Pseudomonas aeruginosa

CARATTERISTICHE

I membri del genere Pseudomonas, sono microrganismi ubiquitari, che si trovano in diversi ambienti:

Suolo
Acqua
Materia organica in decomposizione
Vegetazione
Cibo
Lavandini
Toilette
Strofinacci del pavimento

P. aeruginosa è un batterio molto virulento, tuttavia generalmente non è in grado di portare a serie patologie nei soggetti con sistema immunitario sano. Questo batterio si presenta come un bacillo dritto o leggermente ricurvo, di dimensioni ridotte, circa 0.5 – 1.0 µm per 1.5 – 5 µm, ed inoltre è:

Gram negativo
Aerobio/anaerobio facoltativo
Mobile (presenta fino a 3 flagelli unipolari)
Asporigeno
Presenta citocromo ossidasi
Non fermentante
Metabolismo ossidativo

FILOGENESI

Dominio	Prokaryota
Regno	Bacteria
Phylum	Proteobacteria
Classe	Gammaproteobacteria
Ordine	Pseudomonadales
Famiglia	Pseudomonadaceae
Genere	Pseudomonas
Specie	P. aeruginosa

Tabella 1 – Filogenesi di P. aeruginosa

MORFOLOGIA DELLE COLONIE

P. aeruginosa tipicamente produce pigmenti idrosolubili che si diffondono attraverso il mezzo. I più noti sono la piocianina (blu-verde), la pioverdina (giallo-verde, fluorescente) e la piorubina (rosso-marrone, prodotto da una piccola percentuale di ceppi).

Figura 1 - Pigmenti tipicamente prodotti da P. aeruginosa: Piocianina (blu-verde) e Pioverdina (giallo-verde fluorescente) — *Figura 1 – Pigmenti tipicamente prodotti da* P. aeruginosa: Piocianina (blu-verde) e Pioverdina (giallo-verde fluorescente)

P. aeruginosa viene spesso identificata in via preliminare dal suo tipico odore dolciastro, simile a quello del mosto.

Figura 2 - Morfologia delle colonie di quattro batteri: E.coli (Gram-negativo), P. aeruginosa (Gram-negativo), S. aureus (Gram-positivo, colonia circondata da una zona di beta-emolisi) e S. epidermidis (Gram-positivo) su Agar sangue. Coltivazione 24 ore, 37 °C in atmosfera aerobica. — *Figura 2 – Morfologia delle colonie di quattro batteri:* E. coli (Gram-negativo), P. aeruginosa *(Gram-negativo),* S. aureus (Gram-positivo, colonia circondata da una zona di beta-emolisi) e S. epidermidis (Gram-positivo) su Agar sangue. Coltivazione 24 ore, 37 °C in atmosfera aerobica

Sebbene sia necessaria un’atmosfera aerobica per una crescita ottimale, molti ceppi si moltiplicano in un ambiente anaerobico (anche se lentamente) qualora è presente il nitrato come accettore di idrogeno. È in grado di crescere a 42 °C.

Figura 3 - P. aeruginosa e stafilococchi coagulasi negativi coltivati su Agar sangue, 24 ore a 37 °C — *Figura 3 –* P. aeruginosa e stafilococchi coagulasi negativi coltivati su Agar sangue, 24 ore a 37 °C

La combinazione della produzione di piocianina e la capacità di crescere a 42 °C permette di distinguere P. aeruginosa da altre Pseudomonas spp. Alcuni ceppi di P. aeruginosa potrebbero non produrre piocianina.

Figura 4 - P. aeruginosa su TSA. Coltivazione 24 ore a 37 °C + 24 h a temperatura ambiente — *Figura 4 –* P. aeruginosa su TSA. Coltivazione 24 ore a 37 °C + 24 h a temperatura ambiente

Su TSA presenta:

Forma delle colonie: circolare
Elevazione (forma della sezione trasversale della colonia): sollevata
Margine: ondulato
Produzione di pigmenti: piocianina (blu-verde)

Può inoltre essere coltivata su:

MacConkey agar
Endo agar
Agar cetrimide
BHI agar
BEA + azoturo
CLED
Agar Salmonella-Shigella (DCA agar)

PATOGENESI

P. aeruginosa è un agente patogeno opportunistico che infetta ustioni, ferite, incisioni chirurgiche e siti di cateterizzazione. È la causa più comune di infezioni da ustioni e infezioni dell’orecchio esterno (otite esterna). P. aeuriginosa possiede moltissimi fattori di virulenza, in particolare:

Figura 5 - Fattori di virulenza elencati per categoria di P. aeruginosa — *Figura 5 – Fattori di virulenza elencati per categoria di* P. aeruginosa

P. aeruginosa può causare diverse sindromi cliniche, come:

Infezioni polmonari
Infezioni della cute ustionata
Follicolite
Infezioni delle vie urinarie
Infezioni dell’orecchio (otiti esterne)
Infezioni dell’occhio (ulcere corneali)
Batteriemia
Endocarditi
Infezioni al tratto gastrointestinale
Infezioni del sistema nervoso centrale
Infezioni dei muscoli scheletrici

Figura 6 - Principali sindromi cliniche di P. aeruginosa — *Figura 6 – Principali sindromi cliniche di* P. aeruginosa

METODI DI IDENTIFICAZIONE

Per l’esatta identificazione di P. aeruginosa si possono effettuare diverse tipologie di esami di laboratorio.

Di fronte ad un campione sconosciuto, si esegue la colorazione di Gram, la quale ci permette, con l’utilizzo del microscopio ottico, di stabilire che si tratti di un batterio Gram-negativo.

Figura 7 - Colorazione di Gram di P. aeruginosa. Risultato: sottili bacilli Gram-negativi — *Figura 7 – Colorazione di Gram di* P. aeruginosa. Risultato: sottili bacilli Gram-negativi

Si può proseguire, a questo punto, con un esame di tipo colturale. Gli Pseudomonas hanno esigenze nutrizionali semplici, crescono facilmente in comuni terreni di coltura, come Agar sangue e Agar MacConkey. La morfologia delle colonie combinata con i risultati dei test biochimici porta ad una preliminare identificazione dei ceppi isolati. P. aeruginosa presenta le seguenti caratteristiche:

Cresce rapidamente
Le colonie appaiono piatte con brodo diffuso
Presenza di beta-emolisi
Pigmentazione verde, causata dalla produzione dei pigmenti
Odore dolciastro, simile al mosto

Nonostante sia relativamente facile identificare P. aeruginosa può rendersi necessario compiere più test biochimici per una esatta identificazione.

I test biochimici che si possono effettuare sono:

Test ossidasi: positivo;
Test citrato (Test di Simmons): positivo;
Test arginina diidrolasi: positivo;
Test lisina decarbossilasi: negativo;
Test ornitina decarbossilasi: negativo;
Test catalasi: positivo.

Figura 8 - Test della catalasi e dell'ossidasi effettuati su P. aeruginosa — *Figura 8 – Test della catalasi e dell’ossidasi effettuati su* P. aeruginosa

Successivamente, si può procedere con l’identificazione biochimica attraverso Galleria API, in questo casi si utilizza API 20 NE.

Figura 9 - Identificazione biochimica di P. aeruginosa attraverso API 20 NE — *Figura 9 – Identificazione biochimica di* P. aeruginosa attraverso API 20 NE

Infine, si può effettuare un’identificazione al microscopio elettronico, attraverso l’osservazione della morfologia delle colonie.

Figura 10 - Micrografia elettronica a scansione (SEM) di P. aeruginosa — *Figura 10 – Micrografia elettronica a scansione (SEM) di* P. aeruginosa

Figura 11 - Micrografia elettronica a scansione (SEM) di P. aeruginosa — *Figura 10 – Micrografia elettronica a scansione (SEM) di* P. aeruginosa

TERAPIA

La terapia con antibiotici è spesso infruttuosa perché questo batterio presenta una spiccata resistenza a molti antibiotici (beta lattamasi plasmide-dipendente), e soprattutto i pazienti con sistema immunitario deficitario o compromesso non sono in grado di rispondere positivamente alla terapia antibiotica. Tuttavia, generalmente si ricorre ad un’associazione di antibiotici, affinché la terapia abbia successo, poiché la monoterapia è sempre inefficace. Le associazioni di antibiotici più utilizzati sono:

Penicilline, cefalosporine, carbapenemici
Aminoglicosidi insieme ai beta-lattamici
Fluorochinoloni

Prima di procedere con la terapia antibiotica è sempre necessario eseguire l’antibiogramma.

Fonti:

Principi di microbiologia medica di G. Antonelli, M. Clementi, G. Pozzi (a cura di), 2017.
Microbiologyinpictures
Wikipedia
Corso di batteriologia – www.bluejayway.it