Mycobacterium Tuberculosis
IlMycobacterium tuberculosis, della famiglia delle Mycobacteriaceae, è una delle circa 190 specie conosciute del phylum Actinobacteria. Il prefisso “myco” significa fungo nella lingua greca ed è stato scelto perché i micobatteri, nelle colture di superficie, hanno un aspetto molto simile ai funghi. Il M. tuberculosis ha devastato l’umanità per secoli. Esami di ossa e altre prove dimostrano che questo batterio esisteva nel mondo almeno 4.000 anni fa. Il Mycobacterium tuberculosis è il batterio responsabile della tubercolosi. Ogni anno causa nove milioni di casi di tubercolosi o TBC e un milione di decessi.
Struttura
I micobatteri hanno una forma bacillare e si presentano come bastoncini dritti o leggermente curvi. Questa famiglia di batteri forma anche capsule, grandi strutture che circondano i batteri al di fuori della parete cellulare. Le capsule contengono viscido amorfo, una sostanza che può diffondersi nell’area circostante la cellula batterica. Quando questa diffusione avviene, lo strato di melma che ne deriva può causare malattie. Insieme, la capsula e lo strato di melma creano il glicocalice.
Capsula
La capsula svolge un ruolo importante nella resistenza agli antibiotici e nella resistenza generale del Mycobacterium tuberculosis. Le capsule danno ai batteri un vantaggio quando entrano nell’organismo, aumentando la loro capacità di causare malattie. Le cellule batteriche protette dalle capsule possono essere inglobate dai macrofagi, un tipo di cellula immunitaria, senza essere distrutte. Le capsule proteggono anche le cellule batteriche nell’ambiente generale. L’acqua contenuta nella capsula evita che la cellula batterica si secchi. Alcune capsule tengono anche lontani dalla cellula i virus batterici e altri materiali tossici.
Parete cellulare
IlMycobacterium tuberculosis presenta diverse caratteristiche non riscontrabili in altri ceppi di batteri patogeni. La parete cellulare cerosa e densa contiene un numero insolitamente elevato di lipidi. Il ricco contenuto di lipidi e la struttura complessa della parete cellulare sono resistenti a diverse classi di antibiotici che attaccano le pareti cellulari. Il M. tuberculosis si diffonde solo attraverso nuclei di goccioline o minuscole particelle nell’aria. La tosse o gli starnuti sono i metodi di trasmissione più comuni.
Moltiplicazione
IM. tuberculosis sono batteri aerobi che necessitano di alti livelli di ossigeno e si trovano solitamente nei polmoni. L’esclusiva parete cellulare e la capsula consentono ai batteri di sopravvivere a un’esposizione prolungata ad acidi, detergenti, alcali e alla lisi. I macrofagi sono in grado di lisare o distruggere gli agenti patogeni. La maggior parte dei batteri cerca di eludere i macrofagi, ma il Mycobacterium tuberculosis utilizza i recettori della superficie cellulare per entrare nei macrofagi e moltiplicarsi al loro interno.
Crescita
IlM. tuberculosis cresce molto lentamente. Il batterio non è rilevabile in una coltura in brodo liquido per almeno una settimana e può impiegare fino a tre settimane per crescere. La crescita lenta del M. tuberculosis ritarda notevolmente l’identificazione e il trattamento. Un medico può sapere che la tubercolosi è presente, ma deve identificare il ceppo per determinare il trattamento antibiotico adeguato.
Identificazione
IlM. tuberculosis può apparire come gram-negativo o gram-positivo, e a volte la procedura di colorazione di Gram non funziona affatto. È del tutto inaffidabile per identificare le Mycobacteriaceae, quindi i medici utilizzano la colorazione di Ziehl-Neelsen o acid-fast per identificare il Mycobacterium tuberculosis. Questa colorazione identifica un’altra malattia nota da migliaia di anni: la lebbra, causata dal Mycobacterium leprae.
Mappatura del genoma
Nel 1998 gli scienziati hanno pubblicato la sequenza del genoma del Mycobacterium tuberculosis . La mappatura del genoma aiuta i ricercatori a comprendere meglio le proprietà e la patogenesi del M. tuberculosis. Uno degli studi iniziali ha trovato la codifica di enzimi che aiutano a creare e distruggere i lipidi. La percentuale di codifica dedicata agli enzimi legati ai lipidi nel M. tuberculosis è molto più alta della media.
Colonizzazione
Alcune persone presentano infezioni asintomatiche da Mycobacterium tuberculosis. I ricercatori hanno studiato questo fenomeno fin dal XIX secolo. La tubercolosi era chiamata tisi o malattia del deperimento e i medici notarono che in nessuna città o paese si manifestava la malattia in tutte le classi sociali. Numerosi esperimenti e studi dimostrano che la tubercolosi si sviluppa più frequentemente nelle persone con una salute complessivamente scadente. La medicina moderna sa che i batteri sono presenti in casi asintomatici, ma il sistema immunitario di una persona sana è in grado di controllare latubercolosi. Qualsiasi indebolimento del sistema immunitario può consentire allatubercolosi di sopraffare le difese dell’organismo e di progredire verso la malattia attiva.
Origine
I ricercatori stanno ancora studiando le origini del Mycobacterium tuberculosis. Ritengono che il Mycobacterium sia nato nel suolo e che alcune specie si siano evolute per infettare i mammiferi. Il bestiame è stato addomesticato tra 10.000 e 25.000 anni fa e potrebbe aver fornito un collegamento che ha permesso al Mycobacterium di diffondersi dal suolo agli animali e poi dagli animali all’uomo. Una specie di Mycobacterium, M. bovis, causa una malattia simile alla tubercolosi nel bestiame. Una teoria del passato ipotizzava che il M. bovis potesse essere un precursore del M. tuberculosis. Questa teoria non è più considerata probabile; grazie alla mappatura del genoma di M. tuberculosis e M. bovis, gli scienziati ritengono che entrambe le specie si siano evolute dallo stesso precursore.
Resistenza agli antibiotici
Questo batterio può sopravvivere a condizioni avverse e sviluppa continuamente una maggiore resistenza agli antibiotici. Il Mycobacterium tuberculosis è stato notato durante le prime sperimentazioni antibiotiche perché i nuovi farmaci non lo colpivano. I ricercatori non hanno sviluppato farmaci per trattare il M. tuberculosis fino alla seconda ondata di antibiotici. Alcuni ceppi moderni sono “virtualmente non trattabili” I ceppi che ancora rispondono al trattamento richiedono diversi antibiotici usati insieme per diversi mesi. Tuttavia, alcuni professionisti del settore medico citano la lunga esposizione a più antibiotici durante il trattamento come un rischio per la creazione di ceppi più resistenti.