Neisseria meningitidis e gonorrhoeae

Sono dei germi Gram negativi, quindi non si parlerà di tossine, ma di membrana esterna, di LPS, e di altri fattori di virulenza molteplici.

Dentro le Neisserie si trovano due patogeni molto importanti, ma nella grande famiglia delle Neisseriaceae, ci sono tantissimi commensali.

Hanno un aspetto molto particolare, sono reniformi, disposti a coppie, con un aspetto caratteristico a chicco di caffè. Un altro batterio Gram positivo che fa qualcosa di simile, è lo Streptococcus pneumoniae: tutti e due sono responsabili di meningiti importanti. Questo vuol dire che nella maggior parte dei casi, le meningiti batteriche sono facilmente riconoscibili, perché al microscopio troviamo dei batteri disposti a coppie. È un aspetto morfologico molto importante, perché la meningite batterica, se c’è, va diagnosticata molto rapidamente.

Meningi,dura madre,aracnoide,pia madre

Sono aerobi-anaerobi facoltativi, immobili, asporigeni, sono spesso capsulati. Le due specie che si trattano, tra le tante commensali o eventualmente opportunistiche, sono la Neisseria meningitidis e la Neisseria gonorrhoeae, gli agenti eziologici rispettivamente della meningite meningococicca e della gonorrea, che è la più diffusa patologia a trasmissione sessuale, descritta sin dai tempi antichi perché ha dei segni e dei sintomi molto particolari.

Questa è una carrellata dei principali determinanti di virulenza delle Neisserie:

  • Sono ricchi di pili, che sono appendici molto corte, rivestono la cellula batterica e sono importantissimi per le Neisserie: senza pili non possono dare infezione, perché sono batteri che colonizzano solo e soltanto gli epiteli, l’uno gli epiteli delle vie aeree, l’altro gli epiteli genitali. Se non ci sono i pili, che garantiscono una forte adesione, il processo infettivo non inizia nemmeno. Il batterio è stato talmente astuto da costruirsi tutta una serie di geni che codificano per questi pili, ci hanno dedicato un bel pezzo del cromosoma.

Ci sono poi le proteine Opa, Opc o outer protein: sono tante queste proteine e si chiamano come proteine esterne di membrana. Sono una serie di elementi che hanno un significato antigenico importante. Hanno un significato di adesione, un po’come i pili, partecipano quindi al contatto e sono coinvolte probabilmente soprattutto nelle fasi di invasione intracellulare. Le Neisserie tendono ad entrare nella cellula: mentre i Clostridi od i Corynebacterium diphtheriae rimanevano nella superficie dell’epitelio colonizzato, in questo caso, si va alla diffusione, facilitata dal fatto che le Neisserie sono degli intracellulari facoltativi.

Posseggono inoltre delle porine, molecole ad attività tossica, importanti probabilmente nel passaggio transcellulare, da cellula a cellula. Possiedono delle IgA proteasi (soprattutto la Neisseria meningitidis), importantissime perché attraverso questa molecola, che viene secreta abbondantemente al momento della colonizzazione, viene messo ko un sistema di difesa importantissimo dell’ospite, che è l’IgA secretorio abbondantemente presente sulle superfici, ancora di più se siamo stati vaccinati. Questi vengono resi inutilizzabili o inefficaci dalla presenza delle porine. Le possiedono anche gli streptococchi: vediamo quindi che patogeni, che danno patologie simili, qualcosa in comune hanno in termini di fattori di virulenza, in termini di atteggiamenti patogenetici.

Poi c’è il LOS, il fratello di LPS, che è un lipoligosaccaride, una molecola più piccola, con meno zuccheri di LPS, ma importantissima perché è molto abbondante sulla membrana esterna e perché media parecchi effetti di tossicità. È antigenicamente importante e viene riconosciuto dal sistema immunitario come non self, serve per fare la diagnosi sierologica ed è importante nel caso in cui si cercherà di costruire un vaccino.

Poi c’è la capsula, che la Neisseria meningitidis produce, e come per i pili, anche in questo caso c’è tutto un operone, quindi una lunga porzione del genoma, che codifica per la capsula, per come farla, quando farla, come portarla fuori e come assemblarla. Un sistema complicato di geni che tra loro si coordinano a gestire la presenza della capsula, prodotta molto abbondantemente quando viene colonizzato l’ospite, quando c’è la disseminazione ematica e quando c’è ovviamente da arrivare al cervello.

Le Neisserie possono vivere delle fasi intracellulari e questo gli fa comodo anche per passare la barriera emato-encefalica. Con i pili, con le Opa, riconoscono le cellule degli epiteli (rinofaringe nel caso di Neisseria meningitidis) ed entrano nella cellula, grazie anche alle porine che facilitano lo sfondamento della membrana cellulare, e poi si localizzano e vivono nel fagosoma, in maniera molto efficace. Qui possono anche replicarsi e passare addirittura da una cellula all’altra, sfondando con le porine, con le invasine e con le Opa la membrana della cellula per arrivare ad un’altra cellula.

Quindi, hanno un modo di invadere l’ospite che assomiglia a quello dei micobatteri ed a quello di altri microrganismi, come la salmonella, alcune leishmanie ed alcune listerie, che sono capaci di vivere dei momenti di vita intracellulare, quindi sono organizzati con sistemi e con macromolecole, per sopravvivere nel fagocita.

 

MENINGITE DA NEISSERIA MENINGITIDIS

La meningite di cui è responsabile Neisseria meningitidis, è una meningite da meningococco, una meningite cerebro-spinale, definita epidemica perché spesso, non sono casi isolati, ma cluster, in quanto è un patogeno che facilmente può essere diffuso, soprattutto nelle comunità chiuse.

La storia comincia rapidamente e questo è importante, certamente per il paziente, ma anche per il medico, per i pediatri e per i medici nelle strutture dove ci sono comunità molto affollate. I sintomi sono rapidi e quindi rapidamente bisogna identificare il caso e fermare eventualmente l’epidemia. Nel giro di pochi giorni compaiono sintomi aspecifici (secchezza delle fauci, cefalea e sonnolenza), che purtroppo non ci aiutano, e sintomi un po’ più specifici. Quando, però, si arriva ai sintomi più specifici, vuol dire che siamo già avanti nella storia patogenetica. Si parla di rigidità nucale, di fotofobia, di irritabilità, di riflessi alterati, quindi si tratta di un caso clinico in cui la colonizzazione cerebrale è già importante. Ci può essere tutta un’altra serie di segni, quasi patognomonici, che si realizzano nel momento in cui il microrganismo è in circolo, quindi nelle fasi ematiche, batteriemiche, cioè con la comparsa di petecchie disperse lungo tutto il tronco e gli arti, legate al fatto che il microrganismo, soprattutto il suo LOS, va a disturbare la cascata della coagulazione e quindi si creano degli scompensi legati a questo sistema con la formazione di coaguli intravascolari disseminati e petecchie. Poi ci può essere uno shock endotossico e la perdita della funzionalità renale, che può portare alla morte.

I caratteri antigenici specifici di Neisseria meningitidis sono il LOS, le proteine di membrana, di cui si conoscono almeno 20 sierotipi, quindi si comprende la difficoltà di tipizzarli e di costruire vaccini, e la capsula polisaccaridica classica. L’antigenicità della capsula può variare, tant’è che possiamo distinguere Neisseria meningitidis in tanti sierogruppi diversi: A, B, C, W-135… Questo vuol dire che se costruiamo un vaccino contro la meningite da Neisseria meningitidis, dobbiamo pensare che gli antigeni sono diversi tra di loro, quindi, o facciamo un vaccino polivalente, oppure costruiamo un vaccino che non ci darà mai la garanzia di copertura, anche se efficacissimo, perché anche i ceppi non A sono anch’essi responsabili di casi clinici.

Per quanto riguarda il percorso del batterio dalla faringe al cervello, si parte dalla colonizzazione della rinofaringe a cui fa seguito la fase batteriemica, senza la quale non si ha la meningite. Non sappiamo ancora quali sono i motivi per cui ci sono tanti portatori, che ce l’hanno in gola e stanno bene, e c’è uno ogni mille che invece si fa una setticemia, una meningite. Non sappiamo se è legato a qualcosa che cambia nel microbo o se è legato alle caratteristiche dell’ospite. Alla fase batteriemica segue la colonizzazione delle meningi, dei plessi corioidei. Quindi viene bypassata la barriera emato-encefalica, il batterio è in grado di sfondarla. La barriera emato-encefalica viene sfondata per due motivi principali: il primo è perché il microrganismo riesce a entrare nelle cellule ed a passare oltre, quindi può, attraverso fenomeni di endocitosi, passare attraverso gli epiteli: l’epitelio della rinofaringe in primis, poi l’epitelio dei plessi corioidei e l’endotelio dei capillari cerebrali. Il secondo motivo è perché, siccome il batterio possiede tanto LOS, crea anche molto disordine. Cioè, nella fase ematica e nella fase che prelude al passaggio della barriera emato-encefalica, partono tutta una serie di processi di attivazione endotossina-legati, che in questo caso non è LPS ma LOS (l’effetto biologico e clinico è lo stesso). Quindi la grossa ricchezza di LOS sulla membrana esterna di Neisseria meningitidis, fa si che si scateni l’attivazione del sistema del complemento, del processo di coagulazione, del processo edematoso e del processo di degranulazione dei mastociti, insomma l’attivazione di tutti quei processi che partecipano allo sfondamento delle barriere e quindi facilitano la disseminazione del batterio.

 

Segni e sintomi

I segni ed i sintomi della meningite sono tanti ed evolvono con il tempo. I principali sono ipertensione endocranica, irritazione, segni neurologici e segni infettivi. I sintomi più specifici ci aiutano a fare la diagnosi, ma quando compaiono vuol dire che siamo già in presenza di una meningite importante. La meningite si manifesta principalmente nella prima infanzia, nell’adolescenza e sopra i 45 anni. Colpisce soprattutto nelle comunità chiuse, soprattutto in inverno, soprattutto quando è più facile il contatto interumano. L’aerosol è l’unico veicolo diretto: come abbiamo detto la Neisseria meningitidis è abbastanza labile.

I grossi focolai di epidemie da Neisseria meningitidis sono le parti più povere del mondo.

Innanzitutto, bisogna dire che si possono presentare due casi: il portatore e il malato. Nel caso di un soggetto in cui ci siano dei sintomi abbastanza specifici, come ad esempio la rigidità nucale, si fa subito un prelievo di sangue sicuramente dalla rinofaringe e, se la situazione è grave e se si è in ospedale, si fa anche un esame del liquor. Nel caso di meningiti batteriche non si può perdere tempo, per quelle virali si può invece temporeggiare un po’ di più. Le meningiti batteriche vanno subito riconosciute e trattate (le urgenze dei laboratori di microbiologia sono rappresentate, infatti, principalmente da meningiti batteriche).

 

DIAGNOSI

Viene fatto, anche in questo caso, l’esame morfologico/microscopico e l’esame colturale. Si comincia quindi dal microscopio: se siamo di fronte a un esame del liquor e vediamo dei Gram negativi con il tipico aspetto a chicco di caffè, immediatamente diamo la disposizione di iniziare la terapia antibiotica, e dovrà essere una terapia sistemica in grado di passare la barriera emato-encefalica. Se invece siamo a livello di un campione faringeo, il vetrino ci aiuta molto meno.

L’isolamento colturale è l’altro mezzo diagnostico che viene utilizzato: i terreni devono essere selettivi e differenziali, soprattutto se partiamo dal tampone faringeo, che è carico di materiale. Occorre, in questi casi, un 5 % di CO2, che abbassa un po’ la percentuale di ossigeno. Le colonie che crescono sono piccoline, traslucide e soprattutto sono nere, perché tutte le Neisserie, coltivate in anaerobiosi, provocano l’ossidazione di alcuni composti aromatici incolori, trasformandoli in derivati colorati. Alla coltura, che può essere più o meno indicativa, seguono i saggi in immunofluorescenza ed i saggi biochimici: quindi, nel primo caso, l’immunofluorescenza diretta con gli antisieri verso specifici antigeni capsulari e, nel secondo caso, gli studi della capacità fermentativa nei confronti di alcuni zuccheri e della capacità di produrre particolari enzimi.

 

VACCINO E PROFILASSI

Per la Neisseria meningitidis abbiamo un vaccino tetravalente, che protegge quindi contro quattro sierotipi diversi (A, C, Y e W-135). È stato messo a punto diverso tempo fa e da diversi produttori nel mondo. È una singola dose, somministrabile anche con altri vaccini e non è efficace per tutti, soprattutto nei bambini piccoli non funziona bene (tutti i vaccini a base polisaccaridica nei bambini molto piccoli non funzionano, perché c’è l’immunità timo-dipendente che non lavora bene). È stato il primo vaccino ad esser stato messo a punto, perché questi sierogruppi erano molto frequenti e facilmente gestibili, quindi si è arrivati a costruire il tetravalente già 20 anni fa. Contro il sierogruppo C la storia, invece, è più recente: il vaccino è quindi un vaccino monovalente e funziona in maniera molto efficace. È un vaccino glicoconiugato, cioè lo zucchero, che rappresenta l’antigene C, è legato a una proteina carrier, che è la proteina della difterite detossificata. Lo zucchero da solo non avrebbe funzione antigenica, soprattutto nei bambini. Funziona bene, è tollerato bene, viene somministrato anche ai bambini.

Quello che ancora non c’è è un vaccino contro il sierotipo B e sono proprio le meningiti da meningococco di tipo B quelle che finiscono sui giornali: non esiste contro di esse nessun sistema di profilassi a disposizione. Si può solo sperare che vengano fatte molto rapidamente la diagnosi e la terapia. Perché sono inefficaci gli attuali vaccini contro la Neisseria meningitidis di sierogruppo B? E’ un antigene difficilmente gestibile, la capsula di Neisseria meningitidis di tipo B ha un’elevata omologia strutturale con alcune molecole dell’ospite, quindi si rischia di creare dell’autoimmunità, e questi vaccini possono essere addirittura dannosi per l’organismo. Ci sono laboratori in tutto il mondo che stanno lavorando per cercare di mettere appunto un vaccino di questo tipo efficace, anche se ci sono ancora piuttosto lontani.

 

NEISSERIA GONORRHOEAE

È l’agente eziologico della gonorrea, la malattia a trasmissione sessuale forse più diffusa al mondo. Sicuramente è la più nota, viene descritta dai documenti più arcaici della storia della medicina. È un microrganismo esclusivamente umano e viene trasmesso solo ed esclusivamente dal rapporto sessuale. C’è un’eccezione importante però: questo patogeno può essere acquisito al momento del parto, nel momento in cui la madre infetta partorisca naturalmente. In questo caso si ha un coinvolgimento soprattutto delle mucose degli occhi, della congiuntiva (perché abbiamo detto che sono microrganismi che colonizzano le mucose), e purtroppo la patologia evolve con estrema rapidità nel neonato portando alla cecità ed alla morte se non è trattata adeguatamente e in tempi rapidi. Nell’adulto, invece, questa patologia a trasmissione sessuale può dare conseguenze più o meno gravi a seconda di quando viene diagnosticata, di quando viene curata e se non viene proprio curata le conseguenze possono essere anche molto gravi. Anche in questo caso, il microrganismo facilmente invade l’epitelio genitale: lo ritroviamo dentro gli epiteli e anche dentro i fagociti. C’è una reazione infiammatoria molto importante: anche in questo caso, come nel caso della meningite da Neisseria meningitidis, abbiamo una patologia, localizzata a livello genitale, caratterizzata da un’estrema infiammazione.

Per quanto riguarda le caratteristiche della patologia, come si sviluppa e quali possono essere le conseguenze, bisogna fare innanzitutto la distinzione tra l’uomo e la donna. Nell’uomo l’infezione è sempre sintomatica, è difficilissimo che non lo sia. L’infiammazione dell’epitelio uretrale, con la risalita del patogeno fino alle ghiandole seminali, è inevitabilmente sintomatica.
Diverso è invece il caso della donna, dove la colonizzazione spesso è asintomatica: per questo motivo è molto importante educare le persone da questo punto di vista, perché il contagio da parte di una donna infetta è possibile, anche in condizioni di asintomaticità. La Neisseria gonorrhoeae è importante perché colonizza l’epitelio genitale e vi crea un processo infiammatorio importante, inoltre perché può invadere: entra negli endoteli, entra nei fagociti, passa i vasi e quindi si diffonde ai diversi organi. Importante è in questo caso, soprattutto la diffusione locale negli organi della riproduzione, sia per l’uomo che per la donna, quindi c’è un coinvolgimento che porta alla sterilità se non viene curata e la diffusione è sistemica, se il quadro non viene riconosciuto e trattato adeguatamente: ci possono essere, allora, patologie soprattutto a livello cardiaco ed a livello delle giunzioni articolari. Possiamo, quindi, distinguere l’evolvere dell’infezione in due momenti: una fase primaria con la localizzazione a livello dell’epitelio genitale, con un processo infiammatorio, con secrezioni importanti, con una sintomatologia, soprattutto nell’uomo, e poi una diffusione, con eventualmente conseguenze anche irreversibili, legate alla colonizzazione, nel caso della donna, delle tube, delle ovaie, dell’utero, … .

In laboratorio si procede alla stessa maniera: vetrino e coltura. Il vetrino è difficile che ci aiuti perché abbiamo sempre mucose molto colonizzate, la coltura e l’identificazione invece ci aiutano molto perché abbiamo la possibilità di usare terreni selettivi, sistemi in fluorescenza e saggi biochimici che ci consentono di riconoscerlo. La terapia si basa essenzialmente sull’uso di cefalosporine, farmaci di nuova generazione.