza di cisti tissutali nelle carni delle varie specie animali, sia di interesse zootecnico che selvatiche o sinantrope.
E’ anche importante che la popolazione umana acquisisca una maggiore padronanza dei principi igienico-sanitari della prevenzione e una maggiore informazione riguardo i vantaggi di un corretto monitoraggio sierologico prima del concepimento o, almeno, a partire dalle prime fasi della gravidanza. È opportuno, quindi, seguire le regole di base della prevenzione, con particolare riferimento alle gestanti non immuni.

  • È opportuno che la carne venga consumata dopo adeguata cottura, con raggiungimento della temperatura, a core, di 67°C, oppure dopo congelamento a – 12° C.
  • La cottura a microonde non garantisce l’inattivazione delle cisti che invece è assicurata dalle corrette procedure di affumicatura, essiccamento e salagione utilizzate per la produzione di salumi.
  • E’ opportuno lavarsi accuratamente le mani dopo aver maneggiato carni crude ed eseguire lo stesso trattamento per gli utensili impiegati.
  • Le verdure devono essere adeguatamente lavate in quanto potrebbero essere contaminate da oocisti. Durante le pratiche di giardinaggio la terra dovrebbe essere maneggiata con guanti, in quanto potenziale fonte di oocisti.
  • La lettiera del gatto dovrebbe essere svuotata quotidianamente, lavata e disinfettata in modo tale da evitare la sporulazione delle oocisti eventualmente presenti.
  • È buona norma evitare la somministrazione di carne cruda o poco cotta ai gatti e agli altri animali domestici.
  • Il prudente contatto con il gatto domestico, in particolar modo se viene tenuto costantemente in casa, non risulta pericoloso, tantomeno quello con altri animali domestici che fungono da ospiti intermedi.

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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