Indice BATTERIOLOGIA. Autori Presentazione Introduzione

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1 Autori Presentazione Introduzione V VII XVII BATTERIOLOGIA 1 Generalità 3 I microrganismi come cellule 3 Diversità dei microrganismi: eucarioti, procarioti, virus 3 Microrganismi eucarioti 3 Dai procarioti agli eucarioti 4 Distribuzione dei microrganismi in natura 7 Ruolo dei microrganismi 8 Attività benefiche dei microrganismi 8 Attività nocive dei microrganismi 10 2 Osservazione e studio dei microrganismi 13 Esame microscopico 13 Microscopia ottica 13 Microscopia elettronica 14 Allestimento dei preparati per l esame batterioscopico 20 Esame a fresco 20 Esame su preparati colorati 21 Colorazioni semplici 23 Colorazioni differenziali 23 Tecniche colturali 27 Tecniche di identificazione dei batteri 29 3 Morfologia, struttura e funzione della cellula batterica 33 Morfologia batterica 33 Struttura funzionale della cellula batterica 33 Strutture di superficie 33 Appendici batteriche: mobilità e adesività 44 Strutture intracitoplasmatiche 47 La spora batterica 50 4 Coltivazione dei batteri in laboratorio 53 Piera Anna Martino Fattori che condizionano la crescita batterica 53 Fattori nutritizi 53 Fattori ambientali 56 Riproduzione batterica 59 Riproduzione dei batteri in terreno solido: le colonie batteriche 60 Curva della crescita batterica in terreno liquido 61 Tecniche di coltivazione 62 Sicurezza in laboratorio 64 5 Genetica dei microrganismi 67 Lauretta Turin Gli acidi nucleici (DNA e RNA) depositari dell informazione genetica 67 Gli acidi nucleici 67 Il genoma nei procarioti e negli eucarioti 69 I geni 70 Variabilità genetica 74 Mutazioni 74 Meccanismi di ricombinazione genetica nei batteri 75 6 Le scienze omiche 81 Paola Roncada, Alessio Soggiu, Cristian Piras, Luigi Bonizzi Genomica dei microrganismi 81 Tecnologie disponibili 83 Microbiota, microbioma, metagenoma 84 Epigenomica 84 Trascrittomica 84 Proteomica 84 Tecnologie 85 Metaproteomica 86 Metabolomica 86 Prospettive future 87

2 X 7 I batteri come agenti patogeni 89 Interazione microrganismo-ospite 89 Proprietà patogene dei germi 91 Fattori di colonizzazione 91 Fattori di diffusione 93 Fattori che interferiscono con la fagocitosi 94 Fattori tossici Batteriologia diagnostica e clinica 99 Prelievo e invio dei campioni diagnostici al laboratorio 99 Campioni da lesioni cutanee e da ascessi 99 Campioni di urine per urocolture 100 Prelievi di sangue per emocolture 100 Campioni di feci per coprocolture 101 Campioni di latte da bovine con mastite 101 Prelievi nei casi di aborto 101 Prelievi dall apparato genitale 101 Prelievi per l isolamento di anaerobi 101 Microrganismi che richiedono particolari terreni di trasporto 102 Interpretazione dei risultati diagnostici 102 Esame microscopico, coltivazione e identificazione dei batteri patogeni 103 Esame batterioscopico 103 Esame colturale 104 Prima fase di identificazione dei batteri 104 Seconda fase di identificazione: le prove biochimiche 105 Valutazione della sensibilità del batterio agli antibiotici: l antibiogramma 106 Scelta dell antibiotico per il trattamento delle infezioni sostenute dai principali batteri patogeni di interesse veterinario 107 Applicazione diagnostica delle prove immunologiche 108 Nuove tecniche molecolari applicate alla diagnostica batteriologica 108 Sonde molecolari (biosonde o DNA-probes) 108 Tecniche di amplificazione molecolare: la PCR (Polymerase Chain Reaction) Classificazione dei batteri e batteriologia speciale 111 Piera Anna Martino Classificazione e nomenclatura 111 Eubatteri Gram-positivi 111 Eubatteri Gram-negativi 127 Batteri spiraliformi 139 Batteri intracellulari 143 Batteri privi di parete cellulare Agenti fisici e chimici nel controllo dei microrganismi 149 Attività antimicrobica: terminologia 149 Agenti fisici 150 Calore secco 150 Filtrazione 151 Radiazioni 151 Controllo dell avvenuta sterilizzazione 152 Pericolosità dei batteri uccisi nei prodotti sterilizzati 153 Agenti chimici 154 Alogeni 154 Fenolo e derivati 155 Metalli pesanti 155 Alcoli 156 Agenti alchilanti 156 Gas-plasma 156 Ossidanti 157 Ozono (O 3 ) 157 Composti tensioattivi 157 Acidi 157 Alcali 157 Fattori che influenzano l attività antimicrobica 158 VIROLOGIA 11 Generalità 161 Giorgio Poli I virus 161 Gruppi principali di virus 162 Virus animali 162 Virus vegetali 163 Virus batterici 163 Breve storia della virologia 163 Purificazione delle particelle virali 166 Morfologia e struttura dei virus 166 Mezzi di osservazione e studio 166 Struttura dei virus 167 Composizione chimica dei virus Stadi dell infezione virale e meccanismi di difesa delle cellule 173 Stefania Lauzi Il ciclo replicativo dei virus 173 Le fasi della replicazione virale 173 Trasfezione 186 Cellule infettate e replicazione virale 186 Meccanismi di difesa della cellula infettata 187 Attività antivirale innata delle cellule infettate 187 Gli interferoni (IFN) Genetica ed evoluzione dei virus 193 Sergio Rosati Teorie sull origine dei virus 193 Evoluzione dei virus 193 Mutazioni puntiformi 194 Ricombinazione e riassortimento 194 Adattamento dei virus in laboratorio 195 Altri sistemi evolutivi 196 Conseguenze evolutive ed epidemiologiche delle modificazioni genetico-fenotipiche 197

3 XI 14 Diagnostica virologica 201 Stefania Lauzi, Lauretta Turin Diagnosi diretta 201 Isolamento virale 201 Identificazione virale 211 Diagnosi mediante prove sierologiche Nomenclatura e classificazione dei virus 225 Sergio Rosati Tassonomia e criteri di classificazione 225 dsdna (classe 1 di Baltimore) 227 Adenoviridae (Maria Cristina Ossiprandi) 227 Classificazione 228 Proprietà del virus 229 Replicazione 230 Caratteristiche delle infezioni 230 Asfarviridae (Alberto Alberti) 230 Classificazione 230 Proprietà del virus 231 Replicazione 231 Caratteristiche delle infezioni 231 Herpesvirales (Sergio Rosati) 232 Classificazione 232 Proprietà del virus 232 Replicazione 232 Caratteristiche delle infezioni 233 Iridoviridae (Pietro Giorgio Tiscar) 235 Classificazione 235 Proprietà del virus 235 Replicazione 235 Caratteristiche delle infezioni 235 Papillomaviridae (Luisa De Martino) 236 Classificazione 236 Proprietà dei virus 236 Replicazione 237 Caratteristiche delle infezioni 237 Polyomaviridae (Luisa De Martino) 238 Classificazione 238 Proprietà dei virus 238 Replicazione 238 Caratteristiche delle infezioni 239 Poxviridae (Andrea Balboni) 240 Classificazione 240 Proprietà del virus 241 Replicazione 243 Caratteristiche delle infezioni 243 ssdna (classe 2 di Baltimore) 244 Circoviridae (Vittorio Sala) 244 Classificazione 244 Proprietà del virus 244 Replicazione 244 Caratteristiche delle infezioni 244 Parvoviridae (Andrea Balboni) 245 Classificazione 245 Proprietà del virus 246 Replicazione 246 Caratteristiche delle infezioni 247 dsrna (classe 3 di Baltimore) 247 Birnaviridae (Maria Luisa Menandro) 247 Classificazione 247 Proprietà del virus 247 Replicazione 248 Caratteristiche delle infezioni 248 Reoviridae (Alberto Alberti) 249 Classificazione 249 Proprietà del virus 249 Replicazione 251 Caratteristiche delle infezioni 252 ssrna (+) (classe 4 di Baltimore) 252 Arteriviridae (Vittorio Sala) 252 Classificazione 252 Proprietà del virus 253 Replicazione 253 Caratteristiche delle infezioni 253 Astroviridae (Vincenzo Cuteri) 254 Classificazione 254 Proprietà del virus 255 Replicazione 255 Caratteristiche delle infezioni 255 Caliciviridae (Pietro Giorgio Tiscar) 255 Classificazione 255 Proprietà del virus 256 Replicazione 256 Caratteristiche delle infezioni 256 Coronaviridae (Maria Tempesta) 256 Classificazione 256 Proprietà del virus 259 Replicazione 259 Caratteristiche delle infezioni 259 Flaviviridae (Maria Tempesta) 260 Classificazione 260 Caratteristiche del virus 260 Replicazione 261 Caratteristiche delle infezioni 261 Hepeviridae (Andrea Balboni) 262 Classificazione 262 Proprietà del virus 263 Replicazione 263 Caratteristiche delle infezioni 263 Picornaviridae (Maria Cristina Ossiprandi) 263 Classificazione 263 Proprietà del virus 263 Replicazione 265 Caratteristiche delle infezioni 265 Togaviridae (Mauro Coletti, Patrizia Casagrande Proietti) 268 Classificazione 268 Proprietà dei virus 268 Replicazione 268 Caratteristiche delle infezioni 269 ssrna ( ) (classe 5 di Baltimore) 270 Arenaviridae (Bianca Maria Orlandella) 270 Classificazione 270 Proprietà del virus 270 Replicazione 270 Caratteristiche delle infezioni 270 Bornaviridae (Mario Forzan) 271 Classificazione 271 Proprietà del virus 271 Replicazione 271 Caratteristiche delle infezioni 271 Bunyaviridae (Vincenzo Cuteri) 272 Classificazione 272 Proprietà del virus 272 Replicazione 272 Caratteristiche delle infezioni 272

4 XII Filoviridae (Bianca Maria Orlandella) 273 Classificazione 273 Proprietà dei virus 273 Replicazione 273 Caratteristiche delle infezioni 274 Orthomyxoviridae (Luisa De Martino) 274 Classificazione 275 Proprietà del virus 275 Replicazione 276 Caratteristiche delle infezioni 277 Paramyxoviridae e pneumoviridae (Mauro Coletti, Patrizia Casagrande Proietti) 278 Classificazione 278 Proprietà del virus 278 Replicazione 281 Caratteristiche delle infezioni 282 Rhabdoviridae (Maria Luisa Menandro) 282 Classificazione 282 Proprietà del virus 282 Replicazione 283 RNA/DNA RT (classe 6 di Baltimore) 287 Retroviridae (Sergio Rosati) 287 Classificazione 287 Proprietà del virus 287 Replicazione 288 Caratteristiche delle infezioni 289 DNA/RNA RT (classe 7 di Baltimore) 290 Hepadnaviridae (Mario Forzan) 290 Classificazione 290 Proprietà del virus 290 Replicazione 291 Caratteristiche delle infezioni 291 Virus delle api (Maurizio Mazzei) 292 Classificazione 292 Proprietà del virus 295 Replicazione 295 Caratteristiche delle infezioni Virus e cancro 297 Marco Alessandro Pierotti Virus oncogeni in modelli animali e meccanismi genetici di cancerogenesi 297 Dagli oncogeni virali agli oncogeni cellulari 300 Da proto-oncogene a oncogene 302 Le proteine degli oncogeni 304 Virus oncogeni nell uomo 306 Geni oncosoppressori 307 Interazione tra le proteine dei geni oncosoppressori e le proteine trasformanti dei virus oncogeni a DNA 308 Prospettive future I batteriofagi 311 Giorgio Poli Morfologia, tipi, modalità replicative e applicazioni 311 Replicazione, maturazione e rilascio 314 La lisogenia 315 Batteriofagi: nuova arma contro i batteri antibiotico-resistenti 317 Proprietà, vantaggi e limitazioni dei batteriofagi 317 Specificità batterica 317 La nuova era dell ingegneria genetica fagica Agenti infettivi non convenzionali: i prioni 319 Cristina Casalone, Barbara Iulini, Elena Vallino Costassa Eziologia delle encefalopatie spongiformi 319 Encefalopatie spongiformi dell uomo 321 Kuru 321 Malattia di Creutzfeldt-Jakob (CJD, Creutzfeldt-Jakob Disease) 321 Sindrome di Gerstmann-Straüssler-Scheinker (GSS) 322 Insonnia fatale familiare (FFI, Fatal Familial Insomnia) 322 Encefalopatie spongiformi degli animali 322 Scrapie della pecora e della capra 322 Encefalopatia spongiforme del bovino (BSE, Bovine Spongiform Encephalopathy) 322 Encefalopatia spongiforme felina (FSE, Feline Spongiform Encephalopathy) 324 Sindrome di deperimento cronico dei cervidi (CWD, Chronic Wasting Disease) 324 Encefalopatia trasmissibile del visone (TME, Transmissible Mink Encephalopathy) 325 Sorveglianza e diagnosi delle malattie da prioni animali 325 MICOLOGIA CHEMIOTERAPIA 19 Micologia 329 Andrea Peano I funghi 329 Miceti filamentosi 329 Lieviti 329 Miceti dimorfi 330 Riproduzione 330 Classificazione 332 I miceti come agenti patogeni 332 Diagnosi di laboratorio delle micosi 333 Principali miceti agenti di infezione 335 Dermatofiti 335 Muffe opportuniste 337 Lieviti opportunisti 341 Funghi dimorfi 342 Pneumocystis spp. 343 Specie fungine minaccia per la biodiversità animale Chemioterapia antibatterica e antivirale 345 Roberto Villa, Petra Picò Cagnardi Chemioterapia antibatterica 345 Generalità 345 Il farmaco antibatterico 345

5 XIII Classificazione degli antibatterici 347 Uso corretto/prudente degli antibatterici 352 Chemioterapia antivirale 353 Interferone e induttori di interferone 353 Chemioterapici antivirali 354 Fenomeni di resistenza 356 IMMUNOLOGIA 21 Generalità 361 Breve storia dell immunologia 361 Le origini dell immunologia 361 L immunologia diviene scienza 364 Come si difende l organismo? 364 Le fasi della risposta immunitaria Antigeni e immunogenicità 371 Cosa condiziona l immunogenicità di un antigene? 371 Estraneità all organismo 371 Complessità strutturale 371 Stabilità strutturale 372 Dimensione 372 Epitopi o determinanti antigenici 372 Gli antigeni dei microrganismi e delle cellule animali 373 PAMP 373 DAMP 375 Altri antigeni non microbici 375 Cross-reattività (reattività crociata) Immunità innata 377 Pattern Recognition Receptor (PRR) 377 Toll-like Receptor (TLR) 377 I diversi leucociti 379 Le cellule fagocitarie 379 Neutrofili 379 Monociti-macrofagi 381 Altri tipi cellulari 383 Mastociti 383 Basofili 384 Eosinofili 384 Piastrine 384 Mediatori proinfiammatori e antimicrobici 384 Citochine 384 Molecole vasoattive 385 Molecole antimicrobiche Organi linfoidi 391 Organi linfoidi primari 391 Timo 391 Borsa di Fabrizio 391 Placche di Peyer 393 Midollo osseo 393 Organi linfoidi secondari 394 Linfonodi 394 Milza 394 Altri organi linfoidi secondari Linfociti 397 Linfociti B 397 Maturazione dei linfociti B e selezione negativa 397 Il recettore per l antigene dei linfociti B (BCR) e i corecettori 400 Tipi di linfociti B 402 Linfociti T 402 Maturazione dei linfociti T e doppia selezione 403 Il recettore per l antigene dei linfociti T (TCR) e i corecettori 404 Tipi di linfociti T 404 Ricircolo dei linfociti 407 Cellule natural killer (NK) Presentazione dell antigene 409 Complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) 409 Molecole MHC di classe I 410 Molecole MHC di classe II 411 Molecole MHC di classe III 411 Cellule presentanti l antigene 412 Cellule dendritiche 412 Macrofagi 413 Linfociti B 413 Altre APC non professioniste 413 Presentazione dell antigene attraverso le molecole MHC di classe I 413 La logica della presentazione delle molecole MHC di classe I 413 Presentazione dell antigene attraverso le molecole MHC di classe II 414 La logica della presentazione delle molecole MHC di classe II Attivazione dei linfociti 417 Attivazione dei linfociti T helper 417 Fattori che influenzano l attivazione 418 Proliferazione clonale dei linfociti T helper 418 Scelta della sottopopolazione da attivare 418 Feedback positivo e negativo dei linfociti T H 420 Attivazione dei linfociti T citotossici 420 Fattori che influenzano l attivazione 420 Attivazione dei linfociti B 421 Attivazione delle cellule NK Immunità cellulo-mediata e citotossicità 423 Linfociti T effettori e citotossicità 423 Apoptosi 423 Linfociti T della memoria 424 Regolazione della risposta citotossica 425 Altri meccanismi di citotossicità cellulare 426

6 XIV 29 Immunità umorale e anticorpi 429 Anticorpi o immunoglobuline 429 Struttura degli anticorpi 429 Immunoglobuline come antigeni 431 Classi (isotipi) anticorpali 432 Attività degli anticorpi 434 Linfociti B e produzione anticorpale 437 Selezione clonale e proliferazione clonale 437 Commutazione di classe (class switch) 438 Ipermutazione somatica (somatic hypermutation) 441 Scelta della carriera (career decision) 442 Linfociti B della memoria 442 Cinetica della produzione anticorpale 443 Fattori che influenzano la risposta anticorpale 444 Fattori legati all antigene 444 Fattori legati all organismo immunizzato 444 Regolazione della risposta anticorpale Immunità locale 447 Flora microbica commensale 447 Attività benefiche della microflora 447 Tessuto linfoide associato alle mucose 449 Meccanismi protettivi 451 Immunoesclusione 451 Immunoeliminazione 452 Sistema immunitario mucosale comune 452 Difese locali a livello di distretti specifici 452 Apparato gastroenterico 452 Apparato respiratorio 453 Apparato urogenitale 455 Ghiandola mammaria 456 Occhio 457 Cute Difese immunitarie nella pratica veterinaria 461 Paola Dall Ara Difese immunitarie in un animale neonato 461 Ruolo della flora microbica 461 Immunità passiva naturale 462 Immunologia neonatale 466 Difese immunitarie in un animale anziano 467 Conseguenze dell invecchiamento 468 Sistema immunitario e alimentazione 469 Elementi nutrizionali 469 Effetti dell obesità sul sistema immunitario 471 Effetti della denutrizione sul sistema immunitario 472 Sistema immunitario e stress 473 Il sistema dello stress 473 Gli agenti stressanti o stressors 474 Effetti dello stress sul sistema immunitario 476 Difese immunitarie nei confronti dei diversi aggressori 477 Difese immunitarie contro i virus 477 Difese immunitarie contro i batteri 480 Difese immunitarie contro i funghi 482 Difese immunitarie contro i protozoi 483 Difese immunitarie contro gli elminti 484 Difese immunitarie contro i tumori Immunodiagnostica 489 Prelievo di sangue e ottenimento del siero o del plasma 489 Titolo anticorpale, siero acuto e siero convalescente 489 Reazioni sierologiche 490 Prove di precipitazione 491 Prove di agglutinazione 493 Fissazione del complemento 497 Sieroneutralizzazione virale 497 Tecniche immunoenzimatiche 499 Tecniche immunofluorescenti 503 Tecniche radioimmunologiche Vaccini e vaccinazioni 511 Paola Dall Ara La vaccinazione 511 Il mercato dei vaccini 512 Autorizzazione all immissione in commercio 512 Tipi di vaccini 515 Vaccini infettivi 515 Vaccini non infettivi 518 Altre tipologie di vaccini 519 Aspetti pratici della vaccinazione 520 Vie di somministrazione 520 Vaccini core e non-core 521 Strategie vaccinali 522 Insuccessi vaccinali 524 Reazioni avverse post-vaccinali Immunopatologia 527 Paola Dall Ara Ipersensibilità immunitaria 527 Ipersensibilità di tipo I (anafilattica) 527 Ipersensibilità di tipo II (citotossica) 534 Ipersensibilità di tipo III (da immunocomplessi) 538 Ipersensibilità di tipo IV (cellulo-mediata) 541 Autoimmunità e malattie autoimmuni 543 Predisposizione genetica 543 Squilibrio immunitario 544 Fattori predisponenti 544 Classificazione delle malattie autoimmuni 547 Immunodeficienze primarie 551 Caratteristiche generali 551 Deficit a carico dei neutrofili 552 Deficit a carico dei linfociti 552 Deficit anticorpali 553 Deficit del complemento 553 Deficit combinati 553 Rigetto dei trapianti 554 Definizioni 556 Presentazione degli alloantigeni 556 I tipi di rigetto 556 Bibliografia 559 analitico 567