Helicobacter pylori 31/08/2009. scaricato da 1

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1 Helicobacter pylori 1 Helicobacter pylori è l agente eziologico della gastrite cronica antrale e risulta associato all ulcera gastrica e duodenale, al carcinoma gastrico e al linfoma gastrico del tessuto associato alla mucosa (MALT). Infezione da Helicobacter pylori Gastrite superficiale cronica Ulcera peptica Gastrite superficiale cronica MALT Gastrite cronica atrofica Carcinoma 2 gastrico scaricato da 1

2 1892 Giulio Bizzozero descrisse per la prima volta batteri spiraliformi nello stomaco di animali Marshall BJ, Warren JR (1984) Unidentified curved bacilli in the stomach of patients with gastritis and peptic ulceration. Lancet 1: si crea il genere Helicobacter 1994 Helicobacter pylori è classificato cancerogeno di prima classe dall Agency for Research on Cancer Tomb et al. (1997) The complete genome sequence of the gastric pathogen Helicobacter pylori Nature 388: JAN-1999 Astra Research Center Boston 3 4 scaricato da 2

3 GENERE : Helicobacter SPECIE DI ISOLAMENTO UMANO: H. pylori PATOGENO H. bilis H. bizzozeronii H. canadensis H. canis H. cinaedi H. fennelliae H. heilmannii H. pullorum H. westmaedii H. winghamensis SPECIE ISOLATE DA ALTRI ANIMALI: H. mustelae FURETTO H. nemestrinae SCIMMIA H. felix GATTO 5 Helicobacter pylori Bacillo spiraliforme microaerofilo Gram negativo ossidasi-positivo dimensioni: μn x μn catalasi-positivo intensa attività ureasica caratteristica la forma ad ali di gabbiano 6 scaricato da 3

4 mobile per la presenza di 4-6 flagelli lli unipolari i è caratterizzato da movimento a cavaturaccioli che lo rende capace di penetrare la mucosa gastrica 7 dotato di: glicocalice adesine strutture necessarie per la colonizzazione dell epitelio gastrico 8 scaricato da 4

5 L infezione da Helicobacter pylori è endemica maggiore frequenza dell infezione è rilevabile fra soggetti appartenenti a bassi livelli socioeconomici sovraffollamento ambientale gravi carenze alimentari ADULTI BAMBINI >50 anni 2-10 anni PAESI INDUSTRIALIZZATI 35%-40% 5%-10% PAESI IN VIA DI SVILUPPO 80%-90% 45%-50% 9 FONTE D INFEZIONE NICCHIA ECOLOGICA ANIMALE AMBIENTALE mucosa gastrica della specie umana in cui crea le condizioni ideali per la propria sopravvivenza UOMO animali domestici (gatto) acqua inquinata, vegetali coltivati con fertilizzanti biologici VIE DI TRASMISSIONE ORO- ORALE ORO- FECALE COSTANTE TURNOVER DELLA MUCOSA GASTRICA reflusso gastrico cavità orale placca dentaria saliva (veicolo di trasmissione) Trasmissione per via iatrogena reflusso gastrico intestino feci ambiente acqua e cibo (veicoli di trasmissione) 10 scaricato da 5

6 PRINCIPALI FATTORI DI VIRULENZA 11 FLAGELLI costituiti di flagelline rivestite di un peculiare doppio strato di fosfolipidi utile per la protezione da un eventuale idrolisi acida FATTORI DI ADERENZA GLICOCALICE ADESINE Bab A Blood group Antigen Binding Adhesion strutture in grado di reagire con la porzione glicidica dell antigene di Lewis b presente alla superficie del 55-70% dei soggetti (predisposizione genetica) Emoagglutinina 12 scaricato da 6

7 Produzione di enzimi istolesivi LIPASI UREASI FOSFOLIPASI PROTEASI MUCINASI scaricato da 7

8 UREASI ureasi C=O(NH ) 2 H + 2H 2 O HCO (NH 4+ ) E una nichel-proteina di 2 subunità che idrolizza l urea normalmente presente nella cavità gastrica. H. pylori introduce attivamente urea che scinde producendo NH 4+ e HCO - 3 che espulsi, neutralizzano il ph dell ambiente esterno con produzione di NH 3 e CO LPS SCARSA ANTIGENICITA contiene sequenze di zuccheri identici agli antigeni di Lewis x e Lewis y, presenti sulla superficie delle cellule della mucosa gastrica Porine SCARSA TOSSICITA DEL LIPIDE A presenza di acidi grassi con un numero peculiare di atomi di C (C16-C18) prevalenza nella composizione in acidi grassi esterificati di acido octadecanoico e acido 3-idrossiesadecanoico peculiare pattern di fosforilazione PROTEINE MAGGIORI DELLA MEMBRANA ESTERNA ATTIVITÀ IMMUNOBIOLOGICA 16 scaricato da 8

9 17 Isola di patogenicita cag-pai Segmento di DNA di circa 40 kb contenente più di 25 geni, non tutti noti, che trasportano geni di virulenza Codifica sicuramente per: VacA Tossina vacuolizzante A CagA Antigene A associato alla Citotossina BabA Blood group Antigen Binding Adhesion Sistema Secretore del IV tipo Prodotti che intervengono nella stimolazione gastrica di IL-8 Definisce un PROFILO DI PATOGENICITÀ Helicobacter pylori Tipo 1 Genotipo vaca+ caga+ Fenotipo VacA+ CagA+ Helicobacter pylori Tipo 2 Genotipo vaca - caga - Fenotipo VacA - CagA - 18 scaricato da 9

10 Tossina vacuolizzante A E una citotossina di circa 94 kd codificata dal gene vaca Viene internalizzata dalle cellule della mucosa gastrica e gioca un ruolo essenziale nella patologia gastrica associata H. pylori. Altera il normale traffico delle vescicole del compartimento endosomiale provocando la formazione di canali, conseguente sbilanciamento osmotico, fusione delle vescicole e formazione delle caratteristiche vacuolizzazioni Antigene A associato alla Citotossina E una proteina di circa 130 kd codificata dal gene caga Considerata un marker. Anticorpi anti-cag A sono presenti nel 100% dei sieri di pazienti infetti da H. pylori e che manifestano l'ulcera peptica. Stimola la produzione di IL8, importante fattore chemiotattico ed è quindi associata all induzione del processo infiammatorio scaricato da 10

11 21 Sistema Secretore del IV Tipo Sistema di secrezione che funziona da autotrasportatore. t t t Consente l eliminazione all esterno della VacA e dei prodotti di cag-pai causando, sulla cellula bersaglio, formazione di pori senza necessità di energia e di fattori accessori 22 scaricato da 11

12 HSPs Heat Shock Protein proteina di 62 kd associata all attività attività ureasica presenta una omologia del 75% con una HSP60 espressa dalle cellule dell ospite induzione della risposta immune che cross-reagisce con HSP60 umana IPOTESI AUTOIMMUNITARIA 23..così si può dire che tutto sembra concepito per una colonzzazione permanente dell ospite 24 scaricato da 12

13 Danno diretto di Helicobacter pylori sulla mucosa gastrica Si insinua nello strato di muco grazie alla motilità e alla produzione di mucinasi Aderisce, selettivamente, alle cellule muco-secernenti, in sede antrale, grazie ad adesine tessuto e organo-specifiche e determinando alterazioni del citoscheletro della cellula ospite con la comparsa di strutture complesse dette pedistalli di adesione Annulla l'acidità grazie alla reazione di idrolisi dell urea Produce la citotossina VacA con attività vacuolizzante e citolitica Produce fosfolipasi A 2 e fosfolipasi C che scindono i fosfolipidi della membrana delle cellule epiteliali gastriche 25 ATTIVAZIONE DEL PROCESSO INFIAMMATORIO Rilascio da parte delle cellule dell epitelio mucoso di IL-1β etnfα e del fattore chemiotattico IL-8, in grado di richiamare nel sito di infezione PMN Induzione della produzione di INF-γ e i-nos tutti fattori citotossici Produzione di ROS (Reactive Oxygen Species ) da parte dei PMN. Il danno è indotto anche grazie alla contemporanea riduzione del contenuto di acido ascorbico e CuZn-SOD (free radical scavengers) rispettivamente nel succo gastrico e nella mucosa gastrica Rilascio da parte delle cellule dell epitelio mucoso di HBD-2 che aumenta il rilascio di IL-8, e INF-γ Induzione della risposta citochinica Th1, favorita dall aumentata espressione di INF- γ. Le cellule epiteliali gastriche possono trasformarsi in APC ed esprimere 26 antigeni di classe II scaricato da 13

14 ELUSIONE DELLE DIFESE ASPECIFICHE DELL OSPITE In condizioni sfavorevoli alla sopravvivenza il batterio può trasformare il proprio aspetto da bacillare a coccoide. Queste forme non sono coltivabili ma sono infettanti. Helicobacter pylori una volta fagocitato sfugge al killing intracellulare producendo catalasi e Mn-SOD che neutralizzano i radicali superossido liberi NH 4+ danneggia la membrana dei macrofagi VacA determina vacuolizzazione dei macrofagi interruzione dell equilibrio dinamico tra proliferazione dell epitelio gastrico e morte cellulare per apoptosi 27 Il processo flogistico si concretizza nel riscontro istologico di una gastrite acuta che con il tempo può cronicizzare Suscettibilità genetica dell ospite Fattori ambientali Deficit nutrizionali Tabagismo Alcolismo Assunzione di FANS 28 scaricato da 14

15 IL-8 MAST Cellule IL-1ββ ISTAMINA TNFα Maggiore è il ph a livello dell antro, tanto più risulta elevata la secrezione di gastrina e minore quella di Cellule D Cellule G somatostatina SOMATOSTATINA GASTRINA ANTRO GASTRICO E la prima sede di colonizzazione poiché presenta minore acidità rispetto al corpo e al fondo. Sono assenti le cellule parietali che sono la fonte della secrezione cloridrica Sono presenti cellule producenti gastrina: cellule G che promuovono la stimolazione della secrezione acida da parte delle cellule parietali del corpo-fondo Sono presenti cellule producenti somatostatina: cellule D che controbilanciano la secrezione acida secondo un meccanismo di feed back IPERGASTRINEMIA Cellule parietali HCl IPERACIDITÀ GASTRICA L infiammazione può determinare decremento della densità cellulare delle cellule D e della secrezione di somatostatina e quindi della secrezione idrogenionica La produzione di urea e di ammonio determina sovrastimolazione acida attraverso 29 un meccanismo di relativa ipoacidità antrale GASTRITE Metaplasia gastrica in duodeno Colonizzazione duodenale La condizione di iperacidità cronica è in grado di infiammare la mucosa del duodeno provocando una duodenite istologica L infiltrato infiammatorio duodenale comporta la distruzione delle cellule duodenali originarie con la colonizzazione della mucosa da parte di tessuto gastrico ULCERA DUODENALE 30 scaricato da 15

16 Attraverso modificazioni funzionali a catena, può svilupparsi cancro gastrico Una progressiva e severa perdita della quota ghiandolare associata ad un appiattimento della mucosa, associa gastrite cronica ad un ATROFIA della mucosa gastrica In seguito si può verificare una trasformazione dell epitelio, METAPLASIA, con sostituzione di parte della mucosa gastrica con cellule colonnari assorbenti metaplastiche e cellule mucipare di tipo intestinale Da mucosa normale (A) ad atrofia (C). R.M. Genta Gastroenterology 1997 CANCEROGENESI GASTRICA (modello di Correa) A questo punto si può verificare occasionalmente una DISPLASIA, per alterazioni citologiche a livello epiteliale, atipia con cambiamenti di forma, dimensione e orientamento e quindi NEOPLASIA 31 PATOLOGIE NON GASTRICHE ASSOCIATE ANEMIA SIDEROPENICA Ci sono vari studi che mostrano che l'eradicazione di Hp determina una rapida e stabile regressione dell'anemia in tutti i pazienti trattati, sia adulti che bambini. ALITOSI Essa è probabilmente legata ai processi putrefattivi in ambiente gastrico dell'hp e la terapia eradicante è sempre risolutiva. CARDIOPATIA ISCHEMICA Diversi studi, ma non tutti, hanno evidenziato l'esistenza di una forte correlazione fra infezione da Hp e cardiopatia ischemica PRURITO CRONICO Remissioni complete o solo parziali dopo trattamento eradicante sono state registrate nel 30-73% dei pazienti affetti da prurito cronico e da dermatite nummulare. ARTRITE REUMATOIDE L'infezione da Hp è implicata nella patogenesi dell'artrite reumatoide e la sua eradicazione può indurre un significativo miglioramento della malattia per più di 24 mesi. GLAUCOMA AD ANGOLO APERTO. Nei pazienti con glaucoma si è osservata un'alta incidenza di infezione da Hp (88%). E' stato notato miglioramento della pressione oculare media e del campo visivo nei pazienti affetti da glaucoma cronico ad angolo aperto sottoposti con successo a terapia eradicante per l'hp. 32 scaricato da 16

17 Metodi invasivi Esame istologico Esame colturale Test dell ureasi DIAGNOSI Metodi non invasivi Ricerca dell antigene specifico nelle feci Urea breath test (UBT) Titolazione delle IgG (ELISA) Amplificazione genica scaricato da 17

18 ESAME ISTOLOGICO VANTAGGI SVANTAGGI POSSIBILITA' di valutare "nell'insieme" l'infezione da H. pylori e quella delle lesioni infiammatorie/degenerative della mucosa TECNICA INVASIVA prelievo in corso di presenza di endoscopia Disponibile in tutte le Istituzioni Pubbliche RISULTATI TARDIVI (abilità, esperienza motivazione dell'esaminatore) STABILITA' dei PREPARATI e possibilità di valutazione retrospettiva DIFFICOLTA' nel differenziare H. pylori da batteri simili IMPOSSIBILITA' a tipizzare ceppi e di verificare la resistenza batterica 35 ESAME COLTURALE VANTAGGI SVANTAGGI "GOLD STANDARD" per la letteratura TECNICA INVASIVA SPECIFICITA' ELEVATA RISULTATI TARDIVI Tipizzazione dei CEPPI COSTI ELEVATI STUDIO delle Resistenze batteriche SENSIBILITA' RIDOTTA da problemi nel prelievo, trasporto ed esame del campione NESSUNA INFORMAZIONE sulle condizioni della mucosa 36 scaricato da 18

19 TEST ALL'UREASI VANTAGGI SVANTAGGI RAPIDITA' del risultato TECNICA INVASIVA SEMPLICITA' operativa BASSO costo FALSI NEGATIVI in caso di irregolare distribuzione del batterio nella mucosa. POSSIBILI FALSI POSITIVI (batteri ureasiproduttori) NON UTILIZZABILE in corso di terapia NESSUNA INFORMAZIONE sui diversi ceppi e sulle resistenze batteriche scaricato da 19

20 39 BREATH TEST VANTAGGI SVANTAGGI Metodo non INVASIVO Elevata SENSIBILITA' (90-100%) Buona SPECIFICITA' (70-80%) NON DISPONIBILE in tutte le strutture POSSIBILI FALSI POSITIVI ( dovuti alla presenza di batteri ureasi-produttori) NON CONSENTE informazioni sullo stato della mucosa Possibile invio i a distanza del campione COSTO ELEVATO della strumentazione NON CONSENTE la tipizzazione dei ceppi (CagA) e né la valutazione della suscettibilità agli agenti 40 scaricato da 20

21 INDAGINE SIEROLOGICA VANTAGGI SVANTAGGI Metodo non- INVASIVO IMPOSSIBILITA' di interpretare la positività come infezione attiva o ricordo immunologico Utilizzabile per scopi EPIDEMIOLOGICI infezione attiva o ricordo immunologico? (necessità della sierologia per cag A) Se mirato al LENTA CINETICA (monitoraggio i risultato dell'eradicazione nove mesi dopo la fine QUANTITATIVO della terapia) 41 TEST ELISA SU CAMPIONI FECALI VANTAGGI SVANTAGGI Metodo non INVASIVO Possibili FALSI POSITIVI (batteri appartenenti al genere Campylobacter) ) Buona SENSIBILITA' Buona SPECIFICITA' Possibili FALSI NEGATIVI in seguito a scorretta diluizione del campione fecale o in pazienti in terapia NESSUNA informazione sui diversi ceppi e sulle resistenze batteriche Possibile invio a distanza del campione Utilizzabile per scopi EPIDEMIOLOGICI 42 scaricato da 21

22 AMPLIFICAZIONE GENICA (PCR) Campioni FECALI, Placche DENTARIE e SALIVA VANTAGGI SVANTAGGI TECNICA NON INVASIVA Elevata SENSIBILITA' (100%) Non Permette lo studio delle resistenze batteriche Nessuna INFORMAZIONE sulle condizioni della mucosa Elevata SPECIFICITA' (100%) TIPIZZAZIONE dei ceppi patogeni RAPIDITA' di RISPOSTA (due giorni) STABILITA' dei PREPARATI e possibilità di valutazione retrospettiva COSTI non ECCESSIVI Possibile invio a distanza del campione Utilizzabile per scopi EPIDEMIOLOGICI VELOCE CINETICA (monitoraggio dell'eradicazione un mese dopo la fine della terapia) 43 TERAPIA DAL 1997, L'EUROPEAN HELICOBACTER PYLORI STUDY GROUP (EHPSG) SVILUPPA LINEE-GUIDA EUROPEE SULLA BASE DELLE ULTIME CONOSCENZE SCIENTIFICO-CLINICHE la terapia deve tener conto dell'ambiente acido in cui l'hpp vive e, pertanto, gli antibiotici devono essere associati ad un inibitore di pompa protonica (PPI). La combinazione di due o più antibiotici aumenta la percentuale di successo terapeutico e riduce il rischio di insorgenza di resistenze da parte dell'hp. In vitro, Helicobacter pylori è sensibile a numerosi antibiotici della classe delle penicilline, macrolidi, alcune cefalosporine. Alcuni ceppi sono resistenti ti al metronidazolo. Il trattamento consiste attualmente in una tripla terapia associata, cioè la somministrazione di un inibitore della pompa protonica (PPI) con altri due antibiotici a scelta, tutti per una settimana. Il controllo dell'efficacia della terapia si può effettuare anche un mese dopo la fine del trattamento con urea breath test o su materiale fecale con la PCR. Il successo di una terapia mirata all'eradicazione dell'hp può essererivalutato 44 ulteriormente dopo 2-4 mesi scaricato da 22

23 POSSIBILITA DI UN VACCINO VACCINI IN FASE DI SPERIMENTAZIONE Vaccino anti-helicobacter pylori contenenti batteri interi uccisi. Ha mostrato una significativa efficacia protettiva Vaccino basato sulla somministrazione di tre proteine del batterio (VacA, CagA) delle quali si sfruttano le funzioni patogene specifiche per stimolare il sistema immunitario a difendersi preventivamente contro l'attacco del batterio PROSPETTIVE FUTURE Vaccino a DNA, costituito da sequenze di DNA codificanti per l antigene di interesse legate a particelle di materiali biodegradabili che vengono inoculate per via transcutanea direttamente nei tessuti. Le proteine sintetizzate dalle cellule ospiti vengono presentate sulla superficie di tutte le cellule che le producono e venendo riconosciute come non-self dal sistema immunitario evocano una specifica risposta anticorpale. 45 scaricato da 23