Giardia intestinalis (lamblia)

Giovanni Di Bonaventura, BSc, PhD

CI “Microbiologia e Microbiologia Clinica”

CL Medicina e Chirurgia

Università “G. d’Annunzio”, Chieti-Pescara

AA 2015-2016

Protozoo flagellato (Phylum: Sarcomastigophora; subphylum: Mastigophora; Ordine: Diplomonadida)

Agente causale della giardiasi.

Inizialmente Cercomonas intestinalis (Lambl, 1859), successivamente rinominato Giardia lamblia (Stiles, 1915) in onore del Prof. A. Giard (Parigi) e del Dr. F. Lambl (Praga). Attualmente denominata G. intestinalis o G. duodenalis.

Il genere Giardia comprende sei specie (G. intestinalis, G. muris, G. agilis, G. microti, G. ardae and G. psittaci) distinte sulla base della loro morfologia, specificità di ospite e variabilità genetica. Di queste, solo G. intestinalis è patogena per l’uomo.

Esistono 7 differenti genotipi di G. intestinalis, con relativi ospiti:

A: uomo, animali da reddito, animali domestici, animali selvatici

B: uomo, animali da reddito, animali domestici

C: cane, carnivori selvatici

D: cani, carnivori selvatici

E: animali da reddito, ungulati selvatici

F: gatto

G: ratto

zoonotici

Tassonomia

Trasmissione per chiusura del circuito oro-fecale:

contatto diretto: interpersonale (mani contaminate), assunzione di cibo (verdure, frutta) o acqua contaminati da materiale fecale; possible trasmissione tramite vettori (mosche)

contatto indiretto: acque superficiali (fiumi, laghi), acque a scopo ricreativo (piscine)

Elevata resistenza ambientale: sottoforma di ciste, sopravvive per 2-3 mesi nel terreno, laghi e fiumi; resistenza a clorinazione e processi depurative delle acque

Soggetti a rischio: tutti; ad elevato rischio gli individui con scarsa igiene personale e loro contatti (bambini, operatori pediatrici), coloro che accidentalmente assumono acqua contaminata (viaggiatori, campeggiatori, nuotatori), allevatori.

Parassita obbligato intestinale di numerose classi di Vertebrati (uomo, equini, bovini, caprini, cani, gatti, uccelli).

Antropoparassitosi, con possibile zoonosi: dubbia rilevanza degli animali quali serbatoi di infezione (reservoir), sebbene bovini ad alto rischio perchè albergano alte concentrazioni (1x106 cisti/g feci) dei genotipi A-B.

Diffusione dell’infezione

mondiale: oltre 250 milioni di casi sintomatici; 500 mila nuovi casi /anno (fonte: OMS)

Italia: 3% delle enteriti è causato da G. intestinalis

prevalenza maggiore (fino a 80%) in presenza di scarse condizioni igienico-sanitarie (Paesi in via di sviluppo, centri di igiene mentale) ed in soggetti giovani (scuole materne), immunocompromessi o maschi omosessuali

Epidemiologia

Le cisti vengono eliminate all’esterno con le feci.

L’infezione viene contratta per ingestione di cisti presenti in acque contaminate, cibo, o attraverso la via oro-fecale (vomito, o mani).

Alcune condizioni presenti nel piccolo intestino (sali biliari, ph alcalino, proteasi pancreatiche) inducono l’escistamento con rilascio di trofozoiti (ogni ciste produce due trofozoiti).I trofozoiti si riproducono per fissione longitudinale binaria, rimanendo nel lume intestinale dove possono rimanere liberi od adesi alla mucosa mediante il disco ventrale. L’incistamento avviene quando il parassita transita nel colon (basso contenuto di colesterolo).

La ciste (fase infettante/diagnostica) è lo stadio più comunemente rinvenuto in feci non diarroiche. Possibilità di rinvenire anche trofozoiti (fase diagnostica) che però non sopravvivono a lungo nell’ambiente.

Ciclo biologico

Ciclo vitale dimorfico: alternanza di una fase vegetativa (trofozoite) ed una di resistenza (ciste).

si origina dalla cisti (escistamento), nel piccolo intestino

corpo piriforme (10-20 m), compresso sul piano sagittale

2 nuclei

4 blefaroplasti, da cui originano altrettante paia di flagelli (anteriori, postero-laterali, caudali, ventrali)

due assostili (parte intracitoplasmatica dei flagelliposteriori) che decorrono antero-posteriormente, con funzione citoscheletrica

simmetria diplozoica rispetto agli assostili

“disco di adesione” ventrale (contrattile) per aderirealla mucosa duodeno-digiunale

motilità a “foglia cadente”

Ciclo biologico: trofozoite

si divide per fissione binaria longitudinale:1. divisione del nucleo (mitosi)2. divisione del disco ventrale3. divisione del citoplasma (citochinesi) 1 2 3

si origina a livello colico, per differenziazione del trofozoite

forma ovo-elissoidale (8-19 m)

parete ispessita di natura fibrillare (resistenza a stress chimico-fisici ambientali)

metabolismo rallentato (quiescennza)

contiene: disco striato, 8 blefaroplasti, corpo mediano

subisce un processo di “maturazione”: cisti immature (o giovani): binucleate; cisti mature: tetranucleate

da ogni ciste matura si libereranno 2 trofozoiti

viene liberata con le feci all’esterno

Ciclo biologico: ciste

Relativamente resistente ad agenti chimici ma relativamente sensibile a UV.

Dose infettiva: 15 - 50 cisti

Infezione superficiale, non invasiva: adesione dei trofozoiti allamucosa duodeno-digiunale

Infezione generalmente (80%) asintomatica (IgA secretorie vs adesione mucosale)

In casi particolari (deficit di IgA):

1. colonizzazione “a tappeto” della mucosa

2. prodotti microbici causano danno barriera epiteliale con infiltrato monocelulare nella sottomucosa (linfociti T)

3. appiattimento dei microvilli, modificazione morfo-funzionalidell’orletto a spazzola

4. sindrome da malassorbimento, causata da:

riduzione superficie assorbimento

inattivazione dei sali biliari

danno ed infiammazione mucosale

overgrowth batterica

5. diarrea acuta e cronica, causa incapacità di riassorbireliquidi causa ipersecrezione di elettroliti e malassorbimento

modeste colangite e colecistite catarrale

Giardiasi: patogenesi

Differenti forme cliniche, a seconda dello stato immunitario dell’ospite e della virulenza del microrganismo:

Asintomatica: forma più frequente (fino a 80%)

Sintomatica (forma acuta): a seguito di incubazione (1-3 settimane) compare un’infezione auto-limitante (1-3 settimane) caratterizzata da diarrea, crampi addominali, febbre, nausea, vomito, calo ponderale, prurito cutaneo, eosinofilia

Sintomatica (forma cronica): ricorrente in soggetti immunodeficienti, oppure secondaria a mancato trattamento; malassorbimento, intolleranza al cibo, infiammazione cronica della mucosa

Giardiasi: clinica

Il sospetto clinico di giardiasi deve essere confermato in laboratorio mediante:

Ricerca diretta:

Osservazione microscopica:

esame diretto (a fresco) per la ricerca di cisti nelle feci (o trofozoiti in feci diarroiche), oppure di trofozoiti in campioni di liquido duodenale

immunofluorescenza (maggiore sensibilità e specificità)

esame istologico su biopsie duodenali (casi più gravi)

Isolamento colturale: da liquido duodenale

Ricerca indiretta:

Tests immunoenzimatici (EIA) per la ricerca di antigeni (screening)

Amplificazione molecolare (PCR)

Giardiasi: diagnosi di laboratorio

FECI: poiché l’emissione delle cisti è intermittente, l’esame coprologico dovrebbe essere ripetuto su almeno 3 campioni, raccolti in giorni successivi (1 campione/die). LIQUIDO DUODENALE: prelevato mediante aspirato oppure mediante Entero-test.

A-C: Trofozoiti di Giardia intestinalis, colorati con soluzione tricromica di Gomori (A), e ferro-ematossilina (B, C).

Ogni cellula esibisce due nuclei dotati da un cariosoma centrale. Dimensioni cellulari: 9 - 21 µm in lunghezza.

A B C

DD: Giardia intestinalis in coltura. Evidenti i flagelli (4 paia per cellula).

Giardiasi: diagnosi di laboratorio

A, B, C: Cisti di Giardia intestinalis, colorate con ferro-ematossilina (A, B) e in campione “a fresco” (C). Dimensioni: 8-12 µm in lunghezza. Le cisti esibiscono due nuclei ciascuna (cisti giovani od immature).

D: Cisti di Giardia intestinalis in immunofluorescenza: marcatura con anticorpi monoclonali coniugati ad un fluoroforo.

A B C

D

Giardiasi: diagnosi di laboratorio

Esame istologico su biopsia duodenale: trofozoiti di Giardia intestinalis in prossimità delle cripte duodenali

Giardiasi: diagnosi di laboratorio

Indicata nel caso di:

Pazienti sintomatici

Giovani portatori asintomatici, soggetti anziani od individuiimmunocompromessi, negli immunocompromessi

Possibile trasmissione interanimale (gatto vs gatto)

Diverse opzioni terapeutiche disponibili:

Nitroimidazolici: metronidazolo (Flagyl), farmaco di elezione; tinidazolo(Fasigyn)

Paromomicina (in gravidanza, aminoglicoside non assorbibile)

Cloridrato di chinacrina (Atabrin): 100% efficacia ma rilevanti effetti collaterali

Furazolidone (Furoxone)

Benzamidici: nitazoxanide

Possibile insuccesso terapeutico:

ceppi resistenti

immunocompromissione

deficit IgA

nuova esposizione

Giardiasi: terapia

Prevenzione trasmissione H2O-relata Disinfezione* acqua potabile

Disinfezione* acqua in aree endemiche

Trattamento dei rifiuti utilizzati come fertilizzanti

Prevenzione della trasmissione cibo-relata Efficacia sorveglianza e formazione all’igiene

Screening per lavoratori di industrie alimentari

Trattamento termico (pastorizzazione)

Ridotta morbidità Trattamento farmacologico individuale

Prevenzione e controllo di epidemie Migliorata igiene personale

Migliorata qualità dell’acqua

Qualità dell’educazione sanitaria

Trattamento dei rifiuti utilizzati come fertilizzanti

Riduzione della prevalenza Adozione di interventi non specifici per: igiene (delle mani), qualità dell’acqua, sanitizzazione, manipolazione sicura degli alimenti

Eliminazione di reservoirs per giardiasi Trattamento di persone ed animali con infezione asintomatica

Thompson et al., 1993

Giardiasi: controllo

* filtrazione (più efficace), chimica (clorinazione, ozono), ebollizione