CAUSE CAUSE BIOLOGICHEBIOLOGICHE

di di MALATTIA MALATTIA

•• VirusVirus

•• BatteriBatteri

•• ChlamydiaeChlamydiae, , RickettsiaeRickettsiae, , MicoplasmiMicoplasmi

•• FunghiFunghi

•• Parassiti unicellulari (Parassiti unicellulari (protozoiprotozoi) e ) e pluricellulari (pluricellulari (endoendo//ectoparassitiectoparassiti) )

•• PrioniPrioni

Meccanismi e sistemi di difesa Meccanismi e sistemi di difesa aspecificiaspecifici delldell’’ospite ospite

�� Barriere anatomiche: Barriere anatomiche:

-- Cute (strato esterno cheratinizzato, Cute (strato esterno cheratinizzato, pHpH basso, acidi grassi) basso, acidi grassi) -- App.App. gastrogastro--enterico (enterico (lisozimalisozima salivare, aciditsalivare, aciditàà gastrica, muco gastrica, muco intestinale, enzimi digestivi e sali biliari, flora intestinale, enzimi digestivi e sali biliari, flora saprofiticasaprofitica) ) -- App.App. respiratorio (sistema respiratorio (sistema mucociliaremucociliare) ) -- App.App. urogenitale (normale passaggio urine; urogenitale (normale passaggio urine; pHpH acido vaginale acido vaginale ––

lattobacillilattobacilli) )

�� Cellule Cellule fagocitariefagocitarie �� neutrofilineutrofili, , macrofagimacrofagi

�� Cellule Cellule NaturalNatural killer killer

�� Proteine Proteine plasmaticheplasmatiche �� sistema del complemento, sistema del complemento, lectinalectina, , proteina c reattiproteina c reattiva, ecc. va, ecc.

immunitimmunitàà innata innata

Postulati di Postulati di KochKoch

Un agente Un agente èè causa di malattia quando:causa di malattia quando:

a)a) èè presente in tutti i casi di malattia di cui presente in tutti i casi di malattia di cui èè ritenuto ritenuto responsabile e assente in individui sani; responsabile e assente in individui sani;

b) b) èè isolato dai tessuti dellisolato dai tessuti dell’’individuo affetto in coltura individuo affetto in coltura pura; pura;

c) c) èè capace di riprodurre la malattia attraverso infezione capace di riprodurre la malattia attraverso infezione sperimentale di un ospite recettivo; sperimentale di un ospite recettivo;

d) può essere red) può essere re--isolato dallisolato dall’’individuo infettato individuo infettato sperimentalmente sperimentalmente

VIRUSVIRUSparassiti parassiti intracellulariintracellulari obbligatiobbligati dipendenti dal metabolismo della dipendenti dal metabolismo della cellula ospite per la cellula ospite per la replicazionereplicazione

Acido nucleico (Acido nucleico (DNADNA o o RNARNA), ), CapsideCapside, talvolta , talvolta EnvelopeEnvelope

Tropismo cellulare/Tropismo cellulare/tissutaletissutale �� presenza di presenza di recettorirecettorivirali sulle cellule dellvirali sulle cellule dell’’ospite ospite

Visibili al microscopio elettronico Visibili al microscopio elettronico

Microscopio ottico Microscopio ottico �� aggregati di particelle virali: aggregati di particelle virali: corpi inclusicorpi inclusi (utilit(utilitàà

per la diagnosi) per la diagnosi) �� citoplasmaticicitoplasmatici e/o nucleari e/o nucleari

Es. corpi del Negri, virus rabbia Es. fam. Herpesviridae

Meccanismi di danno virale Meccanismi di danno virale �� effetti effetti citopaticicitopatici

�� Inibizione della sintesiInibizione della sintesi di DNA, RNA o proteine della cellula ospite di DNA, RNA o proteine della cellula ospite �� se inibizione mitosi in embrione/feto se inibizione mitosi in embrione/feto �� abortoaborto o o effetti effetti teratogeniteratogeni

�� Alterazioni degenerative cellulari che possono culminare nella Alterazioni degenerative cellulari che possono culminare nella necrosi necrosi �� Lisi delle cellule ospitiLisi delle cellule ospiti ((virus virus citoliticicitolitici) )

�� Induzione di Induzione di fusione cellularefusione cellulare �� sincizisincizi

�� Espressione di Espressione di proteine virali sulla superficie cellulareproteine virali sulla superficie cellulare�� bersaglio dei linfociti bersaglio dei linfociti

�� Facilitazione dellFacilitazione dell’’insorgenza di insorgenza di infezioni secondarie infezioni secondarie

�� Induzione o inibizione dellInduzione o inibizione dell’’apoptosiapoptosi

�� Induzione diInduzione di trasformazione neoplastica trasformazione neoplastica

BATTERI BATTERI Organismi Organismi procariotiprocarioti: delimitati da membrana cellulare : delimitati da membrana cellulare ma privi di nucleo e altri organuli ma privi di nucleo e altri organuli citoplasmaticicitoplasmatici, , racchiusi da membrane racchiusi da membrane

Circondati da parete cellulare: Circondati da parete cellulare:

GramGram + +

GramGram --

Meccanismi di danno batterico Meccanismi di danno batterico

�� Adesione alle cellule dellAdesione alle cellule dell’’ospite (ospite (adesineadesine: acidi : acidi lipoteicoicilipoteicoici, , fimbrie o pili) e invasione fimbrie o pili) e invasione tissutaletissutale

�� Localizzazione Localizzazione intracellulareintracellulare (resistenza alla fagocitosi) (resistenza alla fagocitosi)

�� Produzione di Produzione di metabolitimetaboliti con effetto tossico sulle cellule con effetto tossico sulle cellule

�� Produzione di tossine: Produzione di tossine:

EsotossineEsotossine

EndotossineEndotossine �� lipopolisaccaridelipopolisaccaride (LPS) (LPS) ––componente strutturale dello strato esterno della componente strutturale dello strato esterno della parete cellulare dei batteri parete cellulare dei batteri gramgram --

ESOTOSSINE ESOTOSSINE

•• Sostanze proteiche sintetizzate in forma solubile dai batteri, Sostanze proteiche sintetizzate in forma solubile dai batteri, in in particolar modo dai particolar modo dai Gram+Gram+

•• EscreteEscrete nel mezzo circostante, ma rilasciate anche innel mezzo circostante, ma rilasciate anche inseguito a lisi cellulare seguito a lisi cellulare

•• Si legano a specifici recettori cellulari (specificitSi legano a specifici recettori cellulari (specificitàà cellulare)cellulare)risultando tossiche o letali per le cellule dellrisultando tossiche o letali per le cellule dell’’ospite ospite

•• Convertite (ad es. mediante trattamento con formalina, calore) Convertite (ad es. mediante trattamento con formalina, calore) aatossoiditossoidi o anatossine o anatossine �� vaccini vaccini

•• Altamente Altamente immunogeneimmunogene �� stimolazione della formazione di stimolazione della formazione di anticorpi (antitossine) neutralizzanti anticorpi (antitossine) neutralizzanti

1. CLASSIFICAZIONE1. CLASSIFICAZIONE

•• SpecificitSpecificitàà di bersaglio (tropismo cellulare): di bersaglio (tropismo cellulare):

–– tossine tossine neurotropeneurotrope ((neurotossineneurotossine): ): agiscono a livello agiscono a livello del sistema nervoso centrale o periferico del sistema nervoso centrale o periferico (es. tossina tetanica e (es. tossina tetanica e botulinicabotulinica) )

–– enterotossineenterotossine: : agiscono sulla mucosa intestinale agiscono sulla mucosa intestinale (es. tossina colerica, (es. tossina colerica, enterotossineenterotossine di di E. coliE. coli) )

–– tossine tossine pantropepantrope: : es. tossina difterica es. tossina difterica �� inibizione inibizione della sintesi proteica cellulare della sintesi proteica cellulare

2. CLASSIFICAZIONE 2. CLASSIFICAZIONE

•• Meccanismo di azione:Meccanismo di azione:

–– superantigeni superantigeni

–– esotossineesotossine in grado di in grado di lisarelisare componenti delle componenti delle membrane cellulari o della matrice extracellulare membrane cellulari o della matrice extracellulare

–– tossine Atossine A--B ed altre tossine che B ed altre tossine che interferiscono con interferiscono con le funzioni della cellula ospite le funzioni della cellula ospite

tossine Atossine A--B: B: proteine proteine dimerichedimeriche, ossia composte , ossia composte da due parti: da due parti: componente A (componente A (activeactive) ) e e

componente B (componente B (bindingbinding))

Esempi di tossine AEsempi di tossine A--B: B:

•• Tossina difterica (Tossina difterica (CorynebacteriumCorynebacterium diptheriaediptheriae) )

•• Tossina colerica (Tossina colerica (VibrioVibrio choleraecholerae) )

•• Tossina Tossina pertossicapertossica ((BordetellaBordetella pertussispertussis) )

•• EnterotossineEnterotossine ((ClostridiumClostridium perfringensperfringens, , BacillusBacillus cereuscereus) )

•• Tossina carbonchiosa (Tossina carbonchiosa (BacillusBacillus anthracisanthracis) )

•• Tossina tetanica o Tossina tetanica o tetanospasminatetanospasmina ((ClostridiumClostridium tetanitetani) )

•• Tossina Tossina botulinicabotulinica ((ClostridiumClostridium botulinumbotulinum) )

-- Enzimi Enzimi liticilitici:: fosfolipasifosfolipasi, , collagenasicollagenasi, , proteasiproteasi, , ialuronidasiialuronidasi, , coagulasi, coagulasi, fibrinolisinefibrinolisine, , emolisineemolisine, ecc. (soprattutto , ecc. (soprattutto ClostridiClostridi, , stafilococchi, streptococchi) stafilococchi, streptococchi)

-- NeurotossineNeurotossine: : tossina tossina botulinicabotulinica ((ClostridiumClostridium botulinumbotulinum) ) ––inibizione rilascio inibizione rilascio acetilcolinaacetilcolina �� paralisi flaccida; paralisi flaccida;

tossina tossina tetanicatetanica ((ClostridiumClostridium tetanitetani) ) --tetanolisinatetanolisina e e tetanospasminatetanospasmina �� inibizione inibizione

rilascio rilascio neurotrasmettitorineurotrasmettitori inibitori (inibitori (GabaGaba, , glicinaglicina) ) �� Paralisi spastica Paralisi spastica

-- EnterotossineEnterotossine: : es. tossina colerica, tossina es. tossina colerica, tossina termolabiletermolabiledi di E. coli E. coli �� aumento del contenuto aumento del contenuto

intracellulareintracellulare di di AMPAMP--ciclicociclico�� aumento di ioni aumento di ioni Na+Na+, , K+K+, , bicarbonatibicarbonati nel lume intestinale nel lume intestinale

�� richiamo di Hrichiamo di H22O O �� diarrea, disidratazione diarrea, disidratazione

Superantigeni Superantigeni proteine batteriche in grado di attivare le cellule T CD4+ leganproteine batteriche in grado di attivare le cellule T CD4+ legandosidosi

aspecificamenteaspecificamente (senza presenza di (senza presenza di AgAg specifico) alspecifico) alT T cellcell receptorreceptor (TCR) ed al complesso maggiore di(TCR) ed al complesso maggiore di

istocompatibilitistocompatibilitàà di classe II (MHCdi classe II (MHC--II) di cellule APC (es. II) di cellule APC (es. macrofagimacrofagi) )

Sindrome da Sindrome da Shock tossico Shock tossico

StaphylococcusStaphylococcus aureusaureus, , StreptococcusStreptococcus pyogenespyogenes

http://www.bio.davidson.edu/Courses/Immunology/Students/spring2000/white/restricted/TSS.html

interazione interazione aspecificaaspecifica APCAPC--linfocitalinfocita T mediata dalT mediata dalsuperantigene superantigene �� massiccia attivazione e proliferazione delle cellule massiccia attivazione e proliferazione delle cellule T e attivazione dei T e attivazione dei macrofagimacrofagi con rilascio di elevate dosi di con rilascio di elevate dosi di citochinecitochine

ENDOTOSSINE ENDOTOSSINE

lipopolisaccaridilipopolisaccaridi (LPS)(LPS) ��

Rilasciate in seguito a distruzione Rilasciate in seguito a distruzione batterica batterica

Pirogeni esogeni Pirogeni esogeni

In grado di legarsi a CD14 presente su In grado di legarsi a CD14 presente su leucociti (++ leucociti (++ monocitimonociti e e macrofagimacrofagi), cellule ), cellule endotelialiendoteliali, ecc. , ecc. �� Attivazione cellulare Attivazione cellulare �� Induzione di produzione di Induzione di produzione di citochinecitochine

(TNF, IL(TNF, IL--1, IL1, IL--12) 12)

Shock Shock endotossicoendotossicoElevati livelli Elevati livelli

gen. gen. ChlamydiaChlamydia//ChlamydophilaChlamydophila

Microrganismi Microrganismi intracellulariintracellulari obbligati obbligati

OrdOrd. . RickettsialesRickettsialesfam. fam. RickettsiaceaeRickettsiaceae, gen. Rickettsia, gen. Rickettsia

fam. fam. AnaplasmataceaeAnaplasmataceae, gen. , gen. EhrlichiaEhrlichia –– AnaplasmaAnaplasma

Cellule epiteliali Cellule epiteliali

Es.Es. ChlamydophilaChlamydophila felisfelis(gatto: (gatto: congiuntivitecongiuntivite, rinite) , rinite)

Trasmesse da artropodi vettori Trasmesse da artropodi vettori (soprattutto zecche) (soprattutto zecche)

•• Cellule Cellule endotelialiendotelialiRickettsia Rickettsia rickettsiirickettsii (Febbre (Febbre maculosamaculosa

delle Montagne Rocciose) delle Montagne Rocciose)

•• Granulociti Granulociti –– MonocitiMonociti

EhrlichiaEhrlichiacaniscanis

EhrlichiaEhrlichiaewingiiewingii

gen. gen. MycoplasmaMycoplasma

Microrganismi piMicrorganismi piùù piccoli capaci di vita autonoma (125piccoli capaci di vita autonoma (125--300 300 nmnm) )

Privi di parete cellulare Privi di parete cellulare

Soprattutto infezioni Soprattutto infezioni apparato respiratorio apparato respiratorio

MICETI o FUNGHI MICETI o FUNGHI Microrganismi Microrganismi eucariotieucarioti dotati di parete cellulare spessa chitinosa dotati di parete cellulare spessa chitinosa

Elemento unicellulare riproduttivo (Elemento unicellulare riproduttivo (sporaspora) che vegeta con formazione di: ) che vegeta con formazione di:

Cellule isolate (Cellule isolate (LievitiLieviti) o Filamenti () o Filamenti (IfeIfe) ramificati pluricellulari () ramificati pluricellulari (MuffeMuffe) )

Infezione Infezione endogenaendogena �� miceti opportunisti (es. miceti opportunisti (es. Candida, Candida, AspergillusAspergillus) )

Infezione Infezione esogenaesogena �� da animale infettato (da animale infettato (micosi contagiosamicosi contagiosa) ) o ambiente esterno o ambiente esterno

Individuo fonte di contagio anche Individuo fonte di contagio anche portatore sanoportatore sano o di infezione o di infezione subclinicasubclinica(es. (es. dermatomicosidermatomicosi da da MicrosporumMicrosporum ––

gatto) gatto)

MICETI o FUNGHI MICETI o FUNGHI RecettivitRecettivitàà delldell’’ospite condizionata da: ospite condizionata da:

•• Fattori intrinseci Fattori intrinseci �� specie, razza, etspecie, razza, etàà (es. (es. candidosicandidosi), sesso, ecc. ), sesso, ecc.

•• Fattori estrinseci Fattori estrinseci �� malattie debilitanti, gravi alterazioni del malattie debilitanti, gravi alterazioni del metabolismo, metabolismo, immunodepressioneimmunodepressione, cause iatrogene (abuso di , cause iatrogene (abuso di corticosteroidicorticosteroidi, , antibiotici), condizioni ambientali (es. clima caldo umido), eccantibiotici), condizioni ambientali (es. clima caldo umido), ecc. .

Localizzazione: Localizzazione:

•• Micosi superficiali Micosi superficiali �� es. es. dermatomicosidermatomicosi da da dermatofitidermatofiti del gen. del gen. MicrosporumMicrosporum, , TricophytonTricophyton �� ““tignatigna”” ��

o micosi delle cavito micosi delle cavitàà naturali naturali (es. (es. candidosicandidosi orofaringeaorofaringea) )

•• Micosi sottocutanee Micosi sottocutanee

•• Micosi profondeMicosi profonde �� viscerali viscerali �� soprattutto soggetti soprattutto soggetti immunodepressiimmunodepressi

Parassiti Parassiti eucariotieucarioti unicellulari:unicellulari: protozoiprotozoi

ReplicazioneReplicazione allall’’interno di cellule o a livello extracellulare interno di cellule o a livello extracellulare

ModalitModalitàà di trasmissione:di trasmissione:

•• Ingestione di cisti Ingestione di cisti (es. (es. GiardiaGiardia lamblialamblia, , oocistioocisti di coccidi, di coccidi, ToxoplasmaToxoplasma gondiigondii))

•• Penetrazione attraverso cute e/o mucose Penetrazione attraverso cute e/o mucose (es. (es. ToxoplasmaToxoplasmagondiigondii))

•• Puntura di artropodi vettori Puntura di artropodi vettori

•• Trasmissione venerea Trasmissione venerea (es. bovino: (es. bovino: TrichomonasTrichomonas foetusfoetus, , cavallo: cavallo: Tripanosoma Tripanosoma equiperdumequiperdum –– morbo morbo coitalecoitale maligno) maligno)

•• Trasmissione Trasmissione transplacentaretransplacentare (es. (es. ToxoplasmaToxoplasma gondiigondii))

Babesia

Leishmania

www.gruppoleishmania.org

Plasmodium falciparum

Giardia lamblia

Toxoplasmagondii

Parassiti pluricellulari: Parassiti pluricellulari: endoparassiti endoparassiti -- ectoparassitiectoparassiti

Elminti:Elminti:•• NematelmintiNematelminti ((nematodinematodi: es. : es. ascaridi, ascaridi, ancilostomiancilostomi, , trichiuriditrichiuridi, , strongilistrongili) )

•• PlatelmintiPlatelminti: : trematoditrematodi (es. (es. Fasciola Fasciola hepaticahepatica, , DicrocoeliumDicrocoeliumdendriticumdendriticum) e ) e cestodicestodi (es. tenie) (es. tenie)

•• Insetti:Insetti: pulci, pidocchi, larve di ditteri pulci, pidocchi, larve di ditteri

•• Aracnidi:Aracnidi: acari, zecche acari, zecche

Parassiti pluricellulari: Parassiti pluricellulari: endoparassiti endoparassiti -- ectoparassitiectoparassiti

Meccanismi dMeccanismi d’’azione patogena: azione patogena:

•• Azione meccanicoAzione meccanico--traumaticatraumatica (es. compressione, ostruzione, (es. compressione, ostruzione, irritazione, necrosi dei tessuti, stimolazione infiammatoria) irritazione, necrosi dei tessuti, stimolazione infiammatoria)

•• Azione Azione spoliatricespoliatrice (es. sottrazione sangue, sostanze (es. sottrazione sangue, sostanze nutritive) nutritive)

•• Azione tossicaAzione tossica (es. (es. cataboliticataboliti di ascaridi: tossicitdi ascaridi: tossicitàà sncsnc cani e cani e gatti) gatti)

•• Azione oncogena Azione oncogena (es. (es. SpirocercaSpirocerca lupi lupi –– esofago cane) esofago cane)

•• Azione Azione vettricevettrice

•• Azione favorente le infezioni dei tessuti Azione favorente le infezioni dei tessuti parassitatiparassitati

PRIONI PRIONI PrionePrione �� proteinaceousproteinaceous infectiousinfectious ((onlyonly) ) particleparticle

malattie malattie prionicheprioniche o malattie da o malattie da prioniprioni

�� encefalopatieencefalopatie spongiformi trasmissibili (TSE = spongiformi trasmissibili (TSE = TransmissibleTransmissiblespongiformspongiform encephalopathiesencephalopathies) )

gruppo di malattie gruppo di malattie neurodegenerativeneurodegenerative che colpiscono lche colpiscono l’’uomo e gli animaliuomo e gli animali

caratterizzate da: caratterizzate da: -- lungo periodo dlungo periodo d’’incubazione incubazione -- decorso clinico progressivo con sintomatologia neurologica centdecorso clinico progressivo con sintomatologia neurologica centrale ed rale ed esito costantemente fatale esito costantemente fatale -- assenza di reazioni immunitarie ed infiammatorie (o quantomeno assenza di reazioni immunitarie ed infiammatorie (o quantomeno di di reazioni infiammatorie reazioni infiammatorie ““classicamenteclassicamente”” intese come tali) intese come tali) -- lesioni esclusive del sistema nervoso centrale, di tipo regresslesioni esclusive del sistema nervoso centrale, di tipo regressivo ivo -- trasmissibilittrasmissibilitàà ad una varietad una varietàà di specie animali di specie animali

PRIONI PRIONI

conversione conversione postpost--traslazionaletraslazionale della della PrPCPrPC in in PrPScPrPSc ��

evento dominante che caratterizza la patogenesi delle TSE evento dominante che caratterizza la patogenesi delle TSE

PrPScPrPSc (da (da ScrapieScrapie--associatedassociated PrionPrion ProteinProtein) ) �� isoforma alterata di una isoforma alterata di una sialoglicoproteinasialoglicoproteina di membrana denominata di membrana denominata

PrPCPrPC (da (da CellularCellular PrionPrion ProteinProtein) )

�� agenti biologici di natura non convenzionale agenti biologici di natura non convenzionale

�� ““amplificazioneamplificazione””

EncefalopatieEncefalopatie spongiformi trasmissibili (TSE) nell'uomo e negli animalispongiformi trasmissibili (TSE) nell'uomo e negli animali

UomoUomo•• Malattia di Malattia di CreuzfeldCreuzfeld--JakobJakob (CJD)(CJD)-- CJD sporadicaCJD sporadica-- CJD iatrogenaCJD iatrogena-- CJD familiareCJD familiare•• Malattia di Malattia di GerstmannGerstmann--StrSträäusslerussler--ScheinkerScheinker (GSS)(GSS)•• Insonnia familiare fatale (FFI)Insonnia familiare fatale (FFI)•• Insonnia sporadica fataleInsonnia sporadica fatale•• KuruKuru•• Variante della malattia di Variante della malattia di CreutzfeldtCreutzfeldt--JakobJakob ((vCJDvCJD))

AnimaliAnimali•• ScrapieScrapie ((Pecora, capraPecora, capra, muflone), muflone)•• EncefalopatiaEncefalopatia spongiforme bovina (BSE) (spongiforme bovina (BSE) (BovinoBovino))•• EncefalopatiaEncefalopatia spongiforme felina (FSE) (spongiforme felina (FSE) (GattoGatto, puma, , puma, ocelotocelot, ghepardo, , ghepardo, tigre, leone)tigre, leone)•• EncefalopatiaEncefalopatia trasmissibile del visone (TME) (Visone)trasmissibile del visone (TME) (Visone)•• Malattia del dimagramento cronico (CWD = Malattia del dimagramento cronico (CWD = ChronicChronic wastingwasting diseasedisease))((CervidiCervidi))