Cosa ci fanno i virus e come risponde il
nostro corpo-parte II
Dr. Ennio Tasciotti
Professore di Nanomedicina Methodist Hospital
Houston, Texas
In questa lezione…
Scopriremo le difese naturali del corpo contro i virus patogeni: gli agenti infettivi che causano la malattia.
Descriveremo come le barriere fisiche e chimiche impediscono ai patogeni di entrare nel corpo.
Analizzeremo come il sistema immunitario utilizza una gamma di cellule e molecole per attaccare i patogeni che superano queste barriere.
Studieremo come le cellule B svolgono un ruolo vitale nella produzione di anticorpi per combattere le infezioni.
Guarderemo alcuni farmaci ed altri approcci terapeutici.
Come il coronavirus infetta le vie respiratorie
Barriere biologiche del corpo:
una difesa naturale contro i patogeni
Barriere biologiche del corpo
Barriere biologiche del corpo
I tessuti epiteliali forniscono la prima linea di protezione del corpo dall'usura fisica, chimica e biologica.
Le cellule di un epitelio agiscono come regolatori del corpo controllando la permeabilità e
permettendo il trasferimento selettivo dei materiali attraverso una barriera fisica.
Tutte le sostanze che entrano nel corpo devono attraversare un epitelio.
Gli epiteli includono caratteristiche strutturali che consentono il trasporto selettivo di molecole e ioni attraverso le loro membrane cellulari.
Un primo sguardo di insieme:
la differenza tra pelle sana e dannegiata
Capacità di trattenere fluidi e umidità
Tre tipi di connessioni consentono vari gradi di interazione tra le cellule:
giunzioni strette, desmosomi e giunzioni comunicanti
Le cellule dell'epitelio sono strettamente connesse e non sono separate da materiale cellulare
La maggior parte dei tessuti epiteliali sono essenzialmente
grandi strati di cellule che coprono tutte le superfici del corpo esposte al mondo esterno e
rivestono l'esterno degli organi.
La pelle non è l'unica area del corpo esposta all'esterno. Altre
aree includono le vie
respiratorie, il tratto digestivo, nonché i sistemi urinario e riproduttivo, che sono tutti
rivestiti da un epitelio.
L’epitelio: la prima barriera all’ingresso dei patogeni
Riveste polmoni Permette la diffusione
Riveste tubuli renali Permette l’assorbimento
Riveste la trachea e permette di rimuovere l’impurità spingendole verso la gola
EPIDERMIDE
I due tipi di difese
La prima linea di difesa è rappresentata dalla barriera fisica della pelle, del muco, e delle membrane cellulari La seconda linea di difesa è rappresentata dalla funzioni cellulari di barriera:
fagocitosi, attivazione delle proteine del complemento, interferone e infiammazione.
Le mucose sono la prima linea di difesa delle vie respiratorie
Barriere meccaniche e difese cellulari
Immunità innata
Immunità aspecifica o innata
L’immunità aspecifica o innata è una immunità di tipo non specifico presente sin dalla nascita.
Avviene nei soggetti il cui sistema immunitario non si è ancora sviluppato e non è in grado di dare risposte specifiche e selettive agli agenti patogeni.
Detta anche immunità naturale, ereditaria o costitutiva, rappresenta la prima linea difensiva nei
soggetti non immunizzati.
Questa prima linea difensiva dell’organismo è il sistema di difesa più antico ed è comune a tutti gli organismi pluricellulari, compresi insetti e piante.
Protezione contro l’infezione
Eradicazione di una infezione
Alcune caratteristiche dell’immunità innata
I meccanismi alla base dell’immunità naturale sono preesistenti al contatto con i
microrganismi e vengono attivati tempestivamente dalla presenza degli agenti patogeni prima che l’organismo sia in grado di sviluppare una risposta immunitaria specifica verso di essi.
Questa prima linea difensiva dipende da barriere anatomiche, barriere fisiologiche, meccanismi di endocitosi/fagocitosi, barriere infiammatorie.
L’endocitosi è un termine generico che sta a indicare la capacità delle cellule di captare il materiale extracellulare che le circonda. La fagocitosi è un tipo di endocitosi specializzata che
consiste nell’ingestione di particelle extracellulari tra cui anche microrganismi patogeni.
Le barriere infiammatorie si attivano in seguito ai segnali chimici emessi dalle cellule attaccate dal microrganismo patogeno. Rappresentano una delle prime difese che l’organismo attiva
davanti all’azione di un agente nocivo.
Oltre ai linfociti NK (Natural killer), fanno parte del sistema immunitario innato: i mastociti, gli eosinofili, i basofili, i macrofagi, i neutrofili e le cellule dendritiche:
queste cellule hanno, tra loro, meccanismi di funzionamento molto diversi, ma sono tutte in grado di eliminare e/o di identificare gli agenti patogeni.
Cellule Natural Killer: licenza di uccidere
Le cellule Natural Killer (NK) sono una
sottopopolazione di cellule che riconoscono e uccidono cellule infettate e/o danneggiate secernendo citochine infiammatorie.
Costituiscono il 5-20% delle cellule
mononucleate del sangue e della milza.
Il curioso termine natural killer deriva dal fatto che queste cellule, in vitro, sono in grado di uccidere le cellule bersaglio senza
necessità di attivazione.
In presenza di un microrganismo patogeno l’immunità specifica si basa sull’attivazione mirata dei linfociti B e T, cellule specializzate in funzioni immunitarie, ed è caratterizzata dall’importante specificità dei recettori coinvolti (gli anticorpi nel caso dei linfociti B e il cosiddetto recettore delle
cellule T, ovvero il T-cell receptor, nel caso dei linfociti T).
Linfociti B Linfociti CT
Immunità adattiva
Le strategie attraverso cui opera l’immunità specifica sono due e collaborano strettamente tra loro:
l’immunità umorale (ovvero per via ematica) e l’immunità cellulo-mediata. Nel primo caso a intervenire sono i linfociti B, che si attivano per produrre anticorpi con i quali debellare gli agenti
infettivi. Nel secondo caso ad agire sono i linfociti T che si attivano per secernere alcune molecole infiammatorie, le citochine, e rivelando le loro proprietà citotossiche.
Immunità adattiva
Protezione contro l’infezione
Eradicazione di una infezione
L’immunità specifica o adattativa, nota anche come immunità acquisita, rappresenta l’insieme delle
risposte di tipo specifico attivate dal sistema immunitario verso i microrganismi patogeni.
Può essere acquisita in diversi modi:
1- naturale e attivo (quando, cioè, il sistema immunitario conserva il ricordo di malattie già avute, detta immunità acquisita naturale attiva),
2- naturale ma passivo (dovuta, ad esempio, ad anticorpi preformati di origine materna, detta anche
immunità acquisita naturale passiva o immunità del neonato),
3- artificiale (mediante la somministrazione di vaccini e sieri, detta anche immunità acquisita
artificiale).
Immunità adattiva
Attacco del virus al Sistema Immunitario
Come fa il virus ad evitare la distruzione delle particelle virali
Farmaci antivirali
Gli antivirali sono farmaci il cui utilizzo è mirato a combattere numerose infezioni virali o per fornire protezione, generalmente per un breve periodo, nei confronti dell'infezione stessa.
Agiscono inibendo una delle varie fasi del ciclo replicativo del virus:
1- Assorbimento e penetrazione del virus nella cellula ospite.
2- Trascrizione e traduzione del genoma virale.
3- Assemblaggio e maturazione dei virioni, ovvero le particelle virali complete.
Farmaci anti virus influenzali: amantadina, in grado di contrastare il virus influenzale A;
zanamivir e oseltamivir attivi contro i virus influenzali di tipo A e B.
Farmaci anti viruserpetici: aciclovir è l'antivirale di riferimento per la terapia anti-herpes.
Trova impiego sia contro l'Herpes labiale e genitale (Herpes simplex) che contro la varicella e l'Herpes-zoster. Ci sono poi valaciclovir, penciclovir e famciclovir che hanno uno spettro d'azione
simile all'aciclovir, ma maggiori effetti collaterali. Contro questi virus possono essere utilizzati anche l'idoxuridina e la vidarabina (quest'ultima soprattutto contro l'Herpes simplex).
Farmaci anti virus epatici: interferoni, per il trattamento di diversi tipi di epatiti e la ribavirina, utilizzata nell'epatite cronica da virus dell'epatite C.
Farmaci anti HIV: la terapia HAART, Highly Active Anti-Retroviral Therapy, ovvero terapia antiretrovirale altamente attiva consiste nell'uso associato di più antivirali nella terapia dell'infezione da HIV: questa associazione è necessaria poiché con la monoterapia questo virus
diventa facilmente resistente.
Esistono diversi tipi di farmaci antivirali
Riposizionamento di farmaci esistenti per il trattamento di infezioni
emergenti causate da nuovi virus
Questa metodologia integrativa di riproposizionamento di farmaci antivirali implementa una piattaforma
di medicina di rete basata sulla
farmacologia dei sistemi, quantificando l'interazione tra l'interattività
dell'ospite HCoV e gli obiettivi
farmacologici nella rete di interazione proteina virale -proteina umana.
