Lezioni, Microbiologia medica

MICROBIOLOGIA

è la scienza che studia gli organismi microscopici o sub-microscopici, non visibili ad occhio nudo.

I microorganismi sono un gruppo molto ampio e vario di organismi viventi in genere unicellulari; comprendono:

• virus
• batteri
• protozoi
• elminti
• funghi

Sono strettamente collegati all'uomo e sono studiati in medicina. È importante distinguere:

Infezione: interazione di un agente biologico, un MO, e un ospite recettivo. Implica la replicazione del MO nell'ospite.

Vuol dire che un MO si è entrato nell'ospite e si è moltiplicato.

Malattia infettiva è l'espressione clinica dell'infezione.

Non è detto che un'infezione causi sempre una malattia, ci può essere infezione:

• Sintomatica: c'è malattia infettiva
• Asintomatica: c'è infezione ma non causa una patologia → portatori

I MO possono essere diversi in base al RAPPORTO che contraggono con l'OSPITE in:

• SAPROFITI e COMMENSALI - vivono e si moltiplicano in ospite senza provocare danni; vi è però reciproco vantaggio.
• PATOGENI - tendono a provocare una patologia
• OPPORTUNISTI - normalmente innocui, ma possono provocare malattie in seguito a indebolimento delle difese immunitarie.

La classificazione dei batteri (e degli altri MO) nelle diverse classi DIPENDE DALL'AMBIENTE in cui si trovano

Es flora batterica sono MO saprofiti, ma se in qualche motivo si portano nel peritoneo diventano PATOGENI - PERITONITE

ICEBERG CONCEPT delle MALATTIE INFETTIVE nella POPOLAZIONE:

• ESPOSIZIONE SENZA INFEZIONE
• INFEZIONE ASINTOMATICA
• INF. con MALATTIA: LIEVE
• GRAVE
• LETALE

DETERMINANTI delle INFEZIONI!

Il decorso dell'infezione dipende sempre da 3 fattori:

• AGENTE - il MO e il DETERMINANTE PRIMARIO
• OSPITE - le cui caratteristiche rappresentano i DETERMINANTI ENDOGENI
• AMBIENTE - DETERMINANTI ESOGENI

• ORIZZONTALE:
  • DIRETTA - persona - persona, animale - persona tramite un contatto diretto
  • INDIRETTA - tramite:
    • VEICOLI
    • VETTORI

Le vie di TRASMISSIONE sono:

• VIA AEREA - è la prevalente ed è definita SEMI-DIRETTA perché l'aria è un veicolo ma il MO arriva da una persona nella vicinanza come goccioline di saliva in tosse e starnuti.

Le MALATTIE AERODIFFUSE sono caratterizzate da:

• SORGENTE quasi esclusivamente UMANA
• PRECOSITÀ eliminazione MO
• ANDAMENTO quasi STAGIONALE → mesi freddi
• grande ETÀ INFANTILE
• DIFFICILE PREVENZIONE

• VIA PARENTERALE - ha uomo come unico ospite e può avvenire:
  • TRASMISSIONE VERTICALE
    • es. HIV, HBV, HCV
  • ORIZZONTALE con TRASMISSIONE:
    • DIRETTA → MUCOUTANEA → contagio sessuale, sangue
    • INDIRETTA → PERCUTANEA → sangue ed emoderivati (punture, trasfusioni ecc.)

• VIA ORO-FECALE
  • è indiretta, da FECI a OSPITE tramite MOSCHE o CONTAMINAZIONE di ACQUA, FRUTTA, VERDURA, FRUTTI di MARE
  • es. HAV, SALMONELLA

• VIA CUTANEA
  • Con contatto diretto
    • es. SCABBIA, PIDOCCHI, ZECCHE

molto importanti: FATTORI AMBIENTALI come analogamente RIFI, FONDARIE, SCARSA IGIENE in uso ALIMENTI ecc.

Il capside può essere poi avvolto da envelope.

Il gene che codifica il capside è in genere detto C e le proteine sono poche 1-3 che si assemblano a formare una simmetria dette capsoneri o protomeri.

Icosaedrica

L'icosaedro è un solido regolare a 20 facce triangolari, ciascuna è formata da 3 piccole proteine → i capsoneri VP1, VP2, VP3.

In genere contiene proteine associate al genoma (VP4) → formano matrice.

Elicoidale

È solo nei virus - (RNA) è formata da 1 sola proteina (capsomeri tutti uguali) che si ripete e forma un cilindro cavo strettamente associato al genoma (no matrice).

In realtà questa struttura non protegge molto e perciò tutti gli elicoidali hanno l'envelope.

Complessa

È caratteristica del virus e può comprendere una delle altre due.

Es. batteriofago T4 - testa icosaedrica, corpo elicoidale, zampa, base.

Envelope

(può essere o no - nudi) Consiste in un involucro più esterno glicolipidico che contiene gli spikes. (nei nudi gli spikes sono nel capside) Avvolge il nucleocapside e si forma per gemmazione (budding) della cellula infetta. Le glicoproteine di superficie (spikes) migrano su membrana cellulare e poi nella la gemmazione.

In realtà è molto fragile.

Il nucleo nudi sono più più resistente.

--- CON ENVELOPE ---

Possono seguire due meccanismi:

• FUSIONE dell'ENVELOPE con la membrana cellulare con liberazione nel citoplasma del NUCLEOCAPSIDE.
• ENDOCITOSI MEDIATA da RECETTORE - si forma una VESCICOLA ENDOCITOTICA con all'interno il virione con ENVELOPE. Successivamente può accadere:
• si rompe vescicola e dopo si degrada envelope
• si ha fusione envelope con vescicola e dopo si rompe

3) SCAPSIDAZIONE:

Si avviene quindi nella maggior parte dei casi ad avere il NUCLEOCAPSIDE nel CITOPLASMA. Poi il CAPSIDE si DISSOLVE e si LIBERA il GENOMA.

4) ESPRESSIONE GENOMA VIRALE e SINTESI COMPONENTI:

Il GENOMA VIRALE deve essere usato per:

• PRODURRE mRNA per SINTESI PROTEINE
• REPLICARE il GENOMA

La REPLICAZIONE del GENOMA è DIVERSA dal CICLO REPLICATIVO consiste nel produrre tante copie del genoma x i nuovi virioni. Può essere:

• CITOPLASMATICA - come tutto il resto del ciclo
• NUCLEARE - il genoma ENTRA nel NUCLEO e produce:
  • mRNA
  • REPLICAZIONE tante copie genoma
  • ASSEMBLAGGIO nel NUCLEO

I meccanismi utilizzati variano a seconda del GENOMA del VIRUS xciò si possono descrivere seconda la CLASSIFICAZIONE

5) ASSEMBLAGGIO

Azione grazie a LEGAMI NON COVALENTI tra le proteine del capside racchiudendo all'interno il genoma.

Avviene solo quando c'è sufficiente quantità di proteine strutturali. Non è esente da errori e può avere localizzazione:

• Citoplasmatica
• Nucleare

A seconda del sito di replicazione del virus.

6) LIBERAZIONE

Il virione maturo può essere liberato in diversi modi:

• NUDI - 2 modi possibili:
  • 1 - Lisi cellulare
  • 2 - Esocitosi

Con envelope:

• Le glicoproteine di membrana del virus, gli spikes, vengono indirizzate sulla membrana cellulare durante la maturazione.

Poi avviene GEMMAZIONE - BUDDING con assemblamento e concentrazione degli spikes, indotta dal legame con il nucleocapside, che rimangono nel pezzo di membrana che si stacca e diventa l’envelope.

In ogni caso, la durata del ciclo può andare da poche ore a diversi giorni e i virioni prodotti sono in media:

• 10⁴-10⁵ in virus litici
• 10³ o più in altri virus

Tutti i recettori interagiscono con il "canyon" e possono essere:

• anticorpi
• integrine e altri fattori di adesione

oltre che x attacco il legame canyon/recettore può avvenire in:

• legame con anticorpi - risposta del sistema immunitario
• legame inefficace con ICAM-1 prodotta in eccesso e presente in ambiente extracellulare

entrambi legandosi al canyon "saturano" il virus e ne impediscono l'attacco a una cellula.

2) Penetrazione

L'interazione del recettore al canyon induce una modificazione conformazionale del capside

VP1 espone domini idrofobici che interagiscono con la membrana e, fondandosi ad essa, aprono un poro in cui è rilasciato il genoma => entra solo genoma

In alcuni casi può avvenire endocitosi mediata da recettore e si forma poi poro nella vescicola

3) Scapsidazione => non è necessaria => entra solo genoma.

4) Traduzione e replicazione:

• Traduzione

VPg indirizza il genoma verso i ribosomi e viene rimosso quando l'RNA si ossida ad essi.

La traduzione può iniziare grazie a IRES anche in assenza del cap, partendo da un sito AUG interno

Poi c'è traduzione e clivaggio poliproteina => vedi.