I batteri intracellulari delle amebe ed i virus resistenti alle amebe

Sapevate che le legionelle, i micobatteri del genere kansasii o avium, i batteri della famiglia delle clamidie (Parachlamydia) ed alcuni virus giganti tra cui Lausannevirus possono sopravvivere all’interno delle amebe libere, che sono ampiamente presenti nelle reti idriche?
D’altra parte, è probabile che proprio nell’ambito di una coevoluzione con le amebe presenti nell’acqua le legionelle abbiano sviluppato i tratti di virulenza che permettono loro di resistere ai macrofagi alveolari umani, nei quali si possono trovare una volta trasportate dagli aerosol.

Allo stesso modo alcuni micobatteri, tra cui Mycobacterium avium, possono moltiplicarsi all’interno delle amebe libere presenti nell’acqua. Pertanto questi protozoi unicellulari sono considerati come serbatoi e nicchie replicative per i microbi resistenti alle amebe (1).
Le amebe libere, quando si trovano sotto forma di cisti, possono anche agire come un’armatura di protezione per i batteri al loro interno. Inoltre sembra che all’interno di questi protozoi avvengano numerosi scambi di materiale genetico tra diversi microorganismi resistenti alle amebe (2).

Nel corso degli ultimi anni, a Losanna abbiamo utilizzato le amebe nell’ambito di un specifico sistema di coltura cellulare, chiamato co-cultura (3, 4). Questo approccio ci ha permesso di scoprire numerose nuove specie batteriche, tra cui Estrella lausannensis e Criblamydia sequanensis (5, 6), due batteri appartenenti alla famiglia delle clamidie. La co-coltura con le amebe ha anche portato alla scoperta di nuovi virus giganti come il Lausannevirus (7) e il Cedratvirus lausannensis (8). Grazie a questi ultimi abbiamo potuto studiare e comprendere meglio l’evoluzione dei microbi in condizioni allopatriche o simpatriche (9).

Ad oggi le legionelle e i micobatteri atipici (M. avium e M. kansasii), insieme ai batteri della famiglia delle clamidie e ai virus giganti, rappresentano i quattro tipi principali di microbi resistenti alle amebe.
Tuttavia, la biodiversità dei batteri resistenti alle amebe è molto più ampia, ed include generalmente diversi batteri appartenenti ai generi Bosea e Afipia, tra cui Bosea lascolae e Afipia lausannensis, scoperti all’Istituto di Microbiologia dell’Università di Losanna (10).
Infine, è interessante notare che la maggior parte dei patogeni delle amebe sono anche possibili agenti eziologici di polmonite (11). In particolare, diversi studi su Parachlamydia acanthamoebae hanno suggerito che questo batterio potrebbe avere un ruolo nelle infezioni respiratorie ed essere persino implicato nello 0.5-2% delle polmoniti comunitarie (12, 13, 14).

I rischi sono limitati

Sebbene le jacuzzi, gli umidificatori, i nebulizzatori e i sistemi di climatizzazione possano esporci a diversi microbi tra cui le legionelle, è opportuno non preoccuparsi troppo o addirittura diventare ipocondriaci!

Infatti, come indicano le carte “neutre” qui accanto, una jacuzzi sottoposta ad una corretta manutenzione e una doccia pulita ed utilizzata regolarmente non comportano rischi significativi.
Il rischio può diventare importante nelle situazioni in cui l’acqua ristagna (per esempio nel pomello di una doccia su una spiaggia d’inverno).

Inoltre, i problemi legati alle legionelle e agli altri microbi resistenti alle amebe interessano praticamente solo i sistemi artificiali e le reti idriche. Pertanto l’acqua del mare e dei laghi contiene soltanto piccolissime quantità di microbi per litro.

In questo contesto, e per rappresentare la relativa assenza di rischi di queste grandi superfici d’acqua, lo sci nautico figura come attività non a rischio su una carta “neutra”. Allo stesso modo, non è pericoloso lasciare che i bambini giochino con l’acqua del lavandino di casa, in un ambiente pulito e regolarmente utilizzato.

L’acqua potabile

All’Istituto di microbiologia dell’Università di Losanna, il gruppo di ricerca del Prof. Greub lavora dal 2004 in stretta collaborazione con Suez-Ondeo, un’azienda che ha sede a Parigi.

 

Lo scopo di queste ricerche è definire al meglio l’impatto delle diverse tecniche di trattamento (filtri a carbone, filtri a sabbia, ozonizzazione, clorazione) sulla qualità dell’acqua all’uscita da un impianto di trattamento, ed allo stesso tempo individuare i rischi rappresentati dall’acqua potabile, in termini di salute pubblica.

Recentemente, questi studi hanno dimostrato che la clorazione può portare ad una riduzione della biodiversità microbica dell’acqua e provocare una selezione di batteri appartenenti al genere Pseudomonas (15). Questi risultati quindi suggeriscono che l’acqua poco clorata riduce il rischio di selezione di questi batteri, noti per la loro significativa resistenza ai biocidi e agli antibiotici. Pertanto questo studio promuove l’utilizzazione di acqua meno clorata in tutti gli impianti moderni e funzionali. In questo modo sarebbe possibile sia migliorare il sapore dell’acqua che ridurre l’esposizione dei consumatori a biocidi residui il cui impatto cumulativo sulla salute potrebbe non essere trascurabile.
Questi studi hanno permesso di mettere in evidenza i rischi così come i metodi per valutarli (16), ed hanno dimostrato il ruolo rilevante delle amebe che agiscono come un bypass biologico negli impianti per il trattamento delle acque (17).

 

Riferimenti bibliografici

  1. Greub G, Raoult D. Microorganisms resistant to free-living amoebae. Clin Microbiol Rev. 2004 Apr;17(2):413-33.
  2. Bertelli C, Greub G. Lateral gene exchanges shape the genomes of amoeba-resisting microorganisms. Front Cell Infect Microbiol. 2012 Aug 21;2:110.
  3. Tosetti N, Croxatto A, Greub G. Amoebae as a tool to isolate new bacterial species, to discover new virulence factors and to study the host-pathogen interactions. Microb Pathog. 2014 Dec;77:125-30.
  4. Kebbi-Beghdadi C, Greub G. Importance of amoebae as a tool to isolate amoeba-resisting microorganisms and for their ecology and evolution: the Chlamydia paradigm. Environ Microbiol Rep. 2014 Aug;6(4):309-24.
  5. Lienard J, Croxatto A, Prod’hom G, Greub G. Estrella lausannensis, a new star in the Chlamydiales order. Microbes Infect. 2011 Dec;13(14-15):1232-41.
  6. Thomas V, Casson N, Greub G. Criblamydia sequanensis, a new intracellular Chlamydiales isolated from Seine river water using amoebal co-culture. Environ Microbiol. 2006 Dec;8(12):2125-35.
  7. Thomas V, Bertelli C, Collyn F, Casson N, Telenti A, Goesmann A, Croxatto A, Greub G. Lausannevirus, a giant amoebal virus encoding histone doublets. Environ Microbiol. 2011 Jun;13(6):1454-66
  8. Bertelli C, Mueller L, Thomas V, Pillonel T, Jacquier N, Greub G. Cedratvirus lausannensis – digging into Pithoviridae diversity. Environ Microbiol. 2017 Oct;19(10):4022-4034.
  9. Mueller L, Bertelli C, Pillonel T, Salamin N, Greub G. One Year Genome Evolution of Lausannevirus in Allopatric versus Sympatric Conditions. Genome Biol Evol. 2017 Jun 1;9(6):1432-1449.
  10. Thomas V, Casson N, Greub G. New Afipia and Bosea strains isolated from various water sources by amoebal co-culture. Syst Appl Microbiol. 2007 Nov;30(7):572-9.
  11. Lamoth F, Greub G. Amoebal pathogens as emerging causal agents of pneumonia. FEMS Microbiol Rev. 2010 May;34(3):260-80.
  12. Lamoth F, Greub G. Fastidious intracellular bacteria as causal agents of community-acquired pneumonia. Expert Rev Anti Infect Ther. 2010 Jul;8(7):775-90.
  13. Casson N, Posfay-Barbe KM, Gervaix A, Greub G. New diagnostic real-time PCR for specific detection of Parachlamydia acanthamoebae DNA in clinical samples. J Clin Microbiol. 2008 Apr;46(4):1491-3
  14. Marrie TJ, Raoult D, La Scola B, Birtles RJ, de Carolis E. Legionella-like and other amoebal pathogens as agents of community-acquired pneumonia. Emerg Infect Dis. 2001 Nov-Dec;7(6):1026-9.
  15. Bertelli C, Courtois S, Rosikiewicz M, Piriou P, Aeby S, Robert S, Loret JF, Greub G. Reduced Chlorine in Drinking Water Distribution Systems Impacts Bacterial Biodiversity in Biofilms. Frontiers Microbiol, 2018.
  16. Loret JF, Jousset M, Robert S, Saucedo G, Ribas F, Thomas V, Greub G. Amoebae-resisting bacteria in drinking water: risk assessment and management. Water Sci Technol. 2008;58(3):571-7.
  17. Loret JF, Greub G. Free-living amoebae: Biological by-passes in water treatment. Int J Hyg Environ Health. 2010 Jun;213(3):167-75.

 

Per saperne di più consultate i siti internet

Suez-Ondeo : http://www.ondeo-is.com
The Water Research Foundation: http://www.waterrf.org