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Rapporto microorganismi e organismi pluricellulari.

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Presentazione sul tema: "Rapporto microorganismi e organismi pluricellulari."— Transcript della presentazione:

1 Rapporto microorganismi e organismi pluricellulari

2 Tossine batteriche

3 ESOTOSSINE BATTERICHE Proteine che danneggiano direttamente il tessuto o alterano il metabolismo della cellula bersaglio o innescano attività biologiche distruttive; Secrete o rilasciate a seguito lisi cellulare; Prodotte da Gram+ e Gram-; Talora responsabili uniche malattia; Veleni più potenti conosciuti; Generalmente enzimi.

4 PRODUZIONE ESOTOSSINE Rapporto crescita batterica Non sono indispensabili per la crescita batterica Essenziali per sopravvivenza e diffusione in particolari circostanze ContinuaFase stazionaria Sporulazione Contatto dipendente

5 SEDE CODIFICANTE GENICO ESOTOSSINE CategoriaMicrorganismoTossina Cromosoma batterico Bordetella pertussis Pseudomona aeruginosa Shigella dysenteriae Staphylococcus aureus Pertosse Esotossina A Neurotossina Enterotossina A Tossina A esfoliativa Plasmidi Bacillus anthracis Clostridium tetani Escherichia coli Staphylococcus aureus Antrace Tetanospasmina Tossina labile calore Tossina B esfoliativa Batteriofagi Clostridium botulinum C. diphteriae Escherichia coli Staphylococcus aureus Vibrio cholerae Tossina botulinica Tossina difterica Verotossina Enterotossina A Tossina colera

6 Matrice extracellulare Matrice extracellulare Strutture cellulari Strutture cellulari BERSAGLI ESOTOSSINE

7 E MATRICE EXTRACELLULARE TOSSINE E MATRICE EXTRACELLULARE 1. Ialuronidasi (Staphylococcus aureus) 2. DNasi 3. Streptochinasi 4. Collagenasi Clostridium perfringens) (Clostridium perfringens) 5. Elastasi 6. Coagulasi

8 1. Tossine che agiscono sulla superficie cellulare 2. Tossine che danneggiano la membrana cellulare 3. Tossine con target intracellulare 4. Tossine inoculate direttamente nella cellula TOSSINE CON BERSAGLIO CELLULARE

9 Proteine in grado di legarsi contemporaneamente allMHCII ed alla porzione variabile del TCR Ciò causa unattivazione delle cellule T in assenza dellantigene specifico –Tossina della sindrome da shock tossico (S. aureus) –tossina eritrogenica (S. pyogenes) 1. TOSSINE E SUPERFICIE CELLULARE: Superantigeni

10 Superantigeni

11 A)Proteasi B)Fosfolipasi, B)Fosfolipasi, Lecitinasi ( toxin C.perfrigens, di St. aureus ) C)Tossine con attività datergente-simile 2. Tossine che danneggiano le membrane Lecitina Lecitinasi H 2 O Ca ++ Digliceride + Fosforilcolina

12 D. Formanti-pori Spesso indicate come emolisine Proteine amfipatiche Legano colesterolo membrana citoplasmatica in maniera non saturabile Perturbano funzione membrana cellulare Rilascio citochine, attivazione proteasi intracellulari, apoptosi, morte cellulare –streptolysin O of Streptococcus pyogenes –listeriolysin of Listeria monocytogenes –alpha-toxin of S. aureus

13 Meccanismo dazione delle tossine che formano pori nelle membrane cellulari

14 Emolisine: causano lisi eritrociti Alfa emolitici: lisi eritrocitaria incompleta Beta emolitici: lisi eritrocitaria completa Ganma emolitici: no lisi eritrocitaria Streptococchi

15 3. TOSSINE CON TARGET INTRACELLULARE: organizzazione molecolare

16 Esempi di Tossine AB

17 Meccanismo dazione tossine con bersaglio intracellulare Legame recettore Internalizzazione Modificazione target intracellulare

18 Tossine tipo III Strutture tipo A-B Varietà di meccanismi con cui operano

19 Legame recettore 1. Tutte le tossine con target intracellulare legano con alta specificità recettore sulla membrana cellulare; 2. Recettore è un glico-lipide o glico-proteina.

20 Internalizzazione A A B B NUCLEO RETICOLO ENDOPLASMATICO APPARATO DI GOLGI ENDOSOMA TOSSINA DIFTERICA E BOTULINICA TOSSINA SHIGA E COLERICA B A

21 Modificazione target citoplasmatico Nel citoplasma la porzione attiva della tossina catalizza una specifica reazione enzimatica modificando selettivi substrati; Quattro attività enzimatiche sono state riconosciute in questa classe di tossine: * ADP-ribosilazione * Adenilato ciclasica * Adenina glicoidrolisi * Zn-endopeptidasi

22 TOSSINE CON ATTIVITA ADP-RIBOSILANTE: Tossina colerica

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25 Esistono ceppi tossigenici e nontossigenici di C. diphtheriae. Il gene tox che codifica per DT è veicolato da una famiglia di corynebacteriophagi Ceppi tossigenici di C.diphtheriae sono lisogenizzati da questi fagi. TOSSINE CON ATTIVITA ADP-RIBOSILANTE: Tossina difterica: tox gene

26 TOSSINE CON ATTIVITA ADP-RIBOSILANTE: Tossina difterica: struttura/funzione

27 Tossina difterica: legame al recettore: Il dominio R, che è parte della catena B, si lega al recettore specifico sulla cellula bersaglio. Questo recettore è il precursore del fattore di crescita epidermico legante leparina (HB-EGF).

28 Endocitosi del complesso recettore-tossina. Il pH acidico dellendosoma promuove un cambio conformazionale (T-dominio) che inserisce la tossina nella membrana della vescicola. La catena A è traslocata nel citoplasma. La riduzione del ponte disolfuro rilascia la catena A nel citoplasma. Tossina difterica: endocitosi e traslocazione

29 Tossina difterica: attività enzimatica

30 TOSSINE CON ATTIVITA ADENIL- CICLASICA INTRINSECA * B. pertussis, B. parapertussis, B. bronchiseptica proteina bifunzionale (177.7-kDa) > emolisina pore-forming (1306 AA); > adenilato ciclasica (400 AA) calmodulino-dipendente * B. anthracis Tossina antrace costituita da 3 proteine > fattore edemigeno > fattore letale > subunità di legame al recettore

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34 Meccanismo dazione tossina antrace

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36 TOSSINE CON ATTIVITA ZN-ENDOPEPTIDASICA Neurotossine tetanica e botulinica; Paralisi spastica versus paralisi flaccida >> blocco rilascio neurotrasmettitori; Contengono la sequenza HExxH che è coinvolta nel legame dello Zn nelle endopeptidasi-Zn dipendenti; Atomo di Zn è essenziale per funzione tossina e prevenire neuroesocitosi;

37 Tossina Tetanica Rilasciata da lisi batterica come unico peptide inattivo 150 kDa; Scissa da endopeptidasi

38 Proteolisi Riduzione S Hn Hc HS Zn Zn 2+ Hn Hc SSSS Zn 2+ Hn Hc SSSS

39 Lega gangliosidi GT1 membrane neuroni che innervano sede inoculo/germinazione spore e penetra nelle cellule per endocitosi recettore mediata; Risale il SN mediante trasporto intra-assonico inverso in motoneuroni, neuroni sensoriali, neuroni adrenergici >>> passa per via transinaptica ai neuroni inibitori bloccando rilascio GABA e glicina.

40 Tossine neurotrope: tossina tetanica TT agisce bloccando il rilascio dei neurotrasmettitori inibitori a livello dello spazio sinaptico. Contrazione contemporanea muscoli agonisti e antagonisti (paralisi spastica). Morte per blocco respiratorio.

41 Tossina Botulinica Rilasciata da lisi batterica come unico peptide inattivo 150 kDa; Scissa da endopeptidasi Assorbita tratto gastrointestinale passa in circolo e lega gangliosidi GD1b presenti nelle membrane neuroni colinergici ed entra nelle cellule per endocitosi recettore mediata; Subunità catalitica penetra nel citoplasma dopo acidificazione endosoma ed agisce inibendo secrezione di Ach in tutte le sinapsi colinergiche incluse motoneuroni, fibre pregangliari e postgangliari parasimpatiche.

42 Tossine neurotrope: tossina botulinica La tossina botulinica agisce a livello del SNP, bloccando a livello pre-sinaptico il rilascio di acetilcolina. Mancata contrattura dei muscoli e paralisi flaccida.

43 MECCANISMO DAZIONE TOSSINE TETANICA E BOTULINICA Sintassina Snap-25

44 4. TOSSINE INOCULATE DIRETTAMENTE NEL CITOPLASMA CELLULA BERSAGLIO Alcuni batteri virulenti (Salmonella, Shigella, Yersinia) non rilasciano le loro tossine nellambiente; Questi batteri intossicano singole cellule eucariotiche utilizzando un apparato di secrezione contatto-dipendente per inoculare sostanze tossiche nel citoplasma delle cellule bersaglio; I Gram- utilizzano un apparato di secrezione di tipo III (struttura simil flagellare) o di tipo IV (struttura simil pili coniugativi);

45 TARGET TOSSINE INOCULATE NEL CITOPLASMA CELLULA BERSAGLIO Processi di fosforilazione Processi di fosforilazione > Yersinia Ypk e YopH > EPEC Tir Piccole proteine G Piccole proteine G > S. typhimurium SopE > P. aeruginosa esoenzima S > C. botulinum esoenzima 3 Metabolismo dellinositolo fosfato > S. dublin SopB

46 E. Coli enteropatogena (EPEC) Primo passo è ladesione dei batteri alle cellule epiteliali intestinali mediante pili di tipo IV Legame innesca espressione di un apparato di secrezione di tipo III che consente al batterio di inoculare direttamente nella cellula ospite proteine sintetizzate dal batterio

47 EspB inoculata nella cellula bersaglio attiva a sua volta proteine coinvolte nella trasduzione segnale Tir (transmembrane intimin receptor) è inserita nella membrana della cellula bersaglio La proteina EspA consente di colmare la piccola distanza tra batterio e cellula intestinale e di inoculare EspB e Tir

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50 Domande 1.Cosa si intende per microrganismo saprofita e parassita? 2.Quali forme di rapporto si possono instaurare tra un parassita ed il suo ospite pluricellulare? 3.Quali sono i vantaggi che fornisce la flora microbica saprofitica del tratto GI al suo ospite? 4.Quali sono i fattori che influenzano levoluzione dellincontro tra un microrganismo ed un ospite pluricellulare? 5.Quali sono le principali vie di infezione? 6.Quali sono i meccanismi di difesa aspecifici di cui è dotato un organismo pluricellulare per controllare la popolazione microbica presente su cute e mucose? 7.Quali i meccanismi di difesa specifici di cui siamo dotati per neutralizzare i microrganismi? 8.Cosa si intende per carica infettante? 9.Cosa si intende per virulenza di un microrganismo e da cosa è determinata? 10.Descrivere le varie fasi nello sviluppo di una infezione 11.Adesione batterica: significato e strutture coinvolte 12.Colonizzazione: significato e modalità di colonizzazione per i vari distretti corporei 13. Biofilm: struttura, significato biologico ed importanza per processi infettivi

51 14. Meccanismi di disseminazione batterica 15. Meccanismi di escape dalla risposta immunitaria 16. Cosa si intende per Patogeni intracellulari e quali le strategie usate da questi batteri 17. Meccanismi di patogenicità batterica diretti ed indiretti 18. Endotossine batteriche: struttura, meccanismo dazione ed effetti nellospite 19. Caratteristiche generali delle esotossine 20. Tipi principali di esotossine 21. Tossine con target extracellulare 22. Esotossine tipo I: tossine che agiscono sulla superficie cellulare 23. Esotossine che danneggiano la membrana cellulare 24. Cosa sono e quale è la struttura/meccanismo dazione delle emolisine 25. Determinanti genetici delle esotossine batteriche con esempi 26. Esotossine con target intracellulare: descriverne il meccanismo dazione 27. Esotossine con target intracelulare: descriverne la organizzazione molecolare 28. Esotossine con target intracellulare: descrivere tipo di attività enzimatica catalizzata 29. Esotossine batteriche: tossina colerica (struttura e meccanismo dazione) 30. Esotossine batteriche: tossina antrace (struttura e meccanismo dazione) 31. Esotossine batteriche: tossina difterica (struttura e meccanismo dazione) 32. Esotossine batteriche: tossine botulinica e tetanica (struttura e meccanismo dazione) 33. Tossine di tipo IV: inoculate nella cellula bersaglio 34. Applicazioni biotecnologiche tossine batteriche 35. Cosa sono le infezioni opportunistiche e quale la loro rilevanza


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