Salute e malattia
La tubercolosi è una malattia infettiva causata da Mycobacterium tuberculosis. La tubercolosi è una malattia respiratoria caratterizzata da formazioni di tubercoli, necrosi, ascessi, fibrosi e calcificazione nei polmoni. Può anche infettare reni, linfonodi, ossa, articolazioni e pelle.
La diagnosi di laboratorio primaria di Mycobacterium tuberculosis implica la colorazione per visualizzare i batteri al microscopio. Il campione di scelta è l'espettorato o il lavaggio broncoalveolare per identificare un'infezione respiratoria o un campione di tessuto effettivo.
Mycobacterium tuberculosis è un bastoncello (bacilli), non mobile, non sporigeno, aerobio obbligato. Misurano 0,4x3 micrometri di lunghezza. Mycobacterium tuberculosis subisce fissione binaria (divisione cellulare riproduttiva) ogni 15-24 ore, che è lento rispetto ad altri batteri. Per questo, il micobatterio può richiedere fino a nove settimane per apparire sui mezzi di coltura.
Mycobacterium tuberculosis è sensibile a luce UV e calore (es. pastorizzazione) ma resistente ai disinfettanti chimici.
Mycobacterium tuberculosis non può essere veramente classificato come gram-positivo o gram-negativo. La classificazione di Gram si basa sulla quantità di peptidoglicano nella parete cellulare di un batterio. Un batterio gram-positivo ha uno spesso strato di peptidoglicano (circa 90%), mentre un batterio gram-negativo ha un sottile strato di peptidoglicano (5-20%). I coloranti di Gram penetrano la parete cellulare e si legano ai componenti chimici nella parete cellulare. I batteri colorati appariranno viola o rosa al microscopio.
Con Mycobacterium tuberculosis, la parete cellulare è composta di peptidoglicano ma anche lipidi complessi, che inibiscono la penetrazione del colorante di Gram. La parete cellulare resiste anche alla decolorazione da acido o alcol, quindi i micobatteri sono definiti "acido-resistenti". I lipidi della parete cellulare sono acido micolico, fattore corda e cera-D. Se i batteri fossero colorati, le cellule batteriche apparirebbero debolmente gram-positive o pallide con molto poco colore.
Per visualizzare i batteri, devono essere eseguite colorazioni speciali come la colorazione di Aumarine o la colorazione di Ziehl-Neelsen.
Il processo di auramina-rodamina usa un colorante fluorescente giallo per visualizzare Mycobacterium tuberculosis sotto un microscopio a fluorescenza. Permanganato di potassio o arancione acridina possono essere usati come controcolorante. Sotto la lente, le cellule batteriche appariranno verdi.
La colorazione auramina-rodamina è più sensibile della Ziehl-Neelsen e più conveniente.
La colorazione di Ziehl-Neelsen ha origine dagli scienziati Franz Ziehl e Friedrich Neelsen. Usa fucsina carbolica riscaldata, acido-alcol ad alta concentrazione e un controcolorante come verde malachite o blu di metilene. Sotto un microscopio a fluorescenza, le cellule batteriche appariranno rosa brillante.
La Ziehl-Neelsen è lo standard d'oro per l'identificazione primaria di Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium leprae.
Secondaria all'identificazione microscopica, Mycobacterium tuberculosis deve essere coltivato su agar di coltura speciale. L'agar Lowenstein-Jensen ha sostanze organiche complesse (es. uovo, patata), sali, glicerolo e verde malachite (inibisce altri batteri). Antibiotici possono essere aggiunti per ulteriormente inibire batteri contaminanti. Il campione viene posto su questo agar, e i batteri crescono in tre-nove settimane.
Una soluzione di coltura di nutrienti come albumina e biotina può essere usata per supportare la crescita anche delle più piccole quantità dei batteri target. Questo è noto come mezzo Middlebrook 7H9 (o 7H12).
Le colonie appariranno come piccole colonie marroni chiare su entrambi.
Con tecnologia avanzata, Mycobacterium tuberculosis può ora essere coltivato usando un lettore automatizzato. Una soluzione liquida di mezzo Middlebrook 7H9 e un composto indicatore fluorescente viene usata per monitorare la crescita e riportare infezione positiva o negativa.
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