Breve storia della batteriologia e della virologia

I secolo a.C. Nel De rerum natura Lucrezio parla dell'esistenza nell'aria di “semi” dannosi

per l'uomo

1684 - Van Leeuwenhoek realizza un microscopio a una lente grazie al quale scopre i

primi microrganismi, definiti da lui animalucoli; il microscopio era costituito da una piastra

nella quale aveva praticato un foro a livello del quale era incastrata una lente rudimentale

ed aveva montato sulla piastra un asse costitutito da 2 viti (viti macro/microscopiche); la

vite macroscopica permette di spostare l'asse dall'alto al basso, mentre la vite

microscopica permette un movimento dell'asse avanti e indietro; sulla punta dell'asse vi è

un ago con una cruna su cui si pone il materiale da osservare che rimane adeso per

capillarità; la luminosità si poteva ottenere con una candela

Linneo → classificazione linneiana → microrganismi assegnati alla classe del “caos”, così

chiamata a causa delle grandi variabilità morfologiche tra i microrganismi → distinzione dei

microrganismi in 6 specie morfologiche

Ehrenberg → realizzazione di un atlante con 600 tipi morfologici

Teoria della generazione spontanea → teoria secondo cui i microrganismi possono

derivare da materiale organico in decomposizione in maniera spontanea

Redi (scopritore dello stadio larvale dei trematodi in parassitologia (redia)→ dimostra la

presenza di larve di mosca nella carne in decomposizione derivanti dalla deposizione di

uova da parte di mosche adulte

Spallanzani → introduce i terreni di coltura (borod di carne) sterili dimostrando che la

bollitura e il successivo sigillamento del terreno lo mantiene limpido

Schwann → ottiene gli stessi risultati di Spallanzani permettendo l'introduzione dell'aria

tramite dei tubi riscaldati grazie ai quali si abbatte la carica microbica

Schroeder e Von Dusch → impiego dei tappi di cotone tramite cui l'aria viene filtrata e non

crea condensa che potrebbe contaminare il terreno

Pasteur → dimostra che i terreni bolliti possono rimanere aperti e sterili purché il collo di

cigno della beuta abbia dei tratti rettilinei in cui l'aria contaminata che entra sedimenti ed

inoltre venga sterilizzata mediante i vapori uscenti (raffreddamento lento del terreno)

Tyndall → non riesce ad ottenere terreni di coltura sterili → scopre la presenza di

microrganismi capaci di sopravvivere alla bollitura → spore

1976 - Cohn→ studiando il ciclo vitale del batterio Bacillus anthracis scopre la presenza

delle endospore che potevano essere distrutte solo in ambiente umido (l'ambiente secco

non è sufficiente) a 120 °C per almeno mezz'ora

(Oggi si utilizza l'autoclave a 121 °C, nelle quali però non è possibile inserire le siringhe

perché costituite da materiale plastico che non deve né trattenere né rilasciare nulla e

sensibile al calore)

1882-84 - Koch → scopre il batterio responsabile della tubercolosi (Mycobacterium

tubercolosis)

Stila i postulati tramite cui si stabilisce se un microrganismo è o meno responsabile di una

certa malattia → nascita della microbiologia come scienza

Brodo di carne → si utilizza ancora oggi → brodo triptosio

Fermentazione → decomposizione di sostanze che contengono prevalentemente

carboidrati

Putrefazione → decomposizione di sostanze ad alto contenuto proteico

Fermentazione → Liebeg → processo chimico; Pasteur → processo biologico e vitale

in realtà la fermentazione è un processo sia chimico che biologico, poiché viene svolto

dall'apparato biochimico (processo chimico) presente nei microrganismi (processo

biologico e vitale)

Buchner → tritura cellule di lievito con sabbia, facendo fuoriuscire il citoplasma, quindi

l'apparato biosintetico → pone cellule (morte) in una soluzione concentrata di zucchero →

ottiene la fermentazione dello zucchero

Pasteur → intuisce che diversi tipi di microrganismi svolgono diversi tipi di fermentazione

→

cellule rotondeggianti (lieviti) → fermentazione alcolica

bastoncini (lattobacilli) → fermentazione lattica

→ metabolismo differente dei microrganismi in base all'ambiente in cui si trovano → i

microrganismi selezionano l'ambiente in cui si trovano meglio dal punto di vista metabolico

Si inizia a studiare il metabolismo dei microrganismi → principio della coltivazione selettiva

I microrganismi sono ubiquitari, ma tendono ad occupare una determinata nicchia

biologica in grado di offrire al microrganismo le migliori condizioni per il suo metabolismo

Anche nell'organismo in alcuni distretti è presente una flora microbica residente, mentre

altri distretti sono sterili, poiché nei distretti colonizzati i microrganismi hanno ritrovato un

ambiente favorevole al loro metabolismo

I distretti sterili sono tali poiché costituiscono degli ambienti ostili per i microrganismi e per

la loro sopravvivenza (es. il sangue, pur essendo un terreno ideale per la crescita

microbica, non permette la sopravvivenza dei microrganismi a causa del continuo flusso

che non garantisce l'aderenza)

Lo studio del metabolismo dei microrganismo ha permesso di sfruttarli per la produzione di

birra, vino, pane,...fino ai probiotici

- Ruolo dei microrganismi nella fermentazione → vino → fermentazione alcolica; latte →

fermentazione lattica)

- utilizzo di particolari miscele di microrganismi per il miglioramento delle proprietà

organolettiche degli alimenti → correzione difetti delle fermentazioni dovute all'eccesso dei

microrganismi sbagliati es. malattia del vino e della birra, pastorizzazione → Pasteur →

riscaldamento moderato e rapido di alimenti con abbattimento della carica microbica (latte)

→ passaggio del latte in sottili capillari riscaldati che permette l'abbattimento della carica

microbica senza denaturazione delle proteine del latte (solo latte fresco; nel latte a lunga

conservazione vengono denaturate le proteine)

→ intuizione che alcune malattie nell'uomo fossero dovute alla presenza di microrganismi

“sbagliati” in determinati distretti o all'eccessiva presenza di microrganismi “giusti”

→ ricerca e selezione di mutanti per la produzione di antibiotici, glicerolo, acetone,

vitamine, …

- primi del 900 → conoscenza dei cicli geochimici dei microrganismi → Winogradsky-

Beijerinck

→ comprensione dell'adattamento alle nicchie ecologiche dei microrganismi in natura

→iniziano ad essere sfruttati per la mineralizzazione di C, N, S per riutilizzo in agricoltura

per la fertilizzazione del suolo da parte di microrganismi azotofissatori e batteri fotosintetici

- coltivazione microbica in vitro rivolta alla selezione di un certo microrganismo → uso

delle colture arricchite → es. triptosio addizionato di peptoni

I microrganismi patogeni per l'uomo sono un numero ristretto fra tutti i microrganismi

coltivazione batteri su supporto solido →prima dell'agar si usava la patata per la

coltivazione → non tossico, non interferisce con la crescita batterica, ma marcisce

viene trovata un'alternativa → estrazione dell'agar che polimerizzando (<40 °C) crea un

reticolo in cui imbrigliare sostanze nutritive aggiuntive (es. proteine).

Tuttavia sull'agar le colonie sono simili tra loro → agar non fornisce selettività

aggiunta di proteine animali → uso di sangue animale come fonte di nutrimento che

fornisce proteine e fosfolipidi derivanti dalle membrane dei globuli rossi

(inizi anni 70 → separazione componenti sangue per utilizzare solo globuli rossi)

Scoperta della capacità dei microrganismi di provocare emolisi → studio delle citolisine e

delle esotossine citolitiche → studio delle sostanze citolitiche e tossiche dei microrganismi

(es. pneumolisine di Pneumococco agente eziologico della polmonite) → si iniziano ad

isolare singole componenti dei microrganismi ottenendo estratti acellulari per la

sperimentazione animale (es. tossina difterica, tossina tetanica, … per la realizzazione dei

vaccini)

Studio estratti acellulari → nascita virologia

Virologia

1892 - Ivanowski → studio filtrati acellulari→ preleva filtrato acellulare da foglie di tabacco

malate e le inietta in foglie sane → le foglie acquisivano la malattia → scopre che la

malattia del mosaico del tabacco è causato da entità in grado di passare da una pianta

all'altra

1898 - Beijerinck → scopre che l'entità che provocava la malattia del mosaico del tabacco

passava attraverso dei filtri che trattenevano anche i batteri più piccoli→ viene coniato il

nome di “contagium vivum fluidum” o VIRUS → ipotesi che il virus sopravvive al di fuori

delle piante, ma può moltiplicarsi solo nelle cellule vivente

1888 Loeffler (scopritore tossina difterica), Frosch → Loeffler aveva dimostrato che

diluendo la tossina, essa perdeva la capacità di causare danno → usa stesso principio per

afta epizootica ipotizzando che la causa dell'afta epizootica sia una sostanza tossica→

dimostra che nonostante la diluizione, l'afta epizootica si trasmette comunque attraverso

inoculi in vitelli sani di linfa prelevata da animali infetti e privata dei batteri → ipotesi che la

malattia potesse essere associata a piccole entità in grado di moltiplicarsi

Ipotesi che il vaiolo, la peste, il morbillo, ... si trasmettessero tramite tali “piccoli

microrganismi” → reintroduzione del concetto di microrganismo a causa della capacità di

queste entità di moltiplicarsi

1902 - Walter Reed (studio sugli artropodi) → filtrabilità del virus della febbre gialla da fluidi

ricavati dagli artropodi → scoperta della trasmissibilità attraverso artropodi ematofagi di

agenti di infezione

Inizi 900 → coltivazione cellule in vitro → dimostrazione che per i virus la diluizione non

aveva effetto sulla patogenicità → scoperta dell'effetto citopatico da virus

1904 - Barrel → descrizione di “corpi elementari” e “inclusioni intracellulari” dovute alla

crescita di virus all'interno delle cellule utili per la diagnosi di infezioni virali specifiche e per

comprendere alcuni processi di biosintesi virale → comprensione del tipo di infezione

virale dal tipo di lesione (effetto citopatico) all'interno delle cellule dell'ospite (coltivazione

in vitro) → evoluzione nell'ambito delle colture cellulari per la ricerca di virus causa di

infezioni e studio dei cicli vitali dei virus → scoperta e comprensione delle tappe del ciclo

dei virus all'interno della cellula tramite marcatura dei prodotti delle tappe di espressione

del genoma virale

1911 – Rous – induzione di una mal