Nello scorso post abbiamo visto il funzionamento dell’endotossina batterica, ora invece prenderemo in esame le esotossine.

Esotossine batteriche

Esistono molteplici tipi di esotossine, tutte di natura proteica. In generale hanno ottime proprietà antigeniche, sono termolabili (ad eccezione dell’enterotossine staffilococciche) e vengono distrutte dai succhi gastrici (tranne per le enterotossine staffilococciche e per la tossina botulinica). Le azioni di queste proteine sono varie, esistono infatti principalmente due tipi di interazioni con le cellule ospiti: a livello di membrana e a livello di citosol. Le prime possono, ad esempio, alterare i legami intercellulari, danneggiare la membrana o interferire con il signaling cellulare, le altre invece interferiscono con meccanismi di regolazione enzimatica andando a modificare il metabolismo cellulare.

Bersaglio: membrana cellulare

Le esotossine che hanno come bersaglio la struttura superficiale delle cellule sono di due tipi: tossina esfoliativa e  le tossine emolitiche

La tossina esfoliativa è prodotta dallo Staphylococcus  aureus (in alto un modello), è monomerica e ne esistono due tipi, chiamati A e B. E’ la causa della cosiddetta sindrome della cute (pseudo)ustionata da stafilococco (staphylococcal scalded skin syndrome o SSSS), conosciuta anche come malattia di Ritter o malattia di Lyell. E’ una patologia tipica degli infanti ed è dovuta alla diffusione tramite il sangue della tossina (indipendente, quindi, dalla reale posizione dei batteri nell’organismo). L’azione dannosa, risultante esattamente come ampie ustioni sulla pelle, è data dall’interazione con le proteine della matrice intercellulare a livello dello strato granuloso dell’epidermide: la stabilità dello strato è compromessa e la pelle si danneggia al minimo insulto meccanico.

Le tossine emolitiche, dette anche emolisine o citolisine sono proteine capaci di uccidere le cellule bersaglio agendo sulla membrana plasmatica.
Esistono diversi tipi di emolisine: alcune, comuni a molti G+ e rappresentata come esempio dalla emolisina α dello S. aureus, polimerizzano formando eptameri e, a livello di membrana, formano dei pori, causando quindi uno scompenso della regolazione degli scambi della cellula con l’esterno e mandando la cellula in apoptosi. Un sottogruppo abbastanza importante di queste tossine è quello caratterizzato dalla presenza di un gruppo  ‾SH, rapidamente inattivate dalla presenza di ossigeno e per questo denominate emolisine O (o ossigeno-labili).
Un secondo gruppo di tossine emolitiche è quello chiamato RTX (repeats in toxin), il cui nome deriva da una sequenza ricca in glicina ripetuta al C-terminale, che risulta importante per legare il calcio. Gli esempi principali sono dati dalla tossina di Escherichia coli, da quella di Proteus vulgaris e dalla leucocidina di Pasteurella haemolytica.
Poi c’è la tossina δ di S. aureus che ha un comportamento particolare: sembra funzioni da detergente. Ha infatti una struttura comprendente zone idrofobiche e idrofiliche, andando così ad interferire con la struttura fosfolipidica della membrana, oltre a formare dei canali che alternano lo scambio ionico.

Mentre tutte queste proteine possono avere un ventaglio pur ampio ma definito di bersagli, esistono tossine batteriche con funzione di fosfolipasi molto meno specifiche. Probabilmente il motivo dell’esistenza di queste tossine è quello di facilitare l’insediamento dei batteri nei tessuti dell’ospite o anche per scopi nutrizionali. Esempi di questo tipo di emolisine sono la tossina α di Clostridium perfringens e l’emolisina β del solito S. aureus

Vediamo infine l’emolisina γ e la leucocidina di Panton-Valentine di S. aureus. Queste due tossine sono prodotte da geni diversi che si combinano, la tossina finale è formata da almeno due subunità diverse per entrambe. La prima è prodotta da tutti i ceppi di S. aureus, mentre la seconda solo dal 2-3%, anche se è presente spesso nei casi di MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus). L’azione patogena è svolta sulle emazie e sui leucociti per la prima, solo sui leucociti per la seconda: entrambe le tossine agiscono sui leucociti stimolando la produzione di citochine, PVL in particolare si pensa crei pori per il passaggio di ioni e attivi la fosfolipasi A₂ alterando il signaling di membrana

Fonti
La Placa – Principi di microbiologia medica

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