| Mycobacterium leprae | |
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 presa da una lesione cutanea. Fonte: CDC | |
| Classificazione scientifica | |
| Dominio | Prokaryota |
| Regno | Bacteria |
| Phylum | Actinobacteria |
| Ordine | Actinomycetales |
| Sottordine | Corynebacterineae |
| Famiglia | Mycobacteriaceae |
| Genere | Mycobacterium |
| Specie | M. leprae |
| Nomenclatura binomiale | |
| Mycobacterium leprae Hansen, 1874 | |
| Nomi comuni | |
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Bacillo di Hansen | |
Il Mycobacterium leprae (conosciuto anche come Bacillo di Hansen), è l'agente eziologico della lebbra. Il bacillo fu scoperto dal dottor Gerhard Armauer Hansen in Norvegia nel 1873; in onore della sua scoperta e nel tentativo di eliminare l’antico stigma associato alla malattia, la lebbra (dal greco squamare)[1] viene spesso definita come la malattia di Hansen o anseniasi.
Le più antiche testimonianze scritte che descrivono la lebbra in modo minuzioso provengono dall’India intorno al 600 a.C. all’interno di “Sushruta Samhita”, un antico testo sanscrito di medicina. Questi documenti sono straordinariamente descrittivi e accurati riguardo alle caratteristiche, alla diagnosi e al trattamento tradizionale -con l'olio di Chaulmoogra– della lebbra. Esistono anche descrizioni della lebbra in papiri dell’antico Egitto, in particolare nel papiro di Ebers (1550 a.C.) e nel 2009 sono stati analizzati antichi resti umani rinvenuti in India e risalenti al 2000 a.C. con evidenze di malattia lebbrosa[2][3].
M. leprae è un batterio intracellulare obbligato, alcol acido-resistente, sottile, di forma bastoncellare, aerobio obbligato, immobile che replica molto lentamente (14 gg). La lunghezza varia tra 1 e 8 µm con un diametro di circa 0,3 µm.
La parete cellulare di Mycobacterium leprae possiede una struttura complessa di cere e lipidi, responsabile delle particolari proprietà tintoriali e dell’alta impermeabilità a nutrienti e metaboliti. Dall’interno verso l’esterno troviamo:
Molecole di Fosfatidilinositolomannoside collegano la membrana citoplasmatica al peptidoglicano, mentre molecole di Lipoarabinomannano attraversano la parete collegando la membrana allo strato di acidi micolici più esterno. Sono inoltre presenti porine che attraversano lo spessore di questa complessa ed impermeabile struttura parietale permettendo l’entrata di molecole atte al sostentamento del micobatterio.
In particolare, gli acidi micolici sono lipidi di grandi dimensioni con lunghe catene costituite da 60 a 90 atomi di carbonio. Legami covalenti tra questi lipidi formano un ambiente molto spesso e solido a temperatura ambiente. Questa “corazza idrofobica” previene l’entrata nella cellula di molecole polari come germicidi usati comunemente in ospedale.[5][4][6]
Mycobacterium leprae è una delle specie più importanti appartenenti al genere Mycobacterium, della famiglia delle Mycobacteriaceae. Si sono susseguiti diversi studi che hanno indagato le relazioni biologiche e filogenetiche di M. leprae con il resto dei micobatteri, ottenendo risultati spesso divergenti. In particolare:
M. leprae, rispetto a M. tuberculosis, possiede una parete cellulare significativamente più ricca di acidi micolici rispetto al peptidoglicano (micolato/PG ratio 21/10 contro i 16/10 di M. tuberculosis). Inoltre, M. leprae contiene più molecole di arabinogalattano rispetto a M. tuberculosis, ma queste risultano più corte.
L’insieme più conservato di enzimi catabolici di M. leprae sono quelli coinvolti nelle beta ossidazioni. La fonte primaria di ATP proviene dal ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni è fortemente limitata e non è molto efficiente. M. leprae dipende dalla cellula ospite per molti dei nutrienti e dei metaboliti tanto da valergli il nome di “parassita endocellulare obbligato”. In laboratorio è stato scoperto che il metabolismo ideale (basato sulla sintesi di ATP) si verifica a 33 gradi C e ad un pH compreso tra 5,1 e 5,6.[8]
Il confronto tra il genoma di M. leprae e quello di M. tuberculosis rivela un caso estremo di “evoluzione riduttiva” in base al quale circa la metà del suo genoma è rappresentato da pseudogeni.
L’uomo è il reservoir epidemiologicamente più significativo, anche se M. leprae può sopravvivere alcuni giorni nell’ambiente e alcuni armadilli selvatici (soprattutto l’armadillo a sette fasce o Dasypus septemcintus negli USA) sono infettati da micobatteri indistinguibili dal bacillo di Hansen con la possibilità di trasmissione occasionale all’uomo. Questa è stata documentata per la prima volta nel 1975.[10]
Si trasmette soprattutto per contagio interumano e si pensa che la trasmissione tramite aerosol di secrezioni nasali e il seguente uptake tramite la mucosa respiratoria sia la principale via di trasmissione di M. leprae.
La lebbra è una malattia cronica a lungo decorso con un lunghissimo periodo di incubazione che varia da 6 mesi a 10 anni.
I sintomi sono molteplici e comprendono lesioni cutanee polimorfiche con anestesia e neuropatia periferica e una volta che l’infezione si sviluppa può verificarsi una disseminazione ematogena.
Il prevalente tropismo per la cute e le mucose (delle prime vie respiratorie, in particolare) si ritiene legato alla loro temperatura, inferiore a quella dei parenchimi profondi (anche se questi ultimi sono spesso coinvolti dalla patologia in caso di disseminazione).
È stato dimostrato come M. leprae tramite PGL-1 (glicolipide fenolico-1) leghi un dominio della catena alfa2 della laminina-2 presente nella lamina basale delle cellule di Schwann. Sembrerebbe coinvolta nell’internalizzazione anche la Histone-like protein (Hlp) come potenziale adesina batterica.[12]
I macrofagi sono le cellule dell’ospite che più di altre vengono in contatto con i micobatteri fagocitandoli. Questi hanno però adottato varie strategie per resistere al killing intracellulare e invadere l’organismo, anche se l’esatto meccanismo di internalizzazione dei batteri da parte di cellule fagocitiche rimane ancora sconosciuto. DC-SIGN (Dendritic Cell-Specific Intracellular adhesion molecule-3-Grabbing Non-integrin) conosciuto anche come CD209 è un recettore presente sulla superficie di macrofagi e cellule dendritiche. DC-SIGN sui macrofagi riconoscono e legano con alta affinità polisaccaridi ricchi in mannosio, infatti CD209 lega anche Mycobacterium tubercolosis, Mycobacterium bovis, BCG (Bacillo di Calmette e Guérin) tramite la porzione mannosilata del lipoarabinomannano della parete cellulare.
I sintomi della lebbra solitamente non iniziano fino a > 1 anno dopo l’infezione (in media 5-7 anni). Una volta comparsi i sintomi, si sviluppano lentamente. I segni iniziali consistono in aree cutanee ipopigmentate o arrossate associate a ipoestesia.
Per completezza riportiamo la classificazione di Ridley e Jopling che permette di classificare la malattia secondo criteri clinici, istopatologici e immunologici in 5 forme:
Per semplicità tratteremo l’argomento riferendoci ai due poli dello spettro e alla forma borderline in generale.
La lebbra può essere classificata anche per tipo e numero di aree cutanee colpite:
Entrambe le classificazioni vanno a delineare quella che sarà la prognosi a lungo termine, le probabili complicanze e la durata del trattamento antibiotico.[15]
Le più gravi complicanze risultano dalla neuropatia periferica che, causando un deterioramento del senso del tatto, determina incapacità di percepire il dolore e la temperatura. I pazienti possono inconsapevolmente ustionarsi, tagliarsi, o ferirsi. Danni ripetuti possono portare alla perdita delle dita. La debolezza muscolare può causare deformità (p. es., 4° e 5° dito della mano “ad artiglio” per interessamento del nervo ulnare, piede cadente da coinvolgimento del nervo peroneo). Le papule e i noduli possono essere particolarmente deturpanti il volto. In particolare i danni alla mucosa nasale possono provocare congestione nasale cronica ed epistassi e, se non trattata, erosione e collasso del setto nasale. A livello oculare un’uveite può indurre glaucoma e l’insensibilità corneale può comportare la comparsa di cicatrici e conseguente cecità.
Possono inoltre presentarsi ulcere plantari con sovrainfezioni secondarie, esponendo il paziente a complicanze importanti e dolore cronico. I pazienti di sesso maschile affetti da lebbra di tipo lepromatoso possono sviluppare una disfunzione erettile ed infertilità. L’infezione può ridurre la produzione di testosterone e spermatozoi da parte dei testicoli.
Può manifestarsi occasionalmente un'amiloidosi con conseguente insufficienza renale in corso di lebbra lepromatosa.
Durante il decorso della lebbra, sia nelle forme trattate che in quelle non trattate, il sistema immunitario può produrre reazioni infiammatorie classificate secondo 2 tipi:
Le reazioni di tipo 1 derivano da un aumento spontaneo dell’immunità cellulo-mediata. Queste reazioni possono causare febbre e l’infiammazione di lesioni preesistenti della cute e dei nervi periferici, con conseguente edema, eritema e dolore con peggioramento della funzione del nervo interessato. Soprattutto se non trattate precocemente, queste reazioni contribuiscono in modo significativo al danno nervoso. Sono chiamate reazioni inverse, dal momento che la risposta immunitaria è aumentata ma risulta evidente il peggioramento clinico.
Le reazioni di tipo 2 (erythema nodosum leprosum) sono reazioni infiammatorie sistemiche che sembrano corrispondere a una vasculite o ad una pannicolite e probabilmente nascono dalla deposizione di immunocomplessi circolanti o da un’aumentata funzione delle cellule T-helper. Queste sono diventate meno frequenti dopo l’introduzione della clofazimina nei regimi farmacologici. I pazienti possono sviluppare papule e noduli eritematosi dolorosi che possono formare pustole ed in seguito ulcerarsi. Può essere associata a febbre, neurite, linfadenite, orchite, artrite (soprattutto delle grandi articolazioni) e glomerulonefrite. L’emolisi o la soppressione midollare possono determinare anemia, e un’epatite di grado moderato può causare lievi anomalie nei test di funzionalità epatica.
Mycobacterium leprae non risulta coltivabile su terreni abiotici, ma lo possiamo ritrovare generalmente localizzato nel citoplasma dei macrofagi, all’interno dei quali si moltiplica. All’esame microscopico appare spesso sotto forma di piccoli ammassi di bacilli acido-resistenti disposti parallelamente che, per la forma grossolanamente tozza del batterio, sono detti «a mazzo di sigari».
La diagnosi di lebbra è in genere clinica (lesioni cutanee tipiche e neuropatia periferica), confermata poi dal reperto microscopico di bacilli acido-resistenti nel citoplasma dei macrofagi presenti nei materiali provenienti dai granulomi cutanei o mucosi.
È importante tener presente che alcuni micobatteri non-tubercolari possono provocare lesioni cutanee grossolanamente simili, in questi casi la ricerca di anticorpi (IgM) contro l’antigene glicolipidico PGL1 (phenolic glycolipid-1) può essere di ausilio diagnostico. Questo test è specifico ma non sensibile poiché si ritrova solo nei 2/3 dei pz.
È possibile ritrovare nei preparati istologici numerose cellule schiumose ovvero macrofagi che hanno fagocitato bacilli di Hansen ma che non sono in grado di digerirli, anzi, i batteri vi si moltiplicano all’interno e sfruttano proprio i macrofagi come mezzo di trasporto in tutto il corpo. Questo è il modo in cui i batteri causano le lesioni multiple che possono apparire nelle sedi anatomiche profonde dei pazienti affetti da lebbra lepromatosa.
Nella lebbra tubercoloide devono essere sottoposte a biopsia le aree colpite, preferibilmente il margine in avanzamento, poiché la cute macroscopicamente normale non presenta caratteristiche patologiche che potrebbero rendere meno “leggibile” il vetrino.
Nella lebbra lepromatosa, i noduli, le placche e le aree infiltrate sono sedi ottimali per l’esecuzione di una biopsia, ma anche le biopsie su cute apparentemente normale sono generalmente diagnostiche.
Viene utilizzata la colorazione per alcol-acido resistenza o di Ziehl-Neelsen che utilizza acido solforico al 5% come agente decolorante. La presenza di bacilli acido-resistenti (di color rosso) conferma la diagnosi della malattia di Hansen.
In generale è possibile notare sia in biopsie nervose che cutanee, oltre la presenza di batteri acido resistenti in rosso all’interno di macrofagi, anche cellule immunitarie tipiche delle formazioni granulomatose come numerosi linfociti e macrofagi.
Esistono due indici che dipendono dall’osservazione di M. leprae in strisci nasali o da cute e sono utili per valutare la quantità, la vitalità dei bacilli e i risultati della terapia.
L'indice morfologico, indice di vitalità, rappresenta il numero di bacilli acido-resistenti rilevati su raschiamento cutaneo che si colorano in maniera uniformemente intensa, infatti solo i batteri che si colorano uniformemente sono vitali. È un indice significativo ma il risultato può variare in base all’esperienza dell’osservatore.
L'indice batteriologico, è un’espressione dell’entità delle cariche batteriche. Vengono allestiti vetrini con colorazione di Ziehl-Neelsen di materiale raschiato da lesioni del derma da 6 a 8 campioni. È un esame semplice e significativo ma è influenzato dalla profondità dell’incisione cutanea e dall’allestimento del vetrino. I risultati sono espressi su una scala logaritmica della densità di Mycobacterium leprae nel derma. Di seguito l’assegnazione dei punteggi in base ai ritrovamenti di M. leprae al microscopio.
Un indice morfologico o batteriologico in incremento suggerisce la presenza di una recidiva e probabilmente – se il paziente è in trattamento – di farmaco-resistenza; quest’ultima eventualità può essere confermata o esclusa nel topo.
M. leprae è un batterio che si moltiplica a livello intracellulare e non è coltivabile in terreni abiotici. La trasmissione sperimentale dell’infezione, mediante inoculazione di materiali provenienti da lesioni cutanee o mucose, è possibile nella zona plantare dell’armadillo (Dasypus novemcinctus) ma anche nel topino da laboratorio (Mus musculus). Successivamente all’inoculo si svilupperà una lesione infiammatoria essudativo-granulomatosa da cui si ricavano bacilli di M. leprae con potere infettante. La crescita è di tipo logaritmico ma impiega molto tempo per replicarsi, circa 14 gg. Proprio l’incapacità di M. leprae a crescere in vitro ne ha limitato la ricerca di base per la sua piena comprensione biologica.
Anticorpi di classe IgM contro PGL-1 sono osservati nel 95% dei pazienti con lebbra lepromatosa non trattati ed il titolo anticorpale decresce in corso di terapia antibiotica efficace. Tuttavia, nella lebbra tubercoloide – la variante della malattia più spesso associata a incertezza diagnostica– i pazienti possiedono livelli significativi di anticorpi contro PGL-1 soltanto nel 60% dei casi. Oltretutto, nelle aree di endemia, soggetti esposti ma senza segni clinici di lebbra possono avere anticorpi contro PGL-1.
Pertanto, nella lebbra tubercoloide la sierologia per PGL-1 è utile solo se affiancata alla clinica, da sola non risulta significativa.
Sfortunatamente, la PCR per Mycobacterium leprae su cute, sebbene positiva nella maggior parte dei casi di lebbra lepromatosa e borderline, dà risultali negativi nel 50% dei casi di lebbra tubercoloide, risultando anch’essa di scarso ausilio diagnostico.
La lebbra lepromatosa è associata a diffusa iperglobulinemia, la quale può essere responsabile di test sierologici falsamente positivi (per es., VDRL. RA. ANA) creando di conseguenza confusione diagnostica.
Sfrutta il principio della triplice risposta di Lewis, che per verificarsi necessita dell’integrità delle fibre dei nervi periferici, il test è utile quindi per determinare la degenerazione del nervo. In particolare vengono posizione tre gocce di fosfato di istamina, una livello della lesione, una sulla pelle normale e una sul bordo della lesione, al confine tra lesione e cute normale. Successivamente si fa una puntura nel sito delle goccioline con un ago ipodermico o con aghi utilizzati nei comuni prick test.
Nel caso della pelle normale in 25-30 secondi compare un eritema di diversi cm di diametro a cui seguirà la formazione di un pomfo dopo 68-100 secondi con al centro un piccolo punto emorragico nel sito della puntura. Dopo circa 20 minuti (occasionalmente fino a 45 minuti) questi segni svaniscono.
Nella porzione lebbrosa della pelle appare il rigonfiamento ma senza eritema,.
In particolare, a livello della puntura fatta a cavallo del margine della lesione, l’eritema sarà esteso alla parte sana e terminerà bruscamente quando inizieranno le porzioni interessate dalla lebbra.
Quindi in un individuo sano l’istamina provoca normalmente una reazione eritematosa, in corso di lebbra invece la risposta della pelle all’istamina è ritardata, diminuita o assente. Il test è difficile da valutare nei pazienti di carnagione scura.
La pilocarpina, un derivato imidazolico di origine naturale, è un potente colinergico capace di legare i recettori muscarinici M1, M2, M3 ed aumentare di conseguenza il tono del sistema nervoso parasimpatico. Questo si traduce in un aumento della sudorazione nella parte di cute su cui è stata applicata la pilocarpina.
La sudorazione dipende dall’integrità delle terminazioni nervose del sistema parasimpatico. Se una lesione ipopigmentata è lebbrosa la pilocarpina provoca una sudorazione decisamente minore rispetto alle porzioni di cute sana.
È un test analogo all’intradermoreazione di Mantoux per la tubercolosi.
La reazione indica la presenza di un'immunità di tipo cellulo-mediato nei confronti del Bacillo di Hansen. È un esame poco affidabile perché produce molti falsi positivi: si possono avere reazioni positive in casi di tubercolosi, vaccinazione con bacillo di Calmette e Guérin (BCG) o per precedenti intardermoreazioni di Mitsuda.
Questo test impiega la lepromina, formata da una sospensione di Bacilli di Hansen uccisi al calore, provenienti da un nodulo lepromatoso di armadillo. Si iniettano sotto il derma 0,1 ml di lepromina e si eseguono una lettura precoce dopo 48-72 ore e una tardiva dopo 21-28 giorni.
Nelle forme indeterminate la reazione rispecchia la futura evoluzione della lebbra: se è negativa esclude la diagnosi di lebbra o indica che sta evolvendo verso le forme multibacillari, ipoergiche. Una Mitsuda che, da negativa diventa positiva, indica un miglioramento della risposta immunitaria all’infezione e un’evoluzione verso il polo tubercoloide, con prognosi migliore.
Nella diagnosi differenziale delle lesioni che simulano la lebbra vanno considerate la sarcoidosi, la leishmaniosi, il lupus vulgaris, il linfoma, la sifìlide, la framboesia, il granuloma anulare e vari altri disordini associati a ipopigmentazione.
La sarcoidosi può provocare flogosi perineurale, ma l’effettiva formazione di granulomi all’interno dei nervi del derma è patognomonica di lebbra. Nella lebbra lepromatosa, campioni di espettorato possono essere ricchi di bacilli acido-resistenti – un risultato questo che può essere erroneamente interpretato come segno di tubercolosi polmonare.
La terapia classica comprende il dapsone associato ad altri farmaci antimicobatterici. I pazienti diventano rapidamente non contagiosi dopo l’inizio della terapia. Lo schema terapeutico per il trattamento della lebbra prevede una terapia multipla con somministrazione giornaliera di 50 mg di clofazimina e 100 mg di dapsone (diamino-difenilsulfone), insieme alla somministrazione mensile di rifampicina (600 mg) e clofazimina (300 mg), per almeno due anni.
Questo regime terapeutico è in grado di eliminare rapidamente i bacilli dalle lesioni cutanee di modo da sopprimere l’infettività del paziente e portare alla sua eradicazione in circa 15-20 mesi se trattate in fase precoce.
Di fondamentale importanza è la classificazione della malattia prima dell’inizio della terapia in quanto la forma tubercoloide, associata a bassa carica batterica ed adeguata risposta immunitaria, necessita di una terapia limitata nel tempo, al contrario la forma lepromatosa caratterizzata da un inefficiente repertorio di cellule T potrebbe beneficiare di trattamenti molto più lunghi, anche a vita.
La vaccinazione con il bacillo di Calmette-Guérin (BCG) si è dimostrata efficiente nel prevenire la lebbra in misura variabile, da totalmente inutile a efficace nell’80% dei casi.
L’aggiunta di Mycobacterium leprae ucciso al calore al preparato con BCG non aumenta la sua efficacia. Dal momento che i micobatteri interi contengono una quota elevata di lipidi e carboidrati che si sono dimostrati immunosoppressivi in vitro nei confronti dei linfociti e dei macrofagi, le componenti proteiche di Mycobacterium leprae potrebbero risultare i migliori vaccini.
La lebbra non è una malattia molto contagiosa, il rischio di diffusione è basso. Solo la forma lepromatosa non trattata è contagiosa, ma anche in questo caso l’infezione non è facilmente trasmissibile. Tuttavia, i contatti abitativi (in particolare bambini) di pazienti con la lebbra devono essere monitorati per lo sviluppo di sintomi e segni di lebbra. Una volta iniziato il trattamento, la lebbra non può più essere trasmessa.
