TOSSINE

Azione patogena dei batteri mediata da fattori di virulenza Danno tissutale da enzimi degradativi Produzione di tossine: Esotossine Endotossine Superantigeni

ESOTOSSINE Sono prodotte da batteri Gram + e Gram - Proteine solubili, che vengono liberate nell’ambiente circostante dal patogeno in fase di crescita. Spesso sono sintetizzate da patogeni particolari, che spesso possiedono plasmidi o profagi portatori dei geni dell’esotossina Sono termolabili, inattivabili a temperature di 60-80°C. Tra le sostanze più letali che si conoscano (tossiche a dosi infinitesimali, pari a microgrammo per chilogrammo) Associate a malattie specifiche

ESOTOSSINE Altamente immunogene e stimolanti la produzione di anticorpi neutralizzanti (antitossine). Facilmente inattivabili dalla formaldeide, dallo iodio e da altre sostanze chimiche al fine di formare tossoidi (molecole non tossiche ma immunogene) Incapaci di produrre febbre nell’ospite. Spesso indicate con il nome della malattia da esse causata (per esempio, tossina difterica, tossina botulinica).

Le esotossine sono proteine dimeriche costituite da: Subunita’ A (active, e.g., tossico) Subunità B (binding, e.g., legante)

Le subunità B si legano ai recettori cellulari Le subunità A si trasferiscono all’interno della cellula inducendo il danno cellulare

Principali gruppi di esotossine Tossine neurotrope, tossina tetanica e botulinica Enterotossine, tossina colerica, enterotossine di Escherichia coli Tossine pantrope, tossina difterica, tossina di Shiga prodotta da Shigella dysenteriae

ENDOTOSSINE Tipiche dei batteri Gram - Sono termostabili Tossiche solo a dosi elevate (milligrammo per chilogrammo Debolmente immunogene In genere simili, nonostante l’origine Di solito capaci di provocare febbre (sono infatti pirogene), shock, coagulazione ematica, debolezza, diarrea, infiammazione, emorragia intestinale, fibrinolisi.

CONFRONTO ESOTOSSINE Natura proteica, termolabili Immunogeni Neutralizzabili da anticorpi Profili d’azione molto differenziati Estrema potenza Alcune sono attive per ingestione ENDOTOSSINE Lipopolisaccaridi, termostabili Immunogeni, ma non neutralizabili da anticorpi Profili d’azione poco differenziati Meno potenti Inattive per ingestione

Tossine che agiscono a livello della superficie cellulare: Principali gruppi di esotossine- 1 (classificate per meccanismo d’azione) Tossine che agiscono a livello della superficie cellulare: Le tossine emolitiche (emolisine o citolisine) enzimi che producono pori nella membrana cellulare, digeriscono materiali cellulari, alterano la composizione della membrana

Principali gruppi di esotossine-2 Tossine che alterano il contenuto intracellulare di AMP- ciclico (azione catalitica ADP-ribosilante): tossina colerica tossina pertossica tossina termolabile di E. coli

L’aumento dell’AMPc mediato dalla tossina pertossica provoca diversi danni sulle diverse cellule bersaglio (inibizione attività macrofagica, leucocitosi, aumentata produzione di insulina)

Principali gruppi di esotossine-3 Tossine che inibiscono la sintesi proteica cellulare tossina difterica tossina di Shiga di Shigella dysenteriae tossina A di Pseudomonas aeruginosa

Tossina difterica

Attività catalitica ADP-ribosilante con bersaglio rappresentato da EF-2

Principali gruppi di esotossine-4 Tossine neurotrope che interferiscono con il rilascio di neurotrasmettitori tossina tetanica tossina botulinica

La tossina tetanica Agisce a livello del sistema nervoso centrale, bloccando l’impulso nervoso inibitore del riflesso da stiramento muscolare, per cui ad ogni contrazione muscolare segue la contrazione dei muscoli antagonisti con la contrattura spastica di tutta la muscolatura che si traduce nell’incapacità funzionale della stessa muscolatura (paralisi spastica) Diffonde al sistema nervoso centrale (midollo spinale) per via centripeta lungo le fibre nervose e si fissa a livello di recettori gangliosidici della membrana dei motoneuroni. La tossina agisce a livello pre-sinaptico impedendo la liberazione dei differenti neurotrasmettitori inibitori, bloccando i processi inibitori spinali.

Clostridium botulinum produce una endopepti dasi che blocca il rilascio di acetilcolina a l ivello della giunzi one neuromuscolare . Si ha paralisi muscolare. La tossina botulinica, come la tossina tetanica, scinde la sinaptobrevina interferendo così con la formazione delle vescicole sinaptiche.

Proprietà delle tossine batteriche di tipo A–B

Fattori di virulenza degli stafilococchi

Sull’inibizione delle tossine batteriche si basa la risposta immunitaria attiva dei principali vaccini antibatterici Le tossine batteriche sono il principali bersaglio della sieroprofilassi

Le anatossine o tossoidi sono tossine proteiche batteriche alle quali è stato artificialmente eliminato il potere tossico preservando le proprietà antigeniche Sono i costituenti dei principali vaccini antibatterici (vaccino antitetanico, antidifterico e antipertosse)

Le tossine batteriche-2 L’endotossina e’ il lipolisaccaride (LPS) che costituisce il rivestimento esterno dei batteri Gram negativi E’ prodotta quindi dai solo batteri Gram– Le tossine batteriche-2

Parete cellulare dei gram-negativi LIPOPROTEINA DI BROWN: legame covalente tra il peptidoglicano e la membrana esterna Parete cellulare dei gram-negativi

polisaccaride ramificato essenziale per la struttura del batterio Antigene O: polisaccaride lineare formato da 50-100 unita’ saccaridiche, permette di distinguere tra sierotipi (ceppi) di una stessa specie batterica Core: polisaccaride ramificato essenziale per la struttura del batterio Lipide A: formato da un disaccaride di glucosammina fosforilata e acidi grassi, e’ responsabile dell’attivita’ endotossica dell’LPS

Le diverse attività del lipopolisaccaride

Tossicità mediata da endotossine