Regno
Batteri
Protozoi
Virus
Prioni
Miceti uni/pluricellulari
Forma batterica
Dimensione della cellula batterica
• Procarioti: da 0.25 x 1.2 mm a 1.5 x 4 mm
Cocco
Bacillo
• Media: 1 x 3 mm (E. coli)
Vibrio-Spirillo
Spirochete
• Eucarioti: 2 – 200 mm in diametro
Stelo
Ifa
Filamentosi
• Il cromosoma batterico, principalmente a
struttura circolare, è costituito da DNA.
• Il DNA, unico filamento lunghissimo di 1100 ÷
1400 mm, è chiamato NUCLEOIDE.
• Spesso i batteri hanno DNA
extra cromosomiale: i plasmidi.
Plasmidi
• DNA extra cromosomiale
• multicopia
• Codifica per fattori di
patogenecità
patogenecità e di resistenza
antimicrobica
1
La cellula è avvolta da una Membrana
Cellulare che racchiude il citoplasma
Gram-positivo
Gram-negativo
Membrana
esterna
Membrana
citoplasma
citoplasma
Spazio
periplasmico
peptidoglicano
Parete cellulare
Involucro rigido al di sopra della membrana
citoplasmatica
‰ Forma
• Bastoncini, cocchi,
cocchi, a virgola,
virgola, a spirale
‰ Caratteristiche tintoriali
• Gram, alcool-acido resistenza
‰ Organizzazione diversa nei Gram positivi e
Gram negativi
‰ Sede di antigeni
Parete cellulare
‰
Presenza di parete
• cellule fungine Æ chitina (N-acetilglucosamina)
• cellule vegetali Æ cellulosa (glucosio)
Il componenete caratteristico è il peptidoglicano o
mureina
Gram-positivo
Peptidoglicano o Mureina
‰ Componente strutturale della parete
‰ Lunghissimo polimero lineare,
lineare,
stabilizzato da fitti legami trasversali
• Acido teicoico
• Ha specificità antigenica
‰ Avvolge la cellula,
cellula, formando un astuccio
rigido e resistente
‰ Determina la forma
‰ Impedisce il rigonfiamento
2
Involucro esterno dei micobatteri
Gram-negativo
LPS
Periplasm
Peptidoglycan
CAPSULA
Micoplasmi e Clamidie
I Micoplasmi sono privi di parete cellulare e hanno
una membrana cellulare contenente steroli.
Cysteine
rich
protein
Major
outer
membrane
protein
M O M P
Le Clamidie (parassiti endocellulari obbligati) hanno
una parete cellulare con una composizione chimica
differente; tra l’l’altro sono privi di peptidoglicano.
CRP grande
‰
Struttura presente in numerosi batteri sia G- sia G+
‰
Non essenziale è presente in vivo
‰
‰
Adesività
Adesività
‰
Antifagocitaria
‰
Capacità
Capacità di adsorbire le molecole antimicrobiche
I Flagelli
• Movimenti oscillatori (movimento browniano)
• Movimento attivo: flagelli (monotrichi o peritrichi)
• La locomozione avviene attraverso la rotazione del
filamento in corrispondenza della struttura basale
Involucro mucoso altamente viscoso, costituito da
polissaccaridi
Pili o fimbrie
•
•
•
Più
Più corti dei flagelli
Adesione alla cellula ospite
Coniugazione ( pili F )
Binding of pili to host
cells
• Il movimento avviene grazie all’
all’ energia generata
durante la fosforilazione ossidativa o per idrolisi
dell’
dell’ATP negli anaerobi
5 ÷ 10 mm
0,2 ÷ 2 mm
3
I batteri si riproducono
asessualmente per scissione semplice
(o divisione binaria)
Spore
Batteri produttori di endospore:
Bacillus e Clostridium
(i) incremento del volume cellulare
Terminale
(Clostridium)
(ii) duplicazione del DNA
(iii) divisione (formazione del setto)
(iv) la membrana cellulare e la parete
cellulare si accrescono per separare le
Centrale (Bacillus)
due cellule
Terreni di coltura
Spore
Forme di sopravvivenza molto resistenti
La formazione della spora non è una necessità
necessità
In fase logaritmica non si ha produzione di
spore
Il processo di sporificazione inizia:
per esaurimento delle sostanze nutritive
‰
E’ un mezzo a composizione idonea per la crescita, la
conservazione o il trasporto in vitro di microrganismi.
‰
Con il terreno di coltura si cerca di riprodurre un
ambiente in grado di soddisfare le esigenze
metaboliche del batterio che si desidera coltivare.
‰
Chimicamente definito
‰
Complesso
‰
Minimo
per accumulo di cataboliti
Farmaci antibatterici
Molecole prodotte da un
microrganismo o di sintesi capaci di
inibire o distruggere microrganismi e
quindi utilizzabili nel controllo delle
malattie infettive.
Definizione
•
Tossicità selettiva
Gli antimicrobici sono delle sostanze
tossiche
per
i
batteri
a
concentrazioni che risultano non
dannose per le cellule dell’ospite.
•
Bersagli
degli antimicrobici sono
strutture o vie metaboliche proprie dei
batteri.
•
Differenti dai disinfettanti
4
Definizione
Meccanismo d’
d’azione degli
antibiotici
• Farmaci antimicrobici: Batteriostatici o
Battericidi
Á Antibiotici: prodotti da microrganismi
•Bersagli
degli antibiotici sono strutture o vie
metaboliche proprie dei batteri.
Á Chemioterapici: prodotti di sintesi
•Agiscono
Á Semisintetici
sui batteri metabolicamente attivi
Á Ampio Spettro
• Chemioterapia antimicrobica: quando un farmaco
è usato per il controllo di una infezione
MICETI
Caratteri generali
• Eucarioti / Aerobi
• Micosi
ß Infezioni,
spesso opportunistiche a cui
sono esposti soggetti defedati,
immunodepressi o affetti da malattie
altamente debilitanti.
/ anaerobi facoltativi
• Immobili /Gram-positivi
• Unicellulari (lieviti) o pluricellulari (muffe)
• Riproduzione sessuata o asessuata
• Dimorfismo
Ultrastruttura della cellula miceliale
• Azione Patogena
™
Parassitismo diretto
™
Produzione di metaboliti tossici (micotossine)
Ultrastruttura della cellula lievitiforme
5
Parete cellulare fungina
Morfologia delle muffe
• Ifa: filamento mono o pluricellulare
• Unità
Unità riproduttiva: conì
conìdio o spora
• Micelio o tallo: l’l’insieme delle ife
MODALITA’ DI
RIPRODUZIONE
• Per mezzo di strutture specializzate che
presentano lo stesso assetto cromosomico di
tutte le altre cellule miceliali anch’esse in
grado di generare una colonia:
– Riproduzione sessuata mediata da spore
– Riproduzione asessuata mediata da conìdi
Á
Micelio vegetativo
Á
Micelio aereo
Dimorfismo fungino:
una caratteristica peculiare dei miceti
patogeni
Morfologia diversa:
Á Lievitiforme nella forma parassitaria o tessutale
Á Miceliale nella forma colturale o vegetativa
Á Probabilmemte dovuto ad adattamento alla diversa
temperatura, pH, concentrazione ionica
Antibiotici antifungini
• Meccanismo d’
d’Azione
Q
Bersagli biosintetici
Î Sintesi DNA e RNA
Î ATPasi delle membrane mitocondriali e vacuolari
Q
Bersagli strutturali
Î Parete cellulare (chitina)
Î Membrana citoplasmatica (ergosterolo, sintesi dei
glucani)
I Protozoi
• Eucarioti unicellulari
• Plurinucleati in alcuni stadi della
cellula
• Eterotrofi
– per fagocitosi e pinocitosi
6
*
I Protozoi
• Locomozione
I Protozoi
• Presenti nel suolo e nelle acque,
all’interno e all’esterno di animali e
vegetali
– Pseudopodi
– Ciglia
– Flagelli
• Riproduzione asessuata
– Divisione binaria
• Riproduzione sessuata
• Commensali o simbionti
• Parassiti anche nell’uomo
• Cisti o spore
I Protozoi
• Patogeni umani
• In crescente crescita
– Mobilità
– Farmaco-resistenza
– Opportunisti
I Protozoi
• Giardia intestinalis o lamblia
• Toxoplasma
• Plasmodium
• Trichomonas vaginalis
• Leishmanie
• Amebe
• Plasmodium falciparum, vivax, malariae, ovale
I Virus
• I virus
– Non erano visibili al microscopio
– Non potevano essere coltivati
– Non erano tossine essendo
contagiosi
Cos’è un Virus?
1.I Virus sono parassiti intracellulari
obbligati,
obbligati, molto piccoli e infettivi.
Á Il genoma virale è composto da DNA
o RNA. Il genoma dirige la
produzione di nuove particelle virali
che vanno a infettare nuove cellule
dell’
dell’ ospite.
7
DIMENSIONI ESTREMAMENTE RIDOTTE
PARASSITISMO ENDOCELLULARE OBBLIGATO
ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE A LIVELLO
SUBCELLULARE
• ACIDO NUCLEICO: DNA o RNA
Á ENTITA’ BIOLOGICHE DIFFERENTI
• CAPSIDE
•
NON POSSIEDONO ORGANELLI FUNZIONALI
•
DIPENDONO DALL’OSPITE: ENERGIA E REPLICAZIONE
•
POSSIEDONO UN SOLO TIPO DI ACIDO NUCLEICO
•
NON POSSIEDONO ENZIMI (eccezioni: Lisozima, Trascrittasi
inversa)
Á REPLICAZIONE SOLO CON SISTEMI VIVENTI
•
UOVA EMBRIONATE DI POLLO
•
COLTURE CELLULARI
STRUTTURA DEI VIRUS
• Capsomeri:Unità morfologiche: uno o più polipeptidi
• CUBICA (o Icosaedrica): poliedro regolare
• ELICOIDALE: Spirale
• ENVELOPE o peplos
Acquisito durante la maturazione (gemmazione)
Glicoproteine (peplomeri)
Proteine della matrice
ACIDI NUCLEICI VIRALI
RNA o DNA
Involucro Proteico
(Capsomeri)
(A) Elicoidale
(B) Complesso
(C) Icosaedrico
(D) Peplos
Envelope lipidico
Architettura del
Capsì
Capsìde
DNA
Singolo filamento/lineare
Acido Nucleico
RNA
Doppio filamento/lineare o circolare
Doppio filamento
Positivo
Singolo filamento
Negativo
RNA
DNA
Struttura elicoidale
•Due strutture principali: Elicoidale & Icosaedrica
•Capsomeri:Unità morfologiche: uno o più polipeptidi
8
Struttura Icosaedrica
•Composta da una o
due differenti
proteine
Virus a struttura complessa
•Batteriofago: testa icosaedrica, coda elicoidale,
fibre per l’attacco
Batteriofago lambda
•Adenovirus virus a struttura
icosaedrica senza peplos
E. coli
batteriofagi
Classificazione virale
Batteriofagi
Classificazione virale
9
DIAGNOSI
FARMACI ANTIVIRALI
Á Sulle fasi precoci di interazione virus-cellula
Amantadina (impedisce la spoliazione o svestimento)
Á Sulla replicazione degli acidi nucleici virali
Analoghi strutturali dei nucleosidi come aciclovir
(guanosina) zidovudina e AZidoTimidina (timidina),
Á Sulla traduzione degli RNA messaggeri virali
Interferone
Á Sulla fase di assemblaggio dei virus
Rifampicina
Á Sulla inibizione delle proteasi
Formazione di particelle virali immature: saquinavir,
ritonavir
DIRETTA
Á Isolamento virus in sistemi cellulari:
e uova di pollo, cavie, colture cellulari
Á Osservazione al microscopio
Á Ricerca antigeni (ELISA, RIA)
Á Determinazione di acidi nucleici virali
e ibridizzazione, amplificazione genica
INDIRETTA
Á Ricerca anticorpale (ELISA, RIA)
Cosa sono i Prioni?
Perché
Perché un prione è dannoso?
Il prione (proteinaceous
infectious only) consiste di
una proteina infettante che
trasforma una proteina
normale dell’
dell’ospite chiamata
PrPC (Cellular prion protein), o
PrP,
PrP, in una simile a se stessa
(PrPSc [Scrapie]).
PrPC è convertita in PrPSc
® PrPSc non viene digerita dalle Proteasi
®
®
PrPSc si accumula nelle cellule cerebrali
®
PrPSc causa degenerazione delle cellule del
cervello con conseguente morte del
soggetto!
soggetto!
Differenze strutturali tra PrPC e
PrPSc
PrPC
PrPSc
43% a helix
34% a helix
3% b sheet
43% b sheet
PrPC
PrPSc
10
Encefalopatie spongiformi subacute
Animali
• Scrapie : pecora
• TME : visone
• CWD : cervidi
• BSE : mucca
Uomo
• CJD : Malattia di Creutzfeld - Jacob
• GSS : Sindrome di GerstmannStraussler - Scheinker
• FFI : Fatal Familial Insomnia
• Alpers Syndrome
Perché
Perché il
cervello?
Á L’ accumulo della PrPSc non è cervello-specifico
Á L’ Attivazione degli astrociti
1. Porta a deterioramento fisiologico
2. Gli Astrociti supportano la conversione dei prioni
11
