Infezione da Staphylococcus aureus
Prof. Vincenzo Cuteri
Dipartimento Scienze Veterinarie
Università di Camerino
Classificazione
Famiglia Staphylococcaceae
Genere Staphylococcus
• Staphylococcus aureus
• Staphylococcus epidermidis
• Staphylococcus intermedius
Genere Staphylococcus
S. sciuri
S. hyicus
S. auricularis
S. caseolyticus
S. xylosus
S. capitis
S. warneri
S. hominis
S. saccharolyticus
S. saprophyticus
S. cohnii
S. simulans
S. carnosus
S. haemolyticus
Caratteri morfologici
Forma sferica
Diametro compreso tra 0,05 e 1,5 µm
Disposizione in ammassi regolari a forma di
grappolo
Immobile
Asporigeno
Gram positivo
Catalasi e DNAsi positivo
S. aureus: colorazione di Gram
Staphylococcus aureus
Microscopio Elettronico a Scansione X 64.000
Staphylococcus aureus
Microscopio Elettronico a Scansione X 23.000
Caratteri morfologici
Parete cellulare contenente
Peptidoglicano
Acido teicoico
• diamino acido L-Lisina
Sprovvisto di capsula in vitro
Presenza di capsula polisaccaridica in alcuni
ceppi, ben visibile in primo isolamento
Caratteri colturali
Sviluppa in terreni contenenti 10% NaCl
Mannitol Salt Agar
Temperatura di sviluppo 18 - 40 °C
Optimum 37°C
Aerobio - Anaerobio facoltativo
Intorbidamento uniforme del brodo
Colonie tonde, lisce, convesse, spesso pigmentate
Caratteri colturali e resistenza
Su Agar Sangue presenza di emolisi
più evidente in microaerofilia
Inattivato a 60°C per 30 min
Sensibile ai comuni disinfettanti
Sopravvive per mesi
in coltura in laboratorio
nell’ambiente esterno al riparo dalla luce solare
Resistente a lisozima
Sensibile a lisostafina
carattere differenziale da Micrococcus
Staphylococcus aureus su Agar sangue
Caratteri metabolici differenziali
S. aureus S. epidermidis S. intermedius
Pigmento
+
-
-
Coagulasi
+
-
+
Emolisi
+
-
+/-
Mannitolo
+
-
+/-
Ialuronidasi
+
-
Nd
Ureasi
+d
+
+
Fattori di virulenza
Coagulasi
Fattore termostabile che interagisce con un fattore
labile del plasma
Trasformazione del fibrinogeno in fibrina
• Coagulazione del plasma
Indicata come coagulasi libera
Meccanismo d’azione non ben conosciuto
Resistenza nei confronti di difese organiche
Maggiore elaborazione sostanze tossiche
Test eseguito su plasma di uomo o coniglio
Test della coagulasi
Fattori di virulenza
Clumping factor
Costituente cellulare presente in stafilococchi in
grado di elaborare coagulasi libera
Interazione con fibrinogeno o derivati
In presenza di plasma induce aggregazione
batterica
Fattori di virulenza
Ialuronidasi
Enzima in grado di idrolizzare l’acido ialuronico
interstiziale
Fattore facilitante la diffusione nei tessuti di
• stafilococchi
• tossine
Presente in tutti i ceppi coagulasi positivi
Riscontrato anche in alcuni ceppi coagulasi negativi
Fattori di virulenza
Stafilochinasi
Enzima in grado di attivare il plasminogeno in
plasmina
• Azione fibrinolitica
Fattore termostabile
Fattore antigenicamente distinto
Presente in quasi tutti i ceppi coagulasi positivi
Presente in ceppi isolati da pollo e cavallo
• suino, ovino
Fattori di virulenza
Emolisine
Distinte in α, β, γ, δ
• caratteristiche antigeniche distinte
• diverse proprietà
α-emolisina
• proteina formata da una catena polipeptidica priva di
carboidrati. A 37°C induce emolisi completa dei
globuli rossi di coniglio, pecora, bovino
• effetto letale per uomo e animali
• azione sul sistema nervoso con alterazione della
polarizzazione e depolarizzazione della membrana
neuronale
Fattori di virulenza
α-emolisina
danneggia il sistema reticolare dell’ipotalamo e regione
sensoriale visiva corteccia cerebrale
altera muscolatura liscia
• aumento permeabilità capillare per inibizione antistaminici
provoca contrazione spastica grossi vasi e tratto intestinale per
liberazione di istamina e serotonina
induce ipertensione arteriosa e alterazione ECG per
liberazione catecolamine
danno ai leucociti e distruzione piastrine
necrosi corticale surrene, embriotossica, necrosi cutanea,
leucocitosi e liberazione granulociti da midollo osseo
Fattori di virulenza
β-emolisina
sfingomielinasi C elaborata solo da stipiti di
origine animale
a 37°C induce emolisi incompleta di emazie di
pecora e bovino
• diventa completa dopo ulteriore incubazione a 20°C
– hot-cold lysis
induce inibizione della chemiotassi, monociti
provoca lisi dei macrofagi nella cavia
Fattori di virulenza
β-emolisina
induce lisi delle piastrine
induce attività necrotica marcata sul tessuto
mammario durante la lattazione
induce eritema cutaneo
provoca fenomeni neurotossici in seguito a
complicazioni cardiovascolari
Fattori di virulenza
γ-emolisina
costituita da due proteine con analoghe
caratteristiche fisico-chimiche
attiva su emazie di coniglio e pecora
ruolo patogenetico sconosciuto
Fattori di virulenza
δ-emolisina
fosfolipasi ad azione litica su emazie di
numerose specie animali
nelle infezioni localizzate crea un ambiente
favorevole alla colonizzazione degli
stafilococchi
distrugge numerose strutture cellulari
Tutte le emolisine sono immunogene
Fattori di virulenza
Leucocidina
costituita da due proteine
•F
•S
azione sinergica nella distruzione dei leucociti
Fattori di virulenza
Enterotossine
diverse proteine a basso peso molecolare
simili strutturalmente e funzionalmente
antigenicamente distinte
resistenti a 100°C per 15 min
5 sierotipi principali
• A, B, C, D, E
causa nell’uomo di gastroenterite e intossicazione
alimentare per ingestione di alimenti contaminati
prodotte anche da ceppi isolate da bovine con mastite
Fattori di virulenza
Lipasi
enzima extracellulare attivo su substrati lipidici
fattore di invasività
• degrada acidi grassi dell’epidermide dotati di attività
antibatterica
Fattori di virulenza
Penicillinasi
enzima extracellulare (β-lattamasi)
attività più marcata per penicillina che per
cefalosporina
in S aureus la produzione di tale enzima e
codificata geneticamente
in altri stafilococchi fattore acquisito mediante
plasmide extracromosomiale
Crescita inibita da penicillina
Infezioni sostenute da S.aureus
Mastite in diverse specie animali
Botriomicosi nel cavallo
Formazioni granulomatose purulente
Piemia da zecche nell’agnello
Artrite, meningite, setticemia nel giovani (2-4 sett.)
Endometriti
Dermatiti localizzate o generalizzate
Frequente riscontro nel cane e gatto
Cane: piodermite localizzata
Cane: piodermite locallizzata
Cane: atopia allergica
Dermatite generalizzata
Dermatite pustolosa giovanile
Cane: dermatite ulcerativa
Gatto: piodermite
Infezioni sostenute da S.aureus
Infezioni cutanee
Follicolite
Foruncoli e Favi
Impetigo (macule e vescicole superficiali)
Idrosadenite suppurativa (inf. ghiandole apocrine)
Mastite
Complicanze post-chirurgiche
Dermatite esfoliativa
Infezioni sostenute da S.aureus
Infezioni generalizzate
TSS (Toxic Shock Syndrome)
MTSS (Menstrual Toxic Shock Syndrome)
• Uso assorbenti interni
NMTSS (Non Menstrual Toxic Shock Syndrome)
• Aborto, contraccettivi, infezioni vaginali, postparto
Setticemia
Endocarditi
Infezioni sostenute da S.aureus
Infezioni d’organo
Meningite
• 3% delle meningiti, 40% mortalità
Pericarditi
• Trauma, chirurgia, ascessi miocardici, endocarditi
Polmonite
• per inalazione o diffusione ematica
– complicazione con ascessi o empiema pleurico
Osteomielite
Artriti e bursiti settiche
Resistenza intrinseca agli antibiotici
Denominata anche Meticillino-resistenza
riguarda tutti i β-lattamici, cefalosporina compresa
Rappresenta il maggior problema in umana
Determinazione dell’inibizione
Muller-Hinton 5% NaCl incubato a 35°C x 24h
• inoculo costituito da 5 x 105/ml UFC
• Oxacillina 1 µg
• alone di inibizione > 13 mm, resistente
Resistenza intrinseca agli antibiotici
E-test
determinazione della MIC
• >16 µg/ml resistente
Identificazione gene MecA
• codifica per una proteina PBP 2a
– PBP (Penicillin Binding Protein) a bassa affinità per i β-lattamici
Polymerase Chain Reaction
DNA probes
E-test
MRSA Methicillin-Resistant S. aureus
Microscopio elettronico a scansione X 35.000
Identificazione dei ceppi MRSA
S. aureus meticillino-resistente
Caratteri biochimici e morfologici uguali
Difficoltà di tipizzazione con il set
internazionale di fagi
Tipizzazione molecolare
PFGE - Elettroforesi pulsata
• Macrorestrizione con SmaI
• Acquisizione gel computerizzata
• Generazione dendrogramma di similarità
Dendrogramma MRSA di origine animale
Dendrogramma MSSA di origine animale
Dendrogramma MRSA di origine umana
Correlazione stipiti S. aureus
Indistinguibili
Strettamente
correlati
Probabilmente
correlati
Non correlati
Totale
Uomo
6
6
6
2
20
Animali
2
2
0
16
20
Uomo
2
3
2
3
10
Animali
0
2
2
6
10
MRSA
MSSA