• Gli anticorpi IgG anti Bordetella Pertussis totali, precisando la densità ottica, (D.O.) del campione e del cut-off
• Gli anticorpi IgM anti Bordetella Pertussis totali, precisando la D.O. del campione e del cut-off

Con questa metodica, le IgG e le IgM totali (indicate dal Laboratorio come Ac anti Bordetella) si misurano con la formula:

Con l'altro kit sono stati ricercati e quantificati:

• Gli anticorpi IgA e IgG anti H.A. Filamentosa con la relativa D.O.
• Gli anticorpi IgA e IgG anti Tossina Pertussica con la relativa D.O.

Secondo le schede tecniche dei kit diagnostici utilizzati, sono dimostrativi di infezione in atto o molto recente titoli di IgG e IgM totali uguali o superiori a otto unità VE e, rispettivamente, titoli di IgA anti Haemo Agglutinina Filamentosa (antigene delle fimbrie) e/o anti Tossina Pertussica uguali o superiori a 0,30 D.O. Questi valori di riferimento, però, sono validi nel bambino: si può verificare se il soggetto abbia la pertosse, l'abbia avuta o sia stato vaccinato di recente con un vaccino acellulare.

Nell'adulto, le IgM devono essere considerate positive da VE uguali o superiori a due, perchè gli eventuali anticorpi anti Bordetella esprimono sicuramente una risposta immune secondaria, nella quale di regola non si producono IgM. In un adulto, le IgM anti-Bordetella possono esser prodotte (in associazione o, addirittura, in alternativa alle IgG) solo per azione specifica della endotossina Lipopolisaccaride (LPS). Accertata con le IgG e le IgM totali la re-infezione recente e l'eventuale colonizzazione stabile delle mucose da parte delle Bordetelle, con la densità ottica delle IgA si verifica se la Bordetella infettante sia in fase-S (virulenta e contagiosa) o in fase-R (ancora virulenta; momentaneamente meno contagiosa, perché senza fimbrie).

In pazienti neurologici:

• IgA anti H.A. Filamentosa uguali o superiori a 0.30 D.O. dimostrano infezione da B. Pertussis in fase-S;
• IgA anti Tossina Pertussica uguali o superiori a 0.30 D.O. dimostrano infezione da B. Pertussis in fase-R.

A questo punto, facendo una RMN, si può porre una diagnosi eziologica e di forma clinica della neuropatia. Con sierodiagnosi positiva:

• placche alla RMN Sclerosi Multipla;
• non placche alla RMN Sclerosi Laterale Amiotrofica - Sindrome Pseudobulbare - Malattia del Motoneurone – Distrofia Muscolare Neurogena – Emiparkinson - Tetraparesi spastica - Sclerosi concentrica di Balò - Atassia spino-cerebellare.

In questo secondo gruppo [26 pazienti con sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e 4 con altre neuropatie senza placche (NSP) ], il Laboratorio dell'O.C. Pesaro ha trovato:

• IgG anti Bordetella Pertussis (anticorpi totali) 8 unità VE in 24 pazienti; VE 8 unità VE in 6 pazienti, nei quali, però, erano positive le IgM;
• IgM anti Bordetella Pertussis (anticorpi totali) 4 unità VE in 26 pazienti; VE 4 unità in 4 pazienti, nei quali, però, erano ampiamente positive le IgG;
• Anticorpi anti Haemo Agglutinina Filamentosa IgA 0.30 D.O. in 17 pazienti (Bordetella in fase-S, virulenta e contagiosa) ; DO 0.30 in 13 pazienti;
• Anticorpi anti Tossina Pertussica IgA 0.30 D.O. in 10 pazienti (Bordetella virulenta, ma priva di fimbrie; quindi non più contagiosa).

Questi risultati dimostrano che in tutti i pazienti studiati era in atto una tossi-infezione da Bordetella Pertussis e che in 17 su 30 (oltre la metà dei casi) l'infezione era sostenuta da Bordetelle in fase-S, virulente e contagiose.

Di particolare rilievo per le implicazioni patogenetiche (vedi seguito) è risultato il comportamento delle IgM che, associate a valori positivi di IgG in 26 casi su 30, hanno presentato valori estremi compresi tra 24.00 e 0.74 VE. Addirittura clamorosi sono risultati i referti di alcuni pazienti: in uno sono state trovate 20,00 unità VE di IgG e 24,00 unità VE di IgM; in un altro c'erano 12,33 unità VE di IgG e 17,74 unità VE di IgM; per contro, in un altro paziente c'erano 17,37 unità VE di IgG e 0,13 unità VE di IgM.

Se le malattie in esame hanno la stessa eziologia (tossi-infezione da Bordetella Pertussis), come si spiega la notevole diversità delle lesioni anatomo-patologiche ?

Dalla patologia sperimentale sappiamo che ^{( vedi note 3 - 5 )}:

1. in una data Specie animale, 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; non si sviluppa nelle razze che hanno gli astrociti non-produttori di Antigeni-HLA di II classe;
2. anticorpi anti Antigeni-HLA di II classe inibiscono l’insorgenza dell’EAS;
3. molecole di adesione solubili (s-ICAM) si trovano nella SM, non si trovano nelle neuropatie non-infiammatorie (compresa la SLA).

Dall’immunologia sappiamo che ^{( vedi nota 6 )} «La capacità degli immunocomplessi di modificare o modulare la risposta immune sia umorale che cellulare è ben conosciuta, anche se gli intimi meccanismi che regolano tali processi sono tuttora in gran parte ignorati». . . «Una soppressione della risposta immune e dell’attivazione linfocitaria da parte degli immunocomplessi è nota da tempo…». I meccanismi soggiacenti sarebbero ^{( vedi nota 6 )}:

• “mascheramento” dell’antigene;
• liberazione di fattori solubili di soppressione da parte dei linfociti T e B, quando i loro recettori per Fc siano “occupati” dai complessi immuni;
• competizione con l’antigene libero per i recettori di superficie dei linfociti-T;
• soppressione indiretta, mediata dall’attivazione di frazioni del Complemento;
• azione “bloccante” dei complessi immuni sui macrofagi e sui linfociti T-citotossici.

Dalla microbiologia sappiamo che ^{( vedi nota 7 )} i caratteri della risposta immunologica distinguono le endotossine (Lipopolisaccaride) dagli altri antigeni: la risposta si traduce in una sintesi prolungata di IgM, talvolta in assenza totale di IgG (contrariamente a quanto avviene comunemente con altri antigeni); i tassi di queste macroglobuline (le IgM) variano in maniera ciclica per un fenomeno di retro-controllo, per il quale i complessi antigene-anticorpo che si formano inibiscono la risposta immune ulteriore. Se l’antigene persiste abbastanza a lungo nell’ospite, si può produrre un nuovo ciclo di sintesi anticorpale.

Nelle infezioni croniche da Bordetelle (passaggio protratto di Lipopolisaccaride in circolo), cessato l’effetto inibitorio da complessi immuni, ricomincia la produzione di nuovi anticorpi (IgM) e la formazione di nuovi CIC, si arriva ad una nuova inibizione della produzione anticorpale. Questi cicli spiegano i valori estremi delle IgM (VE da 24,00 a 0,13), trovati in alcuni pazienti di questo secondo gruppo e già da me osservati in diversi pazienti del primo gruppo.

Conclusione

Al quesito propostoci, possiamo rispondere che imeccanismi patogenetici iniziali (re-infezione pertussica in soggetto con difetto della barriera muco-ciliare, passaggio di tossine-BP in circolo, formazione di complessi immuni circolanti) sono quelli descritti per la SM ^{( vedi note 1, 2 )}.

Nelle due categorie di neuropatie (con placche o senza placche) è il ruolo degli astrociti e dei CIC (che si formano in tutti i casi) a fare la differenza ^{( vedi nota 19 )}:

• nella SM, gli astrociti sono produttori di Antigeni-HLA di II classe, nel contesto di questi antigeni presentano ai linfociti-T circolanti gli antigeni estranei (tossine pertussiche) processati, si arriva ad una "adesione stabile" tra endoteli e linfomonociti circolanti. I CIC, “trattenuti” in sede di adesione stabile, precipitano nel SNC; in circolo, i complessi immuni costituiti da IgM e tossine-BP non raggiungono concentrazioni tanto elevate da risultare inibitorie.
• nella SLA e nelle altre NSP, gli astrociti non sono produttori di Antigeni-HLA di II classe; non si arriva all'adesione stabile tra gli endoteli dei vasi cerebrali e i linfomonociti circolanti. I complessi immuni che si formano continuano a viaggiare nel sangue fino a quando non vengano trattenuti e distrutti dal Sistema Reticolo-Endoteliale (Milza e Fegato). La permanenza in circolo della maggior parte dei complessi immuni che si formano, porta ad un loro progressivo aumento, per cui alla fine scattano i meccanismi inibitori che i complessi Tossine/IgM esercitano sulla produzione delle IgM. Nelle infezioni pertussiche croniche in soggetti con astrociti non-produttori di Antigeni-HLA di II classe, durante le fasi di inibizione da complessi immuni (mancanza relativa di anticorpi) le tossine-BP che passano nel sangue vanno a fissarsi direttamente sui neuroepiteli; a questo punto, tornano in gioco il potere patogeno delle tossine pertussiche ed il ruolo degli astrociti nella fisiologia del SNC.

Nelle tossi-infezioni da Bordetelle, oltre ai danni prodotti dalla Tossina Pertussica direttamente sui neuroni (ADP-fosforilazione delle Proteine-G-inibitrici; attivazione delle fosfolipasi; interferenza sui canali ionici), l'inibizione delle ATPasi ad opera della Tossina Dermonecrotica non permette più agli astrociti di produrre quantità "sufficienti" di lattato (fonte di energia essenziale per i neuroni, che non sanno utilizzare il glucoso ematico) e di glutammina.

Nell’Uomo, gli astrociti svolgono numerosi ruoli attivi nel mantenimento della fisiologia cerebrale ^{( vedi note 3, 8, 9 )} :

• 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);
• sono determinanti nella regolazione della risposta immunitaria cerebrale: svolgono il compito di Antigen Presenting Cells; in risposta a stimoli flogogeni producono interleuchina-1; esponendo gli Ags-HLA di II classe, fanno esporre agli endoteli microvasali le molecole di adesione;
• assorbono il glucosio dal sangue e lo trasformano in lattato, principale substrato energetico per i neuroni (che sono incapaci di utilizzare il glucosio);
• 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;
• trasformano il glutammato in glutammina (azione della glutammina-sintetasi, enzima esclusivamente astrocitario);
• la glutammina (principale precursore di GABA e glutammato) viene poi trasferita ai neuroni, che, con reazione inversa, la trasformano in glutammato;
• grazie a proteine trasportatrici (ATPsintasi), essenzialmente astrocitarie, rimuovono dallo spazio extracellulare il glutammato liberato dai neuroni nelle sinapsi;
• producono il “fattore neurotrofico di derivazione gliale, GDNF”, che protegge i neuroni dalla degenerazione.

Il potere patogeno delle diverse tossine pertussiche ^{( vedi note 10 - 13 )} spiega perfettamente i danni neuroepiteliali caratteristici delle neuropatie senza placche.

Dalla biologia molecolare sappiamo che:

• il glucosio ^{( vedi nota 14 )} viene degradato (glicolisi) prima in gliceraldeide-3-fosfato, poi in piruvato; infine, con una reazione anaerobia che produce energia (fermentazione), il piruvato viene trasformato in lattato. Nelle reazioni che portano da glucosio a gliceraldeide due molecole di ATP sono ridotte a due molecole di ADP; nelle reazioni che portano da gliceraldeide a piruvato si formano quattro molecole di ATP (passando da glucosio a piruvato si guadagna molta energia per la neoformazione di due molecole di ATP).Le reazioni che portano dal piruvato al lattato negli astrociti sono le stesse che portano all'accumulo di lattato nei muscoli (fermentazioni anaerobie); avvengono nel citosol (non nei mitocondri).
• la glutammina deriva dall'acido glutammico ^{( vedi nota 15 )} : per azione della glutammina-sintetasi, una molecola di ATP (degradandosi ad ADP) cede uno ione fosforo all'acido glutammico; ne deriva una molecola intermedia ad alta energia, che rapidamente si scinde in una molecola di fosforo inorganico e una molecola di glutammina.

Tutte le reazioni ATP ↔ ADP sono catalizzate dalle ATPsintasi.

La ATPsintasi ^{( vedi nota 16 )} (chiamata anche ATPasi F₀-F₁) è un "complesso polipeptidico transmembrana", che contiene almeno nove catene polipeptidiche diverse, in cui vengono distinte una ATPasi-F₀ e una ATPasi-F₁. La ATPsintasi costituisce il 15 % circa delle proteine totali della membrana interna dei mitocondri. La porzione transmembrana del complesso proteico (ATPasi-F₀) agisce da trasportatore di H⁺ e la porzione interna (ATPasi-F₁) normalmente sintetizza ATP quando le passano attraverso protoni lungo il loro gradiente elettrochimico. Quando però è separata dal trasportatore di H⁺ (cioè, la porzione transmembrana del complesso proteico, la ATPasi-F₀), la ATPasi-F₁ inverte la sua azione e catalizza soltanto l'idrolisi di ATP (producendo ADP).

Nelle tossi-infezioni da Bordetelle, oltre ai danni prodotti dalla Tossina Pertussica direttamente sui neuroni (ADP-fosforilazione delle Proteine-G-inibitrici; attivazione delle fosfolipasi; interferenza sui canali ionici), l'inibizione delle ATPasi ^{( vedi nota 17 )} ad opera della Tossina Dermonecrotica non permette più agli astrociti di produrre quantità "sufficienti" di glutammina e lattato.

Nella SLA e nelle neuropatie correlate, [neuropatie non infiammatorie, senza placche, NSP: Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA o Malattia del Motoneurone), Tetraparesi spastica, Sindrome Pseudobulbare, Distrofia Muscolare Neurogena, Emiparkinson, Sclerosi concentrica di Balò].:

• se l'astrocita non fornisce al primo motoneurone una quantità sufficiente di glutammina e di lattato (essenziale fonte di energia per i neuroni), il motoneurone non può produrre il glutammato necessario a trasmettere l'impulso al secondo motoneurone;
• se il primo motoneurone riesce a sintetizzare abbastanza glutammato, per la mancata rimozione del glutammato liberato nella sinapsi dal primo motoneurone (rimozione non possibile per l'inibizione della ATPasi astrocitaria ad opera della tossina Dermonecrotica), il secondo motoneurone subisce un effetto eccitocitotossico, che lo porta rapidamente a morte.

L’eziologia infettiva (Bordetella Pertussis) spiega anche gli "aspetti più interessanti della epidemiologia ^{( vedi nota 18 )} della SLA":

• la maggior frequenza di malattie neurodegenerative tra i parenti di primo e secondo grado di pazienti SLA;
• i cluster di malattia negli individui che lavorano nello stesso ambiente o che vivono nello stesso edificio;
• i cosiddetti casi di SLA coniugale, cioè l’insorgenza della malattia in entrambi i coniugi (ne sono stati descritti una ventina di casi).

La sclerosi laterale amiotrofica e alcune altre neuropatie senza placche sono causate da una re-infezione (tossi-infezione) da Bordetella Pertussis in soggetti con astrociti non-produttori di Antigeni HLA di II classe; per la loro patogenesi sono da considerare “modelli naturali” della sclerosi multipla cronica-progressiva trattata con immunosoppressori.

TRATTAMENTO

Nella SLA e nelle altre 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. L'etilsuccinato di eritromicina dovrà essere somministrato ai primi sintomi di malattia per minimizzare l'insorgenza di una reazione di Jarisch-Herxheimer, che nei pazienti in fase avanzata di malattia potrà risultare pericolosa (in rapporto con la quantità di Bordetelle, presenti sulle mucose del paziente, uccise dall'antibiotico). Sapendo che, con l'eritrocina, la bonifica delle mucose si ottiene sempre in quindici-venti giorni, in tutti i casi il danno tossinico aggiuntivo (reazione di Erxheimer = shock tossinico) potrà essere evitato sottoponendo il paziente a plasmaferesi nelle prime due-tre settimane di trattamento antibiotico. Opportunamente modificato, si dovrebbe adottare il protocollo previsto per la Sindrome di Guillain-Barrè (linee guida della Società Italiana di Emaferesi e Autotrasfusione, S.I.di E.). Nella SLA e nelle altre neuropatie pertussiche senza placche, si dovrebbero fare sei-otto plasmaferesi nei primi quindici-venti giorni di trattamento antibiotico (indicativamente, nei giorni: 2° - 3°- 4°- 6° - 8° - 10° - 12° - 15° di eritrocina); a mucose bonificate (quando non passano più tossine in circolo), la plasmaferesi diventa inutile. Queste considerazioni spiegano anche perché la American Association of Blood Banks e la American Society for Apheresis (edizione speciale del Juornal of Apheresis del 1993. - Dr. Stefanutti C.: Plasmaferesi. In: w3.uniroma1.it/plasmapheresis/indicazioni.asp, collocano la SLA nelle malattie in cui la plasmaferesi sarebbe inutile: se non si bonificano le mucose con il trattamento antibiotico, la plasmaferesi risulta inutile perché il sangue viene depurato solo momentaneamente dalle tossine pertussiche; per il permanere dell'infezione, nuove tossine (responsabili dei danni al sistema nervoso centrale) continuano a passare in circolo, la progressione della malattia non si arresta.

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