ENCEFALO-MEDULLOPATIE DA BORDETELLA PERTUSSIS
Atti del XLI CONGRESSO NAZIONALE
S.N.O - 2001
SOMMARIO
Avendo trovato, nel siero, positiva la ricerca di anticorpi anti-Bordetella
nel 95.47% di 92 pazienti affetti da Sclerosi Multipla definita (pazienti
non selezionati per forma clinica e trattamento terapeutico in corso)
e nel 100% di 15 pazienti affetti da neuropatie non infiammatorie (Sclerosi
Laterale Amiotrofica, Sindrome Pseudobulbare, Malattia del Motoneurone,
Distrofia Muscolare Neurogena, Emiparkinson, Tetraparesi spastica, Sclerosi
concentrica di Balò), ho rivisitato la patogenesi delle neuropatie
da Bordetella Pertussiss con placche e senza placche. Dalle differenze
patogenetiche soggiacenti alle varie forme cliniche e tenendo presente
il potere patogeno delle principali tossine pertussiche, si ricava l'aspettativa
di recupero funzionale che si può avere nelle varie forme di encefalo-medullopatie
da B. Pertussis. Chiarita la patogenesi, propongo un trattamento farmacologico
"aggiuntivo" che promette di riparare i danni tossinici diretti,
già in atto al momento della diagnosi eziologica.
INTRODUZIONE
Avendo trovato nel 95,47% di 92 pazienti con Sclerosi Multipla (SM) una
tossi-infezione da B. Pertussis (Vedi nota 1)
e aspettandomi di trovare "negativi" i pazienti con neuropatie
diverse dalla SM, per confronto/verifica ho ricercato nel siero gli anticorpi
antipertosse in 15 pazienti neurologici in cui era stata esclusa la SM
(le diagnosi cliniche erano: Sclerosi Laterale Amiotrofica, Sindrome Pseudobulbare,
Malattia del Motoneurone, Distrofia Muscolare Neurogena, Emiparkinson,
Tetraparesi spastica, Sclerosi concentrica di Balò). In tutti questi
pazienti la RMN aveva escluso la presenza di placche; in due aveva segnalato
note di gliosi. La ricerca degli anticorpi anti-Bordetella, da me richiesta,
è risultata positiva in tutti i casi ( vedi
esempio di Referto ). Come si spiegano questi risultati?
DISCUSSIONE
Dalla patologia sperimetale sappiamo che in una data Specie animale (ad
esempio, nei Ratti), l'encefalite allergica sperimentale (EAS), nella
forma considerata modello sperimentale della SM umana, può essere
indotta solo nelle razze con astrociti produttori
di Antigeni-HLA di II classe (ratti Lewis) (Vedi
nota 2); non si sviluppa nelle razze che hanno gli astrociti
non-produttori di Antigeni-HLA di II classe (Surmolotti, comuni topi di
chiavica). È stato anche visto che anticorpi anti Antigeni-HLA
di II classe inibiscono l'insorgenza dell'EAS 2 e che molecole di adesione
solubili (s-ICAM) si trovano nella SM, non si trovano nelle neuropatie
non-infiammatorie (compresa la SLA) (Vedi note
3, 4). Queste osservazioni dimostrano che, nella patogenesi
dell'EAS e della SM, l'espressione degli Antigeni-HLA di II classe da
parte degli astrociti e l'espressione delle molecole
di adesione da parte dell'endotelio microvasale hanno ruoli importanti.
Nell'Uomo, gli astrociti svolgono numerosi ruoli attivi
nel mantenimento della fisiologia cerebrale (Vedi
note 2, 5, 6);
- contribuiscono al mantenimento dell'integrità della barriera
emato-encefalica (inducono gli endoteli vasali a formare le giunzioni
strette; l'avventizia vasale è costituita dai podociti degli
astrociti);
- hanno una posizione fondamentale nel ciclo metabolico di tutte le
cellule del SNC;
- hanno recettori per quasi tutti i neurotrasmettitori cerebrali;
- hanno sistemi ionici per il trasporto e lo scambio in coppia di Na
e H e di Cl e bicarbonati;
- regolano il bilancio del potassio nello spazio extracellulare; -
grazie a proteine trasportatrici (ATPasi), essenzialmente astrocitarie,
rimuovono dallo spazio extracellulare il glutammato liberato dai neuroni
nelle sinapsi;
- trasformano il glutammato in glutamina (azione della glutamina-sintetasi,
enzima esclusivamente astrocitario);
- la glutamina (principale precursore di GABA e glutammato) viene poi
trasferita ai neuroni, che con reazione inversa, la trasformano in glutammato;
- assorbono il glucosio dal sangue e lo trasformano in lattato, principale
substrato energetico per i neuroni (che sono incapaci di utilizzare
il glucosio);
- sono determinanti nella regolazione della risposta immunitaria cerebrale
(svolgono il compito di Antigen Presenting Cells; in risposta a stimoli
flogogeni producono interleuchina-1; se sono produttori, espongono gli
Antigeni-HLA di II classe e fanno esporre agli endoteli microvasali
le molecole di adesione);
- stimolati da un "fattore solubile neuronale", regolano
il metabolismo del glutammato;
- producono il "fattore neurotrofico di derivazione gliale, GDNF",
che protegge i neuroni dalla degenerazione.
Ricordando che uno stesso ceppo di B. Pertussis produce tossine a seconda
della fase vegetativa (fase-S, con fimbrie; fase-R, senza fimbrie) e a
seconda delle condizioni ambientali (disponibilità di nutrimento;
presenza di ossigeno; temperatura) e tenendo presente che il carattere
tossigeno è variabile e reversibile (modulazione fenotipica) (Vedi
note 7, 8); vediamo l'essenziale delle principali tossine
pertussiche (Vedi note 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13):
L'Haemoagglutinina Filamentosa (HAF), proteina delle fimbrie, è
il principale fattore di adesione alle ciglia vibratili dell'epitelio
respiratorio e ai neuroepiteli. All'estremità delle fimbrie, l'HAF
termina con una "adesina", molecola ripiegata ad uncino che
si ancora alle molecole di adesione vasali e tissutali.
La Tossina Pertussica (PT, LPF) è un potente mitogeno. È
costituita da due domini.
Il Dominio-A: provoca ADP-ribosilazione della proteina Gi, che regola
l'attività di diversi enzimi. Produce: attivazione di fosfolipasi;
attivazione di canali ionici. L'ADP-ribosilazione delle proteine Gi interferisce
con il metabolismo del glutammato (i recettori metabotropici del glutammato
sono collegati ai sistemi effettori proprio tramite le proteine G). L'ADN-c
cellulare (non più inibita dalla Gi) produce aumento dell'AMP-c,
alterazione dei flussi ionici transmembrana (impossibilità ad aprire
i canali del K+) e secrezione attiva di elettroliti e di fluidi.
Il Dominio-B (fissato alla superficie delle membrane neuroepiteliali)
produce esposizione di determinanti antigenici estranei (lo stesso Dominio-B)
ed esternalizzazione di determinanti antigenici propri prima non esposti
(Antigeni-HLA di II classe); induce attivazione piastrinica.
Il Lipopolisaccaride (LPS) è forte attivatore policlonale
aspecifico timo-indipendente dei linfociti B; innesca la reazione bi-direzionale
tra macrofagi e linfociti T-helper (produzione di gamma-interferon e Interleuchina-2);
esalta l`attività dei macrofagi; induce sintesi prolungata di IgM,
associata o in alternativa alla sintesi di IgG. .
La Tossina Dermonecrotica (TDN), nota anche come "tossina letale
del topo",.inibisce le ATPasi Na+ e K+ dipendenti; provoca vasocostrizione
e necrosi ischemica. Nei neuroni, l'ATPasi fornisce energia alla pompa
ionica che trasporta tre ioni Na fuori e due ioni K dentro la cellula;
fornisce l'energia per il trasporto di zuccheri e aminoacidi dentro la
cellula.
La Citotossina Tracheale (CTT), tetrapeptide disaccaride derivato
dal peptidoglicano (principale componente della parete batterica; è
anche detto "mucopeptide batterico" o "mureina"),
causa ciliostasi e alterazioni cellulari; è specificamente tossico
per le cellule ciliate, in cui blocca la sintesi di DNA. Provoca produzione
di ossido nitrico.
L'Antigene Solubile di Pillemer (SPA) si fissa in modo irreversibile
ai glicosfingolipidi di membrana dei globuli rossi (glicosfingolipidi
presenti anche sulla membrana dei neuroepiteli: GM1); agisce come recettore
di superficie e contribuisce al legame della cellula alle altre cellule
e al medium extracellulare. Potrebbe spiegare gli anticorpi anti-GM1 della
SLA (rivolti contro i glicosfingolipidi di membrana "modificati antigenicamente
" dalla presenza del fattore SPA).
L'Adenilatociclasi Pertussica si fissa ai neuroepiteli su un recettore
di membrana specifico, il GM1. Nelle cellule eucariote agisce attivando
una ADP-ribosil-trasferasi. In presenza di Ca++ viene attivata dalla Calmodulina
endogena e provoca aumento eccessivo di AMP-c. Rinviando alla biologia
molecolare ("Triade dell'ADPR"
(Vedi note 14, 15)) per una più
completa visione di quello che succede nei neuroni, negli astrociti
e negli oligodendrociti attaccati dalle tossine pertussiche, vediamo quali
altri meccanismi biochimici e immunologici possono provocare danni irreparabili
ai neuroepiteli:
- Il glutammato in alte concentrazioni induce la morte dei neuroni
del SNC. Si è visto che nelle cellule trattate con glutammato
il DNA viene rapidamente frammentato, con conseguente aumento sproporzionato
della sintesi dell'ADPR negli acidi nucleici e morte cellulare. L'aumento
del poli-ADPR e la successiva morte cellulare non avvengono se, prima
del glutammato, le cellule sono incubate con inibitori della PARP. I
danni al DNA dei neuroni trattati con glutammato sarebbero indotti dal
monossido di azoto (NO), prodotto dall'enzima NO-sintetasi, la cui attività
dipende dalla concentrazione intracellulare di ioni Ca2+.
- La citotossina tracheale e la dermonecrotica sarebbero una stessa
tossina; quindi, possiamo parlare di una citotossina tracheo-dermonecrotica
(TD) e aspettarci una azione patogena che sia la somma degli effetti
attribuiti prima alle due tossine. Premesso che se la TD è un
componente citoplasmatico essa può essere prodotta anche dalle
Bordetelle in fase-R e sapendo che se non è una proteina, non
è immunogena, nelle colonizzazioni delle mucose rino-sinusali
da parte delle Bordetelle:
- non si producono anticorpi anti TD;
- non si formano complessi immuni contenenti questa tossina;
- la TD, passata nel sangue, va a fissarsi alle cellule neuroepiteliali
interferendo con i sistemi neuronali e astrocitari di sintesi del
DNA e con tutte le reazioni mediate dalle ATPasi Na+ e K+ dipendenti.
L'aumento del Ca intracellulare, risultante dall'eccessivo aumento dell'AMP-c
e dalle reazioni che portano all'ADPR-c (nei tentativi di riparazione del
DNA), attiva la NO-sintetasi calcio-dipendente, per cui si ha anche un'abnorme
produzione di monossido di azoto (già segnalata come azione della
tossina Citotracheale).
L'acido glutammico agisce su due famiglie di recettori, i recettori ionotropici
e i recettori metabotropici, questi ultimi accoppiati ai sistemi effettori
proprio tramite le proteine G. L'ADP-ribosilazione di queste proteine Gi
interferisce con il metabolismo del glutammato, principale neurotrasmettitore
neuronale.
CONCLUSIONI
Tenendo presente che le tossine pertussiche hanno tropismo elettivo per
tutti i neuroepiteli (neuroni, astrociti, oligodendrociti), in soggetti
con un difetto della barriera muco-ciliare, una re-infezione da Bordetella
potrà dare:
A) Neuropatie con placche
Le tossine pertussiche (derivate dalla morte "naturale" e dal
conseguente disfacimento di un certo numero di Bordetelle sulle mucose
rino-sinusali) passano nel sangue, trovano gli anticorpi specifici, formano
complessi immuni circolanti (CIC), fanno esporre agli astrociti (se produttori)
gli Antigeni-HLA di II clase. L'esposizione degli Antigeni-HLA di II classe
da parte degli astrociti fa esporre agli endoteli microvasali le molecole
di adesione.
I complessi immuni circolanti, "trattenuti" dalle molecole di
adesione, nei piccoli vasi cerebrali precipitano: si ha la SM (danni da
precipitazione di CIC: placche).
B) Neuropatie senza placche
Con astrociti non-produttori di Antigeni-HLA di
II cl, l'endotelio vasale non esprime molecole di adesione; i complessi
immuni non precipitano nei vasi del SNC; non si formano placche. I complessi
immuni che si formano anche in questi casi: o, formandosi in moderato
eccesso di anticorpi o in zona di equivalenza o in modesto eccesso di
antigeni, precipitano nella mucosa e nella sottomucosa delle prime vie
aeree (Fenomeno di Arthus --> rino-sinusiti croniche o recidivanti);
oppure, restano in circolo e finiscono metabolizzati dal Sistema Reticolo Endoteliale.
Le tossine pertussiche eccedenti (non complessate) attaccano direttamente
i neuroepiteli. In individui con astrociti non-produttori
di Antigeni-HLA di II cl, a seconda del rapporto tossine / anticorpi (fenomeno
di zona, reazione di Arthus) e a seconda del fenotipo (cioè, delle
caratteristiche metaboliche e recettoriali) dei neuroni, degli astrociti
e degli oligodendrociti preferenzialmente danneggiati dalle tossine pertussiche,
si avranno le varie forme cliniche di neuropatie: Sclerosi Laterale Amiotrofica,
Sindrome Pseudobulbare, Malattia del Motoneurone, Distrofia Muscolare
Neurogena, Emiparkinson, Tetraparesi spastica, Sclerosi concentrica di
Balò.
Nella realtà, però, le differenze patogenetiche non sono
sempre così nette.
Le neuropatie senza placche hanno tutte, sempre, la stessa patogenesi;
differiscono tra loro solo per il tipo di neuroni prevalentemente danneggiati
dalle tossine pertussiche. Le aree neuronali danneggiate dipendono dall'azione
patogena specifica (biochimica) delle tossine prodotte dal ceppo di Bordetella
che ha colonizzato le mucose del paziente in esame e dal bagaglio biochimico
caratteristico dei neuroni dell'area colpita.
Le neuropatie con placche a patogenesi pura (da precipitazione
di complessi immuni circolanti, senza attacco tossinico) sono rare: nella
pratica clinica, si possono considerare tali le forme di SM iniziali e
la SM-Remittente. Più comunemente: nelle neuropatie con placche,
se la colonizzazione pertussica delle mucose si protrae a lungo, una parte
delle tossine prodotte "sfugge" alla abituale trasformazione
in complessi immuni; le tossine "eccedenti" attaccano i neuroepiteli
con gli stessi meccanismi e con gli stessi effetti irreversibili descritti
nelle neuropatie senza placche. Si hanno le "neuropatie con placche
a patogenesi mista", nelle quali abitualmente rientrano le forme
croniche di SM.
Le differenze patogenetiche esistenti tra i vari tipi di neuropatie da
BP (con placche, o, senza placche) comportano una notevole differenza
nelle aspettative di "recupero funzionale":
- nelle neuropatie senza placche (le tossine attaccano direttamente
i neuroepiteli) i danni, già in atto al momento della diagnosi
eziologica, non saranno riparati; i benefici verranno dalla tempestività
con cui sarà posta la diagnosi eziologica e sarà instaurato
il trattamento antibiotico specifico.
- nella SM iniziale e Remittente (danni prevalenti da precipitazione
di complessi immuni) si arresterà il decorso della malattia e
la progressione della disabilità; si avrà un buon recupero
funzionale (più o meno importante, a seconda delle condizioni
di partenza).
- nella SM cronica il recupero sarà modesto, inversamente proporzionale
al tempo trascorso tra l'insorgenza della malattia e l'inizio del trattamento
antibiotico; la bonifica delle mucose con l'antibiotico non arresterà
del tutto il progredire della disabilità, che sarà sostenuta
dal danno tossinico diretto, già instaurato.
DIAGNOSI SIEROLOGICA: ( Esempio di REFERTO ed E-M Scan)
Nel liquor, la ricerca degli anticorpi anti Bordetella sarà abitualmente
positiva nella SM (infiltrati linfocitari alla periferia delle placche,
quindi, produzione intratecale di immunoglobuline antipertosse); sarà
di regola negativa nelle neuropatie senza placche (SLA) in cui non ci
sono infiltrati linfocitari nel tessuto nervoso e non c'è produzione
intratecale di immunoglobuline (si potranno trovare solo quelle trasudate
dal siero).
TRATTAMENTO
Accertata una tossi-infezione da Bordetella, sarà obbligatorio
bonificare le mucose rino-sinusali con l'antibiotico specifico (vedi:
scheda tecnica dell'Eritrocina). In tutti i casi, per la enorme diffusione
delle Bordetelle, si potrà verificare una
reinfezione; ma, nel paziente in trattamento antibiotico, la carica batterica
reinfettante non attecchirà, la quantità di tossine sarà
piccola e non sarà ripetuta nel tempo: il paziente potrà
avere una riacutizzazione della malattia, ma le nuove lesioni questa volta
regrediranno completamente (si potrà associare per qualche giorno
del cortisone). In pratica, nelle E-M pertussiche si adotterà il
protocollo che, nei soggetti allergici alla penicillina, si segue in tutto
il mondo per la profilassi della malattia reumatica: si somministrerà
l'eritrocina a lungo termine, per almeno cinque anni dall'ultimo attacco
(Vedi note 16, 17, 18, 19, 20).
Per tentare di ridurre al minimo i danni tossinici (già presenti
all'atto della diagnosi eziologica e all'inizio del trattamento antibiotico),
all'eritrocina si dovrebbe aggiungere Coenzima-1-ridotto (NADH), in eccesso.
Questa associazione (antibiotico + coenzima-1-ridotto), suggerita dalla
nozione che l'effetto inibitore della tossina difterica sul Fattore di
Elongazione EF2 (effetto inibitore da ADP-ribosilazione) viene rimosso
dalla nicotinamide in eccesso (Vedi nota 21),
è supportata dalle.leggi di cinetica delle reazioni enzimatiche
(Vedi nota 22) (per le quali, il
NADH in eccesso sposta il NAD+ dal legame con l'enzima).
In attesa di conferma dell'efficacia di questa integrazione terapeutica
in tutte le E-M con e senza placche, i benefici verranno dalla tempestività
con cui sarà posta la diagnosi eziologica e sarà instaurato
il trattamento antibiotico specifico. Pertanto: in tutte le neuropatie
non a priori eziologicamente etichettabili, potendosi modificare favorevolmente
la prognosi (quoad vitam e quoad valetudinem) grazie alla diagnosi eziologica
precoce e alla conseguente terapia antibiotica specifica, emerge l'obbligo
di ricercare nel siero, con metodiche adeguate, anche gli anticorpi anti
Bordetella.
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