Adesione dei batteri

Questi sono in genere i fattori più importanti, perché in molti casi è proprio dall’adesione che poi dipende il destino del processo infettivo. Infatti nel corso della storia dei microrganismi si sono sviluppati tantissimi geni che codificano per le molecole di adesione, data la loro importanza.

Questi fattori di virulenza sono:

  • Capsula: è utilizzata da moltissimi microrganismi per molti scopi, tra cui l’adesione. Ad esempio gli streptococchi sono i principali responsabili della placca dentaria: questa è costituita da batteri che aderiscono tra di loro formando un film, un fenomeno reso possibile dal fatto che questi microrganismi sono in grado di costruirsi una cuticola polisaccaridica che risulta appiccicosa, è quindi di fondamentale importanza per l’adesione alle cellule dell’ospite. Quindi andranno ad aderire, attraverso i destrani della capsula, alla pellicola acquisita dei denti ed all’epitelio di svariate mucose (a livello di lingua, palato, labbra e genitali)
  • Acidi teicoici o lipoteicoici: sono i costituenti fondamentali della parete di molti batteri Gram+. La loro funzione principale è quella di stabilizzare la parete batterica, ma servono anche per contribuire all’adesione con le cellule dell’ospite. Ad esempio possiamo considerare lo Staphylococcus aureus che grazie proprio agli acidi teicoici riesce ad aderire all’epitelio nasale.
  • Fimbrie/pili: sono delle appendici microbiche specializzate nell’adesività, perché grazie a delle proteine di adesione si legano a specifici recettori sulle cellule dell’ospite. Alcuni esempi di microrganismi e dei luoghi in cui classicamente vanno a colonizzarsi sono il Proteus mirabilis (nell’epitelio urinario), la Neisseria gonorrhoeae (nell’epitelio urinario) e le Salmonella spp. (nell’epitelio intestinale). Se consideriamo ad esempio l’epitelio urinario, possiamo dire che questo sarà tanto più facilmente colonizzabile quanto più il microrganismo che vi si vuole insediare avrà queste macromolecole di superficie specifiche per aderire in questo luogo ed impedire un possibile distacco. Sperimentalmente osserviamo che se sottoponiamo a knock-out i geni responsabili per la sintesi di queste molecole, i topi infettati da questi “microrganismi knock-out” non contrarranno la malattia, infatti se manca l’adesione, mancheranno poi i presupposti fondamentali perché l’infezione continui. In questi casi, la dose infettante 50 e la dose letale 50 aumenteranno considerevolmente. Inoltre queste fimbrie e questi pili sono molecole che vengono molto frequentemente riarrangiate: ciò avviene in molti microrganismi, come ad esempio la Neisseria gonorrhoeae e l’Escherichia coli. Questi hanno la possibilità di riarrangiare le loro adesine di superficie, in quanto le famiglie di geni che codificano per tali molecole vanno molto facilmente incontro ad un riarrangiamento. Tutto ciò con lo scopo di poter interagire con più recettori diversi dell’ospite ed allo stesso tempo per risultare invisibili in certi altri organismi che possiedono degli specifici anticorpi. Quindi queste specie capaci di riarrangiamento, nel caso di una reinfezione, saranno assolutamente avvantaggiate rispetto agli anticorpi dell’ospite, che non saranno più in grado di riconoscerle.

 

L’ADESIONE MICROBICA NEL TRATTO RESPIRATORIO

  • Virus dell’influenza: ha come molecola di adesione di superficie l’emoagglutinina, una glicoproteina con una struttura piuttosto complessa, che andrà ad interagire con dei recettori specifici dell’ospite chiamati sialoglicosaccaridi, queste macromolecole si interdigiteranno tra di loro garantendo la fase di adesione
  • Rinovirus: ha come molecola di adesione una proteina capsidica, che andrà ad interagire con ICAM-1, una molecola d’interazione presente sulla superficie dell’ospite
  • Streptococcus pneumoniae: va a colpire soprattutto le basse vie respiratorie, presenta molecole di superficie, che andranno ad interagire con specifiche sequenze carboidratiche nel glicolipide dell’ospite.

L’ADESIONE MICROBICA NEL TRATTO INTESTINALE

  • Poliovirus: è un enterovirus che utilizza come molecole di adesione delle proteine capsidiche che interagiscono anche in questo caso con le molecole ICAM delle cellule dell’ospite
  • Vibrio cholerae: utilizza delle adesine di superficie che interagiscono con i recettori per il mannosio/fucosio presenti sulla membrana esterna delle cellule dell’epitelio intestinale. Solo una volta colonizzato l’epitelio intestinale il batterio potrà produrre le specifiche tossine che permetteranno alla malattia di progredire
  • Giardia lamblia: colonizza la parte alta dell’intestino (il duodeno ed il digiuno), provocando una forma abbastanza grave di diarrea, inoltre aderisce all’epitelio sia grazie alle ventose meccaniche (come buona parte dei protozoi), sia tramite il legame di specifiche molecole di adesione con i recettori per il mannosio-6-P sulla cellula ospite

ALTRI FATTORI CHE PROMUOVONO LA COLONIZZAZIONE

  1. Motilità: ovviamente per quanto riguarda i microrganismi mobili, di cui un esempio classico è dato dal Vibrio cholerae o dal Helicobacter pylori. Alcuni studi sperimentali hanno dimostrato che se noi rendessimo knock-out i geni che codificano per le molecole della motilità, i microrganismi perderebbero la loro patogenicità. Ad esempio il Vibrio cholerae utilizza la motilità per muoversi attraverso il muco e raggiungere i recettori specifici sull’epitelio intestinale. La stessa cosa si può dire quando parliamo del Helicobacter pylori, che invece si muove attraverso il muco per poi andare a colonizzare la mucosa dello stomaco
  2. Produzione di mucinasi (neuroaminidasi): è una funzione necessaria per quei microrganismi che dovranno localizzarsi in quelle zone dove ci sono grandi quantità di muco e quindi oltre a possedere la motilità devono anche poter allentare la tensione prodotta da questo muco, che sostanzialmente è un sistema di difesa. Ancora una volta l’esempio è offerto dal Vibrio cholerae, che possiede gli enzimi litici in grado di degradare il muco
  3. Resistenza all’acidità: è tipica di pochi microrganismi. Ad esempio, Helicobacter pylori è l’unico batterio che conosciamo che è capace di neutralizzare l’acidità dello stomaco

Resistenza ai sali biliari: facciamo un discorso simile a quello sopra, ma questa volta non sarà caratteristico di quei microrganismi che passano dallo stomaco all’intestino, ma di quelli che vanno dall’intestino tenue all’intestino crasso per sviluppare la patologia. Tra questi troviamo ad esempio la Salmonella e la Shigella

Una volta portata a termine l’adesione, alcuni microrganismi potranno invadere la cellula ospite. Come abbiamo detto, il vibrione del colera non invaderà mai l’ospite, ma resterà adeso in superficie, al contrario, altri microrganismi, quali la Salmonella typhi, aderiscono all’ospite prima in maniera lassa, poi con un’interazione più forte, per poi invadere la cellula. Invadere la cellula ospite significa rendersi invisibili agli anticorpi, al complemento, ai fagociti ed ai farmaci, questa capacità è propria di solo qualche microrganismo, che quindi avrà più facilità rispetto ad altri di evadere le difese immunitarie dell’ospite.

FATTORI CHE PROMUOVONO L’INVASIONE:

  1. Collagenasi: demolisce il collagene del tessuto connettivo
  2. Coagulasi: partecipa alla formazione di coaguli, difendendo il microrganismo dalle difese dell’ospite
  3. Elastasi: disgrega le membrane alveolari