Microbiologia

BATTERI CIRCOLANTI IN VARIE SPECIE ANIMALI

Zoonosi (contagio dall’animale all’uomo)

- spp. (trasmessi mediante

Campylobacter spp, Salmonella alimenti contaminati)

- Il microrganismo non è adattato all’uomo e può causare gravi malattie (Y. pestis: peste, B. anthracis: carbonchio)

- Le zoonosi possono diffondersi da un animale all’altro e dagli animali all’uomo, solitamente non si trasmettono da uomo a

uomo

- L’uomo si ammala soltanto attraverso gli animali: per contatto diretto (proprietari animali) o per contatto con materiale

contaminato dall’animale infetto (feci, urina, latte). Un ruolo essenziale lo riveste il terreno inquinato da feci e urine.

CUTE

Meccanismi di difesa aspecifici:

- integrità cutanea

- secrezione sudorifera e sebacea (att. antimicrobica di pH acido e acidi. grassi)

- lisozima in lacrime, saliva, lacrime (distruzione della parete cellulare); soprattutto a carico di G+

- attività pro-infiammatoria dei cheratinociti

Penetrazione “meccanica” della cute:

- Traumi accidentali (Clostridium tetani)

- Puntura di vettore artropode (Bartonella bacilliformis)

- Morso di animale infetto (Spirillum minor)

Eventuale migrazione verso il sottocutaneo attraverso le lesioni infiammatorie o la distruzione dei follicoli piliferi e/o ghiandole

sebacee-sudoripare (Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus)

Toll-like receptors (TLRs)

I toll-like receptors hanno ruolo fondamentale di ricognizione nei confronti dei patogeni. Sono recettori espressi dalle cellule

circolanti, dall’epitelio delle vie aeree e da molti tipi di cellule cutanee (come cheratinociti e cellule di Langerhans nell’epidermide e

da molte altre nel derma.

Hanno il ruolo di riconoscere la presenza di componenti di microrganismi (batteri, funghi e virus) che tentano di invadere la cute e

quello di iniziare le risposte immunitarie innate.

Interazione tra TLR e PAMPS

I PAMPS sono riconosciuti dai TLR. La stimolazione di questi recettori attiva una via di segnalazione che comporta l’induzione di

geni antimicrobici, citochine proinfiammatorie e prostaglandine.

Penetrazione meccanica della cute:

- Traumi accidentali (tetano): trauma profondo, non superficiale

- Puntura di vettore artropode (Bartonella, infezione del gatto)

Si trasmette prevalentemente tramite le feci delle pulci che penetrano nella cute attraverso graffi o mordi del gatto

• La gravità dei sintomi dipende dalla situazione immunitaria dell’ospite

• In persone immunocompetenti il quadro clinico ha, di solito, un andamento autolimitante che si risolve nel giro di alcune

• settimane

In persone immunocompromesse il quadro clinico comporta lesioni vasoproliferative al fegato, milza e alla cute

•

Morso di animale infetto (Spirillum minor): commensale del cavo orale di alcuni roditori, è causa di un’infezione molto rara che si

contrae per il morso di un animale infetto, generalmente un topo e si manifesta …

Eventuale migrazione verso il sottocutaneo attrverso le lesioi infiammatorie o la distribuzione dei follicoli piliferi e/o ghiandole

sebacee-sudoripare —> foruncolo (Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus)

MUCOSA

Meccanismi di difesa aspecifici:

- lisozima (distruzione della parete cellulare) in lacrime,saliva,secrezioni respiratorie

- meccanismi di detersione (nella bocca, negli occhi):

flusso unidirezionale dei fluidi in organi cavi

• progressione contenuto del lume (intestino, uretra)

• sistema microcigliare (mucose respiratorie)

• ricambio cellule epiteliali

•

- risposta immunitaria locale

- competizione con il microbiota residente

Adesività batterica: capacità del batterio di aderire in maniera specifica e selettiva

alla superficie delle cellule di vari epiteli mucosi. Si deve all’interazione

stereospecifica di strutture superficiali del batterio (adesine) con la porzione glicidica

di glicoproteine e glicolipidi presenti alla superficie delle cellule che formano i diversi

epiteli mucosi.

Non siamo in una situazione generica, ma in una situazione specifica: il batterio

aderisce in maniera specifica alla cellula target. Attraverso specifiche proteine che

sono espresse sulla parete del batterio avviene il legame tra batterio e recettori presenti sulla membrana della

cellula ospite.

Le proteine del batterio sono chiamate adesine; sono glicoproteine con una porzione glicinica e consentono

l’adesione, per cui il microrganismo non viene più allontanato ma è in grado di aderire alla cellula ospite.

L’adesione specifica è quindi mediata da componenti batteriche che sono le adesine, proteine presenti o sulla

superficie o sono portate alla parte estrema del pilo. Per cui abbiamo adesine espresse sulla parete o adesine

espresse sulla parte terminale dei pili. In entrambi i casi, sono sempre componenti batteriche che entrano in

gioco nel processo di adesione.

I pili adesivi sono costituiti da una serie di proteine, i cui apici sono costituiti da adesine. Quindi abbiamo una

proteina maggioritaria, ossia il pilo, e una minoritaria ma specifica che costituisce l’apice e sono le adesine. Le

adesine hanno il compito di interagire con i recettori specifici della cellula ospite.

Per cui l’adesione comporta la messa in gioco di componenti batteriche (adesine) che possono

essere portate all’apice dei pili oppure possono essere espresse direttamente sulla superficie; si ha

bisogno anche, oltre ai pili, anche della capsula, del glicocalice e degli acidi teicoici. Queste sono le

strutture che il batterio mette in atto per effettuare l’adesione.

Abbiamo bisogno anche di recettori dell’ospite, che sono glicoproteine e glicolipidi di membrana.

L’azione di adesione avviene tra il batterio e la cellula target; è specifica poiché abbiamo il

riconoscimento delle adesine con i propri recettori specifici.

Situazioni che consentono all’organismo di effettuare l’invasione dei tessuti:

1) Capacità di superare le barriere di difesa dell’ospite

2) Capacità di produrre sostanze extracellulari che favoriscono la diffusione nei tessuti

Distruzione epiteliale mediata da esoenzimi (enzimi secreti all’esterno):

- Ialuronidasi (S. aureus): idrolizza gli acidi ialuronici, i mucopolisaccaridi acidi presenti nella matrice acellulare del tessuto

connettivo

- Pneumolisina (S. pneumoniae): distrugge le cellule epiteliali ciliate del polmone

- Mucinasi (H. mucosa gastrica pylori): degrada la mucosa gastrica

penetrazione attiva

Sistemi di (non parliamo di patogeni extracellulari, i quali non hanno bisogno di entrare nella cellula, ma

intracellulari che penetrano nella cellula).

Entrambi si basano sull’adesione, ossia prima di effettuare la penetrazione, hanno già effettuato l’adesione alla cellula target.

TRIGGER

I. basato sulla presenza di sistemi di secrezione sulla superficie del batterio patogeno.

Ha un sistema di secrezione di tipo III capace di iniettare delle molecole di origine batterica (effettori) che prendono il nome di

invasine quando sono alla base del fenotipo invasivo. Il meccanismo trigger consiste

nell’iniettare direttamente nella cellula ospite le sostanze effettrici. Generalmente prevede

l’adesione, ma basta anche il contatto ravvicinato. L’ago di natura proteica dei sistema

secretore sono proteine che si polimerizzano e depolimerizzano nell’arco di poco tempo e

non sono strutture esterne, ma interne: vengono polimerizzate nel momento in cui vi è

adesione o contatto. Quando poi vengono iniettate le sostanze, allora le proteine vengono

depolimerizzate (anche il pilo sessuale si polimerizza/depolimerizza).

Una volta che le sostanze effettrici sono entrate, l’actina viene indotta a proliferale in modo

controllato. Il citoscheletro sviluppa delle estroflessioni; il microrganismo viene avvolto

dalle estroflessioni e viene portato all’interno. Dopo la penetrazione del microrganismo, la

proliferazione dell’actina cessa e il citoscheletro ritorna alla sua conformazione normale.

Nel momento in cui il microrganismo arriva all’interno, il patogeno risulta avvolto dalla membrana

citoplasmatica. La caratteristica del patogeno è quella di scindere la membrana citoplasmatica; ciò

gli consente di essere libero nel citoplasma per iniziare a duplicare se stesso.

Le invasine (sostanze effettrici) nel citosol della cellula ospite interagiscono sia con regolatori

specifici che con molecole capaci di sovvertire l’organizzazione del citoscheletro e mediare

l’internalizzazione del batterio. Dopo l’internalizzazione la superficie cellulare ritorna allo stato

precedente in quanto una cellula definitivamente danneggiata comprometterebbe il patogeno.

es. (enteropatogene): invasione “polarizzata” della mucosa colica mediata da proteine effettrici traslocate nel

Salmonella

citosol ospite mediante il Sembra che solo il sistema secretore di tipo III sia implicato anche se

sistema secretorio di tipo III.

in alcuni patogeni è stato identificato un nuovo sistema di secrezione (tipo VI).

II. ZIPPER

sfrutta molecole di adesione sulla superficie batterica ed i corrispondenti recettori sulla

cellula ospite.

Non iniettano sostanze effettrici poiché non hanno il sistema secretore. Sfruttano recettori

sulla cellula target; si avvia la proliferazione dell’actina e alla fine vi è penetrazione.

Quindi la penetrazione è data non da sostanze effettrici, ma da un riconoscimento tra

molecole di adesione e recettori specifici.

Nel meccanismo Zipper l’interazione con la cellula ospite avviene attraverso il contatto di

molecole di adesione batteriche con i recettori della cellula stessa. Le adesine batteriche

incontrano i recettori ed i batteri vengono progressivamente inglobati dalla membrana.

Sono le fibre di actina che avvolgono il patogeno; man mano che viene avvolto l’actina depolimerizza.

Mentre nello zipper abbiamo tante fibrille (actina), nel trigger abbiamo qualcosa di più strutturato (petali di estroflessioni); il

risultato finale è lo stesso.

es. la trasmissione è principalmente per via oro-fecale, soprattutto legata al

Listeria monocytogenes:

consumo di alimenti contaminati quali latte, formaggi molli, carne poco cotta (tacchino), vegetali crudi

non lavati e crauti, non va tuttavia trascurato che è una zoonosi anche di tipo professionale (allevatori,

veterinari).

Sono molto diffusi i portatori asintomatici, tanto da raggiungere il 5-10% della popolazione sana, con

ovvia facilità d’esposizione, colonizzazione e generazione di microepidemie. L’infezione inizia quasi

sempre dalle cellule dell’epitelio intestinale ma ha un tropismo particolare per macrofagi.

L’ingresso nelle cellule intestinali è possibile per la presenza di «internaline» che interagiscono con

molecole di superficie avviando una cascata di segnali