Chromobacterium violaceum

Caratteristiche

Chromobacterium violaceum è un coccobacillo Gram-negativo, facoltativo anaerobico, non sporigeno. Deve il suo nome alla produzione di violaceina, un pigmento antiossidante che protegge l’organismo dallo stress ossidativo. Il genoma completo di C. violaceum è costituito da un singolo cromosoma circolare di 4.751.080 bp con un contenuto medio di G+C del 64,83%. Presenta 4.431 ORF (Open Reading Frame) distribuiti uniformemente che coprono l’89% del genoma.

Il batterio è un comune abitante del suolo e delle acque nelle aree tropicali e subtropicali. La notevole abbondanza di Chromobacterium violaceum nel Rio Negro, fiume dell’America meridionale, è indicativo della sua capacità di resistere simultaneamente a condizioni ambientali varie e relativamente ostili tra cui la scarsità di nutrienti, alte temperature, alti livelli di radiazione ed elevate concentrazioni di agenti tossici. La capacità di Chromobacterium violaceum di sopravvivere a diverse condizioni ambientali e di resistere a tali stress è facilitata dal suo versatile metabolismo energetico che è in grado di sfruttare una vasta gamma di fonti energetiche utilizzando ossidasi e reduttasi idonee. Inoltre, un importante contributo alla capacità di C. violaceum di far fronte alla variabilità ambientale deriva inoltre dalla sua capacità chemiotattica conferita da un totale di 68 ORF.

Chromobacterium violaceum effettua anche quorum sensing, un processo di comunicazione batterica cellula-cellula che permette ai batteri di adattare il loro comportamento in risposta ai cambiamenti nella densità cellulare. Il quorum sensing controlla comportamenti collettivi come la bioluminescenza, la formazione di biofilm e lo scambio di DNA. Il patogeno batterico Chromobacterium violaceum utilizza un sistema di rilevamento del quorum di tipo LuxIR.

C. violaceum è un raro patogeno umano opportunistico e può causare sepsi potenzialmente letale.

Il ruolo biotecnologico di Chromobacterium violaceum

Recentemente si è fatto luce su alcuni importanti aspetti del suo ruolo biotecnologico tra cui la sintesi di poli (3-idrossalvalico) omopoliestere e altri poliidrossialcanoati a catena corta, potenziali alternative alle materie plastiche derivate dai prodotti petrolchimici, l’idrolisi dei film plastici e la capacità di estrazione dell’oro mediata dal cianuro, processo che viene usato dalle industrie per estrarre l’oro dai circuiti elettronici. Di interesse agricolo sono le diverse chitinasi (CV2935, CV3316 e CV4240), agenti di biocontrollo contro insetti, funghi e nematodi.

Filogenesi

Dominio	Procariota
Regno	Bacteria
Phylum	Proteobacteria
Classe	Betaproteobacteria
Ordine	Neisseriales
Famiglia	Neisseriaceae
Genere	Chromobacterium
Specie	C. violaceum
Nomenclatura binomia	Chromobacterium violaceum (Schröter 1872)

Morfologia delle colonie

Gli organismi appartenenti alla specie Chromobacterium violaceum sono lunghi bacilli Gram-negativi. Gli organismi possono talvolta apparire leggermente curvi ed essere confusi con i vibrioni. Il batterio presenta generalmente un flagello polare e uno o più flagelli laterali. Le colonie sono lisce e hanno una consistenza burrosa.

La maggior parte dei ceppi produce violaceina, un pigmento insolubile che attribuisce il nome alla specie e conferisce un colore viola-nero alle colonie su terreni solidi in condizioni aerobiche.

La violaceina è un pigmento viola prodotto come metabolita secondario da numerosi batteri Gram-negativi, tra cui Chromobacterium violaceum, Janthionobacterium lividum, Alteromonas luteoviolacea, Pseudoalteromonas luteoviolacea e Duganella sp. Possiede attività antibatteriche, antivirali, antifungine e antiossidanti. Per tali motivi la violaceina può dare un vantaggio competitivo contro le specie antagoniste e se ne stanno studiando le proprietà farmacologiche nella pratica clinica come potenziale antitumorale.

Gli organismi producono acido cianidrico, quindi potrebbe essere presente un lieve odore di cianuro nelle colture.

Patogenesi

La malattia nell’uomo è rara, ma la mortalità è alta. Il primo caso segnalato di infezione da Chromobacterium violaceum si è verificato in Malesia nel 1927. Meno di 200 casi di infezione sono stati segnalati in tutto il mondo e più di 35 casi sono stati segnalati negli Stati Uniti, quasi tutti dal sud-est, principalmente in Florida. Il tasso di mortalità per i casi segnalati negli Stati Uniti è di circa il 60%.

L’infezione da Chromobacterium violaceum si verifica nei neonati, nei bambini e negli adulti, quasi sempre nei mesi estivi e di solito dopo l’esposizione della pelle all’acqua o al suolo contaminati. I sintomi includono dolore nel sito locale di infezione, febbre, nausea, vomito, dolore addominale e diarrea. Possono comparire pustole ed ulcere con base necrotica. Il decorso dell’infezione procede rapidamente con shock settico, polmonite e ascessi viscerali che coinvolgono fegato, milza e polmoni. Sono stati anche segnalati casi di infezione del tratto urinario, congiuntivite, cellulite orbitale, infezione retrofaringea, sepsi neutropenica, osteomielite, ascesso cerebrale, meningite e sepsi puerperale. Secondi alcuni casi presenti in letteratura pediatrica, l’infezione da C. violaceum sembrerebbe essere più comune nei pazienti con malattia granulomatosa cronica (CGD). La diagnosi viene fatta mediante coltura di sangue o essudato cutaneo.

Metodi di identificazione

Gli organismi della specie crescono in 18-24 ore su terreni di laboratorio comuni che includono Nutrient Agar, Sheep blood Agar, Agar cioccolato, Agar Mueller-Hinton, BD Tryptic Soy Broth (brodo di soia triptico) e MacConkey Agar. L’incubazione a 37 ° C di solito è efficace ma è ottimale a 25 ° C. Il pH ottimale è 7/8; nessuna crescita si verifica al di sotto di pH 5.

*Figura 2 – Chromobacterium violaceum su vari terreni di crescita. In ordine: Agar cioccolato, Agar Columbia, Nutrient Agar, MacConkey Agar e Sheep blood Agar*

Terapia

Chromobacterium violaceum è generalmente sensibile ai fluorochinoloni, ai carbapenemi, agli aminoglicosidi, al cloramfenicolo, al trimetoprim-sulfametossazolo o alle tetracicline, ma è resistente alla penicillina e alle cefalosporine. La ciprofloxacina è stata dichiarata l’antibiotico più efficace per C. violaceum. Può verificarsi ricaduta specialmente se gli antibiotici sono stati interrotti prematuramente o se i pazienti hanno ricevuto terapie inappropriate. Anche in presenza di ascessi è possibile la ricaduta, presumibilmente a causa di presenza silente di organismi vitali.

Elena Panariello