Strategie di controllo dei microrganismi

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1 Strategie di controllo dei microrganismi a) misure di igiene ambientale e alimentare b) interventi a livello di popolazione (vaccinazioni) e del singolo individuo (chemioterapia antimicrobica). a1) potabilizzazione delle acque a2) il trattamento delle acque reflue a3) il miglioramento delle condizioni abitative a4) il miglioramento dell alimentazione a5) la conservazione ed il trattamento degli alimenti a6) per le zoonosi e le malattie trasmesse da artropodi, il controllo dei serbatoi animali e il controllo dei vettori

2 Strategie di controllo dei microrganismi b1) controllo dei microrganismi patogeni a livello delle popolazioni avviene grazie all utilizzo di vaccini. b2) controllo dei microrganismi patogeni a livello del singolo paziente avviene grazie all utilizzo della chemioterapia antimicrobica

3 INNATA ACQUISITA COSTITUTIVA INDUCIBILE ATTIVA PASSIVA ARTIFICIALE NATURALE ARTIFICIALE NATURALE VACCINI MALATTIA SIERI MADRE FIGLIO

4 1796 Jenner: vaccinazione antivaiolosa la prima usata, la prima ad essere accantonata, 1977 OMS proclama la debellazione del Vaiolo. Vaccino: prodotto biologico proveniente da microrganismi, utile nella prevenzione di una malattia infettiva.

5 I vaccini sono preparazioni farmaceutiche in grado di indurre un immunità protettiva con formazione di cellule B di memoria.

6 Vaccini La profilassi attiva si fonda sul principio che provocando un incontro artificiale ed innocuo con un patogeno, si può indurre una risposta che genera memoria immunologica e conferisce protezione.

7 VERSO IL SINGOLO provocare una risposta immune nei confronti di uno o più antigeni di un agente patogeno per proteggere il soggetto dalla patologia da esso causata. VERSO LA COLLETTIVITA a) Protezione di fasce di popolazione da pertosse, difterite, tetano e rabbia; b) riduzione della diffusione dei virus del morbillo, della parotite, della rosolia, della varicella-zooster, dell H.influenzae di tipo b, e dello S. pneumoniae c) scomparsa del virus selvaggio della polio dall emisfero occidentale e del vaiolo dal mondo intero.

8 Immunogenicità: deve indurre livelli anticorpali elevati nei confronti degli antigeni in esso contenuti. Efficacia: gli anticorpi indotti devono proteggere il soggetto dalla malattia per cui è sviluppato il vaccino e tale protezione deve essere il più lunga possibile. Sicurezza: alla sua somministrazione deve seguire una percentuale minima di effetti collaterali, che deve essere commisurata con la gravità della malattia.

9 Vaccinazioni obbligatorie e raccomandate in Italia

10 Calendario italiano delle vaccinazioni obbligatorie: 3 mese Polio orale,difterite Tetano,HBV, Pertosse 5 mese Polio orale,difterite,tetano, HBV,Pertosse 11 mese Polio orale,difterite, Tetano,HBV. Pertosse 3 anno Polio orale 6 anno Difterite,Tetano, Pertosse

11 Vaccini Vaccinazioni raccomandate: 15 mese : MMR Varicella 9-10 anno MMR Haemophylus influenzae b (anti-meningite) Vaccinazioni facoltative: Anti-influenzale Anti-salmonella Anti-rabbica Anti-tubercolare

12 Nuovi ingressi: HPV : vaccinazione contro il papilloma virus (12-26 anni) Neisseria meningitidis (sierotipo c) Streptococcus pneumoniae (anti-meningite)

13 Domanda di nuovi vaccini, motivi: a) Comparsa di poliantibiotico resistenza b) Scarsa azione dei chemioantibiotici (Tetano, Difterite, Colera). c) Rapidità di decorso (meningococco). d) Alta endemicità e) Comparsa di nuove problematiche nosologiche (stafilococchi, streptococchi, E.coli, Pseudomonas, Serratia).

14 Costare poco Requisiti di un vaccino ideale: Essere prodotto in grande quantità Essere immunogeno Fornire protezione di lunga durata Non determinare effetti tossici Possedere specificità di gruppo Privo di prodotti biologici che nel ciclo virale possono portare allo stabilirsi nell ospite di infezioni persistenti o latenti.

15 Inattivati (preparati con microrganismi uccisi) Attenuati (preparati con microrganismi a virulenza attenuata) Componenti purificate Anatossine Sintetici Vaccini transgenici di antigeni ricombinanti Vaccini a DNA che codificano per antigeni di microrganismi

16 Contengono microorganismi (virus o batteri) uccisi (inattivati) Privi di virulenza, patogenicità ed infettività Conservano antigenicità

17 Anti-polio (IPV Salk), Anti-Epatite A, Anti-influenzali Antirabico Antitifico Anticolerico Anti-Ricketsia provazeki (tifo petecchiale)

18 calore: causa estesa denaturazione delle proteine, alterando struttura antigeni = induzione anticorpi bassa affinità; formaldeide: assieme all uso di altri agenti alchilanti è la tecnica che ha maggior successo; beta-propionolattone raggi U.V.

19 Vaccini inattivati Vengono somministrati insieme ad un adiuvante che ne potenzia l immunogenicità, aumentandone la captazione e stimolando le cellule dendritiche, e i macrofagi. Molti adiuvanti attivano le APC stimolando i TLR. La maggior parte dei vaccini sono precipitati su allume che promuove il rilascio graduale dell antigene e la captazione da parte delle cellule dendritiche e dei macrofagi. Adiuvanti sono: lo squalene, il monofosforillipide A (MPL), emulsioni, liposomi.

20 Possono essere somministrati in soggetti a rischio, in quanto non possono causare infezione Sono facilmente conservabili anche in condizioni ambientali sfavorevoli, tipiche delle regioni del terzo mondo; Sono di facile allestimento e di costo contenuto. Difficile contaminazione durante la produzione

21 Spesso conferiscono immunità breve e scarsamente protettiva Richiedono frequenti dosi di richiamo (specialmente antibatterici); Inducono solo IgM e IgG ma non IgA; Determinano attivazione della sola risposta di tipo B, senza quella cellulo-mediata (risposta T) che è essenziale nell immunità antivirale. Maggior frequenza effetti collaterali Necessità di adiuvanti nella formulazione Somministrabili solo per via parenterale

22 Contengono batteri o virus vivi, che, mantenendo inalterato il potere antigene, e la capacità di indurre anticorpi ad alta affinità, sono caratterizzati da ridotta virulenza e/o patogenicità

23 Anti-polio (Sabin) Anti-Morbillo Anti-parotite Anti-rosolia Antitubercolare (B.C.G.) Antitifico (Salmonella typhi Ty21a) Anticolerico

24 Quantità e numero dosi ridotto Ridotta incidenza effetti collaterali Induzione di immunità duratura e protezione elevata Attivazione risposta umorale e cellulomediata (vaccini anti-virali) Attivazione immunità mucosale (IgA) Effetto protettivo a rapida insorgenza Possibile somministrazione topica

25 Svantaggi Somministrazione preclusa per immunocompromessi e nelle donne in stato di gravidanza. Crono-termo-foto-labilità Possibile emergenza di revertanti o ricombinanti virulenti, può retromutare Possibile insorgenza di infezioni persistenti Possibile diffusione nell ambiente ed interazione con soggetti immunocompromessi Facilità di contaminazione durante la produzione

26 Allestiti con componenti purificate dell agente patogeno, implicate nella patogenicità e/o nella virulenza: Adesine Invasine Antigeni capsulari Proteine e gp capsidiche e pericapsidiche virali (VAP)

27 Vaccini anatossici: Vaccini L esotossine trattate con formalina al 4%o, x 40gg a 37 C, perdono il potere tossico e mantengono il loro potere antigenico (anatossina). L anatossina evoca anticorpi antitossici. Eseguire richiami dopo 5-10 anni dalla vaccinazione completa (Es.anti-difterite, anti-tetano).

28 ANATOSSINE Vaccino antidifterico Vaccino antipertussico Vaccino antitetanico POLISACCARIDI CAPSULARI Vaccino antimeningococcico Vaccino antipneumococcico

29 Si ottengono mediante sintesi chimica in vitro di porzioni dell antigene la cui conformazione spaziale corrisponde a quella di un determinante antigenico dell antigene stesso Inducono risposta paragonabile a quella dei vaccini inattivati convenzionali ma sono meno potenti (necessario somministrare una maggiore quantità di antigene) I vaccini di sintesi finora ottenuti mostrano livelli di protezione bassi.

30 Vaccini ricombinanti a subunità Antigeni proteici espressi per via ricombinante in sistemi eterologhi (batteri, lieviti ecc.); sono scarsamente immunogeni Vaccini vivi ricombinanti Antigeni proteici clonati in ospiti batterici o virali apatogeni (vettori) e fatti esprimere in vivo, permettendo uno stimolo immunogenico efficace e prolungato Vaccini ricombinanti a subunità Vaccini vivi ricombinanti

31 Il gene che codifica per l antigene di interesse, viene amplificato (PCR), isolato, e clonato in un vettore plasmidico. Il gene viene quindi subclonato in un vettore di espressione (procariotico o eucariotico) La proteina ricombinante viene purificata ed utilizzata per allestire il vaccino. Proteina ricombinante Nessuna proteina ricombinante espressa dal vettore

32 gene per l antigene plasmide a patogeno materiale genetico plasmide modificato La preparazione di un Vaccino a DNA solitamente si attua isolando uno o più geni dell agente patogeno e integrandoli in plasmidi (a), piccoli anelli circolari di DNA. I plasmidi vengono rilasciati in piccoli gruppi di cellule, spesso per iniezione nelle cellule muscolari (b) o per trasferimento attraverso la pelle utilizzando una pistola genica (gene gun) (c). I geni codificano per gli Ag del patogeno. Gli Ag prodotti sono in grado di stimolare la risposta immune nell ospite. c b muscolo pelle

33 Vaccino inoculato Gene che codifica per l antigene Il vaccino a DNA penetra nel nucleo della cellula(1). I geni che codificano per gli Ag presenti sul plasmide vengono trascritti in RNA messaggero (2), che immediatamente viene tradotto nel citoplasma in proteine antigeniche (3, 4). Gli Ag vengono presentati al sistema immunitario in due modi. Lasciano semplicemente le cellule (5), oppure vengono tagliati in piccoli frammenti (6) e legati a MHC di classe I (7). Il complesso MHC-Ag viene successivamente portato sulla superficie cellulare (8) per essere presentato al sistema immunitario. Cellule inoculate RNA messaggero ribosomi DNA nucleare Proteina nascente Antigene libero Frammenti proteici Copie di proteine antigeniche nucleo MHC I Complesso Ag-MHC I sulla superficie cellulare

34 Produzione semplice ed economica Elevata stabilità Semplicità di alterazione della sequenza per seguire le mutazioni del patogeno Processo di sintesi proteica naturale Stimolazione prolungata dell immunità umorale e cellulare

35 Vaccini Vaccini monovalenti : una sola specie microbica. Vaccini polivalenti: preparati con più specie microbiche Vaccini misti: anatossine + batteri (DT+Pertosse+ TABTe (reclute) Autovaccini: Vaccini preparati con colture del germe isolato dal malato stesso.

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37 Modalità di somministrazione dei vaccini: SC, IM, OS, ID, Inalatoria Una vaccinazione completa consta di : 1a risposta 2a risposta 3a risposta Le prime due a distanza di 20-30gg,la 3a a distanza di 6 mesi- 1 anno. Vanno somministrati a persone in buona salute. Vaccini

38 Vaccini

39 Vaccini

40 Immunoprofilassi Attiva vaccini sieri immuni Passiva γ globuline

41 Sieri Immunità passiva: la pratica di determinare un stato di protezione passiva tramite la somministrazione di anticorpi sia per la profilassi che per la terapia delle malattie infettive. Rapidità d azione Omologhi: stessa specie Eterologhi: specie diversa

42 Sieri La somministrazione di Ab risulta essenziale per bloccare, migliorare stati tossinfettivi: Difterite, tetano, Botulismo, Gangrena gassosa. Per ottenere adeguata protezione in tempi brevi (profilassi anti-tetano, Rabbia, Morbillo). Per attuare misure profilattiche in mancanza di preparati vaccinali.

43 Sieri Immunoterapia: la rapidità dell intervento risolve lo stato di malattia. Immunoprofilassi: Quando previene la comparsa di una malattia o le eventuali possibilità di contagio. La preparazione di Ab ad uso clinico sono derivate o da sieri animali (sieri immuni eterologhi) o da plasma umano (Ig).

44 SIERI IMMUNI VACCINO IMMUNIZZAZIONE E SUCCESSIVO PRELIEVO DI IDONEE ALIQUOTE EMATICHE RACCOLTA IN CONTENITORI DI VETRO PER FAVORIRE LA FORMAZIONE DEL COAGULO SEPARAZIONE DEL SIERO MEDIANTE SEDIMENTAZIONE CENTRIFUGA

45 Sieri Gli Ab somministrati hanno una vita media di 2-30gg.Tale brevità si deve alla normale degradazione metabolica ed al riconoscimento della proteina estranea, ciò determina l attivazione di un esaltato catabolismo legato all eliminazione dei complessi immuni.

46 Sieri Le preparazioni di Ab vengono suddivise in base alle loro caratteristiche di origine in : Sieri immuni Ig umane Ab monoclonali I sieri immuni sono preparazioni purificate, ottenute dal siero di animali immunizzati che contengono le Ig dotate della capacità specifica di NT tossine, veleni, virus, batteri. Es. Botulismo, Carbonchio, Difterite, Tetano, Rabbia. Gli animali più usati sono : il Cavallo ed il Bue.

47 Profilassi immunitaria Passiva SIERI IMMUNI ANTI-TOSSICI ( DIF-TETANO) ETEROLOGHI BOTULINICO ANTI-OFIDICO ANTI-VIRALI RABICO PREPARATI IMMUNI OMOLOGHI IgG NORMALI MORBILLO EPATITE A PAROTITE VARICELLA IPO-GAMMAGLOBULINEMIA IgG SPECIFICHE EPATITE B RABBIA PAROTITE PERTOSSE TETANO ROSOLIA MORBILLO VARICELLA CYTOMEGALOVIRUS.

48 Sieri La somministrazione di sieri immuni può presentare complicazioni come : Reazioni anafilattiche Malattia da siero Reazione di Arthus Le Ig umane vengono preparate con soluzioni concentrate di Ab ottenute dal sangue umano o da plasma proveniente da donatori selezionati.

49 Difterite Tetano VZV Gangrena gassosa Botulismo Puntura di scorpione Morso di vipera Rabbia HBV, HAV, Morbillo Sieri