Cosa ci fanno i virus e come risponde il nostro corpo-parte II - Dr.Ennio Tasciotti Professoredi Nanomedicina Methodist Hospital Houston, Texas ...
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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
L’epitelio: la prima barriera all’ingresso dei patogeni
Riveste polmoni Riveste tubuli renali
Permette la diffusione Permette l’assorbimento
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.
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
Protezione contro l’infezione
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.
Eradicazione di una infezioneAlcune 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.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.
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.Immunità adattiva
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 CTImmunità 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 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).
Eradicazione di una infezioneAttacco 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.Esistono diversi tipi di farmaci antivirali
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.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.Mercato globale dei farmaci antivirali
DOMANDE E
CHIARIMENTI
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