Microbiologia Medica

Proff. Iannello & Boninaa. a. 2012/2013

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MicrobiologiaLezione del 05-03-2013Prof: Iannello

Biologia dei microrganismi

Partirei con delle cose che avete già visto in biologia. In questa e nella prossima lezione diremo qualcosa che riguarda la struttura dei microrganismi. E' infatti inconcepibile che uno che fa un esame di microbiologia non abbia le idee chiare sulla struttura dei batteri,dei funghi o sulle differenze che ci sono tra un batterio,un fungo e un protozoo (ovviamente stiamo parlando di cellule perchè i virus sono tutto un altro universo come sapete).Queste prime lezioni che faremo non saranno approfondite perchè abbiamo poco tempo,però partiamo proprio dalla struttura dei batteri,che possono dare seri problemi in quanto agenti di malattie infettive. Queste cose già le sapete,però facciamo un ripasso.I batteri:

Sono organismi unicellulari,procarioti

Contengono entrambi gli acidi nucleici (DNA e RNA)

Si moltiplicano per scissione binaria

Non contengono mitocondri. Presentano delle strutture che in un certo senso possono sostituire i mitocondri,ma non hanno dei veri e propri mitocondri

Presentano un parete cellulare,che è una struttura rigida,molto complessa e che presenta nella sua composizione un polimero che è il peptidoglicano.La parete cellulare la ritroviamo anche nei funghi,solo che,nella sua composizione, presenta un altro polimero che è la chitina.I funghi o miceti sono dei microrganismi importanti per la patologia umana. I termini "funghi","miceti","lieviti" e "muffe" si riferiscono a un certo tipo di organismi viventi. Sappiamo tutti cosa sono i funghi o le muffe,ma consideriamo che ci sono degli organismi che appartengono al regno dei funghi che danno delle patologie di tipo infettivo,ma ce ne occuperemo in seguito.Dunque,le due differenze più importanti tra funghi e batteri sono: - I funghi sono eucarioti,mentre i batteri procarioti- La parete cellulare dei batteri è maggiormente costituita da peptidoglicano,mentre quella dei funghi da chitina.Su questo ci ritorneremo.I batteri si possono ritrovare o come singole cellule o raggruppati in vario modo.Per quanto riguarda la morfologia dei batteri,consideriamo che questi possono assumere aspetti diversi. Abbiamo per esempio:

BACILLI : sono cellule allungate e sottili

COCCHI: sono cellule sferiche SPIROCHETE, VIBRIONI,SPIRILLI : sono avvolti a spirale. Per esempio l'agente eziologico del colera è proprio un vibrione oppure l'agente eziologico della sifilide,una malattia infettiva, è una spirocheta.Si pensava che la sifilide,così come la tubercolosi,fosse una malattia scomparsa,invece non è così,in quanto sono riemerse da diversi anni.Ci sono altre forme di batteri,che non interessano la patologia umana. La microbiologia,infatti,è una materia molto vasta,ma noi come corso di laurea in medicina ci occupiamo solo di quegli agenti che

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possono dare malattie umane .Consideriamo che nell'ambiente sono presenti moltissimi batteri che fortunatamente,fino a oggi, non sono coinvolti nella patologia umana.Dicevamo prima che i batteri possono essere singoli,ma possono anche organizzarsi in coppie o gruppi. -Se formano delle coppie si parla di diplococchi -Se assumono una forma a grappolo d'uva si parla di stafilococchi -Se formano delle catenelle si parla di streptococchi

Quindi sulla morfologia è basato il riconoscimento di alcuni tipi di batteri (non di tutti ),in seguito ad osservazione al microscopio ottico,soprattutto se c'è un'aggregazione caratteristica. Il microscopio ottico l'avete incontrato abbondantemente in istologia quindi conoscete benissimo i vari tipi di microscopi e il potere di risoluzione. E' lo stesso microscopio che usiamo anche per la microbiologia. I batteri ,inoltre, possono essere classificati in base alle dimensioni. Per esempio i bacilli sono più lunghi ( come due o tre cocchi),le spirochete possono essere lunghe anche diverse decine di micron,mentre un cocco può avere un diametro di circa un micron.Possono essere classificati in base a una caratteristica strutturale,cioè in base al tipo di parete cellulare . Cosa vuol dire Gram? Sicuramente l'anno scorso in biologia avete incontrato spessissimo E. Coli, batterio dalla forma allungata,flagellato( i flagelli servono per il movimento), Gram negativo. E. Coli ha anche una struttura molto importante che sono i pili ; forse avete visto i pili sessuali, non so se avete parlato della coniugazione e del fatto che da un batterio all'altro passano dei plasmidi....sono delle cose che sicuramente avete incontrato ,ma che forse non avete attenzionato,d'altronde il nostro corso di studi è un aggiunta a ciò che sapevamo. Tra l'altro questa coniugazione e il passaggio di plasmidi sta anche alla base della resistenza agli antibiotici. In istologia avete incontrato molte colorazioni,in microbiologia una colorazione che può essere utile per i protozoi è la colorazione di Giemsa,mentre per i batteri si usa la colorazione di Gram. Il primo colorante che si usa per la colorazione di Gram è il cristalvioletto o violetto di genziana,quindi si colorano di viola scuro. 1. Prima il preparato deve essere fissato dove ci sono i batteri

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2. Poi si fa una colorazione con questo colorante cristalvioletto3. Successivamente avremo una fase di mordenzatura con il liquido di Lugol,composto a base di iodio e ioduro di potassio, che sembra fissare bene il primo colorante alla parete dei batteri.4. Dopo si fa una decolorazione,che ha la funzione di portare via il colorante che non si è fissato alla parete dei batteri.

A questo punto i batteri Gram positivi restano colorati in violetto,mentre altri batteri,che si chiamano Gram negativi si decolorano,per cui,per metterli in evidenza,dobbiamo aggiungere un altro colorante che si chiama safranina (o eosina) e che colora questi batteri in rosa.

Vedete in questa immagine abbiamo batteri che in seguito alla decolorazione hanno mantenuto il colore violetto ( Gram positivi ) e batteri che si sono decolorati e che abbiamo messo in evidenza grazie al secondo colorante e per questo hanno un colore sul rosa (Gram negativi). Il tutto avviene in una decina di minuti,quindi è una colorazione che si svolge molto rapidamente.

In questo caso abbiamo batteri colorati con fluorocromi e osservati al microscopio a fluorescenza. I principi del microscopio a fluorescenza li sapete benissimo dall'istologia,se non li ricordate,avete tutto il tempo di andare a rivederli. Questo microscopio si usa in microbiologia come strumento per leggere dei vetrini sottoposti a metodiche di immunofluorescenza .

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Questa è la struttura tipo di una cellula procariote in cui vediamo quello che abbiamo detto,cioè non c'è una membrana nucleare,il cromosoma è lunghissimo e tutto raggomitolato all'interno della cellula batterica,ci possono essere delle inclusioni,c'è naturalmente il citoplasma e i ribosomi che,però,non sono uguali a quelli della cellula eucariote e anche questo è importante dal punto di vista dell'impiego di farmaci e antibiotici. Ci possono essere dei plasmidi,cioè frammenti di DNA circolare indipendenti dal cromosoma. La trasmissione dei plasmidi da un batterio all'altro è uno di quei meccanismi genetici con cui i batteri possono scambiarsi tutta una serie di informazioni,per esempio la capacità di resistere a molecole antibiotiche.I batteri si muovono grazie ai flagelli che possono essere o a un polo della cellula o intorno alla cellula oppure possono esserci più flagelli ad un unico polo,quindi ci possono essere tutta una serie di variazioni che riguardano questi organelli.Le fimbrie o pili sono altre appendici che si trovano sulla superficie dei batteri,più corte dei flagelli e hanno almeno due funzioni:- Fanno aderire i batteri a delle superfici,per esempio alle mucose. Un batterio che riesce ad aderire alla mucosa ha già iniziato un processo di infezione dell'ospite,se non riesce ad aderire non può colonizzarlo.- Permettono la coniugazione,cioè il passaggio di materiale genetico da un batterio all'altro (pili sessuali).La membrana plasmatica è presente,ma è diversa da quella degli eucarioti in quanto non contiene steroli.I funghi,di cui parleremo più avanti,essendo eucarioti, contengono steroli. Questo è importante perchè quando somministriamo un farmaco che agisce sulla membrana plasmatica di un fungo,usiamo qualcosa che è tossico per le nostre cellule. Quindi queste cose che stiamo dicendo hanno poi un riscontro pratico che riguarda anche l'uso di farmaci,di cui ogni giorno ci serviamo per combattere le infezioni.I batteri,come abbiamo detto,presentano anche una parete cellulare,costituita da peptidoglicano.Alcuni batteri,ma non tutti, possono avere un altro strato superficiale,cioè la capsula .Questa è una struttura che non è costante,come non sono costanti i flagelli,infatti non tutti i batteri si muovono.La capsula è un fattore di virulenza molto importante per i batteri ( Es: pneumococchi).Vi ricordate per caso gli esperimenti di Griffith che hanno portato alla scoperta degli acidi nucleici? I topi infettati con batteri capsulati morivano e questo ci testimonia come la capsula renda possibile il danneggiamento dell'ospite,infatti i batteri non capsulati non uccidevano il topo. Il batterio in questione era lo Streptococcus pneumoniae, l'agente eziologico della polmonite. Molti pensano che polmonite e tubercolosi siano malattie del

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passato,in realtà non è così; queste sono ancora molto diffuse e possono manifestarsi nel bambino,nell'anziano e nell'adulto immuno-compromesso,provocandone anche la morte.

Questa è l'immagine classica di un Escherichia Coli lisato in cui vediamo attorno il DNA lungo 1 mm ed è tanto se consideriamo le reali grandezze di questa cellula,quindi dobbiamo immaginare questo DNA tutto raggomitolato all'interno del batterio.I ribosomi sono presenti anche nella cellula batterica,però sono diversi.E' importante il discorso delle subunità dei ribosomi: La subunità maggiore è di 50 S, la subunità minore di 30 S. Abbiamo anche in questo caso un riscontro pratico. Tutti i giorni si usano degli antibiotici che vanno a interferire con la sintesi proteica dei batteri,ma non con la nostra e questo proprio perche i ribosomi,nonostante abbiano la stessa funzione,non sono perfettamente uguali e quindi queste molecole hanno una selettività d'azione,cioè si legano ad un bersaglio rispetto che a un altro.Alcuni batteri possono anche presentare le spore o endospore che costituiscono una forma del ciclo vitale del batterio e permettono di resistere a delle condizioni sfavorevoli. Per esempio un ambiente arido o temperature estreme possono costituire uno stimolo per il batterio,che è capace di produrre queste spore, a trasformarsi in una forma che è capace di resistere nell'ambiente per tantissimo tempo. Per il genere Clostridium, che produce spore, le condizione fondamentale che induce la formazione di spore è la presenza di Ossigeno. Questi sono dei batteri che vengono definiti anaerobi,in quanto,per loro,l'ossigeno è tossico,di conseguenza, quando si trovano in condizioni in cui è presente l'ossigeno ,questi batteri producono spore,che presentano una struttura rigida e molto più spessa rispetto a quella della forma vegetativa. Così il batterio può resistere nell'ambiente fino a quando non si stabiliscono delle condizioni adatte alla vita del batterio stesso nella sua forma metabolicamente attiva.

Dicevo che il termine "bacillo" indica la forma di una cellula batterica, ma il termine " bacillus" in latino si riferisce al genere del batterio. Come siete messi con la classificazione degli organismi viventi?? Consideriamo Escherichia Coli."Escherichia" genere "Coli" specieLa famiglia a cui appartiene E. Coli è la famiglia delle Enterobacteriaceae.Il genere bacillus contiene batteri:

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di forma allungata Sporigeni,cioè producono spore AerobiQueste sono delle caratteristiche che permettono di raggruppare i batteri nel genere bacillus, poi avremo le varie specie. Abbiamo utilizzato il termine bacillo anche parlando di E. Coli, ma facendo riferimento alla forma ( forma allungata) , per il resto non ha niente a che vedere con questo genere. E. Coli è un bacillo Gram negativo e asporigeno,cioè non contiene spore, quindi è completamente diverso da un batterio che appartiene al genere Bacillus, infatti in questo caso il termine "bacillo" indica solo un aspetto morfologico.I batteri che appartengono al genere Clostridium hanno una forma allungata Sono sporigeni Sono Gram positivi Sono Anaerobi ( e questa è la grande differenza con i batteri appartenenti al genere Bacillus)Fanno parte del genere Clostridium,per esempio, il Clostridium Tetani, agente eziologico del tetano, o il Clostridium Botulinum,agente eziologico del botulismo. Stiamo parlando di malattie mortali; sicuramente avete sentito parlare di persone che hanno mangiato dei cibi contaminati da spore di questo Clostridium Botulinum e sono finite in ospedale.

Vedete in questa immagine come la spora modifica il profilo stesso del batterio. (L'immagine non era questa,ma non ho trovato di meglio).All'interno di alcuni batteri, per esempio all'interno dei corynebatteri (agenti eziologici della Difterite,altra malattia mortale) ,possiamo trovare anche delle inclusioni di materiale nutriente che il batterio può utilizzare quando ha necessità. Io vi sto facendo un pò una carrellata,però queste cose voi dovete andare a studiarle sul libro e dovete approfondirle per bene, non ce la possiamo cavare con queste cose discorsive che vi sto dicendo oggi.

PARETE CELLULARE

Abbiamo detto che componente fondamentale della parete cellulare nei batteri Gram positivi e Gram negativi è il peptidoglicano , costituito da molecole di N-Acetilglucosammina e da

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N-Acetilmuramico. Queste molecole,che formano dei polimeri, sono disposte in maniera alternata e sono tenute insieme da un tetrapeptide.

Tutte queste molecole costituiscono un guscio molto rigido che conferisce al batterio grande resistenza nei confronti dell'ambiente esterno. Se voi mettete un eritrocita in acqua distillata (soluzione ipotonica) si lisa,mentre se lo mettete in una soluzione ipertonica,si raggrinzisce. Ai batteri questa cosa non succede,proprio per la presenza di questa rigida parete che li protegge da queste variazioni anche abbastanza drastiche della pressione osmotica.I Gram positivi e i Gram negativi sono diversi perchè hanno una parete cellulare diversa. Il componente fondamentale è sempre il peptidoglicano,solo che nei Gram positivi forma uno strato molto più spesso rispetto a quello dei Gram negativi. I Gram positivi,inoltre,contengo altre molecole che non si trovano nei Gram negativi, cioè gli acidi teicoici . Quindi questi acidi teicoici sono presenti nei Gram positivi,ma non nei Gram negativi. Questa è un'altra differenza.

Francesca Galletta

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Lezione n° 3 08/03/2013

Prof. Bonina

VIRUS

Il virus, nella sua accezione, è una molecola genomica che può sussistere sia all’interno delle cellule oppure essere veicolata all’esterno; nel momento in cui è veicolata all’esterno prende il nome di VIRIONE, quindi la prima distinzione che dovete fare è che: il virione è la forma extracellulare assolutamente inerte, dal punto di vista biologico, del virus; mentre il virus è il tutto, è la biologia completa rappresentata dal genoma che può essere considerato soprattutto nella sua fase endocellulare.Il virus non può prescindere dall’esistenza di una cellula, quindi la definizione di parassita endocellulare obbligato è fondamentale, quella che calza meglio di tutte.Fin da adesso, quindi, noi dobbiamo distinguere nella porzione genotipica quello che si esprime fenotipicamente e non fa eccezione neanche il virus da questo punto di vista: abbiamo il genoma e poi abbiamo un fenotipo, cioè per ogni gene noi abbiamo un carattere che si estrinseca, si esprime fenotipicamente; la stessa cosa avviene per il virus, anche se è stato fatto un errore grossolano: siccome ci siamo sempre orientati da un punto di vista ottico, ci focalizzavamo sull’esistenza delle particelle virioniche e si andava a cercare nel genoma il corrispettivo gene responsabile della sintesi di questa struttura che noi chiamiamo appunto virione. I conti però non tornano, perché nel momento in cui si va ad effettuare questa corrispondenza tra ogni singola proteina che costituisce il virione e la mappatura di questo genoma, vediamo che c’è un eccesso, cioè ci sono altri geni che non corrispondono al virione. Quindi fin da adesso dovete imparare questa terminologia di proteine virioniche e proteine non virioniche o non strutturali.Chiaramente ogni virus ha le sue caratteristiche, mi spiego meglio: ci possono essere dei virus in cui la componente genomica destinata alla produzione di un qualcosa che non riguarda la particella virionica, è minimale, è rappresentata da piccoli geni; mentre ci sono dei virus che addirittura hanno più del 50% della loro massa genomica a cui non corrisponde nessuna struttura virionica. E questo determina la complessità dell’interazione dei virus con le cellule e quello che poi ne consegue sulla patologia, perché vedremo che questo ha delle ripercussioni su quello che è la patologia.Torniamo all’aspetto più scolastico, più didascalico:il VIRIONE è quindi questa particella extracellulare che vaga alla ricerca di altre cellule da infettare. La sua essenza minima è costituita da un GENOMA avvolto da una STRUTTURA PROTEICA che serve per la protezione di questo genoma. C’è tutta una serie di virus, di virioni che si comporta così: abbiamo, poi lo vedremo, tutto il tipo RNA ? , il parvovirus e tanti altri. Quindi sono strutture estremamente semplici: una proteina con dentro il genoma.Poi vediamo che la struttura si complica perché possono subentrare delle piccole asticelle, tipo SPUTNIC oppure man mano che si evolvono queste particelle virioniche ci sono delle strutture esterne che prendono il nome di PERICAPSIDE, perché la struttura proteica che dicevamo che avvolge il genoma, prende il nome di CAPSIDE. Queste strutture pericapsidiche NON sono virali, ecco qual è il nocciolo: la struttura che avvolge in alcune famiglie e crea quelli che sono i cosiddetti “VIRUS VESTITI” (mentre questi virus che presentano solo la parte proteica che avvolge il genoma vengono detti “ VIRUS NUDI” ), bene il virus vestito, il suo “vestito” lo acquista a spese delle membrane della cellula, possono essere le membrane nucleari ma più spesso è la membrana più esterna della cellula.In buona sostanza il capside nel momento della formazione finale, preme contro la superficie

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esterna della cellule e, compiendo un fenomeno di gemmazione, il cosiddetto BUDDING, si riveste di questo che io preferisco definire PEPLOS.Il peplos non è soltanto la membrana della cellula: è la membrana della cellula modificata da strutture, di solito glicoproteiche, codificate dal menoma del virus, che si chiamano appunto PEPLOMERI.Peplos e peplomeri costituiscono elementi fondamentali della biologia di tutti i virus vestiti o inviluppati (che sono tantissimi), perché governano l’infezione, sono quelli che sono bersaglio degli anticorpi, quindi della difesa immunitaria, e quant’altro.Al di là di tutto questo esiste però il genoma: il genoma è uno e uno solo.Altra caratteristica importante, nell’organizzazione biologica sono gli unici esseri viventi che presentano un solo acido nucleico.Tutti gli altri, anche piccolissimi ( plasmidi, micoplasmi, i più piccoli che voi potete pensare ) sono sempre costituiti da DNA e RNA; questo ha solo un genoma che è formato o solo da DNA o solo da RNA.Cominciamo a vedere quelli a RNA: come tutti voi sapete, l’RNA nella cellula esiste, per ragione anche di struttura chimica, sottoforma MONOCATENARIA (tRNA, mRNA, rRNA). Invece nelle cellule superiori il DNA, che ha una funzione di banca dati e anche ovviamente per la sua struttura chimica, è BICATENARIO. I virus rispondono a questa legge: nella stragrande maggioranza di virus a RNA, l’RNA è monocatenario, ma ci sono le eccezioni, infatti ci sono dei virus a RNA bicatenario che sono importanti in patologia umana. Di conforto, dall’altro lato, tutti i virus a DNA hanno DNA bicatenario, con due eccezioni però:- il PARVO VIRUS T19 che si prende il lusso di avere un genoma costituito un DNA monocatenario- il VIRUS DELL’ EPATITE B che ha un genoma a DNA bicatenario ma che presenta un gap, una porzione di questo genoma che diventa monocatenario, che perde la complementarietà delle basi.

Il discorso si fa un pochino più complesso per quanto riguarda i virus a RNA, perché per i virus a DNA l’interazione con la cellula è tra virgolette abbastanza semplice perché ripercorre quello che è il destino del DNA cellulare: un HERPES, un ADENO che sono virus quindi a DNA, non fanno altro che, una volta che sono dentro la cellula, sfruttare i meccanismi macromolecolari che la cellula utilizza per poter esprimere se stessa fenotipicamente, mi riferisco alla RNA POLIMERASI- DNA dipendente; quindi sullo stampo del DNA del virus che entra nella cellula comincia a sintetizzare degli RNA messaggeri e quindi poi con la traduzione abbiamo l’espressione fenotipica dell’Herpes, dell’Adeno e si sintetizzeranno le varie molecole e i geni si esprimeranno così.Nel caso dei virus a RNA il discorso è un po’ più complesso perché c’è un grosso gruppo di virus che utilizza una cosiddetta “strategia MINIMALE”: il genoma è vero che è un genoma, quindi una banca dati, ma è anche un RNA messaggero, quindi non c’è bisogno di nessuna trascrizione, cioè una volta che entra nella cellula e si libera, si dirige verso le unità poliribosomiali e si traduce in proteina, non c’è bisogno di nessun enzima che effettui una trascrizione. Questo gli deriva dal fatto che presenta un’estremità poliadenilica ( AAA ) che quindi gli permette di essere immediatamente letta dai ribosomi. E quindi abbiamo così l’espressione fenotipica.Invece c’è un’altra porzione di virus, anche questi molto malefici, pensate ad esempio al virus influenzale, il paramyxovirus, il virus del morbillo, che hanno un menoma ad RNA monocatenario, ma questo RNA, se noi lo mettiamo dentro i ribosomi, non lo leggono, non riescono a tradurlo; quindi vi è la necessità di sintetizzare un mRNA. Ma noi possiamo avere dentro una cellule una RNA POLIMERASI- RNA dipendente? No, nella maniera più assoluta: costituirebbe un danno enorme perché la sintesi proteica sfuggirebbe al controllo centrale da parte del DNA. Quando, ad esempio, l’insulina deve essere prodotta dalle cellule beta del pancreas, viene prodotta in risposta ad uno stimolo chimico, vedi la concentrazione di glucosio nel sangue; il messaggio che deve arrivare,

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deve arrivare come attivazione genica e il controllo è a livello della RNA POLIMERASI- DNA dipendente, nel nucleo, dove c’è il gene dell’insulina. Ma se parte un trascritto e questo poi viene amplificato da una RNA POLIMERASI- RNA dipendente capite bene che la quantità di insulina prodotta sfugge al controllo centrale; quindi è un enzima tossico in un sistema trascrizione-traduzione come quello nostro, biologico, di una cellula eucariota. E infatti il virione (come quello del virus influenzale e non solo) se lo porta appresso e si parla infatti di ENZIMA VIRIONICO. L’enzima virionico intanto non è attivo quando è nel virione perché gli mancherebbe la materia prima con cui sintetizzare, ma una volta che il virus entra nella cellula, questo enzima si attiva e sullo stampo dell’RNA, che a questo punto assurge a dignità di genoma vero e proprio, produce RNA MESSAGGERI che poi andranno ad essere letti.C’è un altro esempio di enzima virionico che risponde sempre a quella legge per cui noi non lo troviamo nel nostro bagaglio enzimatico ed è quell’ enzima che ha fatto uscire pazzi negli anni passati e che solo dopo ha permesso a Baltimore di ottenere il premio Nobel, solo dopo perchè inizialmente venne criticato visto che da poco tempo si era dimostrato il cosiddetto dogma centrale della biologia ovvero dal DNA passare all’RNA (trascrizione) e dall’RNA alla proteina (traduzione); Baltimore affermava però che era possibile da uno stampo di RNA costruire DNA grazie appunto a quest’enzima che, proprio perché procedeva a ritroso, venne nominato TRASCRITTASI INVERSA ed è l’enzima chiave di tutto lo sviluppo della virologia oncologica, parliamo di un’epoca in cui ancora non eravamo ancora a conoscenza dell’HIV, dell’AIDS e tutti questi virus venivano identificati come virus oncogeni ad RNA o onco-RNA-virili. Era la chiave per capire come era possibile che un virus ad RNA potesse essere oncogene, perché per quanto riguarda virus oncogeni a DNA (che poi vedremo) il discorso è facile perché una molecola di DNA o esiste in forma episomiale oppure si integra con il DNA cellulare. Ma un RNA come fa ad integrarsi nel nostro genoma ad esempio, avendo un’altra struttura chimica? Non lo può fare, se non grazie a questo enzima che costruisce una sequenza complementare identica alla sequenza che noi abbiamo in RNA nel virione e la fa diventare DNA che così può integrarsi con il menoma della nostra cellula. Anche questo è quindi un enzima virionico, capite bene come non può esistere una DNA POLIMERASI- RNA dipendente.Quindi possiamo distinguere diverse classi, non possiamo dire soltanto virus a DNA e virus a RNA; allora per quanto riguarda virus a RNA noi possiamo distinguere:- VIRUS A RNA A POLARITA’ POSITIVA: il raggiungimento dell’RNA messaggero lo ottengono tramite l’espressione diretta fenotipica del loro menoma ( il termine “polarità positiva” non si riferisce ad una carica elettrica, è solo un modo convenzionale di parlare);- VIRUS A RNA A POLARITA’ NEGATIVA: non hanno la possibilità di esprimersi fenotipicamente ma hanno bisogno di una RNA POLIMERASI- RNA dipendente per poter diventare RNA messaggeri;- VIRUS A RNA BICATENARI;- FALSI VIRUS AD RNA: l’RNA esiste effettivamente allo stato virionico, ma una volta che il virione è entrato in una cellula si trasforma in DNA e va ad integrarsi nel genoma della cellula ospite.

Per i virus a DNA invece distinguiamo:- VIRUS A DNA BICATENARIO (con l’eccezione del virus dell’epatite B ) ;- VIRUS A DNA MONOCATENARIO.

Quindi tutti questi sfruttano, per il raggiungimento dell’espressione fenotipica, i meccanismi biosintetici della cellula.

Ma noi fin qui, dicendo questo, abbiamo risolto una sola parte del problema, perché noi parliamo in questo caso di espressione fenotipica che coincide con l’aspetto teleonomico, cioè noi da un

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poliovirus dobbiamo ottenere alla fine progenie virale che sia sempre di poliovirus , come da un cavallo otteniamo un cavallo, da un herpes un herpes e così via. Ma se è entrata una particella virionica e la facciamo esprimere fenotipicamente noi che cosa otteniamo? Proteine. Ma la progenie virale non è costituita solo da proteine, ci vuole anche l’acido nucleico all’interno; quindi un conto è l’espressione fenotipica, dopodichè questa particella ha il problema di creare nuovi genomi che possano inserirsi in queste proteine e continuare la stirpe, problema comune a tutti i virus. Per far questo abbiamo bisogno di una struttura che è comune a tutti i virus e si chiama FORMA REPLICATIVA INTERMEDIA . Che cos’è una forma replicativa intermedia? La forma replicativa è quella che garantisce il proseguimento della vita del virus. Se la mia mano sinistra è il genoma che è entrato dentro la cellula, posso io su questo genoma agire per creare la progenie? Assolutamente no, perché se io prendo la mano sinistra e comincio ad usarla come stampo cosa ottengo? Mani sinistre? No! Mani destre, complementari, assolutamente inutili. Allora ho bisogno, per prima cosa, di creare una struttura genomica complementare e su questa poi agiranno le polimerasi che daranno i genomi figli. Questa è la forma replicativa intermedia. Quindi la forma replicativa intermedia è lo stampo che dobbiamo utilizzare per creare la progenie genomica che poi andrà insieme alle proteine.Capite bene che un problema di questo genere i virus a DNA non ce l’hanno perché utilizzano il meccanismo conservativo, semiconservativo, tutti meccanismi classici dello srotolamento della doppia elica con la sintesi delle catene complementari e hanno tutto il marchingegno, tutte le varie DNA polimerasi possibili e immaginabili nel nucleo delle cellule, infatti tutti i virus a DNA, non a caso, maturano nel nucleo perché lì hanno tutto il corredo enzimatico che glielo permette. Tutto questo sembrava filar liscio fino a qualche anno fa quando ad un certo punto, nell’analizzare il virus dell’epatite B, si scoprì come non utilizzava questo sistema per replicare se stesso, ma si permetteva il lusso di creare una forma replicativa intermedia che era costituita da un RNA genomico, cioè l’epatite B, nella storia della sua infezione della cellula epatica, ad un certo punto crea un RNA genomico e allora su questo RNA genomico funge lui da stampo, è quella la forma replicativa intermedia dell’epatite B per sintetizzare il DNA che andrà a costituire la progenie virale, ma capite bene che se noi abbiamo uno stampo a RNA e vogliamo sintetizzare DNA abbiamo bisogno di quella famosa trascrittasi inversa ed è questo che ha fatto scattare il campanello d’allarme e ha fatto capire che il virus dell’epatite B e un virus falsamente a DNA, l’essenza virile dell’epatite B non è altro che un retrovirile pure lui come gli oncovirus a RNA, come il virus dell’HIV. Nel genoma del virus dell’epatite B riscontriamo 4 geni:- GENE S: codifica per il pericapside virale;- GENE C: codifica per il core;- GENE P: codifica per la polimerasi genericamente parlando;- GENE X che poi vedremo.

Se noi andiamo ad analizzare il genoma fondamentale dei retrovirus noi abbiamo:- GENE ENV: codifica per il pericapside ( detto anche ENVELOPE, involucro) , quindi è a tutti gli effetti il gene S;- GENE GAG: codifica per il capside, quindi il gene C;- GENE POL: della trascrittasi inversa che è il gene che P;Se vogliamo poi farla completa, il gene X ha un corrispettivo nel retrovirile che è il GENE TAG che è un gene non virionico, cioè non esiste la sua espressione fenotipica che si concretizza nel virione, ma nella cellula quando viene espresso questo gene si parla di transattivazione, cioè accresce la capacità moltiplicativa di se stesso e di altri virus. Quindi immaginate un’infezione di epatite B in un soggetto HIV positivo: c’è un sinergismo di potenziamento tra loro stessi, infatti si è dovuto riscrivere la fenomenologia dell’epatite B quando ci si è imbattuti in casi di infezione di epatite B in soggetti HIV positivi.

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Questa è nella sua accezione la struttura virionica, quindi abbiamo:il capside centrale che è a sua volta costituito da capsomeri che a loro volta sono costituiti da protomeri ( poi vedremo che importanza ha questo).Al di là del capside abbiamo l’involucro esterno che è il peplos che il virione acquista dalla membrana delle cellule, sia essa membrana nucleare o esterna; ed è importantissimo considerare i peplomeri che sono codificati dal genoma virale e nei peplomeri dobbiamo distinguere delle glicoproteine che sono assolutamente esterne con delle glicoproteine transmembrana, interne e assumono un rapporto con un altro elemento, ovvero quelle specie di uova che si vedono rappresentate e che sono le proteine di matrice. Le proteine di matrice non sono altro che il tratto d’unione tra il capside virale e l’envelope esterno e si pensava, fino a qualche anno fa, che desse sostentamento, ma in realtà le cose non stanno così perché per esempio nel caso del virus influenzale, quando questo penetra nelle cellule respiratorie, viene attivato l’enzima virionico RNA POLIMERASI- RNA dipendente che è governato proprio dalle proteine di matrice che sono fondamentali nell’attivazione, nell’innesco, nell’inizio dell’infezione.Altra cosa fondamentale, da notare in questa figura, è la differenza tra la componente esterna e la componente transmembrana che è importante anche nella specificità dell’attacco di un virione; ad esempio nel caso dell’HIV abbiamo CEPPI MACROFAGOTROPI e CEPPI LINFOCITOTROPI. Quando ci si becca l’infezione da HIV il primo virus che entra, che contagia è un virus macrofagotropo, cioè predilige le cellule macrofagiche; il recettore è lo stesso: sia il linfocita T che il macrofago hanno il CD4 ma la gp120, cioè la glicoproteina esterna, è specifica per il CD4, ma quello che determinerà l’infezione non è questo, ma è la componente interna, transmembrana, che sarà specifica per dei corecettori che saranno diversi tra il macrofago e il linfocita T. Quindi quando c’è un certo tipo di proteina transmembrana questi virus infetteranno i macrofagi, quando invece cambia e ce n’è un altro tipo, allora infetteranno i linfociti T; che importanza ha? Enorme, perché mentre l’infezione macrofagica determina la condizione di sieropositività, cioè il soggetto produce tonnellate di virus ma non ha nessun sintomo, sta benissimo e il virus che ha utilizzato questa strategia evolutiva è di un’intelligenza mostruosa perché si sta moltiplicando in un individuo sano che come tale ha rapporti sessuali, quindi distribuisce il virus. Non fa bene all’HIV che subentri l’AIDS, perché una volta che arriveranno i ceppi linfocitotropi e si manifesterà l’AIDS, l’individuo starà così male che non potrà diffondere la malattia, si regge a malapena in piedi, figuriamoci avere rapporti sessuali.Avrete sempre di più a che fare con virus che resteranno silenti all’interno dell’organismo: non daranno tanta patologia ma causeranno un sacco di altri guai, non ci sarà una classica patologia infettiva, perché è nel gioco evolutivo. C’è una malattia che rappresenta il fiore all’occhiello della medicina moderna, noi siamo riusciti a debellare il vaiolo; quando esisteva il vaiolo, ce n’erano due forme: una che provocava eruzione cutanea, l’altra che aveva un forte neurotropismo e la persona affetta da quest’ultima forma patologica era costretta a letto con gravi sintomi neurologici e difficilmente la gente, nell’ambito dell’ignoranza e nel contesto di una civiltà rurale, si avvicinavano; questo ceppo neurovirulento col tempo si è autoeliminato, perché non avendo la possibilità di venire a contatto con altri individui, rimanendo sempre isolato, alla fine è scomparso, mentre l’altro tipo di vaiolo, provando pustole che rimanevano infettanti anche dopo la fase febbrile, con tutte quelle che erano le attività sociali e d’interazione dell’individuo, si diffondeva alla grande.Su quest’argomento e sulle strategie che i virus usano per fare tutto ciò cercheremo di essere più sistematici.

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Prof. Iannello

BATTERIContinuiamo con quello che stavamo dicendo l’altra volta. Eravamo arrivati alla parete cellulare. Stiamo facendo una chiacchierata molto superficiale, poi queste cose, quando ve le andate a studiare, chiaramente le approfondite: com’è fatta la membrana plasmatica nel batterio, per esempio nella membrana non ci sono steroli, tranne che in un certo tipo di batteri che fanno eccezione perché non hanno la parete cellulare, i micoplasmi, e questa è una cosa importante per quanto riguarda il trattamento di infezioni da funghi in cui si usano delle molecole che inibiscono la sintesi degli steroli e quindi non agiscono sui batteri ma sui funghi. Sulla struttura dei funghi diremo le cose di base la prossima settimana.Allora, della colorazione di Gram abbiamo detto il principio, abbiamo visto che un certo tipo di batteri si colora di viola perchè mantiene il primo colorante (i Gram positivi), mentre i Gram negativi vengo decolorati e quindi si devono poi colorare con un altro colorante di rosa. La differenza tra questi due tipi di batteri è legata alla differenza nella struttura delle pareti cellulari e in particolare nella struttura chimica, cioè: il peptidoglicano, che è quel polimero costituito da N-acetil glucosammina e acido muramico e da un tetrapeptide nelle sue linee generali, è simile come struttura chimica sia nei Gram positivi che nei Gram negativi, mentre una differenza importante è lo spessore dello strato di peptidoglicano che nei batteri Gram positivi è molto spesso, quindi la parete cellulare dei Gram positivi è molto spessa. La parete cellulare dei Gram negativi invece ha uno strato di peptidoglicano molto più sottile. Quindi cambia lo spessore dello strato di peptidoglicano, componente della parete cellulare di tutti e due i tipi di batteri. Ma non è l’unica differenza: nei Gram positivi la parete cellulare contiene delle componenti che nei Gram negativi non esistono: acidi teicoici e lipoteicoici.

Questo è un esempio della struttura base del peptidoglicano: qui c’è questa sequenza di molecole di N-acetil glucosammina e acido N-acetil muramico, queste sferette rappresentano quei famosi tetrapeptidi, catene laterali di tetrapeptidi, disposti in questo modo.In questo quadratino c’è un ingrandimento di quella che è la struttura di base del peptidoglicano e naturalmente ripetuta e ripetuta in modo da creare una struttura rigida molto spessa.

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Gram positivi: questa specie di cubetto è una sezione che vi fa vedere quanto è spesso lo strato di peptidoglicano che contiene anche acidi teicoici e lipoteicoici. E questa è la membrana plasmatica del batterio che naturalmente non ha una membrana nucleare ma una membrana plasmatica ce l’ha.

Mentre questa è una sezione della parete cellulare di un tipico batterio Gram negativo: la parete cellulare è ridotta a uno strato molto sottile di peptidoglicano, poi in questa parete non ci sono acidi teicoici e lipoteicoici. Questo è quello che hanno in meno rispetto ai Gram positivi. Però tutto questo non influenza sulla loro vita perché hanno in più questo strato, da non confondere con la capsula, questa si chiama membrana esterna ed è costituita al solito da fosfolipidi ecc però contiene due tipi di molecole molto importanti: lipopolisaccaridi o LDS o endotossina, cioè questa molecola ha come costituenti principali lipidi e polisaccaridi. Il lipopolisaccaride è un fattore di virulenza importantissimo dei Gram negativi e questa sua proprietà di danneggiare l’ospite è riassunta benissimo nella parola endotossina: la tossina è un componente del batterio che quando infetta l’ospite è in grado di causare danni anche molto importanti all’ospite.

Di infezioni batteriche da Gram positivi e negativi, anche se siamo nel 2013, si muore tutti i giorni; incominciamo a pensare che non abbiamo affatto sconfitto i nostri avversari cioè i batteri patogeni o

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opportunisti perché hanno dei fattori di virulenza tra cui questo che hanno tutti i Gram negativi: il lipopolisaccaride, che può causare tutta una serie di squilibri di tipo immunologico e metabolico all’ospite che poi alla fine va incontro a shock endotossico. E’ una sorta di sindrome che può essere dovuta a tantissime cause tra cui anche un’infezione batterica. Shock significa compromissione sistemica dell’organismo con calo della pressione, ipotensione, tutto uno squilibrio sistemico che può condurre alla morte. Il lipopolisaccaride è una molecola costituita da tre porzioni di cui quella che ha l’effetto tossico è il lipide A, uguale in tutti i Gram negativi . Poi ci sono, sempre nella membrana esterna, delle proteine che si chiamano porine; anche queste, siccome i Gram positivi non hanno membrana esterna, sono appannaggio esclusivo dei Gram negativi. Queste regolano il diametro dei canali di membrana e quindi regolano il passaggio di materiali dall’esterno all’interno del batterio e anche queste possono essere fattori di virulenza. Allora, questo spazio compreso tra la membrana esterna e la membrana plasmatica in un cui è contenuto uno straterello di peptidoglicano, che contorna la cellula batterica, si chiama spazio periplasmico. Anche questo spazio i batteri Gram positivi non ce l’hanno perché non hanno membrana esterna.

Sui nomi e significato biologico di queste strutture di solito c’è molta confusione. Quindi quando vi imbatterete in questo studio cercate di focalizzare bene che si parla di membrana plasmatica, parete cellulare, eventualmente di membrana esterna, e poi al di fuori di tutto questo ci può essere una capsula che circonda tutto.

Tutti questi schemi sono presi da immagini al microscopio elettronico, per esempio lo spessore dello strato di peptidoglicano in una sezione di un batterio osservata al microscopio elettronico si vede benissimo. Naturalmente la molecola non la possiamo vedere.

Poi ci sono delle strutture esterne: per esempio quello che si chiama glicocalice, è una struttura piuttosto gelatinosa che ha la funzione di proteggere il batterio dall’ambiente esterno . Questo materiale gelatinoso che li circonda può essere non molto organizzato e si parla in questo caso di slime che indica una sorta di strato appiccicoso che circonda i batteri, mentre quando è ben organizzato si chiama capsula, che può essere un fattore di virulenza prodotto da alcuni tipi di batteri come lo streptococcus pneumoniae. Questo costituisce un ulteriore strato che protegge i batteri, per esempio dall’azione delle molecole antibiotiche, perché magari il batterio può essere sensibile a quelle molecole ma se ha uno strato di questo tipo che lo circonda ed evita che la molecola riesca ad entrare all’interno della cellula e raggiungere il suo bersaglio, allora il batterio capsulato è avvantaggiato rispetto ad un batterio normale. Oppure anche un batterio che produce

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questa sorta di materiale non organizzato è avvantaggiato lo stesso perché una delle funzioni di queste strutture è anche l’adesione a superfici che possono essere per esempio le nostre mucose. Oppure i batteri che possiedono questo slime, a base sempre di mucopolisaccaridi intorno, possono aderire ai cateteri, alle protesi e formare questa sorta di biofilm che rappresenta una situazione estremamente pericolosa per il soggetto che ha un catetere impiantato in un vaso o una protesi che è stata infettata da batteri che hanno la capacità di aderire alle superfici. Perché là poi è difficilissimo eliminarli, perché formano intorno uno strato impenetrabile alle molecole antibiotiche e tante volte l’unica cosa è rimuovere il catetere o la protesi e sostituirli, e capite bene che è una cosa estremamente indaginosa e rischiosa per il paziente. Quindi adesione significa che i batteri possono attaccarsi alla plastica, alle mucose, costituendo il primo momento dell’interazione tra batterio e ospite.

I batteri che possiedono i flagelli possono muoversi. I flagelli possono essere disposti in vario modo, cioè tutto intorno alla cellula batterica, possono essere pochi o tanti, può essere uno solo. In ogni caso i flagelli servono ai batteri per muoversi. Quindi si parla di “monotriti”, “anfitriti” “peritriti” e “lofotriti” a seconda che abbiano rispettivamente un solo flagello, uno per ogni estremità, tanti, o un ciuffetto per ognuna delle due estremità. Quindi queste sono caratteristiche morfologiche che possono distinguere un batterio da un altro.I flagelli li trovate anche in altre cellule importantissime in patologia umana, microorganismi unicellulari che sono alcuni protozoi, di cui poi vedremo la struttura. I flagelli dei batteri sono costituiti chimicamente da una proteina che si chiama flagellina, mentre le ciglia di una cellula eucariota sono costituiti da microfilamenti quindi hanno una certa organizzazione (coppiette di microtubuli e coppie centrali). Quindi la struttura dei flagelli è diversa nei batteri e nei protozoi (che sono eucarioti) , ma la funzione è la stessa: i batteri hanno la flagellina, che è simile ad actina e miosina perché è una proteina contrattile, mentre nei protozoi flagellati la struttura è quella delle ciglia delle cellule eucariote.I batteri però non si muovono soltanto con dei flagelli posti all’esterno, ma si muovono anche con delle strutture presenti nelle spirochete, che sono quei batteri che hanno una struttura elicoidale: in questi casi il flagello è disposto all’interno, infatti si chiama endoflagello. Per esempio il

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treponema, l’agente eziologico della sifilide, ha questo endoflagello ed è un batterio molto mobile ma non ha flagelli all’esterno, è una spirocheta, tutto avvolto su se stesso.Poi ci sono altre strutture: fimbrie e pili. Non sono destinati alla motilità della cellula ma all’adesione, cioè una cellula che ha le fimbrie può attaccarsi bene ad una superficie. Per inciso, gli acidi teicoici delle pareti cellulari dei batteri hanno anch’essi la capacità di aderire a mucose. Quindi nelle cellule batteriche ci sono diversi tipi di strutture che permettono loro di aderire a superfici: gli acidi teicoici dei Gram positivi, lo slime di alcuni Gram positivi e negativi, le fimbrie di Gram positivi e negativi. L’adesione è importante nel processo infettivo.

Ci sono dei pili specializzati, quelli che vengono chiamati pili sessuali, li avete incontrati in genetica nel meccanismo di coniugazione tra batteri. Questa è una cellula che ha flagelli più lunghi e pili più corti che circondano tutta la cellula. Questo è un pilo f, destinato dalla cellula alla coniugazione. Evidentemente flagelli e pili hanno una struttura e funzione diversa. Qua vedete batteri attaccati alla superficie di una mucosa.

Un esempio di batterio capsulato è lo streptococcus pneumoniae che abbiamo incontrato negli esperimenti di Griffith fatti su topi infettati con lo pneumococco capsulato “s” e “r”. Ma non è l’unico capsulato, per esempio i meningiococchi le neisserie che causano la meningite, sono capsulati e, volendo fare un vaccino contro streptococco e contro la neisseria meningitidis, l’antigene che si usa per fare il vaccino è costituito proprio dai polisaccaridi della capsula (sul significato degli antigeni batterici ci ritorneremo).

Cos’è un vaccino? Studente: può essere un patogeno attenuato o morto inoculato dentro un ospite che poi sviluppa un’immunità contro il patogeno. Ci sono altri tipi di vaccino che possono esser fatti con prodotti o componenti del microorganismo? Il microorganismo ucciso non può riprodursi ma può causare effetti indesiderati perché i suoi antigeni possono indurre una risposta allergica, questo è il vecchio vaccino della pertosse. Se parliamo di componente attenuato, si tratta di un prodotto di quel microorganismo che viene privato della virulenza ma mantiene la antigenicità. Ci sono almeno due vaccini obbligatori che si fanno ai bambini nei primi 3 mesi di vita composti da due esotossine, cioè due prodotti tossici di due batteri, che vengono private del potere patogeno ma mantengono il potere antigenico: sono il vaccino antitetano e antidifterite. Ci sono vaccini antivirali tipo il vaccino contro la poliomielite anzi ce ne sono di due tipi: uno è il tipo di Sabin in cui ci sono virus che non hanno neurotropismo e quindi non sono virulenti. Il rischio è che se poi ritornano con una retromutazione al loro neurotropismo facciamo venire al bambino a cui l’abbiamo somministrato la poliomielite da vaccino. Oppure c’è un vaccino, che si usa di più, costituito da virus della poliomielite inattivati, quindi non c’è questo rischio di tornare all’infettività perché il virus non può replicarsi. Quindi un tipo di vaccino in cui ci sono batteri attenuati ma che in certi ospiti, e qui torniamo al caso del HIV, può causare una malattia, per esempio è quello della tubercolosi, il micobatterium bovis, un batterio che è causa della tubercolosi bovina, attenuato, cioè non virulento come il ceppo originario che induce una risposta relativamente efficace (non in tutti i casi). Il problema dei vaccini fatti con un microorganismo non inattivato, cioè vivo e magari meno virulento, è che se l’ospite è in qualche modo immuno-compromesso, gli fate venire la tubercolosi. Esempio classico è il paziente con HIV a cui fate un vaccino per proteggerlo dalla tubercolosi, gli viene una tubercolosi fulminante e voi andate in prigione! Stesso discorso per il vaccino antirosolia, se voi lo somministrate a paziente o parente che poi comincia la gravidanza, il rischio gravissimo è quello che fate venire al prodotto del concepimento la malattia perché il virus della rosolia è a trasmissione materno-fetale, e andate in prigione lo stesso! Per evitare di fare questi errori terribili per esempio bisogna aspettare mesi prima di cominciare una gravidanza in un soggetto vaccinato col vaccino della rosolia perché quello è un virus vivo, anche se attenuato, che può andare a infettare il prodotto del concepimento. Se il

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prodotto del concepimento viene infettato col virus della rosolia si rischiano malformazioni, cecità, sordità, cardiopatie, problemi enormi. Quindi i vaccini contro streptococcus pneumoniae e neisseria meningitidis sono fatti con polisaccaridi della capsula che hanno un potere antigene. E siccome sono tra i fattori di virulenza più importanti di questi batteri se noi riusciamo a indurre un’immunità nei confronti di questi antigeni della capsula proteggiamo chi riceve il vaccino. Quindi la prima parola indica il genere: streptococcus; la seconda parolina indica la specie dei batteri. Lo streptococcus mutans è un cocco che appartiene allo stesso genere ma a una specie diversa, difatti non dà polmoniti ma è un agente importante della carie dentale e ha una sorta di materiale poco organizzato piuttosto che la capsula che gli permette di aderire sulle superfici.

L’acinetobacter è uno dei Gram negativi agenti di infezioni nosocomiali o ospedaliere, cioè si tratta di batteri, vedete che razza di capsula che hanno, che spesso sono resistenti a molte molecole antibiotiche e spesso infettano il paziente ricoverato in ospedale, magari per un intervento chirurgico, e può contrarre nell’ambiente ospedaliero una patologia dovuta a questo batterio e poi è difficilissimo eliminarlo.

Roberta Grimaudo

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11 – 03 – 2013

Virologia

Prof. Bonina

Limitatamente alle interazioni virus cellula, avevo elencato quali sono le diverse strategie che la patologia utilizza.Il primo esempio è quello della infezione litica, è la strategia più comune ed intuitiva dal punto di vista infettivologico. Una particella virionica incontra una cellula e all’interno di questa cellula si moltiplica e ne causa la distruzione con la produzione di una progenie virale, questo è il ciclo litico.Abbiamo altri 3 tipi di strategie. Un virus può infettare una cellula e rimanere allo stato di latenza. La latenza può essere dovuta al fatto che il virus si integra o rimane sotto forma “episomiale” nel nucleo e vi è una grossa differenza: il DNA di un virus dentro il nucleo della cellula non vuol dire integrazione perché può rimanere estraneo ai geni della cellula e costituire una componente definita episomiale.Questo avviene nel caso dei virus erpetici non si integrano nel genoma della cellula ospite ma diventano entità genomiche distinte e più o meno quiescenti.Lo stato di latenza in qualunque momento può subire un processo di riattivazione che porta il virus ad un ciclo litico. In merito alla riattivazione non si conosce quando e come può avvenire, è imprevedibile.

(si sofferma sul fatto che parental virion è stato tradotto in italiano virione parentale ma è in realtà virione genitore) Concetto importante: Durante il periodo di latenza non esiste produzione di virioni infettanti.

Se non c’è produzione di virioni infettanti non c’è possibilità di trasmissione orizzontale. Perché se si ha una infezione latente non si può infettare perché non ci sono virioni infettanti, ma si ha il virus dentro.In una patologia tra le più diffuse quale l’herpes s’incorre in delle esagerazioni, se esso è in fase di latenza non sussistono problemi. Ma, se ci sono virioni, ci troviamo nella fase litica, quindi si può avere l’infezione.Diverso è il concetto di persistenza. La persistenza è quando un’infezione del virus sulla cellula non provoca subito una produzione litica, ma persiste più o meno a lungo nell’individuo senza dare grandi disturbi oppure provocando delle patologie croniche.Questa è la strategia particolare della persistenza. Nel caso dell’HIV questo virus non è latente perché ci sono virioni ma persistente.La persistenza è importante e pericolosa perché non si ha malattia ma si producono virioni quindi è una fonte di contagio non indifferente.Infine quando l’interazione del virus con la cellula insieme ad un ciclo litico può causare una turbativa della organizzazione genomica della cellula stessa la trasforma in una cellula neoplastica. Si può dividere in una serie di cofattori importanti cioè il virus può essere oncogeno. Se sperimentalmente lo inoculiamo, otteniamo subito come risposta la patologia neoplastica perché il virus nella sua organizzazione genomica ha dei geni oncogeni. Diverso è il meccanismo se il virus non ha in sé dei geni oncogeni ma ha delle capacità di attivare una serie di geni oncogeni cellulari nostri. Nel caso dell’epatite B di cui la vaccinazione è obbligatoria quando l’Oms decise lo schema di vaccinazione stabilì che i bambini dovessero immediatamente essere vaccinati, valutando lo

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“schema di Blumberg”. Blumberg non studiò l’epatite B ma l’eterogeneità delle proteine seriche nel mondo e scoprì l’antigene Australia presente negli aborigeni australiani poi si capì che era la struttura di superficie del virus epatitico B , diventò un impostazione diagnostica mondiale.Il merito di Blumberg (ma anche di Dane, che osservò il virus epatitico B per la prima volta al microscopio ->“particella di Dane”) è stato l’elaborazione di un teorema basandosi sullo studio della popolazione mondiale notò che tanto più è precoce l’incontro del virus con l’individuo nel termine cronobiologico, tanto più facilmente la malattia evolve verso il carcinoma epatocellulare. Il fegato subisce una radicale modificazione al momento della nascita da organo interno quasi endocrino nella vita intrauterina inizia a diventare quel potente filtro che si rivolge verso l’esterno ed è una modifica che avviene man mano nel tempo. C’ è il sistema portale che aspira tutti i materiali di scarto. Il bambino deve avere un adattamento perché ci sono due tipi di cellule nel fegato :

- Epatociti R- Epatociti S

Gli R costituivano il 99% della massa del fegato al momento della nascita.Gli S pian piano devono sostituire gli R. Se si mette il virus epatitico B riconosce entrambi gli epatociti. Ma nella cellula S riesce a fare un ciclo litico. Se invece è un epatocita R quindi fetale esso è resistente o refrattario, prende il virus all’interno ma non lo replica, questo comporta un doppio danno. A sei anni di vita, ad esempio, può manifestare un’ infezione da HBV che uccide tutte le cellule S e gli lascia in vita le cellule R. L’epatite passa ma lascia uno scompenso della differenziazione nel fegato e cellule R fetali con dentro il genoma che non riesce ad estrinsecarsi fenotipicamente. Per quanto riguarda la trasmissione verticale è un’altra modalità particolare di infezione che riguarda ad esempio infezioni materno – fetali.Affinché ci sia una trasmissione dalla madre al feto c’è bisogno di una viremia, se non c’è una invasione di virioni nel torrente circolatorio materno non c’è alcuna possibilità. C’è una barriera da superare che è la placenta, il virus può superarla attraverso 2 meccanismi :

- Infezione dei trofoblasti attraverso i quali arriva ai vasi intravillosi. Ha saltato la barriera e la circolazione nel prodotto del concepimento.

- Negli spazi intravillosi ci sono dei guardiani, le cellule di Hofbauer sono macrofagi placentari, riconoscono il virione e lo fagocitano. Ma tale macrofago agisce come un cavallo di Troia, tiene dentro il virus e lo può liberare poi nella circolazione fetale. Le cellule del sistema monocito - fagocitario giocano un ruolo fondamentale che è un doppio ruolo : da un lato positivo ed è quello di barriera e resistenza naturale da una aggressione esterna, dall’altro possono avere dei ruoli negativi.

I virus più pericolosi sono quelli ad intensa viremia, la gestante quindi deve essere protetta. I primi 3 virus da considerare sono: Rosolia Parvovirus Virus B 19Questi possono superare la placenta e dare patologia al prodotto del concepimento (dall’aborto a malformazioni gravi).Queste devono essere classificate come infezioni prenatali.

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Altro discorso per una serie di patologie che danno viremia ma non si replicano nella placenta : HIV Epatite C Epatite BSono virus che causano un danno nel prodotto del concepimento o al momento o subito dopo il parto; sono quindi connatali e perinatali. L’infezione da herpes genitale non è importante durante la gravidanza, può dare disturbi alla donna come la dispareunia (rapporto sessuale doloroso per la donna). Va fatto prima del parto un tampone vaginale. Se c’è un’infezione erpetica nel momento del parto il bambino nasce naturalmente e spazza via dal canale vaginale le cellule piene di herpes virus e contrae una cheratocongiuntivite erpetica che può portare alla cecità. Bisogna prescrivere parto cesareo.

Tutti gli herpes sono virus latenti, distinti in sottofamiglie a seconda dei siti di latenza:

Alphaherpesvirinae : latentizzano nei gangli dorsali, quindi nei neuroni sensitivi. Sono virus “ectodermotropi” perché infettano le cellule che originano dall’ectoderma (cellule della cute, delle mucose, del sistema nervoso).

Gammaherpesvirinae : nei linfociti B

Lentivirus: nel macrofago e microglia

Epatite B e C: nel fegato

Papovavirus : come il JC virus è uno dei fattori scatenanti la sclerosi multipla. Si tarano gli interferoni sui livelli di JC.

La maggior parte dei virus noti utilizza la via respiratoria e l’apparato digerente. Le altre vie sono: le secrezioni genitali, le lacrime e il latte materno. I virus “airborne” sono scarsamente controllabili.E’ impressionante sei si considera l’epidemia di influenza.

(Racconta del ragazzo che agli esami gli disse che la malaria si trasmetteva per via aerea……)

West Nile Virus (Encefalite virus del Nilo dell’ovest ) causa un’infezione, un encefalite che porta la morte in 3 giorni. Parte dal Nord – Est degli Stati Uniti si diffonde verso il Mid... Successe che una zanzara si intrufolò in un aereo da Tel Aviv. Questo virus tipico medio orientale arriva negli U.S.A. ed infetta i cavalli. Il cavallo stava benissimo però aveva il virus all’interno; si vede come il concetto di replicazione del virus non coincide con quello di malattia. La zanzara che succhia il sangue del cavallo, replica il virus all’interno e va a infettare l’uomo. L’uomo nel riprodurre il virus manifesta l’encefalite e muore. Tanti anni prima un modello sperimentale molto simile a cui fu dato poco peso, ma seguito di queste vicende.

Virus della coliomeningite linfocitaria: sapendo che ci sono dei topi A e dei topi B se noi infettiamo il topo A esso produce tonnellate del virus ma sta benissimo; il topo B invece una volta infettato muore. E’ stato fatto un esperimento : prendendo la risposta immunitaria facciamo un transfert delle

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cellule immunocompetenti del topo B e le trasferiamo nel topo A ( non la risposta immunitaria del topo B infetto o morto, semplicemente di un topo B sano). Rimettiamo il virus nel topo A e vediamo che il topo muore ciò vuol dire che la morte non è causata dal virus m dalla risposta immune che l’organismo genera contro i virus. Se il virus infetta il fegato ad esempio, la risposta immunitaria andrà ad uccidere le cellule infette ma si avrà la possibilità di un turn over cellulare. Se invece il virus attacca il sistema nervoso noi moriamo. Il topo A non vedendo, ignorando immunologicamente il virus lo lasciava sopravvivere. Nel topo B veniva riconosciuto dal punto di vista immunologico ed il topo B moriva. L’apparato digerente è un altro apparato importante di contaminazione. La contaminazione non riguarda spesso l’apparato che lo elimina. Secondo il concetto di bersaglio “primario” e “secondario” : non sempre il bersaglio primario cioè il punto d’inizio di un infezione è quello che viene registrato come patologia. Ad esempio nessuno degli enterovirus da patologie gastroenteriche (poliovirus, echovirus). Il polio penetra attraverso gli alimenti e viene eliminato attraverso le feci, ha una circolazione oro – fecale (mangiarsi le unghie, mangiare la verdura scarsamente lavata ci fa ingerire il virus) Il virus si replica nell’intestino ma è nel sistema nervoso che causa la poliomielite anteriore acuta; perché il bersaglio secondario è più importante del primario. Il virus passa in circolo va nei motoneuroni delle corna anteriori del midollo spinale, li uccide e provoca paralisi flaccida. Le barriere ai virus sono : l’epitelio respiratorio, la cute, i fluidi corporali come lacrime e secreti gastrici e infine l’interferon che è aspecifico da resistenza alle infezioni virali. Invece quando c’è una risposta immune abbiamo sia risposta di tipo umorale sia cellulare. Ci sono 3 elementi fondamentali : la distruzione del virus o meglio dei virioni nella loro fase extracellulare, la distruzione della cellula infettata, infine la protezione della cellula non infettata dall’infezione.

L’anticorpo che neutralizza il virus va a legarsi sul recettore, essendoci di mezzo l’anticorpo l’infezione non può avvenire, abbiamo neutralizzato il virus. L’altra azione degli anticorpi è quella di rendere il virus più appetibile da parte dei fagociti che hanno recettori FC che riconosce la componente FC dell’immunoglobulina e facilita l’inglobamento della particella virionica che viene a sua volta digerita con l’inglobamento fago- lisosomiale. Anche il complemento, le componenti cd8 e cd9 vanno a distruggere l’azione virionica è una azione non di virus neutralizzazione ma di danneggiamento.Un fattore importante che rende il fagocita nei confronti della cellula infettata. Il gioco è l’espressione sulla superficie, sulla membrana della cellula infettata, di antigeni virali (epitopi virali), questo fa si che l’antigene venga riconosciuto da un anticorpo, a loro volta arrivano dei fagociti cosiddetti “professionali” recettore FC, riconoscono e cominciano a rilasciare una serie di fattori che portano alla lisi della cellula infettata dal virus ( meccanismo elegante, non molto frequente perché selettivo). Diverso è invece quando noi possiamo indurre un’apoptosi attraverso il meccanismo di citotossicità cellulare anticorpo dipendente ; questo sempre tramite riconoscimento da parte del fagocita professionale del frammento FC. E’ una cellula Natural Killer con una vocazione naturale ad uccidere cioè non deve essere presensibilizzata essa rilascia perforine e granzimi provoca distruzione. La cellula NK è selettiva e produce degradazione del DNA cellulare e del citoscheletro; un’apoptosi magari prevista dopo ma accelerata dalle NK .Un altro grosso capitolo è quello di indurre questo tipo di risposta da cellule NK e fagociti professionali, ci vuole del tempo perché entrino in gioco i “panzer” che sono linfociti T citotossici (CTL) sono caratterizzati dal fatto che non sono più naturali ma cellule linfocitarie stimolate e amplificate dall’antigene virionico. Ci vuole una prima fase di presentazione dell’antigene, quindi diversi giorni per essere efficacie. Una volta che è instaurato comincia la sua opera ma necessita di qualcosa in più : non basta che l’antigene virale sia presente sulla superficie della cellula infetta deve essere ristretto cioè vicino all’antigene di istocompatibilità in classe I, MHC in classe I, soltanto questo meccanismo permetterà questo tipo di interazione perché c’è il recettore del

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linfocita citotossico insieme con il cd8 che vanno a riconoscere e reagire con MHC in classe I e solo da questa fusione a 3 noi abbiamo la possibilità di scatenare l’apoptosi sulla cellula infettata.

Capping: (Prendiamo il linfocita trattato con sostanze che distruggono il citoscheletro)

Prendo degli anticorpi contro un antigene virale e a questo anticorpo attacco un fluorocromo arancione poi un altro anticorpo con l’antigene di istocompatibilità in classe I e ci metto un fluoro cromo verde, faccio interagire questi due anticorpi marcati con la cellula infettata dal virus e li tratto con delle sostanze che devono fare avvenire quello che si chiama il “capping”. Se io metto delle sostanze nocive per il citoscheletro esterno, succede che tutte le proteine di superficie si organizzano verso una zona della membrana. Li metto in un microscopio a fluorescenza e guardo. Sostituendo i filtri io posso vedere se c’è la luce arancione o la luce verde in questo “cappello”. Allora si dice ristretto in classe I solo se “cocappa” solo se è ristretto insieme, io vedo che questo cappello e sia arancione e verde allora tutte e due gli antigeni si stanno muovendo insieme. Erano governati dal citoscheletro insieme. Se invece uno resta in un luogo e l’altro va da un’altra parte allora non era ristretto perché indipendenti i due antigeni. L’esperimento è per chiarire il concetto del “restricted”. E’ importante perché c’è una risposta risolutiva dell’infezione virale, è un clone specifico per quel virus e da 1 , 2 cellule sono diventate milioni e stanno diffondendosi nel corpo e cercano di ostacolare l’infezione virale distruggendola. Però è anche vero se uccido cellule importanti per uccidere il virus, l’effetto è quello della coli meningite leucocitaria. L’interazione dei virus con l’organismo noi la possiamo rappresentare come un iceberg, la maggior parte di quello che noi raccontiamo è sotto la superficie del mare, l’iceberg mostra una minima parte all’esterno il “grosso” è al di sotto. La parte più eclatante va dalla malattia non grave a quella grave, alla morte dell’ ospite. Tutte quelle infezioni paucisintomatiche, quelle asintomatiche. ( sto benissimo, mi sento un leone yuhuuu….segue la storia sulla conferenza ai sordomuti con tanto di slide vietate sull’HIV). La circolazione è un elemento che favorisce i virus che stanno sotto la superficie dermale e causano infezioni paucisintomatiche ecc. si manifestano ma non come virus o infezioni bensì come patologie del sistema nervoso, come disequilibrio del sistema endocrino, della riproduzione, patologie comportamentali poi alla base si scopre il virus. Il virus non si guarda come un agente infettivo acuto ma è qualcosa che si sta abituando a persistere e coabitare nel nostro organismo. Ciò porta la resistenza dell’ospite alla coabitazione che fa nascere dei disordini. La patogenesi delle infezioni virali tende ad assicurare la diffusione del virus e la sopravvivenza dell’ospite. Il tutto attraverso una coevoluzione combinata che spinge il virus verso l’attenuazione e l’ospite verso uno stato di permissività controllata, siamo al disastro se è così abbiamo perso la nostra battaglia. Se bastano 7200 basi di mRNA per paralizzare un individuo, la capacità di evoluzione di questi microorganismi che coevolvono con noi è molto più rapida dei nostri meccanismi evolutivi. Nel caso dell’influenza attraverso la diffusione aerogena ad infettare milioni di persone e a ricombinarsi tra animali e persone (aviaria, virus del suino…) è una corsa contro il tempo. Ad esempio ci si è accorti che il virus di virus di Epstein-Barr (EBV) non da solo mononucleosi, perché va nei linfociti B e li immortalizza.L’herpes simplex è nel sistema nervosa cellula perenne, ma quello si sceglie una cellula che dopo qualche settimana deve andare in contro ad apoptosi, allora mette in moto 50 % del suo genoma per impedire alla cellula di andare in apoptosi. Il soggetto infetto convive con questa situazione. Una signora non riusciva a sieroconvertire risultava pgc / positiva. Al test per EBV era positiva. Il virus impediva di produrre immunoglobuline specifiche per il toxoplasma e rimanevano alcuni elementi positivi ed altri no quindi anche distorsione della veridicità diagnostica. Ci sono dei fattori correlati

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all’ospite: l’età, lo stato metabolico,( diabete ad esempio porta alla riorganizzazione completa della risposta alle malattie infettive), la risposta immune che è deficitaria non è soltanto causata dall’HIV può essere dovuta ad una serie di fattori . La presenza o assenza di recettori nell’ospite che deteminano sensibilità, la tempeatura soprattutto del tratto respiratorio, il ph a livello gastrico. I rinovirus non riescono a dare infezione oltre le alte vie respiratorie perché grazie alla circolazione dell’aria noi manteniamo una temperatura inferiore ai 37°C. Appena aumentiamo di poco il rinovirus smette di replicarsi. L’innalzamento della temperatura è un potente meccanismo antivirale.Anni fa ci fu il cosiddetto “male oscuro” a Napoli i bambini ricoverati con gravi patologie respiratorie, il virus causa è il virus respiratorio sinciziale. Normalmente questo virus non da patologia grave ma lì, in quartieri poveri, le madri usavano diluire il latte in polvere che portava carenza proteica al bambino, la malnutrizione è un’altra delle cause per cui nella sfera infantile noi abbiamo questo stato che non è immunodeficienza vera e propria ma è uno stato generale.

Caterina Testa

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12/03/2013

LEZIONE 5 MICROBIOLOGIA: HIVPROF. BONINA(Nds: il prof adora gli anacoluti. Parte in un modo, termina in tutt’altro. Scusate alcuni periodi senza senso.)PRIMA PARTE: Digressioni storicheQuando abbiamo iniziato la nostra chiacchierata di microbiologia forse ho omesso di dirvi che il primo virus ad essere stato scoperto è di origine vegetale: il virus del mosaico del tabacco. Cominciamo oggi con un po’ di sistematica, cioè cominciamo a vedere qualche gruppo di virus e volendo rompere il ghiaccio cominciamo con quello più ostico, quello dei retroviridae. Allora paradossalmente così come il primo virus a essere stato scoperto è un virus vegetale, il primo virus animale guarda caso è appartenente ai retroviridae. Agli inizi del Novecento c’era un ricercatore che partendo dai sarcomi (tumore che colpisce più che altro la componente fibroblastica del tessuto) dei polli faceva dei filtrati e infatti il primo termine per indicare i virus responsabili delle malattie cosiddette virali era di “virus filtrabili”. Perché? Perché questi filtri erano delle strutture porose che trattenevano tutti i batteri, quindi venivano usati per un meccanismo di sterilizzazione mediante filtrazione, ma i virus ovviamente, essendo di piccole dimensioni, passavano attraverso e quindi potevano replicare. Questo scienziato si chiamava Rous, e lui scoprì che questo sarcoma poteva trasferirsi da un pollo a un altro attraverso la filtrazione del materiale, quindi sicuramente dedusse che non doveva trattarsi di batteri, ma di virus filtrabili che erano in grado di generare il tumore. A distanza di anni dopo una seria di interminabili discussioni, fu assegnato il premio Nobel a Rous. La nascita della immunologia cellulare è avvenuta qui a Messina. (Parla di traghetti, scalinate ed edicole)…e dietro l’edicola c’è proprio una lapide che dice che nel 1882 c’era uno scienziato di origine russa, Il’ja Il’ic Metchnkoff, che una sera…doveva essere periodo natalizio…mentre la famiglia era al circo.. lui era solo in casa…scoprì la fagocitosi! In pratica dette l’inizio all’era della immunologia cellulare. Quello che successe allora dimostra sempre come nella ricerca scientifica si tratta sempre di padrini, padroni, cultura dominante, di soldi. Cos’è che succedeva alla fine dell’Ottocento nell’ambito della ricerca scientifica? Un tizio, che aveva a disposizione laboratori meravigliosi, Pasteur, perseguiva una strategia importante in cui lui riusciva a dimostrava che negli umori che contenevano gli anticorpi riuscivano a proteggere nei confronti di determinate infezioni e si poteva riuscire a stimolare l’organismo alla produzione di quell’anticorpo con dei vaccini. La casualità volle che lo sviluppo del vaccino antirabbica fu proprio il risultato della distrazione di un tecnico che si scordò di praticare l’iniezione su un coniglio, chiuse tutto e partì per la vacanze. Ritornato, notò la siringa dimenticata e preso dal terrore che Pasteur potesse scotennarlo vivo, lo iniettò nel coniglio. Si scoprì con stupore che il coniglio non moriva. Infatti la componente del sistema nervoso se si faceva invecchiare portava a denaturazione della capacità infettiva del virus. Ovviamente il merito se lo prese Pasteur. (avete mangiato? Queste lezioni pomeridiane sono micidiali…)Metchnkoff nel frattempo scappava dalla Russia, (tutti scappano dalla Russia, avete notato?) perché era perseguitato dello zar, e andò a finire a Parigi, all’istituto di ricerca Pasteur. A quanto pare la moglie era molto carina e c’era un assistente Roux (da cui il nome delle bottiglie per coltura, appunto dette bottiglie di Roux) che si divertiva con lei. Metchnkoff per evitare lo scandalo se ne andò. A quel tempo l’università di Messina era famosissima per mettere a disposizione delle menti di tutto il mondo (così come fa anche ora eh!) ricchezze, laboratori, tutto quello che era necessario per portarli qui… (qua ha insegnato anche Pascoli)… E così l’università mise a disposizione di Metchnkoff una villetta, oggi scempio edilizio (… altre considerazioni varie sul degrado della città), bene, qui lui lavorò sulle stelle marine, isolava le larve e le osservava al microscopio. Prendendo una spina, secondo qualcuno di rosa, secondo altri di mandarino, causa una lesione, una noxa, e al microscopio…bingo! Si ha una reazione cellulare! La punta della spina comincia ad

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essere circondata dai macrofagi. Tuttavia Metchnkoff, ogni volta che andava a parlare nei congressi di questa scoperta, cioè di cellule del nostro stesso organismo in grado di difenderci, veniva assalito e considerato pazzo. Fortunatamente in Germania, dove l’impostazione era più di tipo morfologico, si apprezzarono queste scoperte e furono pubblicate. La cosa ebbe sempre più notorietà fin quando, ironia della sorte, Metchnkoff vinse il premio Nobel proprio nel 1908, anno del terremoto di Messina. Quindi tutto comincia col sarcoma di Rous, ma nel corso dei decenni si scoprirono numerosi altri virus con potenzialità oncogene paurose, con capacità di generare tumori elevatissima. Questi oncoRNAviridae sono suddivisi tra quelli che danno origine a sarcomi e quelli che danno più che altro origine a leucemia e linfomi. Quindi da un lato tropismo per le strutture connettivali, mentre dall’altro (e sono la stragrande maggioranza) tropismo per le cellule del sistema emopoietico, della serie bianca e del sistema linfoide. Si mobilita così una schiera di ricercatori che comincia ad indagare su questi virus fino a che arriviamo agli anni ’50 e un ricercatore, Robert Gallo, si incaponisce e cerca di trovare in tutti modi il virus della leucemia dell’uomo. Pubblica un lavoro in cui sostiene di averlo isolato. Dopo qualche mese ci furono dei controlli e dovette smentire con pubbliche scuse, perché quello non era il virus della leucemia dell’uomo (HTLV), ma un contaminante. Siccome per coltivare le cellule noi usiamo siero di vitello, fondamentale per l’apporto di fattori di crescita, è più facile avere contaminazioni da HTLV. In quegli anni, un oscuro ricercatore dell’università di Kioto, Inuma, scopre che in un’area del sudest del Giappone esistevano dei linfomi che colpivano le persone adulte, mentre generalmente i linfomi erano a caratterizzazione pediatrica. Studiando questi soggetti riuscì a isolare un virus. Sfortunatamente però era in Giappone, non spiccicava parola di inglese, pubblica il lavoro in giapponese e chiamò il virus ATLV (adult T-cell leukaemia virus). Questa notizia arriva all’orecchio di Gallo che gli manda un suo assistente di origine indiana (considerazioni sulla lunghezza dei nomi degli indiani, lunghi due righe….casa di Inuma…) che gli dice “che bello, sappiamo che hai scoperto un virus! Noi siamo del National Institute of Health”, allora Inuma gli dà tutto, azoto liquido, congelatori “fate tutte le ricerche e approfondimenti che volete”, dice. L’indiano si porta via tutto e dopo qualche tempo spuntano notizie della scoperta del primo virus tumorale dell’uomo da parte del National Institute of Health, chiamato (da Gallo) non ATLV, ma HTLV1 (human T-cell leukaemia virus) e comincia la guerra. Inuma purtroppo non aveva lasciato nessun dato scritto in cui testimoniava la sua scoperta, nessuna ricevuta, niente. Tuttavia la comunità scientifica internazionale si mosse in suo soccorso dal punto di vista scientifico. Si scopre che nell’area del sudest del Giappone Inuma era riuscito a caratterizzare e osservare dal punto di vista del pattern dei siti proteolitici, utilizzando gel di poliacrilammide e facendo il protidogramma, ben 46 stipiti diversi del virus giapponese, del virus originale. Allora chiesero a Gallo di mostrare il protidogramma del virus isolato ai Caraibi, Sudamerica ecc. Lui lo fece ed erano tutti un solo protidogramma che corrispondeva a uno solo dei protidogramma di quelli giapponesi. La polemica nel frattempo aumenta. Si arriva agli anni ottanta e scoppia la bomba dell’AIDS. Improvvisamente Gallo dimentica la virologia oncologica e si lancia disperatamente allo studio del virus dell’AIDS. Pubblica un lavoro e chiama questo virus HTLV3! A questo punto lui si aspettava di essere chiamato dalla Scandinavia e ricevere il Nobel, ma questo lavoro non convinse. A Parigi in quello stesso anno portano un campione di un bambino affetto da AIDS e un ricercatore Luc Montagnier che vede un virus MAI visto prima. In microscopia elettronica era una particella completamente diversa da tutti gli altri oncornaviridae conosciuti, oblunga piuttosto che rotonda. La chiama LAV e a differenza di Inuma registra questo virus nella banca dati. Oltraggio. Gallo manda subito un collaboratore a Parigi per trattare con Montagnier. Ma la risposta di quest’ultimo fu netta: ”Je ne comprends pas assez l’anglais!”. Fu guerra (a tipo guerra mondiale eh, intervenne pure l’ONU!!)Alla fine però la verità viene sempre a galla! Man mano che il virus dilagava e diffondeva, fu possibile isolarlo e studiarlo e si scoprì che la “bestia” era effettivamente corrispondente a quella studiata da Montagnier, si trattava di una nuova sottofamiglia dei retroviridae e la commissione

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internazionale stabilì che non si dovesse parlare di HTLV3, ma neanche di LAV (il nome dato da Montagnier) quanto piuttosto di HIV (human immunodeficiency virus). Luc Montagnier vinse il premio Nobel. Gallo pianse.Il virus dell’HIV è un virus concretamente nuovo su cui non ci si era mai imbattuti… anche se la ricerca scientifica è strana. A ben guardare prima dell’AIDS molti anni prima c’è stato un oscuro islandese che descrisse una patologia virale scatenata da cugini stretti dell’HIV, il virus VISNA –MAEDI, che non sono divinità indiane, ma hanno un significato. Visna: comportamento strano, mentre Maedi: respiro affannoso. Anche questi appartenenti alla famiglia dei retroviridae. Purtroppo pubblicò i dati in lingua danese e quindi nessuno capì nulla.SECONDA PARTE: HIV(immagine) Questo è il virione dell’HIV, che nella sua quintessenza ha un pericapside esterno, capside interno di forma a proiettile, oblunga, tronco di cono. Mentre tutti gli altri oncornaviridae, quelli che danno origine ai tumori, non hanno questa morfologia. Sono particelle nette, rotonde, sferiche. Il ciclo replicativo dell’HIV sfrutta un suo recettore localizzato sulla membrana esterna, detto gp120. Questo recettore deve riconoscere il recettore delle cellule, che si chiama invece CD4. Da ciò si determina il tropismo delle cellule che deve infettare, che sono sia macrofagi che linfociti. Noi distinguiamo quindi due tipi di tropismi.. ve l’ho già detto prima…uno per i macrofagi che si chiamano ceppi macrofagotropi e l’altro nei confronti dei linfociti, ceppi linfocitotropi.Gli stipiti virali macrofagotropi sono predominanti nella fase della malattia che noi definiamo come concetto di sieropositività. Come vi ho detto il soggetto ha virus circolanti, ma è totalmente sano. E questi sono i virus macrofagotropi. Quando invece c’è l’AIDS cominciano ad appare i ceppi linfocitotropi. Che cosa determina questo tropismo? Questo tropismo è determinato da strutture che si trovano accanto a CD4, nel caso dei macrofagi, che sono il recettore che Madre Natura mette sui macrofagi perchè è specifico per le chemochine. Le chemochine sono dei fattori che noi produciamo, ancora più rapidamente e molto più piccole dal punto di vista proteico, rispetto alle citochine. Cioè le citochine, come l’interleuchina 1,2,3,4,5.. sono veri e proprio ormoni che agiscono a distanza e regolano il nostro sistema immunocompetente. Bene, accanto a queste ci sono delle strutture molecolari molto più piccole che danno una risposta immediata e che servono in processi flogistici, in processi infiammatori. Tra le chemochine la più famosa di tutte è il RANTES. Questo RANTES agisce su un recettore specifico perché serve ad attivare i macrofagi, o meglio, deve riconoscere un recettore su questo macrofago che si chiama CC-CKR5. Il ceppo macrofagotropo dell’HIV predilige questo corecettore per far sì che si abbia la fusione del suo envelope e la membrana del macrofago. Invece il corecettore dei ceppi linfocitotropi utilizza una struttura che fa parte del gruppo delle LESTR (leukocyte-expressed seven-transmembrane-domain receptor) , che è la fusina. Non sono altro che dei recettori che servono a fare aderire la chemochina SDF, che è un fattore stromale, sono tutte le chemochine che hanno un fattore di stimolo per il sistema connettivale. Questo recettore si chiama CX-CKR4. Il linfocita esprime questo corecettore. L’HIV linfocitotropo riconosce questo corecettore e causa l’infezione nel linfocita T helper. La conseguenza sarà l’AIDS per la distruzione del linfociti T helper. (domanda di una studentessa)Risposta: nell’aggancio tra virione e cellula, non basta soltanto la gp120 e la CD4, ma anche il gp41 e il corecettore…..(tutto il resto incomprensibile, troppa confusione…min.43).. ma queste sono informazioni che trovate su tutti i libri.(da internet: le glicoproteine virali presenti sull’involucro sono la gp120 con attività recettoriale e la gp41 con attività fusogena. La gp120, ancorata non covalentemente alla gp41,sporge totalmente verso l’esterno, mentre gran parte della gp41 si trova inserita nel doppio strato fosfolipidico)Quindi la forma è sferica, diametro 100 nm (quindi non è tanto piccolo, ma neanche troppo grande come virus). Il genoma (e questo è un grande mistero) è dato da 2 MOLECOLE UGUALI DI RNA MONOCATENARIO LINEARE. Quindi attenzione! Non è un rotavirus o retrovirus, perché lì le catene sono complementari, cioè mano destra e mano sinistra. Qui invece ci sono due

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mani sinistre. Infatti questo definisce che il genoma dell’HIV è DIPLOIDE… ma come mai si porta appresso due molecole di RNA identiche? cioè tutte e due 3’->5’? Non si sa! Peso: 4-6 X 106 Da. L’envelope ve l’ho detto, è derivato dalla membrana esterna. Il nucleocapside simmetria elicoidale, quella a tronco di cono, perché i protomeri si organizzano intorno alla struttura dell’acido nucleico. L’assemblaggio finale avviene a livello citoplasmatico.Il genoma di tutti i retroviridae rappresenta una costante. 3 geni fondamentali: gag, pol, env (con questa sequenza). L’ordine genico è invariato in tutti i retroviridae. Quindi a partire dal 5’c’è gag, pol e infine env. (5’gag - pol - env 3’). Tutti i retroviridae sono così.Ma che cos’è allora che dà differenza tra i retroviridae?Dei retroviridae noi abbiamo in effetti 3 sottofamiglie: ONCOVIRIDAE che danno origine ai tumori, le LENTIVIRIDAE (l’HIV) e infine una terza sottofamiglia ancora orfana di patologie che sono comprende gli SPUMAVIRUS. Tutta questa complessità di classificazione però a livello genico si riduce auna assoluta identità. La diversità nasce dai geni accessori, cioè geni che non codificano per strutture virioniche, ma che danno l’imprinting a quella che è la fenomenologia di ogni tipo di virus.(immagine). Qua c’ è il CD4 e qua c’è il CCR5, quindi se c’è CCR5 è un virus macrofagotropo. La gp120 esterna del virione sta appoggiata a mò di gambo sulla gp41 transmembrana. La gp120 riconosce il CD4, scivola e immediatamente esce fuori la gp41 che interagisce con l’altro corecettore e avviene la fusione della membrana e il virione entra dentro la cellula. Quindi ci vogliono tutti e due i recettori, altrimenti il matrimonio non avviene.Una volta che il virus entra dentro la cellula è importante che si sveli la sua vera natura, perché all’interno del virione esiste un enzima, detto virionico, che dà il nome all’intera famiglia. Si chiamano retroviridae perché la trascrittasi inversa, quindi l’enzima virionico, prende a stampo l’RNA genomico e fabbrica un DNA complementare che va a livello del nucleo e attraverso l’azione di altri enzimi virionici, che si chiamano integrasi, fa sì che questo DNA si inserisca nel DNA della cellula ospita. Dal momento che questo, che chiameremo provirus, entra all’interno del linfocita o del macrofago, può rimanere così in eterno, cioè nello stato di provirus e replicarsi in linea verticale, cioè si moltiplica quando si moltiplica la cellula. Le cose non stanno così perché nel caso dell’HIV invece c’è un’attiva replicazione. L’attiva replicazione è dovuta al fatto che a differenza dei suoi cugini, gli oncoviridae, lui presenta un gene accessorio che si chiama gene Tat. Il Tat non è altro che il produttore di un enzima transattivatore, fa sì che non dorma il genoma quando si inserisce, ma che venga subito espresso fenotipicamente. E in effetti questo gene è stato preso di mira per la possibilità di sviluppare un vaccino contro l’AIDS. Ricapitoliamo: ingresso del virione, trascrittasi inversa, creazione del DNA complementare all’RNA genomico del virione, integrasi che agisce e attenzione ora succede un fatto strano! Nell’espressione fenotipica partono degli mRNA che cominciano a creare poliproteine, cioè sistemi complessi che una volta nel citoplasma devono subire un processo di clivaggio, cioè devono agire delle proteasi. Ma non sono proteasi qualunque. Sono delle proteasi virus specifiche, perché devono riconoscere quella precisa struttura virionica e cominciano a tagliare. E allora si dividono gli elementi del capside, quelli dell’envelope ecc.. Le proteasi sono quindi codificate dal genoma virale, tutto dal genoma virale. Perché vi dico questo? Perché noi abbiamo la più grossa batteria di farmaci antivirali proprio contro l’HIV. Non esiste altro virus al mondo che abbia una così potente batteria di azione contro di esso, perché abbiamo a disposizione dei bersagli unici. Uno dei problemi della chemioterapia antivirale è che è così mescolata ai nostri processi biomolecolari che è difficile trovare un chemioterapico antivirale che non faccia male all’organismo. Il primo farmaco impiegato contro l’HIV è stato l’AZT che va ad inibire la trascrittasi inversa. Tuttavia ci si rese conto che non basta inibire la trascrittasi e in una prima fase furono individuati degli inibitori specifici per le proteasi virali. Quindi questi enzimi che alla fine del processo maturativo devono fare azione di clivaggio proprio per permettere la maturazione del virus. Allora fu escogitato un cocktail di somministrazione che prende il nome di HAART che prevede l’uso combinato di farmaci anti-

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trascrittasi inversa e inibitori delle proteasi. Bingo! Perché noi abbiamo quindi sostanze che permettono di inibire sia l’una che l’altra. In questo modo siamo riusciti a delimitare notevolmente l’infezione ed abbassare il carico virale. (Domanda di una studentessa. Risposta incomprensibile. Delirio generale.)La diminuzione della carica virale non vuol dire che il soggetto non sia contagioso! Andiamoci piano!! Non è che adesso siamo sotto terapie e facciamo iuu iuu.Agli inibitori sopradetti si sono anche aggiunti quelli inibitori della integrasi. Quindi più bersagliato di così si muore. Com’è che il virus si fa beffa di no? Perché noi non possiamo fare un vaccino?Ultimo concetto e vi lascio. Quando affronteremo il problema dell’influenza, vedremo come la strategia che usa il virus influenzale è quella di modificare se stesso nella sua componente peplomerica, per cui viene fuori un virus diverso e quindi ci dobbiamo vaccinare ogni anno. Stiamo attenti: quello che il virus influenzale fa nell’ambito della popolazione e nell’arco di un anno, l’HIV lo fa all’interno dello stesso individuo e nell’arco di giorni. Qua siamo proprio al parossismo della raffinatezza della coevoluzione. E che fa? Sfrutta un difetto. Il difetto è che la trascrittasi inversa nel copiare l’RNA in DNA commette degli errori di punteggiatura: una base la salta, una la sostituisce ecc. e non c’è un meccanismo di proofreading. Negli organismi superiori quando noi facciamo un lavoro di polimerizzazione di acidi nucleici c’è sempre una correzione parallelamente alla replicazione. C’è un correttore che verifica che ciò che si sta copiando sia perfettamente aderente all’originale. Ciò rende estremamente rara una mutazione. Bene, nei retroviridae questo è frequentissimo! In una curva gaussiana di distribuzione avremo forme perfettamente aderenti, che saranno x percentuale e forme che man mano si allontanano dall’originale fino ad arrivare a mutanti, alcuni dei quali non teleonomici, cioè non più in grado di replicare se stessi, quindi non è più infettivi. Ma a noi interessa quelli teleonomici che continuano ad essere infettivi. Allora se il virus che mi ha infettato è “xy”, il mio sistema immunocompetente comincerà a produrre anticorpi contro xy. Ma che succede? Che il giorno dopo, man mano che si moltiplicano, questi xy diventano xz e i miei anticorpi contro xy non li riconoscono più! nello stesso individuo! E poi succede una cosa stranissima. Nelle prime fasi dell’infezione di un virus su un organismo superiore registriamo una cosa paradossale: ipergammaglobulinemia. Se andiamo a testarli in vitro sono tutti anti-HIV! E perché non lo neutralizzano? L’HIV cambia di abito di ora in ora, di giorno in giorno evadendo il sistema immunocompetente, “serpeggia” nel vero senso della parola!(invito alla lettura di Gulliver)Questo va di pari passo col discorso del vaccino, perché se è vero che i nostri anticorpi contro i virus che ci sta infettando non ci proteggono, se noi dovessimo prendere la gp120 che ci vacciniamo a fare? Il virus che ci infetterà sarà completamente diverso da quello usato come ceppo per stimolare gli anticorpi che eventualmente dobbiamo usare, non serve a nulla. Allora si è pensato di non pensare al virione e ai suoi mutamenti, perché c’è la componente più interna, piccola.. che vi avevo detto, transattivazione… che ha il vantaggio di non essere virionica, cioè non è che la Tat si trova nel virione, il Tat esiste come gene, ma non si esprime fenotipicamente nel virione, ma si esprime fenotipicamente nelle cellule infettate. Noi dovremmo riusciare a neutralizzare la Tat, cioè a creare un vaccino che riesca a creare anticorpi in modo che appena inizia l’infezione il virus ,che comincia a produrre Tat per stimolare se stesso, immediatamente lo inibiamo. Bè, devo dire che ci stiamo lavorando…così avrete occasione di vaccinarvi e appena ci sarà il vaccino potrete uscire tutti dall’isolamento e fare iuuuu.

Antonella Spatola

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06-Microbiologia, Canali Unificati, 14-03-2013

HIV e AIDS

Questa è l’anatomia del virione dell’HIV (Human Immunodeficency Virus). Dopo tutto quello che abbiamo detto in precedenza vediamo di soffermarci su questa struttura: innanzi tutto, partendo dall’interno, troviamo due molecole genomiche di RNA e questo è l’unico virione che presenta al suo interno un corredo genetico diploide. Infatti le due molecole di RNA non sono complementari tra di loro ma sono una assolutamente identica all’altra. Vi ho detto che la simmetria è elicoidale perché la struttura interna segue l’andamento dell’RNA , quindi si circolarizza, e la struttura che favorisce questa circolarizzazione è la P25/ P24 che è la proteina interna che costituisce la parte più capsidica del virione stesso. Inoltre è importante considerare il fatto che all’interno sono presenti queste sferule, gli enzimi virionici (a volte più di uno). Questi enzimi sono fondamentali perché non si trovano nelle nostre cellule ma devono essere attivati nel momento in cui avviene la replicazione del virus. Esistono nella struttura del virione dell’HIV alcune proteine importanti che non sono glicosilate e che quindi prendono il nome sempre con una semplice P (che sta per protein). Tutte le strutture interne come anche quelle di matrice sono proteine non glicosilate che sono la P24/P25 e la P17/P18 che avvolgono, che costituiscono il core . Invece è glicosilata la componente esterna , che diciamo costituisce la membrana esterna del virus, con la GP120 che è quella più esterna e la GP41 che è la più interna. Tutte e due insieme costituiscono un’unica entità, codificata dal gene Env, che costituisce la parte più esterna del virus, la GP160.

Nell’analizzare il genoma, l’organizzazione da evidenziare è quella dei tre geni fondamentali : Gag, Pol ed Env. E questi sono i geni presenti in tutti i retroviride e sono fondamentali. Altra cosa che si deve ricordare, perché spesso è proprio questa la domanda su cui si cade agli esami, sono queste due strutture, LTR (Long Terminal Repeats) che sono presenti da un lato e dall’altro del gene. L’LTR non è un gene, è una sequenza nucleotidica: non tutte le sequenze nucleotidiche codificano proteine e quindi

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hanno dignità genica, ma questo non vuol dire che non siano altrettanto importanti. La funzione degli LTR è fondamentale perché è a causa di queste sequenze che vi è la possibilità di agganciare il genoma virale al nostro genoma, al genoma della cellula ospite . Senza l’LTR non può avvenire l’integrazione, ed è questa la prima funzione fondamentale che bisogna evidenziare. La seconda funzione degli LTR è che è in queste sequenze il punto dove eventualmente si attacca ogni attivazione di trascrizione (adesso stiamo parlando di DNA, di quando il virus è già a DNA). Tutto quello che segue si riferisce non al virione con il suo RNA ma al Virus con DNA ovvero si riferisce al virus integrato al DNA della cellula ospite. Per far sì che questo virus cominci ad esprimersi fenotipicamente e quindi a far partire degli RNA messaggeri e la lettura di questi suoi geni bisogna che intervenga l’LTR, senza l’LTR il virus non può esprimere fenotipicamente.

Quindi l’LTR svolge due funzioni:

1, una funzione meccanica, diciamo, di aggancio al DNA della cellula ospite;

2,una funzione di tipo “funzionale” che fa sì che venga espresso il virus in quanto tale.

Altro fenomeno importante che deve essere tenuto presente soprattutto per il virus dell’epatite B ( le similitudini tra l’HIV e il virus dell’epatite b sono tante) è che a differenza del virus epatitico b che ha un genoma che sfrutta tantissimo l’overlap (ovvero quando due geni risiedono sulle stesse sequenze nucleotidiche ma possono essere letti e tradotti in più proteine grazie a stop-codon diversi e quindi vi è un risparmio nucleotidico notevole), l’HIV lo fa solo nei cosiddetti geni non strutturali, accessori, che sono il Vif, Tat , Vpu, Vpr , Rev e il Nef. Se notate questi geni accessori per buona parte risiedono o uno sull’altro oppure sfruttano le sequenze del Pol o dell’Env. Fanno un cerchio overlap e non solo, spesso sono spezzettati in più frammenti e quindi, quando devono essere espressi, devono subire un processo post trascrizionale piuttosto preciso cioè lo splicing (che serve in questo caso proprio per esprimere meglio). Tutto questo evidenzia l’evoluzione molecolare molto sofisticata di questi virus, di questa famiglia dei retro-viride. Vediamo i singoli geni :

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Il gene Gag codifica per le proteine del nucleo del capside (e quindi del core virale) e per la proteina della matrice virale che da consistenza al virione. Quindi le proteine codificate sono la P24, cioè una proteina di 24 kDa che compone il capside virale, due proteine che fanno da base al core virale che sono la P9/P7 e la P7/P6, la proteine P17 della matrice virale, nessuna glicoproteina.Il gene Pol è abbastanza esteso, il più esteso, il più lungo e codifica per la DNA polimerasi RNA dipendente o trascrittasi inversa, però non soltanto per questa ( a differenza di ciò che molti libri di testo riferiscono) perché ci sono altri enzimi codificati dal gene Pol (altrettanto importanti nel ciclo replicativo) :la ribonucleasi, la proteasi e l’integrasi, tutti enzimi associati al virione. Tutti questi enzimi sono target dei farmaci che noi attualmente utilizziamo nei malati affetti da AIDS (Aquired Immune Deficiency Syndrome). Quindi possiamo dire che tutta la terapia che si utilizza in questo momento contro l’HIV si basa principalmente sui prodotti di un solo gene, il gene Pol.Il gene Env è quello più ”cattivo”, perché è su questo che è presente una poliproteina, la P88 che poi subisce una mutazione post- traduzionale, quindi viene glicosilata, e diventa quel complesso chiamato GP160. La proteasi virale scinde il precursore GP160 nelle due glicoproteine , la GP120 e la GP41. La GP120 sta fuori ed è l’antirecettore o recettore, a secondo dei punti di vista, mentre GP41 sta dentro ed è la proteina idrofobica. È la GP41 che stabilirà la specificità del virus, la selettività cellulare (ovvero riconoscerà il co-recettore che stabilirà il ceppo da prediligere all’inizio dell’infezione), mentre la GP120 è generica e stabilirà la reattività del virus per il CD4 che però è presente in quasi tutte le cellule del sistema immunocompetente. Nel caso dell’HIV sono i macrofagi quindi i ceppi macrofagotropi i ceppi preferiti e poi successivamente, malauguratamente, compariranno tra le preferenze i ceppi linfocitotropi e quindi avremo l’esordio della malattia .Per quanto riguarda invece i geni accessori o regolatori ci sono complesse operazioni di splicing sugli RNA messaggeri, perché questi geni regolatori sono frammentati, spezzettati, e fanno un overlap in vicinanza del gene Env e questo ha un suo significato che analizzeremo successivamente.Il gene Vif (Virion Infectivity Factor ) codifica per proteine che non si trovano nel virione, ma sono proteine virali, cioè le codifica il virus quando è dentro la cellula ma non le contiene mai il virione fuori la cellula: si tratterà quindi di proteine non strutturali. Questo gene è necessario per il virus intracellulare infettante: infatti i virioni che hanno problemi con questo gene sono scarsamente infettanti per i linfociti o per i macrofagi poiché non riescono a far esprimere bene soprattutto si pensa la GP120.Il gene Vpu codifica per la proteina virionica u presente soltanto nell’HIV, una proteina di trasporto per la GP120 verso la membrana cellulare: quindi ha un ruolo nel guidare il corretto assemblaggio o “assiemaggio” del virione completo nella fase di gemmazione.Il gene Vpr invece codifica per la proteina r che è associata alla P7/P6 del nucleo del capside e favorisce il trasporto all’interno del nucleo del genoma virale: quindi è un fattore che promuove l’integrazione del virus dentro la cellula ospite.Il gene Nef è stato quello che ha destato più studi, più lavori scientifici e forse come peso, come importanza equivale al Tat. E’ importantissimo perché associato ad una minore efficienza della replicazione dell’HIV: i virus Nef difettivi hanno una patogenesità attenuata. Nef vuol dire Negative Factor ed è un gene abbastanza grosso e qui c’è un controsenso perché è un gene che noi sappiamo avere una regolazione negativa, down regolation, dell’espressione del CD4 , e che quindi impedisce il diffondersi del virus all’interno dell’organismo. Il significato è che il virus nel momento in cui si trova all’interno dell’organismo ha la necessità di calmare se stesso, poiché il virus ha tutto l’interesse nel non fare ammalare l’individuo, nel non portarlo a conseguenze drastiche, mortali o di diffusione totale. Deve però far persistere se stesso PERSISTERE NON LATENTIZZARE

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nel caso dell’HIV. Questo ha messo in moto un meccanismo che da un lato sembrerebbe calmare l’infettività, la capacità infettiva del virus, dall’altra addirittura agisce come fattore paracrino che abbassa la capacità delle cellule che ancora non sono state infettate di accogliere eventuali virioni che fuoriescono, come una sorta di contraltare per mantenere se stesso.Il gene a cui in questo momento noi stiamo indirizzando la nostra attenzione è il Tat (Trans Attivatore della Trascrizione), che agisce sull’LTR e provoca un rilascio maggiore di RNA messaggeri: quindi c’è un’espansione, un’esplosione dell’attività infettante. È composto da due distinti esoni distanziati che devono essere messi insieme da un evento di splicing . Agisce quindi sull’LTR a livello 5’ e ne aumenta l’attività ma la cosa più importante è l’azione paracrina perché questa proteina fuoriesce dalla cellula infettata e va a stimolare geni trascrizionali di una serie notevole (a riguardo c’è una letteratura vastissima) di geni cellulari soprattutto a carico del sistema immunocompetente può esaltare ad esempio la produzione di determinate citochine, ma soprattutto può anche ampliare, aumentare la replicazione di altri virus, può slatentizzare dei virus latenti e questo fa capire come la situazione sia molto complessa. Infatti quando noi abbiamo un quadro di un paziente affetto da HIV o da AIDS spesso arriva alla nostra osservazione per strane patologie dal punto di vista virologico , lasciando stare gli altri microorganismi di cui poi parlerà la Iannello (poi c’è tutta una parte che riguarda le infezione micotiche, da protozoi ecc ). A causa dell’aids si scoprì la polmonite da Pneumocystis carinii, che nessuno pensava esistesse, in cui si notavano queste lesioni polmonari di cui non si conosceva l’origine; ma uno degli esempi più classici (che poi farà vedere nelle prossime lezioni) è il Sarcoma di Kaposi che prima era misconosciuto e con l’avvento dell’HIV cominciò a manifestarsi perché è una patologia complessa. Ormai sappiamo che è causato da un herpes virus, dall’HHV8, tant’è che adesso viene soprannominato herpes virus di Kaposi, ma non basta da solo perché ha bisogno di una costellazione immunologico e di transattivazione del suo essere latente: in buona sostanza è possibile che tra di noi molti abbiamo l’HHV8 dormiente nel loro genoma come avviene per la stragrande maggioranza dei virus herpetici linfocitotropi noi abbiamo hhv6, hhv7, hhv8 che albergano in noi , possono dare delle blande manifestazioni esantematiche nell’infanzia, dopo di che si nascondono e possono coesistere con noi senza che noi ce ne accorgiamo; ma ogni qualvolta intervengano dei fattori che possano incrementarne la riproduzione, noi abbiamo manifestazioni patologiche.

In fig. il Sarcoma di Kaposi

Si sta allestendo il vaccino contro l’HIV e siamo a buon punto ma non è possibile fare una vaccinazione così come è possibile farla per la stragrande maggioranza dei virus, cioè individuando l’immunogeno nella componente più esterna, così come facciamo per l’epatite b di cui è stato individuato in quel caso HBsAg che corrisponde alla GP120 dell’HIV: lì però non c’è il rimaneggiamento, è stabile ed è stato facile prendere il gene con tecniche di DNA ricombinante. L’ HBsAg è una glicoproteina, ed è chiaro che nel caso del dna ricombinante noi non ci possiamo servire di cellule procariote perché queste non hanno capacità post traduzionali. LE CELLULE PROCARIOTICHE NON SANNO

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AGGIUNGERE GLICIDI, ZUCCHERI ALLE PROTEINE. Ma ci sono delle cellule eucariotiche che possono essere facilmente coltivate in vitro in grandi quantità, ad esempio le Saccharomyces cerevisiae. Il vaccino che si fa contro epatite b è prodotto proprio dalle fabbriche di birra praticamente perché il Saccharomyces cerevisiae è una cellula eucariota, un fungo e quindi aggiunge zucchero. Nel caso dell’HIV noi tutto questo non lo possiamo fare. Questa impossibilità risiere nella “quasi specie” perché c’è una forte variabilità visto che la trascrizione inversa non ha proof reading quindi non avendo la possibilità di correggere errori nell’ambito della trascrizione inversa noi abbiamo una serie di virioni diversi gli uni dagli altri sia all’interno dei diversi individui infetti ma soprattutto nei diversi stadi dell’infezione all’interno dello stesso individuo. La variabilità è particolarmente evidente in alcune zone di Env, mentre altri geni Tat sono GENI CONSERVATI ecco perché si è scelto come indicatore della vaccinazione questo gene.

In fig. percentuali virioni di HIV nei vari fluidi

Questi sono dati un po’ vecchiotti però danno informazioni sul problema della distribuzione

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dell’aids: come vedete purtroppo la stragrande maggioranza dei casi di AIDS conclamata sotto osservazione riguardano chi fa uso di sostanze stupefacenti e questo è dovuto molto probabilmente al fatto che le stesse sostanze stupefacenti oltre ad essere un veicolo meccanico (iniezione delle sostanze tramite siringhe infette), favoriscono anche l’ attecchimento del virus nel soggetto perché provocano uno stato di abbassamento delle difese naturali che dovrebbero bloccare le fasi iniziali dell’infezione. Non c’è nessuna differenza, state attenti, tra TRASMISSIONE ETEROSESSUALE e TRASMISSIONE OMOSESSUALE. Quindi la barzelletta che si raccontava all’inizio e che è stata poi anche la causa della diffusione della malattia, visto che agli inizi, quando scoppiò questa malattia, c’era questa legenda metropolitana che riguardasse solo le abitudini sessuali omosessuali , e così l’eterosessuale si riteneva immune ma non è così e i dati lo hanno confermato. C’è anche la TRASMISSIONE PERINATALE che è molto più diffusa in alcune aree geografiche del mondo come ad esempio in Africa. Poi c’è una TRASMISSIONE PER CAUSE IGNOTE e anche (sempre diffusa in regione prive di un controllato sistema sanitario) la TRASMISSIONE PER TRASFUSIONE EMATICA. Quindi quasi tutti, il 95 per cento di coloro che si infettano sviluppano poi la malattia con esito letale dopo un periodo di anni chiamato LATENZA CLINICA (attenzione al termine che non si riferisce alla LATENZA VIRALE infatti il virus è presente e si moltiplica quindi può infettare altre persone). Per tutto il periodo asintomatico la malattia viene contenuta e contrastata dalla risposta immune dell’organismo. Successivamente avviene una progressiva diminuzione dei Linfociti T CD4 positivi, che solitamente sono mille per microlitro e questa progressiva diminuzione conduce prima alla pre Aids e poi all’AIDS conclamata. Quando non c’è questo tipo di aggancio sul linfocita T helper noi non abbiamo alcun tipo di sintomatologia. Con la riduzione dei linfociti sotto il livello critico (soglia critica = 500 linfociti CD4 per microlitro) si iniziano a notare le manifestazioni cliniche.

Le MANIFESTAZIONE CLINICHE principali sono le infezioni OPPORTUNISTICHE: compaiono delle infezioni che prima non si vedevano e questo è il primo segnale di allarme, vi è quindi la COMPARSA DI INFEZIONI PROVOCATE DA AGENTI CHE

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NORMALMENTE NON DANNO INFEZIONE (nel senso di malattia). COMPARSA DI TUMORI NON USUALI (linfomi, cerebrali primitivi, Sarcoma di Kaposi) AIDS DEMENTIA COMPLEX, ovvero una COMPROMISSIONE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE (non si capiva all’inizio se era il virus stesso dell’HIV ad attaccare le cellule cerebrali, ma anche se è vero che riconosce, avendo il CD4, la MICROGLIA che non è altro che unione di macrofagi cerebrali ed è quindi vero che riconosce e può infettare queste cellule in realtà non è stato ancora provato che il virus in sé possa provocare danni a livello cerebrale anche se il rilascio della GP120 ha effetti sulla conduzione del sistema nervoso ). Oltre alla diminuzione dei linfociti T, i soggetti infetti da HIV presentano delle CITOPENIE PERIFERICHE in rapporto ad una profonda compromissione della capacità di sopravvivenza. I progenitori ematopoietici sono le CD34 positive del midollo osseo e del sangue circolante. Le CD34 non sono suscettibili ad infezione da HIV perché non hanno l’espressione del CD4 e la loro compromissione è soprattutto conseguenza del rilascio di alcune citochine, chemochine in questo caso. IL Tissue Growth Factor Beta 1 endogeno è rilasciato a causa della interazione della GP120 e della esposizione della TGF beta 1 esogeno iperprodotto dei macrofagi stimolati dal Tat. Anche qui come avviene per il sistema nervoso centrale gli elementi cellulari sono coinvolti in maniera indiretta sia attraverso la GP120 che fa agire la chemochina, sia attraverso il Tat che va ad agire come danneggiatore di queste cellule. Michael Jordan (? O Magic Johnson ??) è stato sieropositivo per un periodo lunghissimo. Un 5 per cento di coloro che contraggono il virus, e non sono pochissimi, infettati da 10, 12 anni e anche di più, non presentano segni della malattia, compromissione della risposta immune, e presentano un numero normale, sempre superiore alla soglia critica dei 500 linfociti T helper per microlitro. Se si riesce a capire com’è possibile che questi soggetti non abbiano mai sviluppato la malattia o comunque non l’abbiano ancora sviluppata, il problema dell’AIDS potrebbe essere risolto. Alcuni studi hanno dimostrato che c’è una minore capacità replicativa del virus infettante, che i ceppi che infettano questi individui sono risultati Nef negativi. Ma altri non hanno confermato questi studi, cioè non sono prove che hanno un valore altamente statistico. C’è un’elevata risposta immune dei linfociti T citotossici. C’è un’iperproduzione di chemochine che bloccano i co-recettori, poi c’è la produzione di sostanze antivirali da parte dei CD8 linfociti Tcitotossici killer…ma c’è altro??? Sicuramente c’è una base genetica di costituzione dell’individuo: ci sono individui naturalmente refrattari a tutte le malattie (quelli che non prendono mai l’influenza ad esempio) e questo può essere bello ma può avere anche conseguenze. (Tanti anni fa quando si iniziò campagna di vaccinazione contro l’epatite quelli che dovevano essere vaccinati con maggiore urgenza erano i chirurghi perché corrono rischi di entrare a stretto contatto con sangue infetto. Dopo seconda vaccinazione si andavano a vedere le risposta immuni degli anticorpi contro l’antigene s. Un gruppo di questi non aveva anticorpi.) In termine immonologico si dice che il sistema immunitario di quegli individui non vede l’antigene, è cieco nei confronti di quell’antigene, molto probabilmente non ha il clone corrispondente ma ancora non si sa. A volte questo fenomeno si ottiene per essere stati troppo esposti, un’IPERESPOSIZIONE, che si può ottenere per esempio in individui allergici tramite desensibilizzazione, ovvero si inocula l’antigene in modo tale che distrugga il clone soprapponendosi al pre-esistente . Le cellule che presentano al sistema immunitario l’antigene, sono le cellule APC (Antigen Presenting Cell). Questo antigene deve essere ristretto, non più con l’NHC in classe prima come avviene nella risposta, ma la presentazione deve avvenire tramite un NHC in classe seconda presente in macrofagi, cellule dendritiche, di Langerhans, ecc. Il linfocita che riconosce quel clone interagisce e parte la stimolazione. Se invece antigene salta questo livello di presentazione e va direttamente in contatto con il clone del linfocita che esprime il recettore per quell’antigene il clone linfocitario scompare, viene deselezionato anziché

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essere espresso. C’è un equilibrio molto delicato.

Ci si è lasciati andare alla fantasia volendo individuare addirittura le razze più suscettibili all’AIDS: ad esempio si disse che la razza “nera” era più suscettibile all’infezione visto il dilagare dell’AIDS in Africa ma in realtà non si considerava il fatto che in Africa non si hanno i soldi per comprare le medicine e nemmeno per comprare alimenti sufficientemente proteici ai bambini per poter far sviluppare loro gli anticorpi. Quindi l’elemento razziale non sussiste. Oppure dopo che si scoprì che in tutta la fascia del Maghreb dell’Africa che sta di fronte a noi c’era una bassa incidenza di AIDS si disse che era perché i popoli nordafricani hanno scarsa recettività per il virus, ma in realtà era sbagliato perché si scoprì che il minore contagio era conseguenza della migliore igiene sessuale e questo ha controllato il dilagare della malattia. Ci sono due componenti che noi possiamo sfruttare a nostro vantaggio nei soggetti con AIDS: dopo la trasmissione se noi da subito riusciamo a diminuire la carica infettante, da 1000 ad esempio a 100, noi creiamo una situazione di sieropositività si ma il viral load, il carico virale è basso e ci sono probabilità molto più remote che possano svilupparsi ceppi virali linfocitotropi. Infatti il punto centrale è che il motivo per cui da sieropositività si passa a pre-AIDS sta proprio nel fatto che virioni, possiamo dire mutati, iniziano ad attaccare linfociti T ( virioni linfocitotropi). Le chemochine vengono prodotte immediatamente dopo infezione e come vengono prodotte allo stesso modo vengono metabolizzate, molto velocemente. È possibile pensare ad una somministrazione iatrogena di chemochine come facciamo per l’interferon? È una possibilità, ma raggiungere la concentrazione giusta nel luogo giusto è molto difficile perché viene metabolizzata in fretta la chemochina. Una possibilità interessante è quella di incrementare invece la nostra capacità di produzione di chemochine. È sempre preferibile una stimolazione all’autoproduzione piuttosto che una somministrazione diretta. Normalmente i CD8 linfociti T citotossici sono i veri panzer del sistema immunitario, demoliscono le molecole infettanti, e ci sono soggetti iper-reattivi nei confronti delle infezioni grazie ad una grande forza di linfociti T citotossici e sono spesso proprio questi individui che facilmente superano anche influenza che oltre ad avere una grande resistenza naturale sono anche iper-reattivi nella risposta specifica. Noi abbiamo nei confronti di un’ azione di insulto virologico 3 livelli di risposta: la prima è una resistenza naturale quindi l’individuo reagisce contro quella particella virionica in maniera

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naturale, con chemochine, citochine, umori, fattori meccanici, ivo incluso anche fagocitosi (macrofago che incontra agente esterno che non è per forza antigene e quindi non ha bisogno di recettori, è meccanismo rapido). Il macrofago è attore fondamentale, perché la resistenza naturale all’infezione soprattutto avviene a livello macrofagico e avviene quotidianamente perché si hanno sempre almeno due livelli di aggressione continua dall’esterno (apparato respiratorio e apparato digerente). Ad esempio a livello dell’alveolo polmonare c’è una sentinella, il macrofago alveolare, che immagazzina tutte le schifezze che arrivano tramite vie respiratorie e le distrugge ma fa anche un’altra cosa: se queste cose che arrivano sono troppo nocive è disposto anche a sacrificare se stesso e morendo porta con lui tutto quello che ha fagocitato riversandosi in lume esterno ricoperto da un muco che ha continuamente un movimento che va da parti intime verso l’esterno ed è il colpo di tosse che esplica questo. La pellicola di muco tramite le ciglia porta fuori macrofagi con schifezze. Il fumo paralizza movimento ciliare e provoca ad esempio tosse del mattino ovvero l’espulsione di tutto quello che il movimento ciliare non è riuscito a mandar fuori. Il Macrofago di Kuppfer nel fegato invece si occupa di resistenza in sistema gastroenterico. Il fegato blocca tutte schifezze. Macrofago oltre al lavoro da spazzino del primo livello, al secondo livello ricopre la veste di principale famiglia di cellule capace di indurre risposte immunospecifica. Senza macrofago non possiamo avere risposta immune. Unico sistema che porta a morte certa è quello dell’assenza monocita-fagocita. Possiamo vivere anche senza linfociti paradossalmente ma senza monociti e macrofagi no. Si crea una sorta di Trade union tra resistenza naturale e risposta immunospecifica ovvero creazione di anticorpi e intervento di cellule panzer. Come mai HIV intervenendo su CD4 conduce a sfacelo del sistema immunitario e a morte? Perché CD4 linfociti T helper che poi vedremo sono gli organizzatori di risposta immune. Se ho un’infezione herpetica in realtà lesione non è dovuta a replicazione virus ma se ad esempio considero la cellula A infettata dal virione, posso notare che il virione non esce da questa cellula per infettare cellula B ma passa all’altra tramite desmosoma e la infetta velocemente. La Progressione della malattia continua anche in presenza di un elevato titolo anticorpale. Il linfocita T citotossico uccide cellula infettata, ma non basta questa eliminazione selettiva: nel frattempo virus dilaga senza esprimere ancora antigene in una nuova cellula e così via. A questo punto interviene il CD4 che arriva in questa sede e vede questa situazione e così inizia a rilasciare tutta una serie di citochine, tra cui la più importante è la gamma interferon, che non ha niente a che vedere con alfa e beta interferon. Queste citochine proteiche attraggono macrofagi e li bloccano sul posto: quindi, abbiamo cellule reclutate e bloccate in zona ben precisa. Queste cellule vengono attivate e distruggono tutto (sia cellule conclamatamente infette, sia cellule che non esprimono ancora l’antigene virale) ma sempre con fattori che circoscrivono azione, così il virus viene fermato, ma nel caso dell’herpes si forma la pustola. L’Elemento risolutivo è risposta aspecifica specificamente indotta che è una risposta aspecifica, perché il macrofago uccide tutto aspecificamente, ma è indotta dal linfocita T helper che l’ha indotta specificamente perché specifico ad esempio dell’herpes. Se questo riguarda l’epitelio dermico va bene ma se riguarda ad esempio sistema nervoso le conseguenze della risposta aspecifica specificatamente indotta sono drastiche. In un certo senso quando un virus colpisce il sistema nervoso sarebbe meglio lasciarlo fare ma ovviamente il modus operandi del nostro sistema immunocompetente è sempre lo stesso e quindi non fa differenza tra cellule dermiche e neuroni.

Sonia Siracusa

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Microbiologia15/03/2013 Prof. Iannello Francesca Bellomo

Oggi guardiamo un po' di immagini di microorganismi, consideriamo i più importanti in patologia.

Abbiamo parlato del biofilm, cioè della possibilità che i batteri possano aderire alle mucose e ai “device”, parola che indica quei piccoli strumenti come ad esempio i cateteri e le protesi, (qualcosa che comunque viene usato nell'interesse del paziente ad esempio per fare nutrizioni parenterali per tanto tempo a volte è necessario utilizzare dei cateteri), piccoli strumenti di plastica, il problema è che molti batteri aderiscono alle superfici di plastica anche se non hanno una capsula ben strutturata;avevamo anche parlato dei flageli, della flagellina e delle varie strutture che possono assumere i batteri flagellati;avevamo parlato delle spirochete che hanno un endoflagello, cioè un flagello all'interno;della funzione delle fimbrie che mediano l'adesione; Dei pili;

Questo è un acinetobacter , vedete la cellula batterica all'interno di questa capsula. È uno degli opportunisti più frequenti come agenti di infezioni ospedaliere, è un gram- resistente a moltissime molecole antibiotiche, quindi lo troverete sempre di più.

Come fanno i batteri (noi parliamo dei batteri ma non sono gli unici che danno problemi) a danneggiare l'ospite? Uno dei fattori che abbiamo incontrato come fattore di virulenza è, ad esempio, quel lipopolisaccaride dei gram-, chiamato anche endotossina. Esso è tipico solo dei gram-, mentre sia i gram+, sia i gram – , sono in grado di produrre delle proteine che si chiamano esotossine. Perchè si chiamano esotossine? Perchè vengono sintetizzate dai batteri e rilasciate nel mezzo in cui il batterio si trova. Quindi se noi siamo infettati da uno di questi batteri che è in grado di produrre una di queste molecole che vengono rilasciate, allora l'esotossina può passare in circolo e di solito si tratta di prodotti molto tossici che danno luogo a patologie che sono spesso mortali. Ad esempio: C.Tetani, C per che cosa sta? Per Clostridium. Le caratteristiche dei clostridi come genere quali sono? All'interno hanno strutture che permettono loro di sopravvivere.Se vi ricordate vi ho fatto vedere delle fotografie di bacilli con all'interno delle spore.

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I Clostridi , oltre ad essere sporigeni, hanno la caratteristica importantissima di essere anaerobi, cosa che li distingue dai bacilli, che invece sono aerobi. Queste, dunque, sono le caratteristiche fondamentali del genere Clostridium.

Tornando alla nostra classificazione, la parola che indica il genere la trovate [indicata] con l'iniziale maiuscola e con un punto, la seconda parola è la specie (quindi se trovate C. Tetani, sarà “Clostridium” Tetani). Non potrà mai esistere un altro genere di batteri che inizi anch'esso per “C” e venga indicato allo stesso modo? Quale potrebbe essere un altro genere di batteri che inizi per “C”? Il batterio della difterite come viene indicato? C. Diphtheriae. Ma quella “C” non sta ad indicare Clostridium ma Coryne, indicato sempre con la “C” abbreviata pur indicando qualcosa di completamente differente. Ogni batterio dobbiamo conoscerlo sia con il nome del genere che con quello della specie, se conoscessimo solo il nome del genere e non le specie più importanti in patologia rischieremmo di pensare che questo sia un Coryne bacterium, cosa completamente diversa da un Clostridium, anche se si tratta di batteri. Questi due batteri, però, anche se appartengono a generi completamente diversi hanno una cosa in comune: la capacità di produrre due esotossine.

Come mai non si muore più di difterite come si moriva una volta? E come mai anche i casi di tetano sono diminuiti? (queste due sono comunque due patologie mortali quando si viene infettati da questo microorganismo che produce la tossina).Che vuol dire immunità attiva e passiva?Che vuol dire tossoide o anatossina e antitossina?Immunità attiva: è possibile usare queste tossine, privandole del loro potere tossico mantenendo il potere antigene, come vaccini. Quindi questo antigene purificato dalla tossina viene chiamato tossoide o anatossina. Questo antigene quando viene somministrato induce la produzione di anticorpi svolgendo, alla fine, la funzione di un vaccino. Quindi le esotossine prodotte dai batteri sono prodotti estremamente tossici, che agiscono in quantità minime, che hanno un meccanismo d'azione ben definito, caratteristico per ogni tipo di esotossina. Per quanto riguarda, però, l'esotossina prodotta dal clostridium tetani e dal coryne diphtheriae, è possibile impiegarla come vaccini obbligatori nei primi mesi di vita. Una vaccinazione, quindi, è un'immunità attiva (viene somministrato un antigene, il soggetto cui questo antigene è stato somministrato produce degli anticorpi e si immunizza. Quando incontrerà nuovamente, ad esempio, un clostridium tetani che produrrà la sua tossina, avrà gli anticorpi circolanti che bloccheranno la tossina e la neutralizzeranno). È questo il motivo per cui dobbiamo fare faccini per numerose patologie infettive. In virologia avete visto il vaccino per l'epatite b, anche quella è una vaccinazione obbligatoria, e si usa uno degli antigeni, non si usa il virus. Della poliomelite pure, la vaccinazione è obbligatoria. Quindi ci sono diversi tipi di vaccini, i vaccini fatti nei confronti di questi due batteri che producono esotossine sono costituiti da questo tossoide o anatossina. I vaccini inducono un'immunità attiva (è il soggetto che risponde all'antigene).

Immunità passiva: (studente: somministrare direttamente l’anticorpo?)Ecco la famosa antitetanica che si fa al pronto soccorso quando arriva un paziente che si è punto un dito con un ferro arrugginito o a seguito di un incidente di macchina in cui c’è una ferita lacero contusa, piena di terra, in cui ci sono condizioni di anaerobiosi, per cui il C. Tetani si potrebbe trovare a suo agio,( perché le spore contaminano il terreno), in quelle condizioni è importantissimo fare una profilassi con anticorpi preformati (non possiamo, però, fare un’antitetanica, cioè

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immunoglobuline, ogni volta che ci tagliamo un dito magari in casa con un coltello pulito).Quindi le antitossine sono anticorpi presintetizzati, di solito si usano anticorpi specifici proprio per quella tossina, e quindi l’immunità viene conferita passivamente.

Qua abbiamo i meccanismi con cui un batterio può acquisire un DNA estraneo:-coniugazione: [per la quale sono necessari] quei famosi pili specializzati;- trasformazione;-trasduzione;questi sono dei meccanismi che possono essere importanti come meccanismi di acquisizione della capacità, per esempio, di produrre una tossina oppure per l’acquisizione della resistenza a molecole antibiotiche, (nell’ambito di una popolazione di batteri che possono scambiarsi, per esempio attraverso la coniugazione, un plasmide che codifica per la resistenza a molecole antibiotiche, il batterio che prima non era resistente a quella molecola dopo aver ricevuto il plasmide diventa resistente), moltiplicate questo fenomeno per milioni di cellule batteriche e avrete una popolazione, prima sensibile a una molecola, che può diventare resistente (e questi sono guai grossi che coinvolgono il paziente e il medico che, a un certo punto, si troverà di fronte una batteria di farmaci antibiotici che non potrà più usare perché i batteri sono diventati resistenti a tantissime molecole e questo succederà abbastanza presto).

Vediamo l’aspetto di alcuni microorganismi molto frequenti nelle patologie infettive:

S. AUREUS

“S” per cosa sta? Stafilococco, quindi “Stafilococco Aureus”, potrebbe anche essere S.epidermidis, e poi c’è tutta una serie di stafilococchi che sono tutti indicati in questo modo: S. e poi il nome della specie.Sullo sfondo cosa vediamo ?(non sono riuscita a trovare l’immagine che ci ha mostrato lei a lezione, si notavano però, oltre al batterio, anche i granulociti sullo sfondo) Con questo nucleo caratteristico? È un pus, sono leucociti nella maggior parte neutrofili perché si parla di batteri, gli stafilococchi, che, insieme agli streptococchi (anch’essi cocchi gram+), inducono la formazione di pus nei tessuti, (per esempio l’ascesso, il foruncolo, spesso sono causati da stafilococchi). Il pus è costituito fondamentalmente da leucociti polimorfonucleati neutrofili.L’aspetto degli stafilococchi è piuttosto caratteristico: vi ricordate che all’inizio abbiamo detto come gli stafilococchi si raggruppino a grappoli. Sono dei cocchi gram+ che si raggruppano a formare grappoli, “stafilo” vuol dire questo. Come mai si raggruppano così?Perché quando i batteri si dividono lo fanno per scissione binaria, cioè da una cellula ne derivano due, e restano aggregati tra di loro, per cui formano questi ammassi che sono molto caratteristici di questo genere di batteri.Naturalmente vedendo l’immagine noi possiamo dire soltanto che si tratta di stafilococchi.

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Abbiamo parlato alle interattive di diagnosi diretta e indiretta. In un campione biologico possiamo stabilire solo il genere, per dire se sia un Aureus, un Epidermidis, bisogna fare delle altre indagini, cioè si deve fare quella che prende il nome di identificazione: dobbiamo andare, per esempio, a valutare la produzione di un enzima,il comportamento nei confronti di uno zucchero. Questi sono dei test biochimici che servono a identificare sia il genere, a parte le caratteristiche morfologiche, sia la specie, e poi alla fine a completare la nostra diagnosi con il nostro antibiogramma.

Questi invece cosa sono? Streptococchi.Anch’essi, quando si dividono, restano attaccati tra di loro per cui sembrano dei bruchi, dei vermicelli, (visibili anche con colorazione di gram, in laboratorio non si usano microscopi di questo tip, – si riferisce ai microscopi a scansione-, usiamo un microscopio ottico).

Di questo ne abbiamo già parlato, è lo Pneumococco. Questo è il suo aspetto microscopico (l’immagine è di un preparato fotografato al microscopio ottico). Che cosa si vede?Potremmo dirlo anche se non ci fosse scritto che sono degli pneumococchi perché hanno delle caratteristiche morfologiche molto particolari: sono organizzati in diplococchi (due cellule).Si chiamano cocchi, però non sono perfettamente rotondi, hanno una forma a punta di lancia, a fiamma di candela, con un’estremità un po’ appuntita e un’estremità, invece, più rotondeggiante. Quando si colora un vetrino con gram e si nota una struttura di questo tipo al 99% sono pneumococchi. Questo può essere importante per fare una diagnosi diretta nel giro di un quarto d’ora. In queste fotografie non si vede la capsula ma questi batteri sono comunque capsulati ( se vi ricordate abbiamo parlato della capsula come fattore di virulenza).

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Neisseria Gonorrhoeae

Qua ci sono sempre diplococchi sul solito sfondo di leucociti neutrofili, perché anche le Neisserie inducono la formazione di pus.Neisseria è il genere, che si abbrevia con una “N.”, Gonorrhoeae è una specie. Un’altra specie importante è la Neisseria Meningitidis, uno degli agenti eziologici della meningite batterica.La Neisseria Gonorrhoeae causa un’altra di quelle patologie trasmesse sessualmente,(questo discorso è venuto fuori a proposito delle vie di trasmissione dei microorganismi). Neisseria Gonorrhoeae si trasmette attraverso i rapporti sessuali e dà origine ad una patologia che inizia a livello dei genitali ma può anche passare in circolo, mentre Neisseria Meningitidis viene, invece, trasmesso per via aerea pur appartenendo allo stesso genere. Interessano tra l’altro due apparati diversi: Meningitidis significa Sistema Nervoso, Gonorrea (o blenorragia) sgnifica, invece, Apparato Genitale.Sono diplococchi anche questi: gli Pneumococchi, però, sono decisamente gram+ e hanno quella morfologia particolare, mentre la Neisseria Gonorrhoeae sono dei diplococchi gram-, sono gli unici cocchi gram- le Neisseriae. Sono diplococchi ma hanno una morfologia diversa, non sono appuntiti, si dice che abbiano una morfologia a chicco di caffè.

Escherichia coli

E. coli l’abbiamo incontrato. Le piastre in figura, dette piastre di Petri, sono piastre tonde in cui ci sono dei terreni di coltura e sono dei mezzi con cui è possibile creare in vitro le condizioni adatte per fare crescere i microorganismi. Ce ne sono tanti tipi diversi. Quello che vedete in figura è una popolazione immensa di E.coli, (il terreno non è così scuro, ma molto più chiaro, però E. coli cresce in questo modo, creando delle colonie coloratissime -le colonie in figura sono state create

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strisciando in modo da diluire il tamponcino così da diminuire la quantità di batteri e ottenere, alle ultime strisciate, delle colonie isolate, con questo sistema si fa la semina dei materiali biologica sui terreni di coltura-).

Che cos’è una colonia batterica?È un aggregato di cellule batterie originate tutte da una singola cellula progenitrice, è questa la definizione di colonia batterica. Quando io voglio andare a fare quella che si chiama identificazione dei batteri che ho isolato dal mio paziente, qualunque sia il laboratorio di microbiologia, la prima cosa da fare è avere delle colonie isolate le une dalle altre in modo da poter poi andare a studiare quella colonia batterica, perché le cellule di quella colonia derivano tutte da una singola cellula batterica e quindi sono tutte uguali.

Oggi stiamo facendo un po’ una carrellata di microorganismi, ma di questi noi dobbiamo sapere tutto, tutto è impossibile ma le cose più importanti per ognuno dei batteri di cui parliamo e di cui poi voi dovrete affrontare lo studio, cercate di farvi uno schema mentale che poi è quello con cui di solito vengono scritti tutti i libri di microbiologia, cioè:

-Morfologia: si parte dalle caratteristiche del microorganismo, del genere. Abbiamo visto 4 esempi in cui la morfologia può essere importante (stafilococchi, streptococchi, pneumococchi e neisseriae, quattro cocchi ma con una morfologia diversa che permette la loro distinzione quando si fa un esame batterioscopico);

-Gram positività o negatività o eventualmente altri tipi di caratteristiche tintoriali: i micobatteri, per esempio, hanno delle caratteristiche per cui non possono essere definiti gram positivi, si colorano con un altro metodo;

- Habitat: gli stafilococchi, per esempio, dove si trovano? E. coli dove si trova? In quale ambiente sia, eventualmente (se è un ospite), del nostro organismo, sia in natura? (moltissimi di questi organismi si trovano anche in natura, a parte qualcuno che è ristretto soltanto all’ospite umano);

- Se si tratta di aerobi, anaerobi, aerobi facoltativi;

- Sporigeni o no: questo si applica soltanto a quei due generi, genere Clostridium e genere Bacillus. Per gli altri non c’è bisogno di dire che sono sporigeni, è inutile dirlo perché per definizione i batteri che producono le spore sono solo quelli;

- Terreni di coltura su cui si seminano;

-Tipo di caratteristiche biochimiche: fermentazione del lattosio, caratteristica importantissima che avete incontrato parlando di E. coli sicuramente. Caratteristica sfruttata in diagnostica tutti i giorni in tutto il mondo, questa di fermentare o meno il lattosio da parte di batteri gram-;

- Fattori di virulenza: come fanno questi batteri a dare le patologie che provocano?come fa un C. Tetani a uccidere una persona? Perché produce un’esotossina. Cosa fa il batterio quando entra nell’ospite e lo danneggia?

- Tipi di patologie (naturalmente non andiamo a parlare di sintomi clinici perché è troppo presto, nessuno lo pretende, però le cose di base): tipo di febbre, se parliamo di brucellosi, di malaria, ci sono dei tipi di febbre molto caratteristici e, dato che siete studenti di medicina, cominciamo a inquadrarli. Se un batterio da meningite lo dobbiamo sapere.

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E. coli, ad esempio, siamo abituati a pensarlo come a un commensale, il nostro intestino ne è pieno, è un saprofita importantissimo perché occupa tutta la flora normale di diversi organi, importantissima perché la flora residente occupa un sistema che altrimenti verrebbe occupato da altri microorganismi magari patogeni. Un esempio tipico è quando facciamo una terapia antibiotica prolungata, la cosa migliore che può capitare è che venga una candidosi orale, una delle cose peggiori è quella che si chiama colite da antibiotici , causata da un’altra specie che è il Clostridium, C. Difficile, che produce delle tossine e causa danni grossi alla mucosa intestinale in seguito alla somministrazione prolungata di antibiotici. Quindi E. coli è uno dei componenti più abbondanti di questa flora normale dell’intestino che non solo produce sostanze utili che vengono assorbite ma protegge anche dall’invasione da parte di altri generi di batteri che possono essere patogeni.

E. coli guardate quanti fattori di virulenza ha

Naturalmente non tutti gli E. coli sono in grado di produrre tutta questa serie di tossine però nell’ambito della specie E. coli, possono esserci dei ceppi, cioè dei gruppi di “individui”, che hanno tutte le caratteristiche della specie Coli però, per motivi vari, hanno la capacità di danneggiare l’ospite in modo anche abbastanza importante perché producono tutta una serie di fattori di virulenza tra cui ci sono, delle tossine che danneggiano gravemente la mucosa intestinale, delle

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tossine che causano solo uno squilibrio idroelettrolitico ( che danno diarrea, per esempio). Non è normale che E. coli dia diarrea. Potrebbe essere stato infettato da un batteriofago, per esempio, che gli conferisce la capacità di aderire alla mucosa, colonizzarla e danneggiarla, e nell’ambito di questa specie Escherichia Coli, c’è la possibilità che ci siano tutta una serie di ceppi batterici che possono causare patologie anche gravi.( Ovviamente non dovremmo ricordarci tutti questi fattori di virulenza ma una buona parte si)

Shigella

Klebsiella

Salmonella

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E. coli, Shigella, Klebsiella, Salmonella, sono tutti batteri gram- che appartengono alla famiglia delle enterobacteriaceae, grossa famiglia di batteri importantissimi anche in patologia umana. Se li guardate sono tutti bacilli. Che differenza c’è tra Shigella e Klebsiella? La Klebsiella ha in superficie uno strato che la Shigella non ha , la Klebsiella è capsulata. In figura ci sono colonie di Klebsiella, però se facciamo una colorazione di gram di uno qualunque di questi batteri, vedremo sempre bacilli gram-, basta, non potremmo discriminare quale sia. L’esame batterioscopico, quindi, cioè l’esame microscopico del materiale, non è sufficiente a identificare il batterio con cui abbiamo a che fare. (ripete il concetto).(Parlando della figura in cui si vede la salmonella) Cosa sono questi filamenti? Sono dei flagelli. Le salmonelle sono mobili.

Ci rimane da vedere la struttura dei funghi e dei protozoi.I miceti sono grosse cellule eucariote, se parliamo delle muffe e diciamo che ci sono, conidi, le ife e i funghi dimorfi che hanno una morfologia caratteristica , rimangono parole se non andiamo a cercare le immagini

(durante la lezione la prof. ha ribadito di cercare le immagini su google, soprattutto per i miceti e i protozoi e che quanto detto a lezione non è sufficiente a una preparazione di medici quindi è necessario l’approfondimento sui testi)

15/03/2013

Virologia Dopo quello che abbiamo visto ieri sui retroviridae, è tempo di affrontare gli altri virus a RNA.

I retroviridae, lo dice il nome stesso, sono dei falsi virus a RNA. I veri virus a RNA sono suddivisi in due grandi gruppi: - virus a RNA a polarità positiva - i virus a RNA a polarità negativa.

I virus a polarità positiva, (sgombriamo subito il campo poi li facciamo sistematicamente), rappresentano un elemento forse unico nella fenomenologia macromolecolare dell’interazione virus/cellule perché è vero il fatto che questo genoma che loro portano all’interno è esso stesso un RNA messaggero, quindi ha una doppia funzione, ed è anche vero il fatto che l’essere mRNA non richiede un momento trascrizionale. Una volta che il virione è penetrato dentro la cellula, quest’ultima comincia immediatamente a produrre proteine virali senza nessun bisogno di alcun momento trascrizionale. Nel giro di pochi minuti noi osserviamo la cellula infettata da questi virus che subisce delle alterazioni di effetto citopatico drammatiche: - il nucleo si sposta completamente alla periferia, viene schiacciato;- tutta la cellula diventa letteralmente infarcita di particelle virioniche.

Nel giro di poche ore, massimo tre-quattro ore, la cellula scoppia,esplode, e libera all’esterno una miriade di virioni che andranno subito ad infettare altre cellule. Vi è un fenomeno particolare [si riferisce al cut off] e unico in tutto l’altro modo di interagire degli altri virus che un po’ contraddice quello che ci siamo detti fino ad esso, (ovvero che vi è una sorta di agreement biologico tra il virus e l’ospite, quindi si cerca di fare il meno danno possibile in modo che coesistano e coevolvono). Questi [virus, invece] non hanno compromessi, anzi addirittura sono gli unici a causare il fenomeno del cut off, cioè [da una parte] quello è un mRNA messaggero e comincia a produrre le proteine virali, [dall’altra] si blocca completamente la sintesi proteica cellulare: non partono più mRNA dal nucleo e gli mRNA presenti nel citoplasma non vengono tradotti dai ribosomi, [questo è il] cut off proteico. Le uniche proteine che la cellula produce sono proteine virali.

Il contraltare che è rappresentato da virus a RNA a polarità negativa. Sono tantissimi, ma noi prima della fine del corso ci dovremmo occupare esclusivamente di due famiglie: Ortomixoviridae e Paramixoviridae. (Una volta questi virus venivano considerati tutt’insieme, vecchi libri di testo parlavano di mixovirus, perché hanno, in effetti, una caratteristica in comune che è quella di infettare le cellule della mucosa respiratoria, per lo meno come prima fase dell’infezione -ricordatevi sempre il concetto di target primario e target secondario: Il target primario di tutti i mixovirus è l’apparato respiratorio-. Sono tutti virus trasportati dall’aria con le goccioline di fluo. Detto questo le similitudini finiscono e dall’avvento della microscopia elettronica si capì che si stavano studiando cose diverse). Quando si guardò un preparato in microscopia elettronica di un virus del morbillo, per esempio, che è un paramixoviride, e lo si paragonò ad un virus influenzale, ci si rese conto che erano due bestie completamente diverse.

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Prima di tutto le dimensioni: 80-90, massimo 100 nm per i virus influenzali (ortomixovirus), 160-180 nm, molto più grossi, i paramixovirus. Le differenze non sono solo queste, sono molte di più e costituiscono un oggetto di studio particolare che adesso vedremo di analizzare.Nell’analisi degli orto dovete tenere presente un fatto: l’attore principale, o meglio l’attrice, che dir si voglia, non è più il virione, ma è la cellula infettata. Il discorso per come viene posto, nell’interazione virus/cellula, nella stragrande maggioranza dei libri di testo è concettualmente sbagliato. L’unica cosa è che il virione circolante, quando io do un colpo di tosse o un paziente portatore o infetto trasmette questo virus, è una macromolecola di virione inerte caratterizzato dal fatto che all’esterno presenta due peplomeri, perché è dotato di intelov, che sono: - neuroaminidasi; - emoagglutinina. L’emoagglutinina si attacca all’acido sialico delle cellule dell’apparato respiratorio. Fatto questo tutto il resto che succede è una sorta di delirio suicida della cellula dell’apparato respiratorio: 1) [la cellula] comincia subito con consumo e dispendio di energia a creare una struttura che noi definiamo virion pit, pozzo virionico. Vuol dire che c’è un movimento di introflessione della membrana esterna della cellula respiratoria che trascina all’interno l’intera particella virionica.2) Una volta che questa particella virionica è dentro questo virion pit, il virion pit si chiude e diventa il vero e proprio vacuolo contenente il virione. 3) A questo vacuolo contenente il virione si accosta un lisosoma. Voi penserete “bingo”, abbiamo distrutto il virus, [tramite una] fusione fagolisosomiale lo digeriamo, NO! 4) Grazie a questa fusione fagolisosomiale creiamo un movimento ionico nella peplos del virus stesso e la cellula fa due cose fondamentali: denuda completamente il virus e libera il genoma che, [come] adesso vedremo, non è un genoma come tutti gli altri; attiva l’enzima virionico (enzima che non c’è nelle nostre cellule , è una RNA polimerasi-RNA dipendente, perché l’RNA di questo virus, essendo a polarità negativa, non può fungere da mRNA, ha bisogno di un momento trascrizionale, ma noi nelle nostre cellule non trascriviamo mRNA a partire dall’RNA, noi lo facciamo dal DNA).

Un’altra particolarità che dovete sottolineare è che è l’unico virus che presenta un’organizzazione del genoma segmentata. Sono dei veri e propri microcromosomi: otto o, per alcuni stìpiti, anche nove segmenti di RNA. Questa è una condizione fondamentale, perché da ciò conseguono tutti i guai che noi passiamo con questi virus. Avendo questa frammentazione del genoma, capite bene che, quando c’è la coinfezione di stìpiti virali diversi, questi microcromosomi si possono mescolare tra di loro dando origine a nuova progenie virale (di questo poi ne parleremo con calma).

Vediamo cosa succede facendo sempre la storia dell’infezione:

(Questi microcromosomi [sono] veri e propri nucleocapsidi a simmetria elicoidale, ciascuno di essi, come succede con le proteine istoniche: ce li avete presente gli istoni che accompagnano il nostro DNA nelle strutture cellulari? Queste proteine capsidiche non fanno altro che proteggere questi microcromosomi. Ecco perché si dice che sono virus a simmetria elicoidale -è sbagliato, però, perché non è una simmetria elicoidale totale come potete vederla nel virus della rabbia, come lo vedremo nel morbillo, come lo vedremo nel virus della parotide, dove è l’intero genoma ad avvolgere a spirale il capsomero ma sono tanti piccoli virioni, quasi individuali-).

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Succede un’altra cosa pazzesca: il destino di questi microcromosomi sarebbe segnato se restassero nel citoplasma, perché nel citoplasma noi abbiamo sia proteasi sia RNAasi , che potrebbero tranquillamente degradarli e distruggerli. A questo punto ( di nuovo protagonista la cellula, ditemi voi se non è suicidio questo!) la cellula si prende cura di ciascun microcromosoma, lo aggancia con delle proteine carrier che operano un trasporto di questi microcromosomi, dal citoplasma al nucleo. Unico esempio in natura di un virus a RNA che si replica, a livello nucleare. Questo lo fanno i virus a DNA, mentre tutti i virus a RNA si replicano a livello citoplasmatico senza toccare il nucleo ad eccezione, appunto, del virus influenzale che viene trasportato a livello nucleare.

Comincia l’azione dell’RNApolimerasi-RNA dipendente, partono gli mRNA che vengono tradotti in proteine, le proteine che servono alla costituzione dei microcromosomi figli della progenie virale tornano nel nucleo dove si assembleranno intanto con i nuovi figli originati da una forma replicativa intermedia dallo stampo dell’RNA, come dicono i libri, parentale, diciamo originario, infettivo.

La cellula, ora, fa una cosa di una gravità inaudita, si prende cura di alcune strutture, principalmente tre: la proteina così detta di matrice “M”, la neuroaminidasi e l’emoagglutinina.

Le prende e le piazza sulla membrana citoplasmatica, ma non come nel caso degli ortomixovirus [ penso che intendesse paramixovirus] su tutta la membrana citoplasmatica, (vedete non c’è nei libri questo concetto), ma soltanto sulla parte della membrana citoplasmatica esterna che dà verso il lume respiratorio.

Se voi avete presente l’epitelio respiratorio, una palizzata di cellule dove ci sono due componenti della membrana di queste cellule che sono a contatto con le cellule di cinioni (15:07), poi c’è la parte della membrana che ha tanti microvilli che va verso il lume e poi c’è la parte importantissima della membrana di queste cellule che poggia sulla membrana basale, quindi rapporto con l’interno dell’organismo del sistema connettivale. Non ci va l’ortomixovirus là dentro, perché nel riprodursi tutti i mixovirus figli vengono gemmati, espulsi, nel lume respiratorio. Questo fenomeno prende il nome di polarizzazione replicativa. (Studentessa: professore può ripetere per favore? Professore: ripete il concetto).Fa ancora di più la cellula. Una volta che i microcromosomi si sono organizzati, li trasporta verso l’esterno dove c’è organizzata l’emoagglutinina, la neuroaminidasi e la proteina m e avviene il processo [di gemmazione] , con dispendio di energia inverso rispetto a quello che avevamo visto all’inizio, (cioè della formazione del pozzo virionico). Quindi avviene verso l’esterno una gemmazione, un budding, come dicono gli inglesi. Con l’azione terminale della neuroaminidasi che digerisce gli ultimi residui di acido sialico si stacca il virione maturo che va all’esterno. Capite bene che per fare tutto questo,altro che cut off, la cellula deve essere viva, con piena proprietà di sintesi macromolecolare, perché tutto è finalizzato alla produzione dei virus che devono liberarsi nel lume respiratorio ed infettare. Quindi non è un’infezione sistemica, ragazzi, vi devo dare una grande delusione perché dalla sintomatologia, che voi vedrete quando farete i medici, la prima cosa che si pensa riguardo l’influenza è che sia un’infezione generalizzata, perché i sintomi che la persona presenta sono sintomi sistemici: febbre, dolori articolari, quant’altro. Nel sangue, invece, non c’è una viremia, ci sono solo tracce, piccola cosa.

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Diverso è quello che succede nei paramixoviridae, e poi lo vedremo, dove, per esempio, un virus del morbillo, penetra attraverso l’apparato respiratorio, però siccome non ha la polarizzazione, quando si replica, quando avviene il fenomeno del budding, invade il sistema connettivale, supera la membrana basale, va nel connettivo, infetta le cellule granulocitarie principalmente, i granulociti lo inglobano e lo portano a spasso in tutti gli organi linfoidi. Il bambino, usiamo questo termine, non ha ancora la manifestazione del morbillo, ce l’avrà dopo che il virus avrà fatto i sincizi, avrà coinvolto il sistema reticolo-istocitario. Si avrà, infatti, una seconda intensa viremia ma a questo punto [il virus] trova un territorio sensibilizzato, dalla reazione immuno-allergica ad antigeni virali e dalla reazione immunitaria, abbiamo il rush esantematico ed enantematico, quindi tutto l’organismo comincia a manifestare una reattività nei confronti, questa si di un’infezione sistemica, che non va sottovalutata, è grave, non è una stupidaggine. (chiusa parentesi, poi li vedremo questi, non vi preoccupate).

Perché abbiamo quella sintomatologia allora nell’influenza?Perché, ve l’ho già detto, è un forte induttore di interferon. Quello che voi sentite non è dovuto all’azione del virus, è indiretta la cosa. Siccome aumenta paurosamente l’interferon endogeno, che noi produciamo, noi avvertiamo quella sintomatologia: rialzo febbrile e quant’altro, che scatena tutta una serie di cascate biochimiche e citochimiche,( quindi rantes, tnf, interferon alpha e beta, interleuchina uno, interleuchina due, e tutto il resto), che sono i responsabili della sintomatologia che, guarda caso, è atta ad arginare e bloccare l’infezione, primo fra tutti il rialzo febbrile. È grazie al rialzo febbrile che noi possiamo abbassare la capacità re plicativa. (È esperienza comune, se parlate in famiglia o con parenti o amici: “ha preso un febbrone così elevato però dopo due-tre giorni si è alzato e stava benissimo”, mentre se vi viene la febbricola, non c’è il rialzo febbrile, e ve la trascinate per giorni e giorni con senso di spossatezza, perché si crea un equilibrio che vi porta a non poter eliminare rapidamente il virus. E ne consegue il discorso di non essere necessariamente attaccati all’antipiretico. Questo è un concetto che dovete prendere “cum grano salis”. Il principio è che se la febbre è il principale meccanismo antivirale naturale, che noi possediamo, abbassare la temperatura con metodi iatrogeni, la “suppostona” di tachipirina, non è il massimo. Dovete stare attenti in età pediatrica. Perché c’è un problema. Se la temperatura supera determinati gradi, 39 e mezzo-40 ecc, il bambino, specialmente se è piccoletto, può andare incontro a convulsioni febbrili. Però ragazzi, l’incubo della convulsione febbrile non vi autorizza a mortificare il principale sistema di difesa che noi abbiamo. Allora, in una mano tenete la supposta di tachipirina, nell’altra mano il termometro).

Si potrebbe fare un esperimento: se io inoculo l’interferon a qualcuno di voi, avvertirete dei sintomi influenzali. (Se volete divertirvi prendete una vasca da bagno riempitela di acqua bollente, non da ustione, vi calate là dentro, dopo un po’ vi sentirete influenzati, perché il bagno caldo è un potente induttore di interferon. Va da se ragazzi che è importante, serve ogni tanto farsi un bel bagno caldo, perché stimola le nostre difese).(divagazione sulla sauna finlandese…)

Quello che ci ha turbati come virologi è stata la reazione irrazionale dell’opinione pubblica alla mucca pazza . Il popolo non mangiava più manzo ma era una cosa assurda perché l’eventuale trasmissione avviene con le frattaglie, poi ne parleremo dei prioni, ma la carne rossa lontana dalle ossa si poteva mangiare tranquillamente. La gente comprava solo carne di pollo.

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Quando è scoppiato il fenomeno dell’aviaria il popolo, viceversa, non consumava più carne di pollo, cosa assurda perché il virus si trasmetteva per via aerea quindi la carne del pollo si poteva mangiare. Il virus aviario non ci può attaccare perché nei residui di acido sialico, il nostro acido sialico che riconosce l’emagglutinina dei ceppi umani è diverso nella struttura del galattosio dall’acido sialico che hanno i polli, i tacchini, gli struzzi ecc, quindi non è la stessa cosa. Vero è che non è da escludere una contaminazione. Questo è il problema. Non è tanto il virus aviario in se stesso a preoccuparci, è il fatto che col tempo può mescolarsi, siccome abbiamo questi microcromosomi. Se un virus aviario coinfetta con un virus umano può nascere un nuovo virus, completamente nuovo. Allora questo è il concetto: noi abbiamo un rimescolamento grosso, molto lungo negli anni, che genera delle pandemie pericolosissime, perché il virus è completamente nuovo. Per esempio, quello che noi storicamente ricordiamo è la pandemia del 15-18 in occasione della Prima Guerra Mondiale. In questa occasione, questo virus ha causato più morti della guerra, più di 200 milioni di morti causati da questo virus. Ogni 80, 100, 120 anni, dipende dalle condizioni, noi potremmo assistere ad un rimaneggiamento simile a quello che successe allora agli inizi del ‘900. Siamo nel 2013 e quindi siamo vicini a qualcosa del genere. Quindi è chiaro lo stato di preagitazione e preallarme. È vero che noi adesso abbiamo i vaccini, è vero che abbiamo una medicina più sviluppata rispetto all’inizio, ma in termini globali di condizioni socio-sanitarie globali, la terra è in condizioni peggiori rispetto agli inizi del novecento. Perché solo una minima parte della popolazione mondiale vanta una situazione igenico-sanitaria ottimale, la stragrande maggioranza vive in condizioni ideali per la trasmissione pandemica del virus, pensate a megalopoli come il Cairo, Nairobi, Città del Messico, dove milioni e milioni di individui vivono ammassati in condizioni igenico-sanitarie carenti. Se si diffonde lì una pandemia siamo rovinati. Questo è il pericolo di questi virus, ed è dovuto tutto a questa organizzazione in microcromosomi. Per cui i loro cugini ti danno un’infezione e rimani immune per tutta la vita, perché rimangono sempre gli stessi: hai il morbillo una volta e non lo prendi più; ti prendi la parotide e non la prendi più. Perché vi è una stabilità antigenica nel tempo. Ti prendi l’influenza quest’anno e l’anno nuovo te la prendi di nuovo, se vuoi non prenderla ti devi rivaccinare perché il virus cambia continuamente, cambia di poco ogni anno, però può cambiare in molto quando dà origine ad una pandemia più generalizzata.

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Batteri – Protozoi – FunghiProf. Iannello

Durante l'ultima lezione abbiamo definito cosa sono le esotossine, che cosa vuol dire immunità attiva e passiva, l'impiego di prodotti tossici di batteri, però prodotti tossici privati del potere tossico come i vaccini.Avevamo anche visto delle immagini di batteri: questo è uno stafilococco; gli streptococchi vedete formano delle catene L; questi sono diplococchi Gram-negativi neutrofili (polimorfonucleati), e dico che sono neutrofili perché si tratta di batteri piogeni, cioè che inducono la formazione di pus, e nel pus ci sono i leucociti che intervengono e di solito hanno la peggio, per cui vanno in una forma di degenerazione.E qua ci sono un po' di Neisserie che sono cocchi Gram-negativi e sono agenti eziologici. La Neisseria gonorrhoeae é agente eziologico della blenorragia o gonorrea, che è unapatologia a trasmissione sessuale.Un'altra specie importantissima di Neisserie è la Neisseria meningitidis che è uno degliagenti eziologici di meningite batterica. Queste qua sono delle piastre su cui vengono seminati i materiali biologici e la semina viene fatta con una tecnica adatta a mettersi nelle condizioni poi di isolare delle colonie, cioè di poter prendere con un ago delle colonie isolate dalle altre e poi di fare successivamente degli studi di identificazione biochimica o antigenica.Quando abbiamo parlato di esotossine l'altro giorno abbiamo detto che fino a tantissimi anni fa si pensava che soltanto i Gram-positivi producessero esotossine, mentre le endotossine o lipo-polisaccaridi fanno parte della struttura dei Gram-negativi. Questo nonè assolutamente vero, cioè molti Gram-negativi producono esotossine.Questo è un elenco di fattori di virulenza di Escherichia coli, il quale è un normale saprofita del nostro intestino, è utilissimo, fa parte della flora normale però ci sono dei ceppi che appartengono a questa specie che possono dare patologie anche gravi perché possono produrre diversi fattori di virulenza, come per esempio tutta una serie di esotossine oppure possono aderire alle mucose e poi quindi infettare. Per cui Escherichia Coli può essere un ottimo esempio di gram-negativo che produce esotossine oltre ad avere naturalmente il lipo-polisaccaride perché è un gram-negativo. Quando abbiamo parlato della struttura della membrana esterna dei gram-negativi, lì c'è un costituente che è il lipo-polisaccaride.Questa è una Klebsiella, un entero-batterio che siccome è capsulato dà delle colonie di questo aspetto che si chiama mucoso. L' Escherichia coli non è capsulato quindi le colonie non si possono definire mucose. L'aspetto di batteri importantissimi quali sono gli enterobatteri, di cui fanno parte Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Proteus e Klebsiella, cioè quelli che abbiamo visto prima, in effetti quando facciamo la colorazione di Gram hanno tutti la stessa morfologia, cioè sono dei bastoncelli, dei bacilli (cioè cellule allungate) Gramnegativi perché sono colorati in rosa, se fossero Gram-positivi dovrebbero essere colorati in viola.Oltre alla morfologia dei batteri è necessario distinguerli in base a delle caratteristiche che sono sopratutto caratteristiche biochimiche, per cui in particolari tipi di terreni è possibile

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distinguere in base a caratteristiche biochimiche un tipo di batterio dall'altro.Qua possiamo dire, in questo particolare terreno diciamo che questa è una salmonella, mentre queste colonie che hanno colorato in arancione il terreno e che comunque non sono nere sono Escherichia Coli, in base proprio a una caratteristica biochimica. Quindi non è solo la morfologia che distingue i batteri, anzi in rari casi è possibile distinguere i batteri uno dall'altro solo in base alla morfologia. Per esempio per gli entero-batteri è importantissimo valutare le caratteristiche biochimiche dei batteri che abbiamo isolato dal nostro ospite.La salmonella da come patologia il tifo epidemico; la parola "tifo" significa stato stuporoso quindi ci sono anche altre patologie che non sono da salmonella ma che vengono chiamate tifo ma in ogni caso la salmonella è agente del tifo che è relativamente frequente nelle nostre zone. Ci si infetta ad esempio con le cozze crude. Quindi la salmonella è uno degli agenti eziologici che si possono introdurre con gli alimenti e poi vengono eliminati con le feci. Quindi è un esempio di microrganismo a trasmissione oro-fecale.Non tutti i batteri possono venire incasellati nella Gram-positività o Gram-negatività, ce n'è qualcuno come i micobatteri (es. M. Tuberculosis che significa micobatterio tuberculosis, la prima lettera maiuscola appuntata è il genere, le parole seguenti indicano la specie oppure M. Leprae). Di questi due uno causa la tubercolosi e l'altro causa la lebbra, che non è una patologia scomparsa ma ci sono ancora tanti casi di lebbra. Per questo genere di batteri (micobatterio) anche se si possono colorare con la colorazione di Gram e trovate scritto che sono Gram-positivi, questa non è la colorazione che si usa per evidenziare i micobatteri.A parte la colorazione di Gram esistono altre colorazioni in microbiologia. Quella di cui dovete ricordare il principio e non i tempi tecnici è una colorazione che si usa per i micobatteri e per qualche altro tipo di batterio e viene chiamata colorazione di Ziehl-Neelsen (il nome della persona che ha messo a punto questa colorazione).A cosa è dovuta questa necessità di usare questa colorazione invece della colorazione di Gram per distinguere i micobatteri da altri batteri? E' dovuta alla costituzione chimica della parete cellulare. Cercate di focalizzare bene i vari strati di cui è composta una parete cellulare o comunque di cui sono composti gli involucri di una cellula batterica, e cercate di non fare confusione tra parete cellulare, eventualmente membrana esterna dei Gramnegativi e la capsula perché sono degli strati ben definiti e ben precisi. Se parliamo di parete cellulare abbiamo detto che la parete cellulare di tutti i batteri è costituita fondamentalmente da peptido-glicani.Poi abbiamo visto le differenze tra Gram-positivi e Gram-negativi nello strato di peptidoglicano ecc.La parete cellulare di questi micobatteri oltre ad avere il peptido-glicano ha tutta una serie di altri componenti tra cui molti lipidi, ci sono anche polisaccaridi, ci sono sostanze che vengono chiamate cere, ci sono dei fosfatidi, dei solfatidi, ci sono tutta una serie di componenti che non abbiamo incontrato nella parete cellulare degli altri batteri che costituiscono uno strato spesso che è impermeabile alle colorazioni: cioè se cerchiamo di colorare dei micobatteri con la colorazione di Gram si colorano ma si colorano molto male, quindi non possiamo distinguerli bene.

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Inoltre questa parete conferisce ai micobatteri una caratteristica che viene chiamata alcolacido resistenza. Che vuol dire? Si riferisce a una caratteristica che viene sfruttata nella colorazione, quindi non centra niente con una resistenza nell'ambiente che pure i micobatteri hanno. Quando parliamo di alcol-acido resistenza ci riferiamo al comportamento dei micobatteri nei confronti dell'alcol e dell'acido, ora vediamo perché. Nella colorazione di Gram abbiamo detto che si fissa il preparato sul vetrino, poi si usa un primo colorante che è il violetto di Genziana, poi ci si aggiunge il Lugol, poi si fa una decolorazione con alcol e acetone e poi si colora con un altro colorante in modo da evidenziare i batteri che si sono decolorati con l'alcol.Il principio della colorazione di Ziehl-Neelsen è molto simile, cioè anche qua si mette il preparato su un vetrino che può essere una colonia presa da un terreno di coltura o un espettorato; viene fissato ma questa volta si usa un primo colorante che si chiama fucsina fenicata (cioè addizionata di acido fenico) e questa colorazione viene fatta a caldo; a questo punto, stesso discorso della colorazione di Gram, tutti i batteri presenti in un preparato che stiamo colorando, sia i micobatteri che gli altri batteri, si colorano con questo primo colorante che colorerà i batteri in rosso perché la fucsina è un colorante rosso. A questo punto facciamo una decolorazione però questa volta non solo con l'alcol come abbiamo fatto nella colorazione di Gram o con alcol e acetone ma facciamo una decolorazione impiegando una soluzione di acido cloridrico in alcol. E' un trattamento piuttosto drastico questo. A questo punto soltanto i batteri che hanno quella caratteristica della parete cellulare cioè questa parete così complessa riescono a resistere alla decolorazione, cioè non vengono decolorati dall'alcol e dall'acido. Questo vuol dire alcol- acido resistenza.Quindi soltanto i micobatteri resteranno colorati in rosso, mentre tutti gli altri batteri verranno decolorati dal trattamento con alcol e acido. Poi si usa un colorante di contrasto che questa volta è il Blu di Metilene per colorare eventuali batteri che si sono decolorati e quindi si coloreranno in blu. E' lo stesso principio in fondo della colorazione di Gram, quello che cambia sono i coloranti e i decoloranti, però il principio è coloriamo tutti i batteri con qualche cosa che li colora tutti, decoloriamo in modo praticamente selettivo, evidenziamo quelli che si sono decolorati con un altro colorante diverso dal primo, il principio è questo.Altro microrganismo un po' particolare per cui non si usa la colorazione di Gram è il Treponema pallidum (treponema è il genere, pallidum è la specie) ed è l'agente eziologico della sifilide umana, che abbiamo detto all'inizio che è una Spirocheta, cioè uno di quei batteri allungati che sono avvolti a spirale su se stessi e sono mobili. Il problema del Treponema pallidum, per chi lo vuole osservare, è che non si può evidenziare con la colorazione di Gram perché ha un diametro sottile e addirittura inferiore al potere di risoluzione del microscopio ottico. E' stato chiamato pallidum per questo e si può colorare con l'impregnazione argentica.Dato che sono mobili si possono però anche evidenziare con il microscopio in campo oscuro poiché muovendosi riflettono la luce e finché si muovono si riesce a vederli, quando non si muovono più (perché sono morti ad esempio) non si possono più osservare. Quindi non tutti i batteri rientrano nella classificazione Gram-positivi o Gram-negativi; la

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maggior parte sì però ce n'è qualcuno che fa un po' eccezione.Quando abbiamo parlato della parete cellulare abbiamo detto che è una struttura costante di tutti i batteri però come al solito c'è un'eccezione. Abbiamo anche detto che la membrana plasmatica dei batteri non contiene steroli, mentre quella delle cellule eucariote contiene steroli. Tutte le cellule batteriche hanno una parete cellulare, hanno un involucro rigido che gli conferisce resistenza e una forma ben definita ma con un'eccezione rappresentata da questo gruppo di batteri che si chiamano micoplasmi. Questo è un genere di batteri che è molto importante in patologia umana e ha queste caratteristiche: non hanno parete cellulare e hanno la membrana plasmatica che contiene steroli, quindi fanno eccezione per due motivi. Le patologie dovute al micoplasma sono diverse, danno patologie a livello dell'apparato respiratorio (danno una forma di polmonite frequentissima nei bambini), e poi c'è tutta una serie di micoplasmi che danno patologie all'apparato urogenitale e sono agenti molto frequenti di uretriti e di infezioni dell'apparato urinario.La parete cellulare è bersaglio di numerose molecole antibiotiche,cioè ci sono tantissimi antibiotici che vengono usati nella terapia delle malattie infettive però non agiscono tutti nello stesso modo.Le penicilline, che sono le prime molecole antibiotiche ad essere state scoperte e poi un altro grande gruppo che è quello delle cefalosporine, che meccanismo di azione hanno? L'inibizione della sintesi della parete cellulare dei batteri. Abbiamo detto che il batterio sintetizza la propria parete cellulare per difendersi dall'ambiente esterno e per infettarci, se arriva un antibiotico che inibisce la sintesi della parete evidentemente toglierà al batterio una componente importantissima poiché i batteri senza parete non sopravvivono nell'ambiente.I micoplasmi, invece, riescono a sopravvivere nell'ambiente senza parete perché non la possiedono per conto loro. Siccome il bersaglio delle penicilline è la sintesi della parete cellulare, in termini pratici se arriva un bambino a cui è stata diagnosticata una polmonite da micoplasma voi gli dareste mai un antibiotico tipo la penicillina o le cefalosporine? No, non avrebbe nessun effetto.Ci sono altre molecole che agiscono sui micoplasmi perché ad esempio vanno ad agire sulla sintesi proteica, ma non utilizzeremo mai un antibiotico che ha l'effetto di inibire la sintesi della parete cellulare perché questi batteri la parete cellulare non ce l'hanno; quindi biologicamente fanno eccezione, in termini pratici queste cose le dobbiamo sapere assolutamente perché se no sbagliamo la terapia. Un altro tipo di batteri particolari sono le clamidie che sono dei piccoli batteri intracellulari obbligati, cioè sono dei batteri che non sono in grado di sopravvivere fuori dalla cellula vivente, cioè si comportano come i virus da questo punto di vista però sono dei batteri a tutti gli effetti.Adesso parliamo dei protozoi. Sono innanzitutto degli organismi eucarioti, quindi la prima cosa che hanno è un nucleo ben definito, possono averne uno o anche due. Un protozoo molto diffuso è il Trichomonas vaginalis che si trasmette per via sessuale. Si chiama vaginalis ma da problemi sia al partner maschile che a quello femminile.Ci sono moltissimi generi e specie di protozoi, in patologia umana ve ne sono più o meno una quindicina importanti. Ne esistono di morfologie diverse e vengono classificati in base

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al meccanismo con cui si muovono, per esempio quelli che vengono chiamati flagellati hanno delle estroflessioni (in numero di 3-4-8 a seconda del tipo). Da cosa sono costituiti i flagelli dei protozoi? I flagelli dei batteri abbiamo detto che sono fatti da una proteina che si chiama flagellina e hanno una struttura relativamente semplice. I flagelli dei protozoi,invece, sono diversi come struttura dato che sono cellule eucariote; se voi fate una sezione di uno di questi flagelli e la guardate al microscopio elettronico vedete esattamente lo stesso tipo di organizzazione che c'è nei flagelli o ciglia delle cellule ciliate degli epiteli del nostro organismo, cioè avete una struttura organizzata con dei microtubuli a coppie e un microtubulo centrale, quindi è esattamente la stessa struttura. Questa è una grande differenza tra un batterio e un protozoo: quindi cellule procariote con flagelli fatti da flagellina, cellule eucariote con questa struttura del flagello.Esempi di protozoi flagellati importanti in patologia umana: Trichomonas che ha soltanto uno stadio nel ciclo vitale. Quello che rende spesso antipatici i protozoi è che hanno un ciclo vitale che può sembrare complicato, il Trichomonas invece è quello che ha il ciclo vitale più semplice perché comprende solo uno stadio. Alcune cellule flagellate (non tutte) possono avere la membrana ondulante.L'unico stadio del Trichomonas si chiama trofozoite durante il quale la cellula è metabolicamente attiva e vitale. Un altro tipo di protozoo flagellato che è importante in patologia umana è lo Giardia lamblia che presenta pochi flagelli, due nuclei e causa patologie a livello intestinale. Inoltre è uno dei microrganismi a trasmissione oro-fecale come la salmonella, come tutte le enterobacteriaceae e come gli enterovirus; quindi è una via di trasmissione frequente in tutti i vari tipi di microrganismi che stiamo incontrando. Dove si va a trovare ad esempio? In un campione di feci di un bambino che ha la diarrea. Con un' analisi al microscopio si può vedere se presenta o questa forma oppure quest'altra che si chiama cisti che è lo stesso protozoo che però (come fanno i batteri sporigeni che abbiamo incontrato), quando si trova nell' ambiente in situazioni sfavorevoli alla sopravvivenza in forma di cellula vegetativa o comunque metabolicamente attiva, allora si trasformano in una forma di resistenza. Quindi i batteri che hanno questa capacità ovvero Clostridi e Bacilli, cioè quelli dei generi Clostridium e Bacillus formano delle spore e resistono nell'ambiente anche per anni, mentre i protozoi formano delle strutture che hanno lo stesso significato biologico però non si chiamano spore ma si chiamano cisti e sono delle forme che hanno una parete piuttosto spessa e che gli conferiscono resistenza nell'ambiente. Ambiente che può essere o l'ambiente esterno (l'acqua per esempio) oppure si possono trovare anche nell'intestino: quindi in un campione di feci del solito bambino che ha la diarrea possiamo trovare sia la forma vegetativa sia la forma di cisti. La forma di cisti è rotondeggiante e all'interno ha delle strutture rudimentali, essa quando ritorna a trovarsi in un ambiente favorevole si trasforma di nuovo in forma vegetativa. Questo è quindi un esempio di protozoo che può avere due forme nello stadio vitale.La Giardia ha un' altra caratteristica: oltre ad essere flagellata (se è flagellata è mobile) e a formare cisti ha una caratteristica particolare, cioè che su una delle facce c'è una struttura che si chiama disco adesivo che è una micro-ventosa che permette a questo protozoo di attaccarsi alla mucosa intestinale e man mano che si riproducono continuano ad attaccarsi alla mucosa in modo talmente forte che poi alla fine non riescono più ad essere staccati dai

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movimenti fisiologici dell'intestino. Alla fine la mucosa sarà tappezzata da tutte queste cellule e la conseguenza quale può essere? Un'inibizione dell'assorbimento, una sorta di interazione meccanica con l'assorbimento intestinale.[Domanda studente] Da cosa è causato il passaggio da una forma all'altra del protozoo?[Risposta Prof.] Sopratutto da condizioni ambientali che possono indurre la trasformazione della forma vegetativa nella forma cisti, lo stesso che accade al Clostridium in presenza di ossigeno. Questo infatti è tossico e il Clostridium in sua presenza attiva un gene che da inizio alla produzione di spore e viceversa quando la spora si trova in un ambiente adatto (per idratazione ad esempio o per assenza di ossigeno) allora ritorna allo stadio vegetativo, cioè sono stimoli che vanno ad agire a livello di geni specifici nel cromosoma. Quindi l'ambiente influisce moltissimo su questo; le condizioni ambientali sfavorevoli per una Giardia possono essere ad esempio temperatura, mancanza di nutrienti o presenza di sostanze tossiche.I protozoi non hanno una parete cellulare come ce l'hanno i batteri, quindi una cellula protozoaria di per sé nell'ambiente se non si comincia a produrre una parete rigida che la protegga dall'ambiente non sopravvive (infatti le cisti hanno una parete, mentre i trofozoiticioè le cellule in forma metabolicamente attiva no). Difatti le cisti si possono trovare nell'acqua contaminata da materiale fecale, cioè un ambiente ostile.Se ingeriamo le cisti, arrivando a livello dello stomaco la parete può essere lisata dal succo gastrico e poi continuando a passare a livello dell'intestino, ci sono delle condizioni di nutrienti disponibili in quantità enormi e condizioni di pH per che possono favorire la sopravvivenza e la riproduzione di una cellula allo stato di trofozoite.Poi ci sono per esempio degli altri protozoi tipo i plasmodi, le leishmanie, che dividono il loro ciclo vitale in due ospiti diversi, perché in uno trovano delle condizioni adatte alla sopravvivenza ed alla riproduzione di una fase del ciclo vitale, mentre l'altro ospite può offrire le condizioni adatte per la sopravvivenza e la riproduzione di un'altra fase del ciclo vitale. Quindi sempre lo stesso protozoo svolge parte della sua vita in un ospite e parte in un altro. Per la Giardia c'è soltanto in fondo il passaggio dall'ospite all'ambiente, e già per adattarsi all'ambiente deve adattarsi a qualcos'altro.Se parliamo di plasmodi vediamo che abbiamo un ciclo abbastanza complesso che si svolge in due ospiti di cui uno è l'uomo, e qui vanno a infettare sia gli epatociti che i globuli rossi; mentre nella zanzara si trovano nell'intestino e poi vanno alle ghiandole salivari. Quindi è comunque una forma di adattamento continuo a situazioni ambientali che cambiano. La Giardia ha il cosiddetto disco adesivo, che è proprio come una microventosa, che permette un'adesione stretta, e quindi danneggia un po' l'epitelio, e per giunta poi avendo l'epitelio intestinale tappezzato da tutte queste piccole cellule, alla fine una delle conseguenze è il cattivo assorbimento e quindi quella che si chiama steatorrea, cioè un malassorbimento soprattutto dei lipidi, qualcosa che in un bambino può dare delleconseguenze abbastanza importanti.Abbiamo nominato spesso i plasmodi, ma su questi faremo una lezione a parte.Questa è la rappresentazione del ciclo vitale del plasmodio nell'ospite. I plasmodi sono gli agenti eziologici della malaria in generale; il loro ciclo vitale si conosce da tantissimo tempo (almeno un centinaio di anni), quindi non possiamo non conoscerlo perché i

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protozoi ci fanno antipatia. Questi in particolare ci fanno antipatia perché sono gli agenti eziologici di una delle malattie che ancora nel 2013 è causa di morte di milioni di persone ogni anno, la malaria. Quindi i plasmodi hanno tutta una serie di stati vitali che si svolgono nell'uomo e nell'ospite.Fin'ora abbiamo incontrato dei flagellati, i plasmodi vengono classificati in un gruppo di protozoi chiamati sporozoi, e questi non sono mobili, e hanno la caratteristica di svolgere il loro ciclo vitale in due ospiti. I flagellati si riproducono per scissione binaria come abbiamo visto per i batteri, cioè da una cellula ne derivano due e così via, e quindi è una riproduzione asessuata.Mentre i plasmodi, cioè questi che appartengono agli sporozoi insieme ad esempio al Toxoplasma, hanno questa caratteristica di avere una fase del ciclo sessuato che si svolge in un ospite, che nel caso del plasmodio è un particolare tipo di zanzara, mentre nell'uomo che viene accidentalmente punto da una zanzara si svolge il ciclo asessuato, che si svolge sia negli epatociti che negli eritrociti. Gli eritrociti devono essere in condizioni normali, se abbiamo un globulo rosso che per qualche motivo non è una sede ottimale per la riproduzione di queste cellule, allora i plasmodi anche se lo infettano non riescono a riprodursi, questo costituisce una sorta di immunità naturale nei confronti dei plasmodi, che a livello di popolazioni può essere importante dato che una popolazione che vive in una zona endemica per la malaria non contrarrà alcun tipo di malaria perché ha l'anemia falciforme, una cosa che nel tempo si è sviluppata in modo da permettere la sopravvivenza di un maggior numero di individui in zone endemiche.Questi [riferendosi a un'immagine] sono globuli rossi infettati da Plasmodium Falciparum,la specie di plasmodi più virulenta. Un eritrocita infettato da un plasmodio va incontro a una serie di trasformazioni, e alla fine si originano quelli che vengono chiamati gametociti, che sono la base della riproduzione sessuata.Naturalmente non dobbiamo sapere tutte le trasformazioni cui va incontro un globulo rosso infettato dai plasmodi, questo è compito del parassitologo, che è anche in grado di riconoscere la specie del plasmodio in base alle alterazioni morfologiche. Ospite definitivo di un plasmodio è l'organismo vivente in cui si svolge il ciclo sessuato, mentre nell'uomo si svolge il ciclo asessuato. Per il toxoplasma è la stessa cosa, molte persone sono infettate dal toxoplasma, ma non è che hanno la toxoplasmosi, infezione non vuol dire per forza malattia. Per quanto riguarda il plasmodio, è uno sporozoo e ha ciclo vitale sessuato nella zanzara, ciclo vitale asessuato nell'uomo.I plasmodi non formano cisti nei tessuti, non hanno bisogno delle cisti perchè vanno continuamente da un ospite all'altro, o meglio in effetti formano delle cisti che derivano dalla riproduzione sessuata ma da cui poi si originano subito delle cellule che poi infettano che sono gli sporozoiti, quindi comunque non hanno forma di resistenza nell'ambiente.Invece il toxoplasma ha questa forma di resistenza che si chiama cisti, ha un ciclo sessuato che si svolge nel gatto e in effetti in tutti i felini, mentre il ciclo asessuato si svolge in tutta una serie di ospiti detti intermedi e anche nell'uomo; e dunque questo qui crea delle cisti che hanno pareti spesse e persistono nell'ambiente e possono venire ingerite accidentalmente. Quindi nei felini ciclo sessuato del toxopolasma, negli ospiti intermedi,

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quindi tutta una serie di animali da cortile più il genere umano, ciclo asessuato; nella figura è rappresentata una donna in gravidanza perchè i maggiori problemi della toxoplasmosi sono dati contraendola nei primi mesi di gravidanza.Non esistono soltanto i flagellati e gli sporozoi come gruppi di protozoi in cui ci sono agentipatogeni per l'uomo.Tra i flagellati oltre quelli che abbiamo visto c'è sicuramente la Leishmania, che dà una patologia che si chiama Leishmaniosi, c'è il tripanosoma che è agente eziologico della malattia del sonno, una forma di encefalite. Tra gli sporozoi ci abbiamo messo plasmodi, toxoplasma, e degli altri purtroppo non abbiamo tempo di fare lezione.Poi c'è un altro grande gruppo di protozoi che sono quelli che vengono detti Sarcodina, e comprendono le amebe. Le amebe le avete incontrate sicuro. Come si muovono le amebe? Con il movimento ameboide, cioè emettono degli pseudopodi che possono muoversi su una superficie. E anche queste alternano la forma di trofozoite a quella di cisti. Nei Sarcodina oltre le amebe tipo l'Entamoeba Histolytica che è agente di una patologia intestinale che poi diventa anche sistemica ci sono la Naegleria e le Achantamoebae, che sono nel programma e sono importantissime in patologia umana, anche se per fortuna non sono frequenti le infezioni da questo tipo di protozoi, ma queste possono dare delle forme di encefalite gravissime e possono causare cecità. Queste appartengono sempre al gruppo dei Sarcodina, vivono in acqua, e resistono anche agli agenti disinfettanti.Poi c'è un altro gruppo che si chiamano ciliati, e con la classificazione abbiamo chiuso. Questi sono i cosiddetti protozoi a vita libera, cioè vivono nell'ambiente, anche loro formano cisti e trofozoiti, per cui persistono ad esempio nell'acqua. Sono importanti in patologia veterinaria soprattutto. Si chiamano ciliati perchè hanno tutto il corpo cellulare ricoperto di ciglia, che sono delle estroflessioni simili ai flagelli ma molto più corte. Fin'ora solo un genere di ciliati è stato correlato a una patologia umana, ed è un protozoo che si chiama Balantidium Coli, che viene ingerito occasionalmente con gli alimenti e viene eliminato con le feci, quindi trasmissione oro-fecale.La disciplina che si occupa di funghi viene chiamata micologia. Quando leggete una parola con il prefisso mico- , di solito questa si riferisce a funghi, a miceti (sinonimo di funghi).Come abbiamo detto per i batteri c'è un numero enorme di generi diversi di funghi nell'ambiente, e fortunatamente solo alcuni di questi sono o patogeni per definizione quindi anche per soggetti normali, o patogeni solo per soggetti immunocompromessi. I funghi si possono presentare con due modalità: muffe o lieviti, che fanno comunque parte di questo grande regno di organismi viventi.Sono anche questi degli eucarioti, quindi gli unici organismi procarioti che abbiamo incontrato sono i batteri.La membrana cellulare dei funghi è simile a quella degli altri eucarioti, quindi contiene steroli, mentre i batteri abbiamo visto che non li contengono. I funghi hanno una parete cellulare, che però è diversa chimicamente dalla parete cellulare dei batteri, quindi la componente fondamentale non è il peptidoglicano, è un altro polimero, che si chiama chitina. Quindi ci sono differenze importanti tra funghi e batteri, che al solito hanno risvolto pratico, perché se io devo usare un farmaco che inibisce la parete cellulare di un

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fungo non potrò mai usare una penicillina perché questa inibisce la sintesi del peptidoglicano, assente nella parete cellulare dei funghi.Tornando al discorso di uni- e pluricellulari, i lieviti sono i funghi unicellulari, e in biologiaavete sicuramente incontrato il Saccharomyces Cerevisiae. Non vi dovete fare ingannare dal prefisso mico- , a volte infatti ci sono parole che lo contengono ma non c'entrano nulla con i funghi, ad esempio abbiamo incontrato i micobatteri che sono dei batteri a tutti gli effetti, che sono stati chiamati così perché le colonie ad un certo punto assomigliano a quelle dei funghi. Anche i micoplasmi per esempio sono batteri.Quindi i lieviti hanno una struttura relativamente semplice, quanto evidentemente può essere semplice una cellula, mentre l'altra forma con cui si possono presentare i funghi che è poi è la maggior parte sono le muffe, che sono multicellulari e hanno una struttura molto più complessa rispetto ai lieviti.Le muffe le possiamo vedere tutti i giorni sulla frutta, sul pane, sulle pareti. In particolari condizioni, se abbiamo un paziente sotto effetto di immunosoppressori perchè deve subire un trapianto di organo, oppure ha la leucemia e viene trattato con farmaci antiblastici, allora quello è un soggetto che è predisposto proprio per questi motivi all'infezione con una muffa, perciò se inala dei conidi di un Aspergillus che è la muffa più comune sulla faccia della terra, questo soggetto con le difese immunitarie compromesse può morire. Questa caratteristica si chiama opportunismo.La micologia medica è una parte della microbiologia in effetti, che si occupa degli agenti eziologici delle malattie dovute a funghi o miceti. I lieviti si riproducono per gemmazione, cioè da una cellula madre vengono fuori una o più cellule figlie, e questo è un tipo di riproduzione abbastanza semplice, cioè non è di tipo sessuato; mentre alcuni funghi, non tutti, si riproducono oltre che per via asessuata anche per via sessuata, cioè possono alternare i due tipi di riproduzione un po' come fanno i plasmodi, e questo vale sia per i lieviti che per le muffe.I funghi che hanno tutti e due i tipi di riproduzione si chiamano funghi perfetti e possono essere sia lieviti che muffe; mentre i funghi imperfetti sono quelli che hanno solo riproduzione asessuata. Cos'è poi che differenzia le muffe dai lieviti? Abbiamo già detto il fatto di essere multicellulari e di avere una struttura più complessa. Come dimensioni i lieviti sono più grandi rispetto alle cellule batteriche, un cocco abbiamo detto potrebbe avere in media 1μm di diametro, se parliamo di lieviti sono un po' ellissoidali come forma, vedete non sono proprio rotondi e hanno un diametro di alcuni μm, quindi sono sicuramente di solito più grandi dei batteri, e sono Gram-positivi. Dunque sappiamo che non ci sono funghi Gramnegativi.Qua abbiamo qualcosa di più complicato [riferendosi a un'immagine], ci sono tutta una serie di filamenti e di strutture chiamate fialidi e conidi. Soffermiamoci qua. Questa è la struttura di base delle muffe, sono dei filamenti che vengono chiamati ife. Quando affrontate lo studio dei miceti ma anche dei protozoi fate attenzione alle immagini. Abbiamo per esempio le ife settate, le ife cenocitiche. Che vuol dire ife settate? Significa che sono dei filamenti, come dei tubi naturalmente microscopici, che hanno un citoplasma, hanno una parete cellulare, e questi filamenti possono essere cavi cioè non ci sono questi setti, oppure possono essere settati cioè ci possono essere dei setti, delle pareti tra una

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cellula e l'altra. Queste cose si vedono anche al microscopio ottico. Gran parte del riconoscimento del genere di un fungo uno dall'altro quindi si fa proprio al microscopio, cioè il micologo passa la vita al microscopio a guardare la morfologia delle muffe e dei lieviti. Perché ci può interessare se ci sono le ife settate? Ci può interessare perché per esempio morfologicamente si può dire proprio perché ci sono delle ife settate e per come sono disposti anche altri piccoli organelli che ci si trova davanti a un Aspergillus, che è una delle muffe più frequenti.In inglese mold vuol dire muffa, yeast vuol dire lievito.Qua cosa vedete? [riferendosi a un'immagine] Vedete una sorta di crescita mista, una miscela di ife, cioè questi filamenti, e di questi che invece sono lieviti. Dimorfo vuol dire questo, cioè ci sono dei funghi importanti in patologia chiamati così perchè a seconda delle condizioni ambientali, e in particolar modo a seconda della temperatura a cui si trovano, possono presentarsi in forma di muffa a temperatura ambiente; mentre quando i conidi (piccole strutture con la funzione di intervenire nella riproduzione dei miceti, per ora diciamo solo questo) vengono inalati all'interno del nostro organismo si presentano in forma di lievito. L'ambiente può essere una campagna, una grotta infestata da pipistrelli (e poi vedremo perchè i pipistrelli), la foresta amazzonica oppure un deserto californiano. Sto facendo degli esempi se ci fate caso di ambienti molto diversi sia per umidità che per temperatura, ci sono dei funghi che si trovano soltanto in certi ambienti, si riproducono in questi ambienti; se qualcuno inala i conidi, una parte di questi funghi, si infetta. Questi quando arrivano nel nostro organismo cioè a 37° cambiano morfologia, cioè si trasformano in lieviti, in questo caso è la temperatura che agisce da segnale per trasformare questo organismo, che è sempre lo stesso, da muffa a lievito. Viceversa in laboratorio uno può prendere uno di questi funghi in forma di lievito, lo mette a temperatura ambiente e quello si trasforma in muffa.Questo vuol dire dimorfismo, la capacità di alcuni funghi, che tra l'altro sono quelli patogeni per definizione (sono 5), di cambiare la propria forma da muffa a lievito e viceversa a seconda dell'ambiente in cui si trovano.

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Microbiologia Lez. 19/03/13. Prof. IannelloIeri abbiamo detto che ci sono due modalità con cui i funghi si possono presentare, cioè organismi unicellulari, lieviti, e organismi pluricellulari molto più complessi, muffe, i cui costituenti di base sono dei filamenti chiamati ife. Esistono diversi tipi di ife: ife settate, ife non settate ecc… che morfologicamente sono diverse e permettono di riconoscere i generi di funghi che si stanno osservando. I lieviti presentano un aspetto rotondeggiante. Ieri abbiamo detto che vi sono alcuni funghi che si chiamano dimorfi, perché possono vivere in modo tale che uno stesso organismo possa assumere entrambi gli aspetti, lievitiforme o comunque non di fungo non filamentoso quando si trova nell’ospite, l’uomo, ad una temperatura di 37°, mentre a temperatura ambiente questi si possono trovare sottoforma di muffe cioè di veri e propri funghi filamentosi, in cui alcuni costituenti, conidi, possono essere inalati occasionalmente perché presenti nell’area, trasformandosi nel nostro organismo in lieviti e possono dare patologie.I funghi possono essere patogeni per definizione, cioè possono provocare patologie più o meno gravi a seconda di tanti fattori come la carica infettante, cioè la quantità dei conidi che può determinare una infezione o una patologia vera e propria. Un’altra cosa che può influenzare la storia di una infezione da funghi patogeni può essere lo stato immunitario del soggetto (infezione opportunista). Tra i lieviti più frequenti, vi sono quelli che appartengono al genere candida perché è una dei micelli che più comunemente si trova in patologia umana. I lieviti si riproducono per gemmazione (budding) cioè da una cellula madre ne deriva una figlia che poi si separano tra di loro. I funghi sono tutti gram positivi. Naturalmente non abbiamo batteri per fare un confronto di dimensioni però queste cellule sono sicuramente più grandi dei coffi?? e possono essere occasionalmente osservate in preparati che sono fatti per altri scopi, tipo le candide che spesso si trovano nella mucosa dell’epitelio vaginale, aderiscono alla mucosa, e vengono osservate quando si fa il Pap Test che possono comportarsi da saprofiti. Il problema delle candide, che sono un po’ ospiti normali, è che quando si verificano delle condizioni dell’ospite per cui o viene alterata la flora normale per esempio, una delle cose più frequenti che accadono in seguito a terapie antibiotiche prolungate, allora si possono riprodurre in maniera più abbondante rispetto al solito e possono dare delle vere e proprie colonizzazioni della mucosa e quindi infezioni. Le potete trovare come agenti di una infezioni in seguito a condizioni che alterano l’equilibrio normale dell’ospite. Le ife possono essere di diverso tipo, ife settate in cui vi sono dei nuclei e delle cellule che sono separate da setti in cui c’è passaggio di materiale da una cellula e l’altra, e altre che vengono chiamate ife cenocitiche che hanno un unico canale all’interno senza setti e i nuclei sono dispersi nel citoplasma. Le spore o conidi, usati spesso come sinonimi, sono organelli deputati alla riproduzione dei funghi. Qua da una spora si può generare un ifa. I funghi sembrano quasi delle piante ma non appartengono al regno vegetale. Un insieme di ife, filamenti microscopici non visibili ad occhio nudo, così come è invisibile una cellula batterica ma è visibile una colonia batterica in quanto contiene milioni e milioni di cellule. Lo stesso discorso vale per le ife che sono i costituenti elementari delle muffe che si chiamano anche funghi filamentosi per indicare il componente di base, e un insieme di ife si chiama Micelio.Per cui il micelio indica un insieme, un aggregato di ife che sono i costituenti filamentosi dei funghi.I lieviti sono rotondeggianti, un po’ ovoidali, alcuni possono presentare anche dei filamenti assomigliando a delle muffe, ma in realtà si parla di pseudoife cioè i lieviti non formano delle vere e proprie ife ma pseudoife a meno che non si tratti di un fungo dimorfo che può passare allo stato filamentoso. Hanno delle caratteristiche biochimiche molto diverse tra di loro. Il termine Tallo potrebbe essere una specie di sinonimo del micelio e indica il corpo del fungo.Il micelio, insieme di ife, viene distinto in micelio vegetativo e micelio aereo, cioè ifa vegetativa e

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ifa aerea. Abbiamo detto che assomigliano un po’ a delle piante anche se non appartengono al loro regno. La parte della colonia del micelio delle muffe, cioè la parte visibile, aderisce allo strato su cui la muffa sta crescendo o in un terreno di coltura se siamo in laboratorio, viene chiamato micelio vegetativo, cioè è la parte del corpo della colonia di muffa che ha rapporto con il substrato e preleva dal substrato i nutrienti necessari. La parte che protrude dal substrato, corrisponde un po’ alle foglie delle piante, anche se non sono piante, è chiamata micelio aereo, ed è la parte della colonia che è organizzata in modo di produrre conidi o spore che sono la parte delle muffe deputate alla riproduzione. Per quanto riguarda la struttura della cellula di base, sia che si tratti di lieviti sia che si tratti delle cellule contenute nelle ife, hanno delle strutture cellulari simili agli altri eucarioti. Una membrana plasmatica che contiene steroli, importante perché ci sono dei farmaci che si usano nella terapia delle micosi, infezioni causate da miceli.Se abbiamo una infezione batterica usiamo dei farmaci chiamati antibiotici, che però non agiscono sui funghi in quanto la struttura di una cellula batterica è diversa da quella dei funghi, abbiamo un eucariota e un procariota. Un infezioni da miceti viene curata con gli antimicotici, cioè farmaci che si usano nella terapia o nel tentativo della terapia di un’infezione da funghi. Il termine antibiotico viene usato per una molecola antibatterica. I bersagli di molti di questi farmaci sono rappresentati dalla membrana plasmatica. Vi sono degli antimicotici che interferiscono o con la membrana plasmatica già sintetizzata oppure con la sintesi. Ad esempio vi sono degli antimicotici, polieni, che creano dei veri e propri pori nella membrana plasmatica dei funghi o meglio delle cellule eucariotiche. Si legano alla membrana, creano dei pori danneggiando il fungo.Un altro bersaglio di altri farmaci chiamati imidazolici, è la sintesi degli steroli. Il problema è che usiamo un farmaco che agisce sulla membrana plasmatica delle cellule eucariotiche per cui questi farmaci molto spesso sono tossici. Vi sono alcuni polieni, vedi la nistatina, che così tossica non si può usare per un trattamento sistemico, ma per un trattamento locale nelle infezioni da funghi per esempio nelle mucose. C’è un altro poliene chiamato anfotenicina D che si può usare per trattamento sistemico, per via endovenosa, nel caso di infezioni da funghi gravi , ma ha effetti tossici a livello del rene e a livello del fegato. Per cui è molto importante saper usare tali farmaci perché da un lato servono all’eliminazione dei funghi ma essendo tossici si rischia di danneggiare lo stesso paziente. Il motivo è che il bersaglio è lo stesso perché si tratta di organismi eucarioti. Questo problema con gli antibatterici non è così importante, perché gli antibiotici possono essere tossici per tanti motivi, danno delle reazioni avverse, però di solito vanno ad agire su bersagli che sono diversi dalle nostre cellule. Si usano per cellule procariote che hanno organuli diversi.Poi come struttura interna hanno membrana ribosomi, organelli intracellulari li presentano tutti, invece i batteri sono piuttosto semplici come struttura. Complesso di Golgi, reticolo endoplasmatico che non c’è nei batteri, c’è un nucleo ben definito e hanno i mitocondri che sono assenti nei batteri.I funghi hanno anche una parete cellulare che non ha però la stessa struttura chimica dei batteri. Quella dei batteri è costituita da peptidoglicano e ci sono antibiotici che interferiscono con la sintesi del peptidoglicano quali penicilline e cefalosporine. La parete cellulare dei funghi ha lo stesso significato della parete cellulare dei batteri, ma chimicamente è diversa in quanto è fatta da un polimero che ha una struttura paragonabile a quella del peptidoglicano e si chiama chitina e non è uguale al peptidoglicano e da ciò si deduce che non si potrà mai utilizzare una penicillina o cefalosporina per inibire la sintesi di una parete cellulare dei funghi. Ci sono dei farmaci che interferiscono con la sintesi della parete cellulare dei funghi. La penicillina è stata scoperta perché una muffa ha contaminato delle piastre in cui dovevano crescere dei batteri e intorno alla muffa non è cresciuto niente. Questo ha portato alla scoperta di questa molecola prodotta da un fungo che si chiama Penicellium, che è una muffa, che assomiglia allo Spergillius.

Una delle caratteristiche dei funghi dimorfi è che sono patogeni per definizione a differenza di altri

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che si comportano da opportunisti, vedi la Candida la Spergillus.Un’altra caratteristica importante è che spesso si trovano in zone geografiche ben definite. L’ambiente umido della foresta amazzonica è ideale per lo sviluppo di un fungo dimorfo che si chiama Paracorcidioides e uno in Brasile che si chiama Brasiliensis e si trova solo lì.Però nell’America settentrionale o in Europa non troveremo mai il Paracorcidioides Brasiliensis, quindi il rischio di sviluppare una infezione e poi una malattia dovuta a questo fungo è ristretto solo a quella zona geografica. Nei deserti californiani invece ci sono le condizioni ambientali per la persistenza nell’ambiente di un altro tipo di fungo che predilige le temperature elevatissime, non ha bisogno di acqua e si chiama Corcidiodes immidis. Il corcidioides non potrà mai vivere nelle zone in cui vive il paracorcidioides e viceversa.

Un altro si chiama Blastomices(genere) Dermatidis (specie) e si trova soprattutto nella zona dei Grandi Laghi dell’America settentrionale, quindi predilige temperature basse.Un altro si chiama Histoplasma capsulatm che si trova nella zona Sud Orientale degli Stati Uniti, nella zona del Mississipi, Indianapolis, in cui ho passato circa un anno in piena zona endemicaper questa patologia che si chiama istoplasmosi. Endemia indica lo sviluppo di una patologia localizzata in determinate zone e non in altre.L’altro giorno parlavamo di qualche infezione endemica nelle nostre zone, quali quella del Bacino mediterraneo per esempio la lesmaniosi, oppure infezioni da salmonella, la brucellosi, questi nel Meridione. In Alto Adige la Brucella non sanno cos’è. Dipende molto dalle condizioni con cui viene allevato il bestiame, soprattutto gli ovini, le condizioni igieniche influenzano molto lo sviluppo di un patogeno in una zona rispetto ad un’altra. Perché è importante che ci occupiamo di patogeni che non si trovano in Italia , in Europa o a Messina? Perché ognuno di noi può anche non restare piantato nella zona in cui si è nati, ma spostarsi. Io sono stata vicino a Indianapolis in una zona endemica in cui si trova nell’ambiente l’Histoplasma. Da una patologia simile alla tubercolosi, con lo stesso tipo di sintomi il microorganismo ha lo stesso tipo di interazione che ha con l’ospite, infetta i macrofagi. È simile come comportamento ai micobatteri della tubercolosi. Questo è un fungo, quelli sono batteri.Dopo esser tornata da questa zona, rientro a casa e presento dei sintomi simili a quelli della tubercolosi. Potrebbe essere un histoplasmosi, cioè una sintomatologia causata da uno di questi funghi che hanno questa zona ristretta di habitat. È importante allora conoscere questi funghi, in modo tale che possiamo collegare i sintomi con il viaggio in una zona dove ci sono microrganismi ben determinati. Questi 4 sono funghi patogeni perché possono dare una patologia anche in pazienti normali dal punto di vista del sistema immunitario.Altri sono Opportunisti cioè significa che sono microrganismi o organismi più complessi come la muffa che dà patologie soltanto in condizioni di immuno-compromissione dell’ospite.Per chi usa il La Placa come libro di testo la parte della riproduzione dei funghi è un po’ complicata, per cui vi consiglio di lasciarla per evitare di perdere tempo.Ci sono altri in cui è fatta più chiaramente tipo quello Javez, il Marray. Potete integrare lo studio da diversi testi. Poi decidete quando farete la materia, venite a fare una chiacchierata per vedere gli argomenti come sono fatti meglio in un testo o in un altro.Qualche cosa sulla riproduzione dei funhi va comunque conosciuta perché la classificazione dei funghi è basata sulle modalità di riproduzione.Ieri abbiamo parlato di funghi perfetti e funghi imperfetti . i funghi perfetti sono quelli che hanno entrambe le modalità di riproduzione, cioè in una fase si riproducono in modo sessuato, mentre in un’altra in modo asessuato. Poi ci sono quelli imperfetti e si chiamano deuteromiceti. Sono un gruppo di funghi, di cui ancora si conosce solo la riproduzione asessuata e sono chiamati funghi imperfetti o deuteromiceti. A questo appartengono la Candida Albicans, pneumocystis carinii che per molto tempo è stato considerato come un protozoo, però molti sostengono che si tratti di un fungo. È sempre un

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organismo eucariota, che è un altro esempio di opportunismo. Fin che mi son laureata io, 1977, si erano descritti dei casi di infezioni da questo tipo di agente infettivo, pneumocystis carinii, soltanto in particolari casi di neonati immaturi, casi estremamente rari. Negli anni ’80 è iniziata l’epidemia da HIV, quindi i soggetti che avevano questa strana sindrome che nessuno aveva visto prima, andavano incontro a morte spesso perché avevano delle polmoniti e si vide con l’esame autoptico che c’era una grande incidenza di infezione di questo microrganismo che fino ad allora non era mai stato correlato con patologie per esempio nell’adulto. È una cosa simile è successa con una specie di micobatteri chiamati Aviu intracellulare. Anche questo è un’opportunista, non ha mai dato problemi nell’uomo tranne che a partire dagli anni ’80 in questi soggetti. Nei soggetti normali non troveremo mai delle infezioni correlate col micobatterio Avio. Nei pazienti con AIDS o con immuno-compromissioni gravi si. Questi sono due esempi di funghi imperfetti.Poi ci sono gli Zygomiceti, che sono funghi perfetti cioè che hanno riproduzione sia sessuata che asessuata. Sono degli opportunisti. Uno che si chiama Rhizopus migricans lo si può trovare in pazienti diabetici. Il diabete è una malattia sistemica che coinvolge tutti gli organi e apparati, ci possono essere dei problemi anche a livello della risposta immune nei confronti di microorganismi. Anche la Candida può dare delle infezioni opportuniste in soggetti diabetici. Il rhizopus è stato chiamato così perché in una delle fasi del ciclo vitale presenta la forma di una piantina con le radici.Deuteromiceti: funghi imperfettiZygomiceti comprendono una serie di genere di funghi che si riproducono per via sessuata e asessuata e hanno una morfologia di questo tipo. Si assomigliano molto tra di loro.Vi sono altre due classificazioni: ci sono gli Ascomyceti che hanno i due tipi di riproduzione e comprendono sia muffe pennicilium notatum( produce pennicilina). Saccharomyces l’avete incontrato in biologia ed è un lievito (lievito di birra).Questa classificazione è fatta in base alle modalità di riproduzione e non ha niente a che vedere con la distinzione tra muffe e lieviti. Tra gli ascomyceti sono compresi sia muffe- pennicilium, trycophyton, blastomyces. Il saccharomyces è un lievito, il trycophyton( piede d’atleta) è un fungo che ama gli ambienti umidi, come tutti i funghi, e alcuni possono dare delle patologie a livello cutaneo e si chiamano dermatofiti. Bisogna evitare quando si va il palestra, in piscina non deve mai camminare a piedi nudi per non mettere il piede nudo in un posto dove ci può essere una condizione igienica non conveniente. Anche in spiaggia si può contrarre una micosi per la presenza di funghi chiamati geofili del gruppo dei dermatofiti e quelli possono infettare. Bisogna rispettare quindi le norme igieniche. Si chiama piede d’atleta perché sta sempre con le scarpe da ginnastica e quindi si rischia di avere il piede umido e si possono avere delle micosi tra le dita del piede causate proprio da questo dermatofita. Questo gruppo è molto eterogeneo, hanno in comune soltanto il tipo di riproduzione e vengono classificati in questo grande gruppo degli Ascomyceti ma per il resto sono diversi l’uno dall’altro.Si chiamano Ascomycety perché nella riproduzione sessuata si formano dei sacchettini allungati all’interno dei quali si formano delle spore, organelli deputati alla riproduzione. Questa struttura si chiama ASCO e li formano tutti. Anche l’Aspergillus è un ascomycete.La parola gram positivo indica un batterio che ha un certo tipo di caratteristiche diverse da quello gram negativo. Quindi abbiamo detto deuteromyceti, imperfetti. Tra i funghi perfetti abbiamo detto zygomiceti, ascomyceti, e quest’ultimo gruppo si chiama Basidiomyceti. Questi comprendono: amanita, esempio di fungo più tossico, velenoso, produce tossine che portano alla distruzione del fegato. Nello stesso gruppo dei Basidiomyceti troviamo anche il cryptoccus che è un lievito che ha una caratteristica importante, cioè è l’unico lievito dotato di una capsula. Non vi fate trarre in inganno quando trovate l’Histolasma capsulatum perché quello è chiamato

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capsulatum per errore. Cioè dall’osservazione microscopica di materiali bioptici o materiali presi da soggetti che avevano queste malattie che fino ad una settantina di anni fa non si conoscevano, sembrava che questi organelli che si vedevano nei vetrini avevano intorno una capsula e per questo fu chiamato Histoplasma capsulatum ma non ha capsula. L’unico ad avere capsula è il Cryptococcus, ed ha anche un certo grado di virulenza, ed è un opportunista. Può dare meningiti in pazienti affetti da AIDS e di meningite si può anche morire.Possiamo inalare cryptococchi magari avendo una sorta di sindrome simil-influenzale, ma il paziente con la sindrome di HIV, che inala la stessa quantità di cryptococchi, che in un paziente normale non porta a niente, causa una meningite, cioè dall’apparato respiratorio può passare in circolo e produrre una meningite. Molto spesso ci sono degli animali che sono ospiti naturali di alcuni microorganismi. Per esempio l’ospite naturale del cryptococcus è il piccione. Essi lo liberano dal loro emuntorio intestinale. Per quanto riguarda l’Histoplasma ha un altro ospite naturale e la patologia data da questo Histoplasma si chiama anche malattia degli speleologi. Uno degli ospiti naturali è il pipistrello. Lo ospita nell’intestino e non è malato di Histoplasmosi altrimenti morirebbe. Lui sta benissimo nell’intestino dei pipistrelli. Il problema per l’uomo è che il pipistrello con i suoi escrementi può contaminare il suolo di queste grotte e lo speleologo incauto che entra in grotta si trova ad inalare una quantità enormi di polveri in cui c’è questo fungo provocando Histoplasmosi, malattia cronica piuttosto antipatica. Può anche diventare una malattia sistemica grave.Invece l’ospite naturale per il cryptococcus è il piccione, alberga nell’intestino e una volta espulso contamina l’ambiente.Ieri abbiamo incontrato un altro ospite naturale di un protozoo, il gatto. Quindi gli animali possono contribuire a mantenere nell’ambiente dei microrganismi che possono dare poi patologie all’uomo. I basiliomyceti formano durante la loro riproduzione sessuata, qui è riportata la Amanita, un fungo di dimensioni macroscopiche, ma lo stesso tipo di riproduzione ce l’ha il cryptococcus che è un lievito unicellulare. Essi sono però classificati nello stesso ordine dei Basiliomyceti. Si chiamano Basiliomicety perché basilio significa re, e durante la loro riproduzione sessuata formano delle spore che si trovano su queste strutture, sembra una corona legale e non sapendo come chiamare questi funghi li chiamarono basiliomyceti. Questi 4 termini, deuteromyceti, ascomicety, zigomyceti e basiliomyceti indicano una classificazione dei funghi basata sulla modalità di riproduzione.La candida albicans, si chiama candida perché è un qualcosa di colore bianco e in effetti le colonie sono di colore bianco, e formano micosi superficiale della mucosa orale di un paziente con AIDS. È un esempio classico di infezione opportunista.Altro esempio di infezione con Trycophyton che è uno di quei dermatofiti che vi dicevo. Danno delle patologie a livello della cute e degli annessi cutanei( unghi capelli e peli possono essere infettati).Altro esempio di micosi cutanea è il ring worm , verme ad anello, cioè queste infezioni hanno la caratteristica di andare in senso centrifugo, cominciando dal centro si espande fino ad occupare una sede molto ampia della cute. Infezioni da Histoplasma, che è già patogeno per definizione, possono dare origine in pazienti immunocompromessi a patologie molto più gravi, infezioni opportunista.Anche il micobatterio si comporta allo stesso modo, è un patogeno se va a infettare un paziente immunocompromesso perché ha HIV o è malnutrito e la patologia sarà molto più grave, perché si creano delle situazioni che interferiscono con le difese immunitarie. Non solo i funghi si comportano da opportunisti. I funghi che sono patogeni per l’ospite normale possono dare delle micosi sistemiche che coinvolgono tutto l’organismo, oppure soltanto delle micosi cutanee oppure sottocutanee. Specie si riferisce al numero dei patogeni e non al tipo di patologia. Ci sono 25 specie di funghi che possono dar luogo a patologie sistemiche. Nell’imunocompromesso sono state individuate 300 specie di funghi che hanno dato delle patologie

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all’immunocompromesso. Quindi sono opportunisti.Essere infettati da un microorganismo non significa necessariamente avere la malattia infettiva. Una cosa è essere infettati o colonizzati da un microrganismo e una cosa è sviluppare i segni clinici della malattia infettiva. Nell’interazione tra microrganismo e organismo ospite, in fondo è solo la punta dell’iceberg mentre tutta la parte più importante è quello che non si vede. Cioè noi possiamo essere infettati da una moltitudine di microrganismi ma non è detto che ci ammaliamo di quel particolare tipo di malattia. Il Toxoplasma dà delle patologie che non sono clinicamente evidenti, cioè c’è un’infezione ma non c’è una malattia conclamata. Il contatto con il microrganismo l’abbiamo avuto. Non ci accorgiamo, abbiamo sviluppato una infezione, ci siamo immunizzati e abbiamo una immunità verso qualche microrganismo senza neanche rendercene conto. Una infezione da funghi opportunisti può essere contratta dall’ambiente oppure può essere commensali come la candida, però quando si trova in condizioni favorevoli si sviluppa in modo abnorme. Di funghi opportunisti ce ne sono tantissimi, ma le infezioni più gravi sono dovute a candida, aspergillus, mucor rizhopus. Adesso si parla molto di infezioni opportuniste mentre fino a qualche anno fa non se ne parlava proprio. Allora uno dei motivi è che intanto è più facile fare una diagnosi tecnicamente, le tecniche di laboratorio sono migliorate, però uno dei motivi importanti è l’aumento del numero di pazienti affetti da epidemia da Hiv, neoplasie maligne, linfomi, leucemie, condizioni iatrogene, cioè ci sono delle situazioni che sono determinate dal fatto che per fare certe terapie si devono usare dei mezzi che dall’altro lato possono causare patologie anche gravi. L’esempio è il paziente trapiantato che deve essere sottoposto a trattamenti immunosoppressori abbastanza energici, però contemporaneamente inibiscono i meccanismo che ci difendono dalle infezioni. Procedure terapeutiche invasive: protesi, impianto di strumenti che possono essere colonizzati da microrganismi, oppure un clinico che si trova davanti un immunocompromesso va a valutare se il paziente sta iniziando ad avere delle patologie infettive che magari fino a qualche anno fa non venivano considerati. Da un lato un aumento effettivo, dall’altro una maggiore attenzione. Pierluigi Russo

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Lezione di Microbiologia del 22/03/2013

CHLAMYDIAE e MYCOPLASMI

Oggi parliamo di Chlamydiae e di Mycoplasmi. • CHLAMYDIAE Cominciamo a parlare della famiglia delle Chlamydiaceae, che comprende diversi agenti patogeni, molto importanti perché danno delle infezioni a diversi livelli: cominciando dagli occhi, danno infezioni all’apparato genitale, delle infezioni al retto, danno delle infezioni polmonari. E ora vediamo delle malattie in cui è coinvolta questa famiglia di “batteri”, direi con un virgolettato, perché ora vediamo insieme che hanno delle caratteristiche che li accomunano sicuramente ai batteri, ma ne hanno altre che li discostano dai batteri e li avvicinano anche ai virus, addirittura. Ora vediamo quindi come sono costituite, il loro ciclo replicativo, quali sono tutte le manifestazioni patologiche nell’uomo e non solo perché ora ne vediamo qualcuno che può dare … Allora, come vedete, sono dei parassiti endocellulari obbligati. Questo vi fa pensare che siano simili ai batteri o ai virus? Ai virus. Quindi questa è la caratteristica che li accomuna ai virus. E perché sono parassiti endocellulari obbligati? In realtà contengono sia DNA che RNA, come i batteri; in realtà hanno delle membrane esterne che li accomunano ai batteri Gram-negativi, quindi hanno le LPS, però mancano di un componente che è il peptidoglicano nella parete esterna e non hanno la capacità di sintetizzare ATP, che è fonte di energia ed è alla base di ogni metabolismo, sia umano, di cellule eucariotiche che di cellule procariotiche, questo sicuramente lo sapete già; quindi sono parassiti endocellulari per questo motivo. Non si trovano fuori dalle cellule, ma vanno ad invadere le nostre cellule né più né meno di come possono fare i virus. Invece, sostanzialmente quasi tutti i batteri, con qualche eccezione, aderiscono alle cellule e provocano, certamente, un danno cellulare e tissutale, però non penetrano dentro la cellula: si replicano fuori e si replicano fuori per scissione binaria, i batteri; mentre i virus sapete che penetrano dentro la cellula e si replicano dentro la cellula. Questi proprio hanno la caratteristica di penetrare nella cellula e di replicarsi dentro le cellule. Hanno un’altra caratteristica che li accomuna ai virus (so che avete fatto la parte generale già di virologia, ma se c’è qualcosa che non vi è chiaro ditemelo e la chiariamo insieme); sapete che nell’interazione tra un virus e una cellula, alla base di questa interazione, ci deve essere una affinità recettoriale che lega virus e cellula: cioè alcuni virus hanno una predilezione per alcune cellule e quindi c’è questa sorta di affinità recettoriale. Lo stesso dicasi per questa famiglia di “batteri” (sempre virgolettato). Io vorrei farvi un po’ capire che è una forma quasi di transizione tra virus e batteri, più vicina ai batteri sicuramente che ai virus, quindi diciamo una forma un po’ intermedia. Hanno una membrana interna ed esterna, abbiamo detto, simile ai batteri Gram-negativi, quindi contengono lipopolisaccaride e poi hanno un’altra caratteristica che è praticamente il recettore con cui si legano alle cellule, che sono delle porine, che si chiamano MOMP. Un’altra cosa importante è che sono sprovvisti dei peptidoglicani; voi sapete che il peptidoglicano è un componente della parete della cellula sia che essa sia una cellula batterica Gram-positiva che Gram-negativa. Solo che poi sapete anche che nei batteri Gram-negativi questa componente è poco rappresentata, nei batteri Gram-positivi è molto rappresentata, perché lo spessore del peptidoglicano è molto più grande dello spessore di peptidoglicano presente nei batteri Gram-negativi. (Domanda: “Quindi sono insensibili agli antibiotici β-lattamici?” Risposta: “Certo, ottima considerazione”). Quindi non hanno il peptidoglicano. Il peptidoglicano (a parte le caratteristiche immunologiche, perché è uno stimolatore della

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risposta infiammatoria, come lo è l’LPS, a maggior ragione anzi), questo tipo di struttura che manca alle Chlamydiae è sostituita da altre strutture. Questo strato non ha soltanto funzione immunogena, ma ha anche (questo nei batteri) una funzione di protezione, di rigidità della cellula, gli dà una certa consistenza. Quindi qua saremmo di fronte a delle cellule, se così fosse e non ci fossero altre forze che lo sostituiscono, saremmo di fronte a delle cellule molto fragili dal punto di vista fisico, pleiomorfe e facilmente aggredibili da agenti esterni. Allora questa carenza che hanno rispetto ai batteri viene sostituita da altri componenti. Facciamo un riepilogo, ma poi lo vediamo meglio: avevamo detto che i recettori che usano le cellule di questa famiglia delle Chlamydiaceae sono queste MOMP. MOMP è un termine che sta per major outer membran proteins; inoltre, vedete, la parete cellulare, la mancanza di peptidoglicano, viene sostituita da proteine ricche di cisteina fortemente legate da ponti disolfuro, per cui la consistenza che verrebbe meno per la mancanza di peptidoglicano viene in qualche modo sopperita dalla presenza di queste CRP (qualcuno le chiama in altre maniere, PRC a seconda dei testi). Sono in grado, abbiamo detto, di sintetizzare acidi nucleici, lipidi e proteine, però quello che gli manca è l’ATP, che vanno a recuperare dalle cellule che parassitano. Poi ancora i loro recettori, dicevo prima, risiedono in queste MOMP; queste MOMP non sono altro che delle porine, cioè sono delle proteine che assumono, diciamo, una forma simile a un poro per cui vi è un passaggio di metaboliti dall’esterno all’interno della cellula. Qua, tanto per fare un esempio, per ricordarvi la struttura esterna dei batteri Gram-positivi e Gram-negativi, come vedete, lo strato di peptidoglicani, qua è abbastanza spesso (nei batteri Gram-positivi), mentre nei batteri Gram-negativi (la struttura è questa qui) lo strato di peptidoglicano è estremamente sottile ed è molto ridotto. E questo spiega che cosa? Il fatto che questo è spesso e questo è sottile cosa spiega? Il diverso comportamento alla colorazione di Gram. Perfettamente, il differente comportamento alla colorazione di Gram; perché quando viene colorato un batterio con il primo colorante, un batterio che ha questa composizione, questo strato spesso di peptidoglicano, una volta che è penetrato, lo imbriglia tra queste maglie, e questo colorante non riesce ad uscire; e quindi si colora con il secondo colorante, giusto? No, resta questo e non accetta il secondo. Andiamo al secondo caso; avendo queste maglie molto sottili, questo colore, una volta che si fa la decolorazione, che cosa fa? Esce dalla cellula e quindi questa cellula perde il primo colorante (che è il violetto di genziana, il blu di metilene) e assume il secondo colorante e quindi compaiono rossi. Alla base di questa diversa struttura, dal punto di vista chimico, della parete c’è anche questa suddivisione dei batteri in Gram-positivi e Gram-negativi. E allora, questi batteri di cui parliamo oggi non contengono peptidoglicano assolutamente e quindi ripeto, oltre a queste caratteristiche, non avrebbero neanche una certa protezione da parte di questa parete, che sostituiscono con queste altre strutture che abbiamo detto che sono questi legami, questa ricchezza di queste proteine che contengono cisteina. E qua vi faccio vedere com’è costituito: perciò, l’LPS ce l’hanno quindi hanno una struttura simile ai batteri Gram-negativi, poi hanno queste MOMP, che sono queste porine, proteine di membrana (che qua sono indicate in verde, lì sopra) che sono delle porine, proprio perché hanno la funzione delle porine di tutte le cellule, anche di quelle eucariotiche. E poi questo strato ricco di cisteina, che sostituisce la mancanza di peptidoglicano e per cui una certa consistenza e una certa protezione dall’ambiente esterno la posseggono. Poi ancora abbiamo la membrana citoplasmatica e questa, la membrana, è uguale a quella dei batteri Gram-negativi. Allora vi dicevo che queste MOMP praticamente sono i recettori che usa la Chlamydia per infettare le cellule. Queste MOMP si legano agli eparani e ai glicani che sono presenti sulla superficie delle cellule mucose e successivamente vengono endocitati.

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Quando queste strutture esterne di queste cellule sono integre, una volta che vengono endocitate… Che cosa succede normalmente se un microrganismo, qualunque esso sia entra dentro una cellula? Diciamo così, dove va a finire? Si forma prima l’endosoma (qui si chiama fagosoma) e poi il fagolisosoma, perché c’è la fusione tra il fagosoma e il lisosoma. Il lisosoma che cosa fa? Inietta nel fagosoma degli enzimi litici. Questo è quello che avviene normalmente. Se la struttura esterna di queste Chlamydiae è integra questa fusione viene impedita. Quindi una volta che la cellula viene endocitata (perché abbiamo detto che è un microrganismo intracellulare e quindi deve essere endocitato per poter svolgere il suo ciclo cellulare, il suo ciclo vitale, e per potere infettare le cellule), quindi una volta che penetra, se è integro, la fusione fago-lisosoma non avviene e nel fagosoma avviene la moltiplicazione per scissione binaria di questi microrganismi. Hanno due fasi in tutto ciò, due fasi particolari che hanno due nomi diversi: corpo elementare e corpo reticolare. Il corpo elementare sarebbe la Chlamydia fuori dalla cellula (la stessa differenza ritengo che ve l’abbia già detta il professore Bonina per i virus: la differenza tra virus e virione ve l’ha fatta? Vi ha detto che il virione è quando il virus è fuori dalla cellula quindi questa macromolecola potenzialmente dannosa, diventa virus, diciamo così. È una sorta di divisione molto accademica, volendo, però rende bene l’idea). Quindi fuori dalla cellula è il corpo elementare, in grado di infettare le cellule; dentro la cellula cambia, si idrata, si rigonfia, all’aspetto ha una forma di reticolo (all’aspetto microscopico) e quindi si chiama corpo reticolare. Questo è il meccanismo della endocitosi e della clearance dei microrganismi ad opera del fagolisosoma, quello che abbiamo appena accennato con la collega. Vi è chiaro questo meccanismo? Quindi questo meccanismo è un meccanismo che normalmente avviene e porta alla lisi del microrganismo che è penetrato (o è stato fagocitato anche, perché anche ad opera dei fagociti avviene un meccanismo simile). Mentre laddove (vedete le MOMP che sarebbero i recettori che usa la Chlamydia) i corpi elementari sono integri, questo meccanismo viene bloccato. Quindi la fusione dei granuli e il killing vengono bloccati, per cui non ci sarà la lisi di queste cellule e la protezione, diciamo, della cellula dall’infezione. Se questo meccanismo è bloccato, vediamo che una volta che penetrano, questi corpi elementari rimangono nel fagosoma e si moltiplicano per scissione binaria come fanno tutti i batteri. Quindi non si vanno a replicare, come sapete, come si replicano tutti i virus, ma si replicano come i batteri. Infatti, abbiamo detto che sono dei batteri, un po’ anomali, ma sono dei batteri. In questa immagine si mettono in evidenza le differenze tra il corpo elementare e il corpo reticolare: • Il corpo elementare è leggermente più piccolo del corpo reticolare che, abbiamo detto, una volta che è dentro il fagosoma si rigonfia, si idrata e quindi diventa più grande. • Poi abbiamo la parete cellulare rigida/parete cellulare fragile (perché non ha bisogno, a questo punto di avere una parete che lo protegge, già è dentro la cellula); è un momento di transizione, perché uscirà dalla cellula non come corpo reticolare, ma, di nuovo, come corpo elementare; quindi è un momento di transizione legato alla replicazione. • I corpi reticolari, ovviamente, non sono delle forme infettive perché modificandosi, ed essendo questo un atto di replicazione della cellula, perdono le caratteristiche che sono invece ben mantenute nel corpo elementare e cioè questi recettori che stanno nelle MOMP e così via. Quindi assumono nuove caratteristiche. E poi, vediamo un po’ quest’altra immagine: questa è una cellula col suo fagosoma; vedete la Chlamydia (vedete che sono diversi?): il corpo elementare penentra dentro la cellula, è nel fagosoma, a questo punto vedete che si idrata, diventa corpo reticolare. Solo dentro le cellule avviene questo, mai fuori dalle cellule: morirebbero subito, non avrebbero motivo.

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Vedete che poi il corpo reticolare si disidrata, riassume le stesse caratteristiche del corpo elementare, lisa la cellula e fuoriesce, pronto ad infettare altre cellule. Un altro punto molto importante, che vorrei che voi focalizzaste subito perché da qua capirete le patologie che sono connesse con questo tipo di infezione: i recettori cellulari per i corpi elementari della Chlamydia trachomatis, ma non solo, sono presenti (ragazzi ricordatelo perché è importantissimo) sulle cellule epiteliali colonnari, cuboidali o di transizione che si trovano sulle membrane mucose di uretra, endocervice, endometrio, tube di Falloppio, ano-retto, tratto respiratorio e congiuntiva. Che cosa significa? Che tutte queste mucose possono essere aggredite da un’infezione con questi microrganismi e quindi passeremo da una congiuntivite a una uretrite, a una infezione delle tube (che può portare, anzi, esita in delle cicatrici tali che porta alla sterilità femminile), all’ano-retto (con perdita di funzioni), al tratto respiratorio (abbiamo detto, con le forme polmonari anche queste gravi), all’endometrio endometriti ed endocervicite perché predilige proprio nelle donne le cellule colonnari che si trovano nel collo dell’utero. E questo è importante non soltanto perché vi dà contezza delle patologie connesse, ma è importante perché voi sappiate a che livello, se volete fare delle indagini di diagnostica di laboratorio, dove dovete andare a reperire i campioni. Perché se sospettate di avere una Chlamydia in una donna a livello di una infezione della cervice, è inutile andare a recuperare il tampone vaginale, ma bisogna andare a recuperare queste cellule che si trovano nel collo dell’utero, quindi presuppone l’utilizzo di uno speculum. Non è così semplice, perché nella maggior parte delle volte in laboratorio si hanno dei risultati falsati proprio perché il prelievo del campione non è idoneo. Questa è una immagine al microscopio elettronico che vi fa vedere come in questa cellula, quindi è un’immagine reale, vedete i corpi reticolari? Questi qua un po’ più grandi e un po’ più diafani come colori, un po’ più trasparenti. Questi altri sono i corpi elementari. Vedete quest’altra cellula? Si sta lisando e stanno uscendo i corpi elementari, pronti ad infettare altre cellule; qua c’è un’altra cellula vicina, pure questa infettata. Quindi se io vi chiedessi cos’è questo corpo reticolare, tu come me lo definiresti? Studentessa: “La forma non infettiva della Chlamydia, che si trova all’interno della cellula”. Quindi legata alla replicazione, solo alla replicazione. Ma vediamo che ci sono diversi sierotipi e questi sierotipi diversi sono stati così classificati in base a delle caratteristiche antigeniche delle MOMP. E allora vediamo che ci sono sierotipi A, B, Ba e C che sono legati al tracoma endemico. Che cos’è il tracoma? Il tracoma, ora lo vediamo, è un’ infezione oculare data dalla Chlamydia, perché, se vi ricordate, c’erano anche le cellule della congiuntiva, perché, in effetti, dà una congiuntivite; c’è un’infezione, ma c’è in concomitanza una risposta immune di tipo infiammatorio molto cospicua tale da determinare una ritorsione delle ciglia verso l’interno dell’occhio e quindi uno sfregamento della cornea, che poi residua in delle cicatrici e queste cicatrici portano alla cecità. Nelle zone in cui ciò è endemico (il tracoma da Chlamydia è endemico nell’Africa del Nord, nel Sud America e in altre zone dove le condizioni igienico-sanitarie non sono eccellenti), molta gente non riesce ad avere una diagnosi né una terapia per cui un’infezione oculare da Chlamydia determina la cecità in molte persone. La percentuale che si ha nella non terapia di questa infezione, che porta a cecità, mi pare che sia intorno al 30% di queste persone infette. Altri sierotipi, vedete, danno infezioni genitali, quindi sono malattie che si possono trasmettere con i rapporti sessuali; e ancora altri sierotipi che hanno la sigla L danno il linfogranuloma venereo. Ora vediamo un po’ nel dettaglio queste forme. Questa è la Chlamydia thrachomatis: su 500˙000˙000, 9˙000˙000 sono diventati ciechi (1,8%). •Contagio diretto interumano: quindi l’infezione passa da un individuo all’altro; •Stato

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infiammatorio, che vi dicevo prima: l’edema palpebrale e questa secrezione mucosa, sono tutte caratteristiche di questa infezione; •Congiuntivite follicolare; •Cicatrizzazione con retrazione del margine palpebrale superiore; •Lesione traumatica della cornea: cioè la cornea non è oggetto di infezione da parte della Chlamydia, non è il target della Chlamydia; la cornea diventa opaca, si opacizza, e quindi porta a cecità a causa di questa retrazione della palpebra, che ora vi faccio vedere meglio: queste sono le (→) cicatrici tarsiali che si hanno nella palpebra. Ma ora ve ne faccio vedere un’altra: ( ←) qua vedete che c’è questa retrazione? Immaginate che avete le ciglia all’interno e quindi sfregano la cornea. È questo che determina poi la cecità. Quindi non è tanto l’infezione: la Chlamydia non infetta la cornea, la Chlamydia infetta le cellule mucose della congiuntiva. Vi ricordate quel tropismo che abbiamo visto prima? (Sapete che cos’è il tropismo? Studente: “La allocazione”. Quindi è qualcosa che è legato al movimento, qualcosa che porta una persona verso un’altra, quindi un microrganismo verso qualcos’altro. Quindi in questo caso il tropismo della Chlamydia era per quelle cellule mucose situate laddove abbiamo visto. Il tropismo del virus dell’epatite è per il fegato, per l’epatocita; il tropismo di un virus neurotropo è per le cellule nervose; quindi questa sorta di attrazione fatale tra una cosa e l’altra. Il trofismo è un’altra cosa, è legata al nutrimento). Allora vedete, deviazione patologica delle ciglia verso l’interno: trichiasi del tracoma. Va bene ragazzi questo concetto? Opacità della cornea. Vediamo invece i sierotipi che danno le infezioni genitali. Ovviamente nell’uomo che cosa possono dare? Uretrite, scarsamente purulenta. Però spesso questa infezione da Chlamydia si associa ad un altro tipo di infezione che è quella da Neisseria gonorrhoeae, spesso. E pare che il terreno fertile perché attecchisca il gonococco sia proprio determinato dalla Chlamydia , quindi ci può essere una concomitanza di infezioni. Però se l’infezione fosse dipesa esclusivamente dalla Chlamydia ci sarebbe una secrezione non purulenta o poco purulenta nell’uomo. [Provoca poi] epididimiti, proctite, congiuntivite follicolare da inclusioni; perché? Perché questi sierotipi (anche se questi D,E, F… sono prettamente legati alle infezioni dei genitali) possono, a loro volta, anche infettare delle altre parti del corpo, per cui potrebbe essere un’autoinfezione, quindi questa infezione dai genitali può passare alle vie oculari. Un’infezione alle vie oculari può anche passare ai genitali. Cioè, non è una netta divisione delle funzioni; considerate che ogni Chlamydia ha quel tropismo e quindi se l’infezione si trova nell’occhio e io sto attenta ad isolare quest’infezione all’occhio e a curarla soprattutto (prima a curarla), ma non a traferirla ad altre zone del corpo, è importantissimo. Intanto devo sapere che ho un’infezione, quindi è importante anche una diagnosi precoce e una terapia. Altrimenti un’infezione all’occhio potrei anche passarla alle vie aeree e avere una polmonite; oppure ai genitali, se non uso molto le condizioni igieniche essenziali che mi portano a dovermi lavare le mani continuamente. Perché è importantissimo, perché è con le mani che si trasferiscono un sacco di infezioni da una persona all’altra, ma anche nell’ambito della stessa persona: le autoinfezioni. Nella donna, abbiamo detto, le cellule colonnari che si trovano nella cervice, quindi può dare le cerviciti che di solito non danno sintomi. Paucisintomatica significa che dà quasi niente come sintomatologia per cui molte donne che hanno la Chlamydia, situata in queste cellule della cervice, non sono coscienti di avere questo tipo di infezione, perché non hanno sintomi o hanno lievissimi sintomi che magari imputano ad altri fattori. Nella donna, a parte quindi la cervicite,[provoca] l’endometrite, che causa infertilità con alterazione delle tube perché, vi dicevo, si formano queste cicatrici, la distruzione delle cellule ciliate che impedisce quindi il movimento dell’ovulo dall’ovaio (perché le ciglia delle tube hanno

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questa funzione, di far scivolare l’uovo dall’ovaio all’utero, per la fecondazione). Quindi se queste cellule ciliate sono state distrutte da un’infezione e ha residuato una cicatrice, questo movimento, in qualche maniera, è impedito, più o meno. E allora, poi vediamo il peritoneo. Perché il peritoneo? Perché può risalire dalle tube all’ovaio e riversarsi nel peritoneo e quindi dare una infiammazione pelvica (→ PID: pelvic inflammatory disease), con complicanze epatiche (perché addirittura può anche andare a prendere il fegato) e poi ancora la congiuntivite follicolare da inclusioni, di cui abbiamo già parlato. E stiamo parlando, vi dicevo, di quelli che danno infezioni genitali; quindi qua la congiuntivite è per autoinfezione. Nel neonato, ovviamente, se un neonato passa attraverso il canale del parto da una madre infetta, perché il collo dell’utero è infetto, è chiaro che questo bambino potrebbe riportare il tracoma (quindi l’infezione della congiuntiva), ma potrebbe anche inspirare da quetse mucose infette e avere una polmonite e quindi anche questa è una malattia che può essere trasferita (perinatale, direi). Non è una malattia legata al trasferimento madre-feto, è una malattia legata proprio al passaggio nel canale del parto infetto. Infezione dei genitali, questo l’abbiamo visto. Autoinoculazione sia nella uretrite femminile, sia nella uretrite maschile, che, vedete, porta a tutta una serie di altre infezioni, quindi congiuntivite ad inclusi, cicatrizzazione corneale e quindi cecità, salpingite, PID e poi ancora una periepatite. Questa è la differenza tra la secrezione trasparente che dà una uretrite da Chlamydia thrachomatis [immagine a sinistra] e invece una infezione purulenta che di solito è data dalla Neisseria gonorrhoeae [immagine a destra]. Se c’è la concomitanza di ambedue le infezioni, ovviamente la secrezione sarà purulenta e quindi questo può fare pensare al micologo, al medico che sia una Neisseria gonorrhoeae. La si cura con gli antibiotici che sono le penicilline e i derivati, però penicilline e derivati, abbiamo detto, alla Chlamydia non gli fanno niente perché non ha la parete (l’azione delle penicilline è lì nella parete). Non avendo la parete, la Chlamydia permane e quindi alla fine passerà l’infezione purulenta, ma si continueranno ad avere fastidi e queste secrezioni, invece, non purulente. Allora a quel punto bisogna andare a vedere se si tratta di una Chlamydia e intervenire con gli antibiotici giusti, che sono le tetracicline, i macrolidi, antibiotici che hanno la capacità di penetrare dentro le cellule e andare ad uccidere i corpi reticolari (i corpi elementari sono fuori; entra dentro la cellula e gli impedisce di replicarsi, altrimenti se potesse agire fuori…). Questa è una immagine che vi dà un’idea di come questa infezione dal collo dell’utero possa passare, vedete, alle tube e poi passare oltre, uscire dalle tube. Vedete che provoca delle cicatrici con blocco delle funzioni tubariche. Serovar L1,L2,L3: questi sono invece i sierotipi che danno il linfogranuloma venereo. Allora, che cosa succede? Questi ceppi L che danno il linfogranuloma venereo oltre ad avere quella sorta di tropismo per quelle cellule che abbiamo visto prima, hanno la capacità di replicarsi nei fagociti mononucleati del sistema linfatico. Quindi hanno in più questa altra caratteristica. Per cui, che cosa significa “linfogranuloma”? Il granuloma che cosa è? È una sorta di formazione data dall’interazione del germe con una serie di cellule immunocompetenti, laddove si instaura una lotta tra il germe e le cellule immunocompetenti. Tutto ciò ti dà la formazione di questo corpo che ha una sua consistenza (non so se avete mai visto un’immagine anche di un granuloma dentario, così ci capiamo meglio). Quindi questa sorta di formazione ha all’interno il germe che l’ha determinata e all’esterno tutte queste cellule che tentano di arginare l’infezione. Quindi, dalla rottura di questo granuloma ci potrebbe essere la fuoriuscita di germi. Se questo avviene in un linfonodo è chiaro che questo linfonodo si ingrossa perché si forma questa sorta di lotta tra batterio e sistema immune, quindi c’è il rilascio di citochine, di chemochine, attrazione verso altre cellule che non sono i fagociti, ma sono le cellule

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linfocitarie (i linfociti T citotossici, gli helper, i suppressor), tutta una serie di cellule che accorre in questo sito; ecco perché si ha la formazione di questa sorta di bubbone, laddove si sta instaurando proprio una guerra aperta. Questo linfonodo però in questo caso, siccome queste cellule riescono ad infettare queste cellule mononucleate, le cellule mononucleate sono le cellule immuno-mononucleate, quindi sta combattendo contro le cellule immuni la Chlamydia del linfogranuloma. Quando si lisano queste cellule è chiaro che tutta questa zona viene interessata da questa infezione. La fuoriuscita e la rottura di questo linfonodo interessato determina quindi delle ulcere che possono anche avere uno sbocco esterno. Guardate questa immagine, questo è un paziente con linfogranuloma venereo con bubboni ingunali bilaterali (si chiama linfogranuloma venereo perché interessa l’apparato genitale). Vedete che poi su questo linfonodo interessato la pelle diventa così sottesa che si spacca e quindi fuoriesce pus, ma fuoriescono anche le Chlamydiae. Quindi potrebbe essere una sorta di fonte di infezione. Per una diagnosi ottimale quindi si deve avere a disposizione il test di riferimento e il campione biologico più idoneo e prelevato nel modo corretto. Il test di riferimento è la coltura cellulare, però ha molte limitazioni; intanto perché ha dei costi elevatissimi, perché ci vuole un personale specializzato che sappia coltivare in vitro le colture di cellule. Perché queste Chlamydiae possono essere coltivate, ma non certo nei terreni di batteriologia: possono essere coltivate, come i virus, in un tappeto di cellule; e ci sono delle cellule sensibili che si chiamano Mc Coy che sono delle cellule fibroblastiche e che hanno i giusti recettori per poter far penetrare dentro di loro la Chlamydia e darle la possibilità di replicarsi. Però questa indagine prevede la costante presenza in un laboratorio di cellule in uno stato ottimale di vitalità e di condizioni di passaggi e questo comporta una spesa enorme. Penso che ormai non lo faccia più nessuno, però è il metodo di elezione perché, una volta che si dà alla Chlamydia la possibilità di replicarsi, si mettono in evidenza con degli anticorpi monoclonali, quindi all’osservazione a un microscopio a fluorescenza (che sfrutta la luce ultravioletta). Per cui, osservando questo tappeto di cellule, se c’è stata un’infezione si formerà un’immunofluorescenza, perché l’anticorpo monoclonale si lega alla Chlamydia (se la Chlamydia c’è, ovviamente) e quindi la luce ultravioletta sollecita la formazione della fluorescenza che poi viene osservata al microscopio ultravioletto. Ci sono dei test di amplificazione genica, il famoso test PCR di cui tanto si parla, che ovviamente è molto più rapido di una osservazione su una coltura di cellule, più economico e richiede personale meno specializzato ovviamente, perché basta che impari bene quella metodica. Poi, nell’uomo utilizziamo i campioni di urina del primo getto. Voi sapete bene che quando fate un esame colturale delle urine per ricerca di germi comuni ma anche di germi patogeni (per vedere se avete una cistite ecc.) il primo getto viene eliminato perché si cerca di eliminare i germi che si trovano in una zona a contatto con l’esterno, che è ricca di più di un tipo di batterio. In questo caso però noi abbiamo bisogno di prendere le cellule che ricoprono l’epitelio dell’uretra, quindi ci interessa più il primo getto che il resto. Certo, ovviamente, ci saranno altri germi; ma le tecniche di isolamento e di visualizzazione e di messa a fuoco di questo germe sono diverse da quelle batteriche comuni, quindi l’interferenza dei batteri è molto relativa: non inficia una buona metodica per la diagnosi della Chlamydia. Più problematica è invece la diagnosi nella donna dato che la localizzazione dell’infezione può essere cervicale e uretrale: cervicale, abbiamo detto che con lo speculum, con un tampone, si va a prelevare le cellule che si trovano nel collo dell’utero; uretrale, è un’indagine dolorosa, ma bisogna proprio entrare con questi tamponcini molto sottili nell’uretra per prelevare le cellule della mucosa dell’uretra eventualmente infettate dalle Chlamydiae (anche nell’uomo è abbastanza antipatico). Questo è un esame colturale sulle cellule Mc Coy però, vi ripeto, qua i vantaggi/ svantaggi

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sono tanti. Il test di determinazione dell’antigene può essere un’immunofluorescenza diretta, ma anche una ELISA diretta, cioè un test immunoenzimatico diretto (che si chiama anche ELISA). Che cosa mette in evidenza il test di immunofluorescenza diretta? Queste benedette MOMP, che sono queste proteine presenti sulla membrana esterna delle Chlamydiae. La specificità è abbastanza buona di questi test, il vantaggio è che sono rapidi; però, vedete, 70% o 68%, questi numeri non ci dovrebbero essere; e questi numeri infatti non ci sono in altre metodiche [Queste percentuali, riportate in una delle slide mostrate a lezione, fanno riferimento alla sensibilità all’immunofluorescenza diretta (IFD): uomini → 70-100%; donne → 68-100%]. [Facendo riferimento a questa immagine]: qua [test di immunofluorescenza ELISA], per esempio, mette in evidenza l’antigene, non le MOMP, ma le LPS delle Chlamydiae (perché contengono LPS: abbiamo detto che hanno una struttura simile ai batteri Gram negativi, vi ricordate?). Questo è un test immunoenzimatico; questo è per la determinazione dell’acido nucleico e ci sono test di ibridizzazione e test di amplificazione genica. La sierologia prevede la ricerca di anticorpi, sia a livello del siero sia a livello, a volte, anche delle lacrime e del secreto congiuntivale quando si ha sospetto di congiuntivite da Chlamydia. L’immunità da Chlamydia non è un’immunità che perdura per molto tempo, è un’immunità molto breve e quindi una reinfezione dà sicuramente dei danni legati di più a una risposta immune eccessiva; e quindi una reinfezione dell’occhio può essere veramente molto grave. Gli antibiotici di elezione sono le tetracicline, i macrolidi e i chinolonici (però queste cose poi le rivedrete sicuramente in farmacologia, comunque non vi dico di ricordarvi i nomi, ma almeno le classi: tetracicline, chinolonici e macrolidi). La Chlamydia pneumoniae: abbiamo parlato quindi di quella che dà infezioni oculari, di quella che dà infezioni genitali, ora vediamo quella che dà infezioni polmonari, che riguardano tutto il tratto respiratorio; quindi dalla faringite, alla bronchite e alle forme di polmonite atipica oppure ancora detta CAP (che significa acquisita in comunità, community acquired). Allora, i meccanismi sono uguali, i recettori sono uguali, ma le patologie, ovviamente, sono diverse. La replicazione è uguale per tutti, i tropismi sono diversi. Oggi, per poterla chiamare bene, si dovrebbe chiamare Chlamydophila pneumoniae; inevece il termine di Chlamydia è relegato alla trachomatis che dà infezioni oculari e genitali: solo la trachomatis rimane Chlamydia, le altre si dovrebbero chiamare Chlamydophile. Quindi abbiamo una Chlamydophila pneumoniae. Inoltre queste cose che vi ho voluto mettere in evidenza sono cose nuove e molto recenti perché PARE che l’associazione tra un’infezione cronica da Chlamydia e una patologia cardiovascolare, pare, che ci sia una stretta connessione. E inoltre è stata trovata la presenza di Chlamydia pneumoniae in persone che sono affette da sclerosi multipla ed è stata ritrovata nel liquor di questi soggetti, quindi nel liquido cefalo-rachidiano. Però questo ancora è tutto da verificare perché con la sclerosi multipla hanno trovato non soltanto la Chlamydia,a volte trovano l’Herpes a volte il Morbillo [Morbillovirus]: trovano diversi agenti collegati; se siano concause o no questo ancora non si sa, però tra queste concause c’è pure la Chlamydophila pneumoniae. Questa è la psittaci [Chlamydia psittaci], è una ornitosi e la fonte di questa malattia sono i pappagallini. L’infezione viene trasmessa per inalazione di che cosa? Bisogna avere un pappagallo in casa ovviamente, altrimenti non ci sarà questa trasmissione. Dà delle forme simil-influenzali, delle forme polmonari che a volte possono portare a una polmonite interstiziale grave che spesso è accompagnata da compromissione sistemica, addirittura. Quali sono le caratteristiche? Sono la febbre persistente [39-40°], la tosse secca, l’esame obiettivo dei polmoni rivela dei modesti rumori, ipotensione (queste cose sono più di microbiologia clinica, ve le riservo per il prossimo anno).

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• MYCOPLASMI Classificazione, ora, di Mycoplasmi [o Micoplasmi] patogeni. Quindi, abbiamo visto le Chlamydiae, passiamo ora ad altri batteriuzzi, che sono pure questi particolari, che si chiamano Mycoplasmi. I Mycoplasmi sono: • Mycoplasmi veri e propri, che sarebbe il Mycolpasma pneumoniae che dà delle infezioni dell’apparato respiratorio, quindi dà delle polmoniti; •Ureaplasma urealyticum e Mycoplasma hominis, sono invece delle infezioni che si trasmettono per trasmissione sessuale. Quindi anche qui abbiamo Mycoplasmi che danno le infezioni ai polmoni e Mycoplasmi che danno le infezioni ai genitali. Il genere è Ureaplasma, capostipite di questi Ureaplasma è l’Ureplasma urealyticum, che lisa l’urea. E questi sono a trasmissione sessuale e non solo. Si moltiplicano sulla superficie degli epiteli mucosi senza invaderli. Gli epiteli sono sempre mucosi: quella di prima, la signora Chlamydia, penetrava dentro le cellule; questo non è capace di penetrare dentro le cellule, quindi rimane fuori dalle cellule, però le invade. Là il danno era dovuto alla lisi della cellula, qua il danno è dovuto al fatto che tra l’altro questi batteri, strani e anomali pure questi, hanno la capacità di produrre un enzima che è la neuraminidasi che distrugge le ciglia delle cellule ciliate. Quindi il danno praticamente è sempre quello, alla fine il danno c’è: quelle lo inducono perché si moltiplicano dentro le cellule e uccidono quelle cellule lisandole prima di uscire da queste cellule, quindi prima di far uscire la progenie dalle cellule; queste, inevece, si legano a queste cellule, non le invadono, però producono delle esotossine che distruggono le ciglia delle cellule ciliate che rivestono le mucose. Quindi sono parassiti cellulari di superficie: non penetrano come le Chlamydiae, ma aderiscono alla membrana plasmatica dell’epitelio, determinando un danno cellulare. Essendo privi di peptidoglicano pure questi non hanno una parete cellulare, posseggono però, non la cisteina con i legami disolfuro molto forti, ma gli steroli. Infatti per coltivare questi batteri sono sufficienti dei terreni amorfi senza cellule (non abbiamo bisogno di cellule qua, d’altronde non si replicano dentro la cellula; non hanno la incapacità di formare l’ATP come quelle che abbiamo visto prima, si replicano fuori dalle cellule), però hanno bisogno dei fattori nutrienti che contengono gli steroli. Abbiamo quindi bisogno di aggiungere a questi terreni particolari sostanze quali sono il siero, quali sono gli steroli stessi oppure ancora il lievito di birra: questi sono i componenti che vanno aggiunti ai terreni amorfi, quindi un terreno a base di agar. Posseggono gli steroli che danno una consistenza rigida alla membrana, senza i quali avrebbero addirittura una consistenza fluida. Ma questi steroli non hanno, diciamo, una grande rigidità, per cui sono pleiomorfi (significa che possono assumere diverse forme a seconda dell’ambiente e delle circostanze). L’attacco a una cellula ciliata e la distruzione della cellula: lisano le cellule ciliate perché, fondamentalmente, producono questo enzima. Questo è come si presentano: vedete come sono? Un po’ tonde e un po’ allungate, pleiomorfe. Questa è un’altra bella immagine: vedete come sono strane? Proprio perché mancano di questa rigidità, mancano quindi del peptidoglicano e poi questi steroli non gli danno una grande consistenza [si riferisce ad immagini di microscopia elettronica a scansione che non ho trovato]. Quindi: •parete cellulare assente; •sono i più piccoli batteri dotati di vita autonoma [0,2 – 0,4 micron]; •sono obbligati a vivere in condizioni di ossigeno ottimale, quindi sono aerobi; •presentano una membrana cellulare che contiene steroli e che permette ai Mycoplasmi di mostrare una certa plasticità con pleiomorfismo cellulare; •l’infezione si diffonde mediante goccioline di saliva; •contengono un doppio strato lipidico che contiene questi steroli; •i recettori glicoproteici delle ciglia delle cellule epiteliali sono il target che usano per infettarle; il recettore del Mycoplasma è una adesina che si chiama adesina P1: quindi tra l’adesina P1 del Mycoplasma e i recettori glicoproteici delle cellule ciliate

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avviene questa sorta di attrazione fatale, questo tropismo, e avviene la distruzione delle ciglia e delle cellule epiteliali ciliate, quindi inibizione della clearance delle vie respiratorie e quindi con i danni conseguenti; •crescono in terreni quindi abiotici, significa terreni a base di agar arricchiti di siero animale, con gli steroli, e il lievito. Questo è l’aspetto “a uovo fritto” di colonie di Mycoplasma, che è legato a tutti i Mycoplasmi meno quello pneumoniae. L’aspetto del Mycoplasma pneumoniae è a mora. Perché formano questo sorta di aspetto “a uovo fritto”? Perché affondano nel terreno; essendo anche morbidi, diciamo così, perché non hanno una grande consistenza, riescono ad affondare bene nel terreno, per cui dalla proliferazione poi viene fuori questa sorta di “uovo fritto”. Andiamo ai Mycoplami genitali: [Mycoplasma] hominis e [Ureaplasma] urealyticum. Il Mycoplasma hominis e soprattutto l’Ureaplasma urealyticum sono chiamati in causa in un ampio range di patologie del tratto uro-genitale. Nella donna sono responsabili di vaginiti e uretriti e aborto precoce, addirittura. Nell’uomo possono determinare uretriti, prostatiti che, spesso, sono accompagnate a emospermia e inferitilità. Sono stati anche descritti casi di epididimiti e balaniti. Frequenti sono le forme asintomatiche. È stato accertato come il Mycoplasma hominis e, in modo particolare, l’Ureaplasma urelythicum siano responsabili di una diminuzione della motilità degli spermatozoi. Infatti, alla fase di adesione nella zona del colletto flagellare seguirebbe un effetto di natura biochimica: un enzima prodotto dai microrganismi, la neuraminidasi, modificando l’acido sialico, concentrato proprio nell’acrosoma del colletto dello spermatozoo, compromette l’attività motoria dello spermatozoo. Quindi, la diagnosi di Ureaplasma urealythicum è importante perché bisogna intervenire con la giusta terapia. Ecco qua un Ureplasma: •parete cellulare? Assente; •sono i più piccoli batteri (l’abbiamo detto prima, perché le caratteristiche generali sono uguali, non cambia molto); •presentano una membrana cellulare contenente steroli (l’avevamo detto anche per il Mycoplasma pneumoniae, non è una novità). Quindi il comportamento, i meccanismi che usano per infettare le cellule o dell’uretra o dell’epitelio respiratorio sono esattamente uguali; •la caratteristica (che non so se c’è nei libri, forse l’ho presa in qualche rivista scientifica) è questa che vi dicevo io, legata a questa patologia spesso presente in molti uomini; •quali sono recettori e co-recettori? Adesina P1 [e recettori glicoproteici]. Diagnosi: come si potrebbe fare la diagnosi? Crescono, abbiamo detto, nei terreni amorfi aggiunti di steroli e di lievito perché hanno bisogno di questo nutriente per potere formare questa sorta di sostitutivo della parete. L’esame dell’espettorato, un esame del secreto uretrale o delle cellule dell’uretra. I meccanismi con cui si può mettere in evidenza sono dalla immunofluorescenza diretta, a una ELISA diretta (diretta significa che va a cercare l’antigene, indiretta che ricerca l’anticorpo) e, ancora, coltivazione nei terreni arricchiti e idonei per la crescita dei Mycoplasmi, oppure, al solito, PCR per la ricerca con i metodi di ibridizzazione o di amplificazione genica, oppure ancora la ricerca sierologica (che significa la ricerca di anticorpi presenti nel soggetto; prima, ovviamente, compariranno le IgM, poi compariranno le IgA e poi compariranno le IgG). Da questo quadro si può capire se è un’infezione recente, un’infezione che invece va avanti da un bel po’ e poi, ancora, se ci sono soltanto IgM significa che è appena iniziata, se non ci sono le IgM e ci sono le IgG significa che è un’infezione che si è protratta nel tempo. La trasmissione di queste malattie date dall’Ureaplasma urealythicum e dal Mycoplasma hominis, prevalentemente, sono malattie a trasmissione sessuale. Anche la donna può avere delle sintomatologie legate a questa infezione e spesso però è paucisintomatica e quindi spesso sono infezioni, insieme a quelle della Chlamydia, che passano inosservate. Ovviamente il tampone è cervico-vaginale e uretrale nella donna per la ricerca di questi germi. Qua c’è una metodica che fa vedere la presenza di questi microrganismi con un sistema

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colorimetrico, cioè c’è una bassa crescita, una moderata crescita o un’alta crescita, c’è questa variazione di colore (ma non so se questo vi può interessare, non credo). Poiche è i Mycoplasmi non hanno parete cellulare, i maggiori determinanti antigenici sono glicolipidi e proteine di membrana (perché non hanno componenti della parete). Questi antigeni presentano reattività crociata con tessuti umani, cioè è come se ci fossero degli epitopi in comune tra tessuti umani e questi del Mycoplasma. Questi antigeni perciò presentano reattività crociata (cioè una cosa che è reattiva dentro la Chlamydia [Mycoplasma] lo può essere anche per alcune cellule umane, questo significa reattività crociata). Poiché i Mycoplasmi non hanno parete cellulare, sono insensibili a penicilline, cefalosporine, vancomicine e tutti gli altri antibiotici che interferiscono con la sintesi della parete batterica (l’abbiamo già visto per quanto riguardava la Chlamydia, che era la stessa cosa perché il principio è uguale, e avevamo detto che infatti gli antibiotici di elezione erano le tetracicline, i macrolidi e qualche chinolonico); antibiotici di elezione, anche in questo caso, tetracicline, chinolonici e macrolidi, così come per le Chlamydiae. Ovviamente penicilline e derivati della penicillina non gli fanno nulla. Poi abbiamo anche detto che una co-infezione (Chlamydia e Neisseria in quel caso) di Mycoplasma con altre forme batteriche che hanno la parete, può nascondere l’infezione da Mycoplasma, così come lì poteva la Neisseria gonorrhoeae nascondere l’infezione da Chlamydia, la stessa cosa avviene qua. Ovviamente, curato con l’antibiotico per il Mycoplasma sbagliato, che potrebbe essere la penicillina, viene fuori che magari agisce su un altro germe che in quel momento trova il terreno fertile (perché quando c’è un’infezione da Chlamydia, da Mycoplasma si crea un dismicrobismo). Voi sapete che noi conviviamo con i batteri; alcuni ci sono molto amici, infatti l’uso indiscriminato di antibiotici ha fatto delle cose veramente assurde e continua farle. Quindi noi viviamo in simbiosi con alcuni batteri, ci danno pure molto aiuto; alcuni batteri intestinali ci producono delle vitamine che noi non siamo in grado di sintetizzare. Quando infatti assumiamo degli antibiotici per bocca, di solito dobbiamo prendere un sostitutivo della flora che poi sarebbero i fermenti lattici, che sopperiscono in qualche maniera e colonizzano di nuovo il nostro intestino. Questo uso di alcuni antibiotici determina, ovviamente, la uccisione di alcuni batteri tra cui alcuni amici nostri e la proliferazione di alcuni agenti patogeni perché si crea un ambiente più idoneo: non c’è più la competenza territoriale tra i batteri buoni, amici nostri, e i patogeni; uccidendo molto più facilmente quelli buoni, quelli cattivi prendono il sopravvento. E quindi, altro messaggio di questa lezione: l’uso degli antibiotici deve essere fatto ad hoc e nei casi veramente necessari, perché si stanno selezionando dei germi che hanno delle resistenze agli antibiotici incredibili. Alcuni germi, per esempio, oggi non è possibile attaccarli con nessun antibiotico a nostra disposizione. Stanno comparendo germi, che chiamano killer (che ogni tanto ammazzano qualcuno, e finisce in televisione), dovuti a questa selezione. Perché sono selezionati dall’uso di antibiotici che si fa, pure nei cibi (se pensate a quanto antibiotico contiene un pollo, perché i polli vengono allevati in batteria quindi se se ne ammala uno c’è una moria di polli e quindi gli danno antibiotici a lavare, ma non solo al pollo; e quindi l’uovo), quando noi mangiamo tutta questa roba ci mangiamo pure gli antibiotici. Tutta questa diffusione di antibiotici, sia voluti, perché molti sono prescritti… Quando hai un'influenza che è data dal virus influenzale per quale motivo dovete prendere l’antibotico? Ammazzate i batteri che, tutto sommato, vi possono dare una mano e favorite la diffusione del virus. Chiara Stelitano

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08 - 04 - 2013 Prof. Iannello

TOXOPLASMI

Oggi parliamo un po’ di un argomento che è venuto fuori nelle lezioni precedenti, parlando. Oggi parliamo un po’ di quelli che possono essere veicoli di infezioni, in effetti son venuti fuori… di batteri avete parlato di virus, no? Oggi vediamo un po’ un tipo di microrganismo, che viene trasmesso attraverso l’intervento di tutta una serie di ospiti, e in particolare attraverso il gatto. Oggi parliamo del toxoplasma. Prima di Pasqua avevamo inquadrato la struttura dei batteri, la struttura dei protozoi, la struttura dei funghi. Avevamo fatto qualche esempio di organismi appartenenti a questi grandi gruppi di organismi viventi. Allora, il toxoplasma è un protozoo. Io, in genere, a lezione sono solita fare toxoplasma e plasmodio, che sono quelli che hanno il ciclo vitale un po’ più complesso, e che tra l’altro si assomiglia molto; gli altri sono semplicissimi; cioè siccome a lezione non possiamo fare tutto, preferiamo fare questi che sono più complicati e degli altri ne possiamo parlare comunque anche più in là. Allora, intanto il toxoplasma abbiamo detto che è un protozoo, e quindi una grossa cellula eucariota, e fa parte di un gruppo che viene definito apicoplexa, perché? Perché , vedete che appunto queste cellule hanno un’estremità piuttosto appuntita rispetto alle altre, e quindi vengono raggruppate in questa casella di classificazione, proprio perché hanno questo tipo di morfologia. Allora qual è il ciclo vitale del toxoplasma? E, anche qua, ci sono sia su tutti i libri di testo che in rete , tutta una serie di schemi di riproduzione di questo e di altri protozoi, in cui sono rappresentati in modo più o meno chiaro ( ma sono tutti fatti benissimo questi schemi) quelli che sono gli ospiti di questo protozoo di cui stiamo parlando. Vedete che qua sono rappresentati tutta una serie di animali. Ora cosa centrano tutti questi animali nella trasmissione di un protozoo da un individuo a un altro. Questo (schema) è uno dei più vecchi , ma secondo me è uno dei più chiari da un punto di vista grafico. Comunque il toxoplasma , come d’altra parte i plasmodi… allora la patologia dovuta al toxoplasma è ovvio che si chiami toxoplasmosi, sicuramente ne avrete sentito parlare. Mentre la patologia causata dai plasmodi, che abbiamo detto sono degli altri protozoi, simili per certi versi al toxoplasma per le modalità con cui svolgono il loro ciclo vitale, è la malaria, le varie forme chimiche di malaria. La caratteristica del toxoplasma e anche dei plasmodi, su cui faremo lezione, penso, venerdì prossimo, è quella di avere un ciclo vitale che si svolge attraverso un’alternanza di una fase sessuata e di una fase asessuata. Questo vale sia per il toxoplasma che per il plasmodio. E questi cicli riproduttivi del toxoplasma si svolgono in ospiti diversi. Allora l’ospite in cui avviene il ciclo sessuato del toxoplasma è il gatto e , comunque, tutti i felini. Di solito si parla del gatto come trasmissione normale perché.. a parte che le persone non si tengono animali, tipo il leopardo, qui è più facile parlare del gatto comune come agente di trasmissione e anche come ospite che mantiene , in fondo, il toxoplasma nell’ambiente. Però non è solo il gatto l’ospite definitivo , ma tutti i felini. Il toxoplasma è diffuso in tutto il mondo. Non è uno di quegli agenti infettivi che hanno una zona geografica ben delimitata. Il toxoplasma esiste dappertutto. Ed infatti c’è una grandissima parte della popolazione mondiale che ha o ha avuto una grave infezione da toxoplasma, che però di solito è abbastanza benigna. Cioè uno può anche avere contratto la toxoplasmosi senza neanche accorgersene. Cioè la malattia può passare completamente inosservata, non dà gravi problemi dal punto di vista clinico. Ma la toxoplasmosi può diventare estremamente grave in condizioni come la immunodeficienza acquisita, cioè l’infezione da HIV, l’AIDS, oppure può dare degli effetti

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devastanti sul prodotto del concepimento, quando la madre contrae per la prima volta durante la gravidanza, l’infezione da toxoplasma. Quindi, I motivi principali per cui questo protozoo che è comunque patogeno, può dare delle patologie gravissime sono questi, cioè paziente immuno compromesso e donna in gravidanza, non per la madre ma per il prodotto del concepimento. Non so se avete parlato col professor Bonina delle infezioni da virus che possono essere contratti durante la gravidanza e danno delle patologie materno fetali. Tipo il virus della rosolia, il citomegalovirus ecc. Quindi il gatto è l’ospite cosiddetto definitivo di questo protozoo, ed è appunto nel gatto che si svolge il ciclo sessuato di riproduzione. Il ciclo asessuato invece, si svolge in tutta una serie di ospiti, i cosiddetti ospiti intermedi, tra cui c’è anche l’uomo. Ora se voi notate , in tutti questi schemi c’è l’uomo e tutta una serie di animali da cortile. L’uomo è rappresentato in questo schema perché il toxoplasma può dare dei problemi anche nel paziente trapiantato; qua sono rappresentati anche una donna e una bambino in fasce. Questo schema che vi dicevo è il più vecchiotto , ma anche il più chiaro, rappresenta una donna in gravidanza, e qui vedete un gatto, e poi tutta una serie di altri animali che sono comunque ospiti intermedi. E allora come si svolge il ciclo riproduttivo del toxoplasma? Il ciclo sessuato si svolge quindi nell’ospite definitivo, nell’intestino. E il gatto quindi emette con le feci delle cisti, che vengono emesse nell’ambiente esterno, e possono contaminare il terreno. Il gatto può evidentemente contaminare qualunque tipo di territorio, cioè il giardino, gli orti, qualunque cosa. Se noi andiamo a coltivare delle insalate in un orto dove ci sono dei gatti, queste insalate saranno comunque a rischio di contaminazione da queste cisti emesse dai gatti. Allora queste cisti stanno nel suolo. Si parla comunque di strutture microscopiche. E non dovete fare confusione tra queste cisti che sono quelle che si trovano nel terreno e derivano dalla riproduzione sessuata nell’intestino del gatto, con un altro ciclo vitale che viene chiamato anche cisti ma che però non ha nulla a che fare con queste . Infatti una delle prime confusioni che si possono fare è tra queste cisti che vengono comunque emesse dal gatto e che contaminano il terreno, e vanno incontro a un processo di maturazione e possono venire ingerite accidentalmente.Quindi il gatto può contaminare il suolo,le cisti possono contaminare erba ,insalate ,tutto quello che volete,il giardino ,le nostre piante ecc e se noi andiamo a fare giardinaggio e dopo nn ci laviamo le mani ,mangiandoci le unghie possiamo essere contaminati ma la stessa cosa può succedere mangiando dell’insalata lavata male per esempio possiamo ingerire accidentalmente delle cisti.Sia noi specie umana ,anche donna in gravidanza e tutti questi ospiti chiamati intermedi perché nel nostro organismo e di tutti questi organismi ospiti si svolge il ciclo asessuato quindi quando queste cisti vengono ingeriti ,si riproducono ,liberando i protozoi in fase attiva che possono riprodursi ,attraversano l’epitelio intestinale e rappresentano la fase invasiva del protozoo che si riproduce per scissione binaria come i batteri cioè una fase asessuata di riproduzione. Quindi abbiamo il gatto,ospite definitivo,ciclo asessuato nell’intestino ,emissione di feci con cisti che derivano dalla riproduzione sessuata nel terreno,contaminazione accidentale sia di questi animali che poi vedremo che sono importanti sia dell’uomo, in questo caso donna perché il problema sarà se la donna è in gravidanza e sviluppo per via asessuata del toxoplasma che in questa forma che si riproduce velocemente e quindi dà origine ad altri protozoi che invadono l’ospite ,passano in circolo e possono localizzarsi in tutti gli organi apparati e organi.In questa forma che si riproduce attivamente il protozoo prende il nome di Tachizoita,il prefisso tachi indica qualcosa che è veloce per es.tachicardia,trachipnea (ritmo cardiaco veloce,atti respiratori più frequenti del normale) ,il contrario di tachi è bradi per es .bradicardia,bradipnea quindi il contrario di tachizoita sarà il bradizoita ,quindi mentre il tachizoita invade l’organismo e vanno a localizzarsi a livello di tanti organi e tessuti,anche a livello dell’occchio in particolare a livello della retina portando a delle infezioni e si localizza anche questo come

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tanti aqltri microorganismi nel sistema monocito-fagocitario o reticolo-endoteliale come lo volete chiamare e va a localizzarsi in organi ricchi di queste cellule per es.fegato,milza,linfonodi e parassita queste cellule cioè macrofagi e cellule epiteliali e la conseguenza di questa infezione sono piccole zone di necrosi che poi possono causare una vera e propria patologia. Mentre i Tachizoiti fanno questi tipo di circuito nel nostro organismo e in quello degli ospiti intermedi ,il nostro sistema immunocompetente reagisce e si viene a istaurare nei confronti di questo protozoo una risposta di tipo cellulo-mediato importante nella difesa e una di tipo umorale cioè si vengono a formare degli anticorpi specifici per il toxoplasma.La risposta immune ha il compito di proteggerci dalle infezioni oltre a tutta una serie di funzione quindi a questo punto il toxoplasma viene un po’ costretto dalla risposta immune a nascondersi tra i tessuti e da qua viene fuori quell’altra forma vitale di toxoplasma che smette di riprodursi in maniera vertiginosa come i tachizoiti e va a nascondersi in particolari tessuti ,in particolare nei muscoli e nel cervello in forma di bradizoite,cioè la forma che si riproduce lentamente quindi abbiamo tachizoiti che si riproducono velocemente e invadono l’organismo invece il bradizoite è sempre una forma vitale che smette di riprodursi e tende a persistere ,in questi particolari tessuti abbiamo detto muscolo quindi include anche il cuore e questo è importante nei trapianti d’organo e il cervello, sottoforma di cisti,eccole le vediamo rappresentate sono queste qua ,questi sono disegni presi da fotografie fatte al microscopio .Quindi i bradizoiti rimangono silenti come se dormissero nei nostri tessuti anche per tantissimo tempo però sono sempre in grado eventualmente a ricominciare a riprodursi e trasformarsi nuovamente in Tachizoiti .Non vi confondete con i termini di cisti perché le cisti emesse dal gatto derivano dalla riproduzione sessuata e vengono emesse con le feci, queste cisti di cui stiamo parlando adesso sono sempre cisti microscopiche che sono presenti nei tessuti e contengono stipati “come delle acciughe in un barile “ questi bradizoiti che sono metabolicamente inattivi e al momento opportuno possono ricominciare a riprodursi e dare origine a quella che si chiama infezione endogena,cioè ci può essere una reinfezione dovuta a questi bradizoiti che a un certo punto per motivi che potrebbero essere una terapia immuno soppressiva ,un infezione con HIV,motivi x possono iniziare a riprodursi. Questi motivi che vi ho detto cioè HIV e terapia immuno soppressiva evidentemente incidono sulla risposta immune che è importante per la nostra difesa e se viene a diminuire la risposta cellula-mediata il paziente può essersi infettato con il toxoplasma quindici anni prima e non aveva avuto nessun sintomo ma ha i toxoplasmi a livello dell’encefalo e dei muscoli e se gli viene l’HIV che si manifesta con AIDS e immunosoppressione grave il rischio qual è?i toxoplasmi ,che non avevano dato problemi per anni, possano ricominciare a riprodursi in forma di tachizoiti e dare encefaliti ,nel soggetto normale ciò non succede mai.A questo punto il toxoplasma che è un patogeno per definizione si può comportare da opportunista approfittando della situazione dell’ospite e infettarlo e ciò è un esempio di reinfezione endogena ,anche i micobatteri si comportano allo stesso modo,i plasmodi danno origine a degli ipnozoiti che poi danno origine a ricadute della malaria.endogeno significa che sono degli microrganismi che noi ci portiamo dietro ,con cui conviviamo per tanto tempo e a un certo punto danno infezione senza che sia intervenuto un toxoplasma dall’esterno ,l’infezione è data da quelli che sono rimasti nei tessuti.Domanda :il toxoplasma scegli proprio il gatto e nn un'altra specie ,lo fa per una questione di opportunità?Risposta:si certo ,ciò è venuto fuori dopo anni di convivenza di protozoi ,specie animali ed è la stessa cosa che si verifica nei plasmodi che hanno anch’essi cicli di riproduzione sessuata in un ospite definitivo e asessuato in altri ospiti soprattutto nell’uomo e nel tempo il plasmodio è andato a selezionare tra centinaia e centinai di specie di zanzare la zanzara Anopheles per svolgere il suo ciclo sessuato ,un altro protozoo scegli per

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trasmettersi un altro tipo di zanzara ,altri agenti infettivi sono trasmessi dalle zecche per esempio le ricchezzie ,da pidocchi e altri animale che nel tempo si sono adattati e hanno raggiunto condizioni adatte per lo sviluppo dei protozoi quindi nell’intestino del gatto ci sono le condizioni ottimali per questo sviluppo. Qualcuno è andato a guardare nella salita dei flebotomi e c’erano delle componenti per la sopravvivenza dei promastigoti della leishmania e quindi il flebotomo è un vettore naturale della leishmania ed è quello che lo trasmette all’uomo ,al cane . e nella saliva ci sono componenti che permettono di sopravvivere all’interno dei macrofagi,cioè il promastigote che infetta il macrofago resiste all’ambiente ostile del macrofago e in esso di svilupparsi in un'altra forma e in tutto questo perché c’è questa componente nella ghiandola salivare.l’esempio del toxoplasma è un esempio di agente infettivo trasmesso da vettori ,da ospiti però ce ne sono tantissimi altri ,quelli che vi ho detto sono poche come ad esempio gli artrovirus che sono trasmessi dagli artropodi.Se l’infezione accidentale con cibo o acqua contaminata da feci di gatto avviene in una donna che nn aveva mai avuto contatto con il toxoplasma ed è in gravidanza specialmente nei primi mesi possiamo avere delle conseguenze dannose cioè ci sarà il passaggio del toxoplasma attraverso la placenta e infettare il prodotto del concepimento .Ci sono infatti delle normative che prevedono che prima di intraprendere una gravidanza ci si vada a controllare per vedere se in passato c’è stata un infezione da toxoplasma ,rosolia ecc in modo da stare più o meno tranquilli e non venire a contatto per la prima volta con queste durante la gravidanza.Gli animali da cortile cosa c’entrano? Noi andiamo dal macellaio e compriamo la carne ,la carne è fatta da muscoli poi facciamo il roast beef o l’hamburger cotto poco al forno o sulla griglia e se accidentalmente ci sono dei bradizoiti nei muscoli ,nella carne che si infetta naturalmente perché è molto diffuso in natura allora questa seconda via di ingestione di questo protozoo,(non fate confusione tra le cisti che contaminano il terreno e queste che contengono i bradizoiti) e se la temperatura interna del muscolo tipo l’esempio classico il roast beef cioè l’arrosto molto cotto fuori e quasi crudo all’interno cioè se all’interno la temperatura non raggiunge i 60°C allora i bradizoiti possono sopravvivere al passaggio nel forno, fino ad una certa temperatura resistono e quindi questa è un’altra via di infezione importante. Stesso discorso per gli hamburger poco cotti, carne poco cotta in generale quindi questa è la seconda via di trasmissione del toxoplasma. Nella prima è coinvolto il gatto perché contamina l’ambiente, nella seconda via di infezione sono coinvolti tutti questi grandi animali da cortile che fanno un po’ la base della nostra alimentazione quindi a questo punto ci possiamo contaminare in questi due modi . Il gatto in natura come fa ad infettarsi? Se ci fate caso qui ci sono topolini cioè piccoli animali di cui i gatti potrebbero anche divertirsi ed andare a caccia. Allora se questi animali hanno nei loro muscoli i bradizoiti, il gatto si infetta anche attraverso questa via alimentare, in questo caso il gatto si comporta da ospite intermedio, cioè si infetta mangiando la carne di questi piccoli animali che anche loro sono infettati naturalmente dal toxoplasma. Abbiamo visto questo tipo di ciclo vitale, vi spiegate come mai in natura allora il toxoplasma è presente perché è un contaminante ambientale praticamente che si è adattato proprio come dicevamo prima a svolgere un ciclo sessuato in un ospite adatto. Se avete capito le fasi principali del ciclo vitale del toxoplasma, quando poi parliamo di plasmodi potreste fare una sorta di parallelo mentale tra quello che fa un toxoplasma e quello che fa un plasmodio perché in effetti ci sono molti punti comuni nel ciclo vitale di questi due protozooi che sono entrambi importantissimi in patologia umana. I plasmodi sono agenti di una delle patologie infettive più diffuse a livello mondiale ancora adesso e letale di solito. Quindi qui è raffigurata una donna in gravidanza e qui è raffigurato qualcuno che può ricevere un trasfusione per esempio,i tachizoiti passano in circolo oppure l’uomo giusto per contrapporlo ad

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un’infezione congenita che potrebbe ricevere un trapianto di organo è necessario fare una terapia immunosoppressiva. Se il ricevente o il donatore dell’organo hanno i bradizoiti cioè hanno avuto un’infezione da toxoplasma allora il rischio qual è? Per il donatore purtroppo se si tratta di un trapianto di un organo importante non è un problema del donatore, è un problema per chi lo riceve l’organo in cui ci potrebbe essere il toxoplasma in forma di bradizoita perché quella è una situazione artificiale che evidentemente non ha niente a che fare con quello che succede in natura che però può essere alla base di un’infezione trasmessa dall’organo trapiantato. Quindi a rischio potenziali riceventi di trapianto o trasfusioni, la donna in gravidanza il feto o l’embrione che innocentemente possono essere infettati da questo microorganismo. Animali domestici anche qui il rischio è di poter trasmettere assolutamente involontario i bradizoiti all’uomo. C’è gente che passa la vita a studiare il comportamento dei topi e qualcuno è andato a chiedersi qual era l’effetto di un’infezione da toxoplasma in un topo che poi costituisce la vittima del gatto e allora si è visto che i topi infettati dal toxoplasma diventano incoscienti cioè perdono il senso del pericolo infatti diventano una preda più facile per il gatto allorchè un vostro collega l’anno scorso ha avuto una bellissima idea cioè ha detto che questa può essere una strategia del toxoplasma per passare nell’ospite definitivo e concludere il proprio ciclo sessuato, perché altrimenti il toxoplasma è destinato a sparire. Se il toxoplasma rimanesse nell’ospite intermedio, con la scomparsa degli ospiti intermedi infettati scomparirebbe pure lui. Il ciclo sessuato è importante affinchè il toxoplasma continui ad esistere ed è la stessa situazione dei plasmodi, cioè i plasmodi hanno bisogno della zanzara per riprodursi in modo sessuato e quindi devono pungere l’ospite intermedio una volta per iniettargli gli sporozoiti che poi vediamo cosa sono e la seconda volta devono aspirare dall’ospite intermedio i gametociti con cui svolgere il loro ciclo sessuato, quindi anche le zanzare hanno bisogno di due ospiti praticamente. Questa zona appuntita del protozoo serve per entrare nelle cellule da infettare. I tachizoiti hanno una forma ad arco, i bradizoiti molto più piccoli e un po’ rotondeggianti. Abbiamo parlato dell’iceberg, cioè tante malattie infettive si comportano in questo modo, cioè ci rendiamo conto che c’è una patologia infettiva soltanto quando ci sono dei sintomi ben evidenti però in effetti corrisponde a tutta quella zona sommersa dell’iceberg. Se uno si fa un controllo di anticorpi e in particolare di antitoxoplasma si trova un titolo di Igg anche significativo senza mai ricordarsi aver mai avuto una patologia infettiva che l abbia disturbato tanto da dover ricorrere alla cure del medico cioè possono essere dei sintomi molto sfumati che possono passare inosservati quindi iceberg significa questo e si applica questa immagine non solo al toxoplasma ma anche ai micobatteri volendo perché anche loro danno un’infezione che può essere inapparente e serve ad immunizzare però gli individui che poi si ammalano di tubercolosi sono molto di meno rispetto a quelli infettati da micobatteri quindi è un qualcosa che si applicata un po’ a tutto. Questo qui è quello che può fare un toxoplasma, quei famosi bradizoiti che sono microscopici cioè danno le cisti microscopiche però qua vi è un proprio danno nel parenchima cerebrale, vedete qua c’è veramente un danno, era sicuramente un caso di encefalite da toxoplasma in un paziente immuno compromesso. Allora a questo punto cosa c’entra la cicogna? Dunque la cicogna, che in tedesco si chiama storch, questa sigla che fino ad un paio di anni fa era solo torch senza la s, è una vecchia sigla sotto cui sono raggruppati agenti infettivi che sono causa di patologie materno- fetali, e che venivano chiamati agenti torch appunto senza s, con un po’ di fantasia è venuta fuori la parola con cui si dice cicogna. Non credo sia una coincidenza e poi tra l’altro cosa voleva dire questa sigla originale? T vuole dire toxoplasma, O è others, R virus della rosolia, C citomegalovirus, H herpes. Negli others era compreso il treponema, agente eziologico della sifilide oltre a tutte una serie di altri agenti. Qualcuno ha pensato bene di levare da questi “ altri” il treponema e metterlo qui ed è venuta fuori la parola storch che in effetti si

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riferisce alla cicogna ma non credo sia una coincidenza, forse è un sistema per mettere in rilevanza il treponema perché la sifilide è una di quelle patologie che sono state molto trascurate dal punto di vista dell’informazione, della sanità pubblica ecc.. per cui ad un certo punto siccome il treponema quando viene contratto in gravidanza può dare aborti, grossissimi problemi al prodotto del concepimento, è un modo per mettere molto in evidenza che tra questi agenti che possono essere trasmessi per via materno-fetale ci può essere il treponema, cioè la sifilide congenita, che è nota da moltissimi secoli. Tra gli “altri” ci potete mettere diversi virus anche l’HIV, l’isteria, ecc… Il fatto che il toxoplasma si va a localizzare nel sistema nervoso centrale questo è stato infettato evidentemente durante la vita intrauterina, questo vuol dire danno congenito, cioè questo bambino aveva dei problemi enormi, se riesce a sopravvivere problemi neurologici sicuramente.

Prof. Bonina Quando un virione entra all’interno della cellula, inizia un periodo che prende il nome genericamente di fase di latenza. Tale fase non ha nulla a che vedere con la latenza virale delle infezioni di un organismo intero, in questo caso si parla soltanto delle interazioni virus cellula. Questa fase di latenza ha un aspetto importantissimo: la carica virionica iniziale tende a sparire completamente una volta che il virus è entrato dentro la cellula ed in questo momento inizia quel periodo che prende il nome di periodo di eclissi. Durante questo periodo noi non abbiamo nessuna possibilità di mettere in evidenza particelle virioniche all’interno della cellula infetta. Il periodo di eclissi cessa nel momento in cui dentro la cellula cominciano a comparire i primi virioni della progenie virale. La latenza invece noi la definiamo in questo caso quando il periodo di eclissi cessa, i virioni si accumulano dentro la cellula e cominciano poi a uscire fuori dalla cellula e diventare virioni extracellulari. (Sulle slide il periodo in cui il virus si trova all’interno della cellula è indicato con una linea gialla, quello del virus extracellulare con una linea viola). Questo è un concetto generico che vale per tutti i virioni. Ma si può avere una netta distinzione a seconda delle varie famiglie di virus. Nel caso del polio virus, quelle due linee coincidono quasi, perché nel momento in cui osserviamo la fine della fase di eclissi, con una cellula piena di polio virus, la cellula immediatamente si rompe e tutti i polio virus fuoriescono. L’esempio opposto è il caso dell’herpes: il virus erpetico, al termine della fase di eclissi, rimane intrappolato dentro la cellula e non fuoriesce, anzi, va ad infettare le cellule vicinali con un meccanismo di trasmissione “cell to cell”, quindi la fase extracellulare in questo caso è molto rara. Al momento della nascita noi ci vacciniamo contro il polio virus quindi stimoliamo il nostro sistema immunocompetente a sintetizzare degli anticorpi. Dato che questo virus viaggia principalmente al di fuori delle cellule gli anticorpi lo possono facilmente neutralizzare, quindi la vaccinazione ha successo. Ma non esiste alcun vaccino contro l’herpes. Noi possiamo avere soggetti con altissimi titoli anticorpali, e con allo stesso modo lesioni erpetiche. C’è un esempio intermedio tra polio virus da una parte (quindi extracellulare con nostra risposta anticorpale) e herpes simplex dell’altro (intracellulare, che causa una risposta cellulo mediata). Questo esempio intermedio è l’ortomixovirus, il virus influenzale, perché è vero che fuoriesce dalle cellule però va molto lentamente, con un fenomeno di gemmazione chiamato BUDDING, che permette per un periodo di tempo di mantenere in vita la cellula. In tal caso è valida una risposta mista perché sono utili sia gli anticorpi che la risposta cellulo mediata, che va a riconoscere la cellula infettata da ortomixovirus, modificata per la presenza di peplomeri, l’emoagglutinina e la neuroamminidasi, che si dispongono sulla sua membrana e che vengono riconosciuti dal sistema immunocompetente che organizza una risposta mediata da cellule killer. Nel caso però

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dell’ortomixo noi abbiamo il così detto fenomeno della polarizzazione cioè a differenza dei paramixovirus, gli orto, fanno del budding nel lato della membrana da dove sono entrati, ciò comporta che gli anticorpi in circolo non sono estremamente efficaci, ma c’è una classe di immunoglobuline importantissima nel caso dell’infezione da virus influenzale, che è la IgA secretoria. le IgA secretorie sono anticorpi che non si trovano nel torrente circolatorio ma nei lumi delle nostre cavità, e allora possono bloccare il virione che fuoriesce dalle cellule. Il professore parla dei suoi studi sul fenomeno di budding dell virus dell’HIV per presentare una slide di fotografia al microscopio elettronico che dimostra un budding classico. La cellula è un monocita, e sono presenti i virioni dell’HIV, che effettuano il budding. L’immagine dal microscopio elettronico viene colorata al pc, per evidenziare in verde le proteine, la componente esterna di membrana in bianco e una componente turchese che è rappresentata dalla GP 120 e 41, quindi i peplomeri distribuiti all’esterno della membrana. L’immagine successiva mostra una sezione di membrana di un monocita, sula quale sta avvenendo un budding in successione: una porzione con semplice membrana cellulare, senza virioni, con presenza però di peplomeri (in questo caso amaranto); la fase successiva mostra il nucleocapside migrato dentro la gemma membranosa; poi la porzione ancora legata alla membrana si strozza fino a staccarsi, liberando il virione maturo. Ancora immagini di pazienti con infezione erpetica dovuta ad Herpes Simplex di tipo 1 (HSV-1). In un soggetto normale, l’Herpes Simplex comporta piccole lesioni alle labbra, ma se il soggetto è affetto da HIV la mescolanza tra la sua situazione immunologica e virologica (nel paziente affetto da HIV non si tratta solo di immunodepressione, ma l’HIV presenta un TAT che è il gene della trans attivazione che non permette solo maggiore replicazione di HIV ma anche di altri virus eventualmente presenti), si osservano lesioni vescicolari multiple e nel tempo queste iniziano ad essere strettamente ricorrenti, fino a creare una situazione di progressiva cronicizzazione di tali lesioni che arrivano sino alla ulcerazione. Quindi nel pazienti immunodeficienti il quadro dell’infezione da Herpes Simplex è totalmente diverso rispetto a quello di un paziente non affetto da HIV. Tali vescicole si trovano persino all’interno del palato (un virus erpetico normalmente non lo fa). Inoltre sono possibili un altro tipo di lesioni, definite “leucoplachie villose”. Sono lesioni biancastre a palizzata sul bordo linguale. L’analisi di queste lesioni mostra, oltre a infiltrati infettanti, una coilocitosi delle cellule spinose dell’epitelio linguale (cellule a pallone). Queste cellule si deformano, arrivando a presentare dei nuclei picnotici. Queste lezioni, all’analisi accurata (tecniche istochimiche o microscopia elettronica) , mostrano la presenza del virus di Epstein - Barr. Quindi probabilmente il soggetto aveva già latente all’interno del proprio organismo il virus Epstein-Barr, è poi sopravvenuto l’HIV che lo ha slatentizzato provocando la sintomatologia. Altro capitolo, quando di parla di coinfezione, riguarda il sarcoma di Kaposi. Il sarcoma di Kaposi viene riconosciuto per via di lezioni sulla punta della lingua e sul palato, che sono di natura eritematosa e violacea. In questi casi l’immunoistochimica mostra cellule in attiva proliferazione (sarcoma, quindi un tumore). Il sarcoma è causato da Herpesvirus di tipo 8 (HHV8) con una metodologia simile a quella della leucoplachia villosa. L’HHV8 è presente nell’organismo, latante, acquisito nel corso della vita. Un evento come l’HIV, portando all’attivazione di una serie di cofattori slatentizza il virus HHV8 provocando l’insorgenza del sarcoma di Kaposi .

ANNA GANGEMI

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Microbiologia 11-04-13 Prof.ssa Iannello

Prima parte: I plasmodi e la malaria

Allora, l'altro giorno abbiamo parlato di toxoplasma no? E' chiaro il ciclo del toxoplasma? Ciclo vitale e importanza degli ospiti? Se non è chiaro poi ci torniamo, magari adesso partiamo con un altro argomento, poi nel caso alla fine ci torniamo, però quello che significa ciclo sessuato e asessuato in due ospiti, le fasi, l'alternanza nell'ospite definitivo/intermedio del toxoplasma ce l'avete chiaro? Possiamo continuare con un'altra cosa? Delle reazioni antigene-anticorpo, applicazione pratiche, ecc, penso che avete parlato, chi ha fatto le interattive con la dottoressa sicuramente, con la dottoressa Gazzara penso avete fatto qualcosa tipo culture, colorazioni, cose di questo tipo, poi, c'eravate voi (presenti), scrivete l'argomento che avete trattato. Continuiamo col discorso delle reazioni sierologiche. Allora, se è chiaro quello che abbiamo detto del toxoplasma, queste le ricordate sono degli esempi di altri protozoi, trichomonas, giardia, queste le abbiamo viste. Allora, molti protozoi vengono trasmessi da vettori, ce ne sono alcuni per cui l'infezione avviene perché il protozoo matura, per esempio la giardia, si trova in acque contaminate, insolite, quindi da materiale fecale magari e quindi può essere accidentalmente ingerita. Il trichomonas si trasmette attraverso rapporti sessuali, quindi non esiste in natura, non è un protozoo a vita libera come le amebe, ci sono delle amebe cosiddette "a vita libera" che stanno nell'acqua tranquillamente, sopravvivono nell'ambiente. Ce ne sono degli altri, tra cui quello di cui parliamo oggi, il plasmodio della malaria, altri che richiedono per la trasmissione e per il mantenimento e per lo svolgimento di tutte le fasi del loro ciclo sessuale un ospite. Abbiamo fatto l'altro giorno un esempio del toxoplasma, no? Che richiede, infetta, due ospiti, due tipi di ospite diverso. Il plasmodio, fa parte dello stesso gruppo a cui appartiene il toxoplasma, si chiamano sporozoi e anche il plasmodio alterna le fasi del ciclo vitale sessuato e asessuato in due ospiti e in particolare questo richiede un vettore, cioè il vettore che sarebbe la zanzara anopheles femmina, è l'unico vettore di questo protozoo e in cui si svolge il ciclo sessuato del protozoo stesso, il trypanosoma è un altro che richiede un vettore. Mentre il ciclo asessuato si svolge nell'uomo, cioè quello che ci interessa da vicino è l'infezione umana, no? Da parte del plasmodio. Plasmodio che di cui il nome plasmodio è al solito il nome del genere, plasmodium, mentre ci sono tutte una serie di altri nomi, cioè plasmodium malariae, plasmodium vivax, ovale e falciparum. Allora, plasmodium è il genere e questi quattro che vi ho nominato sono la specie. Tutte queste specie di plasmodi, cioè da malariae a vivax al falciparum, hanno un ciclo vitale piuttosto simile tra di loro, cioè fase di riproduzione sessuata nella zanzara anopheles e fase di riproduzione asessuata nell'uomo. Però danno origine a una patologia che viene definita come "malaria", tutte le patologie prodotte da questi quattro protozoi vengono chiamate, definite, col nome malaria, che deriva dall'italiano "mal ' aria", dall'antico italiano. E che rapporto ci può essere tra l'aria e questa malattia? Le zanzare in che tipo di ambiente vivono di solito? Vivono nelle paludi o comunque in zone umide quindi in antichità si parla del 600-700, si era fatta una correlazione tra il fatto che questo tipo di patologie, che danno delle febbri di ritmo diverso, erano particolarmente frequenti in zone paludose, zone malsane, e quindi da qua il nome "mal ' aria", che poi è rimasto usato in tutto il mondo praticamente per designare questo tipo di patologia infettiva. Allora questa è una struttura di un plasmodio, di uno degli stadi vitali del plasmodio. Allora per il toxoplasma in effetti abbiamo ridotto al minimo i nomi delle parti del ciclo vitale, perché ci siamo un po’ sbrigati dicendo, ai fini didattici ma anche a fini pratici in fondo, che la fase

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che si sviluppa rapidamente si chiama tardizoita mentre quella fase che rimane quiescente nei tessuti si chiama bradizoita. In effetti un ciclo vitale del toxoplasma un pochino semplificato, per cui anche se ci sono dei punti di contatto tra questi due protozoi che appartengono entrambi a questo gruppo degli sporozoi, il ciclo vitale del plasmodio in effetti ha degli stadi che prendono altri nomi, quindi dovremo un pochino confrontarci con questa nomenclatura oggi che però bisogna conoscere, d'altra parte non è una cosa nuova, questo ciclo vitale si conosce da tantissimo tempo, quindi non possiamo non conoscerlo. E allora, intanto si svolge abbiamo detto in due ospiti, l'uomo e la zanzara anopheles. Nell’uomo si svolge il ciclo asessuato, nella zanzara il ciclo sessuato. Il () metteva le cisti con gli sporozoiti dentro, praticamente con delle forme infettanti. La zanzara fa esattamente la stessa cosa, cioè come risultato del ciclo sessuato che si svolge nel suo intestino, poi alle ghiandole salivari della zanzara, si trasferiscono delle cosiddette cisti, anche qua si parla sempre di queste forme che si chiamano cisti, che contengono le forme infettive del plasmodio, va bene? In questo caso la zanzara cosa fa? Punge la vittima designata e gli inietta degli sporozoiti. Cioè il contenuto di queste cisti. Gli sporozoiti derivano dalla riproduzione sessuata del plasmodio, che avviene nella zanzara, da qualche parte del ciclo si deve cominciare, cominciamo da qua, dagli sporozoiti, in effetti la (fase) numero uno. Gli sporozoiti passano in circolo e hanno come primo bersaglio, abbiamo parlato tante volte delle cellule bersaglio dei microrganismi, no? Allora la prima cellula bersaglio in cui vanno a localizzarsi gli sporozoiti, è rappresentata dagli epatoci, nel fegato sapete ci sono epatoci, poi ci sono i macrofagi residenti, le cellule di von Kupffer praticamente, che sono i macrofagi residenti. E allora le cellule bersaglio dei plasmodi sono gli epatociti, se andiamo a parlare di altri microrganismi che hanno come cellule ospite i macrofagi, tipo le leishmanie, le brucelle per esempio, allora quelle vanno a parassitare le cellule di Kupffer. Quindi i plasmodi hanno come bersaglio gli epatociti. Epatociti che vengono infettati e gli sporozoiti danno origine, riproducendosi in modo asessuato, a una struttura, poi vedremo qualche immagine microscopica, che viene definita schizonte. Quindi abbiamo sporozoiti, infezione dell'epatocita e schizonte. E' una struttura che somiglia un pochino a quella che abbiamo visto per il toxoplasma, cioè una sorta di grande membrana che racchiude una serie di piccole cellule che maturano all'interno dello schizonte e poi alla fine vanno a lisare l'epatocita, per cui dallo schizonte, che qua vedete si rompe e da origine a queste piccole cellule, dallo schizonte si producono merozoiti. Questo è un altro nome di questa fase del ciclo vitale. Quindi abbiamo lo sporozoita che deriva dalla riproduzione sessuata, infezione della cellula epatica, formazione dello schizonte per riproduzione asessuata, dallo schizonte vengono liberate delle altre cellule che si chiamano merozoiti. Quindi, dicevamo, merozoiti. I merozoiti cosa fanno? Vanno a infettare un'altro bersaglio che è rappresentato dai globuli rossi. Quindi bersaglio dello sporozoita è l'epatocita, il bersaglio del merozoita che si libera dallo schizonte è il globulo rosso. Quindi, il merozoita infetta gli eritrociti e qua comincia a trasformarsi in un'altra fase, cioè da origine, sempre per divisione asessuata, ad un'altra struttura che si chiama trofozoite e che poi si trasforma in un’altra forma simile a quella che c'è nell'epatocita e che prende nome di schizonte anche questo. Il termine schizonte in effetti indica qualcosa che si divide. In inglese "forbici" come si dice? "Scissor". E praticamente la stessa parola. I batteri si chiamano schizomiceti perché praticamente è un riferimento in fondo alla loro modalità di riproduzione, cioè si dividono, quindi questo termine "schizonte" indica qualcosa che si sta dividendo. E allora, abbiamo quindi uno schizonte epatico, che è negli epatociti e lo schizonte cosiddetto "eritrocitario". Quindi per indicare, si tratta comunque di forme che danno origine allo stesso tipo di cellule, che si chiamano merozoiti, però alcuni derivano dallo schizonte epatico, cioè quello che si forma negli epatociti, e gli altri invece derivano dallo schizonte eritrocitario e

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si chiamano anche questi merozoiti. Va bene? Quindi il ciclo nell'uomo è questo. Allora, sporozoita, schizonte epatico, merozoiti che vanno a infettare gli eritrociti dando una forma di maturazione che si chiama trofozoite, dopodiché si forma un altro schizonte che poi a sua volta da origine ad altri merozoiti, che continuano a infettare altri eritrociti e a riprodursi all'interno degli eritrociti. Ci siamo? Quindi se siamo d'accordo, se abbiamo capito questo, abbiamo finito il ciclo praticamente, perché ci sono soltanto da ritenere questi nomi nuovi, poi non so se li avevate già incontrati, cioè schizonte nell'epatocita che da origine a merozoiti che poi vanno ad infettare gli eritrociti e all'interno dei quali si formano trofozoiti che a loro volta danno origine allo schizonte eritrocitario che va a loro volta a maturare e a produrre merozoiti. In tutto questo, ci vanno di mezzo evidentemente le nostre cellule. Sia gli epatociti che poi vengono danneggiato un po’, anzi abbastanza, dalla rottura dello schizonte perché si rompe anche l'epatocita. E lo stesso discorso per gli eritrociti. Se voi moltiplicate questo schemino che prende in esame un eritrocita e un epatocita, se voi lo moltiplicate per un numero enorme di epatociti e per un numero enorme di eritrociti vedrete che poi alla fine di tutto questo ciclo vitale, il plasmodio al momento in cui soprattutto danneggia gli eritrociti, e sono a migliaia e migliaia, centinaia di migliaia di eritrociti tutti insieme che vanno incontro a lisi, darà origine a quella che è la sintomatologia caratteristica delle febbri malariche, cioè un picco febbrile che è di solito sincronizzato con la rottura degli eritrociti. Quindi la base della sintomatologia della malaria, che è una febbre che poi ha un ritmo che poi vediamo, è dovuta (proprio tutta la patologia da plasmodi), ha come origine questo ciclo intra-eritrocitario che poi porta alla lisi massiva degli eritrociti. Cioè il problema della malaria è questo. Siamo nella stessa situazione in fondo del toxoplasma, però il plasmodio dal punto di vista proprio del tipo di riproduzione è abbastanza più furbo perché la maggior parte dei trofozoiti da origine a merozoiti che poi vanno a infettare altri eritrociti. Qualcuno di questi, va a differenziarsi in gametociti, cioè qualcuno dei trofozoiti non va a differenziarsi in merozoiti, che poi a loro volta infettano eritrociti e si riproducono per via asessuata, va a differenziarsi in quella che poi è la base della riproduzione sessuata di questo protozoo, cioè si vanno a formare dei gametociti, di misura maggiore o minore, quelli più grandi sono quelli femminili, quelli un pochino più piccolini sono quelli maschili, qua in effetti li hanno disegnati uguali (riferito alle slides) però c'è una certa differenza di dimensione tra i due. Comunque, danno origine a dei gametociti. A questo punto il ciclo del plasmodio si potrebbe anche fermare qui. Come si ferma il ciclo del toxoplasma? Che quando va a formare i bradizoiti nei muscoli si blocca praticamente finché non arriva l'ospite definitivo che poi gli permette di compiere il ciclo sessuato. Qua, chi è che interviene per perpetuare questo ciclo sessuato a questo punto? interviene la zanzara, che pungendo l'individuo nel momento in cui in circolo ci sono gametociti, li aspira e poi, come dicevamo l'altra volta, aspirandoli offre nel proprio interno ai gametociti l'ambiente adatto per la riproduzione sessuata. La riproduzione sessuata nell'uomo non avviene, avviene soltanto nella zanzara e soltanto nella specie anopheles. E quindi anche qua c'è un grandissimo affiatamento in fondo tra il vettore e il protozoo che deve trasportare, lo stesso discorso lo abbiamo fatto a proposito della leishmania, cioè nel corso di chissà quanti secoli e millenni, milioni di anni, si è sviluppata questa integrazione tra un protozoo e il suo vettore, per cui la leishmania non si potrà mai riprodurre in una zanzara anopheles o viceversa, cioè ognuno dei protozoi o anche degli altri, per esempio abbiamo visto il trypanosoma ha un suo vettore in cui si riproduce ed è solo quello, e in zone geografiche diverse ha due vettori diversi ma solo quelli in mezzo a centinaia di migliaia di insetti che esistono. Quindi a questo punto nell'ambiente, nel microambiente intestinale della zanzara avviene la fusione (dei microgametociti), che poi attraversa altri stadi intermedi che non è necessario imparare a memoria, se vi interessano benvenuti sennò non c'è nessun problema, però dobbiamo conoscere bene gli stadi che si trovano

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nell'uomo, quelli evidentemente si. E allora a questo punto il protozoo nelle forme derivate in cui si svolge la riproduzione sessuata e che deriva poi dalla riproduzione sessuata risale lungo l'intestino della zanzara, arriva alle ghiandole salivari e poi la zanzara è pronta per infettare qualcun altro e così si perpetua il ciclo in natura. E questo significa che milioni di persone ogni anno vengono infettate dai plasmodi, milioni e milioni e milioni muoiono per quest'infezione, quindi non è una cosa da poco, l'altro giorno dicevamo che la malaria è una delle patologie infettive che mietono più vittime a livello mondiale, l'abbiamo fatto tante volte parlando di malattie infettive, evidentemente dobbiamo considerare quelle che sono importanti oltre che a livello locale soprattutto e anche quelle che sono importantissime a livello di popolazione generale, no? E la malaria è una di queste. In Italia c'erano delle situazione ambientali che facevano proliferare zanzare in maniera (elevata) e specialmente queste erano importanti in maniera incontrollata, sono state bonificate tantissime anni fa negli anni 20-30 dell'altro secolo per cui la malaria è quasi scomparsa come infezione endemica, sul territorio. Però c'è la malaria da importazione, ci sono le zanzare che salgono sugli aerei, viaggiano e poi si spostano da un posto all'altro e pungono quindi anche la clinica della malaria, questo ne parlerete in malattie infettive, è importante conoscere. In questi scambi, in possibilità di andare a fare un viaggio in un altro posto e ritornare, sono delle cose che dovete pensare che vi potrebbe capitare di vedere sempre più spesso. Questo è un altro ciclo disegnato, anche qua la solita storia, se volete andare in rete, mettete "plasmodium" e vi escono tutti questi schemi che sono fatti tutti uno meglio dell'altro, magari vedete quello che vi piace di più. E allora,(slides) sono degli epatociti con degli schizonti, a maggiore ingrandimento in effetti questo assomiglia molto se ci pensate alle cisti del toxoplasma, è una struttura che ha una membrana, è piena, tutta infarcita di piccole cellule, questo è uno schizonte epatico che darà poi origine a tutti quei merozoiti che abbiamo visto se ne liberano dallo schema. Per quanto riguarda il plasmodium falciparum, è una delle quattro specie, è il più virulento di tutti. Nella prima interattiva abbiamo cercato un pochino di definire cosa si intende per patogenicità, per virulenza di un microrganismo, avevamo fatto proprio questo esempio in fondo, un pochino per definire questi termini, che non sono molto facili da definire. Allora, i plasmodi sono comunque patogeni per definizione, cioè hanno la potenzialità di causare una patologia, tutte quattro le specie. Nell'ambito di queste quattro specie c'è una certa differenza di virulenza, cioè c’è una patologia che si chiama comunque malaria, perché è data dai plasmodi, che ha dei sintomi molto gravi ed è causata dal plasmodium falciparum. La patologia da plasmodium falciparum, si chiama "terzana maligna" , cioè è una forma di malaria che viene definita, chiamata “terzana maligna". Maligna si capisce bene perché, abbiamo detto questo è il più virulento, dà una patologia molto grave, quindi questa forma di malaria è stata chiamata maligna per questo motivo, in contrapposizione con un'altra forma di malaria che è sostenuta da un'altra specie del protozoo, che si chiama invece "terzana benigna". Quindi troverete questi due termini. Benigna perché? Perché comunque una febbre malarica è una patologia, è una malattia infettiva però ha dei sintomi meno gravi, è una prognosi meno infausta rispetto a quella che viene chiamata "terzana maligna". Quindi nell'ambito dei plasmodi c'è una differenza di virulenza, che se sono patogeni, tutti e quattro. Però "terzana" che vuol dire? Che potrebbe essere "terzana"? Qua ci sono rappresentate, evidentemente queste sono tutte immagini microscopiche ed è evidentemente di competenza specialistica andare a riconoscere il plasmodium falciparum rispetto al malariae per esempio in base alle alterazioni morfologiche degli eritrociti. Cioè il bravo parassitologo riconosce la specie di plasmodi che sta infettando gli eritrociti del sangue periferico del soggetto, soltanto in base a queste caratteristiche morfologiche. Naturalmente nessuno di noi è una persona specialistica, se vi piace tantissimo magari vi potete ricordare qualcosa di questi aspetti. Per esempio,

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questa è proprio la morfologia del falciparum, che vedete è diversa da quella del malariae per esempio, ci sono delle differenze morfologiche tra i plasmodi merozoiti, trofozoiti che infettano nelle varie specie che infettano comunque globuli rossi. Quindi è possibile anche riconoscerli con un'osservazione microscopica normalissima con la colorazione di "May-Grunwald e Giemsa" che avete fatto benissimo in istologia sicuramente, e che serve anche in questa branca della microbiologia, evidentemente non è utile per le cellule batteriche perché abbiamo detto sono procariote, quindi è un altro tipo, però per colorare i protozoi va benissimo perché sono eucarioti quindi con nucleo e citoplasma per cui è possibile dimostrarle. Qua ci sono altre forme di plasmodi che infettano eritrociti, li hanno infettati. Questo (slides) è sempre un falciparum, vedete, qua ce n'è uno che ha un piccolo trofozoita che sta cominicando a riprodursi. Questi cosa sono? Sono globuli rossi, cioè vedete quando uno dice si sviluppano in merozoiti e poi lisano gli eritrociti, questo è quello che succede ai globuli rossi quando sono infettati dai merozoiti, o meglio, quando sono infettati dai merozoiti, si forma lo schizonte all'interno, praticamente questo è un po’ un residuo di uno schizonte che si è rotto, e poi cominciano a liberare tutti questi merozoiti che andranno a infettare gli eritrociti, questa è proprio una fotografia che vi fa vedere bene che cosa succede, cosa fa un plasmodio. Stesso discorso, plasmodio/eritrociti distrutti, qua ce n'è uno che ha preso di mira questo eritrocita e sta cominciando ad infettarlo e lo ridurrà come quelli che abbiamo visto prima, né più né meno! Anche qua forme ad anello e trofozoiti di questo, quindi questa è una forma caratteristica di questo tipo di plasmodi di questa specie. Trecento milioni di persone sono infettate con malaria, le zone endemiche sono tutte queste (slides), metà del continente (indicando l'Africa). Sono tutte zone in cui la malaria è endemica, quindi stiamo parlando di un problema enorme, questo è il vettore, questa è una delle conseguenze di una infezione da malaria, da plasmodi. Dunque, tornando all'inizio, vediamo perché si chiamano "terzana" e un altro tipo di febbre di febbre malarica che invece viene chiamata "quartana". Allora, questo (slides) è un diagramma della temperatura che è caratteristico di diversi tipi di febbre malarica, per cui capiremo perché si chiamano terzana e quartana, cioè voi che cosa vedete qua? Che differenza c'è tra questo grafico e questo? Picchi febbrili differenti, cioè questo qui ha il primo giorno un picco febbrile, poi ha mezza giornata più un giorno intero più altre dodici ore in cui sta senza febbre, quindi alla fine sono 48 ore, giusto? E poi c'è un altro picco febbrile al terzo giorno e questo può andare avanti all'infinito finché non si fa qualche cosa evidentemente, ci sono dei farmaci che agiscono, almeno fino ad oggi sui plasmodi, perché poi il problema grosso è questo qua. Allora la differenza, qui c'è un picco febbrile ogni 48 ore e qua invece il picco febbrile arriva alla 72esima ora, cioè c'è un periodo più lungo in cui il paziente non ha febbre, cioè di intervallo tra un picco febbrile e l'altro. Qua ci sono 48 ore di intervallo, qua ce ne sono 72. E allora a questo punto ,quella sopra si chiama terzana, è la febbre terzana, la malaria terzana. Questa in mezzo è la malaria quartana, cioè ogni quarto giorno. Qui il picco è ogni terzo giorno (terzana), qua nella quartana il picco ogni quarto giorno. In questo schema è rappresentato quello che dicevamo prima, nel momento in cui si rompe lo schizonte eritrocitario, si alza la temeratura, perché c'è questa immissione di questi plasmodi che sono evidentemente organismi estranei, che hanno tutta una serie di componenti sulla loro superficie per cui scatenano una risposta immune, scatenano una produzione di citochine, tra cui sicuramente l'interleuchina 1 che fa innalzare la temperatura, il famoso "pirogeno endogeno" come si chiamava una volta. Quindi alla immissione in circolo di questi plasmodi corrisponde comunque un innalzamento della temperatura. Da qua si liberano dallo schizonte eritrocitario, si liberano i merozoiti, poi ogni merozoita va ad infettare un eritrocita e poi vi svolge il ciclo vitale, da origine ai merozoiti e che succede? Altro picco febbrile - discesa - altro picco febbrile - discesa e così via. Nella quartana questo fenomeno si verifica ogni quarto giorno, quindi il paziente sta

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relativamente bene tre giorni poi gli viene la febbre. E questo qua invece cosa potrebbe essere a questo punto? Abbiamo detto che c'è un'altra forma di terzana, la benigna, e questa qual è? Quale può essere? L'abbiamo detto due minuti fa: è la terzana maligna, in cui se ci fate caso è tutto ribaltato, cioè non c'è un picco febbrile, ci sono tre giorni o due giorni in cui il paziente ha la febbre, poi la febbre scende e poi risale improvvisamente, di nuovo e il paziente ha altri due giorni di febbre e poi la temperatura scende e risale. E capite bene che qui c'è un intervallo di 48 ore tra un picco febbrile e l'altro, qui è praticamente come se fosse ribaltato questo schema, abbiamo 48 ore di febbre, una discesa e una risalita immediata, quindi il paziente ha continuamente febbre a temperature elevatissime. Quindi a questo punto vedete bene cosa vuol dire patogeni che danno una patologia dovuta allo stesso ciclo, però questo qua è molto più virulento degli altri. E' il falciparum, quello che abbiamo visto prima, che ha questa caratteristica, il ciclo vitale abbiamo detto è lo stesso nelle grandi linee, però questa differenza tra i diversi tipi è dovuta al tipo di eritrociti, a diversi fattori. E' dovuta per esempio a quanti merozoiti si liberano da uno schizonte epatico per prima cosa, cioè da uno schizonte epatico di plasmodium falciparum si liberano molti più merozoiti rispetto agli schizonti epatici delle altre tre specie. Da uno schizonte eritrocitario di plasmodium falciparum si liberano molti più merozoiti rispetto a quelli che si liberano dagli altri, dagli eritrociti infettati con le altre specie, quindi il fenomeno è amplificato nel falciparum, e c'è ancora un'altra cosa, cioè il falciparum infetta tutti i tipi di globuli rossi, da quelli maturi, quelli immaturi, quelli vecchi, in via di distruzione e quindi infetta tutti i tipi di eritrociti mentre gli altri infettano selettivamente o solo quelli maturi o solo i reticolociti. E quindi anche questa è qualcosa che contribuisce ad aumentare per il falciparum il numero di globuli rossi che infetta. Per cui questo è molto più virulento, intanto per questi motivi che se li mettete tutti insieme capite bene che è qualcosa che amplifica moltissimo la capacità di questi plasmodi di riprodursi e li rende molto più virulenti. Il grosso problema del falciparum oltre a questa malattia più grave, è quello che abbiamo visto alla fine, cioè non so se ci avete fatto caso nell'ultimo grafico, il falciparum è diventato resistente ai farmaci, cioè è il più virulento, quello che da i problemi più gravi, da la forma più letale di malaria e per giunta è diventato anche resistente, sta diventando resistente a moltissimi farmaci antimalarici e quindi capite bene che questo è uno di quei problemi che difficilissimo a risolvere, se mai si riuscirà a risolverli proprio perché c'abbiamo il più virulento che è anche resistente. E quindi è una situazione molto molto pesante.

Prof. Bonina

Seconda parte: I Prioni

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L'argomento di cui parliamo, quanti di voi hanno mangiato carne oggi? Mi auguro che nessuno abbia mangiato carne, perché noi affrontiamo il problema dei prioni oggi. [accenno alla storia di Stanley Prusiner e del suo premio nobel sulla scoperta dei prioni]. Che cosa sono i mangimi animali? E' un qualche cosa di contro natura, un animale pacifico, che madre natura ci ha messo sulla terra perché bruchi l'erba, per i nostri interessi economici viene pompato per produrre più latte, più carne, con che cosa? Con i mangimi animali! Ma che sono sti mangimi animali? Sono le carcasse dei cugini, capre e pecore morte, che vengono macinate e si mettono in dei sacchi e vengono messi in mezzo ai mangimi nelle stalle, dove questi bovini ingrassano prima e producono più carne e più latte. Abbassando la temperatura di utilizzazione e diverse cose scoppiò la prima epidemia di Bovine Spongiform Encephalopathy, "BSE". (E' scoppiato) Un piccolo focolaio del sud dell'Inghilterra - "la cenere sotto il tappeto" - sapete la tecnica no? - "Ok ragazzi, non è successo niente" . Passa qualche anno, seconda epidemia, stavolta (però) scoppia! L'America e il Canada chiudono le saracinesche, "non importiamo manco un pelo del bovino inglese", l'Europa chiude le saracinesche (pure). La cosa grave, ad un certo punto, spuntano fuori delle forme patologiche di BSE correlate nell'uomo. Allora una patologia, non quella dei bovini, che era strettamente specie/specifica, siamo riusciti, l'abbiamo creato noi, questo mostro. Siamo riusciti a fargli fare non un salto di specie ma un salto di classe, perché dagli ovini [dalle carcasse che facevano parte dei mangimi animali] passa ai bovini, chiaro? E poi dai bovini all'uomo. (Ora vi faccio vedere alcune immagini). Di che cosa stiamo parlando? Di una cosa che era nota da tempo, però non si capiva come spiegarla dal punto vista patologico. Allora, dovete stare attenti perché nei libri c'é una confusione paurosa, noi abbiamo due grosse categorie di stirpe, dal punto di vista tassonomico delle patologie che questi prioni danno: una è quella che sicuramente nota da tempo, a carattere ereditario. Carattere ereditario, poi vedremo perché, si manifesta nel tempo, questo è un fenomeno importantissimo, paradigma, che dovete sottolineare quattro volte, nel tempo, prima non si conoscevano queste malattie. Semplicemente perché per altri motivi, per pochi motivi, per accidenti vari, si moriva giovani! Non c'era il tempo per scoprire queste malattie, adesso che arriviamo tranquillamente agli 80, ai 90, qualcuno anche ai 100 (anni), e in futuro voi medici, e vi auguro di laurearvi in medicina che vi esercitate, avrete sempre più a che fare con queste patologie, perché i vostri pazienti forse supereranno tranquillamente i 100 anni. E allora, perché vi dico questo? Perché noi parliamo di sindrome note, con queste sigle strane, la prima è la "Creutzfeldt-Jakob", CJD, la seconda è la forma cerebellare che è meglio dirla con la sigla, GSS, perché se dite la patologia è meglio che siete almeno a tre metri di distanza dall'interlocutore, sennò gli fate la doccia, sarebbe la "Gerstmann-Straussler-Scheinker". E ve l'ho detto che la GSS è la forma cerebellare? L'altra invece è la "insonnia familiare fatale". L'insonnia familiare fatale è una malattia terribile, la persona muore perché non riesce a dormire, e non riesce a dormire neanche se gli date le martellate in testa, se gli fate una flebo di barbiturici, qualunque cosa tentate di fare rimane sempre sveglio. Refrattaria a qualunque tipo di trattamento e si muore per esaurimento psico-fisico, una maniera terribile. Questi ragazzi sono trasmessi geneticamente, poi dipende dall'età, dal grado di degenerazione. Ora, una cosa che fa rabbia, se noi guardiamo la vostra parte destra nel quadro, riguarda l'aspetto infettivologico, cioè le malattie da prioni trasmissibili. Il prione diventa importante quando c'è un danno economico causato dalla BSE, ma anni prima, nel 1956, un gruppo di scienziati dimostrò la trasmissibilità interumana di malattie da prioni, e si chiamava “Kuru” (la malattia). L'unico problema è che il Kuru colpiva degli indigeni della Nuova Guinea, vi rendete conto? Fra l'altro la cosa grave è, che erano pacifici, vivevano tranquillamente nelle foreste pluviali della Nuova

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Guinea, non avevano né caldo né freddo, si stava benissimo, avevano un'unica particolarità: erano cannibali! Le altre due forme sono la Creutzfeldt-Jakob iatrogena, nota anch'essa ma molto rara, la prendevano di più i neurochirurghi, che "avevano le mani in pasta" [erano coinvolti, implicati] nel cervello e benomale si ammalavano ogni tanto, oppure quando c'erano delle pratiche “allucinanti”, sapete? Voi vivete in una stagione bellissima della medicina dove benomale si sta mettendo ordine in tante cose, ma se pensate a qualche decennio fa! Una descrizione importante, c'è stato un periodo in cui veniva fatto il trapianto di corna, e portava alla Creutzfeld-Jakob iatrogena. E infine la BSE correlata, cioè la Creutzfeld-Jakob giovanile, correlata con la BSE. Ma prima di vedere questi, vi faccio vedere alcune immagini per dare ragione a quello che è stato un movimento. Questa (slides) è la zona della Nuova Guinea, piccolissima zona di Okapa si chiamava, queste che vedete sono tutti argini di ramificazioni di fiumi, quindi una foresta pluviale, con tutti i villaggi, ogni puntino che vedete son tutti villaggi. Guardate che è impressionante, nel 1956, 2500 casi mortali in due anni. Ma la cosa più importante è l'elevata incidenza nelle donne e nei bambini. Perché? Nel cannibalismo, le parti cosiddette pregiate, cioè le parti muscolari, venivano prese dai maschi tra i capi del villaggio, e questo vi fa capire voi di conforto quella che è stata poi la politica contro la BSE, che è stata adottata anche in Italia. Mentre le parti cosiddette "molli", venivano date ai bambini e alle donne, quindi il cervello, milza, fegato e quelle parti, che sono più ricche di prioni rispetto alla carne rossa, di gran lunga più ricche di prioni. "Kuru" vuol dire "morte che ride", perché c'erano anche delle alterazioni comportamentali, ma soprattutto anche di tipo motorio, il bambino non riesce più a stare in piedi. Ma cos'è? Tutto questo è dovuto a questo fattore importante che si chiama prione. Noi allo stato attuale brancoliamo nel buio per certi versi, abbiamo capito grazie a Stanley Prusiner altre cose, però ancora per molte cose rimangono un mistero. E' mistero perché? Perché noi ragioniamo secondo la vecchia categoria, una domanda che io spesso vi faccio agli esami, è "perché noi non possiamo produrre il vaccino che voi usate tutti i giorni?" Voi siete vaccinati tutti contro l'epatite B, no? Allora noi come lo fabbrichiamo questo vaccino contro l'epatite B? Prendiamo la tecnica del DNA ricombinante, Il trionfo della biologia molecolare. Tagliamo! i biologi molecolari (fanno) "taglio, cuci, inserisco, modifico, acchiappo sta tripletta e me la metto di qua e questa di là" . Prendiamo il gene "S", è chiaro, quello che deve produrre l' HBsAg [antigene di superficie dell'epatite B]. Lo inseriamo in E. Coli, me lo metto in brodo di coltura e questa mi produce tonnellate di HBsAg, chiaro? Voi pensate - "benissimo, lo somministro, ottimo e mi produrrà gli anticorpi" - Non funziona così, perché? Perché c'è una cosa a cui i biologi molecolari, non hanno pensato. Ed è una cosa che si chiama elaborazione post traduzionale. Che vuol dire? Che se questo è lo stampo di DNA, io mi fabbrico l'RNA messaggero che mi deve dare poi in traduzione le proteine, cioè da tripletta mi diventa amminoacido, chiaro? So benissimo che ho in sequenza, mi darà quella proteica e nient'altro. E allora che cos'è che non ha funzionato qua? Non funziona il fatto che quella proteina, dopo che è stata creata, subisce un qualche cosa che non è più dipendente dal genoma, dall'RNA messaggero. Si chiama elaborazione post traduzionale, ed è per esempio acchiappare un fosforo e metterglielo, prendere uno zucchero e aggiungerlo, cioè creare delle glicoproteine, delle fosfoproteine, è chiaro? L'E. Coli questo non lo fa. E quindi noi ci troviamo davanti a una proteina, punto, ma l'HBsAg è una glicoproteina. E allora poi come si è potuto aggirare l'ostacolo? Siccome la cellula di E.Coli è una cellula procariota, non ha questa capacità di elaborazione post traduzionale, dobbiamo usare un cellula eucariota. C'è venuta incontro la birra, come si chiama in spagnolo la birra? "Cerveza" : Saccharomyces cerevisiae [lievito]! Saccharomyces cerevisae che immettano zucchero sulla proteina, e allora noi possiamo concludere che il vaccino che vogliamo fare contro l'epatite B viene da (dal

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Saccharomyces cerevisae). Perché vi ho detto questo? Perché tutto quello che riguarda DNA, RNA fino ad arrivare alla produzione,è la genomica. Noi pensiamo che studiamo il DNA, ricordate il progetto uomo? La lettura completa della sequenza delle miliardi e miliardi di basi che costituiscono il nostro DNA? Pensavamo "bene, bingo, abbiamo risolto tutto" e invece no, più cose sappiamo più siamo ignoranti. Perché c'è una nuova cosa che avanza, e questa cosa lo disse nel 1981 e mi rimase impressa, si chiama "proteomica" che è un qualche cosa che è diverso dalla genomica, perché qui è il discorso, noi abbiamo due proteine: una si trova normalmente nel sistema nervoso e nel sistema immunocompetente e serve boooh (non è ancora chiaro)! Sicuramente alle comunicazioni intercellulari, ma ancora gli amici neurologi non ci hanno dato tante risposta, e neanche gli immunologi non ci hanno detto molto, quello che noi sappiamo, che ad un certo punto diventa patologico e mi da la Creutzfeld-Jakob, mi da il Kuru, l'insonnia familiare fatale e quant'altro. E allora? Qual è la differenza? La andiamo ad analizzare? 250 amminoacidi uno, 250 amminoacidi l'altro. Sequenze? Identiche! Lo stesso codice genetico. E allora cosa cambia? La proteomica, come si organizza nello spazio, la proteina normale è un'α elica che presenta dei loop, la proteina patologica ha un foglietto β. Dite voi, ma che conseguenza è questa? Tutto nasce dal fatto della Cronobiologia. Il tempo è uno dei fattori che voi studenti di adesso dovete tenere presente nei vostri futuri studi, molti non lo considerano, il tempo! Perché non esistono patologie prioniche nel sistema immunocompetente e tutte le cellule del sistema immunocompetente sono piene di prioni? Ma perché hanno l'apoptosi ragazzi. O il linfocita o un macrofago, è destinato a morire nell'arco di tempo abbastanza breve, rispetto a quella che è la vita della persona. La cellula nervosa no! La cellula nervosa non ha l'apoptosi, resiste per tutta la durata della vita. Che cosa vuol dire questo? Che deve avere un meccanismo di riparazione estremamente sofisticato, se avete studiato bene l'anatomia e l'istologia, con che è fatta la cellula nervosa nella sua... il paradigma della cellula nervosa? Ve la dico io: l'apparato del Golgi, c'ha un apparato del Golgi sviluppatissimo. Ma perché questo? Perché quella è la fattoria, la fabbrica, l'officina di riparazione di tutto quello che è la sua essenza macromolecolare, perché non potendo... come quando abbiamo una macchina, se io non posso avere i soldi per cambiarmi la macchina, che devo fare? L'aggiusto! Cerco di fare durare più a lungo possibile questa macchina. La stessa cosa fate per il sistema nervoso , non posso cambiare la cellula, e allora ogni volta che c'è qualche macromolecola che non va bene, la devo prendere, spaccare, distruggere e sostituirla con una nuova, è chiaro? C'è questo via vai continuo! Che cosa succede allora? Che se questo prione che deve essere trasportato dentro il Golgi per essere distrutto, non è un'α elica ma una struttura proteonica a foglietto β, la cellula non riesce a digerirlo. Non riesce a digerirlo, quindi si accumula. Accumulo, degenerazione, distruzione della cellula nervosa, compartecipazione con altre cellule, devastazione del sistema nervoso e aspetto che poi diventa macroscopico, ecco perché encefalopatia. Non encefalite! Sottolineatelo, non encefalite! Non c'è nessuna infezione, non c'è nessuna infiammazione, non ci sono infiltrazioni di linfociti! Chiaro? E' una encefalopatia, cioè una degenerazione amiloide della cellula nervosa che da poi un aspetto macroscopico, diventa spugnoso. Ecco qua la S :Spongiform! E' chiaro? Noi siamo dei pazzi, perché questa cosa così pericolosa siamo riusciti a trasferirla dagli ovini alle mucche, e dalla mucca all'uomo. Tutte qua, sembra una stupidaggine, foglietto β e struttura ad α elica. Queste (slides) sono le fibrille, amiloide. La degenerazione è importante, questo è un pezzo del lobo frontale, vedete la degenerazione amiloide si vede subito, anzitutto i nuclei sono fortemente picnotici, ma l'accumulo proteico in questo tipo di colorazione è tutta questa massa bianca che vedete, non è altro che tutto rigonfio. Se voi guardate un esame di un sistema nervoso di controllo, sarebbe tutto fitto di nuclei con cellule tutte collegate tra di loro , qua invece c’è proprio uno sfollamento totale

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dovuto a questi palloncini di degenerazione amiloide che gonfiano e degenerano. Perché vi dico questo? Quando vedete sindromi neurologiche in persone giovani, dovete subito pensare che ci sia un qualcosa del genere. Perché la Creutzfeldt-Jakob come vi ho detto è la forma senile. Io smetterei qua, quello che vi voglio però ricordare è che non tutto quello che vi ho detto è correlato con i prioni, o meglio, quando voi andrete avanti nei vostri studi, vi imbatterete in tutta una serie di patologie ancora un po’ misteriose, in cui queste benedette proteine di superficie delle cellule nervose che aspettiamo ancora che vengano ben caratterizzate da un punto di vista funzionale, abbiano più caratterizzazione e pensate malattie come il Parkinson, pensate malattie come alcune forme di demenza senile, alcune forme di amnesia, a volte strane che guariscono in maniera incredibile.

Francesco Amoroso

12/04/2013

MicrobiologiaCanale AProf.ssa Iannello / Prof.re Bonina

Gli strafilococchi hanno la caratteristica dopo essersi divisi di restare uniti a formare degli ammassi, dei grappoli. Per cui, sono stati chiamati strafilococchi dalla parola greca. Invece, gli streptococchi sono anche dei cocchi gram positivi, di cui abbiamo visto delle immagini nelle prime lezioni, e che hanno invece la caratteristica, dopo essersi riprodotti, di restare uniti a formare delle catenelle più o meno lunghe. Questa è la prima distinzione tra strafilococchi e streptococchi. Sono tra i batteri più frequentemente agenti in patologie infettive, danno tutta una serie di patologie di cui non dovete imparare i sintomi a memoria perché non ha senso però il tipo di localizzazioni di questi batteri e i nomi delle patologie che danno comunque dovete saperli. Io di solito comincio queste lezioni sullo strafilococco con un caso clinico che riassume tutto quello che uno strafilococco può dare, e quindi vedremo poi quali sono le caratteristiche del microrganismo, quali sono i fattori di virulenza e quali sono i problemi importantissimi che le infezioni da strafilococco danno. Si tratta di batteri tra i più resistenti ai comuni antibiotici ed hanno sviluppato questa resistenza nel tempo, soprattutto grazie all’uso indiscriminato di antibiotici che si è fatto nel passato e che si continua a fare. Cioè, usando antibiotici in maniera assolutamente impropria ed assolutamente indiscriminata si è arrivati a selezionare delle popolazioni. Gli strafilococchi sono un esempio ma ci sono per esempio alcuni enterobatteri di cui parleremo presto (oggi, la prossima settimana o il 22 Aprile) e comunque si sono selezionati dei batteri che hanno resistenza a molte molecole antibiotiche e naturalmente avendo resistenza tante volte è difficilissimo, quasi impossibile, fare una terapia. Quindi sono problemi che in piena era antibiotica si presentano sempre con maggiore gravità. Quando sarete laureati probabilmente sarà un momento in cui di molecole antibiotiche attive non ce ne saranno più e non è terrorismo questo, è vero. Quindi gli strafilococchi sono tra i più pericolosi da questo punto di vista. E’ evidente che il nome strafilococco è il nome del genere, poi ci sono diverse specie. Quindi, questo è il caso di un certo signore S che è un uomo di quarantacinque anni che mentre lavorava si tagliò l’avambraccio con il coltello. Nella settimana successiva osservò arrossamento, gonfiore e calore nel punto in cui si era

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tagliato: questi sono i segni classici dell’infiammazione. Pensò fosse soltanto una reazione al taglio ma dopo quattro giorni gli venne una febbre con brividi e dovette andare al pronto soccorso perché aveva questa febbre e perché aveva anche un fortissimo dolore alla schiena. All’esame fisico aveva febbre a trentanove gradi, il braccio era gonfio con un’area tenera, morbida che indicava un ascesso, e aveva anche dolore e tensione quando si toccava la zona della colonna vertebrale dove aveva questo fortissimo dolore. Esami di laboratorio. Quindi abbiamo visto che si è tagliato un braccio con un coltello mentre stava lavorando. Noi possiamo anche capire che gli sia venuto un ascesso, però il dolore e la febbre cosa c’entra? Cosa potrebbe essere successo? E ancora non è finita perché la storia continua naturalmente. Sappiamo cos’è l’ascesso, però se dei batteri causano un ascesso restano sempre chiusi là oppure è possibile che ci sia un passaggio in circolo con partenza da una lesione locale? Se questi batteri hanno causato un ascesso non restano chiusi, un batterio che è passato in circolo si può localizzare dovunque. Era proprio qualcosa che è riuscito a passare nel circolo generale e a localizzarsi in una zona che evidentemente presenta quelle condizioni. E’ caratteristico dello strafilococco, quando uno dice aerobio, anaerobio, aerobio facoltativo. Ci sono delle cose che uno purtroppo impara a memoria, vuol dire che questi possono vivere in diverse situazioni. E cioè in situazioni di ossigeno elevate o in situazioni in cui ce n’è di meno. Però è caratteristico che questo batterio abbia capacità di formare degli ascessi, di uscirne, di diffondere in tutto l’organismo e quindi a quel punto spesso si andrà a localizzare a livello delle ossa perché trova evidentemente delle condizioni favorevoli al proprio sviluppo e quindi si spiega questa situazione clinica. L’esame di laboratorio aveva un tasso alto di leucociti, quindi in questo caso è un’ infezione batterica. Che cosa vi aspettereste? Quali leucociti potrebbero essere aumentati? I neutrofili. Se avete infezione primaria di solito aumentano i leucociti e i monociti, se avete infezione da parassiti aumentano gli eosinofili. Questa è una caratteristica colorazione di Gram del pus prelevato dall’avambraccio. Il pus è un materiale biologico di cui abbiamo parlato nella primissima interattiva, abbiamo detto la differenza tra la diagnostica diretta e indiretta delle malattie infettive. Il pus è un materialmente biologico facilmente raggiungibile come l’ascesso in questo caso e che può essere seminato sui terreni adatti in modo da andare ad individuare il microrganismo responsabile del tipo di sintomatologia. Quindi, questo materiale oltre ad essere stato messo su un vetrino è colorato con la colorazione di Gram. Comunque, che vuol dire metodo di coltura dei primi microrganismi? Cioè, ci sono delle piastre con dei terreni solidi in cui c’è Agar mentre i terreni liberi sono dropa. Il dropa può essere reso solido immergendo dropa che non è un terreno di coltura ma un polimero che serve a solidificare la porzione liquida. E poi, si aggiungono componenti che sono sufficienti per la crescita di moltissimi microrganismi. Questa è una piastra di Agar sangue universale su cui cresce la maggior parte dei batteri, gram positivi e gram negativi. Non crescono quelli che hanno delle esigenze particolari però si chiama universale e vedremo anche a proposito dello streptococco perché si deve usare. Il materiale arriva in laboratorio, viene seminato in questo tipo di terreno in modo da dare la possibilità a qualunque microrganismo presente in quel materiale di crescere e sviluppare delle colonie. Poi per esempio questo è un terreno su cui crescono i funghi, piastra di Sarcurò. Questo è un terreno selettivo per Gram negativi invece. Selettivo cosa vuol dire? Vuol dire che ci sono uno o più componenti che inibiscono la maggior parte dei microrganismi tranne qualcuno che è quello che si vuole fare crescere inibendo gli altri. Quindi quando diciamo che questo è un terreno selettivo per Gram negativi, che vuol dire? Vuol dire che i Gram positivi non crescono su questo terreno? Se c’è qualche colonia che cresce su questo terreno sarà sicuramente un Gram negativo, i Gram positivi non crescono. Questo vuol dire terreno selettivo, quest’altro si distingue perché ha una sfumatura diversa. Questo è un terreno selettivo per strafilococchi, quindi se vogliamo

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coltivare il campione del pus di questo signore, se vogliamo far crescere tutti i batteri che ci sono evidentemente non seminiamo sull’Agar sangue. Però se vogliamo presto vedere se ci sono strafilococchi allora viene seminato il campione anche su una piastra di terreno selettivo. Quindi, a quel punto se abbiamo fatto la semina su Agar sangue ci sarà sicuramente strafilococco più altri batteri mentre qui cresceranno soltanto strafilococchi . E perché è selettivo? Questo terreno si chiama anche sale magnite, sale cioè NaCl al 7,5% . Questa è la concentrazione che inibisce tutti i batteri tranne gli strafilococchi, per questo motivo è un terreno selettivo per strafilococco cioè c’è una concentrazione di NaCl che si è elevata e tutti i batteri che non sono strafilococchi non resistono a questa concentrazione. Il tipico Gram positivo ha una parete molto spessa e questa caratteristica di crescere bene anche a concentrazioni elevate di NaCl si chiama alopia. Non è un fattore di crescita NaCl, è un fattore che inibisce tutti i batteri che non sono strafilococchi. Quindi, se su questo terreno cresce qualche colonia questo è sicuramente uno strafilococco, per cui il pus generato dall’avambraccio del nostro pasticcere che era così positivo alla colorazione di Gram e in coltura è stato isolato. Strafilococcus è il genere, aureus la specie. Dato che questo paziente aveva la febbre, che tipo di indagine di laboratorio si deve fare in questa situazione? Abbiamo detto che si tagliato, gli è venuto un ascesso, gli è venuta la febbre alta e aveva un dolore alla vertebra. E quindi, che possibilità abbiamo di capire? Che esame di laboratorio si fa e si richiede per dimostrare la presenza nel sangue di batteri e di microrganismi in generale nel sangue circolante? Come si può chiamare un esame colturale del sangue? L’Agar sangue è un terreno su cui si vanno a cercare microrganismi, l’emocoltura è l’esame colturale del sangue circolante. Quindi, quando c’è un paziente che ha febbre alta, etc. cioè i sintomi presentati da questo paziente è importante fare un prelievo di sangue, metterlo in coltura e poi allora andare a vedere quale microrganismo si isola da quel campione di sangue perché a quel punto possiamo usando i terreni adatti vedere se in circolo c’è una brucella, se c’è uno strafilococco, tutti i batteri che possono passare in circolo e che di solito danno dei problemi enormi. Quindi, a quel punto l’Agar sangue è stato isolato con lo strafilococcus aureus che partendo dall’ascesso e andando in circolo è andato a posizionarsi a livello vertebrale. Anche a livello vertebrale è stato dimostrato con una semplice radiografia l’erosione della terza vertebra lombare che suggeriva l’infezione che si chiama osteomielite. L’osteomielite è l’infezione del corpo vertebrale, mielo in riferimento al midollo osseo. Abbiamo visto il prelievo di due campioni, eventualmente l’esame batterioscopico, poi l’abbiamo identificato perché è qualcosa che è comunque cresciuto su questo terreno selettivo e che, oltre ad essere selettivo, è differenziale: cioè, oltre ad NaCl, contiene un indicatore di pH e per questo ha questo colore rosa. Questo terreno contiene un carboidrato che è il magnite, infatti abbiamo detto che questo terreno ha un sale selettivo per gli strafilococchi che però non si comportano in modo univoco su questo terreno. Cioè, questa è una piastra di Ciam su cui è stato coltivato. Ammettiamo che sia proprio quello su cui è cresciuto lo strafilococco, allora dobbiamo vedere che in questa piccola zona che il terreno sia rimasto rosa. Quindi a questo punto è successo che lo strafilococcus aureus, la specie responsabile di questa sintomatologia, ha fermentato lo zucchero che c’è nella piastra del terreno e fermentando il magnitolo ha abbassato il pH. In un terreno di questo tipo l’indicatore di pH viene miscelato all’Agar, non possiamo mettere la cartina al tornasole. Quello è un indicatore di pH che si immerge in un liquido, però queste sono delle polveri che vengono aggiunte al terreno e quindi indicano che si è abbassato il pH. Per cui, la piastra con il batterio responsabile di questa infezione avrà assunto questo aspetto. Questo è indicativo della presenza di uno strafilococcus aureus perché per definizione lo strafilococcus aureus è una specie di strafilococco che permette il magnitolo. Altre specie non fermentano il magnitolo però crescono comunque in questi terreno perché fanno parte di un genere di

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batteri che è alofilo cioè cresce bene in NaCl però non ha la caratteristica biochimica di fermentare il magnitolo, di fare virare l’indicatore che permette di fare cambiare colore al terreno, quindi questo è un mezzo di identificazione. Uno dei tanti per dire che questo è uno strafilococco e di questa specie. Quindi, a questo punto che antibiotico somministriamo a questo paziente? Dicono che l’organismo era resistente alla penicillina ma sensibile alla oxacillina. Come hanno fatto a vedere che era resistente ad una molecola e sensibile ad un’altra? Come si chiama questo test di laboratorio? E’ basato sulla valutazione della resistenza o sensibilità in vitro a tutta una serie di molecole antibiotiche allo scopo di fare la terapia antibiotica mirata cioè abbiamo isolato lo strafilococcus aureus dal nostro pus e dal sangue di questo paziente ed abbiamo identificato. A questo punto dobbiamo vedere a quale tipo di molecole antibiotiche è sensibile. Quando è stata scoperta la penicillina tantissimo tempo fa gli strafilococchi erano sensibili alla penicillina. E’ stata una cosa straordinaria la scoperta di questa molecola che inibiva anche lo streptococcus pneumoniae, agente della polmonite e adesso gran parte dei ceppi di strafilococcus, sia aureus che di altre specie, sono resistenti alla penicillina. Quindi, è inutile in una situazione come questa andare ad identificare uno strafilococco con penicillina perché si rischia un fallimento terapeutico clamoroso, si fa il male del paziente e si perde tempo. Ogni volta che si fa un esame colturale per andare a identificare microrganismi causa di quella patologia è necessario alla fine insieme alla identificazione fare anche l’antibiogramma. Altrimenti ci sono tantissime molecole antibiotiche in commercio, di uso quotidiano, però dobbiamo pensare che quando saremo noi a somministrare antibiotici dovremo evitare assolutamente dare la prima molecola che ci viene in testa perché si usa o perché il rappresentante vi ha detto che è il massimo per i gram positivi. Non è più possibile fare errori grossolani che se sono stati fatti trent’anni fa si possono ancora in qualche modo giustificare ma farli adesso è veramente criminale. Quindi si deve fare esame colturale, identificazione e antibiogramma. Ci sono molecole che in vitro possono agire su questo microrganismo, però alla fine la situazione in vivo può essere completamente diversa. Se somministriamo l’antibiotico per curare un’infezione polmonare o urinaria perché abbiamo visto che il batterio è sensibile in vitro dobbiamo scegliere una molecola che poi raggiunga il sito d’infezione perché non è che tutti gli antibiotici hanno la stessa via di secrezione, cioè vengono distribuiti in modo uguale in tutti i distretti. Cioè, sono delle problematiche pratiche che poi vedrete più avanti però è meglio se cominciamo a parlarne ora. Allora, alla fine il signore S è stato trattato con oxacillina ed ha avuto buoni risultati: gli sarà scesa la febbre, si sarà risolto il processo infettivo però lo stesso giorno in cui il signore S era stato ricoverato al servizio di igiene pubblica fu notificato che otto persone che avranno mangiato crema o pasticcini al ristorante avevano sviluppato vomito e diarrea dopo quattro – sei ore. Lui si era tagliato, avrà continuato a cucinare. In poche parole, dalla crema che era nel frigorifero è stato isolato lo strafilococcus aureus. L’organismo ha notato che il cibo contaminato apparteneva allo stesso ceppo che era stato isolato dall’ascesso del paziente e dal sangue; era praticamente lo stesso. Lo stesso ceppo di strafilococco che ha causato l’ascesso ha in qualche modo contaminato la crema, anche se è stata mantenuta in frigorifero regolarmente. Lo strafilococco ha mantenuto tutte le caratteristiche che lo rendono resistente all’ambiente c’è anche quella di sopravvivere tranquillamente anche a quattro gradi. Anche se gli alimenti sono conservati bene a quattro gradi se c’è rimane e la situazione si può riprodurre o durante questa permanenza può produrre dei fattori tossici che vengono rilasciati, cioè produce delle vere e proprie esotossine. Le endotossine sono tipiche dei batteri Gram negativi che possono anche produrre delle esotossine, mentre i Gram positivi possono produrre tutta una serie di sostanze solubili cioè vere e proprie tossine, tra cui ce n’è una di queste persone che hanno mangiato i pasticcini con la crema

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contaminata. A questo punto non è il batterio che infetta l’intestino ma è la tossina che c’è nell’alimento e che è stata prodotta nel batterio che viene ingerita e produce sintomi. Quindi, un batterio solo può fare tutte queste cose. In un caso clinico hanno messo insieme tutto quello che uno strafilococco può fare. Lo strafilococco ha tutta una serie di fattori di virulenza. Quindi, questo è uno schema con lo strafilococco disegnato. Come si può dire che un Gram positivo può essere o non essere uno strafilococco? Questa è una delle cose che purtroppo si devono sapere, cioè gli strafilococchi hanno la proprietà di produrre questo enzima che è la catalasi. La catalasi ha come substrato il perossido di idrogeno che tra l’altro viene prodotto dai fagociti professionali e in particolare da neutrofili che hanno uno stimolo che può essere presente nel batterio. I neutrofili producono una fiammata respiratoria, cioè producono in maniera molto rapida una grande quantità di perossido di idrogeno perché i radicali reattivi dell’ossigeno tra cui perossido di idrogeno, superossido. L’acqua ossigenata si è usata per tantissimo tempo come disinfettante cioè è qualcosa di naturale capace di quei meccanismi di difesa naturale che costituiscono quei meccanismi di difesa contro i microrganismi tra cui lisozima, complimento, iga secretorie, macrofagi, le cellule natural killer e tanti altri fattori. In effetti lo strafilococco ha tutta una serie di armi con cui si difende dalle nostre difese. Il neutrofilo produce il perossido di idrogeno e lo strafilococco produce la catalasi o lo scinde. Il neutrofilo non si può difendere da questo batterio dopo che l’ha fagocitato. Per essere identificato come strafilococco il nostro cocco Gram positivo deve essere catalasi positivo, se è catalasi negativo non producendo catalasi non è uno strafilococco. Questo è un esempio di indentificazione semplicissimo in base ad una caratteristica. Per esempio, ci sono strafilococco positivi catalasi negativi cioè non producono catalasi. Se c’è uno strafilococco positivo catalasi negativo non può essere uno strafilococco, se è catalasi positivo può essere uno strafilococco. Altro tipo di fattore di virulenza: se su un batterio c’è una proteina che si chiama proteina A. Qual è la porzione delle immunoglobuline che si lega a un antigene? Quella che si lega all’antigene è la parte della molecola che nel caso dell’antigene è localizzata su un batterio e questo legame è la base dell’oxomizzazione. Il batterio viene ricoperto dalle immunoglobuline o dal fattore del complemento per esempio C3B che è uno dei derivati dell’attivazione del complemento. In effetti, ricoprire significa però rendere appetibile. Il batterio ricoperto di immunoglobuline viene riconosciuti dai fagociti professionali cioè cellule che hanno il compito di fagocitare e la fagocitosi avviene molto meglio. Sulla superficie dei fagociti professionali ci sono dei recettori sia per il frammento FC delle immunoglobuline, sia per il C3B che è uno dei componenti del sistema del complemento che può venire attivato da una reazione antigene – anticorpo. Con la lettera C maiuscola si intende tutto il complemento, i numeri da 1 a 9 indicano le varie componenti del complemento che vengono attivate con un meccanismo a cascata simile a quello dei fattori della coagulazione che avete sicuramente incontrato. Questo sistema biologico ci protegge, ci permette di sopravvivere alle infezioni. Ci sono dei casi congeniti di deficit del fattore del complemento, per cui chi nasce sfortunatamente con un deficit di questo non riesce a sopravvivere e deve essere necessariamente trattato o con antibiotici o con immunoglobuline o con qualunque tipo di tentativo perché è un soggetto che è assolutamente indifeso nei confronti delle infezioni. Il complemento è una cosa che si conosce da tantissimo tempo. Immunoglobuline e complemento sono tra i fattori che oxomizzano i batteri. Oxomizzare vuol dire che vengono riconosciuti meglio dai leucociti che hanno sulla superficie di membrana dei recettori per i C3B, per esempio, e per le immunoglobuline. Allora gli strafilococchi hanno questa proteina A e invece di legare le immunoglobuline dal lato del FAD praticamente si legano in modo aspecifico alle immunoglobuline del lato delle FC. Per cui si ricoprono di immunoglobuline le cellule che hanno questa proteina A e si nascondono sotto questo strato di immunoglobuline che

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viene esposto dall’alto e che non è riconosciuto da neutrofili. Dunque, questa è un’altra strategia attraverso cui gli strafilococchi riescono a evadere le nostre difese. Per giunta, producono anche una tossina che è tossica per i neutrofili cioè lisa la membrana cellulare dei neutrofili e quindi li distrugge; per questo è uno dei batteri piogeni perché dà origine alla formazione di pus per cui ci sono neutrofili degenerati. E’ anche emolitico, questo è più importante in vitro che in vivo. Però vedete, ha già tre fattori di virulenza che mettono facilmente fuori i neutrofili cioè proteina A, leucocitina e la catalasi. Si difendono dal perossido di idrogeno e riescono pure a distruggere i neutrofili che danno origine ad infezioni di tipo virulento. A parte tutte queste tossine c’è poi tutta una serie di fattori di virulenza ma c’è una tossina che viene detta tossina dello shock tossico e che viene prodotta e si comporta come un super antigene. Poi per esempio dà delle enterotossine, l’enterotossina è quella che ha causato i sintomi gastrointestinali dei clienti del ristorante del nostro pasticcere. L’enterotossina dà delle manifestazioni a livello dell’apparato digerente. –Endo è qualcosa che è dentro però abbiamo visto che il lipopolisaccaride è all’esterno della cellula, fa parte dell’esterno della cellula però la denominazione di endotossina deriva da tantissimi anni fa e comunque si riferisce ad uno dei componenti della membrana esterna dei Gram negativi che fa comunque parte della cellula della cellula del Gram negativo perché è nella membrana esterna. I Gram negativi possono produrre, come i Gram positivi, anche delle esotossine cioè dei fattori tossici che vengono sintetizzati all’interno della cellula e che poi vengono secreti dalla cellula batterica. Se la cellula batterica sta infettando un individuo allora le tossine possono passare in circolo e dare degli effetti a distanza, per esempio tetano, differite. Invece, -entero si riferisce comunque al sistema dell’apparato digerente, sono delle sostanze tossiche, dei batteri, dei virus che hanno come bersaglio l’apparato digerente. Di fatti, ci sono gli enterovirus, ci sono gli enterobatteri. –Entero è una cosa, -endo è un’altra. L’altro giorno parlando del toxoplasma abbiamo detto che può dare infezioni endogene, cioè che vengono dall’interno. Gli enterobatteri che sono Gram negativi che hanno come habitat l’intestino sono ricoperti di LPS che comunque viene poi rilasciato dal batterio e che può esercitare un effetto tossico locale a livello delle cellule della mucosa ma quello è lipopolisaccaride. Una cellula batterica può produrre proteine che hanno un effetto tossico, le produce e le rilascia nel mezzo. Se è nel mezzo di coltura le rilascia in vitro, se ci sta infettando le rilascia in vivo ma è comunque in questo caso si parla di esotossina. L’endotossina batterica che poi è una che è il lipopolisaccaride che è sulla membrana dei batteri Gram negativi è fatta tutta allo stesso modo come struttura ed ha come componente della molecola il lipide A che ha effetto tossico interagendo con le nostre cellule comunque. Allora quella si chiama endotossina, se poi il batterio che è Gram negativo che ha questo suo lipopolisaccaride che va a interagire con le cellule della mucosa intestinale allora può dare dei danni a livello della mucosa, quello che danno le salmonelle. Però non si parla di enterotossina, è sempre LPS come lipopolisaccaride che dà questi danni e quindi che fa comunque parte della struttura del Gram negativo. C’è tutta una serie di tossine, ad esempio c’è una che dà una sindrome che si chiama della cute scottata perché è una tossina che va a scindere i desmosomi a livello epidermico e colpisce soprattutto i neonati e causa lo scollamento degli strati superficiali dell’epidermide perché si formano delle sorta di bolle come nelle ustioni e poi questo strato dell’epidermide si scolla, si rompe… quindi è una patologia gravissima dovuta al fatto che lo strafilococco può produrre queste tossine. Fortunatamente non tutti gli strafilococchi producono tutte queste tossine, si parla di ceppi. Troverete il termine ceppo di strafilococco riferito alle cellule batteriche, quindi c’è il genere, la specie. Nell’ambito della specie ci sono individui più o meno agguerriti, un pò come nei plasmodi. Ieri abbiamo visto plasmodi che sono più o meno virulenti, abbiamo parlato di plasmodi della malaria. Allora nell’ambito della specie strafilococcus aureus ci

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possono essere popolazioni di batteri che producono un tipo di tossina, altri individui che ne producono un’altra e così via. Non è detto che tutti i ceppi di strafilococcus aureus producano tutte queste tossine, sono individui specializzati a produrre un tipo o un altro. Quindi questo vuol dire ceppo. E quando parlava di tipizzazione epatica, se ci avete fatto caso, si riferiva a questo fatto. Cioè se noi togliamo da dieci pazienti diversi uno strafilococcus aureus non è detto che sia lo stesso ceppo. E’ lo stesso genere e la stessa specie ma non è detto che sia lo stesso, cioè uno può averne uno resistente alla penicillina, l’altro può avere un ceppo diverso che non è resistente alla penicillina. Non basta fermarsi solo all’identificazione di specie. L’aureus in generale è come specie è diventato molto resistente ma come specie che raccoglie tutti i ceppi, resistente a determinati antibiotici però nell’ambito dei vari ceppi ci possono essere quelli per esempio menicillino resistenti cioè che resistono a moltissime molecole antibiotiche e sono agenti di infezioni nosocomiali, cioè infezioni ospedaliere. Però si stanno cominciando a trovare anche questi ceppi di strafilococcus aureus che hanno questo meccanismo di resistenza cioè menicillino resistenza anche in popolazioni con causa di infezioni comunitarie cioè infezioni contratte al di fuori dell’ambiente ospedaliero quindi sono comunque ceppi diversi della stessa specie come noi che apparteniamo tutti al genere umano ma siamo diversi l’uno dall’altro. Se rimpiccioliamo all’infinito questa situazione una cellula di strafilococco che dà origine a una popolazione già uguale può essere diversa da altre cellule che non sono comunque strafilococcus aureus però si comportano in modo diverso. Hanno caratteristiche comuni morfologiche (la catalasi, al fermentazione del magnitolo, etc.) però poi hanno tutta una serie di caratteristiche diverse che spiegano anche il tipo diverso di patologia che possono causare. Questo vale per gli enterobatteri, per l’Eschirichia Coli.

18/04/2013 IANNELLO

STREPTOCOCCHI

La scorsa lezione abbiamo parlato di stafilococchi e della storia di un pasticciere che in un incidente in cucina ebbe gravi conseguenze a causa dell’infezione da parte di un batterio appartenente a questo genere. Oggi tratteremo la storia di una bambina di 10 anni che accusò forte mal di gola, un giorno di marzo, in primavera, mentre stava andando a scuola. Dato che il dolore era forte la madre decise di portarla dal pediatra. Il pediatra riscontrò febbre alta, 40 gradi, linfonodi tonsillari ingranditi e infiammati e linfonodi periferici gonfi; la faringe era diffusamente arrossata e le tonsille, oltre ad essere gonfie, presentavano delle placche di essudato grigio-biancastro sulla superficie. Dunque, i segni di una faringite. La faringite può essere causata da diversi micro organismi, da batteri, ma anche da alcuni virus. A questo punto il pediatra ha strisciato l’orofaringe della bambina con un tampone sterile, un tampone faringeo, che inviato in laboratorio venne utilizzato per una semina su un terreno universale, agar sangue sul quale possono crescere tutti i tipi batteri siano essi Gram - positivi che Gram - negativi. Dopo 18 ore di incubazione vennero a formarsi, insieme ad altre colonie che rappresentano la flora normale (le nostre mucose infatti non sono sterili ma presentano sulla loro superficie diversi microorganismi), delle colonie circondate da una zona in cui erano assenti i globuli rossi: erano lisati, l’agar sangue infatti prende il suo nome appunto per la presenza nel suo preparato di globuli rossi addensati insieme ad altri componenti del terreno di coltura dall’agar, un polimero. Queste zone sono dette quindi di emolisi. Esistono essenzialmente 3 tipi di emolisi: alfa, beta e gamma. Con l’alfa avremo un tipo di emolisi incompleta ed intorno alla colonia ritroveremo zone di emolisi verdastre dovute ai residui eritrocitari; con la beta, invece, poiché è un emolisi completa, ritroveremo intorno alle colonie una

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zona di emolisi bianca e quindi una completa assenza di eritrociti; con la gamma invece non assisteremo a nessun tipo di emolisi. Il batterio isolato nella bambina si vide essere beta emolitico, uno streptococco (cui caratteristica è la disposizione a catenelle), e venne allora suggerito alla madre della bambina di somministrarle per 10 giorni della penicillina per via orale, con istruzioni molto serie di continuare il trattamento anche se la bambina fosse stata meglio. Dopo 2 giorni i sintomi scomparvero e la bambina, contrariamente ai suggerimenti, smise di assumere la penicillina, il ché fece arrabbiare il medico; ad una visita di controllo, la bambina infatti presentava i sintomi di un angina streptococcica, molto tipica a questa età ed in questo periodo dell’anno, causata, statisticamente, per un quarto delle volte dallo Streptococcus pyogenes , ed in questo caso può causare le cosiddette sequele streptococciche andando a localizzarsi in molti organi ed apparati dando meningiti, otiti, sinusiti, tonsilliti, faringiti, polmoniti, endocarditi ed essere trasmesso per via aerea . Per non parlare delle manifestazioni a carico della cute e delle localizzazioni a carico degli organi genitali. Ci sono perfino ceppi di streptococchi che danno malattie gravissime a livello muscolare, le miositi, le fasciti necrotizzanti in cui la conseguenza è la distruzione del muscolo per via di tossine prodotte dal microorganismo. Quello che comunque preoccupa dopo un infezione da

parte di un streptococco è la cosiddetta sequela non suppurativa, cioè una malattia tardiva che giunge dopo la malattia primaria, per esempio la malattia reumatica e la glomerulo nefrite post streptococcica. Ma importante è notare che tali malattie non sono dovute all’infezione, ma sono di natura infiammatoria ed in un certo senso autoimmuni, subentrano in assenza del batterio come conseguenza della sua infezione. La malattia reumatica si chiama reumatismo articolare acuto e dà evidentemente problemi a livello delle articolazioni, ma ha conseguenze gravi anche sulle valvole cardiache, miocardio ed endocardio sviluppando la cardite reumatica. Le valvole cardiache devo essere elastiche, devono

essere in grado di adattarsi al flusso sanguigno, ed in caso di cardite reumatica si può assistere alla riduzione del diametro della valvola con conseguente stenosi valvolare. La glomerulo nefrite post streptococcica interessa il glomerulo renale in un processo infiammatorio, o flogistico, che interessa il glomerulo andando a compromettere le funzioni di un organo molto importante. Quindi non è il batterio a causare la patologia, ma saranno alcune componenti del batterio a provocare il danneggiamento di questi tessuti. Per tale motivo il pediatra fu infastidito dal fatto che la madre interruppe troppo presto la terapia prevista, per via del fatto che la faringite potesse essere causata da un ceppo dello streptococco in grado di avere conseguenze gravi anche dopo l’infezione diretta (sequele post streptococciche). La profilassi antibiotica è dunque importantissima perché non si vada incontro a conseguenze invalidanti come difetti cardiaci e problemi renali.

Gli streptococchi sono dunque in grado di dare infezione in numerosi distretti, e lo Streptococcus pyogenes, solo questo, è in grado di avere conseguenze anche dopo la sua infezione. Uno dei criteri di classificazione degli streptococchi è il tipo di emolisi: alfa, beta e gamma; gli streptococchi che danno luogo ad un emolisi di tipo alfa, e che quindi presentano una zona di emolisi verdastra, sono anche detti viridanti. Possono anche essere classificati in gruppi di Lancefield, una microbiologa, cioè in base al tipo di polisaccaride presente sulla parete dei vari streptococchi: gruppo a, gruppo b, gruppo c, ecc. dove il gruppo identifica l’antigene. Non bisogna confondersi col tipo di classificazione: uno streptococco appartenente al gruppo a non dovrà necessariamente essere alfa emolitico, per

esempio S. pyogenes appartiene al gruppo a ed è beta emolitico; lo streptococcus agalactiae,

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presente nella flora normale della vagina, appartiene al gruppo b ed è beta emolitico; questo batterio è importante perché potrebbe infettare in neonato al momento del parto provocando una meningite; lo streptococcus pneumoniae, agente eziologico classico della polmonite, ma anche di otiti e soprattutto nei bambini di casi di meningite, è alfa emolitico ma non ben inquadrabile nella classificazione per antigene.Gli enterococchi sono cocchi Gram - positivi che normalmente risiedono nel nostro intestino e che qui fanno parte della flora normale, ma divengo pericolosi qualora si spostino dalla loro sede, come per esempio una migrazione nel tessuto renale dove vi possono dare gravi problemi.

BONINA

HERPESVIRIDAE

Quella degli Herpesviridae è una grande famiglia, ad essa fanno parte le sottofamiglie dette virinae che sono 3: Alphaherpesvirinae, Betaherpesvirinae e Gammaherpesvirinae.

- Alphaherpesvirinae: i cui membri sono Hsv1, Hsv2 e il virus Zoster che causa la varicella , questi virus sono anche detto ectodermotrofi perché possiedono un trofismo per tutte quelle cellule di derivazione ectodermica (cute e sistema nervoso). Lo spettro d’ospite è ampio e la latenza in vivo e nei gangli sensitivi varia a seconda del virus, quindi Hsv1 latentizza negli angoli di gausse(non ho sentito bene), Hsv2 latentizza nei gangli sacrali, il virus della varicella Zoster latentizza un po’ dappertutto. Hanno un ciclo riproduttivo molto breve ed il genoma è forse il più piccolo della famiglia degli Herpesviridae con “soltanto” 130-160 kb. Il rapporto guanina-citosina è del 45-75% ed infine l’infezione primaria è una gengivostomatite erpetica oppure l’herpes neonatale, l’herpes genitale oppure per il virus della varicella Zoster è appunto la varicella, una malattia esantematica prevalentemente infantile.

- Betaherpesvirinae: hanno una latenza in vivo sugli epiteli, negli endoteli e negli organi linfoidi. I membri sono il citomegalovirus, e altri due virus meno importanti Hhv6 e Hhv7 che causano dei rush cutanei specie nella prima infanzia per poi latentizzare e non provocare più problemi a meno ché non intervengano altri fattori quali l’Aids. Le basi che costituiscono il genoma arrivano a 240 kb nel virus citomegalico, l’infezione dovuta a questi virus può essere asintomatica, però il citomegalovirus in gravidanza può oltrepassare la placenta ed infettare il prodotto del concepimento.

- Gammaherpesvirinae: una volta definiti linfocitotrofi, per via della loro forte predilezione verso i linfociti, soprattutto da parte del membro principale, il virus di Epstein-Barr, che predilige i linfociti b come sede di latenza. La malattia di solito è asintomatica oppure dà una “banale” mononucleosi anche se può inserirsi in un contesto multifattoriale e dare origine ad altre malattie. l’Hhv8 è il virus responsabile del sarcoma di Kaposi.

L’infezione primaria causata dalla varicella Zoster, malattia esantematica principalmente infantile che si contrae per via inalatoria ed altamente infettiva, ha una prima manifestazione dopo 14 giorni circa dal contagio, le classiche macule, qualche giorno e le stesse maculette divengono sempre più rilevate. Dopo le macule evolvono in vescicola, e le vescicole dopo 10 giorni evolvono nelle cosiddette pustole. Le pustole vanno incontro ad una incrostazione, le croste, dopo di ché sopraggiunge la guarigione. Guarisce la crosta ma il virus rimane latente nei gangli dei nervi sensitivi e si può riattivare e nel momento in cui si riattiva assistiamo all’herpes Zoster. Tutta un’altra malattia e patologia. Infezione metamerica—non è altro che la localizzazione del virus nell’ambito del ganglio, una particolarità è la mono lateralità cioè solo da un lato, non interesserà mai i due lati, e altra particolarità è che si tratta di una neurite, cioè il nervo viene coinvolto attivamente nell’infezione e il dolore provato dal paziente definito urente, uno dei dolori più forti che possa essere provato.

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Il citomegalovirus nei soggetti sani nel 90% dei casi il virus è assolutamente asintomatico, in una piccola percentuale (2-5%) può dare dei quadri che assomigliano alla mononucleosi: rigonfiamenti linfo-ghiandolari, febbricola, dal 5 all’8% possiamo avere anche un piccolo screzio epatico ed un piccolo rialzo delle transaminasi. Diverso è il concetto quando questo virus colpisce un individuo immunodepresso, non solo a causa dell’Hiv ma anche per via di un intervento chirurgico o per ustioni gravi oppure ancora per immunodeficienze congenite; il pattern è piuttosto vario, ed uno dei quadri che ne può derivare è la polmonite. L’esempio che se ne può dare è quello accaduto al Papa Giovanni Paolo II quando dovette subire l’intervento per via dell’attentato, perse molto sangue e un infezione da virus citomegalico gli procurò una polmonite. Può provocare anche epatiti , esofagiti, coliti e una febbre protratta. Dal 20 al 40% rischia l’infezione il bambino nell’utero materno se l’infezione avviene per la prima volta, ed è importante quindi che si stabilisca nelle donne in gravidanza se l’infezione è in riattivazione o se è primaria, perché solo in caso di infezione primaria avremo uno stato di allerta estremamente elevato. La madre infatti in questo caso non possiede abbastanza anticorpi per bloccare il trasferimento dal sangue alla placenta dei prioni, mentre se si tratta di una riattivazione possiede già gli anticorpi che possono bloccare il trasferimento dei prioni, a meno di una carica di prioni elevata che nel 2-3% provoca il passaggio del prione. Come ci si comporta nella diagnosi di laboratorio per il citomegalovirus? Negli adulti immunocompetenti è possibile fare una ricerca delle IgG per quanto riguarda la dimostrazione di un infezione latente, mentre se vengono trovate delle IgM ci si trova in uno stato di allerta, l’infezione è in corso. Se si vuol essere sicuri sarà necessario isolare il virus, sarà possibile farlo analizzando le urine perché questo virus viene eliminato abbondantemente dall’emuntorio renale. Nelle varie patologie da citomegalovirus negli immunodepressi è necessario calcolare il viral load, carica virale, presente nei soggetti. Nelle donne in gravidanza, come già detto è necessario dimostrare una siero conversione, sia con la presenza di IgM e sia con le IgG a bassa avidità che indicano una presenza attiva del virus; nei neonati invece è importante isolare il virus nei primi 10 giorni attraverso esame delle urine, infatti qualunque altro esame è inutile: anticorpi possono essere trasferiti dalla madre invalidando l’esame stesso, per cercare di poterli curare. Le conseguenze nei neonati possono essere gravi malformazioni che possono essere risolte se l’isolamento del virus avviene in tempo attraverso tempestivi interventi chirurgici. Una delle alterazioni può essere cardiaca, provoca la trasposizione dei vasi facendo mancare l’ossigenazione necessaria alla crescita e allo sviluppo provocando la morte stessa del neonato.

Vincenzo Lucisano

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Streptococchi

Riferendosi ad un’immagine - questi sono i tipi di emolisi in base a cui sono classificati gli streptococchi. Questa l’avete già vista, avete sia la classificazione in base all’emolisi sia in base ai gruppi antigeni delle diverse specie, queste sono le patologie da streptococco.Lo streptococco si può localizzare dappertutto praticamente.Abbiamo parlato delle sequele non suppurative che sono molto importanti per lo streptococcus biogenes.Fattori di virulenza dello streptococco:come lo stafilococco, lo streptococco presenta vari fattori di virulenza, ce n’è uno che si chiama STREPTOLISINA che è una EMOLISINA (le emolisine sono delle tossine che hanno un effetto litico sugli eritrociti). Anche lo stafilococco produce delle lisine che si chiamano stafilolisine.La streptolisina ha un effetto litico sugli eritrociti che si può vedere in vitro, ma ha anche un effetto litico su altri tipi di cellule che quindi si può vedere in vivo.C’ è una sostanza simile prodotta dallo pneumococco che si chiama pneumolisina.Lisina significa qualcosa che lisa diversi tipi cellulari o eritrociti o altri tipi cellulari, pneumo, stafilo o strepto sta per il batterio che le produce.Inoltre producono tutta una serie di enzimi che idrolizzano il DNA, delle DNAasi, che hanno anche loro la capacità di distruggere i neutrofili, lo stafilococco produce la leucocitina che è una tossina che lisa i globuli bianchi, anche lo streptococco ha qualcosa del genere, produce una streptochinasi simile alla stafilochinasi cioè alla fibrinolisina prodotta dallo stafilococco,produce una ialuronidasi che scinde l’acido ialuronico che è un componente del tessuto connettivo, quindi avere questa ialuronidasi per un batterio significa avere la capacità di diffondere nei tessuti.Questi sono dei fattori di virulenza generici simili in parte a quelli prodotti dagli stafilococchi.Oltre a questi ce n’è uno che si trova sulla superficie dello streptococcus biogenes, da non confondere con la proteina A dello stafilococcus aureus che non lega le immunoglobuline specifiche,ma ha la proprietà di legare le immunoglobuline al frammento Fc che interviene nell’opsonizzazione del batterio, praticamente lo blocca; questa proprietà della proteina A è stata sfruttata molto in vitro per isolare le immunoglobuline da una soluzione di proteine o dal siero perché è possibile fare delle colonne con delle palline di vetro legate alla proteina A dello stafilococco, poi se si fanno passare sopra una soluzione di proteine con delle immunoglobuline queste restano attaccate alla proteina A e poi è possibile staccarle.Lo streptococcus biogenes ha invece sulla superficie la proteina M, questa è caratteristica del biogenes e gli streptococchi si dispongono a catenella, si dividono per scissione binaria e dopo la divisione le cellule restano unite l’una all’altra e vediamo al microscopio ottico delle catenelle caratteristiche di questi batteri. Vedete anche questo orletto e una delle componenti caratteristiche di questa superficie è questa proteina M che ha una struttura che potrebbe ricordare un’ immunoglobulina perché ha una regione costante e una variabile-anche le proteine dei gruppi di istocompatibilità hanno una grande variabilità in certe parti della molecola.Questa proteina M ha la parte costante che partendo dalla membrana della cellula batterica attraversa il peptidoglicano e sporge per un po’ dalla superficie del batterio, mentre la regione variabile può avere una grande varietà di aminoacidi, così come accade nella regione Fab delle immunoglobuline, per cui possiamo avere una grande varietà di proteine M che hanno in comune la regione costante ma che differiscono per la sequenza aminoacidica della regione variabile, e ciò ha delle conseguenze nella possibilità che si sviluppino delle sequele post streptococciche.Da una faringite da streptococcus biogenes c’è la possibilità che si sviluppi una sequela post streptococcica che non è da infezione, lo streptococco non è rilevabile, ciò che danneggia i tessuti è in parte la risposta anticorpale nei confronti di alcuni tipi di proteina M. Queste proteine inducono la produzione di anticorpi diversi nei confronti della loro regione variabile.Se casualmente alcuni tipi di proteina M hanno antigeni comuni a quelli delle nostre cellule, una

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risposta anticorpale di questo tipo ha un effetto tossico. Questo è un esempio di reazione crociata o cross reazione tra antigeni che si trovano su cellule che non hanno niente in comune se non degli antigeni ( che nella proteina M generalmente sono nella regione variabile).Questo è alla base dello sviluppo di patologie gravi che sono le sequele post streptococciche, cioè infezione acuta da streptococco che magari ha una proteina M che cross reagisce con gli antigeni del nostro endocardio, e sviluppo di anticorpi e sequela post streptococcica.Gli streptococchi hanno anche una capsula. Per fare una diagnosi diretta si parte dal materiale patologico che può essere nel caso di faringite il tampone faringeo, nel caso di febbre il rischio di passaggio dello streptococco nel sangue e quindi si prende una campione di sangue, si mette in coltura, si fa una emocoltura che ci consente di identificare eventuali agenti patogeni. Lo streptococco non è difficile da coltivare, cresce benissimo su agar sangue.Gli stafilococchi sono catalasi posititivi, gli streptococchi catalasi negativi. Una regola di base prima di fare un prelievo di materiale per fare una diagnosi diretta è che il paziente non sia in clinica antibiotica. Se così fosse bisognerebbe fare alcuni giorni di interruzione antibiotica perché altrimenti questo trattamento potrebbe influire sul risultato della ricerca del microrganismo infettivo.Nella diagnosi indiretta possiamo andare a cercare nel siero del paziente anticorpi diretti contro qualche prodotto dello streptococco.Il TAS è un esame e sta per antistreptolisina, sono gli anticorpi di due tipi, un tipo contro la streptolisina S e un tipo contro la streptolisina O, si vanno a cercare gli anticorpi contro la streptolisina O che è immunogena.Si parla di titolo di antistreptolisina.Noi dobbiamo dimostrare nel paziente la presenza di una molecola che lisa i globuli rossi(streptolisina); dal momento che l’anticorpo ne evita la lisi il principio secondo cui agire è di vedere in presenza del siero del paziente se la streptolisina che viene aggiunta ai globuli rossi dopo essere stata incubata è ancora in grado di lisare i globuli rossi o no.Questo è un esempio di test basato sulla inibizione di un effetto biologico da parte di un anticorpo.Se noi aggiungiamo alla miscela streptolisina-globuli rossi anche il siero del paziente a diverse diluizioni (definizione di titolo anticorpale) noi possiamo andare a rilevare anche il titolo anticorpale, cioè fino a che diluizione il siero è in grado di inibire l’emolisi.Un vecchio test che si usava per la dimostrazione di anticorpi antirosolia che adesso non si usa più, è il test di emoagglutinoinibizione, cioè anticorpi specifici inibiscono la capacità del virus della rosolia di agglutinare globuli rossi, per esempio.C’è anche il test della virus neutralizzazione che inibendo l’effetto citopatico di un certo tipo di virus da parte di un siero dimostra che nel siero ci sono anticorpi diretti contro quel tipo di virus.Quindi si vanno a cercare questi anticorpi contro la streptolisina O che è immunogena non contro la streptolisina S.Lo stafilococco produce fattori tossici, e così anche lo streptococco che può dare sintomatologie simili a quelle date dagli stafilococchi perché entrambi producono una tossina che si chiama dello shock tossico.Shock è una sindrome che può essere causata da vari fattori tra cui ci sono prodotti tossici dei batteri come le esotossine, per esempio stafilococco e streptococco producono delle tossine che inducono uno shock tossico, comportandosi come superantigeni e inducendo la produzione di una quantità esagerata di citochine, che sono sostanze importantissime nella regolazione del sistema immunitario, ma se se ne producono troppe l’organismo sviluppa uno shock tossico che può portare a morte.Altri prodotti dei gram- sono tossine che hanno lo stesso effetto come per esempio la lipopolisaccaride,LPS o endotossina, per cui ci può essere uno shock tossico anche da gram-.Gli ENTEROCOCCHI sono simili agli streptococchi, hanno come habitat naturale il nostro

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intestino e hanno in comune con gli stafilococchi la alofilia, cioè resistono ad alte concentrazioni di cloruro di sodio, però non tanto elevate come quelle a cui resistono gli stafilococchi, in particolare resistono alla concentrazione del 6.5 %, che viene sfruttata per la produzione di un terreno selettivo per gli enterococchi, mentre gli stafilococchi ad una concentrazione del 7.5%, che viene usata per la produzione del terreno di Chapman o di Salimnite(?).Gli enterococchi sono quindi alofili, non quanto gli stafilococchi ma hanno una buona resistenza ad un ambiente ipertonico se considerate che la nostra soluzione fisiologica ha una concentrazione dello 0.9 %, quindi molto più bassa.Resistono grazie alla loro parete cellulare, e hanno una caratteristica biochimica importante, hanno un carboidrato che si chiama esculina che se utilizzato dagli enterococchi fa diventare il terreno, la piastra di agar nera.Questi enterococchi sono agenti di infezioni ospedaliere, quindi è necessario operare il lavaggio delle mani prima di passare da un paziente all’altro.Spesso sono resistenti a vari antibiotici, e il problema è che stanno cominciando a comparire dei ceppi resistenti alla VANCOMICINA(?) che è uno dei pochi che ancora possono essere usati con delle certezze perché i ceppi resistenti alla vancomicina sono inferiori a quelli resistenti alle cefalosporina alle penicilline.Possono dare infezioni urinarie, infezioni da ferite, del tratto respiratorio, possono passare in circolo e trovarsi nelle emocolture.

MICOBATTERI

Sono gli agenti eziologici della tubercolosi. Micobacterium è il genere, poi ne esistono tantissime specie come micobacterim tuberculosis, lebrae,avium intracellulare, marinum, fortuitum.Negli ultimi anni dell’800 inizi ‘900 ci sono stati vari microbiologi, tra cui Mechnikov, che hanno lavorato al Palazzo di Berlino e Mechnikov ha lavorato anche a Messina dove ha scoperto la fagocitosi guardando cellule di stelle marine e ricci di mare. Koch ha scoperto invece i micobatteri studiando la tubercolosi senza che si sapesse come venivano trasmessi gli agenti infettivi, Koch ha anche scoperto il bacillo del carbonchio e vibrio cholere,e faceva dei disegni osservando al microscopio in cui si possono notare caratteristiche dei micobatteri come per esempio la disposizione a formare delle cordicelle che questi batteri fanno perché hanno sulla superficie un componente che si chiama fattore cordale che li fa crescere in questo modo, questo fattore è un acido micolico. Fino ad ora abbiamo visto la struttura della parete dei gram + abbiamo visto il peptidoglicano, la struttura degli acidi deicoici, per i gram- abbiamo visto il glicopolisaccaride, abbiamo parlato delle capsule che sono tutte di natura glicopolisaccaridica tranne una che ce l’ha proteica. I micobatteri hanno una struttura della parete diversa che influenza molto la crescita,l’interazione con l’ospite, le caratteristiche tintoriali( si usa un’altra colorazione rispetto alla gram).Queste cose erano state intuite da Koch.Nel ‘92 è stato dato l’allarme nei paesi industrializzati per il fatto che la tubercolosi, che era stata considerata sconfitta, era aumentata nei casi rispetto a quelli previsti, quindi era stata sottovalutata, ma invece era una patologia riemergente.Ci sono altre patologie da micobatteri che sono emerse negli anni ‘80 in concomitanza con l’emergere dell’ AIDS.C’è una grossa percentuale di patologie da micobatteri dovute a micobatteri che sono opportunisti, cioè un soggetto che ha delle difese immunitarie normali non contrarrà mai un’infezione da micobatteri opportunisti (avium intracellulare, che in genere è difficile che infetti l’uomo), queste patologie si sono invece riscontrate in soggetti affetti dal virus dell’ HIV, che porta all’immunodeficienza acquisita. Esistono dei micobatteri atipici, non tubercolari, che si comportano

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da opportunisti nei soggetti portatori di AIDS, o in casi dovuti a cause iatrogene cioè terapie immunosoppressive, trapianti di organo, terapie da neoplasie, che sono tutti provvedimenti terapeutici che intervengono nelle nostre difese.I micobatteri sono dei bacilli cioè cellule batteriche allungate, nella parete cellulare hanno un componente che conferisce la resistenza ad ambienti sfavorevoli anche per molto tempo, questi non producono spore ma resistono a lungo e questo facilita il contagio. Hanno inoltre una alcol acido resistenza grazie alla complessità della parete cellulare, e questa caratteristica viene sfruttata in vitro per la colorazione di questi batteri.I micobatteri si colorano male con la colorazione di gram, e si usa la colorazione di ziehl neelsen in cui la sequenza logica che si fa è simile a quella di gram: c’è il microrganismo sul vetrino, colorazione con un primo colorante, decolorazione con alcool o acetone, colorazione con un secondo colorante di contrasto. Nella colorazione di ziehl neelsen bisogna colorare i micobatteri che nella parete hanno anche molti lipidi che rallentano gli scambi, per cui il vetrino viene colorato con un colorante caldo, il primo colorante è la fucsina basica fenicata, poi abbiamo a che fare con un batterio resiste alla decolorazione con alcol e acido, il secondo colorante è il blu di metilene. Dopo la decolorazione i micobatteri rimangono rossi in un campo blu.I terreni possono essere universali ( agar sangue e cioccolato) dove crescono sia gram+ che gram-; per i micobatteri si usava il terreno di Petragnani che aveva dei componenti chimici (uova, latte, fecola di patate e glicerina) ricchi in grassi. Oggi si usano anche terreni ricchi in grassi e nutrienti perché la parete dei micobatteri ha tanti lipidi e quindi bisogna fornire a questi batteri i materiali per poter produrre le principali componenti della cellula. Esempi di questi terreni sono l’IUTM, o il terreno di Lowenstein o di Middlebrook. I micobatteri si possono coltivare anche in brodo(terreno liquido). Questo terreno così ricco è un terreno dove possono crescere vari tipi di batteri, per renderli selettivi per i micobatteri si usa il verde di malachite che inibisce tutti i batteri tranne i micobatteri.Il micobatterio della tubercolosi forma delle colonie bianche sul terreno di lowenstein, con superficie rugosa che ricordano i cavolfiori.I micobatteri hanno tempi di 8 settimane per produrre delle colonie visibili, perché sono biologicamente diversi dagli altri e questo dipende soprattutto dalla parete che hanno che è ricca in lipidi, fosfatidi,carboidrati e questi rendono molto lenti gli scambi con l’esterno.Esistono dei metodi alternativi più rapidi che devono essere basati sulla coltura del batterio su cui poi si fa l’antibiogramma, e si sfruttano proprietà biochimiche o metaboliche o sulla PCR che ha applicazioni importantissime in microbiologia perché permette di fare una diagnosi in poco tempo.Ci sono diverse specie di micobatteri, che possono differire per i tempi di crescita ( micobatteri a crescita rapida), o per la classificazione di Rumion che li divide in: tubercolari(tubercolosis, africanum, ulcerans e bovis) e non tubercolari o MOT; per la proprietà di produrre dei cromogeni o no in vitro( tra quelli che non producono pigmenti c’è l’avion, tra quelli che li producono ci sono quelli che li producono solo alla luce e quelli che li producono anche al buio); in base a caratteristiche biochimiche per esempio se producono niacina o no ecc.L’unico micobatterio che non rientra in questa classificazione perché non si può coltivare in vitro è il micobatterio lebrae, ma si possono coltivare in vivo nel topo o negli armadilli. Il sistema immunocompetente, la risposta immune contro un antigene può avere conseguenze deleterie sul nostro organismo, si parla di immunoreazione patogena. Queste reazioni vengono classificate in reazioni di tipo 1 fino a 7/8. Sono reazioni mediate dal sistema immune dove intervengono anticorpi, il sistema del complemento e immunità cellulo-mediata. Nel tipo 1 intervengono le IgE(pollinosi, orticaria,asma bronchiale); nel tipo 2 ci sono anticorpo e complemento, l’anticorpo riconosce un antigene sulla superficie di una cellule e ne induce la lisi( quello che succede al globulo rosso); nel tipo 3 l’anticorpo riconosce l’antigene e forma un immunocomplesso che va a precipitare nei vari tipi di tessuti, in certi tipi di organi, e questa deposizione attiva il complemento inducendo

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un danno cellulare( come avviene nella glomerulo nefrite post streptococcica); nel tipo 4, descritta da Koch, detta reazione alla tubercolina la reazione è cellulo mediata, dove intervengono le citochine, i linfociti T i macrofagi e i micobatteri con i loro prodotti.

Lezione 16 microbiologia canale B Prof. Iannello

Data 22/04/2013

Oggi continuiamo con i micobatteri e se ci arriviamo parliamo anche di infezioni opportuniste nei pazienti con HIV. Questo schema delle immunoreazioni patogene è una vecchissima classificazione che risale agli anni ’70 che è stata poi aggiornata con tutta una serie di altri meccanismi di immunoreazioni patogene per cui si è arrivati almeno al sesto-settimo tipo qua è ferma al quarto tipo che però è quella che ci interessa parlando di micobatteri.

Cioè immunoreazioni patogene che vuol dire? Come abbiamo accennato per gli streptococchi l’altro giorno non sempre la risposta immune è protettiva per l’ospite può capitare che anzi questo è alla base di tutta una serie di patologie, questo intervento del sistema immunocompetente non è sempre protettivo per cui c’è tutta una serie di patologie che riconoscono come parte almeno della loro patogenesi una risposta immune che ha però ha come effetto collaterale dei danni, per esempio il tipo primo di immunoreazione patogena è mediata dalle IgE ed è alla base di patologie come la pollinosi, l’asma bronchiale e

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patologie di questo tipo, la cosiddetta ipersensibilità di tipo immediato che si sviluppa nel giro di mezz’ora/un’ora dopo l’esposizione all’antigene e si manifesta con i sintomi legati alla liberazione di istamina dalle mastcellule.

Poi c’è il secondo tipo in cui c’è un anticorpo che si lega all’antigene su una cellula, intervento del complemento e lisi della cellula. Esempio tipico: anticorpi anti-globuli rossi, trasfusione di sangue incompatibile, legame dell’anticorpo all’eritrocita, lisi degli eritrociti e morte o danni gravissimi comunque, e questo è un esempio di tipo secondo.

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Tipo terzo: immunocomplessi, cioè deposizione a livello di organi come per esempio il rene, a livello del microcircolo di complessi antigene anticorpo che non sono solubili, non sono eliminabili dai nostri meccanismi di difesa, tipo macrofagi per esempio, e allora si depositano a livello del glomerulo renale, attivazione del complemento, perché è un complesso antigene anticorpo, infiammazione, danno dell’organo, in questo caso del parenchima renale. Questo è un meccanismo che può spiegare la glomerulonefrite post streptococcica che dicevamo l’altra volta come sequela della infezione da streptococco. Sono meccanismi noti da tantissimo tempo.

Questo qua è il tipo quarto che è cellulo-mediata, cioè è una risposta che si chiama di ipersensibilità di tipo ritardato. Questo tipo di risposta immune è stato descritto per la prima volta dal famoso Koch, quello che ha studiato i micobatteri per tantissimi anni, infatti Mycobacterium Tuberculosis si chiama anche bacillo di Koch. È stato il primo a dimostrare in un sistema sperimentale, cioè in cavie infettate con micobatteri che se somministrando un estratto di

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una coltura di questi batteri, facendo una iniezione intradermica a queste cavie che erano infettate con i micobatteri, sviluppavano nel punto in cui avevano inoculato questo estratto della coltura un brodo di micobatteri, si sviluppava una reazione dopo circa 48h dall’iniezione di questo estratto che praticamente era un antigene. Quindi le prime descrizioni di questo fenomeno risalgono ai tempi di Koch a fine ‘800. Questa risposta viene chiamata ipersensibilità di tipo ritardato perché si sviluppa almeno dopo 48h dalla somministrazione per via intradermica per esempio, dell’incontro con l’antigene.

Questo è un esempio di risposta cellulo-mediata; i mediatori, i protagonisti di questa risposta, abbiamo visto in questi tre tipi, primo secondo e terzo, in effetti sono mediati da anticorpi o di classe IgE o da anticorpi che con l’aiuto del complemento lisano una cellula oppure da immunocomplessi e sempre intervento di neutrofili e complemento, qua invece quelli che mediano questa risposta sono linfociti T, alcuni tipi di linfociti T non tutti naturalmente, macrofagi e citochine cioè quelle sostanze, glicoproteine che vengono prodotte dalle cellule immunocompetenti e che sono alla base della comunicazione tra i vari tipi cellulare. Questa viene chiamata risposta alla tubercolina ed è un esempio di ipersensibilità di tipo ritardato. Questa è una colorazione di Ziehl-Neelsen, questi sono un ammasso di micobatteri e questo è un tessuto di un paziente con AIDS infettato da Mycobacterium Avium Complex. Mycobacterium Avium abbiamo detto che è uno di quei micobatteri che non fanno parte del complesso tubercolare ma che danno patologie gravissime in particolari soggetti. Questi sono gruppi di micobatteri, di bacilli, colorati con la colorazione di Ziehl-Neelsen il cui principio è basato, vi ricordate su cosa è basato? (un ragazzo risponde ma non si sente nulla) [#da wikipedia: La colorazione di Ziehl-Neelsen è un esame di laboratorio che consente di riconoscere la

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presenza dei micobatteri in un campione sfruttando la caratteristica alcool-acido resistenza di tali microrganismi. I micobatteri, per la particolare struttura e composizione della parete cellulare, hanno la capacità di trattenere la colorazione della fucsina basica di Ziehl anche quando trattati con decoloranti come l'alcool o gli acidi minerali.#]__ questo è uno schemino preso dal murray in cui vi parla di acidi micolici, polipeptidici, il peptidoglicano c'è ma non è l'unico componente. Quindi è una struttura molto più complessa di un gram positivo o negativo; questa è più complessa: non hanno una capsula, non hanno membrana esterna perchè quella è solo dei gram negativi, però la parete comprende tutte queste strutture che sono responsabili anche della lentezza degli scambi metabolici fra una cellula ed un'altra o fra una cellula e l'ambiente. Lentezza che poi si ripercuote sul fatto che i micobatteri, non tutti, ma molti sono a crescita lenta.

Questa è la classificazione di Runyon in cui i micobatteri sono classificati in base al tipo di crescita e poi in base alla produzione di pigmenti. L'interazione di questa cellula che ha uno strato così spesso di componenti con l'ambiente è molto più lenta. Avete idea quanto ci mette una cellula di escherichia coli a dividersi? Cioè a dar vita a due cellule? Molto rapido, in un'ora produce due cellule figlie e quindi nel giro di circa 24h, o anche meno, questi batteri formano sul terreno delle colonie visibili. Per vedere una colonia visibile di micobatteri per esempio quelli della tubercolosi, ci vogliono dalle 4 alle 8

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settimane e una cellula di micobatteri ci mette quasi 24h a riprodursi. Quindi da una cellula ne vengono fuori due, poi quattro e così via, in tutto prendono un tempo infinito, lunghissimo per questo poi le colonie si vedono dopo settimane sul terreno mentre per gli alti batteri che non sono così complessi le colonie si sviluppano nel giro di 24/48h comunque un tempo molto più breve di quello dei micobatteri, quindi tutte queste componenti sono particolari dei micobatteri. Quà c'è un altro schema, questo è il famoso acido micolico, naturalmente non dobbiamo imparare a memoria com'è fatto l'acido micolico, però dobbiamo sapere che stiamo incontrando degli elementi che sugli altri micobatteri non esistono. ci sono i corinebatteri che somigliano un pochino ai micobatteri. Corynebacterium diphtheriae ne abbiamo parlato a proposito delle tossine batteriche. i corinebatteri per certi versi assomigliano ai micobatteri e hanno dei componenti simili per esempio l'acido corinemicolico, questo si chiama acido micolico, mentre i corinebatteri hanno sulla superficie dei componenti che assomigliano a quelli dei micobatteri e si chiamano acidi corinemicolici, comunque le differenze in sostanza si fermano quà. Questa composizione particolare della cellula del micobatterio è alla base di un tipo particolare di interazione di questi batteri con l'ospite, con il nostro sistema immunocompetente; in effetti gran parte di questi componenti particolari sono fattori di virulenza del micobatterio quindi inducono la produzione di PNF(?) hanno l' effetto di inibire la fusione fagolisosomiale, per cui i micobatteri riescono a sopravvivere all'interno del fagolisosoma. Il fagolisosoma è una struttira che è alla base, cioè la possibilità di formare questo vacuolo all'interno del macrofago, del polimorfonucleato, è alla base di uno dei meccanismi delle immunità naturali, uno dei meccanismi con cui alcuni batteri, non solo i micobatteri, si difendono con questo meccanismo di difesa ed è proprio l'inibizione della fusione del fagosoma con il lisosoma, per cui questi batteri restano tranquillamente all'interno del fagosoma senza essere esposti al bombardamento del contenuto dei lisosomi , cioè enzimi litici ph acido ecc. Questi batteri resistono molto bene all'interno dei fagosomi e all'interno proprio di quelle cellule che siamo abituati a considerare come la base della nostra difesa aspecifica. Cioè i micobatteri quando entrano nel nostro organismo vanno ad infettare i macrofagi che sappiamo sono cellule che sono alla base della risposta immune sia aspecifica che della cooperazione con i linfociti T nella risposta specifica. E loro scelgono proprio come cellula ospite, cioè la prima cellula che vanno ad infettare, sono i macrofagi, cosa che fanno anche altri batteri non soltanto i micobatteri, e tutt questo è legato alla struttura. La possibilità di resistere all'interno di un ambiente abbastanza ostile è legato a quest componente, poi c'è il fattore cordale Vi ricordate i disegni di Koch fatti al microscopio in cui si vedevano dei bacilli uniti a formare delle sorta di cordicelle microscopiche? Questa caratteristica di crescere e di formare queste piccole corde è dovuta, è caratteristica di quei ceppi di micobatteri più virulenti cioè quelli che danno la patologia più grave o che hanno comunque una maggiore capacità di danneggiare l'ospite sono più più provvisti, hanno una quantità maggiore di questo fattore corda o cordale che è tipico di questi ceppi più virulenti. Allora cosa succede quando inaliamo un micobatterio? poi torniamo alla reazione alla tubercolina. Le patologie infettive più diffuse a livello

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mondiale sono tubercolosi, malaria e hiv. Sono vent'anni e più che è stato rilanciato l'allarme della tubercolosi nei paesi industrializzati, poi se andiamo nei paesi in via di sviluppo lì non è mai cessato. Si deve comunque tenere sottocontrollo il micobatterio perchè non è affatto scomparso dai paesi industrializzati, in altre zone del mondo più estese non è mai diminuito. Quello che è successo a Roma nel reparto di neonatologia è che c'era un'infermiera con infezione tubercolare in fase attiva per cui ha infettato tanti bambini neaonati ricoverati in quel reparto. Allora vediamo che il micobatterio si comporta per certi versi come il toxoplasma, solo che quello è un protozoo e la via di infezione è diversa da quella del Mycobacterium Tuberculosis, però il micobatterio proprio perchè ha questa capacità di infettare il macrofago e di replicarsi in modo molto lento e tutti quei fattori di virulenza, è in grado di contrarre con l'ospite che ha infettato un rapporto che si prolunga anche per anni, si prolunga nel tempo, e alla fine quello che capita nella maggiorparte dei soggetti è che il micobatterio resti poi silente come fa il toxoplasma. Vi ricordate si nasconde e al momento opportuno cioè per motivi X ci può essere una reinfezione endogena, oppure l'infezione può avvenire con il contatto con il soggetto che tossisce ed espelle con la tosse i micobatteri e questa pioggia di micobatteri può arrivare a distanze notevoli per cui chi passando inala il micobatterio si può infettare, infezione però non vuol dire malattia. L'infezione da micobatterio è un esempio di quello che sto dicendo: ci si può infettare sviluppando una risposta immune specifica che può durare per tutta la vita ma il micobatterio non viene mai eliminato completamente. Lo stesso discorso un pò l'abbiamo fatto per il toxoplasma che può persistere per tanti anni senza dare la spia della propria presenza però casualmente ci può essere qualche evento esterno che fa risvegliare questi micobatteri. Quà c'è un altro caso e quà parla di una signora di 24 anni, l'altra volta avevamo accennato che ci sono delle popolazioni che sono geneticamente più sensibili di altre all'infezione con certi microorgsnismi e nell'ambito delle varie razze o etnie gli indiani per esempio, i neri sono più sensibili all' infezione. Questo è il caso di una signora di 24 anni, casalinga e maestra di asilo che aveva recentemento perso più del 10% del peso, aveva sudorazione notturna e si sentiva febbricitante. Questi sono dei sintomi assolutamente aspecifici però aveva una tosse che produceva un espettorato verdastro striato con sangue. Il suo medico sospettò che potesse avere una forma di tubercolosi polmonare in base ai sintomi e le prescrisse un test cutaneo alla tubercolina. 48h dopo la donna mostrò una forte reazione cutanea, cioè arrossamento ed inspessimento nel punto in cui era stata iniettata la tubercolina. Il medico la mandò in un usl dove le è stata confermata la diagnosi di tubercolosi attraverso una radiografia del torace e la presenza di bacilli alcol-acido resistenti in uno striscio del suo espettorato colorato con la corazione di Ziehl-Neelsen. Allora abbiamo questa signora con sintomi aspecifici, cioè febbricola, perdita di peso ecc., un sintomo che fa capire che è interessato una parte dell'apparato respiratorio, c'è un espettorato striato di sangue, abbiamo un test alla tubercolina positivo, un esame radiografico positivo e pure i bacilli alcol-acido resistenti nell espettorato. In base a tutti questi esami di laboratorio è possibile fare una diagnosi di infezione tubercolare, in questo caso di malattia conclamata perche la signora

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aveva tutti i sintomi, ha la reazione all tubercolina positiva. Come si fa questa reazione alla tubercolina? Tubercolinae è il nome che Koch diede a questo estratto di una brodocoltura di micobatteri che però è un estratto bruto, che conteneva tutta una serie di componenti dei micobatteri e non si usa più; lui lo usava per fare un test sulle cavie infettate da micobatteri, è la prima descrizione di una risposta di immunità cellulo-mediata. Adesso questa tubercolinae nn si chiama più così ma si chiama, ha una sigla, si chiama PPD e sta per derivato proteico purificato che in inglese è Purified Protein Derivative. E' una sigla che indica un derivato purificato proteico della vecchia tubercolina di Koch, soltanto proteine prodotte da micobatteri in coltura che vengono purificate ed impiegate per fare questo famoso test che si fa per vedere se l'individuo che (ha cambiato discorso!). Il significato di questo test può essere diverso. Può essere un test di screening cioè valutazione su una popolazione di quanti hanno mai incontrato nella loro vita un micobatterio, cioè non di chi ha la malattia tubercolosi, screening vuol dire di questi 150 ragazzi quanti hanno incontrato un micobatterio durante la propria vita. Perche si può incontrare un micobatterio, ci si può infettare ma non è detto che chi si infetta si ammala di tubercolosi anzi questo succede in una percentuale bassissima. Quindi il significato può essere questo, un test di screening. Oppure può avere un significato diagnostico per esempio in questo caso di questa signora si è visto che questa reazione era positiva e quindi è stato un indizio in più per arrivare al tipo di patologia che la signora aveva cioè la malattia tubercolare. Come si fa questo test? Intanto si chiama reazione di Mantoux e si fa iniettando per via intradermica una piccola quantità di questo antigene, questo è un antigene, sono proteine. Ci può non essere nessuna reazione nel punto in cui è stato inoculato l'antigene, che viene guardato dopo 48h, se non c'è reazione locale, arrossamento e inspessimento della zona in cui si è iniettato l'antigene, significa che la persona non ha mai incontrato un micobatterio in vita sua perchè non ha neanche un linfocito T che è in grado di riconoscere quell'antigene e di mettersi in movimento, (.40:20..?) di produrre citochine, richiamare macrofagi, di dare l'allarme insomma, quindi la reazione può essere negativa ed è negativa nei soggetti che non hanno mai incontrato un micobatterio e che non hanno linfociti T che lo possono riconoscere e quindi non sviluppano questa reazione locale che si sviluppa in 48h e per questo viene chiamata ipersensibilità di tipo ritardato rispetto a quella di tipo immediato che si sviluppa in mezz'ora/un'ora perchè il meccanismo è diverso. E allora questo soggetto non ha mai incontrato un micobatterio e questo significa che appena incontrerà qualcuno che tossirà anche a 20m di distanza, emetterà dei micobatteri e se inalerà i micobatteri potrebbe capitare che si infetti, non che si ammali e che il micobatterio poi faccia quelloche ha fatto infettando chissà quando questo signore. Il test alla tubercolina si fa iniettando questi antigeni purificati proteici di micobatteri, Mycobacterium Tuberculosis Hominis nell'avambraccio per via intradermica e dopo 48h si va a vedere quello che succede. Nel caso di positività questo indica un incontro pregresso con un micobatterio oppure nel caso della risposta tipo quella della signora indica una infezione abbastanza recente o in atto addirittura; quindi l'area, il tipo di arrosamento o di inspessimento sono cose che vedrete in pneumologia. Questo

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è un correlato della risposta cellulo-mediata del soggetto. Non mi venite a rispondere ai quiz che i mediatori della reazione di Mantoux sono gli anticorpi perche gli anticorpi non centrano assolutamente niente, questo è un tipo reazione cellulo-mediata, in cui gli anticorpi non intervengono, è mediata dai linfociti T, macrofagi e citochine. Anzi la prima citochina che è stata scoperta tantissimi anni fa e poi ha dato la ...?(42:45) alla scoperta di questa serie quasi infinita di interleuchine, si chiamava MIF fattore di inibizione macrofagico ed è stato descritto nel '68 più o meno. (domanda di un ragazzo ma non si sente cosa chiede).Ci sono dei microorganismi nei confronti dei quali è molto importante la risposta mediata da anticorpi (es. stafilococchi e aspergilli cioè quelle muffe che possono comportarsi da opportunisti ) e leucociti neutrofili. Essi , inducono nell’ospite un tipo di risposta medita da leucociti neutrofili, anticorpi e leucociti B però altri microorganismi fra i quali la maggior parte sono intracellulari e si comportano come i micobatteri cioè quando entrano nel nostro organismo infettano i macrofagi. Di microorganismi che hanno come cellula bersaglio i macrofagi ce ne sono tanti. Cellula bersaglio vuol dire che i microorganismi vanno a infettare i macrofagi nella sede in cui sono entrati, per esempio i micobatteri quando vengono inalati vanno a infettare i macrofagi alveolari. Però i macrofagi non riescono a distruggerli e trovano un modo di entrare nel nostro organismo, l’interazione con il macrofago processa ed espone gli antigeni sulla superficie della propria membrana e li presenta insieme agli antigeni di istocompatibilità ai linfociti T che poi li riconoscono e sviluppano una risposta cellulo mediata specifica mediata da linfociti T. Questo tipo di comportamento dei batteri (non solo dei batteri), induce prevalentemente, se parliamo di risposta protettiva, una risposta efficace nei confronti di questi microorganismi che si comportano in questo modo cioè che infettano il macrofago che poi espone i loro antigeni sulla membrana e stimola la risposta cellulo-mediata. Questi microorganismi anche se inducono una risposta anticorpale, inducono una risposta che non è protettiva (es. mycobacterium lepre). A secondo del tipo di risposta indotta dal micobatterio ci sono 2 forme cliniche di lebbra molto diverse. Con il test (forse dice Dukan, nn si capisce) si potrebbe andare a dosare gli anticorpi verso un micobatterio, solo che gli anticorpi possono essere una spia di infezione ma non indicano lo stato immune di quel soggetto nei confronti del micobatterio, quindi non dicono molto. C’è un altro test che si chiama Quantiferon (il nome ricorda l’interferone gamma). Stimolando in vitro dei linfociti T se sono prelevati da un soggetto che ha avuto a che fare con il micobatterio non produrranno interferone gamma perché il soggetto non ha mai incontrato un micobatterio quindi quando i linfociti incontrano l’antigene proteico del micobatterio non rispondono perché non l’hanno mai visto, quindi non c’è una immunità cellulo mediata nei confronti di quell’antigene, cioè il soggetto non ha mai incontrato un micobatterio oppure potrebbe averlo incontrato ed aver perso l’immunità. Invece, se il soggetto è immune nei confronti dei micobatteri la stimolazione in vitro dei linfociti T porterà alla produzione di una serie infinita di citochine fra cui l’ interferone gamma. Questo test è molto più sensibile rispetto agi altri.Se il soggetto non ha l’immunità cellulo mediata e ha gli anticorpi non ha

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nessuna protezione. Non è solo il micobatterio a comportarsi in questo modo, cioè a infettare i macrofagi quando entra nel nostro organismo. C’è tutta una serie di altri organismi che si comporta allo stesso modo. Fra i quali ci sono salmonelle (enterobatteriacee), leismania, istoplasma (fungo).L’istoplasma è un fungo dimorfo (dimorfo significa che questo fungo può presentarsi sia come lievito sia come muffa). Quando viene inalato si trasforma nel nostro organismo in una forma di lievito che infetta i macrofagi e si comporta come i micobatteri tanto è vero che nelle zone endemiche spesso è necessario fare la diagnosi differenziale fra una tubercolosi e una istoplasmosi. L’istoplasmosi nelle nostre zone non esiste, però in certe zone degli stati uniti è endemica. Endemico significa che chi abita li rischia di contrarre l’infezione da istoplasma. La salmonella si comporta allo stesso modo infettando i macrofagi, la brucella, altro tipo di microorganismo che infetta i macrofagi, ce ne sono tantissimi e sono tutti esempi di microorganismi nei confronti dei quali è importante una immunità protettiva nei confronti del microorganismo. Se si trovano gli anticorpi il soggetto ha già incontrato i micobatteri ma non ha nessuna protezione, è molto più importante vedere se c’è produzione di citochine.Il mycobatterium tuberculosis hominis entra nel nostro organismo per via inalatoria, viene inalato con l’aria contaminata e poi ci infetta. C’è un altro micobatterio importante, il micobatterio della tubercolosi bovina che non viene inalato, ma viene ingerito con latte e latticini non sterilizzati. Quindi viene ingerito e origina, a livello dell’apparato intestinale, un processo simili a quello del tuberculosis hominis a livello dell’ apparato respiratorio, cioè induce una infezione e eventualmente una malattia che si chiama tubercolosi intestinale. Il mycobacterium lepre, agente eziologico della lebbra viene inalato. Quando i micobatteri vengono inalati vanno per prima cosa a infettare i linfonodi alveolari, cioè i macrofagi residenti negli alveoli, poi si portano ai linfonodi satelliti. Dopo l’infezione, il macrofago alveolare è la prima cellula infettata, poi si sviluppa un’immunità più specifica mediata dai linfociti T che man mano cominciano a riconoscere questi micobatteri a livello dei linfonodi mediastinici, avviene la presentazione dell’antigene.Alla fine di questo processo, che può richiedere molto tempo per svilupparsi, compare questa ipersensibilità di tipo ritardato, cioè compare questa immunità specifica che protegge dalla malattia cioè blocca l’infezione, tutto questo nel giro di un bel po’ di tempo e avviene in una quantità elevata di individui normali. L’individuo normale riesce a contenere l’infezione. Normale vuol dire che il soggetto non ha nessun problema a livello del sistema immunocompetente e che non è mal nutrito. La malnutrizione è una causa importantissima di deficit immunologico. Nella maggior parte degli individui sani il micobatterio riesce a indurre una risposta specifica ed efficace nella protezione dell’individuo. Si forma una struttura che viene chiamata complesso primario. Alla fine si è visto che nel 90 per cento dei casi i soggetti infettati non sviluppano la malattia. Sviluppano una immunità che li protegge per tutto il resto della loro vita. Nel restante 10 per cento, una piccola percentuale cioè circa il 6 per cento del totale sviluppa la malattia conclamata, il 3 per cento se

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ne va. Queste percentuali si rilevano in popolazioni non mal nutrite.L’evento infausto è quando non si sviluppa l’immunità cellulo mediata dopo l’infezione, ma si sviluppa una malattia sistemica chiamata tubercolosi miliare, i micobatteri invadono tutto l’ospite e formano delle piccolo strutture nei tessuti che ai vecchi anatomopatologi hanno ricordato dei granuli di miglio. L’evoluzione può essere diversa a seconda di tante cose, della c0ndizione dell’ospite e della virulenza del ceppo che lo sta iniettando. È sempre n rapporto a 2 questa interazione fra l’ospite e il microorganismo. La situazione peggiore è l’ospite immunocompromesso e un microorganismo molto virulento. Il microorganismo molto virulento può causare una patologia molto grave anche nell’ospite immunocompetente proprio perché è in grado di danneggiarlo. Tornando al caso di prima, eravamo arrivati al punto in cui il test della tubercolina era positivo. Il test della tubercolina rispecchia qual è il correlato in vitro che si chiama Quantiferon. A questo punto il problema è come a fatto a infettarsi questa signora. La storia naturale dell’infezione da micobatterio è questa: infezione chi sa quando, sviluppo di una risposta, il micobatterio si nasconde all’interno di strutture che si chiamano granulomi tubercolari. Una storia accurata (importanza dell’anamnesi) ha rivelato che fra i 10 e i 12 anni (questa signora adesso ne ha 24 quindi si parla di più di 10 anni fa) aveva vissuto insieme ad una zia, adesso deceduta, che si diceva avesse avuto la tubercolosi, quindi probabilmente anni prima questa ragazza si era infettata con la zia. La storia naturale dell’infezione aveva avuto esito positivo fino ad un certo periodo, poi per cause X (per esempio lo stress, trattamenti con immunosoppresori, farmaci antitumorali, antibiotici prolungati o radiazioni) il micobatterio si è risvegliato. Non è sempre facile capire perché un micobatterio dopo tanti anni si risveglia. Cause di stress ce ne sono tantissime. Lo stress però non si può quantizzare. Tante volte si invoca lo stress per dire che il soggetto è debole. Ma non si può dire che un soggetto si è ritrovato con la tubercolosi in fase attiva perché era stressato. Se il soggetto ha un infezione da HIV e dopo un po’ sviluppa anche un’ infezione da tubercolosi allora quello è il caso classico della reinfezione endogena perché le difese sono diminuite. Oppure se una ha avuto una neoplasia e ha subito una terapia radiante o con farmaci antitumorali, in quel caso può essere anche una reinfezione. Si tratta di farmaci che agiscono sulle nostre difese perché agiscono sulle cellule in generale non solo su quelle tumorali. La signora evidentemente ha avuto una reinfezione endogena perché quando aveva 12 anni abitava con questa sua zia, si sarà infettata, ha sviluppato la risposta alla tubercolina, poi motivo X si è riinfettata però dall’interno cioè il micobatterio è uscito dal granuloma e ha cominciato a riprodursi. Questa signora era preoccupatissima, essendo una maestra di scuola e rappresentando un rischio per i bambini e avendo pianificato con il marito di mettere al mondo un figlio. Questa patologia, infatti, non ci sta molto con la gravidanza, almeno in fase acuta. Quindi bisogna fare comunque una terapia che ha delle buone probabilità di successo se fatta per tanti mesi. Questa è una storia a lieto fine ma non tiene conto del fatto che ci sono dei ceppi di micobatteri che stanno diventando resistenti ai farmaci. LA tubercolosi comunque non è più lo spettro che era nel 1800 perché farmaci ce

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ne sono tanti, alcuni sono antibiotici come gli aminoglicosidi come la streptomicina che però non si usa più perché ha un effetto tossico sul nervo acustico.Altri antibiotici sono l’acido paraminosalicidico (PAS), la cicloserina, l’etanbutolo ecc..Sono dei farmaci un po’ particolari perché hanno un certo tipo di meccanismo d’azione e un effetto ristretto ai micobatteri. I micobatteri essendo dei batteri diversi, a parte qualche antibiotico che agisce anche sugli altri, necessitano delle molecole che agiscono in modo specifico su alcuni loro componenti che invece non sono presenti in altri batteri. Per questo si usano questi farmaci associati fra loro, in modo che se si crea una resistenza verso uno, l’altro interviene. TPD (derivato proteico purificato) è l’antigene che si usa per fare il test della tubercolina. BCG sta per bacillo Calmette- Guèrin, 2 studiosi francesi che studiarono la tubercolosi bovina e fecero dei passaggi in vitro. I passaggi in vitro fanno perdere la virulenza ai batteri. Uno pneumococco coltivato in vitro e ripassato più volte sulle piastre alla fine perde la capacità di produrre la capsula perché in vitro non gli serve. I due studiosi passando numerose volte in vitro il micobatterio della tubercolosi bovina hanno ottenuto un micobatterio che non era in grado di produrre patologia, in pratica un micobatterio addomesticato che però manteneva i suoi antigeni che tra l’altro sono abbastanza simili a quelli del mycobacterium tuberculosis hominis. Alla fine è stato prodotto un microorganismo attenuato, non patogeno che può essere usato come vaccino. Il vaccino vivo, attenuato, è un vaccino che per definizione è più efficace rispetto a quelli che contengono cellule morte, perché è un antigene che si riproduce nell’ospite quindi stimola la risposta immune per più tempo però se viene somministrato ad un soggetto immunocompromesso il soggetto rischia la malattia.Il mycobacterium tuberculosis non da solo malattie all’apparato respiratorio, esitono tutta una serie di altre localizzazioni. Si può avere una meningite tubercolare, una tubercolosi renale, una tubercolosi ossea o a livello cutaneo. La diagnosi si fa isolando il microorganismo da materiali biologici e si fa un esame colturale. Ci sono metodi rapidi di diagnosi, per cui invece di aspettare un mese e mezzo si può usare la PCR o dei test basati sull’incorporazione di metaboliti marcati però si deve comunque fare l’esame colturale.Il mycobacterium lepre è un micobatterio a tutti gli effetti, quindi è alcol acido resistente, in vivo si comporta più o meno come il tuberculosis, da soprattutto infezione a livello cutaneo perché sta meglio ad una temperatura più bassa rispetto agli altri micobatteri quindi si localizza sotto il livello della cute. Ha come cellule bersaglio macrofagi e cellule Schwann(guaina mielinica). Non si può coltivare in vitro.Da tantissimo tempo si sa che la lebbra in effetti si manifesta con 2 forme cliniche che vengono chiamate tubercoloide e lebromatosa. Nella forma tubercoloide a livello cutaneo si formano dei granulomi anche di grosse dimensioni e si sviluppa una forte immunità cellulo mediata nei confronti del mycobacterium lepre e clinicamente questa forma è molto circoscritta, però c’è un correlato negativo perché c’è un coinvolgimento dei nervi periferici per cui si

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creano delle zone di iposensibilità e questo è dovuto alla risposta immune. Infatti, i micobatteri infettano i macrofagi e la guaina mielinica e inducono la risposta del linfocita che va a danneggiare la guaina mielinica perché non è in grado di distinguere l’antigene del micobatterio e risparmiare il nervo. In questo caso c’è una risposta cellulo mediata che ha come corrispettivo positivo per l’ospite la localizzazione delle lesioni però dall’ altro lato ha una lesione dei nervi periferici. La forma lepromatosa, invece, è una dimostrazione del fatto che gli anticorpi non servono a niente nella protezione perché il correlato di laboratorio di questa forma in cui ci sono delle vaste zone di cute coinvolte è assenza di risposta cellulo-mediata, presenza di anticorpi anche in quantità elevate. Da una biopsia in queste zone non ci sono granulomi ma c’è un elevato numero di micobatteri.

Angela Micalizzi

Lezione di MICROBIOLOGIA del 07/05/2013 (Canali unificati) Elisa Coco

Prof. Iannello: ENTEROBATTERI

Dunque non vi fate terrorizzare dalle diapositive in inglese, perché questo è un inglese che capite praticamente, e quindi oggi parliamo, cioè, diciamo due parole sugli enterobatteri. Quelle piastre che vi ho dato da girare (sta girando il foglio delle presenze pure vero? Poi quando finisco me lo date) allora quelle piastre che vi ho dato da vedere evidentemente sono sterili cioè non c’è niente (poi non si mangia in aula mentre si fa lezione, proprio sembra di essere con dei bambini, io non lo so) allora dicevo avevo messo in mano e sto facendo girare, ah tra l’altro qua c’è un brodo che si chiama Brodo Selenite questo ecco, ve le ho messe in mano perché sono sterili cioè perché non ci sono batteri evidentemente, non c’è nessun tipo di microrganismo no? Questo vuol dire sterili! E sono i terreni di coltura che si usano nei laboratori di tutto il mondo da decine e decine di anni per coltivare in vitro questo tipo di batteri che

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appartengono a una famiglia che si chiama Famiglia delle Enterobacteriaceae e che costituiscono un grande gruppo di generi di batteri, di cui fanno parte diverse specie tra l’altro, di ognuno dei generi fanno parte diverse specie molte delle quali sono patogene per l’uomo, quindi le dobbiamo conoscere perché ci troveremo ad avere a che fare con patologie sostenute da questi batteri, poi vediamo quali sono i più importanti, sostenute anche da uno che conoscete dall’anno scorso benissimo che è l’E.Coli che abbiamo detto è un normalissimo abitante del nostro intestino e che però in alcuni casi può dare anche patologie anche molto gravi, quindi E.coli è uno dei generi delle Enterobacteriaceae che è un saprofita normalissimo del nostro contenuto intestinale, è utilissimo per la nostra sopravvivenza pure, però il problema è che alcuni ceppi di questa specie, E.Coli, possono dare patologie anche gravi in particolari situazioni, cioè se producono tossine per esempio o se hanno capacità di danneggiare la mucosa, ecc.. allora le caratteristiche generali delle Enterobacteriaceae, allora intanto RODS, questo termine RODS (ragazzi mi dite perché state arrivando alle 12.20, alle 11.20?? io non lo so proprio) allora le caratteristiche sono comuni per raggruppare batteri che appartengono a generi diversi in una famiglia; allora le caratteristiche della famiglia delle Enterobacteriaceae, intanto dicevamo questo termine che trovate in inglese, perché vi capiterà sicuramente se non avete già cominciato a leggervi qualche lavoro scientifico scritto in inglese, questo termine RODS indica la parola che praticamente noi indichiamo come BACILLI praticamente o comunque c’è anche il termine bacillo in inglese, però RODS indica comunque un batterio a forma di bastoncello, quindi non sono cocchi evidentemente, sono bacilli gram-negativi, va bene? E questo è una prima caratteristica. Fermentano il glucosio, cioè tutte le Enterobacteriaceae fermentano il glucosio e questa è una caratteristica biochimica di tutti i batteri che appartengono alla famiglia delle Enterobacteriaceae: la fermentazione del glucosio. Conformazione di acido e spesso di gas, e va bene. Poi sono la ossidasi è negativa, citocromo ossidasi negativa, questa è un’altra caratteristica biochimica importante che distingue le Enterobacteriaceae da altri bacilli gram-negativi che sono invece ossidasi positivi, per esempio Pseudomonas che è un gram-negativo, è un bacillo gram-negativo, però non appartiene alla famiglia delle Enterobacteriaceae ed è ossidasi positivo, mentre tutte le Enterobacteriaceae sono ossidasi negative; e poi riducono i nitrati a nitriti, questa è un’altra caratteristica biochimica di tutti i batteri che sono classificati in questa famiglia, quindi sono delle caratteristiche biochimiche comuni a tutti quanti. Poi ci sono delle altre caratteristiche biochimiche invece che sono peculiari dei vari generi e vengono impiegate per distinguere un genere dall’altro, per esempio fermentazione del lattosio, produzione di idrogeno solforato (H2S), ecc.. e vabbè questo l’abbiamo già detto.PROPRIETà MICROBIOLOGICHE..e vabbè questo lo possiamo anche saltare, ah ecco qua, questo qui, praticamente sono aerobi o anaerobi facoltativi, cioè possono vivere anche in bassa tensione di ossigeno, quindi sono anaerobi facoltativi, ci sono dei batteri invece che sono anaerobi stretti tipo i Clostridi, ecco quindi di questo

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possiamo anche saltare.. e poi evidentemente cresceranno dove? In terreni universali per la coltura dei batteri che sarebbero il famoso, quelli che abbiamo visto in altre occasioni, cioè l’Agar sangue che è un terreno universale su cui crescono gram-positivi e gram-negativi e poi l’Agar cioccolato che è un altro terreno universale su cui cresce qualunque tipo di batteri tranne quelli che hanno delle esigenze particolari. Va bene? Quindi le Enterobacteriaceae sono dei gram-negativi, crescono benissimo sui terreni universali tipo Agar sangue e Agar cioccolato, (Quelle piastre che vi ho dato prima hanno delle caratteristiche un po’ diverse) e sono anaerobi facoltativi, quindi queste sono le caratteristiche fondamentali degli enterobatteri. Allora quali sono i generi che sono stati raggruppati nella famiglia delle enterobacteriaceae?

Vedete che ce ne sono una bella quantità, cioè tutti questi sono generi di batteri che hanno in comune tra di loro quelle caratteristiche che abbiamo visto prima e quindi sono raggruppati nella famiglia delle enterobacteriaceae, ognuno di questi generi ha però delle caratteristiche a parte, per cui sono raggruppati per esempio in Escherichia, shigella, salmonella, ecc.. in base a caratteristiche biochimiche per esempio il comportamento nei confronti del lattosio, è un criterio importante, oppure per esempio la produzione di idrogeno solforato che è di qualcuno di questi generi e non di altri, e così via. Il nome Enterobatteri indica in effetti il fatto che questi gram-negativi, dicevamo, sono normali abitanti del nostro apparato.. del nostro intestino, però non significa che si trovano soltanto nell’intestino, assolutamente,e in condizioni fisiologiche, magari in condizioni normali, però ci sono dei generi di enterobatteri per esempio la Klebsiella, eccola qua questa qui, Klebsiella, che viene chiamata Klebsiella, il genere Klebsiella ci sono diverse specie, allora per esempio la Klebsiella pneumoniae, perché è stata chiamata così? Perché può essere agente eziologico di una patologia respiratoria gravissima, cioè ci possono essere polmoniti causate dagli enterobatteri, quindi non vi fate fuorviare dal fatto che si chiamano enterobatteri, purtroppo non è l’unico habitat l’intestino, ci sono enterobatteri che danno infezioni.. per esempio possono dare patologie dell’apparato respiratorio ,

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possono infettare ferite chirurgiche e quindi dare dei problemi a livello per esempio di cicatrizzazione, di guarigione di ferite chirurgiche, possono passare in circolo e dare infezioni sistemiche, possono dare meningiti, possono localizzarsi praticamente a qualunque tipo di livello, di organo e di apparato e molto spesso uno dei grossi problemi di molti di questi enterobatteri è la resistenza agli antibiotici, resistenza anche a tantissime molecole, per cui alcuni di questi sono spesso in causa come agenti di quelle famose infezioni ospedaliere o nosocomiali, come le volete chiamare, che costituiscono un problema enorme per i pazienti ricoverati negli ospedali a livello mondiale, non è solo un problema italiano o dei nostri ospedali, è un problema mondiale questo della resistenza ad antibiotici di batteri che poi vanno a costituire, a dare delle infezione che sono difficilissime da trattare proprio perché moltissimi sono resistenti a tante molecole e tra questi ci sono per esempio la Klebsiella e l’Escherichia, tanto per fare un esempio, che spesso sono resistenti a tantissime molecole e quindi ve li troverete purtroppo davanti. Un’altra cosa, alcuni di questi generi di batteri sono agenti per esempio di una patologia esclusivamente a livello dell’apparato digerente, per esempio la Shigella da dissenteria fondamentalmente, non da un’infezione sistemica; la Salmonella, le varie specie del genere Salmonella, invece possono dare: c’è una Salmonella che si chiama SALMONELLA ENTERITIDIS che da soltanto una patologia di livello gastrointestinale soltanto, mentre altre specie tipo la SALMONELLA TYPHI per esempio le paratyphi A, B e C danno un’altra patologia, che patologia danno? La Salmonella Typhi che tipo di patologia può dare? Il tifo evidentemente, un certo tipo di tifo perché la parola tifo non indica soltanto la patologia infettiva causata dalla Salmonella, troverete questo termine TIFO anche per delle patologie causate da altri batteri, altri microrganismi che non hanno niente a che vedere con la salmonella, ad esempio le Rickettsie, però il tifo praticamente causato dalla salmonella appunto è trasmesso per via oro-fecale ed è una patologia sistemica, cioè non è qualcosa che coinvolge solo l’intestino ma coinvolge tutto l’organismo, questo vuol dire patologia sistemica; il PROTEUS, per esempio è un altro che finchè sta nell’intestino non da nessun problema, fa parte della flora normale, però quando poi passa nell’apparato genito-urinario può dare delle..è un agente molto frequente di infezione urinaria, come Escheria d’altra parte, va bene? Quindi Enterobacteriaceae non significa che questi batteri sono esclusivamente.. si localizzano solo a livello dell’apparato gastroenterico, possono trovarsi anche in tutta una serie di altri apparati e dare dei problemi in ognuno di questi. Vabbè questo l’abbiamo detto, ecco no, questo qua! Allora qua c’è un altro terreno, dunque, tra le varie piastre che vi sto facendo girare c’è quella che si chiama MacConkey, chi ce l’ha? Ecco, lei ce n’ha due! C’ha L’Hektoen e la MacConkey! Allora, tutte e tre, allora, quello verde si chiama Hektoen, ora vedremo, quello verde, poi c’è quello azzurro (che va d’accordo con il suo giubetto) questo qua, ecco questo si chiama Cled ecco, e poi ce n’è un altro, quello rosa, che si chiama MacConkey, allora, ed è quello di cui si parla in questa diapositiva;

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Figura . MacConkey Figura . Hektoen Figura . Cled

allora il MacConkey è un terreno selettivo per Gram-negativi, cioè che vuol dire? Su quelle due piastre di Cioccolato e Agar sangue, abbiamo detto, cresce qualunque tipo di batteri, gram-positivi o gram-negativi, se vogliamo coltivare soltanto dei gram-negativi che non abbiamo esigenze comunque particolari, allora usiamo un terreno che si chiama, si usano dei terreni così detti SELETTIVI, cioè su cui crescono solo batteri gram-negativi, uno di questi che viene usato praticamente dappertutto, si chiama terreno di MacConkey, questo qua noi non lo usiamo ma usiamo solo questo, però è un ottimo terreno anche questo a Eosina-Blu di metilene, allora su questo terreno, MacConkey, crescono molto facilmente gli enterobatteri, una cosa che può essere importante pure di questi batteri è che possono essere, alcuni generi sono mobili, anzi la maggior parte, mentre altri sono immobili, e come fanno a essere mobili? Possono essere mobili perché hanno dei flagelli, vi ricordate quando abbiamo parlato della struttura dei batteri abbiamo detto che ci sono flagelli peritrichi si chiamano quelli in cui la cellula batterica è (vediamo se la trovo, eccola qua!) tutta circondata da flagelli,

allora questo è un aspetto di un batterio flagellato peritrico, cioè che ha i flagelli su tutta la propria superficie; avendo i flagelli avranno anche degli antigeni sui flagelli, che sono alla base tra l’altro della loro classificazione in sierotipi praticamente. Torniamo un pochino indietro, va bene? Quindi ci sono dei generi di enterobatteri, cioè genere Shigella e genere Klebsiella che non sono mobili, cioè hanno tutte le caratteristiche di questi batteri che abbiamo detto, generali, però non sono mobili, mentre la maggior parte degli altri sono mobili, e poi una cosa che evidentemente si

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dice sempre che sono asporigeni praticamente, in effetti gli unici batteri che abbiamo incontrato e che producono spore sono quelli che appartengono alla famiglia delle BACILLACEAE cioè i generi Bacillus e Clostridium, va bene? Quindi questi sono gli unici che producono spore, quindi, questi qua sono dei bacilli gram-negativi e non producono spore. Com’è possibile, vabbè questo in fondo l’abbiamo detto praticamente, cioè, com’è possibile la trasmissione di una infezione sostenuta da enterobatteri? La via fondamentale è la via oro-fecale, cioè attraverso alimenti e acqua contaminati, va bene? Quindi l’esempio classico che si adatta alla nostra realtà locale sono le cozze crude che andiamo a mangiare, io non ci sono mai andata, ma c’è gente che va a mangiare cozze crude ai laghi di Ganzirri o in qualunque altro posto! Le cozze crude non si devono mangiare, le cozze devono essere bollite! Perché? Perché è facilissimo che l’acqua in cui vengono coltivati i molluschi, come le cozze o le ostriche o quello che è, sia contaminata da materiale fecale, e quindi siccome i molluschi in generale, le cozze in particolare dato che sono un esempio locale, tendono a concentrare, cioè a filtrare l’acqua e a concentrare tutto quello che c’è dentro praticamente, se nell’acqua ci sono delle salmonelle o degli enterobatteri evidentemente saranno concentrate, aumenteranno di quantità, per cui andando a mangiarci le cozze, ci mangiamo anche le salmonelle! […che c’è da ridere tanto scusate?? Cioè brodo selenite fa ridere?? Un pochettino (risate) Perché fa ridere? Non lo so boh, sarà il nome! Cioè è il brodo selenite o tutti i terreni che avete visto? Si perché puzzavano, quindi per questo ci è scappato da ridere! No, la puzza non è, cioè hanno un certo odor..lei non ha sentito la puzza che fanno le piastre quando ci sono i batteri dentro! Se volete sentire qualcosa che fa veramente puzza pigliate un po’ di brodo di dado o di carne e lasciatelo fuori dal frigorifero due giorni, quello si che fa puzza perché ci sono cresciuti i batteri! Comunque poi ci arriviamo ai terreni se ci arriviamo!] Dunque come vie di infezione, allora acqua e alimenti contaminati, quindi salmonella, shigella, E.coli, evidentemente si trovano.. possono contaminare l’acqua, cioè l’acqua può essere contaminata da materiale fecale, e può anche puzzare evidentemente, e quindi le cozze possono anche concentrare i batteri che ci possono essere in quest’acqua, poi noi ci mangiamo le cozze crude pensando che col limone si sterilizzano, no, evidentemente è il modo migliore per pigliarsi un’infezione da enterobatteri o da enterovirus questo, quindi semmai qualcuno di voi ha fatto qualcosa non lo fate più e ditelo ai vostri pazienti futuri, non si può mangiare le cozze crude assolutamente, è una cosa assolutamente a rischio! Ecco qua c’è un’altra cosa che si riallaccia un po’ a quello che avevamo detto prima a proposito degli antigeni se ci fate caso, allora i livelli di classificazione di buona parte di queste.. dei generi che appartengono a questa famiglia, abbiamo detto, famiglia: Enterbacteriaceae, generi: tutta quella fila di generi che abbiamo detto, cioè Salmonella, Shigella, Escherichia, Proteus, Klebsiella, tanto per citare i più comuni, Serratia, per esempio! E queste sono i generi; a livello dei vari generi ci sono di solito diverse specie, E.Coli praticamente COLI è l’unica specie che interessa la patologia umana, per la Shigella ci sono quattro specie significative per esempio, poi per la

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Salmonella c’era (fino a un po’ di anni fa)un numero quasi infinito di specie che poi adesso è stato ridotto, per cui magari tenete in mente la Salmonella Typhi, le paratyphi,la enteritidis, queste sono le più importanti in patologia umana, ma non sono le uniche naturalmente. All’interno della specie, allora abbiamo parlato di (se state attenti) abbiamo parlato di ceppi o sierotipi, che vuol dire ceppo o sierotipo? Significa, questo discorso lo abbiamo fatto forse anche a proposito degli stafilococchi, abbiamo detto che alcuni ceppi di stafilococchi producono certi tipi di tossine, ecco qui è lo stesso discorso; allora che cosa vuol dire ceppo o sierotipo? Praticamente quando si parla di sierotipo cosa si indica? Si indicano.. è un ulteriore classificazione all’interno di una specie ( voi vi state scialando oggi con questi enterobatteri oppure forse a fine corso siete esauriti come me..meno male che chiudiamo lunedi..) allora dicevamo che quando parliamo di sierotipo indichiamo una ulteriore classificazione all’interno di una specie cioè vedete qua per esempio:

E.coli, che vuol dire O157H7? Che cosa vuol dire? Questo è il sierotipo; se vi ricordate nel maggio di due anni fa c’è stata un’epidemia in Germania, in Olanda, nel Nord Europa, sono morte diverse persone a causa di un ceppo.. di un sierotipo di E.coli che aveva una cellula sigla, allora queste sigle che cosa significano? La lettera O, questa è una lettera O non è uno zero(0) indica l’antigene O di questi batteri e l’antigene O di quale molecola dei gram-negativi fa parte per definizione? Tutti i gram-negativi hanno una molecola in comune, “polisaccaride”, ecco benissimo, quindi è la catena polisaccaridica del lipopolisaccaride e allora si chiama antigene O; nell’ambito di ogni specie di batteri ci sono, o meglio nell’ambito di ogni genere e poi nell’ambito di ogni specie, è possibile che ci siano degli antigeni O molto diversi tra di loro e quindi questo O157 che cosa significa? Significa che questo ceppo particolare di E.coli ha l’antigene O numero 157 cioè ha un particolare tipo di antigene O, cioè ha nella molecola del lipopolisaccaride una certa sequenza polisaccaridica che è diversa da quella di altri Escherichia che hanno una sequenza diversa e magari sono indicati con la sigla O156/O150 quello che è… va bene? H7 è lo stesso discorso, l’antigene H dove si

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trova? Si trova sui flagelli, no? L’abbiamo detto, i flagelli sono fatti di flagellina che è una proteina, allora, il flagello si chiama Hair in iglese H, quindi questo numero 7, qui H7, indica che questo particolare ceppo di E.coli ha l’antigene O numero 157 e l’antigene H, flagellare, numero 7 cioè questo vuol dire sierotipo, cioè sono degli E.coli che dal punto di vista biochimico delle caratteristiche, della motilità, ecc.. della fermentazione del lattosio, sono chimicamente uguali ad altri ceppi di E.coli, dal punto di vista antigenico però è possibile distinguerli da questi, solo dal punto di vista antigenico, perché hanno degli antigeni diversi. E come possiamo distinguerli? Usando un anticorpo specifico verso questo particolare tipo di antigeni e allora li possiamo riconoscere con una reazione in vitro di agglutinazione, no? Perché una reazione antigene-anticorpo diventa in cui l’antigene è corpus colato, cioè si trova su cellule batteriche, se gli mettiamo vicino insieme un anticorpo anti-antigene O157H7 i batteri saranno agglutinati da questi anticorpi ( queste cose le abbiamo dette nella prima interattiva) [domanda di una ragazza che non si capisce, risposta “penso di si, che sia possibile però quello che questo qua indica proprio un certo tipo che è patogeno, cioè tu dici, se l’O157 può avere anche un antigene H diverso, si si cioè è indipendente si, si si ] allora.. quindi se per caso qualcuno di questi ceppi di batteri ha anche una capsula, allora avrà oltre a questo (la capsula non è una cosa costante) per esempio nella Klebsiella è abbastanza costante, nella E.coli può esserci o no, allora i ceppi di enterobatteri che hanno anche una capsula, avranno oltre agli antigeni O, all’antigene H, avranno anche un antigene K che sta per la parola tedesca Kapsel che è uguale all’italiano praticamente solo che si scrive con la K, va bene? Quindi quando vi troverete tutta questa serie di antigeni H, O e K è allora questi indicano che quel particolare batterio c’ha quel tipo di antigene O, quel tipo di antigene H, se ha la capsula, quel tipo di antigene K, e questo è un modo per riconoscerli, che è importante dal punto di vista diagnostico. Ed altre cose.. questo lo abbiamo detto.. ah.. l’unico enterobatterio che è trasmesso attraverso una pulce praticamente (come si dice mercato delle pulci? Si dice flea market) praticamente è un vettore, cioè l’unico che viene trasmesso attraverso un vettore è la yersinia pestis che è agente della peste e comunque è una Enterobacteriaceae quindi torniamo al fatto che enterobatteri non vi deve indirizzare solo verso un certo tipo di trasmissione e, a questo punto, ad un certo tipo di habitat, va bene? Ok. Andando un pochino di fretta i tipi di malattie infettive abbiamo detto quali possono essere, cioè intanto infezione intestinale, cioè per esempio diarrea soprattutto, però non è detto che diano solo diarrea possono dare anche dissenteria, che è una cosa diversa, c’è una differenza tra diarrea e dissenteria, e questo è dovuto al meccanismo di azione con cui gli enterobatteri possono causare una patologia intestinale, cioè possono produrre delle tossine che causano o diarrea o dissenteria, a seconda che ci sia un’alterazione degli squilibri idro-elettrolitici senza un danno della mucosa, allora abbiamo diarrea, mentre se c’è un danno delle cellule della mucosa intestinale, avremo quella si chiama dissenteria, cioè un danno della mucosa, feci con muco, sangue, ecc.. quindi non è soltanto diarrea ma ci

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può essere anche dissenteria, causata fondamentalmente dalla Shigella che è uno di quelli che abbiamo detto che sono patogeni; poi le infezioni intestinali praticamente le abbiamo dette, ci può essere di tutto, si possono localizzare nel tratto urinario, tratto respiratorio, ferite chirurgiche, soprattutto, nel circolo ematico, quindi le troviamo in circolo e vanno dappertutto, danno una batteriemia, poi possono dare una sepsi e si muore per infezione da gram-negativi, si muore tranquillamente, ci sono casi in cui non si può fare niente perchè hanno tutta una serie di fattori di virulenza che poi alla fine vanno a causare per esempio una sindrome che è lo shock endotossico di cui qualcosa avevamo detto all’inizio quando abbiamo parlato di lipopolisaccaridi, no? e poi meningite neonatale, per esempio, quindi possono causare tutta una serie di malattie infettive. Va bene, qua ci sono i generi che più comunemente danno infezioni di ferite chirurgiche o di batteriemie e le abbiamo praticamente dette. Va bene, questo è un tipico bacillo peritrico, questo lo abbiamo visto, qua ci sono le immagini di batteri con flagelli a fiamma maggiore o minore ingrandimento, E.coli vi ricordate no la differenza tra quelli che sono i pili, queste cose le abbiamo viste all’inizio, cioè i pili sono un certo tipo di strutture che sono caratteristiche soprattutto dei gram-negativi ed hanno la funzione fondamentalmente di far aderire i batteri alle mucose o alle superfici; ci sono dei pili specializzati che si chiamano pili sessuali, se vi ricordate, che trasmettono.. sono importanti nella trasmissione di informazioni genetiche da un batterio all’altro, trasmettono i plasmidi che codificano la resistenza agli antibiotici e non pensate che sia poco questo discorso; invece ci sono i flagelli qua invece che sono deputati al movimento evidentemente. Ecco perché qua c’è questa scritta,

non so se riuscite a vederla, c’è scritto E.COLI, di che colore è questa scritta? Cioè è del colore che assomiglia un po’ a questa piastra che avete, quella di MacConkey, quella rosa, però è un colore fucsia, non so se lo vedete, che comunque è un colore rosso/rosa intenso proprio si chiama rosa-fucsia, allora a cosa è dovuto questo colore? E perché chi ha seminato questa piastra, proprio con intenti didattici, ha fatto la semina in modo da scrivere con l’ansa E.Coli sul terreno? Perché questo è un modo semplicissimo, ecco qua, questa è un’altra piastra sempre di MacConkey, è un modo

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molto semplice questo di usare un terreno adatto per rivelare una caratteristica biochimica dei batteri che stiamo coltivando, cioè in quella piastra che era rosa, e l’altra è verde perché sono diversi, però alcuni componenti sono uguali; allora questa di MacConkey è un terreno selettivo su cui abbiamo detto crescono solo gram-negativi, quindi c’è un inibitore di gram-negativi, c’è uno zucchero.. un carboidrato che però non è il glucosio e c’è un motivo ben preciso per cui non c’è il glucosio ma c’è il lattosio nelle piastre di MacConkey, e anche in quelle altre due quella verde che si chiama Hektoen e quell’altra azzurrina che si chiama Cled, invece; allora, il motivo per cui c’è il lattosio e non c’hanno messo glucosio, le persone che chissà quando tantissimi anni fa hanno pensato a un terreno di questo tipo, è che tutte le Enterobacteriaceae fermentano il glucosio, mentre si comportano in modo diverso per quanto riguarda la capacità di fermentare il lattosio, quindi la fermentazione del lattosio diventa una caratteristica biochimica che permette di riconoscere un genere di enterobatteri dall’altro o comunque un genere di gram-negativi dall’altro, va bene? Quindi è una caratteristica biochimica importante. E allora come mai quella piastra è diventata rosa, cioè le colonie crescono fucsia perché? Perché c’è scritto E.Coli.. allora questa è un E.coli e lo sappiamo perché c’è scritto praticamente, chi l’ha seminato, l’ha seminato scrivendone il nome, quello che potremmo dire, se non fosse proprio fatta ai fini didattici questa immagine, è che comunque su quella piastra di MacConkey è cresciuto un batterio che ha fermentato il lattosio, e perché lo diciamo? Perché nel terreno oltre a esserci un inibitore dei gram-positivi e il lattosio, c’è anche un indicatore di Ph che vira quando si abbassa il ph, cioè quando c’è la fermentazione di uno zucchero, per esempio in questo caso del lattosio, per cui Escherichia cresce colorato in fucsia sul terreno di MacConkey, questa quindi è comunque un batterio che ha fermentato il lattosio, vedete queste colonie sono.. queste sono fotografie di piastre come quelle che vi ho passato, su cui sono cresciuti evidentemente dei batteri, non vi posso portare in aula le piastre con i batteri perché poi va a finire che è un po’ pericoloso, quindi non lo faccio, però è esattamente, queste sono delle fotografie che trovate dappertutto in rete, ci mettete Escherichia e vi escono una cinquantina di immagini di questo tipo, (questo non so esattamente cos’è, c’è qualche altra, vabbè qui c’è qualcosa che riguarda i ceppi patogeni e ne parliamo lunedì penso), c’era qualche altra immagine di terreni, ecco, per esempio questa qui, queste sono anche queste delle colonie di enterobatteri su MacCOnkey che hanno anche loro fermentato in lattosio, allora questa è una Klebsiella, c’è scritto qua, va bene? È un fermentante in lattosio e non è sempre possibile distinguerla per esempio da un’ E.coli, però la Klebsiella ha una caratteristica importante, cioè di solito è capsulata e il fatto che sia capsulata fa si che formi delle colonie di questo tipo, colonie che vengono chiamate mucose che hanno questa consistenza mucosa, non c’è un altro termine per definirla, che è molto caratteristica di questo batterio che ora vediamo, questa è l’immagine, sono tutti bastoncelli gram-negativi, per esempio questa è una salmonella però lo sappiamo perché c’è scritto, qui se vi ricordate la colorazione di gram.. perché diciamo che sono

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gram-negativi? Perché se fossero gram-positivi di che colore sarebbero? Se fossero gram-positivi come gli stafilococchi in una colorazione di gram che colore avrebbero? Sicuramente non sarebbero rosa, “viola scuro!”, eh appunto perché il primo colorante è il violetto di genziana quindi i gram-positivi non si decolorano con l’alcol e l’acetone, mentre i gram-negativi si decolorano, cioè perdono il primo colorante e poi acquisiscono il secondo, cioè la safranina o quello che è.. che comunque è rosa, non è sicuramente viola scuro questa, questa a maggior ingrandimento, però dicevamo, stiamo dicendo che è una salmonella ma perché c’è scritto, se no questo è l’aspetto caratteristico di qualunque tipo di batterio gram-negativo colorato con la colorazione, o meglio di qualunque tipo di bacillo gram-ngativo colorato con la colorazione di gram, non potremo mai dire è una salmonella in base all’esame batterioscopico , lo possiamo dire perché soltanto quando avremo visto come si comporta, per esempio nel terreno di MacCOnkey.. vabbè questa è un fotografia anche questa.. vedete i flagelli qua non sono belli evidenti.. questa sembra che camminino praticamente sono sempre salmonelle.. ecco.. allora, per esempio, possiamo dire che.. un’altra cosa, cioè che oltre alla fermentazione del lattosio che è una caratteristica su cui.. che viene impiegata per distinguere i generi degli enterobatteri dagli altri, c’è anche un’altra caratteristica importante che è la produzione di idrogeno solforato (H2S), è una caratteristica che è soltanto di alcuni enterobatteri e non di altri, per esempio della salmonella, mentre salmonella non fermenta il lattosio, per esempio, va bene? Quindi, invece E.coli fermenta il lattosio e non produce idrogeno solforato (H2S), salmonella non fermenta il lattosio e produce idrogeno solforato (H2S), allora l’aspetto di tutti e due questi batteri che sono quelli di cui, enterobatteri, di cui diciamo ancora qualcosa lunedì però, su quel terreno verde, invece, quella piastra verde, era una piastra di Hektoen, quella verde proprio, ecco, perché verde? Perché ha intanto un indicatore di ph diverso da quella di MacConkey, indicatore di ph quello che c’è nella piastra di Hektoen, quando si abbassa il ph diventa arancione non diventa fucsia, però il ph si abbassa comunque perché è stato fermentato in lattosio che è in questo terreno; e poi nell’hektoen, rispetto all’altra piastra di MacConkey, c’è un componente in più, che è in grado di reagire con l’idrogeno solforato (H S) dando un composto nero e allora a₂ questo punto se noi seminiamo insieme E.Coli e Salmonella in questo terreno di Hektoen, vedete qua che ci sono due tipi di colonie completamente diverse, è chiaro no?

Cioè di queste in base a quello che abbiamo detto qual è escherichia e qual è salmonella a questo punto? Allora escherichia qual è? Quello arancione! Eh.. perché

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quello arancione? Perché fermenta il lattosio ma non produce idrogeno solforato! Certo perché difatti ha vedete delle colonie qua che hanno fatto diventare, cioè le colonie evidentemente sono tutte queste, no? Che possono essere più o meno affollate a seconda di quante ce ne sono nel campione, di come è stata fatta la semina, ecc, e allora a questo punto su questa piastra di terreno avrete due tipi di colonie batteriche, una che l’ha fatto diventare arancione e quindi ha fermentato il lattosio, e poi però non è nera, sono terreno arancione con colonie praticamente che danno sull’arancione, mentre queste qui al contrario non hanno fermentato il lattosio però hanno prodotto idrogeno solforato difatti sono cresciute colorate in nero, e allora di queste due evidentemente, di E.coli è questo qua, e invece le salmonelle sono queste. Va bene? Qua c’è un’altra fotografia. Salmonelle da sole in hektoen, colonie nere praticamente senza (questa a maggiore ingrandimento) colonie nere senza assolutamente fermentazione del lattosio. E questa è la piastra intera.

Quindi in base a queste caratteristiche è possibile riconoscere, almeno indirizzarsi sul tipo o sul genere di batteri che stanno crescendo in quel terreno. Questa è la parte più seccante che riguarda i terreni di coltura. Questa degli enterobatteri, allora se voi andate su qualunque libro, allora per esempio, sul Murray che è un ottimo testo però queste cose non ci sono, però basta questo che abbiamo detto stamattina o comunque vi procurate un La Placa, vi fate un paio di fotocopie a colori, mi raccomando, della parte che riguarda i terreni di coltura e trovate tutte queste informazioni che vi sto dicendo stamattina. Di tutte le decine di prove biochimiche che riguardano gli enterobatteri, che ci sono per esempio sul La Placa, evidentemente non dovete impararle a memoria perché non ha senso. Quello che è importante per ogni genere, allora per ogni genere dovete vedere come si comporta nei confronti del lattosio, se produce H2S , eventualmente se produce Ureasi, che è una cosa importante per differenziare per esempio Salmonella dal Proteus, quindi non andate a perdervi a diventare matti su tutte le prove biochimiche che ci sono perché è un esercizio di memoria che non serve assolutamente a niente, però il comportamento nei confronti.. se poi vi piace tanto piacere, ma non è importante, l’importante è che sappiamo però che E.Coli fermenta il lattosio per esempio, che Salmonella e Shigella non lo fermentano, che Shigella non produce H2S e non fermenta il lattosio, il Proteus

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si comporta, questo potrebbe benissimo essere un Proteus questo qua, perché? Perché il Proteus non fermenta il lattosio e produce H2S , allora come facciamo a distinguere un Proteus da una Salmonella se abbiamo isolato per esempio da un’emocultura o da un campione urinario o dalle feci, un batterio che si comporta così? Perché il Proteus, che è agente eziologico di, abbiamo detto, infezioni urinarie ma può dare anche meningiti nei bambini, ecco allora quello produce ureasi, la salmonella no, però se uno guarda questa piastra e non c’è scritto qua sopra salmonella e non c’è scritto niente, questa potrebbe benissimo essere un Proteus o una Salmonella, va bene? Quindi ulteriore prova biochimica, va bene? Quindi ora vi lascio che c’è il professore Bonina.. questa si chiama Serratia Marcescens, questa Serratia allora è di questo colore ma non perché ha fermentato qualcosa, questa, non so se vi ricordate il miracolo di Bolsena o qualcosa di questo tipo, ogni tanto si grida al miracolo.. miracolo di Bolsena che è avvenuto nei (e non era un miracolo evidentemente) è avvenuto nel ‘500, fine ‘400, quello che è, e perchè?

Oppure c’è anche un miracolo della polenta macchiata di sangue, le statuette.. varie statuette che certe volte compaiono come se piangessero lacrime di sangue ecc.. allora di miracoloso tante volte non c’è niente, il problema può essere semplicemente che ci possono essere, in qualche modo, delle colonie di questi batteri che si chiamano Serratia che vedete producono questo pigmento rosso che si chiama prodigiosina difatti, l’hanno chiamata prodigiosina proprio perché certe volte possono contaminare qualche materiale che poi può dare l’impressione di qualche cosa di soprannaturale che invece non è questo discorso. Va bene? Questo qui evidentemente non è un fermentazione, non è una caratteristica biochimica, è un pigmento prodotto da questi batteri che si chiama prodigiosina, proprio il batterio si chiama Serratia ed è un enterobatterio, e poi l’ultimo di questa serie è il famoso Pseudomonas di cui abbiamo parlato tante volte, Pseudomonas che non è un Enterobacteriaceae, è un gram-negativo, molto mobile, che però è ossidasi positivo, le enterobacteriaceae abbiamo detto sono ossidasi negative, quindi ha in comune con gli enterobatteri il fatto di essere un bacillo gram-negativo, ma la comunanza si ferma lì, è un genere diverso.. ed è comunque.. e non fermenta il lattosio, questa è una piastra di MacConkey vedete che qua non ha fermentato niente cioè non ha fermentato, questo colore un po’ marroncino

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è dovuto al fatto che anche Pseudomonas spesso produce dei pigmenti di vario colore per cui possono assumere in coltura questo colore, va bene? Allora lunedì io direi parliamo di Salmonelle. [comunicazioni varie]

Prof. Bonina:Allora vediamo se ho azzeccato il file giusto, mi pare di si, e cominciamo..

PAPOVAVIRIDAEUna famiglia di virus che è stranamente eterogenea, che ultimamente è tornata in auge a seguito del (già ve l’ho detto) primo grande successo nella lotta contro i tumori avvenuta grazie all’impulso delle virologia; come voi sapete anche l’Italia ha aderito al programma dell’organizzazione mondiale della sanità di vaccinare gratuitamente tutte le bambine fino all’età di 12 anni, questo non vuol dire che dopo i 12 anni non si possano vaccinare, bisogna soltanto pagare e il vaccino costa.. centinaia di €, quindi se avete cuginette, nipotine, sorelline, vi consiglio caldamente di farle vaccinare prima dei 12 anni contro il virus che è responsabile del carcinoma del collo dell’utero che è uno dei tumori più mortali tutt’oggi con cui combattiamo, con cui abbiamo a che fare, purtroppo.Papova è una sigla che vuol dire esattamente.. una patologia, un gruppo (scusate) di virus, vi dicevo eterogenei.. vediamo se ce l’ho l’immagine, ecco qua! Allora la sigla sta per:PA -> papillomavirusPO -> polyomavirusVA -> virus vacuolizzanti Sono tra i più piccoli virus che noi conosciamo, sono virus a DNA, il virione è nudo, quindi non c’è presenza di envelope ed è appunto abbastanza piccolo 40/50 nm di diametro, ci sono 72 capsomeri con da 5 a 7 proteine, la struttura chiaramente la simmetria è icosaedrica, il DNA è bicatenario circolare ed è un DNA superspiralizzato, la sede di replicazione è il nucleo e sono tutti quanti virus altamente citocidi, va bene? Vediamo di chiarire il ruolo di questi virus nelle diverse patologie. Sono quindi altamente oncogeni questi virus, se voi analizzate, poi c’ho un’immagine un po’ migliore che la vediamo più in là, quello che dovete cominciare a capire di questi virus, innanzitutto c’è una patologia importante che è l’epidermodisplasia verruciforme, questo è un tumore diffuso nel corpo, va bene? E può dare origine anche a carcinomi veri e propri carcinomi cutanei, ma la cosa che mi interessa più da vicino è che nell’85/90% di tutti i cancri della cervice uterina è presente il DNA di uno dei genotipi di papilloma virus che vengono definiti a medio/alto rischio, esattamente sono il tipo 16 o anche il tipo 18; nel carcinoma della cervice il virus si presenta integrato nel genoma cellulare, quindi avviene una integrazione vera e propria, con degli enzimi taglia e cuci, questo DNA entra all’interno delle cellule [rimprovera] la linearizzazione

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del legame covalente degli estremi e si ha una rottura esattamente tra E1 ed E2 che questi sono i due geni precoci della sintesi del ciclo replicativo del genoma del virus; che succede? Che questa integrazione fa si che i geni tardivi, che sono quelli strutturali, vedete, non vengono trascritti, e sono l’E6 e l’E7 va bene? Ecco volevo dire scusate, questi non vengono trascritti, l’E6 e L’E7 che sono questi qua, vengono sovraespressi e sono quelli che causano la degenerazione neoplastica perché interagiscono sia con il ciclo cellulare, che soprattutto con la proteina (che vi ho esortato a appuntarvi fino ad adesso) che si chiama la P53; la P53 non è altro che una proteina di difesa che noi abbiamo, che blocca l’eventuale trasformazione in senso neoplastico delle cellule, è una proteina regolatrice. Quindi abbiamo questo doppio danno, va bene? Quando sono presenti nelle strutture cutanee, gli effetti non sono così devastanti, il problema è che quando invece colpiscono la mucosa, soprattutto la mucosa del collo dell’utero, l’effetto è devastante e porta al carcinoma vero e proprio. Vediamo quali sono i tipi di lesione, cercate di appuntarveli questi perché nei libri c’è una certa confusione, noi abbiamo dell’HPV che la sigla sta per Human Papilloma Virus, l’HPV vedete questi sono i sierotipi più indicati, va bene? E come vedete c’è un gruppo cosiddetto di lesioni benigne e un gruppo invece di lesioni maligne, cioè che vanno incontro a prognosi infausta. TIPI DI LESIONE SEDE TIPO DI HPV

BENIGNE

Verruche volgari Cute, sedi varie 2, 4

Verruche Plantari e Palmari

Mani, piedi 1, 2, 4

Verruche dei Macellai Mani 7

Verruche Plane Cute, sedi varie 3

Verruche Genitali Cervice uterina, vulva, pene

6, 11

Papilloma Laringeo Giovanile

Laringe 6,11

MALIGNE

Verruche Piane Cute 10

Papulosi Vulva, pene 16

Neoplasia Intraepiteliale Premaligna

Cervice uterina, pene 6, 11, 16, 18, 31, 40, 42, 44

Carcinoma Cervice uterina, pene 16, 18

Papilloma/Carcinoma Laringe 16

Epidermoplasia Verruciforme

Cute, sedi varie Molti tipi tra cui: 5, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 17, 19-29

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Vediamo prima le lesioni benigne, noi abbiamo le cosiddette verruche volgari che tutti voi sicuramente conoscerete, colpisce la cute in varie sedi e i genotipi implicati sono il genotipo 2 e 4; attenzione, appuntatevela questa cosa dei genotipi perché poi in molti libri c’è un po’ di confusione. Poi abbiamo le cosiddette verruche plantari e palmari che colpiscono sia mani che piedi, queste sono tipiche, per esempio quella dei piedi, da piscina, no? I ragazzi che vanno in piscina e malauguratamente non usano, come viene raccomandato spesso, le scarpette di plastica, non è una stupidaggine perché l’acqua delle piscine è un cofattore importante nelle infezioni di questi virus, ve l’ho già detto forse, perchè il cloro crea un ammorbidimento delle cute, che è abbastanza resistente di solito specialmente per chi è abituato a camminare a piedi nudi, questo fa si che si creano delle microlesioni impercettibili per cui se c’è un virus che contamina sia la parte delle docce, la parte del bordo piscina, ecc.. camminando a piedi nudi immediatamente si infetta; ricordate che il virus non ha nessuna possibilità di infettare lo strato corneo, cioè lo strato superficiale, non ha chance, per potere infettare ha bisogno di penetrare all’interno, quindi ci vuole la lesione, una microlesione, è chiaro? Poi ci sono le cosiddette verruche dei macellai che colpiscono chiaramente le mani e quello è il tipo 7; le verruche plane, cosiddette, nella cute, in varie sedi, tipo 3; e poi, ahimè, quelle là che sono abbastanza orribili e purtroppo ne vediamo sempre più spesso, chiaramente queste sono vere e proprie malattie veneree, e che vengono trasmesse con i rapporti sessuali, e sono i cosiddetti condilomi acuminati, e qua vedete cambia completamente il tipo di virus a causarlo è il 6 e l’11, come lo stesso il papilloma laringeo giovanile nella laringe, questo colpisce sia la cervice uterina e non si vedono chiaramente quando colpiscono la cervice uterina, invece si vedono abbastanza evidenti quando colpisce la vulva nella donna e il pene nell’uomo; è una lesione benigna, però dobbiamo sempre tenerla sotto controllo. Andiamo alle lesioni maligne, queste dovete stare attenti perché vedete siamo su un’altra scala di genotipizzazione, quelle più comuni sono le cosiddette verruche piane colpiscono la cute, è il sierotipo 10; poi c’è una papulosi che può colpire la vulva e il pene ed è il 16, attenzione vulva e pene, e la papulosi può essere facilmente confusa con i condilomi acuminati e qua sta al ginecologo o al dermatologo, dipende da chi uno imbatte per primo, fare diagnosi differenziata tra queste due lesioni; quella che invece vi interessa più di tutti è la neoplasia intraepiteliale premaligna, questa è una lesione grave che colpisce sia l’asta che la cervice uterina e i sierotipi più importanti che dovete tenere presente sono il 16 e il 18, però come vedete ci sono altri sierotipi; questo può degenerare, la neoplasia intraepiteliale premaligna, in un vero e proprio carcinoma, va bene? Che colpisce la cervice uterina; qual è la differenza? Che quelli che degenerano in carcinoma di solito sono i sierotipi 16 e 18, mentre lo spettro d’azione della lesione premaligna è dovuta a molti altri tipi di virus, e allora che succede? Che in uno spettro di vaccinazione, quello a cui bisogna stare attenti è che bisogna coprire uno spettro il più largo possibile di sierotipi, perché bisogna impedire

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che la bambina vada in contro anche, con le sue prime esperienze sessuali, a essere aggredita da altri sierotipi, non solo dal 16 e dal 18. Questo è importante perché c’è stata una escalation nell’uso delle vaccinazioni, i primi vaccini che sono stati introdotti erano un pochettino più ristretti come range, adesso fortunatamente ci sono in commercio disponibili dei vaccini molto più efficaci ed efficienti, nel senso che immunizzano meglio contro quel singolo sierotipo e hanno uno spettro d’azione più ampio nei confronti anche di altri sierotipi. Io quello che mi preme dirvi è che come società italiana di virologia e come anche società internazionale di virologia, avevamo raccomandato, sia all’istituto superiore di sanità in Italia e l’organizzazione mondiale della sanità, a lanciare la campagna di vaccinazione anche nei maschi, questo è stato ritenuto poco economico sempre per un problema ricordatevi non scientifico, quindi la vaccinazione nel genere maschile non è consigliata o non si fa semplicemente per un motivo economico, non c’è nessuna base scientifica, chiaro?? Perché noi dicevamo invece che è importante? È chiaro che la conseguenza devastante è quella che noi abbiamo nel genere femminile, perché il carcinoma dell’utero è uno dei tumori più mortali che esiste, dei più invasivi e su questo non c’è ombra di dubbio. Perché? Perché ha, innanzitutto, la compartecipazione non solo dell’insulto virale, ma anche di una costellazione ormonale che nella donna favorisce lo sviluppo di questa neoplasia, non a caso molte donne vanno incontro a questa neoplasia addirittura durante la gravidanza per esempio, ecco perché bisogna agire, ora vi dico subito quali sono le misure che dobbiamo prendere con le vaccinazioni; mentre il carcinoma dell’asta è un elemento molto più raro, perché noi abbiamo una costellazione ormonale diversa rispetto alla donna e quindi non favoriamo molto l’integrazione del virus, però esiste come casistica infinitamente più bassa rispetto, ma le società di virologia raccomandavano la vaccinazione per un aspetto sociale, vi dico una cosa che vi ho detto più volte e spero che la studierete nei vostri anni futuri quando farete igiene, il problema delle vaccinazioni non è un problema solo di protezione dell’individuo [chiede a un ragazzo dove sta andando] il problema delle vaccinazioni è che tu hai il dovere di vaccinarti non solo per te stesso, ma anche per proteggere la comunità, e questo forse è l’esempio più calzante, perché siccome la donna si infetta attraverso i rapporti sessuali, il virus è trasportato dall’uomo, a meno che non abbia un altro orientamento sessuale, se sono, come si dice gay della donna?ah lesbiche, me l’ero dimenticato, e allora forse lì avverrà attraverso altri..altre ragioni, però di solito diciamo che è attraverso il rapporto eterosessuale, e allora è chiaro che vaccinando noi l’uomo mettiamo una barriera anche nella trasmissione del virus, mi seguite? Questo discorso non è stato accettato! Quando abbiamo chiesto quanti maschietti si rivolgono a farsi vaccinare volontariamente pagando, nessuno! Cioè il maschio è più cattivo da questo punto di vista! Qual è l’altro presidio che noi possiamo fare? Non è un presidio di tipo vaccinazione, (dice una parola che non capisco) ma è un presidio semplicemente di prevenzione, vabbè la prevenzione è l’igiene sessuale e tutto il resto, però le visite vanno fatte! E soprattutto quella, nelle donne che cominciano a essere nell’età fertile,

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quello che si chiama.. il cosiddetto PAP-test, cioè l’esame che va fatto su uno striscio di cellule vaginali, e questo serve a che cosa? A prevenire eventuali microlesioni, che magari non se ne accorge, però un occhio esperto riesce a identificare e si può agire tempestivamente; la diagnosi precoce permette di salvare una vita, perché possiamo fare semplicemente un piccolo intervento chirurgico atto a eliminare soltanto la neoplasia mentre ancora non si sta ramificando, non si sta espandendo, quindi questo va fatto pure, ma mi dicono che i consultori familiari, oppure i colleghi che lavorano, che non c’è questa grande affluenza di controllo da questo punto di vista. Questa lasciamola stare, l’epidermodisplasia verruciforme l’abbiamo vista anche prima. Andiamo avanti, questo gruppo di virus così eterogeneo, guardate vi dico una cosa soltanto, state attenti al discorso della trasformazione maligna a due cofattori importanti va bene? LESIONI TIPI DI HPV COFATTORI

Carcinoma della pelle 5,8 UV, genetica

Cancro ai genitali esterni 16,18,31,33 ?

Trasformazione maligna di papillomi vie resp.

6, 11 Raggi X, fumo

Che vedete là segnati, uno è l’aspetto dei raggi ultravioletti nel caso dei carcinomi della pelle, va bene? Con la predisposizione anche genetica, e l’altro è l’esposizione ai raggi X e il fumo, voi mi pare che un bel po’ di voi vi vedo nei corridoi che avete le sigarette che fumate, eh state attenti.. esposizione a raggi ultravioletti sapete che non ci riguarda molto però lo stesso dovete fare attenzione, adesso che si avvicina il periodo estivo, come sapete noi abbiamo un problema enorme, che la terra è dotata di uno schermo protettivo nei confronti dei raggi UV cosiddetti cattivi, quelli che possono dare appunto questo tipo di incremento sulle trasformazioni neoplastiche, però questa cosa sapete da un po’ di tempo non c’è tanto perché si è creato quello di cui adesso molti non parlano più, ma forse, voi ne avete mai sentito parlare del buco nell’ozono? Ogni tanto ne parlano, bene! Allora che succede, grazie a questo buco nell’ozono, la terra non riesce a filtrare bene, fortunatamente dobbiamo dire una cosa, che alla nostra latitudine la protezione dell’ozono funziona ancora, bisogna stare attenti quando si prende il sole al di sopra di un certo parallelo; vi faccio un esempio, lo faceva un mio collega illustre, non è la stessa cosa prendere il sole nudo sulla costa della Sicilia meridionale, tipo Licata o Sciacca, le zone dove viene girato di solito Montalbano, no? Lì si può fare, magari va incontro ad altri tipi di conseguenze prendendo il sole nudo però, mentre se lo fai sulla costa azzurra in Francia le conseguenze sono devastanti, perché questo arco di latitudine fa si che aumenti notevolmente il buco nell’ozono man mano che ci spostiamo, perché il buco nell’ozono parte dalle zone circumpolari no? Siccome noi di solito non vediamo eschimesi che prendono il sole nudi, immagina se quello poveraccio si prende il sole nudo, diventa

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tutto una massa tumorale. Va bene, i raggi X ve l’ho detto, e il fumo delle sigarette, adesso vanno di moda le sigarette elettroniche, le state provando? Quanti di voi usano la sigaretta elettronica alzate la mano? Nessuno? Quanti di voi usano fumo di sigaretta normale alzate la mano? Non è vero, non siete così pochi!Vi conosco! Va bene. Se fosse vero avrebbero alzato la mano in pochi? Attenzione! Come si fa diagnosi di infezione da HPV, cha va sempre controllato? Attenzione, cominciamo da quello che c’è scritto qua sotto:

- Citomorfologia PAP-test- Microscopia elettronica- Immunocitochimica- Rivelazione genomi virali mediante:

o Ibridazione in situo Ibridazione su filtroo PCR

Non bisogna fare test sierologici, va bene? C’è una bassissima capacità di risposta immune all’infezione da HPV, quindi è inutile andare a fare un test sierologico, per vedere se si è positivi o negativi ad anticorpi per il virus del papilloma, va bene? Non è serio! Purtroppo siccome c’è in commercio qualche kit, qualche cosa, lascia il tempo che trova. Andiamo alle cose serie, la cosa più importante da fare è quello che.. dobbiamo fare la Citomorfologia, il cosiddetto PAP-test, va bene? Possiamo fare una microscopia elettronica, per chi ha la fortuna di averlo, o un immunoistochimica, ma le cose migliori sono queste, dobbiamo cercare di mettere in evidenza i genomi virali mediante queste metodiche: l’ibridizzazione in situ, l’ibridizzazione su filtro e la PCR, tra l’altro con la PCR noi abbiamo un vantaggio: mettiamo in evidenza e addirittura lo possiamo etichettare, cioè sappiamo se è 16, 18, 41,6, cioè possiamo sapere di quale tipo di virus.. qual è il virus che abbiamo a che fare. Qualunque altro tipo, ripeto, qualunque altro tipo di diagnostica lascia il tempo che trova, è assolutamente inutile. Prima di lasciarvi al vostro destino vi dico soltanto questo altro gruppo di virus. Allora l’altro gruppo di virus della sigla PAPOVA è il polyoma, per un certo periodo di tempo questi virus noi li abbiamo un pochettino trascurati, io però segnalo soltanto per un importante virus che è il virus JC, va bene? BK e SV40 lasciamoli stare! SV40 tra l’altro è stato uno scandalo perché per un periodo di tempo pensate che noi lo somministravamo ai bambini insieme con il vaccino antipolio, cioè un contaminante il virus SV40! Allora il virus JC invece è importante perché latentizza a livello del sistema nervoso e porta a delle situazioni di demielinizzazione, va bene? Quindi è importante in tutte le lesioni che riguardano la mielina, non ultima la cosiddetta sclerosi multipla che voi dovete cominciare a conoscere, non a caso noi con il centro neurolesi abbiamo un programma di controllo dei pazienti affetti da sclerosi multipla che da tutta la Sicilia e gran parte delle regione d’Italia, vengono qui a fare dei

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protocolli terapeutici perché risulta efficace in questi casi l’uso di Interferon; bene il dosaggio dell’Interferon viene fatto sulla base dei dati che abbiamo noi dal liquor, viene prelevato il liquor di questi soggetti e noi facciamo la quantizzazione del virus JC presente nel liquor e questo rappresenta uno schema importante per il neurologo per poter indirizzare meglio la terapia, va bene? Questo non vuol dire che il JC è l’unico virus che causa la sclerosi multipla, attenzione, perché la sclerosi multipla è una malattia multifattoriale (a eziologia), va bene? I seguiti alla prossima puntata.

Dott.ssa Leonardi 06/ 03/ 2013

DIDATTICA INTERATTIVA

INTRODUZIONE ALLA DIAGNOSTICA

Le interazioni non sono soltanto tra me e voi, ma anche nell’ambito di uno stesso organismo ci possono essere delle interazioni, nel senso che a volte ed ultimamente si è sentito quotidianamente dire “Ma questo disturbo è un problema portato dalla sifilide, portato dall’esaurimento nervoso, portato da un fatto psicologico”, insomma ognuno dà la giustificazione, cioè lega un apparato con un altro, quindi all’interno del nostro organismo c’è dialogo, ma anche all’interno dell’apparato stesso c’è dialogo. Se noi parliamo, come diceva la Prof.ssa Iannello, di immunologia, di antigeni, di anticorpi noi parliamo di un apparato che è il sistema immunocompetente, cioè quel sistema formato da cellule perché voi non per forza dovete considerare i tessuti come qualcosa di compatto: il fegato è un tessuto, ma anche il sangue è un tessuto, ma il sangue non è compatto, il sangue è costituito da diversi tipi di cellule che interagiscono in questo grande sistema, quindi quando io parlo di sistema immunocompetente parlo di un sistema costituito da cellule che devono interagire tra di loro e in questa loro interazione cooperano per far raggiungere uno stato di benessere all’organismo. Perché si dice immunocompetente? Perché l’organismo deve riuscire a discernere quello che è proprio da quello che è estraneo: se voi entrate in casa e poi entrate nella vostra stanza, sapete se il collega che ha studiato con voi ieri si è scordato un libro, perché se voi, entrando nella stanza, vedete un libro posato su un tavolo che è diverso da quello che avete voi, voi sapete che quel libro non appartiene a voi, quindi il sistema immunocompetente ha questa prima capacità, di discriminazione tra quello che è proprio e quello che non lo è.Durante l’ontogenesi, quando comincia a formarsi il feto, questo sistema immunocompetente c’è già e questo sistema immunocompetente comincerà a capire quelle che sono le caratteristiche dell’organismo dove lui andrà a collocarsi e quindi sarà poi pronto a discriminare “questo è mio, questo non è mio” . Quando un nuovo individuo nasce , viene al mondo già con una serie di informazioni che gli permettono di discriminare ciò che è suo da quello che non è suo e quindi in questo distinguo poi attua quelle che sono tutte le procedure di difesa dell’organismo nei confronti di quella cosa che non è sua. Adesso diamoci i nomi: tutto ciò che è estraneo all’organismo e che provoca nocumento ( danno ), viene detto ANTIGENE, quindi per antigene io intendo tutto ciò che il sistema immunocompetente non riconosce come proprio dell’individuo e quindi nei confronti del quale produrrà una risposta specifica. Si definisce ANTICORPO tutto ciò che invece è deputato alla salvaguardia dello stato di benessere del tessuto e dell’organo dell’individuo e tutto ciò che reagirà con l’antigene cercando di neutralizzare le attività dell’antigene stesso. Voi avete sicuramente sentito, letto sui libri, sui giornali, su internet “ quel signore denuncia quella struttura sanitaria

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perché gli è stata fatta una trasfusione con del sangue che aveva un gruppo sanguigno diverso da quello del soggetto”, quindi voi già sapete che ognuno di noi ha un gruppo sanguigno diverso, ma questo che cosa significa? Che ognuno di noi ha degli antigeni e degli anticorpi già insiti nei geni, cioè se io sono del gruppo B io avrò gli anticorpi anti-A. Quindi ecco già che possiamo fare una differenziazione anche tra i diversi tipi di antigeni ISO, ETERO, AUTO,ALLO antigeni: ISOANTIGENI: della stessa famiglia, sono quelli dei gruppi sanguigni; AUTOANTIGENI: cioè sostanze che si trasformano in dannose anche se appartengono al soggetto;ETEROANTIGENI: sostanze estranee.

Perché, nel caso degli autoantigeni, una sostanza del proprio organismo dal sistema immunocompetente viene considerata una sostanza aggressiva? Perché durante l’ontogenesi queste sostanze erano nascoste, quindi il sistema immunocompetente non ha avuto l’opportunità di vederle e di riconoscerle come proprie, ad esempio l’umor acqueo e l’umor vitreo dell’occhio, stando all’interno, non sono visti dal sistema immunocompetente, è come se voi avete un pallone e dentro quel pallone è stata messa dal costruttore dell’acqua, della sabbia, delle altre biglie. Voi quelle non le vedete, le vedete nel momento in cui il pallone si rompe e queste escono fuori, quindi se per un evento traumatico l’occhio subisce un danno, l’umor acqueo e l’umor vitreo fuoriescono ed il sistema immunocompetente non li riconosce ed espleta le funzioni di difesa. Questo come autoantigeni. Si potrebbero portare tanti altri esempi, ad esempio molto spesso si dice, quando si soffre di problemi articolari, nel caso di parli di menisco, la sinovia, il sistema immunocompetente aggredisce queste strutture ma non in virtù del fatto che queste strutture si comportano in prima persona da antigeni, ma perché ci sono dei microrganismi che come composizione hanno parte della composizione della struttura stessa, quindi quando l’anticorpo va ad attaccare il microrganismo, attacca pure la struttura. Sarò più chiara in questo scioglilingua: se noi parliamo di antigene, antigene è tutto, ossia se io prendo una salmonella, io dico che l’antigene è la salmonella, cioè tutta la salmonella, tutto il batterio è l’antigene. Se io prendo questo, io dico che questo è un libretto, ma tutto è un libretto nella sua interezza. Noi dobbiamo parlare di antigene quando ci riferiamo a tutto e di determinante antigenico quando ci riferiamo ad una parte, ossia la salmonella typhi è un batterio, è una cellula, ha delle ciglia come noi abbiamo i capelli ed abbiamo l’epidermide, quindi ha delle strutture che sono costituite da sequenze chimiche ( proteine, lipidi ), ma l’azione del batterio noi dobbiamo distinguerla come un’azione in prima persona, in quanto il batterio è estraneo, entra, penetra, quindi un’azione di massa, di corpo, un’azione di produzione di sostanze tossiche, anche quelle sono antigeni, ma noi dobbiamo anche riconoscere che in questo batterio nella sua struttura vi sono delle sequenze che l’organismo non riconosce, cioè nella struttura salmonella typhi alcune parti, è ovvio, saranno sequenze molto simili ad altre sequenze che il sistema immunocompetente non riconosce, mentre delle porzioni sono delle sequenze che generano la produzione di anticorpi, quindi quando noi andremo a parlare di reazione antigene- anticorpo, noi non dobbiamo parlare di reazione antigene-anticorpo inteso tutto l’antigene, ma determinante antigenico- anticorpo, cioè il microrganismo, chiunque esso sia, è penetrato nell’ospite, perché un soggetto uomo è ospite, e l’ospite non lo riconosce come proprio e si difende costruendo questi anticorpi nei confronti di determinate porzioni, quindi nei confronti dei determinanti antigenici, quindi sarebbe più corretto dire reazione “determinante antigenico-anticorpo” NON antigene-anticorpo, noi definiamo così perché il determinante antigenico in effetti si trova in un contesto più generale. Di tutto il microrganismo una parte, quindi una struttura ha delle sequenze che non destano problemi perché magari il sistema immunocompetente le riconosce, e delle altre sequenze che invece il sistema immunocompetente non riconosce e quelle sono il determinante antigenico che ci saranno utili per dopo, quindi il rapporto sarà “determinante antigenico-anticorpo”, quindi questo microrganismo, qualunque esso sia ( batterio, protozoo, virus, micete ), penetra nell’ospite, il quale ha due possibilità: o vi soccombe e si ha la malattia, o lo affronta, però per affrontarlo, lo deve

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riconoscere ed un microrganismo per considerarsi antigene, quindi antigene che produrrà danno, deve avere determinate caratteristiche:1) GRANDEZZA 2) QUANTITà

Un microrganismo che penetra nell’ospite se è troppo piccolo, non viene visto dal “radar” del sistema immunocompetente ed ha buone possibilità di dare patologia, per quanto riguarda la quantità, se è esigua il sistema immunocompetente lo spazza via, se è troppa il sistema immunocompetente si blocca e non può controbilanciare l’azione aggressiva dell’antigene. Un piccolo concetto prima di andare avanti, differenza tra infezione e malattia: - l’ INFEZIONE è l’evento conoscitivo tra il patogeno ed un ospite. Io in qualsiasi momento posso dire di essermi infettata, perché è l’evento conoscitivo, ossia nel momento in cui il microrganismo penetra nel mio organismo io dico “Ohibò mi sono infettata”, ma il passo immediatamente successivo all’infezione non è la malattia perché vi ho detto che affinchè si passi dallo stato di infezione allo stato di malattia, quindi si siano espletate tutte quelle procedure che abbiano permesso al microrganismo di riprodursi e di aumentare di quantità, di produrre sostanze aggressive nei confronti del tessuto dell’ospite, è necessario che a monte si verifichino altre procedure e vi siano delle basi affinchè un’infezione di tramuti in malattia e quali sono queste basi? La CONCENTRAZIONE ;l’AGGRESSIVITà del patogeno, perché non tutti i patogeni sono aggressivi;la GRANDEZZA .

Ad esempio anche in una stessa famiglia, composta da cinque persone, c’è la possibilità di valutare che 4 sono buone come il pane, 1 è la pecora nera della famiglia. Anche nelle famiglie dei microrganismi succede la stessa cosa, vi sono microrganismi che, quando penetrano nell’organismo, sono mosci e quindi non espletano la loro azione aggressiva. Il rapporto antigene-anticorpo è un rapporto che si bilancia sempre, ci sono delle caratteristiche dell’antigene e caratteristiche dell’anticorpo, ma prima di entrare nell’ospite ( l’organismo che si infetta viene detto ospite ), il microrganismo deve superare un’infinità di barriere:1) la cute, i peli, quindi la grande classe di capelli, ciglia, sopracciglia, vibrisse, quelle che ci sono all’interno dell’orecchio;2) le mucose ( uditiva, congiuntivale, orofaringea, vaginale );3) le secrezioni interne ( la saliva, il liquido congiuntivale, le secrezioni gastriche ), sono meccanismi di difesa costantemente prodotti dall’organismo per sbarrare la strada, sono degli allarmi.

In continuazione abbiamo la produzione di acido cloridrico, di ptialina, di lisozima perché noi, minuto per minuto, siamo a contatto con dei potenziali patogeni, cioè con delle cellule o macromolecole che ci possono nuocere ed il microrganismo deve superare prima queste barriere, una volta superate le barriere, si ha un’infezione che come vi ho detto, può essere superata e neppure arrivare allo stato di malattia, o arrivare allo stato di malattia nel quale l’organismo provvederà a difendersi ed attaccando il mio antigene principalmente in quelle zone che abbiamo definito determinanti antigenici. Gli anticorpi sono sostanze o cellule che ci difendono dall’aggressione esterna e queste sostanze vengono prodotte dal sistema immunocompetente. Noi abbiamo:- anticorpi cellulari, che sono delle cellule;- anticorpi solubili, che sono prodotti da cellule.

Quindi abbiamo una difesa cellulo-mediata ed una difesa umorale. L’immunità cellulo- mediata è caratteristica di alcune linee cellulari: i macrofagi, tutta la linea dei

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linfociti T, cioè cellule che vengono direttamente a contatto con il nostro antigene. Queste cellule sono le prime che vengono a contatto con il nostro antigene. Piccola parentesi, chiariamo il concetto di TROPISMO e più specificatamente VISCEROTROPISMO: questi microrganismi, una volta che penetrano nel nostro organismo, nell’ospite, vanno a cercare il tessuto idoneo. Quando voi studierete le classificazioni dei virus (virus neurotropi, virus epatotropi), vedrete che ogni classe predilige un tessuto, non si spalmano su tutti i tessuti, pochi sono quelli che danno patologie differenti andando su più tessuti, ma generalmente c’è questo viscerotropismo perché in quei tessuti, e qui comincia ad arrivare il concetto di “chiave-serratura” , ci sono dei recettori specifici dove il mio antigene può andarsi a legare, recettori che permettono all’antigene di venire a contatto con il tessuto, ma questi recettori sono delle sostanze. Inoltre ogni tessuto ha un metabolismo, il fegato ha un suo metabolismo quindi produrrà determinate sostanze, il tessuto nervoso ne produrrà altre, conseguentemente il viscerotropismo è dovuto non solo alla presenza di questi recettori, ma anche a sostanze più specifiche, più adatte alla crescita di alcuni microrganismi e non di altri, quindi un altro concetto che dobbiamo aggiungere nel rapporto antigene-anticorpo è il concetto di viscerotropismo. Perché è importante? Perché una volta che il microrganismo penetra nell’organismo, il microrganismo va “dove lo porta il cuore”, va nel tessuto di elezione: il virus dell’epatite B non andrà in un polmone, andrà nel fegato perché riconosce nel fegato la sua “serratura” che gli permetterà di entrare in quelle cellule, quindi le cellule della linea cellulo-mediata andranno subito dove c’è quel focolaio di infiammazione. Il macrofago, il linfocita T ,con la loro fisicità, espletano un’azione aggressiva sia in prima persona, sia attraverso la produzione di tutte quelle sostanze che danneggiano il microrganismo, infatti la prima cellula del sistema immunocompetente della linea cellulare che gioca un ruolo importante è il macrofago, il quale ingloba l’antigene e lo settorializza in tutte le sue parti, lo conosce e quindi riesce a discriminare le porzioni che creano danno da quelle che non creano danno, riconosce i determinanti antigenici, quindi oltre che come azione personale intrinseca del “mangiare” , comunica alle altre cellule “incominciate a difendervi, producete sostanze atte a difendervi che danneggiano queste porzioni dell’antigene, entrate in contatto con i determinanti antigenici”.Il macrofago entra in contatto con l’antigene, lo conosce, dopo manda i suoi messaggi a tutti gli altri componenti della famiglia al fine di produrre anticorpi contro quei determinanti antigenici. Di che natura sono gli anticorpi?Premesso che la linea cellulo-mediata ha queste funzioni, cioè:- funzioni conoscitive- produzione di sostanze

però la linea cellulo-mediata dialoga con un’altra linea, con i infociti B, cioè con quei linfociti che producono anticorpi, la loro funzione è quella di produrre anticorpi specifici per quei determinanti antigenici, comincia ad essere sempre più evidente il concetto di “specificità”, il concetto di “chiave-serratuta”. Il linfocita B, al quale è stato portato questo messaggio e quindi conosce l’antigene, comincerà a produrre anticorpi che non sono altro che glicoproteine. Questi anticorpi della parte umorale si differenziano in diverse classi: A, G, M, D, E. La loro struttura è una struttura classica comune a tutti: struttura ad Y che, in quanto tale, comprenderà:- una porzione anteriore, costiuita da due braccine;- una posteriore, che è la coda.

Le porzioni anteriore e posteriore sono collegate da una porzione centrale detta CARDINE che permette alle braccine un certo movimento. Possiamo dire che:- la catena pesante è formata da due catene pesanti che si uniscono mediante ponti disolfuro, le quali vanno a costituire la coda (o frammento FC);- le braccine sono costituite dalla rimanente parte della catena pesante più un’altra catena che si accoppia detta catena leggera.

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La catena leggera e parte di quella pesante si uniscono sempre mediante ponti disolfuro. Sono le braccine che legano i determinanti antigenici, ossia di questa Y noi abbiamo una coda che è il cosiddetto “elemento fissante il complemento e cristallizzabile” e che ha la capacità appunto di fissare il complemento, ha la capacità di attraversare la placenta perché il frammento FC delle IgG riconosce delle serrature sulla placenta che gli permettono di attraversare la placenta stessa e di andare ad immunizzare il feto, per questo il bambino quando nasce si dice ha le immunoglobuline materne, in quanto ha beneficiato di questo trasferimento di contro corrente, ma SOLO delle IgG, le IgM non attraversano la placenta perché sono grosse molecole. Mentre le IgG possiedono un’unica Y, le IgM sono molecole costituite da cinque Y,sono pentameriche. Le IgM sono le immunoglobuline che compaiono per prime in una risposta anticorpale, mentre le IgG compaiono per seconde in un secondo momento, permangono per tutta la vita e si ritrovano in un’infezione secondaria, ossia se io da bambina contraggo la rosolia, il primo evento conoscitivo tra ospite e microrganismo viene detto INFEZIONE PRIMARIA. Il virus della rosolia io bambina di tre anni non l’ho mai conosciuto, c’è un’epidemia, siamo in primavera che generalmente è il periodo in cui queste infezioni sono più dilaganti, lo contraggo e mi infetto. Il virus è un virus aggressivo, io ero debilitata , mi sono ammalata, il mio sistema immunocompetente ha cominciato a difendermi producendo immunoglobuline, quindi primo evento infettivo, le prime immunoglobuline a comparire sono le IgM, che sono le “spazzine” della situazione. Le IgM riconoscono il determinante antigenico, si legano ad esso e cercano di bloccare l’antigene. Il primo evento, quindi, è la produzione di IgM, ma man mano che i giorni passano il mio linfocita B si specializza, ossia invece di produrre IgM ( che sono poco specifiche, ecco perché sono pentameriche perché devono legare più antigeni possibili ) comincerò a produrre le IgG che sono più specifiche, dirette per quel determinato determinante antigenico. Pertanto le IgG aumenteranno, le IgM diminuiranno e le IgG rimarranno presenti ed il clone di cellule di linfociti B che le ha prodotte rimarrà in memoria, quiescente ma vivo,in maniera tale che se da grande verrò nuovamente a contatto con il virus della rosolia, l’evento infettivo non si tramuterà in malattia perché il mio sistema immunocompetente, il mio clone di cellule B specializzato, comincia a produrre IgG, immunoglobuline di memoria, quindi io sarà anche in grado di distinguere i diversi tipi di infezione. Noi abbiamo patogeni che, penetrati nel nostro organismo per la prima volta, anche se si presentano una seconda volta, per quei di quei famosi cloni ( in quanto siamo immunizzati ) non possono dare origine alla malattia e patogeni che invece possono riattivarsi e ridare patologia. La varicella, ad esempio, così come il morbillo e la rosolia, non si ripresenta perché nell’organismo c’è quel clone di linfocita che ha una memoria che è come un’enciclopedia, c’è il tomo varicella, quindi se penetra il virus della varicella nell’organismo, l’organismo va a prendere quel libro e comincia a produrre anticorpi, è come quando si ricorre alla vaccinazione. Perchè si fa la vaccinazione? Per minimare un evento infettivo. Se ad esempio qualcuno si vuole sposare e vuole andare in qualche paese dove ci sono delle malattie non classiche per noi, ma per quel determinato paese, quindi il sistema immunocompetente non le ha mai viste, febbre gialla ad esempio, si deve vaccinare in maniera tale che io, operatore sanitario, faccia in modo che il sistema immunocompetente del soggetto aggiorni la sua enciclopedia e metta un “tomo febbre gialla”, così nel momento in cui andrà con sua moglie in quel paese, non si ammalerà perché verranno prodotti anticorpi.Le IgM e le IgG sono anticorpi solubili prodotti da cellule perché il linfocita B è una cellula. Ci sono dei patogeni che invece possono dare la stessa patologia nel corso di una vita: Toxoplasma, Citomegalovirus, Herpes, Mononucleosi. Questi patogeni, per la loro caratteristica di diffusione, non è detto che vadano via, cioè quando c’è un’infezione si verifica una sterilizzazione biologica, ossia l’ospite elimina totalmente l’invasore, sterilizza, però ci sono microrganismi che penetrano nel nostro organismo e si vanno a collocare, vanno a fare casa e non ne escono più. Stanno lì quiescenti, ma la loro bontà è relativa: nel momento in cui noi siamo stressati, immunologicamente depressi, ma anche neurologicamente depressi questi microrganismi riprendono l’attività e si ha la

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ripresentazione di una patologia simile alla precedente. Quindi abbiamo detto infezione primaria contraddistinta dalla presenza iniziale di IgM, in seguito IgM ed IgG contemporanee, infine IgG; infezione secondaria: IgG, però per quei patogeni già citati ( Citomegalovirus, Toxoplasma ) può capitare che si vengano a creare, vengono ad essere prodotte anche IgM, ma questo succede per la particolarità di questi microrganismi. Quando io ho un microrganismo, non devo considerarlo con una struttura unica monodimensionale, ma tridimensionale, in quanto vi sono delle catene laterali, degli avvolgimenti, quindi può capitare che un microrganismo in una porzione di un determinante antigenico abbia delle catene che magari, durante la prima infezione non ha esposto, ma che in una seconda infezione espone, quindi io posso avere delle IgM dirette non contro tutti i determinanti antigenici, ma contro quella determinata classe di determinanti che la prima volta non erano stati esposti, per cui vi è la possibilità di riscontrare IgM. Quindi questa classificazione, questa distribuzione nel tempo di IgG ed IgM ci permette di differenziare se un’infezione è primaria o secondaria e questo si può fare in laboratorio, cioè ci serve per fare diagnosi. La diagnosi in un paziente si fa sia attraverso un’anamnesi ( cioè il trascorso ), sia raccogliendo i sintomi, sia prescrivendo un quadro di analisi che permettano di incastrarsi, di chiarire i sintomi con i risultati. Questo però deve essere conosciuto dal medico prescrittore, cioè una volta che il medico conosce i sintomi, deve anche sapere quel famoso concetto di viscerotropismo, in maniera tale che prescriva le analisi specifiche per quella patologia, per quell’organo, non a largo spettro come si usa dire, poi magari ci si allarga quando i sintomi ed i risultati non “mecciano”, ma prima cerco di restringere il campo, se io mi ritrovo dei linfonodi, della stanchezza, della febbre, ma non ho esantema, quindi non posso considerarlo come un’esantematica in fase iniziale, io non andrò a prescrivere, a chiedere delle indagini per il micobatterio tubercolare, io andrò a prescrivere delle indagini per quei patogeni linfotropi , per quei patogeni che vanno a ritrovarsi a livello del sistema fagocitario. Quindi ecco già il concetto di viscerotropismo che ritorna e tornerà sempre. Si può effettuare una: - diagnosi diretta, mirata alla ricerca del microrganismo; - diagnosi indiretta, ovvero si vanno a cercare gli anticorpi specifici nei confronti di quel determinato microrganismo.

Un microrganismo ha una vita, in una salmonellosi ci saranno momenti in cui troverò il microrganismo nelle feci, nel sangue, questo in relazione al periodo, alla distanza tra sintomatologia e malattie infettive. Non è detto che il paziente subisce un’infezione, si ammala e subito sta male. Molto spesso mi è capitato nella pratica di fotografare degli eventi che il paziente ha già superato, delle mononucleosi che sono trascorse da poco, dei citomegalovirus che sono trascorsi da poco, ma il paziente viene a riferirle solo dopo che le ha superate perché il suo organismo è stato molto bravo e capace di superare l’evento critico, ma alla fine ha ceduto quindi alla manifestazione del malessere, cosa che prima invece non aveva presentato, quindi molto spesso ci si trova di fronte ad una fotografia di un evento trascorso da poco e solo le indagini sierologiche ci possono mettere in questa condizione di fotografare, quindi noi abbiamo la possibilità di ricercare l’antigene, quindi innanzitutto:- reperire il materiale che è necessario ( urine, feci, sangue );- una volta reperito il materiale, prima verrà arricchito perché mi devo mettere sempre nelle condizioni più sfortunate che in quelle feci ci sia una salmonella, quindi devo fare in modo che quella salmonella si amplifichi, quindi devo arricchirlo;- devo fare in modo da eliminare tutto ciò che non mi interessa perché c’è nel nostro organismo una flora commensale benefica (Escherichia Coli, il più grande produttore di vitamina B12 nel nostro organismo; il Bacillo di Doderlein nella vagina), che si alterna a volte con questa flora patogena, quindi noi dobbiamo eliminare la flora che non ci interessa in maniera tale da lasciare solo quella di nostro interesse;- poi andarla ad insemenzare su terreni.

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Questo è il brodo dove noi andremo a fare l’arricchimento, questo è brodo di carne, niente più, niente meno, infatti una cosa che si dice sempre alle massaie quando si fa il buon brodo, che oggi si mangerebbe con molto piacere, è di non farlo permanere a lungo a temperatura ambiente, di coprirlo, di metterlo in frigo se non si consuma subito perché il brodo è il “pabulum” , il terreno di coltura per eccellenza per tutti ed è la cosa che si inquina prima. Quindi poi dal brodo, dove si è effettuato questo arricchimento, si andrà ad insemenzare sulle nostre piastre che saranno, come vedete, non di colori diversi e quindi strutturate in maniera diversa, ma saranno piastre selettive per far crescere un batterio nel suo “pabulum” di elezione. Vi ricordate che vi ho detto che ogni microrganismo ha dei particolari vizietti, preferenze? Invece della cioccolata fondente preferisce la cioccolata bianca e così sono i microrganismi, provo ad insemenzare ad esempio in un terreno al sangue perchè io so che quel microrganismo metabolizza il gruppo eme in un modo, mentre quell’altro microrganismo in un altro modo, quindi io ho due tipi diversi di metabolizzazione del gruppo eme che mi fanno riconoscere e differenziare un ceppo da un altro, per questo questa differenza. In virologia non si adoperano i terreni sintetici, ma i monostrati cellulari, cioè delle cellule che hanno la capacità di riprodursi, di essere specifici per quei determinati tipi di virus. Questo in linea generale quella che è l’indagine diretta, la ricerca del patogeno che ha fatto manifestare quell’evento morboso, quella patologia. L’indagine indiretta è la ricerca degli anticorpi specifici che l’organismo ha prodotto nei confronti di quel patogeno. Ad esempio, quando ci si sposa sarebbe opportuno che sia i maschi che le femmine facessero determinate indagini perché alcuni patogeni sono sessualmente trasmissibili, sarebbe opportuno che le ragazze controllassero rosolia, citomegalovirus, toxoplasmosi in prima battuta ed i ragazzi citomegalovirus e toxoplasmosi. Questi sono due patogeni che si possono trasmettere per via sessuale e questi sono patogeni che se contratti per la prima volta durante una gravidanza, qualche problemino ce lo mettono in testa, quindi si fa diagnosi indiretta, si valutano gli anticorpi presenti nel paziente nei confronti di questi patogeni, quali anticorpi? Gli anticorpi di classe G perché abbiamo detto che c’è un clone per ogni patogeno, quindi io valuto la memoria che produce sempre questi anticorpi. Se lei tra tre mesi si deve sposare, verrà da me, mi darà il suo braccino e con un prelievo io valuterò se ha IgG nei confronti della rosolia, del toxoplasma e del citomegalovirus. Ma come lo valuterò? Ci sono delle metodiche specifiche poste in essere per rilevare la presenza di questi anticorpi:- la metodica di ELISA;- la metodica di chemiluminescenza;- la metodica di immunofluorescenza;- la metodica di fissazione del complemento.

La metodica di immunofluorescenza si può applicare sia nella diagnostica diretta, sia nella diagnostica indiretta. Ad esempio nella diagnostica diretta il test della immunofluorescenza è un test che si basa sul concetto che ci sono delle sostanze che sono i fluorocromi che, se colpite da raggi a determinata lunghezza d’onda, quali quelli che vanno nella fascia dei raggi ultravioletti, si eccitano, cioè gli elettroni si caricano di energia e gravitano dal loro orbitale all’orbitale successivo. Nel momento in cui, però, devono cedere l’energia ( l’energia si può cedere sotto forma di calore o sotto forma di luce ), lo fanno sotto forma di luce ( fluorescenza ). Per fare immunofluorescenza è necessario il microscopio a fluorescenza in cui la fonte luminosa è la lampada a vapori di mercurio. Il microscopio a fluorescenza è dotato di due filtri:- i filtri di eccitazione;- i filtri di sbarramento.

I primi fanno passare la banda di raggi che a noi interessa, i secondi invece sono positivi per l’operatore perché creano uno sbarramento tra il campione ed il nostro occhio perché se i raggi ultravioletti andassero a colpire il nostro occhio, noi saremmo belli e fritti. Quali sono questi

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fluorocromi?- ISOTIOCIANATO DI FLUORESCEINA, che ha una colorazione verde; - RODAMINA, che ha una colorazione gialla, arancio.

Come si fa la diagnosi diretta con l’immunofluorescenza? Se io ho isolato una colonia e poi ho il ragionevole dubbio che quella colonia appartiene ad una classe di microrganismi, prendo la colonia, la stempero, la passo sul vetrino e la fisso in maniera tale che i microrganismi ( parlo di batteri ) aderiscano al mio vetrino, poi prendo l’anticorpo specifico ( per esempio nel caso della salmonella prenderò l’anticorpo specifico per la salmonella perché io ho il dubbio se è salmonella ). Gli anticorpi specifici sono coniugati, sono legati con l’isotiocianato di fluoresceina, l’immunoglobulina riconoscerà i determinanti antigenici e quindi avrò un legame antigene-anticorpo, quel famoso legame che sarebbe più opportuno definire “determinante antigenico-anticorpo”, ma questo legame porterà dietro la fluoresceina. Pertanto nel momento in cui metterò il preparato al microscopio, se quello che io avevo fissato sul vetrino è veramente salmonella, io la vedrò fluorescente, se non è salmonella, io fluorescenza non ne vedrò perchè il legame antigene-anticorpo non si sarà costituito. Andiamo all’immunofluorescenza indiretta: la stessa tecnica io la posso applicare per diagnosticare indirettamente rilevando gli anticorpi specifici nei confronti della rosolia. Ad esempio, io ritengo che il paziente ha contratto la brucellosi e voglio vedere se ha gli anticorpi: facciamo il prelievo, otteniamo il siero ( ricordate la differenza tra siero e plasma, tra sangue e plasma, tra siero e sangue ), faccio le diluizioni e lo metto insieme alla brucella. Cosa succederà? Se il soggetto ha veramente contratto la brucella, se il soggetto ha veramente prodotto gli anticorpi specifici, questi anticorpi si andranno a legare con la brucella e faranno un tutt’uno. Questi legami porteranno alla formazione di griglie di legami primari e secondari, perché è chiaro che io anticorpo messo insieme ( si tratta di sospensione ) ad altre cellule, è come io con voi: io ho le braccia, io sono l’anticorpo mi lego a lei ed a lui, di contro viene ora la professoressa che si lega nuovamente a lui ed a lei, quindi vedete che più complessi primari si legano tra loro per costituire dei complessi secondari, quindi questa aggregazione fa aumentare la massa, quindi fa aumentare il peso, si ha una sedimentazione al fondo della provetta ( reazione di agglutinazione ), è come quando si deve guadare un fiume, c’è un asse e bisogna camminare su quell’asse e vi dicono “ Non passate tutti in una volta, se no cede”, perché passando tutti in una volta, aumenta la massa, aumenta il peso, si ha la possibilità di poter far rompere l’asse, se si passa uno alla volta, è diverso, per cui complessi primari e complessi secondari. Poi anche qua ci sono delle eccezioni, perché spesso questi complessi non si possono formare. Mi sono resa conto che qualche altra cosa avrei dovuto e voluto dire, questo è il tempo che mi è stato dato.

Margherita Famà

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D.I. 17-04-2013 prof. Iannello

Di che avete parlato di Immunologia? Che avete visto? Così se avete visto qualcosa in comune non ve ne parlo. Risposta: "abbiamo fatto la tipizzazione sierologica genomica." Ma tipizzazione sierologica basata su che cosa? questo mi interessa. Risp:"dei linfociti t, dei linfociti b della classe uno, della classe due " Ma tipizzazione sierologica che vuol dire? a me interessa questo cioè con che sistema l' avete fatta? perchè siccome noi dobbiamo parlare di immunofluorescenza c'entra fino a un certo punto, volevo capire questo sistema come funziona perchè io non l'ho mai fatto. Cioè avete usato degli anticorpi? Avete usato dei fluorocromi per colorare le cellule vive e morte? Risp: "abbiamo usato le biglie immunomagnetiche, cioè hanno degli anticorpi specifici per le cellule che vengono eliminate, poi messe nel campione si mettono in soluzione, quindi avremo i tamponi e poi a contatto con dei magneti che poi le fanno aderire alla provetta, e nel seguente lavaggio rimarrà nella provetta soltanto il tipo di linfociti che andiamo ad eliminare." E poi? Risp: "e poi si trattano con il fluorocromo e viene usato l'arancio di .... (penso volesse dire di Acridina ma viene nominato il bromuro) che ci fa poi osservare la reazione antigene anticorpo e quindi questi linfociti vengono lisati." Si ma la reazione antigene anticorpo, cioè non sono riuscita a farmi spiegare dai vostri colleghi questa reazione antigene anticorpo come avviene e perchè si utilizzano i linfociti. Ci si mette un anticorpo e il complemento insieme? Che cosa si fa? Risposta: "si, si mette anche il complemento. All'inizio il complemento non viene messo perchè si esamina la vitalità dei linfociti, in seguito poi si aggiunge il complemento e per azione di questo poi si ha il viraggio del colore e si esamineranno le cellule" Cioè il complemento si lega alle cellule a cui si è legato l'anticorpo e lisa, però questo anticorpo verso cosa è diretto non si sa? Cioè sarà diretto verso qualcuno degli altri antigeni di sua compatibilità. Comunque fino ad ora forse è un pò più chiaro di quello che mi hanno detto i vostri colleghi fino adesso, perchè io ad un certo punto ad un gruppo ho chiesto ma ci si mette un complemento? e mi hanno risposto di no, invece se voi volete lisare una cellula se ci mettete un anticorpo a legarsi a una cellula anche se è specifico non la lisa finchè non ci si aggiunge il complemento che si lega, lo sappiamo cos'è il complemento? Perchè se uno non ha idea di cos'è il complemento allora è un guaio. Cioè come mai si deve aggiungere per lisare le cellule? Queste cose cercate di inquadrarle perchè il complemento tra l'altro è una cosa che interessa tantissimo, cioè poi viene sfruttato in vitro in modo artificiale da tantissimo tempo per una reazione antigene anticorpo, per il test di citotossicità ecc; però in natura esista da migliaia e milioni di anni ed ha un significato biologico il complemento, a che serve? Cioè a cosa ci serve avere il complemento? Per cui se nasciamo senza complemento o qualche fattore del complemento deficitario non possiamo vivere una vita normale ed è difficilissimo sopravvivere fra l'altro, a che serve il complemento? Da cosa è costituito e a che serve? Perché è importante avere un certo livello fisiologico del complemento? A parte lo sfruttamento in vitro e il fare delle reazioni in vitro dipende dal fatto che a un certo punto l'attività biologica è quella di lisare cellule a cui si è legato un anticorpo specifico che si è legato all'antigene. Tutte queste cose non avete avuto tempo di farle a lezione penso, lasciamo stare per un attimo ste cose. (digressione sugli esami, nessuno pretende che sappiate bene tutti i fattori del complemento, la cascata dell'attivazione che sono di compito soprattutto dell'immunologo, però che cos'è e come è fatto nelle grandi linee, a che serve, quali sono le vie di attivazione, la via classica e la via alternativa ecc. Sono cose che dovete assolutamente affrontare poi al momento in cui cominciate a occuparvi di microbiologia)Oggi dovremmo parlare di reazioni antigene anticorpo. Che differenza c'è fra diagnosi diretta e indiretta? Niente? Scusate alla lezione sugli stafilococchi c'eravate, allora quando abbiamo detto di quel tizio che si era tagliato il braccio, aveva il pus e dal pus è stato isolato uno stafilococco, dal sangue è stato isolato uno stafilococco, che tipo di diagnosi è questa, isolare un microrganismo da un materiale biologico? Risp: "Diretta." Ecco, ci sono altri metodi oltre al metodo colturale per fare diagnosi diretta di una patologia infettiva? E poi giustamente perchè lei ha detto che è una diagnosi diretta? L'ha detto perchè è la prima? Risp: " diagnosi diretta vuol dire la ricerca del

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microrganismo." Benissimo, forse ci siamo, che si può dimostrare o con un esame colturale, per esempio parlando di batteri, di miceti, al limite anche di virus però non è che si usi molto questo approccio diagnostico in virologia dell'isolamento del virus dal materiale patologico, si può anche fare, però è un po’ complicato il discorso, quindi o con un esame colturale oppure ci sono altri due metodi. C'è qualche altra alternativa? Qualcosa di più moderno che riguarda la biologia molecolare? Per esempio la PCR che cos'è? E a che cosa serve? Risp: " a moltiplicare un frammento di DNA" Ecco, quindi se il frammento di DNA fa parte di un microrganismo tipo un virus o un batterio con un metodo del genere noi possiamo fare una diagnosi diretta della presenza, cioè possiamo rilevare quel microrganismo in un materiale patologico, e abbiamo fatto una diagnosi diretta con un metodo diverso dal metodo colturale. Oppure un altro sistema quale potrebbe essere? Dato che tutti i microrganismi hanno degli antigeni come componenti della propria struttura. Come possiamo fare a dimostrare che in un materiale biologico c'è la presenza di un microrganismo? Possiamo benissimo usare un anticorpo specifico per un microrganismo x metterlo insieme a un microrganismo, e allora? Anticorpo magari marcato con un fluorocromo, allora andiamo a vedere se in quel particolare materiale c'è qualche batterio che si colora con un anticorpo specifico che noi sappiamo qual è e abbiamo dimostrato che c'è quel microrganismo perché abbiamo dimostrato i suoi antigeni, tutto questo fa parte della diagnosi diretta di infezione. Mentre se parliamo di diagnosi indiretta, che cosa vuol dire indiretta? Risp: " Si valuta il numero di IgG, che sono praticamente gli anticorpi specifici per quel microrganismo, quindi andando a vedere se sono presenti questi anticorpi possiamo rilevare la presenza del microrganismo." Cioè possiamo dire che il paziente ha avuto un'infezione, e perché dice IgG? Risp: "Perché sono gli anticorpi specifici" Perché scusa le altre classi non sono specifiche? Evidentemente c'è una differenza di specificità e di affinità per l'antigene tra le G e le M, le M possono essere più o meno specifiche, però se lei vuole fare una diagnosi di una infezione anzi è importantissimo andare a cercare le due classi, almeno le IgG e le IgM come minimo, che poi le M siano meno specifiche siamo perfettamente d'accordo, però non significa che esistono solo le IgG.Questa è la struttura di un elemento tipo delle immunoglobuline:

Ci siamo almeno con questo? Come è fatta la struttura di base? Risp: “Sono due catene pesanti a cui si vanno ad associare due catene leggere, nelle catene pesanti è presente il sito di riconoscimento per l’antigene.” Ma perché solo con le catene pesanti scusi? Invece no, sia nell’ambito delle catene pesanti , sono più pesanti perché hanno una sequenza amminoacidica più lunga e tra l’altro sono diverse fra le diverse classi, la diversità fra le diverse classi IgG, IgM, A ecc. dipende dalla sequenza amminoacidica delle catene pesanti mentre le catene leggere sono simili in tutte le classi di immunoglubuline; il sito combinatorio dell’antigene è costituito da tutte e due le catene sia dalla

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catena pesante che dalla catena leggera però da una regione che viene definita variabile nell’ambito della quale c’è una regione iper variabile che poi alla fine si lega con l’antigene. Il riconoscimento della catena pesante è importante per esempio intanto in natura è importante perché per esempio ci sono i fagociti professionali tipo neutrofili, macrofagi, monociti ecc. che hanno dei recettori per il c3d componente del complemento e per la regione costante di alcune immunoglobuline e questo è importante nella fagocitosi. Quindi la regione costante viene riconosciuta per esempio da recettori specifici che si usano su cellule sui fagociti per esempio o sennò in laboratorio in modo assolutamente artificiale è possibile alla fase di almeno due reazioni antigene anticorpo in vitro che sono l’immunofluorescenza indiretta e l’ELISA, l’immunoenzimatica in generale, allora si sfrutta il fatto che le catene pesanti sono delle grosse molecole che sono specifiche per ogni classe di immunoglobulina, si sfrutta questo per produrre degli anticorpi diretti verso le catene pesanti cioè per immunizzare animali contro la catena pesante delle IgG che si chiama γ e la catena pesante delle IgM che si chiama μ ecc e poi per isolare dal loro siero un anti anticorpo che riconosce la catena pesante. Questo modello della struttura dell’immunoglobulina si conosce da almeno 50 anni. Ricapitolando catena pesante e catena leggera e che hanno tutte e due una regione costante e una regione variabile, la differenza fra le varie classi dipende dalla catena pesante che è diversa nelle varie classi, il sito combinatorio corrisponde alla regione variabile sia della regione pesante che della catena leggera. Le immunoglobuline hanno la funzione di legarsi all’antigene che ne ha indotto la sintesi, di riconoscerlo e legarvisi, però hanno anche, dato che sono delle grosse proteine, una funzione antigene per cui quando vengono iniettate ad un organismo di una specie diversa inducono comunque la formazione di anticorpi.

Che differenza c’è fra queste? Queste sono tutte molecole di immunoglobuline però già da questa immagine possiamo vedere che ci sono dei modi diversi con cui questi monomeri, queste strutture di base costituite da due catene pesanti e due catene leggere, si possono organizzare. Cioè voi avete tre classi di immunoglobuline che sono costituite soltanto da questo tipo di struttura. Queste qua

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cosa sono? Che sono pentameri, ma che classe sono? Perché diciamo che sono pentameri, perché ci sono cinque subunità di questo genere tenute insieme , quindi hanno 10 siti combinatori per l’antigene. Il peso molecolare di questa classe è 900000 mentre il peso molecolare di queste molecole che hanno solo il monomero è 160000. Che classe sono queste? Queste sono IgM, sono la classe di immunoglobuline che viene tra l’altro prodotta per prima quando noi abbiamo un’infezione, quello che interessa a noi è la produzione di anticorpi come risposta ad un agente infettivo che avrà comunque i suoi antigeni, le IgM sono la prima classe di anticorpi che viene prodotta per questo sono un po’ meno specifiche delle altre. Poi man mano che si passa dalla produzione di IgM a IgG allora le IgG man mano che diventano più mature diventano sempre più specifiche. Poi altre classi, le IgA dove le trovate? Le trovate nel siero del sangue circolante, ma dove si trovano le IgA? Si trovano nelle secrezioni, nelle mucose infatti si parla di IgA secretorie, che costituiscono anche queste una linea di difesa importantissima nei confronti delle infezioni a livello delle mucose. L’altra volta quando abbiamo parlato di toxoplasma c’eravate a lezione? Abbiamo preso l’esempio del toxoplasma come esempio di uno di quegli agenti infettivi che quando vengono contratti per la prima volta durante la gravidanza possono creare dei grossi problemi, abbiamo fatto questo esempio ma ce ne sono tanti altri. La differenza fra risposta prima e secondaria l’avete affrontata? Che vuol dire risposta primaria e risposta secondaria? Allora risposta primaria vuol dire la prima volta che si incontra un antigene, questo può avvenire o in modo artificiale per esempio quando si fa un esperimento e si prende un topo gli si inietta un antigene e si va a vedere che tipo di immunoglobuline ha prodotto, se le ha prodotte ecc; oppure quello che avviene in natura sempre la prima volta che incontriamo un agente infettivo tipo un toxoplasma, una brucella, una salmonella la prima volta che incontriamo questo microrganismo che avrà i suoi antigeni comunque sulla superficie che inducono una risposta anticorpale di tipo diverso a seconda che sia la prima volta che incontriamo questi antigeni o una volta successiva.

Che differenza c’è fra queste? Sono tutte e due immunoglobuline però la prima classe di immunoglobuline che viene prodotta dopo il primo incontro con l’antigene è rappresentata soprattutto da IgM, le prime che salgono sono le IgM che poi tendono a diminuire fino a scomparire e qua ci vuole molto tempo prima che se ne vadano del tutto perché sono delle grossissime molecole queste. Man mano che scendono le IgM iniziano a salire le IgG che nella risposta primaria è comunque inferiore rispetto a quella dell’IgM. Mentre nella risposta secondaria ovvero la seconda volta che si incontra lo stesso microrganismo si ha immediatamente sia una risposta IgM che si chiama risposta anamnestica però contemporaneamente produciamo una quantità grandissima di IgG e la produciamo subito, questa è la grossa differenza fra risposta primaria e una secondaria. Poi nella risposta secondaria le IgG che hanno raggiunto in brevissimo tempo una concentrazione molto alta vanno a diminuire un po’ però persistono nel tempo, quelle che poi vanno giù sono le IgM che comunque non raggiungono mai livelli così alti. Questo diagramma è importantissimo in pratica nella diagnostica nella diagnosi indiretta di una patologia da infezione. Perché è importante? Che importanza pratica può avere? Cioè se noi facciamo un prelievo a una signora che vuole partire

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con una gravidanza, e si fa prima di partire giustamente come si dovrebbe fare, uno studio degli anticorpi diretti verso gli agenti STORCH di cui abbiamo parlato a lezione ( sifilide, toxoplasma, rosolia, citomegalovirus, herpes e altri agenti infettivi che danno patologie materno fetali), allora questa signora che prima di partire ha fatto questo assetto di anticorpi se c’è una situazione di questo tipo per gli anticorpi anti toxoplasma voi che cosa fate? Moltissime IgM e pochissime IgG che cosa vuol dire? Risp: “è la prima volta che incontra il protozoo.” E quindi vuol dire che il prodotto del concepimento è ad altissimo rischio di contrarre un’infezione intrauterina perché la signora ha in atto durante la gravidanza la prima infezione con questo agente infettivo, che si sa da almeno 50 anni che produce dei danni grossissimi al prodotto del concepimento, la possibilità è che se è un embrione abortisca, se è un feto piuttosto sviluppato la possibilità che abbia un’infezione intrauterina con esiti gravissimi a livello dell’encefalo per esempio o dell’occhio, di tutti gli organi interni insomma ci può essere una malattia che si chiama toxoplasmosi congenita che da dei problemi enormi alla nascita, sempre se il bambino riesce a nascere; stesso discorso per il virus della rosolia, se voi trovate una situazione del genere questo significa che ci sarà un aborto prematuro nei primi 6 mesi oppure ci possono essere delle malformazioni gravissime a livello dell’occhio, dell’orecchio, del cuore un disastro totale che è dovuto al fatto che quella era una prima infezione e che la signora non ha fatto i controlli che si devono fare prima di partire con la gravidanza, si è presa la rosolia in gravidanza e ora è disperata. Quindi quando si va a cercare gli anticorpi contro un certo tipo di antigeni, questo è un caso drammatico, nel caso meno drammatico il nostro paziente si è abbuffato di ricotta e voleva sapere se ha la brucellosi se ha le IgM vuol dire che è in corso, se ha solo le IgG vuol dire che è un’infezione che non è in atto. Caso importante la signora prima di partire con la gravidanza va a vedere se ha gli anticorpi o no e si trova in una situazione in cui ha le IgM, voi che cosa le dite? Di partire tranquillamente con la gravidanza o no? E se no perché? Se ha soltanto le IgM e non le IgG e nel caso opposto? Allora IgM vuol dire infezione in atto o recente, IgG vuol dire infezione passata anche da tanto tempo, sono due casi completamente diversi. Anche nel caso in cui non ci sono anticorpi di nessun tipo bisogna stare attenti a non infettarsi. Se una è in questo caso è il massimo, cioè hai tante IgG, l’hai avuta chissà quando va benissimo non ci sono problemi; se siamo con le IgM vuol dire che la signora ha in atto la toxoplasmosi quindi se è in gravidanza è un disastro, se non è in gravidanza allora prima si cura la toxoplasmosi e poi parte. Nello stato di transizione tra la risposta primaria e secondaria può essere pure che tu fai il controllo alla signora per vedere se ha anticorpi verso questi agenti STORCH e può essere senza anticorpi per il toxoplasma o senza anticorpi per la rosolia, questa è una situazione a rischio per cui o si fa un vaccino che però stiamo attenti è un vaccino con virus vivi attenuati, per cui avendo fatto il vaccino non si può partire immediatamente con la gravidanza bisogna aspettare mesi e andare a controllare se si sono sviluppate le immunoglobuline e dopo si può partire, perché altrimenti c’è il rischio che venga una rosolia congenita a causa del vaccino, altrimenti durante quei nove mesi la signora dovrà evitare assolutamente il rischio di contagio con il virus della rosolia che avviene per via aerea. Questo discorso vale per tutte le patologie da infezione, cioè bisogna andare a vedere, per fare una diagnosi e quindi poi per decidere cosa fare, in quale fase della risposta siamo cioè nella fase primaria o in quella secondaria, se poi vogliamo andare a vedere che tipo di caratteristiche hanno le IgG per essere ancora più tranquilli e per fare una diagnosi ancora più precisa andiamo per esempio a vedere l’avidità di queste IgG, che è una proprietà delle IgG mature cioè che sono prodotte da più tempo, quindi questa è una caratteristica delle IgG che permette di capire se l’infezione risale ad un certo periodo di tempo precedente al prelievo o ancora prima, questo può essere importantissimo in gravidanza.Una cosa importante per esempio le IgM e le IgG perché hanno una struttura diversa, hanno la stessa capacità di attraversare la placenta? Per cui se io nel siero di un neonato trovo delle IgM hanno un significato diverso rispetto al caso in cui ci trovo delle IgG. Che cosa può significare trovare IgG o IgM contro il toxoplasma per esempio? Le IgM non attraversano la placenta perché sono delle molecole enormi. Risp: “e allora ha contratto la malattia” e quello è il problema, ovvero

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se trovi delle IgM nel siero di un neonato quello significa che le ha prodotte lui, e quindi vuol dire che si è infettato durante la sua vita intrauterina. Le IgG provengono dalla mamma, è una forma di immunità passiva quella però trovare delle IgG contro gli anti toxoplasma in un neonato se sono solo IgG e poi si controllano contemporaneamente madre e bambino allora significa che sono state trasmesse passivamente dalla madre e magari aveva il suo corredo anticorpale perché aveva avuto la toxoplasmosi anni prima e quindi ha trasmesso al feto praticamente le sue IgG che lo proteggono. Questa è un'immunità trasmessa passivamente dalla madre al feto; l' immunità materno-fetale da non confondere con le patologie materno-fetali naturalmente, cioè la madre avendo delle IgG le trasmette al feto e quindi alla nascita il neonato si troverà il corredo di IgG, però, che sono di origine materna, cioè se la madre ha tanti anticorpi nei confronti di tanti agenti infettivi tante IgG gliene passa, naturalmente poi il neonato alla nascita avrà questo corredo che poi nel tempo, nel giro di 3-4 mesi, andrà a diminuire e a sparire perché le immunoglobuline vengono catabolizzate. Però in effetti è un buon corredo avere degli anticorpi anti-toxoplasma, anti-tutto quello che volete. Questo se sono IgG, se ci trovate le IgM il problema è: questo bambino ha avuto durante la sua vita intrauterina una infezione intrauterina che potrebbe essere stata priva di conseguenze però per saperlo dobbiamo fare tutta una serie di controlli al bambino alla nascita e poi negli anni successivi, però vi ricordate l'ultima diapositiva che vi ho fatto vedere del toxoplasma? Quella era un'infezione congenita da toxoplasma e quello con l'idrocefalo avrà dei grossissimi problemi di sopravvivenza e se sopravvive avrà dei problemi enormi per tutto il resto della sua vita quindi quello era un caso di toxoplasmosi congenita in cui sicuramente il bambino si sarà trovato in questa situazione di avere delle IgM anti-toxoplasma prodotte da lui che però non erano state sufficienti a proteggerlo. Queste sono situazioni che capitano. Invece se abbiamo IgG allora siamo tranquilli perché sono di origine materna e quindi lo hanno protetto e lo proteggeranno per qualche mese dopo la nascita. Allora come si fa a determinare in vitro la presenza di anticorpi diretti verso un antigene? Cioè abbiamo detto che dimostriamo che ci sono IgM, IgG, però quali sono queste reazioni antigene-anticorpo? (descrizione immagine) ce ne sono queste 2 che sono le più antiche, queste qui che sono relativamente recenti, ma relativamente vuol dire decenni e decenni cioè l'immunofluorescenza nel '70 era una cosa già molto sperimentale quindi risale a molti decenni fa sia di immunofluorescenza che di immunoenzimatica che è stata messa a punto, proprio inventata, in tempi più recenti, ma si parla sempre di 30-35 anni. Agglutinazione e precipitazione sono tra le prime reazioni antigene-anticorpo che sono state eseguite in vitro e qua si parla di fine '800 per la precipitazione. Che differenza c'è tra queste reazioni? Le avete incontrate fino adesso? L'agglutinazione l'avete incontrata. Collega: "L'emoagglutinazione. Cioè quando si deve fare una trasfusione ovviamente si deve trasfondere un sangue compatibile, ovviamente se io ho un gruppo sanguigno A produrrò anticorpi anti-B, quindi se nel caso in cui venga trasfuso un sangue di tipo B i miei anticorpi andranno ad attaccare il globulo rosso che avrà l'antigene B e quindi si avrà appunto l'agglutinazione, la precipitazione diciamo di questi globuli rossi" Iannello: E in questo caso, cioè di un incidente da trasfusione, si muore. Ecco questo è un altro esempio drammatico di cos'è l''agglutinazione praticamente, perché sono cose che purtroppo capitano ma non devono assolutamente capitare. E allora, in vitro, cosa molto meno drammatica, questa agglutinazione cioè la capacità di un anticorpo di legare insieme delle cellule che possono essere i globuli rossi, come in questo caso, oppure possono essere batteri è sfruttata per vedere se nel siero del paziente per esempio ci sono degli anticorpi diretti contro un agente infettivo e comunque deve essere una cellula, perché la definizione di agglutinazione cioè la differenza tra la reazione di agglutinazione e la reazione di precipitazione, che sono 2 tipi di reazione in vitro, sta nella natura dell'antigene. Allora nella agglutinazione l'antigene è corpuscolato. Corpuscolato vuol dire, può essere un globulo rosso, può essere un batterio, i batteri hanno degli antigeni sulla superficie e ci sono degli anticorpi specifici diretti verso quegli antigeni che legano le cellule batteriche l'una all'altra, se ci sono migliaia e migliaia di molecole di anticorpi e migliaia e migliaia di cellule batteriche si aggregano i batteri e danno origine ad un prodotto visibile, che poi si depositano sul fondo della provetta.

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Questa è l'agglutinazione. Nella precipitazione l'antigene invece è solubile, cioè si tratta di solito di proteine. Quindi la differenza di fondo è questa ma sono tutte e 2 reazioni antigene-anticorpo che si fanno in vitro per vedere se nell'insieme ci sono anticorpi diretti verso un antigene. Un altro tipo di agglutinazione è quella che si chiama emoagglutinazione passiva cioè si possono usare dei globuli rossi che vengono ricoperti di proteine di un microorganismo, per esempio del treponema, e poi questi anticorpi ricoperti di antigeni di treponema vengono usati in un test di questo tipo cioè di agglutinazione per vedere se nel siero del paziente ci sono anticorpi diretti verso il treponema, per questo si chiama emoagglutinazione perché ci sono comunque dei globuli rossi, passiva perché il globulo rosso fa soltanto da supporto agli antigeni di un microorganismo che è il treponema. Questo è un tipo di agglutinazione che si usa ogni giorno da 50 anni per la diagnosi della sifilide. Quindi di agglutinazione possono essercene di diversi tipi; è comunque una reazione antigene-anticorpo su questo non ci piove. Si può fare sul vetrino per esempio; si può usare l'agglutinazione oltre che per vedere se nel siero di un paziente ci sono anticorpi verso un microorganismo, in questo caso facciamo una diagnosi indiretta, cioè il nostro paziente ha mangiato la ricotta, questa ricotta è un alimento a rischio perché potrebbe contenere brucella, allora il paziente ha paura di aver preso la brucellosi, ha febbre, sudorazione, dolori muscolari, vediamo se ha la brucellosi! Allora un approccio è quello di cercare nel siero del paziente gli anticorpi contro la brucella, cose che si fanno in un test di questo tipo con l'agglutinazione in provetta; oppure un altro approccio può essere: abbiamo isolato dal nostro paziente i batteri, vogliamo vedere se sono brucelle e di che specie sono magari, allora mettiamo insieme i batteri che abbiamo isolato dal nostro paziente insieme ad un anticorpo specifico anti-brucella, se il nostro paziente ha la brucellosi l'anticorpo agglutina le brucelle che abbiamo isolato dal paziente ed è un test positivo, quei batteri sono brucelle. (osservando l'immagine) Questo invece è negativo, se vedete qui non c'è niente. Agglutinazione sul vetrino vuol dire questo, ci sono dei grossi aggregati. L'agglutinazione può essere usata o per dimostrare che nel siero del paziente ci sono degli anticorpi oppure per identificare i batteri che sono stati isolati dal nostro paziente. Nel primo caso dobbiamo avere in mano un antigene noto, cioè per esempio la brucella, nel secondo caso dobbiamo avere un anticorpo noto, per esempio un anticorpo anti-brucella; nel primo caso si parla di sierodiagnosi, nel secondo caso di batteriodiagnosi. Un esempio molto pratico di quello che stiamo dicendo si chiama "reazione di Wright" o "sierodiagnosi di Wright" per la ricerca di anticorpi anti-brucella nel siero del paziente ed è una reazione di agglutinazione che si fa in provetta. Un'altra sierodiagnosi che si fa ogni giorno è la "sierodiagnosi di Widal" e questa serve a dimostrare la presenza di anticorpi anti-salmonella nel siero del paziente. Sono tutte e 2 reazioni di agglutinazione in provetta e come si fanno? Si fanno facendo delle diluizioni progressive nel siero del paziente in soluzione fisiologica non in acqua distillata. Per esempio questi numeri (descrizione immagine) 1/20, 1/40, 1/80 e così via, vogliono dire che nella prima provetta c'è una parte di siero su 20 di soluzione fisiologica, quindi il rapporto tra il siero e la soluzione fisiologica è di 1:20. Questi numeri poi ve li trovate sui referti che vi arriveranno dopo che avrete chiesto queste reazioni al vostro laboratorio di analisi, per cui dovete sapere che cosa chiedere e poi dovete leggere il referto e capire cosa c'è scritto. Dopo aver preparato queste diluizioni nel siero in una serie di provette allora si aggiunge a tutte le provette la stessa quantità di antigene, per esempio una goccia di una sospensione di brucella. (descrizione immagine) Qui ci sono dei +, 3+, 2+, 1+, 1-, allora noi diluendo il siero cosa abbiamo fatto? E qua in effetti sono raffigurati degli agglutinati cioè degli aggregati dell'antigene batterico che però vedete sono sempre di meno e sempre più piccoli man mano che si sale con la diluizione, per esempio qua c'è agglutinazione fino alla diluizione 1:160 cioè una parte di siero su 160 di fisiologica, quindi la diluizione successiva 1:320 è negativa cioè qua non c'è agglutinazione anche se gli anticorpi c'erano però li abbiamo diluiti tanto che alla fine non ce la fanno più a legare le cellule batteriche quindi alla fine non si vede più l'agglutinazione. Allora la definizione di questa ultima provetta in cui c'è la reazione antigene-anticorpo, cioè questo 1 su 160 corrisponde a quello che è il titolo anticorpale, cioè il titolo anticorpale di un siero significa in termini pratici ci sono anticorpi contro un

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microorganismo e se ci sono quanti ce ne sono? Cioè quante volte posso diluire il siero per continuare a vedere ancora questa reazione antigene-anticorpo? Allora la definizione viene definita come l'inverso della diluizione più alta di un siero in cui è ancora evidente la reazione antigene-anticorpo; nel caso precedente era la provetta con la diluizione 1:160, significa che il siero posso diluirlo 160 volte e mi darà ancora un'agglutinazione, se lo diluisco 1:320 non vedrò più l'agglutinazione perché ad un certo punto le immunoglobuline non sono sufficienti, quindi questo vuol dire titolo anticorpale, per cui più alto è questo numero, più alta è la concentrazione di immunoglobuline che ci sono in quel siero. L'altro giorno mi è capitato un siero con un titolo anticorpale anti-treponema, in quel test di emoagglutinazione passiva, di 1:10000, cioè 1:10000 vuol dire il siero diluito 10000 volte ancora dava agglutinazione con gli antigeni di treponema, cioè è il titolo che vi dice quanti anticorpi ci sono ed è una cosa enorme se pensate che potete diluire 10000 volte un siero e quello ancora vi agglutina, vuol dire che c'è una quantità spaventosa di anticorpi; per esempio anche nella "reazione di Wright" potete trovare questi valori, tipo 1:3200, vuol dire che ci sono tantissimi anticorpi contro la brucella e con titoli anticorpali alti voi fate diagnosi di brucellosi ecc. C'è un altro test che si chiama "test di TPHA", è un test di emoagglutinazione passiva, l'antigene è rappresentato da globuli rossi ricoperti da antigeni di treponema e come si fa questo test? Allora si fanno le diluizioni in una piastrina, queste piastrine si possono usare anche per agglutinazioni con volume molto piccolo; in questo caso il test è negativo, cioè i globuli rossi in assenza di anticorpi specifici verso l'antigene di cui sono ricoperti si depositano sul fondo del bozzetto proprio per sedimentazione dopo un'ora circa. Un esempio di precipitazione è quella chiamata immunodiffusione, la differenza tra precipitazione e agglutinazione è la natura dell'antigene, quindi qui quando si incontrano l'antigene e l'anticorpo formano la cosiddetta banda di precipitazione, quindi questa è una lentissima reazione di precipitazione che non ha alcuna applicazione pratica, cioè nel campo microbiologico è poco. Allora uno dei problemi dell'agglutinazione, per esempio: allora io in questo siero ho diluito 10000 volte e ho trovato ancora anticorpi però non posso dire di che classe sono, come faccio a dire se sono IgG o IgM? E abbiamo visto che è molto importante per fare una diagnosi indiretta sapere se ci sono IgG, se ci sono IgM o potrebbero anche esserci tutte e 2, però con l'agglutinazione come lo possiamo vedere? Questo è un test che dimostra la presenza di anticorpi ma non della classe di anticorpi. Allora, ci sono 2 metodiche che sono: l'immunofluorescenza indiretta e la metodica immunoenzimatica che permettono di dimostrare non solo la presenza di anticorpi in un siero ma anche qual è la classe dell'anticorpo. Dell'immunofluorescenza cosa possiamo dire? L'immunofluorescenza può essere sia diretta che indiretta però parliamo di quella indiretta che è più complicata: allora questo metodo serve a dimostrare se nel siero di un paziente ci sono anticorpi diretti verso un microorganismo che può essere un protozoo, un batterio. Allora come si fa? Siccome alla fine si guarda al microscopio, il supporto su cui c'è l'antigene è rappresentato da un vetrino portaoggetti normalissimo su cui sono fissati dei microorganismi, per esempio stiamo parlando dei toxoplasmi e treponemi possiamo fare un'immunofluorescenza indiretta per vedere se nel siero del paziente ci sono anticorpi anti-toxoplasma o anti-treponema e come facciamo? Il microorganismo lo fissiamo su questo vetrino poi ci mettiamo sopra il siero del paziente. Se nel siero del paziente ci sono anticorpi diretti verso quel microorganismo si vedono, rimangono legati al microorganismo che a sua volta si trova sul vetrino. Poi si fa un lavaggio, questo lavaggio serve per eliminare dal vetrino tutti gli anticorpi che non si sono legati all'antigene del microorganismo e che sono presenti nel siero perché nel siero ci sono tantissimi anticorpi di diversi tipi, a noi interessano solo quelli che si sono legati all'antigene. Dopodiché per dimostrare se è avvenuto il legame o no mettiamo un anticorpo anti-IgG ma potremmo anche metterci un anti-IgM. Un anti-IgG cioè un anticorpo che è stato prodotto e riconosce la catena pesante delle IgG e questo anti-IgG, questo anti-anticorpo in generale è marcato con una sostanza fluorescente, con un fluorocromo anzi, per esempio la fluorescina. Quindi facciamo un'altra incubazione e facciamo un altro lavaggio così vediamo tutto l'anti-anticorpo che c'è sul vetrino dopodiché lo andiamo a guardare al microscopio a fluorescenza. Se, nel caso del

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toxoplasma, noi osserviamo che i toxoplasmi sono fluorescenti sarà perché nel siero del paziente c'erano delle immunoglobuline anti-toxoplasma che si sono legate,allora qui possiamo dire che nel siero di questo paziente ci sono degli anticorpi contro il toxoplasma. Quindi queste sono applicazioni pratiche dell'immunofluorescenza. L'immunofluorescenza poi nel tempo è stata sostituita da un altro test, da una serie di test immunoenzimatici in cui il principio è simile a quello dell'immunofluorescenza indiretta, quello che cambia è innanzitutto il tipo di marcatore dell'anti-anticorpo che nell'immunofluorescenza è il fluorocromo, nell'immunoenzimatica dato che si chiama immunoenzimatica cosa può essere? Può essere un enzima evidentemente, viene usato un enzima che si lega all'anti-anticorpo in modo che l'anticorpo continui a poter riconoscere l'antigene corrispondente e l'enzima continui a riconoscere il proprio substrato; il principio delle reazioni immunoenzimatiche è esattamente lo stesso della immunofluorescenza, prima di guardarlo al microscopio però dobbiamo metterci il substrato perché altrimenti fino a questo punto non vediamo assolutamente niente. Qui il supporto cambia, non è il vetrino, qui si chiama Elisa dove sul fondo del pozzetto ci sta l'antigene, alla fine cosa abbiamo fatto? Se vedete ci sono dei pozzetti che hanno un colore diverso cioè il liquido che c'è nei pozzetti ha un colore diverso più o meno intenso, in alcuni il colore non c'è; questo è il risultato di una reazione immunoenzimatica cioè alla fine della reazione dopo aver aggiunto ai vari pozzetti il substrato in assenza di enzima è trasparente mentre quando ha reagito con l'enzima da origine ad un prodotto colorato e allora l'intensità della colorazione di questo substrato dipende dalla quantità di enzima che è rimasta nel pozzetto, cioè se ci è rimasto molto enzima nel pozzetto dopo i lavaggi allora il substrato allora darà un prodotto più colorato mentre se addirittura non c'è rimarrà incolore, se c'è poco enzima darà origine ad un prodotto più chiaro cioè poco intenso. La reazione viene bloccata con dell'acido e poi questa piastrina viene letta in uno strumento che ci fa leggere quella che possiamo chiamare intensità del colore che però si chiama "densità ottica" e quindi alla fine vengono stampati dei numeri che corrispondono a quella che abbiamo definito intensità del colore. Quindi di questi pozzetti cosa potete dire? Che in alcuni non c'erano anticorpi perché non c'è stata la reazione dell'enzima col substrato quindi l'anti-anticorpo è stato eliminato con i lavaggi. Negli altri pozzetti più colorati significa che c'erano anticorpi. L'ultimo tipo di immunoenzimatica è quella chiamata Western Blot, blot significa trasferire, quindi il principio di questo test, che poi è un test di conferma perché si fa dopo che abbiamo avuto ad esempio una positività per l'anticorpo anti-treponema, è di usare la stessa sequenza logica che abbiamo usato per l'Elisa e per l'immunofluorescenza, ma qui la differenza sta nel fatto che gli antigeni vengono fatti migrare in un campo elettrico, si fa un'elettroforesi. Allora le proteine di un microorganismo vengono fatte migrare e vengono separate in base al peso molecolare, dopo averle fatte migrare in un campo elettrico queste proteine vengono trasferite su striscette che poi queste striscette vengono messe ognuna a bagno in una diluizione del siero di un paziente dopodiché queste striscette vengono impiegate esattamente come abbiamo impiegato i pozzetti dell'Elisa cioè siero del paziente, lavaggio, anti-anticorpo con l'enzima, lavaggio, aggiunta del substrato. Il vantaggio di questo test rispetto a quelli che abbiamo visto fino ad ora è non solo di dire ci sono anticorpi in modo un po' generico nei confronti di un microorganismo, ma ti fa dire anche verso quale proteina di quel microorganismo ci sono gli anticorpi e infatti questo è un test di conferma.

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