Una Bordetella l'agente eziologico della Sclerosi Multipla?

(Bollettino dell'Ordine dei Medici di Padova, n° 1, gennaio-febbraio 1986)

 

La Sclerosi Multipla (SM) è una malattia in cui aree di demielinizzazione, disseminate esclusivamente nella sostanza bianca del Sistema Nervoso Centrale, evolvono in sclerosi.
Eziologia e patogenesi sono sconosciute; ma è comunemente accettata una abnorme attività immunitaria intratecale, rivolta contro virus e/o contro il tessuto nervoso o un suo componente.

 

Attività immunitaria antivirale.

Almeno dieci virus sono stati incriminati. Il più studiato è il virus morbilloso, perché è stato trovato frequentemente nel SNC di sclerosi multipla (SM). Attualmente si pensa che la presenza del virus morbilloso nel SNC di sclerosi multipla (SM) sia in relazione alla terapia immunosoppressiva (cui i pazienti di SM vengono sottoposti) e che le bande oligoclonali di IgG  liquorali non siano costituite da anticorpi diretti contro alcun virus finora esaminato, ma espressione di aspecifica attivazione policlonale dei linfociti-B ad opera dei comuni virus neurotropi: ai virus noti si può attribuire solo una azione aspecifica di turbativa dell'immunoregolazione e/o della funzione delle cellule nervose.

Attività anti tessuto nervoso.

Il bersaglio dell'abnorme attività immunitaria potrebbe essere la Mielina o un antigene (Ag) tessutale del SNC.

I principali Ag della Mielina centrale sono la Proteina Basica della Mielina (PBM) e il Galattocerebroside (Gal-Cer).

La PBM è capace di indurre l'encefalite allergica sperimentale (EAS) negli animali, ma non si hanno prove convincenti che la sensibilizzazione alla PBM abbia un ruolo essenziale nella genesi della sclerosi multipla (SM): tale sensibilizzazione non è specifica, ma presente in altre malattie con estesa distruzione di Mielina; il siero di pazienti con sclerosi multipla (SM) contiene componenti mielinotossiche che non vengono rimosse né da Mielina purificata né da PBM; anticorpi anti PBM sono stati evidenziati solo nel liquor, mai nel siero. Infine, le reazioni cutanee di ipersensibilità ritardata alla PBM sono negative nei malati di sclerosi multipla (SM).

Quanto al galattocerebroside, si sa che il siero di animali con EAS, indotta con tessuto cerebrale intero, contiene una sostanza demielinizzante che non è presente nel siero di animali trattati con PBM e che tale fattore sembra essere l'anticorpo (Ac) anti galattocerebroside; ma Ac anti Gal-Cer circolanti non sono mai stati dimostrati nei malati di sclerosi multipla (SM) e animali immunizzati con Gal-Cer hanno focolai di demielinizzazione solo nelle radici dei nervi periferici.

Dal punto di vista chimico il Gal-Cer è un glicosfingolipide. Si tratta di lipidi complessi che contengono come scheletro la sfingosina (nei Mammiferi) unita ad un acido grasso a lunga catena, saturo o mono-insaturo. Ne risulta un composto con due code non polari chiamato Ceramide. A seconda del gruppo polare (gp) che si lega alla testa del Ceramide, si hanno: - sfingomieline (gp = fosforiletanolamina o fosforilcolina); - glicosfingolipidi neutri (gp =  uno o più zuccheri neutri); - glicosfingolipidi acidi o Gamgliosidi (gp = uno o più residui di Acido Sialico, nell'Uomo l'acido N-Acetilneuraminico).  I glicosfingolipidi penetrano con le loro code non polari nel doppio strato lipidico delle membrane cellulari, mentre le teste polari (gp) sporgono all'esterno e portano la specificità immunologica. Glicosfingolipidi neutri (come il Gal-Cer) si trovano nella membrana cellulare dei Linfociti e Monociti, degli Endoteli vasali, delle Cellule Renali, dei Fibroblasti e dei Globuli Rossi (cui conferiscono la specificità gruppo-ematica).

Quanto al tessuto nervoso, occorre ricordare che i capillari cerebrali hanno endotelio completo (cioè, intima apposizione delle membrane plasmatiche su tutto il contorno cellulare) e che l'avventizia è costituita dagli stessi elementi neuroepiteliali (Astrociti), non da connettivo come nei vasi degli altri tessuti.

Trattandosi, inoltre, di malattia demielinizzante a noi interessano particolarmente le cellule produttrici di mielina. La Mielina periferica è prodotta dalle cellule di Schwann, che derivano dalla Cresta Neurale (striscia specializzata di Ectoderma che fiancheggia ciascun margine laterale della Placca Neurale). La Mielina centrale è prodotta dagli Oligodendrociti, che derivano dalla Placca Neurale. Precisamente: da un unico strato di cellule cilindriche (epitelio neurale) si formano lo Strato Ependimale, i Neuroblasti ed i Glioblasti. Questi ultimi evolvono in Astrociti ed Oligodendrociti.

In conclusione, gli Oligodendrociti e cellule avventiziali dei vasi cerebrali derivano da uno stesso strato cellulare, neuroepiteliale.

Dal punto di vista immunologico, è noto che si hanno cross-reazioni tra Cervello e Timo umani e cervello, fegato ed eritrociti di Toèpo e che la cellula staminale pluripotente (che darà origine ai Linfo pre-B e pre-T) ha come marcatore il Brain Associated Stem-cell antigen; la cellula pre-T ha in comune col tessuto nervoso il Brain Associated T-cell antigen; marcatore caratteristico delle Natural Killer mature (circolanti) di Topo è recettore per i glicolipide Asialo-GM1; le cellule T-suppressor umane hanno un antigene di superficie in comune con gli Oligodendrociti.

I modelli sperimentali considerati più simili alla malattia SM umana sono: la EAS del Topo, ceppo SJL e la EAS del Porcellino d'India ceppo 13.

Vediamo nel Topo.

La EAS si ottiene in Topi di ceppo SJL/J iniettando endovena vaccino antipertosse ed immunizzando gli animali con omogenato di midollo spinale di Topo, emulsionato in Adiuvante Completo di Freund. Occorrono: una particolare responsività del ceppo; unaprolungata stimolazione antigenica (adiuvante completo di Freund) e l'iniezione endovena di vaccino antipertosse (azione selettiva inibitrice di membrana sulla Proteina G-inibitrice con diretta interferenza sui meccanismi di trasduzione dei segnali di membrana; attivazione policlonale timo-indipendente dei Linfociti-B  ad opera del Lipopolisaccaride, LPS, comune ai Gram-negativi).

Nell'induzione della EAS, mi è parso finora sottovalutato il ruolo svolto dal vaccino antipertosse: ho approfondito l'argomento e riferisco quanto emerso.

1)     l'effetto adiuvante delle tossine della Bordetella Pertussis (BP) è superiore a quello dell'Adiuvante Completo di Freund e può condizionare l'induzione di malattie sperimentali (miastenia grave nei Ratti), considerate "modelli" di malattie umane autoimmuni.

2)     Tra gli "inconvenienti" del vaccino (vari ceppi di Bordetella Pertussis (BP) in fase I, inattivati con formolo e adsorbiti su idrossido di alluminio) si possono avere convulsioni, stato di male epilettico e, raramente, encefalite; ma sono state osservate forme di poliomielite nei distretti vicini al punto di inoculo.

3)     Nella pertosse umana le complicazioni polmonari sono caratterizzate da ricadute e/o dal protrarsi per più settimane. Tra le complicanze neurologiche, la più grave è l'encefalite, dovuta all'endotossina: questa assai raramente esercita la sua azione sul Midollo e sui nervi periferici. La Bordetella Pertussis (BP) provoca, nei bambini, la meningite con maggior frequenza che qualsiasi altro batterio (a parte il Meningococco, nelle epidemie). Il quadro anatomo-patologico delle complicanze da pertosse è completamente diverso da quello che si ha in altre malattie infettive (esempio: morbillo, rosolia, varicella): sono rari i segni di infiammazione acuta, gravi i danni vascolari. Si hanno minuscole emorragie disseminate negli emisferi cerebrali, cui si associano ammassi di linfociti nei vasi di piccolo calibro. Le cellule nervose presentano una degenerazione particolare (perdita dell'affinità per i coloranti basici, forte colorabilità con eosina). Mentre la degenerazione cellulare potrebbe essere conseguenza dell'anossia, a tale meccanismo non si possono riferire le aree rotondeggianti emorragiche.

4)     Tra le tossine delle Bordetella Pertussis (BP), oltre al Lipopolisaccaride (LPS), abbiamo:

-         Il Soluble Protective Antigen (SPA) di Pillemer , che per la caratteristica di fissarsi in modo irreversibile agli stromi dei globuli rossi umani è detto anche Fattore Stromato-Adesivo;

-         il Lymphocytosis Promoting Factor (Fattore Producente Linfocitosi, LPF)), forse identificabile col Fattore Sensibilizzante all'Istamina (HSP). Dopo trattamento con BP uccisa (o sopranatante di culture in fase 1 = fase-S), si ha negli animali (Topi, Ratti, Conigli, Cavie, Cavalli, Buoi e Pecore): in seconda giornata, proliferazione delle cellule T (recettori e meccanismo diversi da quelli della Concanavalina-A) ed, in terza giornata, effetto citotossico su cellule di milza che si manifesta non solo su cellule allogeniche (estranee) ma anche su cellule singeniche (dello stesso individuo). Questo effetto è inibito da siero anti LPF. Il fattore LPF indurrebbe un'alterazione del metabolismo dell'AMP-ciclico (con modificazioni della concentrazione intracellulare di Calcio e di ATP) ed inerferirebbe con l'attività dell'Adenilciclasi e/o delle Fosfodiesterasi con meccanismo non immunologico (vedi sopra: azione su Proteina G-inibitrice). Tutti questi fattori (SPA, LPS, LPF) sono proteine di parete, quindi sono rilasciate dai batteri anche quando da fase-S passano a fase-R e a fase-L (sferoplasti).

5)     La Bordetella Pertussis (BP) ha una caratteristica affinità per le cellule ciliate: dopo inoculazione cerebrale, nel Topo, si ritrova fissata alle cellule ciliate dell'ependima. Nello Apparato Respiratorio, la Bordetella Pertussis (BP) paralizza le ciglia, si moltiplica alla superficie dell'epitelio, libera i suoi prodotti tossici e finisce per essere lisata dalle difese organiche fino a ridursi a circa l'1 % della carica batterica iniziale. A questo punto, si stabilisce un equilibrio tra batteri sopravvissuti e macrofagi alveolari che dura circa sei settimane, dopo le quali si dovrebbe avere la bonifica. Dalla lisi derivano, oltre al fattore LPF e LPS, prodotti tossici solubili che possono passare nel sangue e ledere il SNC: sono le endotossine, poco immunogene, letali per via endovenosa, che per via intradermica danno necrosi emorragica e, forse sono responsabili delle paralisi delle ciglia bronchiali in vivo.

6)     La BP non può vivere nell'ambiente esterno, ma può essere conservata a lungo a bassa temperatura (0-10 gradi). Unico serbatoio naturale è l'Uomo; il contagio è solo interumano e diretto. La pertosse predomina nel sesso femminile (non si sa perché), in cui c'è anche maggior mortalità. Non è raro che l'epidemia di pertosse si accompagni ad epidemie contemporanee di morbillo ed influenza. La malattia è molto più comune nei climi temperati o freddi; può colpire ogni età. Ma è malattia dei bambini e soprattutto dei neonati, che si comportano come non ricevessero anticorpi protettivi dalla madre (la malattia comporta immunità assai solida). Nell'Europa occidentale la pertosse è data in genere dalla B. Pertussis; in Europa orientale e settentrionale (URSS e Danimarca) ed in America è particolarmente frequente l'eziologia da B Parapertussis. Eccezionali sono i casi da B. Bronchiseptica (che di regola infetta gli animali). L'isolamento della Bordetella Pertussis (BP) è possibile nella fase catarrale della pertosse nel 100 % dei casi; nell'80-90 % in seconda settimana; nel 30-70 % in terza settimana e tende a 0 % in seguito. Ma con le tecniche accurate si è potuto isolare la Bordetella Pertussis (BP) in sesta, settima e perfino undicesima settimana. La BP appartiene al gruppo degli "Emofili" e si differenzia dal Genere Haemophilus solo perché questo necessita di uno od entrambi i fattori di crescita X e V: non è possibile la distinzione su basi morfologiche. L'H. Influenzae probabilmente era implicato nella pandemia influenzale del 1918-1919 che diede molti casi di Parkinsonismo post-encefalico. Inoltre l'H. Suis è essenziale per l'influenza del maiale: l'agente eziologico è un virus correlato col virus A dell'influenza umana, ma la malattia insorge solo se è presente anche l'H. suis.

Sappiamo che i batteri Gram-negativi possono trasformarsi in  "sferoplasti instabili" (frammenti di parete restano attaccati alla membrana citoplasmatica), capaci di ridare origine a cellule batteriche normali anche per patogenicità. Tale fenomeno è stato recentemente documentato in termini eclatanti: nel 55-70 % dei pazienti studiati (bronchitici cronici trattati con antibiotici correttamente, secondo le regole tradizionali) si sono isolati sferoplasti di H. Influenzae. Ma è noto che il Plasmodio della malaria, per sfuggire alle difese immunitarie dell'ospite, rinnova continuamente il proprio rivestimento superficiale (parete cellulare). Il sistema immunitario è costretto a produrre una quantità enorme di Anticorpi (Ac), che si fissano regolarmente al parassita, ma non lo danneggiano perché si staccano col frammento di parete cellulare cui si sono fissati. Inoltre, le molecole di membrana già distaccate fungono da esca, che raggira il sistema immunitario che le riconosce come parassiti viventi e vi riversa sopra un numero ancora maggiore di anticorpi (la Proteina CS, circomsporozoita, viene di continuo secreta ed eliminata). Fenomeno analogo è accertato per i Tripanosomi.

Evidentemente la trasformazione in sferoplasto della Bordetella è anche un efficace meccanismo di difesa del batterio (spiega anche perché l'immunità passiva dalla madre al neonato non è efficace per la pertosse). Se in una pertosse (conclamata o inapparente), invece di arrivare alla bonifica totale, una Bordetella si trasforma in sferoplasto,  poi in forma batterica normale ed ancora in sferoplasto (anche più volte) è probabile che ci si trovi di fronte all'agente eziologico (o co-agente obbligatorio) della Sclerosi Multipla.

Abbiamo visto che le Bordetelle e le loro tossine hanno spiccato tropismo per gli epiteli e per i neuroepiteli; provocano lesioni vascolari ed iperafflussso linfocitario intratecale; attivano i Linfo-B (attivazione policlonale da LPS) e i Linfo-T (che per azione del LPF diventano autocitotossici).

L'abnorme attività immunitaria intratecale può essere indotta direttamente dalle tossine BP : le IgG presenti nelle placche SM possono essere Ac rivolti contro le tossine BP (in particolare, frammenti di parete batterica). Si spiegherebbe la ristretta specificità IgG (bande oligoclonali) e la mancanza di fissazione al tessuto nervoso (eluibilità).

Si confermerebbe esatta l'impressione che le IgG della sclerosi multipla (SM) siano più Ac protettivi che Ac autoimmuni.

D'altra parte, il Fattore SPA si fissa in modo irreversibile agli stromi dei GR umani. Sappiamo che per  "stroma eritrocitario" s'intende ciò che resta del GR dopo lisi ipotonica: la membrana eritrocitaria. Questa è caratterizzata dalla presenza delle sostanze gruppo-ematiche in forma di glicolipidi: gli antigeni dei gruppi sanguigni della membrana del GR sono costruiti tutti partendo dal complesso Galattosio-N.Ac.-Gluc-Ceramide, proprio come il Gal-Cer che è appunto un Galattoso-ceramide. Se il complesso SPA-Glicolipide di membrana GR stimola i linfo-B (attivati anche anche dal LPS delle BP) a produrre anticorpi, questi "riconosceranno" anche il Gal.Cer degli oligodendrociti, comportandosi da autoanticorpi. Gli oligodendrociti saranno danneggiati da una parte direttamente dalle tossine BP (tropismo elettivo descritto), dall'altra dagli anticorpi anti SPA-Glicolipidi-GR. Col progredire della malattia si innesca il meccanismo autoimmune: la reattività crociata dei tessuti e degli elementi cellulari ricordati all'inizio spiega il coinvolgimento dei vari organi ed apparati che si ha nella sclerosi multipla (SM).

Si spiegano inoltre:

-         l'adsorbimento di tutte le attività mielinotossiche del siero di pazienti SM su pellet cellulare contenente oligodendrociti: le tossine BP sono trattenute elettivamente dai neuroepiteli (oligodendrocito) con meccanismo non immunologico;

-         la distribuzione geografica e climatica;

-         l'eredità del luogo di nascita che l'emigrato si porta dietro, perché il contagio è avvenuto in età neonatale od infantile (il 90 % delle persone non vaccinate vengono infettate in forme apparenti o inapparenti ed il 90 % si infetta entro i cinque anni di età;

-         l'andamento clinico o poussées, sostenuto dall'avvicendarsi di forme batteriche normali e di sferoplasti sulla mucosa bronchiale.

Per quanto fin qui esposto ed in attesa delle necessarie verifiche, in tutti i malati di SM è doveroso tentare di isolare le Bordetelle dall'escreato e di arrestare l'evoluzione del processo morboso con idonea terapia antibiotica.