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MTA pericoli e rischi microbiologici – Bologna 8 aprile 2011

Valerio GiacconeFacoltà di Medicina veterinaria – Università di Padova

Clostridium,Bacilluse Yersinia

I patogeni“sporigeni”

Valerio Giaccone – Facoltà di Medicina veterinaria di Padova

domina

Nuovo timbro

Condividono …

Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova

… i minimi di crescitaper pH (> 4,5) e Aw (>0,940)

… resistenza e comportamentotermico delle spore

Formevegetative Spore

Formevegetative

Spore

germinano(1’ – 3’)

Forme vegetative

X

+

Ossigeno presente


I Clostridium sonoanaerobi stretti od O2-tolleranti

I Bacillus sono tendenzialmenteanaerobi facoltativi

Temperatura


I Clostridium patogeni sonomesofili (crescita 10° - 54°C)

Bacillus patogeni, quasi tuttimesofili, alcuni però psicrotrofi

Clostridium


Nel 2009 141 episodi (2,2%del totale del 2009), mentrenel 2008 erano stati 110

4 morti, tutti da C. botulinum

Clostridium e alimenti


Più a rischio: alimenti manipolatie piatti precucinati (27,1% casi)

Seconda causa di malattiale carni suine e derivati(13,6% dei casi)

Clostridium in UE


Il 52,9% degli episodi sono statisegnalati dalla sola Francia …

… e 12 erano da C. botulinum(tutti scoppiati in casa)

Dove la malattia?


Per lo più in locali pubblici(52 focolai) e in casa (47 casi) …

Uomini portatori e abusi termicila principale causa di malattia

… è “campione” di duplicazione,se l’alimento lo permette


C. perfringens …

A 37°C in condizioni idealiduplica 1 volta ogni 8’ – 10’

Tossine ClostridiumGeneralmente termolabili(VIA se T° >70°C per 1’ – 5’)

C. perfringens Enterotossina(CPE)

C. botulinum BoNT


Da Songer J.G. “Clostridia as agents of zoonotic disease”Vet. Microbiol., 140 (2010) 399-404

Tipi A e C di C. perfringenssono associati a tossinfezioneumana


I vari “tipi”

Tipi B e D causanomalattie infettive degli animali

Tossinfezione alimentare A


Patologie da CPE

Diarrea antibiotico-associataDiarrea sporadicaSindrome infantile mortale

Causata da ceppi di perfringensche producono enterotossina


Diarrea A da CPE

La sintesi di CPE è codificatanel DNA dal gene cpe

Ha una letalità bassissima


Diarrea A da CPE

Può essere un pericoloper soggetti deboli (anziani)

Solo il 5% di tutti i ceppidi C. perfringens …


Novità

… ha il gene cpe ed è in gradodi causare diarrea A

Nel DNA il gene cpe è adiacentea quello della sporulazione


Meccanismo

La sintesi di CPE si attiva quandoil batterio comincia a sporulare

Alimento e C. perfringens(> 106 ufc/g)


Meccanismo

Digestione (il clostridiosporula e produce CPE)

CPE agisce diarrea

… non sintetizza 13degli aminoacidi necessari


C. perfringens …

… predilige alimenti di origineanimale, ricchi di proteine

Alimenti e malattie da Clostridium

The EU Summary Report “Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009”

1 “Altri alimenti”: pesci e derivati, carni di tacchino e derivati,carni ovine e derivati (ciascuno 1 focolaio)

Reservoir : intestinodegli animali da reddito


C. perfringens cpe+

Dal 10% al 40% diC. perfringens è cpe-positivo

Negli alimenti solo il 12%dei ceppi di C. perfringens …


C. perfringens cpe+

… è cpe-positivo

Sovente si isolano ceppidi C. perfringens cpe-positivi …


C. perfringens cpe+

… da feci di persone sane(portatori asintomatici)

… l’uomo svolge un ruoloimportante come portatore …


Quindi …

… non solo le materie primedi origine animale

Necessario rivederei protocolli diagnostici medici …


In futuro

… per evidenziare meglio i ceppicpe-positivi di C. perfringens

Clostridiumbotulinici


Alimentare (intossicazione)

I “botulismi” umani

Infantile (tossinfezione)Da ferita infetta

Da inalazione (terrorismo)

Iatrogeno (Botox)

Quella del botulismo alimentareoggi è stimata nel …


Letalità botulismo

… 5 – 10% dei soggetti colpiti,con costi economici altissimi

Da Peck e coll. “Clostridium botulinum in the post-genomic era”Food Microbiology xxx (2010) 1-9

È una malattia rarissima …


Botulismo in UE

… ma continua a esistere

Focolai di botulismo – UE 2009


Non meno di 100.000 ufc/gnecessaria per produrre …


Dose tossica

… la dose tossica di BoNT(30 – 100 ng/uomo)

Il botulismo è una gravepatologia con quadro cliniconeurologico tipico …


Cosa sappiamo?

… provocato da neurotossine(BoNT) assunte col cibo

Non solo ceppi diClostridium botulinum …


Chi produce BonT ?

… ma anche ceppi di C. baratii ,C. argentinense e C. butyricum

… non tutti i ceppidi C. botulinum sono in gradodi produrre BoNT


In compenso …

Ci sono ceppi di C. botulinumnon neurotossici

I ceppi di C. botulinumsi dividono in due gruppi …


Differenze

… “proteolitici”

… “non proteolitici”

Fattori intrinseci degli alimenti e ceppi“proteolitici” e “non proteolitici” di C. botulinum

pHAw

sale

Fattori estrinseci e tossine di C. botulinum

tossine

spore

I ceppi proteoliticisono termotrofi (NO sotto 10°C)


In sunto …

I ceppi non proteolitici sonopsicrotrofi (crescono fino 3,3°C)

I proteolitici sono più adattatia bassi valori di Aw e pH


In sunto …

I proteolitici hanno sporemolto meno termoresistenti

“C. botulinum cresce solo inalimenti confezionati sotto vuoto”o in conserve …


Si diceva …

… perché è anaerobio obbligato

… per la crescita di C. botulinumnon conta l’atmosferaa ridosso dell’alimento


In realtà …

… conta il potenziale diOssido-Riduzione del substrato

… cresce solo con valori diOR < -150 mV, anche se sonoa contatto con aria


C. botulinum …

Non conta quanta ariacirconda il prodotto

Deve essere stringente,vista la gravità del botulismo


Prevenzione

Studiare il processo produttivoe applicare i seguenti criteri

T° ≤3°C per tutta la shelf-life


In frigorifero

T° ≤8°C e shelf-life ≤10 giorni

90°C per almeno 26’ a cuore …


Col calore

… o trattamenti proporzionali(85°C per 36’ o 80°C per 129’)

Portare pH alimento ≤5,0 …


Col pH

… associando una refrigerazione

Aw ≤0,970 e refrigerazione …


Attività acqua Aw

… o sale >3,5% e refrigerazione

Bacillus cereus


Bacillus cereus


Nel 2009 “solo” 124 focolai,contro i 1.132 del 2008

Però … nel 2009 i ricoverisono stati 8,2%contro il 3,6% del 2008

Si parla di una specie“genomicamente unica” …


Tassonomia

… Bacillus cereus sensu lato

Sei sottospecie …


Tassonomia

… cereus, thuringiensis, anthracis,mycoides, pseudomycoides eweihenstephanensis

Al momento solo la sottospecieBacillus cereus …


Tossicità per uomo

… è correlata a casi diintossicazione alimentare

Si sospetta una potenzialetossicità per B. thuringiensis …


Tossicità per uomo

… e per una “specie nuova”Bacillus cytotoxicus

Alimenti a rischio


Un po’ tutti, compresi prodottiricchi di amidi, ma soprattutto …

… prodotti di gastronomiae piatti precucinati(27,1% dei casi)

Alimenti e intossicazioni da B. cereus


1 “Altri alimenti”: non identificati (13 focolai), carni ovine e derivati,formaggio, pesci e derivati, carni di tacchino e derivati (1 focolaio ciascuno).

B. cereus produce …


Tossine

… due enterotossine diarroichee la cereulidina, emetica

Le diarroiche si denaturanoa 75° in 1 – 2 minuti


Tossine

La cereulidina resistefino a 90’ a 130°C

Ceppi “diarroici” > 105 ufc/g


Carica tossica

Ceppi “emetici” > 106 ufc/g

È innescata da uno shocktermico a 55° - 65°C …


Germinazionedelle spore

… ma i componentidell’alimento hanno un ruolo

Prevenirla con qualche sostanza?


Germinazionedelle spore

A oggi non sono stati individuaticomposti in grado di farlo

… Akoachere e coll. (2007)hanno comunicato che …


… ma …

… la 6-tioguanosina sembraessere un buon inibitoredella germinazione sporale

Le spore sono molto idrofobiche


Adesività

Aderiscono a ogni superficiedi lavoro e penetrano nei biofilmformati da altri batteri

… si premettesse una fasecon acqua calda a 55°C …


Se nei CIP …

… si indurrebbe germinazionedelle spore, colpendo megliole forme vegetative

Nuovoproblema …


… le spore“superdormienti”

Formevegetative Spore

Formevegetative

Spore

germinano(1’ – 3’)

Forme vegetative

X

+

Spore che dopo shock termicogerminano in tempi di ore …


Le “superdormienti”

… anche in substratiricchi di nutrienti

Sono all’origine di quegliepisodi di intossicazione …


Le “superdormienti”

… che non trovano logichespiegazioni in fase di indagini

Yersiniaenterocolitica


In UE terza causa di malattia …


Y. enterocolitica

… in ordine di importanza

Prevalenza MTA 2009

The EU Summary Report“Trends and Sources of Zoonosesand Zoonotic Agents andFood-borne Outbreaks in 2009”

Casi di yersiniosi


2005

9.6302008

8.346

Tendenza a valori costantiItalia: nel 2009 11 focolai

2009

7.595

Focolai di Yersiniosi – UE 2009


Genere YersiniaY. pestis Peste bubbonica

Gastroenteritialimenteri

Y. enterocoliticaY. pseudo-tuberculosis

Gastroenterite acuta con febbre,dolori addominali, diarrea


Yersiniosi acuta

Si va da forme lievi a tiflite acuta(appendicite) fino a setticemia

Può causare enteriti croniche …


Yersiniosi cronica

… artrite reattiva generalizzataed eritema nodoso

Reservoir di Y. enterocoliticae Y. pseudotuberculosis …


Patogenicità

… è sempre il contenutointestinale dei suini

È connessa ai “biosierotipi” …


Patogenicità

… cloni batterici riconoscibiliper via biochimica e sierologica

Y. enterocolitica i biosierotipipatogeni per l’uomo sono …


Biosierotipi

… 1B/2/3/4/5, mentre 1Aè scarsamente patogeno

Solo alcuni biosierotipisono patogeni per l’uomo …


Patogenicità

… ma non sempre circolanoanche fra i suini

Anche per Y. enterocoliticae Y. pseudotuberculosis …


Patogenicità

… si stanno segnalandocloni antibiotico-resistenti

Carni suine fresche e derivati(vedi caratteristiche di prodotto)


Alimenti a rischio

Acque superficiali,frutta e verdura

Si stima superiore a 105 ufc/g


Dose infettante

Il batterio deve moltiplicarenell’alimento (fattori alimentari)

… è un’infezione alimentareinsidiosa


La yersiniosi …

Molti casi nascono da errori fattidai consumatori in casa propria

In conclusione …


Tra inquinamento iniziale bassoe carica infettante alta …


Punto essenziale

… la differenza la fa l’alimento

… non solo i microrganismi …


Conoscere bene …

… ma anche e soprattuttoalimenti e processi produttivi

Graziedell’attenzione !


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