Che cos’è l’infezione e come si manifesta
In questo articolo di Microbiologia Italia parleremo dell’infezione e cercheremo di capire in linee generali come si manifesta. Nella patologia generale, si definisce infezione il processo caratterizzato dall’invasione e moltiplicazione, nei tessuti viventi, di una varietà di microrganismi patogeni. Tra questi ci sono batteri, funghi, macroparassiti o da virus e prioni. In condizioni fisiologiche, una varietà di microorganismi vive in armonia con l’ospite via interazioni commensali. Di fronte a un’infezione, l’organismo umano presenta una duplice reazione. Da parte dei tessuti colpiti dal processo morboso e un’altra umorale, basata sulla produzione di anticorpi, quindi legata alla immunità. Il quadro patologico o sintomatologico emerge in caso di alterazioni dell’omeostasi (es. disbiosi) o nel momento in cui un patogeno entra in contatto con l’ospite. Il contatto può manifestarsi per mezzo di una varietà di tecniche che dipendono dalla stessa biologia del patogeno.
Specificità
Alcuni patogeni sono specifici per l’uomo, per esempio il falciparum malaria, il virus del morbillo, sifilide, parotite, rosolia, vaiolo. In altri casi, un patogeno che colpisce gli animali può essere trasmesso dall’animale all’uomo mediante un’infezione primaria. In questo caso non viene successivamente diffuso da uomo a uomo. Inoltre, il patogeno può essere trasmesso da uomo a uomo mediante un’infezione secondaria. Questa può essere occasionale come per Ebola, Marburg e Vaiolo delle scimmie oppure più diffusa.
Mutazioni e tropismo
È importante ricordare che nel corso dei cicli infettivi il patogeno può subire mutazioni o mutare spontaneamente in modo da risultare più selettivo, e con più affinità per l’uomo o per l’animale. Il tropismo di un microorganismo patogeno o virus indica l’affinità per uno specifico target molecolare o cellulare (es. proteine di superficie). Solitamente questa caratteristica descrive i meccanismi di “attacco” del patogeno nei confronti della cellula ospite. Si tratta di un tratto evolutivo conservato ed è la ragione per cui si presenta una certa sintomatologia o manifestazioni cliniche specifiche (per es. tropismo epatico del virus dell’epatite). Tuttavia rimane un tratto soggetto a mutazioni e quindi a variazioni. I virus sfruttano interamente il macchinario dell’ospite per espletare la propria riproduzione e propagazione.
Batteri o funghi, invece, essendo dotati di un proprio macchinario per la propagazione e riproduzione sfruttano l’ospite come nicchia propagativa. La conoscenza di questi meccanismi, nella ricerca di base e applicata, è essenziale per lo sviluppo di molecole biologiche o small molecule(s) che possano interagire, ed eventualmente bloccare, questo primo stadio infettivo. La maggior parte delle malattie infettive che colpiscono l’uomo, includendo quelle che colpiscono esclusivamente l’uomo e non gli animali, sono “nuove” e la loro comparsa viene stimata solo dopo la comparsa dell’agricoltura.
Mutazioni
Nel corso dei cicli infettivi, il patogeno può subire mutazioni, in questo modo, un virus che infetta esclusivamente gli animali può diventare un patogeno che infetta esclusivamente gli uomini. Il riconoscimento delle circostanze epidemiologiche coinvolte nello spillover zoonotico, amplificazione e diffusione della patologia sono essenziali nella promozione della sorveglianza e nella predizione dei rischi. Le vie di infezione, sul piano cellulare e molecolare, sono state identificate dai ricercatori per la maggior parte dei patogeni che colpiscono l’uomo e gli animali (di interesse veterinario o “di allevamento”).
Il verificarsi dell’episodio zoonotico non dipende solo da fattori intrinseci ma anche estrinseci; tuttavia la plasticità virale è un importante tratto predittivo del potenziale pandemico. Non solo perché così risulta più ampio il range di ospiti ma anche perché questo tratto è stato associato con una maggiore trasmissione uomo-uomo, e quindi una più grande trasmissione sulla scala globale. Infine, la conoscenza dei meccanismi molecolari e cellulari risulta essenziale non solo per la comprensione, ma anche per lo studio di terapie efficaci mirate per fermare o prevenire il processo infettivo.
COVID-19 si è diffuso in Cina per almeno 2 mesi ed è stato esportato in almeno 36 altre nazioni e ha determinato (seeding) più di due casi secondari per ogni caso primario (3). Dal punto di vista storico, le principali epidemie si associano con l’affollamento umano, il movimento, e l’inadeguatezza sanitaria. Per esempio, le pandemie interregionali di peste del 6°, XIV e secoli successivi; le pandemie influenzali che iniziano nel IX secolo; e le pandemie di colera tra la fine del 18° e l’inizio 19° secolo.
Prevenzione
Nel caso delle malattie infettive emergenti risulta particolarmente necessaria la prevenzione. Quando un focolaio epidemico inizia a diffondersi, l’uso indiscriminato degli antibiotici porta inevitabilmente a un incremento della resistenza dei patogeni. Negli ultimi anni del 20° secolo si è osservato un notevole aumento della resistenza dei batteri a diverse classi di antibiotici, dovuto a trasferimento laterale dei geni (localizzati su plasmidi o trasposoni). Alcuni microrganismi patogeni possono diventare resistenti fino a dieci differenti antibiotici.
Conclusione su come si manifesta un’infezione
L’epidemia del 1918 denominata influenza spagnola potrebbe essere considerata un prototipo di infezione virale emergente. La malattia, caratterizzata da un’aggressiva polmonite, uccise tra i 20 e i 25 milioni di persone in tutto il mondo. Non possiamo prevedere la conseguenza finale dell’attuale pandemia di COVID-19. Potrebbero emergere ceppi virali con un periodo di latenza più lungo, che avrebbero l’effetto di mitigare la malattia. Diversamente, potrebbero emergerne altri più letali, cioè con una maggiore capacità di sorpassare le barriere indotte dal sistema immunitario dell’ospite e di proliferare rapidamente. La recente pandemia globale ha pertanto portato un chiaro insegnamento: la salute umana e animale sono collegate.
Bibliografia dell’articolo “infezione come si manifesta”
- Wolfe, N. D., Dunavan, C. P., & Diamond, J. (2007, May 17). Origins of major human infectious diseases. Nature. Nature Publishing Group. https://doi.org/10.1038/nature05775 .
- Kreuder Johnson, C., Hitchens, P. L., Smiley Evans, T., Goldstein, T., Thomas, K., Clements, A., … Mazet, J. K. (2015). Spillover and pandemic properties of zoonotic viruses with high host plasticity. Scientific Reports, 5. https://doi.org/10.1038/srep14830.
- Morens, D. M., Daszak, P., & Taubenberger, J. K. (2020). Escaping Pandora’s Box — Another Novel Coronavirus. New England Journal of Medicine, 382(14), 1293–1295. https://doi.org/10.1056/nejmp2002106.
