La basi della lesività microbica

Presentazione sul tema: "La basi della lesività microbica"— Transcript della presentazione:

1 La basi della lesività microbica
Prof. Pasquale Urbano 4 aprile 2010

2 Premessa Conviene tener distinti i concetti di virulenza e di patogenicità Cave: spesso i diversi autori, in diverse lingue, adottano definizioni diverse, o mescolano i concetti

3 La virulenza È la caratteristica che qualifica gli agenti infettivi [microrganismi o virus] in quanto tali È una variabile estrinseca o relativa [dipende dall’ospite che si considera] È una variabile quantitativa, suscettibile, teoricamente, di misurazione È, solitamente, multifattoriale

4 Virulenza: aspetti quantitativi [probabilità di infettare]
Per ovvie ragioni, è misurabile solo la virulenza per organismi sperimentali Diluizioni scalari vengono inoculate a gruppi omogenei di animali, per determinare la dose capace di infettarne la metà: DI50 Più è bassa la DI50 , più è alta la virulenza

5 Schema di una diluizione in serie [in ragione 10]

6 Distribuzione delle soglie di reattività
differenziale cumulativa Per ogni dose, gruppi di animali Soglie di sensibilità = o < a ciascuna dose  integrale della curva normale

7 Valutazione della ID50

8 Virulenza aspetti quantitativi [intensità, …]
Attiene alla virulenza di un germe anche la sua intensità di replicazione, la sua capacità di estendere l’infezione, o di prolungarla nel tempo Tali aspetti sono stimabili sperimentalmente, titolando l’agente ai vari tempi, nei vari tessuti dell’ospite infetto

9 Virulenza aspetti quantitativi [intensità, …]
Iniziata l’infezione, la sua intensità può essere stimata dal reciproco del tempo di comparsa dei sintomi, o della morte In un gruppo di ospiti infetti con un multiplo della DI50, gli agenti più virulenti, che si replicano o invadono di più, portano più rapidamente ai sintomi o alla morte Medie armoniche !!

10 Conviene quando si ha a che fare con delle velocità
Media armonica È il reciproco della media aritmetica dei reciproci dei termini Conviene quando si ha a che fare con delle velocità

11 Media armonica In un gran premio un’auto percorre metà corsa a 100 km/h, e l’altra metà a 300 km/h Quale è la velocità media nell’intera corsa?

12 Tempi di incubazione dei sintomi in animali inoculati con la stessa dose di un agente infettivo
Giorni: moda 5,00 mediana media aritmetica 4,91 media geometrica 4,66 media armonica 4,45

13 Di solito sono più di uno
Fattori di virulenza Di solito sono più di uno I casi di virulenza monofattoriale sono pochi, ma vengono enfatizzati didatticamente È importante conoscerli, perché qualificano gli agenti per quello che più interessa il medico – la loro attitudine come agenti di infezione

14 Fattori di virulenza Conviene metterli in relazione coi fattori dell’immunità [principalmente quella innata] che contribuiscono a superare per stabilire, estendere o continuare il rapporto simbiotico parassitario Conviene riflettere sulle possibili interferenze da parte degli effettori dell’immunità acquisita

15 Fattori di virulenza Conviene ricondurli alle principali categorie
Adesine V. cholerae, E. coli, Salmonella spp, N. gonorrheae, N. meningitidis, Streptococcus pyogenes, … Invasine Rickettsie, Clamidie, S. typhi; Shigelle; …. Capsule e microcapsule antifagocitarie S. pneumoniae, Parassitismo facoltativo nei fagociti M. tuberculosis, Brucelle, S. typhi, F. tularensis, Legionella pneumophila … Superficie antifagocitaria [S. thyphi O, non R]

16 SCIENTIFIC AMERICAN September 1993
Peptide SCIENTIFIC AMERICAN September 1993 La risposta specifica agli antigeni dei parassiti intracellulari è mediata dagli antigeni di istocompatibilità, che si associano a peptidi del parassita per costituire il ligando mitogeno per i linfociti TH Parassita MHC II CLASS II Linfocito T

17 SCIENTIFIC AMERICAN September 1993
La capsula protegge gli pneumococchi dalla fagocitosi, a meno che non siano opsonizzati SCIENTIFIC AMERICAN September 1993 Macrofago

18 Gli antigeni capsulari evocano una risposta umorale specifica
SCIENTIFIC AMERICAN September 1993 Linfocito B

19 Altri Fattori di virulenza
Leucocidine S. aureus; S. pyogenes; P. aeruginosa, … Siderofori P. aeruginosa, …. Enzimi istolitici, ialuronidasi, elastasi, … Clostridi della gangrena gassosa sIgA proteasi Neisserie, … Mimetismo, varietà e variabilità antigene B. recurrentis; N. gonorrhoeae; Plasmodi; S. aureus, …

20 Controllo genetico I fattori di virulenza e di patogenicità possono essere intrinseci, cioè far parte del genoma della specie, o possono essere acquisiti, con uno dei vari meccanismi di trasferimento genico. [trasformazione, coniugazione, transduzione, conversione lisogena] Possono risiedere nel cromosoma, o possono risiedere in elementi genetici accessori.

21 Schema di acquisizione

22 Sedi della replicazione - schema

23 Patogenicità microbica
È prevalentemente, ma non esclusivamente, infettiva

24 Patogenicità correlata alla virulenza
La flogosi è un meccanismo complesso di reazione dei tessuti e dell’organismo alla presenza di materiale estraneo La sua intensità dipende dalla quantità di tale materiale Gli agenti d’infezione e i loro prodotti sono flogogeni: maggiore la virulenza, maggiore la concentrazione dell’agente, maggiore la reazione infiammatoria

25 Patogenicità correlata alla virulenza
In molte infezioni i sintomi, il danno, la malattia derivano e consistono essenzialmente nella reazione infiammatoria alla presenza dell’agente e alla sua moltiplicazione La desinenza –ite indica la natura infiammatoria attribuita a molte malattie

26 Patologie infiammatorie, per lo più [non sempre!] infettive
Dermatite, congiuntivite, balanite, … Stomatite, Faringite, Otite, Gastrite, Enterite, Epatite, Pancreatite, Peritonite, Colite… Laringite, Bronchite, Polmonite, Pleurite, … Uretrite, Prostatite, Endometrite, Salpingite, ... Miosite, Osteite, Artrite, … Meningite, Mielite, Encefalite, Neurite … Flebite, arterite, endo- mio- peri- pan-cardite, …

27 Fattori dell’agente e dell’ospite

28 Patogenicità svincolata dalla virulenza
Alcuni agenti producono delle tossine così potenti che il danno e la patologia possono essere forti e gravi anche se il germe è poco virulento, o addirittura in mancanza di rapporto infettivo o di reazione infiammatoria Botulismo classico; Tetano; Colera; …

29 Botulismo classico, alimentare
Il botulismo classico è un’intossicazione, che segue all’ingestione della potente esotossina botulinica, che può trovarsi preformata in qualche alimento L’agente eziologico è il Clostridium botulinum, che provoca malattia [anche] senza infettare

30 Il botulismo è l’esempio paradigmatico, ma ci sono diverse altre patologie a eziologia microbica, ma non infettive Patologie da tossine fungine Aflatossine, … Patologie da tossine algali TSS [toxic shock syndrome] mestruali e non

31 Botulismo infettivo Clostridium botulinum produce una potente tossina, ma è poco virulento Infetta solo in particolari condizioni Spore che germinano nell’intestino di lattanti, con flora microbica non ben assestata [miele!] Spore che contaminano ferite con necrosi [come per il tetano] Spore inoculate con eroina ‘sporca’ Black tar heroin

32 Clostridium tetani Virulenza ‘condizionata’: le spore, diffuse nell’ambiente, devono poter penetrare attraverso la cute, e raggiungere punti con potenziale di ossidoriduzione alterato, dove possano germinare Anche replicandosi poco, con poca reazione infiammatoria, producono una potente tossina, che provoca il tetano

33 Vibrio cholerae Ingresso per os
Localizzazione alla superficie della mucosa dei villi intestinali Adesine [fattori di virulenza] Produzione di una esotossina binaria Intossicazione degli enterociti maturi, con alterazione funzionale Patologia: diarrea, perdita di acqua e sali, disidratazione

34 Corynebacterium diphteriae
Ingresso per os Localizzazione dell’infezione alla mucosa dell’anello oro-faringeo Infiammazione fibrinosa, con formazione di pseudomembrane [ difterite] Produzione di una potente esotossina, che intossica organi e tessuti nobili [-> -osi]

35 Difterite Per lo più, localizzazione all’orofaringe A volte: localizzazione laringea = croup Grave, per occlusione vie aeree Nel neonato: onfalite difterica Nel lattante: rinite difterica Anche: localizzazione cutanea A parte il croup, la gravità della malattia è dovuta all’intossicazione: la terapia efficace è quella antitossica, non tanto quella antibiotica

36 Malattie a patogenesi esotossica
Sono quelle che in tutto [botulismo] o in gran parte [tetano, difterite] devono la loro gravità all’azione di esotossine Il primo premio Nobel per la medicina fu attribuito a Emil Von Behring per l’introduzione della sieroterapia e sieroprofilassi antitossica

37 Vaccinazione [con anatossine] introdotta negli anni ‘930
Difterite - Russia Vaccinazione [con anatossine] introdotta negli anni ‘930 di massa dal ‘95 declino continuo della morbosità, fino agli anni ‘980. Disgregazione URSS  vasta epidemia, da ceppo clonale preesistente > casi; > morti EID, 8, 516, 2002

38 Fattori di patogenicità
Per i batteri, i più classici sono rappresentati dalle TOSSINE Esotossine Endotossine