Il Cutibacterium acnes è un batterio che vive sulla pelle di quasi tutti noi, eppure può trasformarsi da residente innocuo a patogeno problematico in determinate condizioni. Sebbene sia più comunemente associato all’acne, questo microrganismo ha guadagnato riconoscimento come causa di gravi infezioni dopo interventi chirurgici e impianto di dispositivi medici.

Epidemiologia

Il Cutibacterium acnes vive sulla pelle di praticamente ogni essere umano. Questo batterio può essere trovato su quasi tutte le persone, rendendolo uno degli abitanti più universali del corpo umano^[1]. Il batterio vive principalmente in profondità nei follicoli piliferi e nei pori, specialmente nelle aree ricche di ghiandole sebacee (ghiandole che producono sebo nella pelle), come il viso, la schiena, il torace e la parte superiore del tronco^[2].

La presenza di C. acnes cambia nel corso della vita di una persona. Appare brevemente sulla pelle dei neonati, ma la vera colonizzazione inizia durante i tre anni che precedono la maturità sessuale. Durante questo periodo di sviluppo, il numero di batteri C. acnes aumenta drammaticamente, passando da meno di 10 batteri per centimetro quadrato a circa un milione per centimetro quadrato^[4].

Per quanto riguarda l’acne vulgaris, la condizione cutanea più comune legata a questo batterio, i numeri sono impressionanti. L’acne colpisce più di 45 milioni di individui solo negli Stati Uniti, con circa l’85 percento della popolazione che sperimenta qualche forma di acne tra i 12 e i 24 anni^[1][7]. Quasi il 20 percento di tutte le visite dermatologiche sono legate al trattamento dell’acne^[1]. Su scala globale, l’acne vulgaris colpisce circa il 9,38 percento della popolazione mondiale^[11]. Nella Cina continentale, la ricerca ha mostrato tassi di prevalenza complessivi dell’acne del 39,2 percento^[11].

Mentre l’acne è la condizione più riconosciuta associata al C. acnes, le infezioni post-chirurgiche rappresentano un altro aspetto importante della sua epidemiologia. Il batterio è diventato sempre più riconosciuto come causa di infezioni delle protesi articolari, in particolare dopo interventi alla spalla. Gli studi che esaminano l’artroplastica della spalla hanno trovato tassi di infezione da C. acnes che vanno dal 16 al 70 percento al momento della chirurgia di revisione, con stime più comuni intorno al 50-60 percento^[5]. La spalla è colonizzata dal C. acnes a tassi molto più elevati rispetto al ginocchio e all’anca^[5].

Gli uomini sembrano essere particolarmente a rischio di sviluppare infezioni post-chirurgiche da C. acnes. Questa maggiore vulnerabilità è legata al fatto che gli uomini hanno un numero maggiore di follicoli sebacei rispetto alle donne, il che fornisce più habitat per la proliferazione del batterio^[5]. Uno studio del 2009 ha dimostrato che il C. acnes ha maggiori probabilità di infettare la spalla rispetto all’anca o al ginocchio dopo un intervento chirurgico, e che gli uomini hanno un carico batterico naturale sulla pelle più elevato rispetto alle donne^[7].

Cause

Il Cutibacterium acnes è un batterio Gram-positivo (un tipo di batterio che trattiene una particolare colorazione utilizzata nell’identificazione di laboratorio) che predilige condizioni di crescita anaerobica (senza ossigeno)^[1]. Tuttavia, nonostante la sua preferenza per ambienti privi di ossigeno, il C. acnes possiede tutte le proteine necessarie per la fosforilazione ossidativa, il che gli consente di sopravvivere anche in ambienti ricchi di ossigeno^[10]. Questa adattabilità lo rende un organismo versatile capace di prosperare in varie condizioni in tutto il corpo umano.

Originariamente identificato come Bacillus acnes nel 1900 da Thomas Casper Gilchrist, il batterio fu successivamente chiamato Propionibacterium acnes a causa della sua capacità di generare acido propionico come prodotto del metabolismo anaerobico^[2][7]. Nel 2016, il batterio è stato sottoposto a riclassificazione tassonomica basata su studi biochimici e genomici. I ricercatori hanno scoperto che, in termini sia di struttura dell’albero evolutivo che di composizione del DNA, le specie che vivono sulla pelle erano distinguibili da altre specie precedentemente categorizzate sotto lo stesso nome. Come parte di questa ristrutturazione, è stato creato un nuovo genere chiamato Cutibacterium specificamente per le specie associate alla pelle^[2].

Il batterio è lipofilo, il che significa che prospera in ambienti grassi o oleosi. Il C. acnes vive principalmente sugli acidi grassi presenti nel sebo (la sostanza oleosa secreta dalle ghiandole sebacee) all’interno dei follicoli piliferi^[2]. La parete cellulare e l’involucro del C. acnes contengono vari lipidi, e la parete cellulare è costituita da peptidoglicano. Il batterio contiene anche lipoglicani con concentrazioni sostanziali di mannosio, glucosio e galattosio^[10].

Il C. acnes esiste in diverse sottospecie e ceppi che hanno caratteristiche distinte. Gli scienziati hanno identificato tre raggruppamenti principali: C. acnes sottospecie acnes, C. acnes sottospecie defendens e C. acnes sottospecie elongatum^[17]. Questi raggruppamenti corrispondono a gruppi evolutivi che hanno elevate associazioni con il fatto che il ceppo sia patogeno o protettivo per natura.

Come si trasmette il Cutibacterium Acnes

Il Cutibacterium acnes esiste sulla pelle di quasi tutte le persone, il che significa che la trasmissione avviene principalmente attraverso il contatto cutaneo^[1]. Poiché è un abitante normale della pelle umana, il batterio è onnipresente nell’ambiente. Questi organismi sono particolarmente problematici in ambienti in cui si verifica la desquamazione delle cellule cutanee, come durante le procedure chirurgiche o in ambienti sterili dove la contaminazione microbica deve essere ridotta al minimo^[7].

Il batterio può anche essere trovato in tutto il tratto gastrointestinale, sulla congiuntiva dell’occhio, nella mucosa orale e nel canale uditivo esterno^[10]. Può anche essere presente in altre sedi corporee oltre alla superficie cutanea^[2].

Fattori di rischio

Diversi fattori aumentano il rischio di sviluppare condizioni associate al C. acnes, sia che si tratti di acne vulgaris o di infezioni post-chirurgiche. Per lo sviluppo dell’acne, una produzione elevata di sebo da parte di ghiandole sebacee iperattive o il blocco dei follicoli piliferi può causare la crescita e la moltiplicazione dei batteri C. acnes^[2]. Gli adolescenti e i giovani adulti sono particolarmente vulnerabili a causa dei cambiamenti ormonali che si verificano durante la pubertà, che stimolano l’aumento della produzione di sebo.

Il sesso maschile rappresenta un fattore di rischio significativo per le infezioni post-chirurgiche da C. acnes. Gli uomini hanno un numero maggiore di follicoli sebacei rispetto alle donne, il che porta a carichi batterici naturali più elevati sulla pelle^[5][7]. Questa maggiore presenza batterica rende più probabile la contaminazione durante la chirurgia.

I pazienti sottoposti a determinati tipi di intervento chirurgico affrontano rischi elevati. La chirurgia della spalla comporta un rischio particolarmente elevato di infezione da C. acnes rispetto alle procedure all’anca o al ginocchio^[5][7]. L’area della spalla ospita naturalmente concentrazioni più elevate di C. acnes a causa della densità delle ghiandole sebacee in questa regione.

La presenza di dispositivi medici e impianti crea un altro importante fattore di rischio. Il C. acnes ha la capacità di persistere sugli impianti corporei e sui dispositivi chirurgici, causando un’ampia gamma di condizioni infettive post-operatorie^[1]. Il batterio può colonizzare vari tipi di dispositivi protesici e formare biofilm (comunità strutturate di batteri racchiuse in una matrice protettiva autoprodotta) che rendono le infezioni difficili da trattare. È stato riconosciuto come un importante patogeno nelle infezioni delle protesi articolari della spalla, nei casi che coinvolgono impianti mammari e nelle infezioni causate da dispositivi cardiovascolari^[7][10].

Il C. acnes agisce come patogeno opportunista, il che significa che approfitta delle difese indebolite o delle barriere interrotte. Quando le normali barriere cutanee vengono violate durante la chirurgia, o quando la funzione immunitaria è compromessa, il batterio può passare da organismo commensale innocuo a patogeno che causa malattie^[3].

Sintomi

I sintomi dell’infezione da C. acnes variano drammaticamente a seconda che l’infezione si manifesti come acne vulgaris o come infezione di dispositivi post-chirurgici. Nell’acne vulgaris, i batteri C. acnes vivono prevalentemente in profondità all’interno dei follicoli e dei pori. Quando questi batteri si moltiplicano rapidamente, possono scatenare un’infiammazione che porta ai sintomi associati ai disturbi cutanei comuni^[2].

L’acne vulgaris si presenta tipicamente con lesioni cutanee sia non infiammatorie che infiammatorie. La condizione può manifestarsi come comedoni (punti neri e punti bianchi), che sono lesioni non infiammatorie. Quando si verifica l’infiammazione, i pazienti sviluppano papule (piccoli rilievi), pustole (rilievi pieni di pus) e lesioni nodulocistiche (grumi più profondi e dolorosi sotto la pelle)^[11]. Queste lesioni infiammatorie derivano dal danno cellulare, dai sottoprodotti metabolici e dai detriti batterici prodotti durante la rapida crescita batterica all’interno dei follicoli^[2].

Il viso è più comunemente colpito dalle lesioni acneiche, anche se la schiena e il torace possono sviluppare un coinvolgimento significativo. L’acne è comune negli adolescenti e può essere identificata da lesioni facciali che possono avere un impatto significativo sulla qualità della vita e sull’autostima^[11].

Le infezioni post-chirurgiche da C. acnes si presentano in modo piuttosto diverso. Queste infezioni hanno spesso una presentazione ritardata dopo l’intervento di impianto, talvolta verificandosi mesi o addirittura anni dopo la procedura iniziale^[12]. La presentazione clinica è frequentemente non specifica, rendendo la diagnosi impegnativa^[5].

Nelle infezioni da artroplastica della spalla, i pazienti possono sperimentare dolore, diminuzione del range di movimento e segni sottili di infiammazione. A differenza delle infezioni causate da batteri più aggressivi, le infezioni da C. acnes spesso non producono i sintomi drammatici dell’infezione acuta come febbre alta, dolore intenso o evidente drenaggio della ferita.

Oltre alle infezioni cutanee e del sito chirurgico, il C. acnes è stato implicato in diverse altre condizioni croniche. Il batterio può causare blefarite cronica (infiammazione delle palpebre) ed endoftalmite (infiammazione all’interno dell’occhio), in particolare dopo interventi chirurgici intraoculari^[2]. È stato anche associato a endocardite (infezione delle valvole cardiache), infezioni che colpiscono la colonna vertebrale, prostatite, sarcoidosi, sinovite e artrite settica^[1][10].

Prevenzione

Prevenire le condizioni legate al C. acnes richiede strategie diverse a seconda che l’obiettivo sia prevenire l’acne o prevenire le infezioni post-chirurgiche. Poiché il batterio è un abitante normale della pelle di praticamente tutti, la prevenzione completa della colonizzazione non è né possibile né desiderabile. Invece, la prevenzione si concentra sulla gestione delle popolazioni batteriche e sulla prevenzione delle condizioni che consentono una crescita eccessiva dannosa o la contaminazione.

Per la prevenzione dell’acne, mantenere la pulizia della pelle e gestire la produzione di olio sono approcci fondamentali. L’uso di prodotti contenenti ingredienti attivi può aiutare a controllare le popolazioni batteriche. Il perossido di benzoile è particolarmente efficace nell’uccidere il C. acnes ed è un elemento base nella prevenzione dell’acne^[15]. I prodotti con concentrazioni di perossido di benzoile superiori al 2,5 percento riducono efficacemente le popolazioni di C. acnes senza richiedere formulazioni più forti che potrebbero irritare la pelle^[15].

Il C. acnes è suscettibile a un’ampia gamma di sostanze chimiche, rendendo la conservazione chimica e i trattamenti antimicrobici strategie rilevanti. Il perossido di benzoile aiuta a rimuovere gli oli in eccesso dalla pelle ed elimina le cellule morte della pelle che possono ostruire i pori^[1]. La combinazione di perossido di benzoile con altri ingredienti come l’acido salicilico o l’acido glicolico può aumentare l’efficacia aiutando a sbloccare i pori e a trattare le imperfezioni esistenti^[15].

Il C. acnes può essere ucciso con la luce ultravioletta, che rappresenta un’altra potenziale strategia di prevenzione^[7]. Il batterio cresce meglio a temperature comprese tra 30 e 37 gradi Celsius e prospera nell’ambiente ricco di lipidi dei follicoli piliferi^[7].

Per prevenire le infezioni post-chirurgiche, protocolli rigorosi durante la chirurgia sono essenziali. La Food and Drug Administration ha consigliato ai produttori di stabilire metodi adeguati per prevenire la contaminazione, incluso il mantenimento di un’adeguata qualità dei materiali in entrata, garantendo una progettazione sanitaria, pulendo correttamente le attrezzature, limitando i tempi di produzione e stoccaggio e monitorando le condizioni ambientali^[1].

L’uso appropriato di dispositivi di protezione individuale e procedure di vestizione adeguate sono vitali in ambienti in cui la contaminazione microbica rappresenta rischi, in particolare nelle camere sterili e nelle sale operatorie. Poiché il C. acnes viene disperso con le cellule cutanee, il controllo di questa dispersione attraverso barriere appropriate diventa importante durante le procedure chirurgiche^[7].

Gli studi scientifici suggeriscono che stabilire specifiche di prodotto appropriate, inclusi test, metodi e criteri di accettazione, aiuta a garantire che i componenti di farmaci e impianti soddisfino gli standard di qualità^[1]. Quando appropriato, possono essere necessari test di laboratorio aggiuntivi per determinare se i prodotti sono adatti al rilascio.

Fisiopatologia

La fisiopatologia dell’infezione da C. acnes coinvolge complesse interazioni tra il batterio, l’ambiente cutaneo e il sistema immunitario umano. Il C. acnes è in gran parte commensale e fa parte della normale flora cutanea presente sulla maggior parte degli adulti sani^[2]. Comprendere come questo batterio normalmente innocuo causi malattia richiede l’esame dei suoi fattori di virulenza, della sua capacità di scatenare l’infiammazione e della sua capacità di formare biofilm.

Il C. acnes produce diverse proteine ed enzimi che gli consentono di sopravvivere, ottenere nutrienti e interagire con i tessuti umani. Il batterio secerne molte proteine, inclusi diversi enzimi digestivi che aiutano a scomporre il sebo e ad acquisire altri nutrienti^[2]. Questi enzimi possono anche destabilizzare gli strati di cellule che formano le pareti dei follicoli piliferi. Il genoma del C. acnes è stato sequenziato, e gli studi hanno dimostrato che diversi geni possono generare enzimi per degradare la pelle e proteine che possono attivare il sistema immunitario^[2].

Durante il decennio passato, molti studi hanno identificato e caratterizzato diversi potenziali fattori di virulenza coinvolti nella patogenicità di questo batterio. Questi fattori di virulenza partecipano all’adesione batterica alle cellule bersaglio, alla formazione di biofilm a base di polisaccaridi, a strutture molecolari che scatenano l’infiammazione e alla degradazione enzimatica dei tessuti ospiti^[3].

Il batterio produce diverse proteine o glicoproteine che potrebbero essere considerate fattori di virulenza attivi. Questi consentono al C. acnes di adattarsi all’ambiente lipofilo dell’unità pilosebacea (il follicolo pilifero e la sua ghiandola sebacea associata) della pelle, ma anche a vari altri organi che può colonizzare^[3]. La composizione della parete cellulare del C. acnes, che contiene vari lipidi e peptidoglicano, contribuisce alla capacità del batterio di persistere nei tessuti e resistere alle difese dell’ospite^[10].

Uno dei meccanismi patogeni più importanti del C. acnes è la sua capacità di formare biofilm. I biofilm sono comunità strutturate di batteri racchiuse in una matrice protettiva autoprodotta. Il C. acnes può formare biofilm su dispositivi protesici e impianti, il che complica significativamente il trattamento. Il biofilm protegge i batteri dagli antibiotici e dalle difese immunitarie, consentendo l’infezione persistente. Questa caratteristica capacità di aderire e formare biofilm, in particolare sulle protesi, è tipica delle infezioni che il C. acnes causa^[4].

Nell’acne vulgaris, la fisiopatologia coinvolge diversi processi interconnessi. Quando le ghiandole sebacee diventano iperattive o quando i follicoli si bloccano, i batteri C. acnes crescono e si moltiplicano all’interno del follicolo. Man mano che le popolazioni batteriche si espandono, gli organismi secernono enzimi e producono sottoprodotti metabolici. Queste sostanze, insieme ai detriti batterici e al danno cellulare, scatenano una risposta infiammatoria^[2].

Il processo infiammatorio coinvolge l’attivazione del sistema immunitario innato. Il C. acnes produce strutture molecolari che innescano percorsi infiammatori, portando al rilascio di mediatori infiammatori. La ricerca ha dimostrato che le vescicole extracellulari derivate dal C. acnes (piccole particelle rilasciate dai batteri) possono innescare l’attivazione di fattori correlati all’infiammazione tra cui interleuchina-8 (IL-8), interleuchina-6 (IL-6), fattore di necrosi tumorale alfa (TNFα) e fattore stimolante le colonie di granulociti-macrofagi (GM-CSF)^[6].

È interessante notare che la risposta infiammatoria e la manifestazione della malattia dipendono non solo dalla presenza di C. acnes, ma anche dalle differenze di ceppo e dalla risposta immunitaria dell’ospite. Diversi filotipi di C. acnes hanno effetti distinti. Filotipi specifici sono stati associati allo sviluppo di acne vulgaris, mentre altri filotipi sono stati collegati a pelle sana^[6]. Il profilo proteomico del contenuto delle vescicole extracellulari batteriche riflette caratteristiche distinte di diversi filotipi di C. acnes in termini di ciclo vitale, sopravvivenza e virulenza^[6].

Gli studi hanno dimostrato che la pelle acneica ha relativamente meno C. acnes e maggiore presenza di altre specie batteriche, incluso un aumento di Staphylococcus epidermidis, specialmente nei follicoli piliferi dove possono produrre biofilm che contribuiscono al blocco dei pori^[17]. Questo suggerisce che la fisiopatologia dell’acne coinvolge complesse interazioni della comunità microbica, non solo il C. acnes da solo.

Nelle infezioni post-chirurgiche, la fisiopatologia si concentra sulla contaminazione batterica durante la chirurgia, sulla persistenza batterica sui materiali impiantati e sulla formazione di biofilm. La presentazione ritardata di molte infezioni da dispositivi da C. acnes riflette la natura a crescita lenta dell’organismo e la sua capacità di stabilire infezioni croniche di basso grado. Il batterio richiede almeno sei giorni per la crescita in coltura, evidenziando la sua replicazione relativamente lenta rispetto ai patogeni più aggressivi^[4].

L’adattamento del batterio alla vita sugli esseri umani ha fornito una nuova comprensione dei meccanismi di infezione. Il C. acnes può colonizzare varie nicchie ecologiche oltre la pelle, dimostrando una notevole adattabilità^[3]. Le interazioni tra C. acnes e l’ospite umano, comprese le interazioni con il microbiota cutaneo umano, promuovono la selezione di ceppi capaci di produrre fattori di virulenza che aumentano la capacità infiammatoria^[3].