Antigene flagellare

Apriamo ora una parentesi e parliamo del mosaico antigenico dei batteri: possiamo considerare la struttura della cellula come un mosaico che racchiude una serie di componenti, ognuna delle quali può essere considerata antigenica, ovvero in grado di stimolare gli anticorpi (quando faremo immunologia studieremo che gli antigeni migliori sono le proteine, a causa della loro struttura complessa, ma sono degli antigeni anche i polisaccaridi ed i lipidi).

Bisogna specificare che, affinché venga prodotto un anticorpo, l’antigene deve essere esposto all’esterno della cellula, quindi il mosaico antigenico principale della cellula è rappresentato dalle strutture che sono esposte verso l’esterno.

Gli antigeni principali della cellula batterica sono:

 

  • L’antigene flagellare o antigene H: (deriva dal fatto che le cellule flagellate producono quella pellicola che è indicata con il termine tedesco “hauch”) fa riferimento ai flagelli. L’antigene H dei flagelli è molto importante perché essendo proteico, è in grado di stimolare degli anticorpi piuttosto specifici
  • L’antigene somatico o antigene O: fa riferimento alla struttura completa della cellula ed in particolare:
  • per quanto riguarda i batteri Gram- fa riferimento ai due polisaccaridi che troviamo all’esterno del lipide A:
  • il polisaccaride del core
  • il polisaccaride specie-specifico (che possiamo considerare il vero antigene O, proprio per la sua specificità)

Sono due polisaccaridi molto importanti, vengono utilizzati nelle reazioni sierologiche per classificare i batteri e per studiare gli anticorpi che stimolano nel paziente (per esempio quando una salmonella o una brucella vengono a contatto con il nostro organismo, stimolano la produzione di anticorpi anti O, per quanto riguarda in particolare la Salmonella typhi, ed anti H).

L’antigene somatico può essere specie-specifico o genere-specifico, a seconda se si considera la parte più terminale, esterna del polisaccaride, o quella centrale. Inoltre, nei batteri Gram-, anche le porine (sono determinanti per il passaggio passivo di molecole di piccole dimensioni nella cellula), essendo di natura proteica, sono degli ottimi antigeni

  • Per quanto riguarda invece i batteri Gram+, principalmente troviamo come antigeni gli acidi teicoici. Questi, oltre ad essere importanti per altri aspetti (come la stabilità del peptidoglicano e la funzione di adesione del batterio), complessandosi con i lipidi e le proteine diventano degli importantissimi antigeni e stimolano la risposta anticorpale

Sia l’antigene O che l’antigene H sono in grado di stimolare la produzione di anticorpi, la cosa interessante è che in alcuni casi questi due antigeni stimolano degli anticorpi di classi diverse, in modo da darci delle indicazioni su quella che è la cronologia della malattia.

Prediamo in considerazione la reazione di Vidal: questa reazione è allestita per la determinazione degli anticorpi anti-Salmonella typhi. La reazione di Vidal a sua volta viene (spesso) abbinata ad un’altra reazione (chiamata reazione di Wright, utilizzata per determinare gli anticorpi anti-brucella), in modo che si parla ora della reazione di Vidal-Wright. Molti sintomi iniziali di malattie da batteri Gram- sono sovrapponibili, l’innalzamento della temperatura è uno di questi. L’infezione da Salmonella provoca un andamento della temperatura particolare detto andamento a “dente di sega”. Questo andamento raggiunge un plateau, successivamente scende nello stesso modo con cui è salito. La febbre ondulante o maltese è invece dovuta alla Brucella, e non alla Salmonella typhi. E’ molto difficile capire dal paziente quale tipo di febbre abbia, per questo motivo sono state accoppiate le reazioni di Vidal e Wright, che hanno il compito di individuare gli anticorpi sia per la Salmonella typhi che per la Brucella melitensis, ovvero di particolari patologie che all’esordio hanno un andamento febbrile molto simile.

Per quanto riguarda la Salmonella typhi, gli antigeni O stimolano gli anticorpi anti-O, che sono della classe delle IgM. Gli anticorpi anti-O sono i primi che vengono codificati sulla base dello stimolo antigenico, in seguito vengono sostituiti con le IgG, che sono le immunoglobuline “dotate di memoria”. Un esempio di questa situazione è la vaccinazione tetanica, viene infatti iniettata al paziente la tossina tetanica svelenata, poi dopo una decina di giorni il soggetto produce inizialmente le IgM e solo successivamente le IgG. Dopo la vaccinazione devono essere fatti dei richiami perché le IgG nel corso del tempo calano quasi a zero e devo quindi rinverdire l’immunità (ovvero stimolare nuovamente il sistema immunitario), così se dopo sei mesi inoculo la tossina tetanica, le IgG hanno una memoria immunitaria e nell’arco di due giorni ho un picco di IgG molto alto che mi protegge maggiormente e più velocemente dall’infezione tetanica. Se dunque trovo nel paziente solo delle IgM, vuol dire che siamo in un momento iniziale della malattia, se invece trovo solo delle IgG siamo in uno stadio finale della malattia, oppure il soggetto è stato solo vaccinato, se invece troviamo entrambi i due tipi di immunoglobuline, siamo in un periodo intermedio della patologia. Questa reazione viene accoppiata con la reazione di Wright, in cui il siero viene messo a contatto con dei possibili antigeni della Brucella, si analizzerà così se avviene la formazione dell’immuno- complesso.

Un’altra struttura in grado di stimolare gli anticorpi è la capsula batterica, in particolare la maggior parte delle capsule sono di natura polisaccaridica, ma possiamo avere delle capsule diverse, per esempio abbiamo già visto che la capsula dei bacilli, in particolare quella del Bacillus anthracis, è costituita da proteine, in particolare modo da un ripetersi di acido D-glutammico.

Possiamo ora andare a fare alcune considerazioni:

  • ci sono alcuni batteri che sono in grado di mimetizzarsi ed evitare la risposta anticorpale da parte del nostro organismo. Prendiamo come esempio lo Streptococcus pyogenes, anche definito come streptococco-β-emolitico di gruppo A. Questo streptococco ha una capsula particolare costituita da acido ialuronico che, facendo parte dei nostri costituenti, rende il batterio indecifrabile da parte del nostro sistema immunocompetente.

Infatti il batterio viene considerato come “self”, come se facesse parte del nostro organismo, e per questo passa inosservato, non viene aggredito (durante la vita embrionale i cloni adibiti alla risposta anticorpale nei confronti dei nostri costituenti sono stati eliminati, per evitare l’autodistruzione dell’organismo). Questo è un importante fattore di virulenza, e permette ad un batterio di passare tranquillamente da un distretto ad un altro del nostro organismo.

  • esistono all’interno delle strutture batteriche dei componenti che hanno un’antigenicità simile a quella di altri componenti che troviamo nel nostro organismo.

Ci sono delle nostre componenti, come l’antigene lipoideo del fegato, o il cristallino, o gli spermatozoi, che possono non essere riconosciuti come “self” dal nostro sistema immunocompetente se sono immessi in circolo. Questo succede perché questi componenti sono reclusi, nascosti, e nel periodo embrionale non sono stati classificati come nostri costituenti, di conseguenza se una di queste sostanze venisse messa in circolo, noi produrremo degli anticorpi nei confronti di questa sostanza (ad esempio l’antigene lipoideo del fegato può essere messo in circolo solamente in due circostanze, ovvero nel caso di una cirrosi epatica e in caso di gravidanza, ma in quest’ultimo caso rappresenta una condizione fisiologica).

Ci sono anche degli auto-antigeni patologici che insorgono a causa di alcune modificazioni delle nostre strutture corporee, ovvero degli antigeni che non sono più riconosciuti dal nostro organismo, e di conseguenza vengono attaccati dai nostri anticorpi. Ad esempio possiamo citare il caso della glomerulonefrite (il cui responsabile indiretto è lo Streptococcus pyogenes) che è una malattia autoimmunitaria. Lo streptococco produce una tossina (chiamata streptolisina O) che porta alla produzione di anticorpi anti-streptolisina O quando essa va in circolo, questo avviene ad esempio quando il bambino ha una serie di tonsilliti. La grande quantità di tossina e di anticorpi che si formano si combina a formare degli enormi immuno-complessi, che non possono essere eliminati, che vanno a deporsi negli organi del nostro organismo addetti al filtraggio del sangue, in particolare nel glomerulo renale. Il glomerulo, dopo essersi relazionato con questi immuno-complessi, non viene più riconosciuto come “self” dal nostro organismo e di conseguenza vi è la produzione di anticorpi antiglomerulo.