FATTORI DI VIRULENZA: COSA SONO ED ESEMPI - BIOLOGIA - 2025

I fattori di virulenza sono quelle capacità dei microrganismi di invadere i tessuti di un ospite attraverso molecole tossiche, batteri e altri patogeni al fine di ottenere cibo o cellule fisse. Pertanto, l'ospite potrebbe ammalarsi se il suo sistema immunitario non è in grado di fermare i fattori di virulenza del patogeno.

In alcune specie, uno o più di questi fattori possono essere assenti e se non sono presenti la capacità di provocare la malattia può essere attenuata o completamente assente.

Micrografia elettronica a scansione a colori del batterio che causa la gonorrea, Neisseria gonorrea. Tratto e modificato da: NIAID.

Quali sono i fattori di virulenza?

I fattori di virulenza sono solitamente tossine proteiche o altre molecole prodotte dal patogeno per aggirare il sistema di difesa immunitario dell'ospite. Tuttavia, includono anche componenti strutturali come capsule, flagelli e fimbrie o pilis, che gli consentono di raggiungere o proteggersi dalla cellula ospite.

Capsula

La capsula è un involucro mucoso, formato principalmente da polisaccaridi, che possono essere prodotti sia da batteri Gram-positivi che Gram-negativi e che si trova esternamente alla parete cellulare.

La capsula non è vitale per i batteri, poiché la sua perdita non influisce sulla sua vitalità, ma può causare cambiamenti nella morfologia della colonia e perdita della sua virulenza. Ad esempio, esistono diversi ceppi di Haemophilus influenzae che possono essere differenziati dalla presenza o dall'assenza della capsula.

Esistono sei sierotipi di questo batterio (a. B, c, d, e ed f) che hanno capsule, ognuna delle quali è antigenicamente diversa. Di queste colonie, Haemophilus influenzae sierotipo b ha una capsula composta da poliribosilribitolo fosfato che lo protegge dalla fagocitosi ed è il principale ceppo responsabile delle malattie nell'uomo.

Flagello

Il flagello è una struttura lunga, mobile, a forma di frusta solitamente utilizzata per il movimento. È presente nei batteri e in altri organismi unicellulari, nonché in alcune cellule di organismi multicellulari.

A volte il flagello è considerato un fattore di virulenza. Ad esempio, in Pseudomonas presenta chemiotassi positiva nei confronti di alcune molecole, come gli zuccheri. Inoltre, la virulenza in questi batteri è stata associata alla presenza di un flagello, poiché alcuni mutanti privi di esso difficilmente causano infezioni.

fimbriae

Le fimbrie o pilis sono strutture che si trovano principalmente nei batteri Gram negativi. Sono filamentosi, di natura proteica, più corti e sottili dei flagelli e differiscono dai flagelli perché non vengono utilizzati per lo spostamento.

In alcune specie batteriche queste strutture sono considerate fattori di virulenza, poiché svolgono un ruolo importante nell'aderenza e colonizzazione delle superfici mucose. Sono anche coinvolti in un metodo di traslocazione superficiale indipendente dai flagelli chiamato moti di contrazione.

Un esempio di queste strutture come fattore di virulenza sono il tipo IV pilis o N-metil-fenilalanina pilis presenti in Pseudomonas aeruginosa.

adesine

I batteri producono vari tipi di fattori che consentono loro di aderire efficacemente ai tessuti del loro ospite. Queste sostanze si legano a specifici recettori presenti sulla superficie dei tessuti, impedendone l'eliminazione da parte dell'ospite.

Le adesine includono acidi lipoteicoici, adesine trimeriche autotrasportanti e pilis emoagglutinanti. Ad esempio, Corynebacteria diphteriae possiede proprietà adesive che sono indipendenti dalla produzione di tossine difteriche e che sono dovute a fattori come emoagglutinine, idrofobine, residui di zucchero esposti ed enzimi con attività transialidasi.

Fattore di virulenza di Helycobacter pylori. Tratto e modificato da: utente: Y_tambe.

immunosoppressori

Alcuni fattori di virulenza agiscono eliminando le sostanze immunologiche utilizzate dagli ospiti. Ad esempio, batteri come lo Streptococcus pyogenes possiedono proteasi immunoglobuliniche. Le immunoglobuline sono anticorpi che attaccano e distruggono i batteri attraverso meccanismi come l'opsonizzazione.

Il Mycobacterium ulcerans, l'agente eziologico dell'ulcera di Buruli negli esseri umani, produce un immunosoppressore chiamato micolattone. Questa tossina provoca anche la distruzione dei tessuti.

immunoevasione

I componenti principali della membrana esterna dei batteri Gram negativi sono i lipopolisaccaridi e i lipooligosaccaridi. La struttura dei lipooligosaccaridi che compongono la membrana Haemophilus influenzae imita i glicosfingolipidi umani per sfuggire al rilevamento da parte del sistema immunitario.

Enzimi distruttivi

Alcuni batteri producono vari enzimi che danneggiano i tessuti dell'ospite. Ad esempio, Porphyromonas gingivalis produce polisaccaridasi e un gran numero di proteasi che degradano molti dei componenti della matrice extracellulare dei tessuti ospiti.

Questo batterio è responsabile delle malattie parodontali e la distruzione causata dai suoi enzimi è il principale responsabile dell'infiammazione che si osserva in questo tipo di malattia.

Altri enzimi prodotti dai batteri includono ialurodinasi, lipasi, DNasi ed emolisine.

Le endotossine

Il lipopolisaccaride che fa parte della membrana esterna dei batteri Gram negativi è composto da tre parti, il lipide A, un polisaccaride centrale e il polisaccaride O. Il lipide A è immerso nella membrana e possiede attività tossica, per questo il Il lipopolisaccaride è anche chiamato endotossina.

Quando si verifica la lisi batterica, l'endotossina viene rilasciata e stimola il rilascio di pirogeni, proteine ​​che causano la febbre. Può anche causare shock endotossici che possono portare alla morte.

esotossine

Sono sostanze rilasciate da vari gruppi di batteri che hanno una vasta gamma di effetti e includono neurotossine, citotossine, calagenasi, lipasi, lecitinasi, DNasi, RNasi, emolisine, tra gli altri. Le esotossine più potenti conosciute fino ad oggi sono il tetano e il botulismo, secreti rispettivamente da Clostridium tetani e C. botulinum.

Altri fattori di virulenza

Oltre ai suddetti fattori, ce ne sono altri come polichetidi, siderofori, alginati, fattori che controllano le GTPasi e altri che modificano la risposta immunitaria dell'ospite (ad esempio neuraminidasi).

Esempi

Neisseria gonorrea

La Neisseria gonorrhoeae è un diplococco intracellulare responsabile della malattia a trasmissione sessuale nota come gonorrea o gonorrea. In questa specie, i ricercatori hanno identificato diversi fattori di virulenza, tra i quali citano: pilis o fimbrie, proteine ​​I (Por), II (Opa) e III (Rpm), costituenti della membrana esterna.

Anche i fattori di virulenza sono lipooligosaccaridi, peptidoglicano e altre proteine ​​come Lip (H8) e Fbp, producono anche una proteasi IgA1, responsabile dell'inattivazione di un'importante immunoglobulina nella mucosa umana chiamata IgA1.

Helicobacter pylori

L'Helicobacter pylori è la principale causa di alcune malattie gastrointestinali, come gastriti, ulcere peptiche e anche alcuni tipi di neoplasie.

Ci sono diversi fattori di virulenza descritti per questa specie, tra cui: a) l'attività dell'ureasi, un enzima che catalizza l'idrolisi dell'urea fornendo ammonio e carbammato, che possono causare lesioni nell'epitelio gastrico; b) altri fattori di aderenza, necessari per la colonizzazione batterica.

Le emagglutinine inducono cambiamenti nella risposta immunitaria per il fatto di avere una composizione biochimica simile a quella di alcuni antigeni presenti nei gruppi sanguigni. Inoltre, ha un gene associato alla vacuolizzazione e un altro con attività citotossica che sono presenti solo nei ceppi virulenti.

Neisseria meningitidis

La meningite batterica è una malattia contagiosa causata da Neisseria meningitidis o meningococco. I fattori di virulenza per questo batterio includono la capsula polisaccaridica che lo protegge dalla risposta infiammatoria dell'ospite e i pili di tipo IV che promuovono l'aderenza batterica.

Altri fattori di virulenza di questa specie sono proteine ​​di classe 5 (Opa) e Opc, proteasi IgA1 e componenti della parete cellulare.

Riferimenti

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