Chlamydia trachomatis

Caratteristiche

Chlamydia trachomatis è un batterio aerobico gram-negativo e patogeno obbligato. Gli esseri umani sono il suo ospite esclusivo, in cui porta all’insorgenza della clamidia, una delle principali malattie infettive sessualmente trasmissibili, insieme a sifilide, gonorrea e la tricomoniasi. Nel 2016, l’Organizzazione mondiale della salute (WHO) ha stimato che, ogni giorno, assistiamo a 127 milioni di nuovi casi d’infezione da C. trachomatis. 

Il batterio ha una forma tondeggiante e la loro vitalità dipende dalla crescita di altre cellule, dato che sono prive degli enzimi necessari al metabolismo ossidativo. In quanto patogeno obbligato, il genoma di C. trachomatis consiste di 1,042,519 paia di basi (bp), caratteristica che, unita alle dimensioni molto piccole, li ha fatti ritenere per molto tempo dei virus. Oltre al genoma cromosomico, il batterio possiede uno o più copie di plasmidi extra-cromosomici, costituiti da 7493 bp, utili al momento della diagnosi.

Ciclo vitale

Il ciclo vitale di C. trachomatis consiste di due stadi cellulari: il corpo elementare (dimensioni 200-300 nm), incapace di riprodursi, ed il corpo reticolare (fino a 1000 nm), in grado di riprodursi e privo di capacità infettante. Il corpo elementare costituisce la via di trasmissione che può avvenire per contagio interumano, sia per via sessuale che per via materno-fetale. In questa fase, il batterio, si fonde con i fagosomi, permettendo la sua sopravvivenza all’interno della cellula ospite. Il corpo reticolare è metabolicamente attivo e acquisisce la capacità di moltiplicarsi attraverso scissione binaria. In seguito alla divisione, il corpo reticolare si trasforma, di nuovo, in corpo elementare e viene espulso dalle cellule attraverso esocitosi (Figura 1). Benchè non sia provvisto di parete cellulare, il corpo elementare sopravvive nell’ambiente grazie alla presenza di molteplici legami disolfuro tra le proteine di membrana. Un fagosoma, produce normalmente tra 100 e 1000 corpi elementari.

Figura 1. Ciclo vitale di C. trachomatis.

Filogenesi

Morfologia delle colonie

In quanto patogeno obbligato, C. trachomatis richiede per la crescita uova di gallina o linee cellulari animali. Questi metodi di coltura sono tecnicamente difficili, ad alta intensità lavorativa, ingombranti e dispendiosi. Per questi motivi, essi non sono utilizzati come test di routine nei laboratori clinici. Al loro posto, vengono usati tre sistemi in vitro: l’inoculazione nel topo (intraperitoneale, intracraniale e intravenosa), l’inoculazione del sacco vitellino e colture di linee cellulari stabilizzate. Le più utilizzate sono le cellule HeLa 229 (Figura 2 & Figura 3), le cellule McCoy, BHK21 e BGMK.

Figura 2. Cellule di C. trachomatis inglobate in cellule HeLa al microscopio. In fucsia si vede la membrana delle cellule HeLa, in blu il citoplasma, in azzurro il nucleo e in verde C. trachomatis.

Figura 3. Colture di Chlamydia in cellule HeLa.

Patogenesi

C. trachomatis è un immunogeno, il quale stimola sia la risposta umorale che la risposta cellulo-mediata. Oltre agli antigeni immunogenici, il risultato dell’infezione dipende dall’interazione ed equilibrio delle citochine secrete dai linfociti attivati. L’interferone gamma (IFN-γ) è stato descritto come il più importante fattore di difesa dell’ospite contro la clamidia, mentre la suscettibilità della malattia è stata collegata con una marcata espressione dell’interleuchina 10 (IL-10). Disturbi o cambiamenti del sistema immunitario indotti da C. trachomatis potrebbero favorire la sua sopravvivenza nell’ospite infetto, e indurre un infezione persistente.

Le infezioni causate da C. trachomatis possono essere primarie o croniche.

Infezione primaria: L’infezione primaria è indiretta, si osserva un’infezione seriale delle cellule della mucosa. Le cellule epiteliali infette e danneggiate secernono chemochine e citochine. Queste ultime causano vasodilatazione, una maggiore permeabilità endoteliale, attivazione e influsso di neutrofili, monociti e linfociti T ed una elevata espressione delle molecole di adesione. Durante questo periodo, Chlamydia passa, trasportata dal flusso linfatico, ai linfonodi locali. Le cellule epiteliali in decomposizione rilasciano a questo punto alcuni corpi elementari che verranno fagocitati dai neutrofili attraverso i fagolisosomi.

Infezione cronica: L’infezione cronica è caratterizzata dalla persistenza di Chlamydia nella cellula ospite provocando infezioni ricorrenti. In questo caso è osservata una reazione di ipersensitività prolungata, nella quale non sono coinvolti gli anticorpi. I processi che avvengono in questa reazione portano al danneggiamento del tessuto, fibrosi e cicatrizzazione degli organi affetti. La ricorrenza dell’infezione è dovuta alla presenza di una riserva del batterio nei linfonodi e milza che vengono raggiunti attraverso i macrofagi.

Metodi di identificazione

Diagnosi clinica

La diagnosi clinica potrebbe essere difficile in quanto circa l’80% delle donne infette e il 50% degli uomini, sono asintomatici. In questo caso si possono fare i seguenti esami:

• Analisi della cervice
• Analisi delle urine
• Test dell’ammina

Diagnosi in laboratorio

La natura asintomatica della malattia ed il vasto spettro di infezioni causate da C. trachomatis, enfatizza il bisogno di metodologie di laboratorio sensitive ed affidabili. In particolare, ricopre un ruolo fondamentale la raccolta ed il trasporto del campione, la cui adeguatezza viene accurata tramite microscopio. Una volta accertata la conformità del campione, si può procedere con i seguenti test:

• Coltura cellulare: il più comune terreno di coltura utilizzato è l’Eagles Minimal Essential Medium (EME) con supplementi di aminoacidi, vitamine, siero fetale, glucosio e 2-glutammina. Dopo 2 o 3 giorni, le inclusioni di Chlamydia sono osservate al microscopio attraverso immunofluorescenza.
• Test della fluorescenza diretta: con il quale si possono identificare i corpi elementari con la fluoresceina isotiocianato. Con questa tecnica i corpi appaiono chiaramente di colore verde, a forma di disco, mentre i corpi reticolari saranno circa 3 volte più grandi con un alone verde intorno.
• ELISA: utilizzata per l’identificazione dell’antigene di C. trachomatis.
• Citologia
• PCR: questo metodo presenta varie limitazioni, tra cui la bassa sensibilità. In questo caso, il plasmide costituisce il target, in quanto la sua sequenza è altamente conservata nei diversi isolati di C. trachomatis. La diagnosi è resa anche più veloce nei casi di assenza del plasmide stesso, ciò si riflette nella mancanza di glicogeno compromettendo lo sviluppo da corpo elementare a corpo reticolare.

Terapia

Il trattamento delle infezioni da C. trachomatis dipende dal sito dell’infezione, l’età del paziente, gravidanza e dal suo grado di complicazione. 

Infezione semplice: Il centro per il controllo e prevenzione delle malattie (CDC) raccomanda la somministrazione di 1 g di azitromicina due volte al giorno per sette giorni. Oppure 500 mg di eritromicina quattro volte al giorno 

Infezione associata a infiammazione pelvica: in questo caso viene somministrata ofloxacina 400 mg o levofloxacina 500 mg con o senza metronidazole 500 mg una volta al giorno per due settimane.

In alcuni casi è stata osservata una resistenza agli antibiotici. Le caratteristiche dell’antibiotico-resistenza, in questo caso, sono diverse da quelle di altri batteri, in quanto si tratta di un patogeno intracellulare. Per questa ragione, la suscettibilità antimicrobica deve essere determinata in base alla loro abilità di proliferare all’interno della cellula ospite in presenza di varie concentrazioni d’antibiotico. Inoltre, diversamente da molti batteri, C. trachomatis è resistente agli antibiotici standard, come la tetraciclina, per esempio. Popolazione batteriche sottoposte a questo trattamento, infatti, mostrano una resistenza eterotipica in vitro; la popolazione contiene, cioè, sia organismi suscettibili che organismi resistenti all’antibiotico.

Il controllo delle epidemie dovute a Chlamydia potrebbero essere controllate più efficacemente con l’utilizzo di vaccini. In particolare, la vaccinazione di adolescenti prima della loro prima esperienza sessuale potrebbe indurre una riduzione significante dell’incidenza dell’infezione. Nonostante, tutti i tentativi fatti, nessun vaccino si era dimostrato capace di prevenire totalmente o parzialmente la moltiplicazione di questi batteri. Recentemente, però, ci siamo avvicinati più che mai ad un vaccino effettivo contro la clamidia. Dopo quasi 50 anni di ricerche, è stata pubblicata sul giornale The Lancet nell’agosto 2019, la notizia che un vaccino ha superato la prima fase degli studi clinici, dimostrando di essere sicuro e ben tollerato dall’uomo. 

Federica Angius

Fonti:

• Malhotra, M., Sood, S., Mukherjee, A., Muralidhar, S., & Bala, M. (2013). Genital Chlamydia trachomatis: an update. The Indian journal of medical research, 138(3), 303.
• Abraham, S., Juel, H. B., Bang, P., Cheeseman, H. M., Dohn, R. B., Cole, T., … & McFarlane, L. R. (2019). Safety and immunogenicity of the chlamydia vaccine candidate CTH522 adjuvanted with CAF01 liposomes or aluminium hydroxide: a first-in-human, randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 1 trial. The Lancet Infectious Diseases, 19(10), 1091-1100.
• https://www.cdc.gov
• https://www.sciencealert.com/a-potential-chlamydia-vaccine-has-finally-reached-clinical-trials
• https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Chlamydia_trachomatis