Bastoncino gram-negativo, aerobio stretto, mobile per flagelli polari e fimbrie, asporigeno, ossidasi positivo, talora provvisto di capsula lassamente organizzata che conferisce alle colonie

un aspetto mucoide. Produce alcuni pigmenti tra cui, caratteristica, la piocianina di colore verde. Le colonie sviluppatesi su terreni comuni si presentano sfrangiate,

emanano caratteristico odore di frutta acerba e spiccano sul terreno modificato dalla diffusione del pigmenti che, singolarmente o associati, sono prodotti dal germe

(piocianina, pioverdina, piorubrina). Può moltiplicarsi e contaminare acqua distillata, disinfettanti, soluzioni per

infusione endovenosa e strumentarlo chirurgico.

Pseudomonas aeruginosa Generalità Pseudomonas aeruginosa

Generalità

debbia@unige.it http://www.dpb-it.com

Enormi e versatili capacità biochimiche. Ubiquitario, ambienti umidi, (suolo, acque, piante, animali, uomo compreso) aerobio, Genoma di circa un terzo più vasto di quello di E.coli, spesso veicola plasmidi che acquisisce facilmente. Mutanti con spiccate capacità adesive alla mucina bronchiale Formazione di microcolonie. Produzione di muco Processi di mutazione adattativa da stress o di morte programmata

Pseudomonas aeruginosa Generalità

Govan and Deretic, 1996:Finch et al., 1998; Hartman and Wise 1998; Costerton et al., 1999 Hutchinson and Govan, 1999; Greenberg 2000; Oliver et. al., 2000; Hentzer et al., 2001;

http://www.dpb-it.com

P. aeruginosa si comporta da patogeno opportunista ed è pertanto rara l'infezione in soggetti immunocompetenti. In presenza di soluzioni di continuità della cute o delle mucose

(ferite) è assai difficile contenerla. Essa è infatti dotata di pili che consentono le prime fasi di adesione agli epiteli e di strati esopolisaccaridici (alginato nel glicocalice del ceppi tipici del

pazienti affetti da fibrosi cistica) che, oltre a costituire una difesa contro la fagocitosi e l'attività anticorpale, funzionano

come fattori schermanti nel confronti di molti antibiotici. Nella patogenesi delle infezioni rivestono grande rilevanza le

tossine, gli enzimi extracellulari ed il lipopolisaccaride parietale.

Pseudomonas aeruginosa Patogenicità e virulenza

Pseudomonas aeruginosa Patogenicità e virulenza

Quorum sensing (alginato, biofilm, elastasi, esotossina A, emolisina piocianina, pioverdina, piorubina, ecc)

Internalizzazione nelle cellule epiteliali

Pili, strati di esopolisaccaridici (alginato -fibrosi cistica) fagocitosi, attività anticorpale, antibiotici.

L’esotossina A (sintesi proteica- necrotizzante)

principale fattore di virulenza.

L’esotossina S, pazienti ustionati, danneggia il parenchima in infezioni croniche del polmone.

Govan and Deretic, 1996:Finch et al., 1998; Hartman and Wise 1998; Costerton et al., 1999

Hutchinson and Govan, 1999; Greenberg 2000; Oliver et. al., 2000; Hentzer et al., 2001;

Pseudomonas aeruginosa Patogenicità e virulenza

L’elastasi e la proteasi alcalina, necrotizzante idrolizzano collagene, Ig.

La fosfolipasi C (emolisina termolabile) e (emolisina termostabile) surfactante polmonare, polmonite

I pigmenti idrosolubili (epiteli ciliati vie aeree).

Il lipopolisaccaride, G- (febbre, shock, ipotensione, coagulazione intravascolare disseminata). tossicità minore rispetto Enterobacteriaceae.

Leucocidina

Govan and Deretic, 1996:Finch et al., 1998; Hartman and Wise 1998; Costerton et al., 1999

Hutchinson and Govan, 1999; Greenberg 2000; Oliver et. al., 2000; Hentzer et al., 2001;

P. aeruginosa

azione patogena

Fattori di rischio:

Locali: Traumi, ustioni, impianti protesici

Generali: immunocompromissione

Pseudomonas aeruginosa

Responsabile del 20-30% circa delle infezioni ospedaliere.

Infezioni respiratorie o sovrainfezioni (bronchiti croniche e bronchiectasie).

Nella fibrosi cistica, ceppi produttori di un glicocalice di alginato, difficili da eradicare e causano elevata morbilità e mortalità.

Govan and Deretic, 1996:Finch et al., 1998; Hartman and Wise 1998; Costerton et al., 1999

Hutchinson and Govan, 1999; Greenberg 2000; Oliver et. al., 2000; Hentzer et al., 2001;

Pseudomonas aeruginosa

Negli ustionati gravi P aeruginosa contamina superfici esposte e disseminazione sistemica.

La setticemia, (pazienti ematooncologici, immunodepressi, chirurgici e nel neonati prematuri)

Endocarditi (tossicodipendenti, manovre chirurgiche).

Le infezioni urinarie complicate (cateterizzazione)

infezioni endooculari, del sistema nervoso centrale, delle articolazioni e del tessuto osseo (manovre invasive chirurgiche).

Otite esterna (nuotatori, paziente diabetico).

L’isolamento del patogeno non presenta

particolari difficoltà. P. aeruginosa cresce

bene infatti su tutti i terreni selettivi per i

Gram-negativi. La successiva identificazione

di specie e la separazione dalle altre

numerose Pseudomonas, meno frequenti

nella patologia nosocomiale, può avvenire

attraverso l'impiego di gallerie biochimiche

miniaturizzate.

Pseudomonas aeruginosa Diagnosi microbiologica

debbia@unige.it http://www.dpb-it.com

bacilli G-

Agar-sangue

Mc Conkey NON Fermentano il glucosio Ossidasi +

Campioni, pus, urina, sangue, tamponi cutanei,

espettorato….

pigmento

P.aeruginosa diagnosi di laboratorio

Antibiogramma necessario

Profilo biochimico

L’esecuzione dell'antibiogramma è obbligatorio per

guidare la terapia in quanto il microorganismo,

oltre a presentare refrattarietà notevole a molte

classi di farmaci (penicilline, cefalosporine di

prima e seconda generazione, tetracicline,

macrolidi, cloramfenicolo, sulfamidici) dovuta a

mancata penetrazione di queste molecole, evolve

molto frequentemente verso una multiresistenza

nel confronti di medicamenti inizialmente attivi.

Pseudomonas aeruginosa Diagnosi microbiologica

Problematiche di resistenza agli antibiotici in P.aeruginosa

Refrattario: PEN, AMP, co-clav, sxt, rif, tet, caf, MLS. Diffusione di cloni multiresistenti all’interno di centri

Murray et al., 1999; Westbrock et al., 1999; Jalal et al.,2000;Ciofu et al., 2001.

Pseudomonas aeruginosa

APPROCCIO TERAPEUTICO

Vie urinarie o comunitarie, monoterapia con fluorochinoloni o cefalosporine di terza generazione come ceftazidime, ceftriaxone, cefoperazone.

Sistemiche, nosocomiali

Monoterapia sconsigliata, (-lat+amg)

L’esecuzione dell'antibiogramma è obbligatorio

Evolve molto frequentemente verso una multiresistenza nel confronti di medicamenti inizialmente attivi.

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Antibiogramma ceppo: Pseudomonas aeruginosa

Antibiotici saggiati

Antibiotici con attività equivalente in vitro

Categoria Valori dell’alone (in mm)

Valori soglia (in mm)

Valori della MIC

(in g/ml)

Valori soglia

(in g/ml)

R/I/S R I S R S carbenicillina ticarcillina ≤13 14-16 ≥17 ≥512 ≤128 pip ≤17 - ≥18 ≥128 ≤64 Piperacillina/tazobactam Tim clav ≤17 - ≥18 ≥128 ≤64 cefotaxime Ceftizoxime, ceftriaxone ≤14 15-22 ≥23 ≥64 ≤8 ceftazidime Cefoperazone Cefsulodin ≤14 15-18 ≥18 ≥32 ≤8 cefepime ≤14 15-18 ≥18 ≥32 ≤8 aztreonam ≤15 16-21 ≥22 ≥32 ≤8 imipenem meropenem ≤13 14-15 ≥16 ≥16 ≤4 gentamicina Tobramicina, netilmicina ≤12 13-14 ≥15 ≥8 ≤4 amikacina ≤14 15-16 ≥17 ≥32 ≤16 norfloxacina Enoxacina, ofloxacina ≤12 13-16 ≥17 ≥16 ≤4 ciprofloxacina levofloxacina ≤15 16-20 ≥21 ≥4 ≤1 colist Trimetop/sulfamet. ≤10 11-13 ≥14 ≥8 ≤2

NOTE S, sensibile; I, intermedio; R, resistente Resistenze intrinseche: penicillina G, ampicillina, amoxicillina, amoxicillina-clavulanato, ampicillina-sulbactam, cefalosporine di I e II generazione, cefotaxime, cetriaxone, cefixime, cefpodoxime, glicopeptidi, acido fusidico, macrolidi, ketolidi, clindamicina, linezolid, streptogramine (quinupristina/dalfopristina), mupirocina, acido nalidixico, trimetoprim-sulfametoxazolo, rifampicina, tetracicline, cloramfenicolo, nitrofurantoina. Sconsigliata la ter momo Ceppo in probabile evoluzione verso la resistenza a questo antibiotico.

Controlli di qualità eseguiti periodicamente con i ceppi: E. coli ATCC25922, and ATCC 35218 per la combinazione tra un -lattamico e l’inibitore suicida, P.

aeruginosa ATCC 27853

Problematiche di resistenza agli antibiotici in P.aeruginosa

Cefalosporinasi cromosomiche inducibili

TEM-1 resistenza alle penicilline antipseudomonas

PSE 1-4 -lattamasi plasmidiche

Adenil transferasi (resistenza all'amikacina)

Impermeabilità (resistenza a tutti gli aminoglicosidi)

Carbapenemasi

Mutazione nella porina OprD (imipenem-resistenza)

Resistenza alla ciprofloxacina (gyrA, parC)

Eflusso attivo (fluorochinoloni)

Murray et al., 1999; Westbrock et al., 1999; Jalal et al.,2000;Ciofu et al., 2001.

CLINICAL EXPERIENCE FAILURES ARE THE RULE WHEN

SEVERE INFECTIONS

(endocarditis, septicemia, meningitis, HAP)

sustained by

ESßL-PRODUCING ENTEROBACTERIA:

K.pneumoniae, E.coli, Citrobacter, Enterobacter

Multi-R S.pneumoniae MET-R S.aureus Multi-R P.aeruginosa ßL-refractory Legionella

are treated with an

IN VITRO INACTIVE DRUG

Mandell et al., PPID, 2002

ETIOLOGY OF NOSOCOMIAL

PNEUMONIA

Pathogen Incidence %

S.aureus 20.1

Pseudomonas (prev. aeruginosa) 20.1

Enterobacteriaceae 19.2

Acinetobacter spp 11.6

Haemophilus (prev. influenzae) 9.1

S.pneumoniae 2.8

Fungi (prev. Candida) 0.7

Other (CNS, Enterococcus,

-Strepto, Legionella)

15

Pooled results from 10 studies. BAL technique for diagnosis. 544 episodes of

ventilator-associated pneumonia. Strasbaugh, CID, 2002

Incidenza di resistenza agli antibiotici in ceppi di Pseudomonas

aeruginosa

P.aeruginosa evidenzia un tasso di resistenza elevato a tutte le classi di farmaci compresi AN, IPM e TAZ che appaiono tra gli antibiotici più attivi.

La diffusione di stipiti ospedalieri in ambito non nosocomiale tramite pazienti affetti da patologie croniche (es. fibrosi cistica) o pazienti che pur non degenti in strutture quali case di cura, effettuano periodici controlli durante lunghe terapie, rende sempre più difficile una netta distinzione tra i ceppi comunitari e non. Tale aspetto dovrà essere opportunamente approfondito

P. aeruginosa

Resistenza fenotipica

• a causa del

biofilm

Fibrosi cistica

• Il biofilm protegge i germi dagli Ab e dalle altre difese dell’ospite

• L’alginato previene il legame con Ab e blocca l’opsonizzazione

• L’alginato promuove l’adesione alle cellule epiteliali

• All’interno del biofilm è promossa la sintesi di siderofori

• Più il biofilm è vecchio più difficilmente l’infezione è eradicabile

• adesione (pili o glicocalice) a recettori sul muco o sulle cellule

• produzione di slime che circonda i batteri e li protegge da macrofagi alveolari e PMN

• il biofilm induce una continua risposta infiammatoria Ac (Ag-Ac), C e PMN

• PMN rilasciano elastasi e radicali O2 distruzione graduale epitelio

respiratorio

Formazione di biofilm sulla superficie dell’epitelio respiratorio

Acinetobacter

bacilli G- non fermentanti

Non sporigeni, aerobi stretti, ossidasi negativi

Habitat: suolo, acqua, ambienti umidi

A. baumanii + frequente

25% della popolazione sana porta a livello della cute qs microorganismo senza avere problemi

Infezioni rare, ma gravi nei pz con compromissione generale

Acinetobacter

Epidemie in strutture sanitarie difficili da bloccare:

Sopravvivono bene nell’ambiente

Tendono ad acquisire resistenza facilmente

Rimangono sulla cute del personale sanitario (portatore sano) resistono su vestiari, lenzuola,

lavandini, maniglie porte, umidificatori, ventilatori

Acinetobacter

Manifestazioni cliniche:

polmonite batteriemie Meningiti

endocarditi Infezioni peritoneali

Infezioni urinarie

Da infezioni lievi a fatali

Acinetobacter

Il principale problema correlato al trattamento delle infezioni è la resistenza

Può essere resistente a tutti gli antibiotici per G-

Microrganismi resistenti

all’essiccamento, fattore questo

che spiega la propensione a

causare importanti e prolungate

epidemie di infezioni negli

ospedali.

Presenta molteplici meccanismi

di resistenza (enzimatici,

impermeabilità, etc)

Resistenze Antimicrobiche in Acinetobacter baumannii

Negli anni recenti sono

segnalate epidemie di

infezioni causate da ceppi

resistenti ai carbapenemici,

che mantengono sensibilità

solo a polimixina

Resistenze Antimicrobiche in Acinetobacter baumannii

Ceppo multiresistente

Burkholderia cepacia

Insieme a Stenotrophomonas maltophilia mostra la più ampia refrattarietà nei confronti di tutte le classi di antibiotici

Sensibilità: piperacillina, azlocillina, cefoperazone cotrimossazolo, cloramfenicolo

Variabile: carbapenemici, kanamicina

Resistenza: -lattamici, chinoloni, aminoglicosidi,

Internalizzazione

Govan et al., 1996; Murray et al., 1999.

Patogeno emergente con peculiare tropismo per le vie respiratorie, responsabile di infezioni polmonari severe nei pazienti con fibrosi cistica e malattia cronica granulomatosa.

Sono segnalate sporadicamente epidemie di infezioni nosocomiali causate dall’uso di disinfettanti o anestetici contaminati.

Resistenze Antimicrobiche in Burkholderia cepacia complex

Presenta resistenza intrinseca a numerosi farmaci.

Trimetoprim, ceftazidime, ciprofloxacina e meropenem possono essere attivi nei confronti di questo microrganismo.

Resistenze Antimicrobiche in Burkholderia cepacia complex

Ceppo resistente ad imipenem

Stenotrophomonas maltophilia

Resistenza a tutte le classi di antibiotici. Crescita lenta, mutabilità.

Sensibile a cotrimossazolo, ac.clavulanico +aztreonam

carbapenemasi, resistenza a tutti i -lattamici

Penzak and Abate, 1997; Murray et al., 1999.

Microrganismo intrinsecamente

resistente a molti farmaci. Comparsa in vivo di mutanti con alti livelli di multiresistenza.

Produce enzimi inducibili quali L1 (Bush group 3, carbapenemasi zinco-dipendente e L2 (Bush Group 2e, cefalosporinasi) che idrolizzano carbapenemi e cefalosporine.

Resistenze Antimicrobiche in Stenotrophomonas maltophilia

Presenza di mutanti all’interno dell’alone di inibizione.