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Bordetella pertussis e pertosse (pagina 1)
(Questo capitolo ha 3 pagine)
© Kenneth Todar, PhD
Bordetella pertussis, l’agente della pertosse o pertosse. Colorazione di Gram. (CDC)
Bordetella pertussis
La pertosse è causata dal batterio Bordetellapertussis. B. pertussis è un coccobacillo aerobico molto smallGram-negative che appare singolarmente o in coppia. Il suo metabolismisrespiratory, mai fermentative, e tassonomicamente, Bordetellaisplaced tra i “Gram-negativi Rods aerobico e Cocci” in Bergey’sManual.Bordetellais non assegnato ad alcuna famiglia. I batteri sono nutrizionalmente fastidiosi e sono solitamente coltivati su mezzi ricchi integrati con sangue. Theycan essere coltivato in mezzo sintetico, tuttavia, che contiene tampone, sali, una fonte di energia aminoacido, e fattori di crescita come nicotinamide (forwhich c’è un requisito rigoroso). Anche su agar sangue l’organismo cresce lentamente e richiede 3-6 giorni per formare colonie puntuali.
Bordetella pertussis colonizza le ciglia dell’epitelio respiratorio dei mammiferi (Figura 1). Generalmente, si pensa che B. pertussis non invada i tessuti, ma alcuni lavori recenti hanno dimostrato che il batterio è presente nei macrofagi alveolari. Il batterio è un patogeno per gli esseri umani e forse per i primati superiori, e non è noto nessun altro serbatoio. La pertosse è una malattia relativamente lieve negli adulti ma ha un significativo tasso di mortalità nei neonati. Fino all’introduzione dell’immunizzazione negli anni ’30, la pertosse era una delle malattie più frequenti e gravi dei bambini negli Stati Uniti.
Patogenesi
La pertosse ha due fasi. Il primo stadio, la colonizzazione, è una malattia delle vie respiratorie superiori con febbre, malessere e tosse, che aumenta di intensità per un periodo di circa 10 giorni. Durante questa fase l’organismcan essere recuperato in gran numero da colture faringee, e theseverityand durata della malattia può essere ridotto da treatment.Adherence antimicrobico meccanismi di B. pertussis coinvolgere un “filamentoushemagglutinin” (FHA), che è un fimbrial-come struttura sulla superficie batterica, e cellula-bound tossina pertussis (PTx). Gli effetti a corto raggio delle tossine solubili giocano un ruolo anche nell’invasione durante la fase di colonizzazione.
Figura1. Colonizzazione delle cellule trachealipiteliali da parte di Bordetella pertussis
Il secondo stadio tossicologico della pertosse segue i sintomi relativi allo stadio di colonizzazione. Inizia gradualmente con una tosse prolungata e parossistica che spesso termina con un caratteristico colpo d’aria (whoop). Per sentire il suono caratteristico della pertosse cliccare whoop.wav (whoop.wav è copyright del Dr DougJenkinson, Nottingham, Inghilterra. www.whoopingcough.net). Durante il secondo stadio, la B. pertussis può essere recuperata raramente, e gli agenti antimicrobici non hanno alcun effetto sul progresso della malattia. come descritto di seguito, questo stadio è mediato da una varietà di solubiliossine.
Colonizzazione
Gli studi sulla B. pertussis e le sue adesine si sono concentrati sulle cellule mammarie in coltura che mancano della maggior parte delle caratteristiche delle cellule epiteliali ciliate. I due fattori di colonizzazione più importanti sono l’emoagglutinina filamentosa (FHA) e la tossina pertussis (PTx). L’emoagglutinina filamentosa è una grande proteina (220 kDa) che forma strutture filamentose sulla superficie cellulare. FHA si lega a galattoseresidui su un glicolipide solfato chiamato solfatide che è molto comune sulla superficie delle cellule ciliate. Mutazioni nel gene strutturale FHA riducono la capacità dell’organismo di colonizzare e gli anticorpi contro FHA forniscono protezione contro l’infezione. Tuttavia, è improbabile che FHA sia l’unica adesina coinvolta nella colonizzazione. Il gene strutturale per FHA è stato clonato ed espresso in E. coli, sollevando la possibilità della sua produzione per l’uso in un vaccino componente.
Una delle tossine di B. pertussis, la tossina pertussis (PTx), è anche coinvolto nell’adesione all’epitelio tracheale. La Pertussistossina è una proteina di 105 kDa composta da sei subunità: S1, S2, S3, (2)S4, eS5.La tossina è sia secreta nel fluido extracellulare che legata alle cellule.Alcuni componenti della tossina legata alle cellule (S2 e S3) funzionano comeadhesins, e sembrano legare i batteri alle cellule ospiti. S2 e S3 utilizzano diversi recettori sulle cellule ospiti. S2 si lega specificamente a un glicolipide chiamato lattosilceramide, che si trova principalmente sulle cellule epiteliali ciliate. S3 si lega a una glicoproteina che si trova principalmente sulle cellule fagocitarie.
La subunità S1 della tossina pertussis è la componente A con attività ADPribosylating, e si presume che la funzione di S2 e S3 sia coinvolta nel legare la tossina intatta (extracellulare) alla sua superficie cellulare bersaglio. Gli anticorpi contro i componenti della PTx impediscono la colonizzazione delle cellule ciliate da parte del batterio e forniscono un’efficace protezione contro l’infezione. Così, la pertussistossina è chiaramente un importante fattore di virulenza nella fase iniziale di colonizzazione dell’infezione.
Poiché la subunità S3 della tossina pertussis è in grado di legarsi alla superficie dei fagociti, e poiché l’FHA si attacca all’integrina CR3 sulla superficie dei fagociti (il recettore per il complemento C3b), è stato ipotizzato che il batterio possa legarsi preferenzialmente ai fagociti per facilitare il suo autoingolfamento. Il ruolo di tale fagocitosi auto-iniziata non è chiaro. I batteri assunti per questa via anomala possono evitare di stimolare l’esplosione ossidativa che normalmente accompagna l’assorbimento fagocitico di cellule batteriche opsonizzate da anticorpi o complemento C3b. Una volta all’interno delle cellule, i batteri potrebbero utilizzare altre tossine (per esempio la tossina adenilato ciclasi) per compromettere le attività battericide dei fagociti. In ogni caso, c’è qualche prova che Bordetella pertussis può usare questo meccanismo per entrare e persistere nei fagociti come parassita intracellulare. Se la B.pertussis è un parassita intracellulare si spiegherebbe perché l’immunità alla pertussiscorre meglio con la presenza di cellule T citotossiche specifiche che con la presenza di anticorpi ai prodotti batterici.
B. pertussis produce almeno altri due tipi di adesine, due tipi di fimbrie e una proteina di superficie non fimbriale chiamata pertactin, ma il loro ruolo nell’aderenza e nella patogenesi non è ben stabilito.
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