Mimetismo molecolareApplicazioni diagnostiche e terapeutiche

Anziana memoria

Seguendo le nostre metafore, risulta inevitabile incontrare un altro paradosso immunologico, che da molto tempo affascina i clinici e i ricercatori: gli effetti dell’invecchiamento sul sistema linfocitario.

Sebbene sia stato ampiamente documentato, che le cellule B e T perdano la loro abilità nel rispondere agli stimoli antigenici e mutagenici con l’età, tuttavia èstato osservato che la frequenza, con la quale compaiono fenomeni autoreattivi è più alta rispetto ai soggetti giovani.

T e B

Nell’anziano diminuiscono i linfociti T naïve e le sottopopolazioni B (in particolare i B-CD5).

Ma si osserva anche un aumento delle risposte autoimmuni dovuto a un cambiamento nel repertorio B e/o a processi di induzione della tolleranza.

Tali spiegazioni rispecchiano un atteggiamento deduttivo, che male si adatta alle metafore immunologiche.

Memoria come malattia

Spostando l’interesse verso un modello immunopatologico uniforme, alcuni autori hanno posto l’accento sul ruolo svolto dalle memorie linfocitarie, soprattutto quelle generate in un passato lontano, anche remoto.

Tali memorie svolgono una funzione critica nella genesi dell’autoimmunità, in quanto possono essere riattivate da molteplici fattori, tra i quali la perdita delle integrità tissutali, con presentazione di auto-antigeni, che esasperano la tolleranza, mediante il mimetismo molecolare.

Malattia come memoria

In base a questo modello, dunque, la memoria linfocitaria assume un ruolo critico nella genesi delle malattie autoimmuni.

Un esempio: i pazienti con myastenia gravis producono risposte contro i recettori dell’acetilcolina, determinando debolezza muscolare debilitante.

Nel 60% dei casi, circa, i soggetti mostrano i primi sintomi dopo i 40 anni, a seguito di una riattivazione delle risposte conseguite in epoche precedenti.

Malattia come risposta

La memoria dei linfociti non può essere considerata una traccia inerte del passato, con la quale apprendiamo che una infezione è stata superata e che a un nuovo contagio l’individuo risponde con maggiore prontezza ed efficacia.

Le cellule T di memoria, infatti, durante e dopo una risposta, possono promuovere condizioni immunopatologiche anche evolutive.

Campylobacter

Le varie specie di campylobacter (jejuni, fetus, coli, lardis) sono responsabili di molte forme di enterocolite: tra queste il jejuni è di gran lunga il più frequente.

Il periodo di incubazione varia dai 3 ai 5giorni (con un rango complessivo da 1 a 10).

Evoluzione

Di solito la sintomatologia diarroica si esaurisce in 1-4 giorni, ma in alcuni pazienti possono insorgere complicazioni a breve e lungo termine, tra cui una sindrome simil-tifoide, l’artrite reattiva e, in una piccola percentuale di casi, convulsioni febbrili e meningite.

Sorgenti di infezione

Il microrganismo può essere escreto con le feci fino a 7settimane dopo la scomparsa dei sintomi.

Le fonti di maggiore contaminazione sono rappresentate dagli alimenti, tra cui l’acqua, il latte e il cibo in generale (soprattutto il pollame, per l’elevata temperatura corporea, che ne favorisce la moltiplicazione).

Fonti non infrequenti possono essere gli animali domestici, quali cani, bestiame e volatili, attraverso il materiale fecale.

Forme cliniche

L’incidenza maggiore di questa infezione viene raggiunta nei mesi estivi.

Le forme asintomatiche sono molto comuni, soprattutto nei paesi in via di sviluppo. I portatori cronici sono stimati nell’ordine dello 0,5% della popolazione generale.

Patogenesi

Le feci liquide sono dovute alla secrezione di liquido isotonico da parte del piccolo intestino, la quale eccede le capacità di riassorbimento a valle.

A questo proposito, almeno due tossine sono implicate nel meccanismo patogenetico, l’enterotossina (labile al calore e simile a quella di e.coli), non elaborata da tutti i ceppi, e la verotossina (shigella-simile e coli-simile) isolata dai pazienti con diarrea e responsabile dei fenomeni ulcerativi che si riscontrano nelle campylobacteriosi.

Manifestazioni cliniche

La più comune è data dalla diarrea acquosa, con feci verdi, occasionalmente accompagnata a dolore addominale, malessere generale e febbre.

L’infezione è, generalmente, autolimitante, ma i bambini e le persone anziane possono andare incontro a disidratazione.

I pazienti immunocompromessi manifestano diarrea cronica.

Insorgenza rapida di febbre, malessere, cefalea e mialgia

Comparsa di sintomi intestinali: nausea, vomito, crampi addiminali e perdita di appetito

Entro le 24 ore compare la diarrea: feci acquose, spesso con presenza di muco, sangue e verdi (per la presenza di bile).

I sintomi possono durare da 2 giorni ad alcune settimane (raramente oltre le 3)

Il 25% dei casi mostra una recidiva.

Le complicazioni più importanti sono rappresentate da: artrite reattiva, spondiloartrite e GBS.

Sintomi da campylobacter jejuni (Epidemiology Bulletin State Of Alaska No. 23

September 16, 1983 Campylobacter: An Enteric Organism Worth considering

Mai visto un caso peggiore di diarrea

Il pensiero Il pensiero èè: perch: perchèè la sindrome di la sindrome di GG--B insorge dopo una infezione da B insorge dopo una infezione da campylobacter jejuni?campylobacter jejuni?

LPS di C. jejuni stimolano una LPS di C. jejuni stimolano una risposta immunitaria indirizzata risposta immunitaria indirizzata anche contro i gangliosidi, per anche contro i gangliosidi, per mimetismo molecolaremimetismo molecolare

Jean-Baptiste CarpeauxHead of Ugolino (AICT)

Gangliosides

Poliradiculoneuropatia demielinizzante acuta periferica, grave, a evoluzione rapida e di origine

Sindrome di G-B

SUBTIPOSUBTIPO CARATTERISCHE CARATTERISCHE CLINICHECLINICHE

EMGEMG ANATOMIA ANATOMIA PATOLOGICAPATOLOGICA

Polineuropatia Polineuropatia demielinizzante demielinizzante infiammatoria acuta.infiammatoria acuta.

PDIAPDIA

Soprattutto adulti; recupero Soprattutto adulti; recupero rapido, anticorpi antirapido, anticorpi anti--GM1GM1

Demielinizzante.Demielinizzante. Attacco iniziale nelle Attacco iniziale nelle cellule di Schwann; cellule di Schwann; lesione diffusa della lesione diffusa della mielina, attivazione dei mielina, attivazione dei macrofagi e infiltrazione di macrofagi e infiltrazione di linfocitilinfociti

Neuropatia assonale Neuropatia assonale motoria acutamotoria acuta

NAMANAMA

Bambini e adulti giovani; Bambini e adulti giovani; recupero rapido; antirecupero rapido; anti--GD1aGD1a

AssonaleAssonale Attacco iniziale nei noduli Attacco iniziale nei noduli motori di Ranvier, motori di Ranvier, abbondanti macrofagi abbondanti macrofagi periassonaliperiassonali

Neuropatia assonale Neuropatia assonale sensitivosensitivo--motoria motoria aguda.aguda.

(NASMA)(NASMA)

Principalmente adulti, Principalmente adulti, recupero lento e incompletorecupero lento e incompleto

AssonaleAssonale Simile a NAMA, con Simile a NAMA, con interessamento maggiore interessamento maggiore dei nervi e delle radici dei nervi e delle radici sensitive; lesione sensitive; lesione assonale intensaassonale intensa

Sindrome di M. Fisher.Sindrome di M. Fisher.

(SMF)(SMF)Adulti e bambini; rara; Adulti e bambini; rara; oftalmoplejia, atassia e oftalmoplejia, atassia e areflessia; antiareflessia; anti-- GQ1b.GQ1b.

DemielinizzanteDemielinizzante Caratteristiche simili a Caratteristiche simili a PDIA.PDIA.

Quadro clinico

Parestesie a progressione ascendente, simmetrica

Areflessia

Dolore: paravertebrale, artromialgie, assiale.

Síntomi sensitivi poco evidenti: parestesie distali

Paralisi facciale bilaterale

Possibile coinvolgimento della deglutizione, respirazione, etc.

Variante clinica di Miller-Fisher

Oftalmoplegia

Areflessia

Atassia

Campylobacter e celiachia

Uno degli esempi più studiati, nell’ambito del mimetismo molecolare è il ruolo della risposta mnesica al campylobacter jejuni, nella genesi di diverse condizioni patologiche.

Tra queste, molto interessante, è la celiachia. Tale forma di enteropatia, che si esprime con alterazioni nella mucosa del piccolo intestino, è dovuta a fattori immunogenetici individuali (prediposizione HLA-DQ2 e/o HLA-DQ8) e ambientali.

Mimetismo e celiachia

L’aspetto ambientale della celiachia è legato al mimetismo molecolare, peraltro ben studiato, tra particolari agenti infettivi e glutine, con il tramite degli enterociti, che presentano ambedue gli antigeni ai linfociti attivati.

Le cellule T, memorizzando la risposta a virus e batteri, svolgono una funzione citotossica sull’epitelio mucoso dell’intestino, da cui deriva la sintomatologia celiaca in senso lato.

Neuro-celiachia

Tra i disturbi, va considerata la possibilità di un coinvolgimento neurologico di natura autoimmune, che si manifesta a livello dei gangliosidi, ossia di glicosfingolipidi, abbondantemente espressi nel sistema nervoso periferico, compreso quello presente nel tratto gastro-intestinale.

Alcune osservazioni concordano sulla possibilità che la risposta linfocitaria agli agenti infettivi dell’intestino svolga un ruolo fondamentale nella evoluzione della celiachia, anche attraverso uno stato di autoimmunitàanti-gangliosidi.

Neuropatia periferica

Il campylobacter jejuni, negli individui predisposti (DQ2-DQ8), può stimolare una risposta attiva nei confronti degli enterociti.

Gli enterociti presentano antigeni simili tra glutine e batterio, ma anche nei confronti delle porzioni simili dei gangliosidi, le cui estreme conseguenze si evidenziano con atrofia dei villi (celiachia) e con alterazioni delle fibre nervose (neuropatie periferiche).

Anti-GM1 nella celiachia

In questi casi, è stato osservato che la gliadina èin grado di legare molecole di GM1, peraltro molto espresse alla superficie dell’epitelio intestinale, determinando una risposta anti-ganglioside, insieme a quella anti-gliadina.

In pratica, la gliadina funziona da aptene nei confronti di GM1, in modo del tutto indipendente dal ruolo svolto dalle transglutaminasi.

28

Immunogenetica della celiachia

• Aplotipo ancestrale A1-B8-DR3-DQ2

• Si può accompagnare a manifestazioni cutanee (dermatite herpetiforme) e neurologiche (sindrome cerebrale, neuropatia periferica)

• Legata a risposta linfocitaria verso glutine contenuto in grano, orzo e segale

• Risposta Th1, con atrofia dei villi (anti-gliadina e anti-transglutaminasi)

29

Celiachia e adenovirus

Sequenza di 12 AA in comune tra adenovirus 12 E1B e peptide A gliadina del grano (sequenza virale 384-395)

Esposizione a Ad 12 sensibilizza l’individuo alla gliadina

Il meccanismo effettore è rappresentato dalla presenza di linfociti T reattivi sull’epitopo in comune

30

Ipotesi patogenetica della celiachia

gliadina

Legame con HLA di classe II (DQ2-DQ8)

Attivazione linfociti T gamma/delta

Mimetismo molecolare tra gliadina e superantigeni batterici

Infezione da adenovirus

Legame con TG

ENTEROPATIA

31

Recettori adenovirus

La subunità CD51 della integrina αV mostra diverse funzioni (recettore adenovirale e angiogenesi)

CD46 è il recettore di Ad11 (soprattutto nelle patologie dell’occhio), Ad3, Ad35, Ad37, insieme al virus del morbillo, HHV-6, streptococcus e neisseriae

Tutte le specie di adenovirus (eccetto il B) utilizzano il CAR, come recettore

ADENOVIRUS

33

Adesione via CAR,internalizzazione via integrine

34

ANTI-CD51•applicazione della 30LM nella terapia delle risposte immunitariespecifiche•uso delle soluzioni idroalcooliche, per la possibilità della dinamizzazione•frequenza di assunzione giornaliera, nella misura di una volta al giorno•quantità minima: due gtt/nebulizzazioni/cc•periodo di 2 mesi•uso delle potenze ascendenti, per inibire la funzione e delle potenze discendenti, per stimolare una funzione

ANTI-CD51

Miller Fischer

La sindrome di Miller Fischer, caratterizzata da atassia, areflessia tendinea e oftalmoplegia è stata descritta per la prima volta, dagli autori, nel 1956.

È una patologia acuta, auto-limitante, ma con pochi dati osservazionali.

Può essere associata alla risposta ad agenti infettivi o a malattia autoimmuni e tumorali, con evidenze radiologiche e immunologiche, che suggeriscono un coinvolgimento sia centrale, sia periferico.

Anti-gangliosidi

Più comunemente, si evidenziano anti-gangliosidi IgG del tipo anti-GQ1b, i quali mostrano una interessante reattività crociata con antigeni di campylobacter jejuni ed Haemophilus influenzae.

In ambedue i casi infettivi, è comunque la memoria immunitaria a svolgere un ruolo patogenetico rilevante, nella genesi della sindrome, la quale sembra dovuta ad alterazioni della trasmissione neuromuscolare, dovuta all’azione citotossica dei linfociti T specifici, sulla base del mimetismo molecolare.

VacA di HP

Alcuni autori hanno dimostrato, nella sindrome di Miller Fischer, la presenza di una risposta indirizzata contro la VacA (citotossina vacuolizzante), espressa da Helicobacter pylori.

In uno studio condotto su 12 pazienti, è stata osservata la presenza di anticorpi IgG anti-VacA nel liquido cerebro-spinale in 8 casi.

Caso clinico

Un uomo di 31 anni manifestò una neurite ottica 2 settimane dopo un disturbo diarroico, seguito da molteplici alterazioni, quali disartria, diplopia, atassia, parestesie e lieve disautonomia.

Risultarono nella norma la risonanza cerebrale e il liquido cefaleo-rachidiano.

Gli studi della conduzione nervosa erano inizialmente normali e successivamen

e alterati, per una lieve riduzione dell’ampiezza sensoriale. Venne ipotizzato, in questo caso, un mimetismo molecolare tra gangliosidi GQ1b e campylobacter jejuni, risultando una risposta su ambedue i determinanti antigenic.

Guillain-Barré

Associata al riscontro di anticorpi anti-gangliosidi, i quali sono l’espressione di una memoria linfocitaria, rivolta alle porzioni omologhe di agenti infettivi, quali il campylobacter jejuni e, probabilmente, haemophilus influenzae e mycoplasma pneumoniae.

Molto interessante l’osservazione, che il mimetismo molecolare, di solito studiato su epitopi peptidici, nel caso della sindrome di Guillain-Barrè può riguardare anche strutture batteriche costituite da carboidrati.

Mielite trasversa

Una ragazza di 17 anni sviluppò i sintomi di una mielite trasversa 7 giorni dopo una infezione intestinale, dimostrata dalla coprocoltura.

Raggiunse un alto titolo di anticorpi anti-GM1, parallelamente agli anti-campylobacter.

CMV e EBV

Le polineuropatie demielinizzanti, dunque sono classificate tra le malattie autoimmuni, innescate da agenti infettivi, per mimetismo molecolare.

Oltre al campylobacter, sono stati considerati anche il cytomegalovirus e il virus di Epstein-Barr.

Nel caso del CMV, i gangliosidi coinvolti sono i GM2, associati alla sindrome di Guillain-Barré, come i GM1.

Interessante l’osservazione che i gangliosidi GM1 sono simili a GD1a, tanto da indurre una reattività crociata

Malattie demielinizzanti

Una delle forme più comuni è la sclerosi multipla, la quale può determinare perdita della visione, disturbi motori e sensitivi e danno cognitivo.

Il decorso clinico assume un andamento alternante, con fasi di remissione e riacutizzazione, oppure un andamento progressivo, più grave

Sono state descritte anche forme miste. L’ipotesi del mimetismo molecolare, indotto dallo stimolo infettivo, concilia le diverse etiologie con un unico processo patogenetico, mediato da linfociti specifici.

La mielinamielina è una sostanza che riveste i nervi, con una funzione molto vicina al rivestimento dei fili elettrici (agendo come isolante) cosìda impedire che l’impulso elettrico si disperda, e assicurando una conduzione efficiente degli impulsi nervosi. Sono proprio la velocità e l'efficienza con le quali questi impulsi vengono condotti che permettono l'esecuzione di movimenti armonici, rapidi e coordinati, con poco sforzo conscio.

Mielina

I sintomi della SM sono molteplici. La loro varietà dipende dal fatto che le lesioni demielinizzanti (placche) tipiche della malattia possono colpire aree diverse del sistema nervoso centrale (encefalo, midollo spinale e nervo ottico). A seconda della sua localizzazione, una placca può causare per esempio un disturbo motorio a un arto inferiore, un problema di vista o un formicolio a mano e braccio.

Sintomi

Epstein-Barr virus

EBV è uno dei più comuni agenti patogeni, con un forte potenziale tumorigenico, nonostante rimanga silente e persistente anche nella popolazione in apparente buona salute, stabilendo un delicato equilibrio con il sistema immunitario dell’ospite.

Negli individui con profilo immunogenetico predisponente, il virus può indurre uno stato di autoimmunità, nel quale i linfociti T citotossici aggrediscono la mielina, come è stato osservato negli studi epidemiologici retrospettivi e prospettici. Sono stati riscontrati, inoltre, significativi titoli anticorpali anti-EBV nel siero e nel liquido cerebrospinale.

Importante

Secondo altri autori, anche i batteri intestinali rappresentano un potenziale innesco infettivo, nei confronti della sclerosi multipla.

Brain. 2005 Jul;128(Pt 7):1649-66. Epub 2005 May 4.Inflammation and primary demyelination induced by the intraspinal injection of lipopolysaccharide.Felts PA, et al.

J Nat Toxins. 2000 Aug;9(3):281-97.Cholera toxin and related enterotoxins: a cell biological and immunological perspective.de Haan L, Hirst TR.

HLA A3, B7, DR2

Ci sono almeno due componenti da considerare nelle malattie autoimmuni: la predisposizione immunogenetica e gli elementi ambientali, che sono in grado di stimolare una risposta da parte dei linfociti.

Tra questi, dobbiamo ammettere che le immunizzazioni da vaccino equivalgono alle infezioni, nella induzione di una risposta, che in ambedue i casi si indirizza sui costituenti del sé, per mimetismo molecolare.

Questo fenomeno è ammesso anche per la sclerosi multipla.

Immunizzazione HBV

Sulla base delle associazioni riportate da studi osservazionali, tra vaccinazione per HBV e malattia demielinizzante autoimmune, sono state osservate somiglianze di sequenze aminoacidiche tra il piccolo antigene di superficie (sHBsAg), la proteina basica della mielina (MBP) e la glicoproteina mielinica degli oligodendrociti (MOG).

Tali omologie possono determinare una reattivitàcrociata, tale da indurre una risposta autoimmune con le strutture molecolari sopra menzionate, come è stato osservato nel 29% dei soggetti vaccinati per HBV.

Polimerasi

Alcuni autori hanno evidenziato che le polimerasi virali, anche se in concentrazione molto bassa, tale da non poter avere un’azione enzimatica, possono essere inavvertitamente prodotte nel vaccino ricombinante.

Tali enzimi hanno un forte potere immunogeno e un mimetismo molecolare con la proteina basica della mielina, tali da indurre una condizione di autoimmunità, che rappresenta, potenzialmente, un vero e proprio azzardo nella pratica vaccinatoria corrente.

HBV e mielina

Un uomo di 46 anni, con alto titolo di HBsAg, ebbe tre attacchi acuti di mielite trasversa demielinizzante, associata a segni di irritazione meningea, ciascun episodio mostrò una buona risposta alla terapia corticosteroidea.

Nel liquido cerebrospinale si riscontrarono elevati livelli di HBsAg e di linfociti T helper inducer, con risposta specifica nei confronti della proteina basica della mielina, durante le fasi acute. I complessi immunocircolanti, costituiti da anticorpi e antigeni virali, scomparvero dopo il trattamento, insieme alla remissione dei sintomi.

Ciò indica la presenza di una risposta autoimmune sulla mielina, innescata da HBV, per mimetismo molecolare.

Latte e mielina

Un altro aspetto interessante è la reattività crociata tra la glicoproteina mielinica degli oligodendrociti (MOG: myelinoligondendrocyte glycoprotein) e un dominio N-terminaleomologo della proteina di latte vaccino butirofillina.

È stata osservata, infatti, la presenza di anticorpi anti-butirofillinanel siero e nel liquido cerebrospinale di pazienti con sclerosi multipla, in percentuale superiore a quanto rilevato nei soggetti sani.

In un interesante esperimento, dal significato profondamente omeopatico, è stato dimostrato che il trattamento preventio con butirofillina impedisce la perdita di mielina, nei topi infettati con il virus della encefalite allergica.

HHV-6 e mielina

Anche HHV-6 (human herpes virus 6) può avere un ruolo importante nella sclerosi multipla, come suggeriscono gli studi condotti su base immunologica e molecolare, soprattutto nelle fasi di riacutizzazione della forma ad andamento alternante (relapsing-remitting).

È stata trovata, infatti, una sequenza omologa tra la proteina basica della mielina (residui 96-102, che risultano determinanti autoantigenici) la proteina U24 del virus (residui 4-10).

Coronavirus 229E e mielina

Osservazioni analoghe sono state riportate a proposito del coronavirus 229°.

Studiando i linfociti T di 16 pazienti con sclerosi multipla, attivati verso la proteina basica della mielina, è stata osservata un’alta reattività crociata anche verso il coronavirus 229E, a differenza di quanto riscontrato nei 14 soggetti del gruppo di controllo, in cui la risposta anti-virus non agiva contro la mielina.

Altri agenti innescanti

Altri agenti infettivi, che sono stati considerati nell’ambito del mimetismo molecolare con la mielina, sono haemophilus influenzae (reattività crociata con MAG), acynetobacter sp. e pseudomonas aeruginosa (reattività crociata con MOG)

Olson JK, et al. Innate and adaptative immune requirements for induction of autoimmune demyelinating disease by molecular mimicry. Mol

Immunol 2004 Feb; 40(14-15): 1103-8.

55

SCLEROSI MULTIPLA

Costituzione HLA: DR2-DQ1

Innesco infettivo: mycoplasma e chlamydiapneumoniae, campylobacter, borrelia, coli e proteus, haemophilus, meningococco, HBV vaccino, morbillov., bordetella pert., helicobacter p. streptococcus spp., superantigeni, γ/δ linfoc.

Mimetismo molecolare: agenti infettivi e mielina

Malattia psorica evolutiva

56

Malattie demielinizzanti

Distruzione primitiva della mielina con cilindrasse integro

SOSTANZA BIANCA

Lesione occupante spazio a margini netti

Rigonfiamento mielina distruzione fagocitosi gliosi

57

58

59

Placche attive

60

NORMALE CONDUZIONE

61

ANORMALE CONDUZIONE

62

RMN cervelletto

63

RMN del nervo ottico

64

RMN emisferi cerebrali

CEREBRUM