Antibodies to adrenergic and muscarinic receptors in ME/CFS

Antibodies to adrenergic and muscarinic receptors in ME/CFS

A translation to Dutch of this article is available here.

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During the Community Symposium on the molecular basis of ME/CFS (R) two different groups of researchers reported on an increased level of antibodies to beta-adrenergic and muscarinic receptors in sera from ME/CFS patients vs healthy controls (Figure 1). These new data have been collected independently by Alan Light (University of Utah) and Jonas Bergquist (Uppsala Universitet). Bergquist also reported that these autoantibodies can’t be found in cerebrospinal fluid from ME/CFS patients.

Figure 1. Two slides from the symposium: on the left data from Uppsala Universitet, on the right data from a group of patients studied by Alan Light (University of Utah).

What was already known on these autoantibodies

The presence of a higher than normal reactivity of sera from ME/CFS patients to muscarinic receptors was reported for the first time by a Japanese group, more than a decade ago (Tanaka S et al. 2003) and it has been confirmed recently in a work by Osaka City University Graduate School of Medicine (Yamamoto S et al. 2012) and in another paper by University of Bergen (Norway) and Charité University (Germany) (Loebel M et al. 2016). In particular, while Tanaka and colleagues measured an increased level of autoantibodies against muscarinic cholinergic receptor 1 (CHRM1) in about half of patients, the European group described an increase in the reactivity of sera to subtypes M3 and M4, in a subset of patients (Figure 2). They used two completely different assays, as we will see later, and this might be the reason for the different results.

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Figure 2. An increase in the reactivity of sera from ME/CFS patients to M1 cholinergic receptors was reported by Tanaka and colleagues in 2003 (left). Loebel and colleagues found an increase in reactivity to M3, M4 cholinergic receptors and beta 2 adrenergic receptors in 2016 (right).

As you can see from figure 2, the study by Loebel et al. also indicated an increase in antibodies to beta-adrenergic receptors (subtype 2), in agreement with the latest data from Light and Bergquist. In this regard, it is worth noting that autoantibodies to muscarinic receptors M2 and M3, and to beta-adrenergic receptors (subtype 1 and 2) have been already reported in orthostatic hypotension (OH) (Yu X et al. 2012), (Li H et al. 2012) and that antibodies to beta 2 adrenergic receptors have been identified in patients with postural-orthostatic tachycardia syndrome (POTS) (Li et al. 2014). This means that this group of autoantibodies is associated with orthostatic intolerance (POTS and/or OH), but orthostatic intolerance is part of the clinical picture of ME/CFS (IOM 2015) and those patients who have a diagnosis of POTS often have many features in common with ME/CFS patients, see for instance (Okamoto L et al. 2012), (Wise S et al. 2015). So, it might be conceivable that these autoantibodies play a role in the pathogenesis of some symptoms in a subgroup of patients, although this has not been proven, so far.

Molecular mimicry?

We don’t know the reason why the immune system of some ME/CFS patients reacts to these receptors, but Alan Light suggested, during the symposium, that a possible source for these antibodies might be a mechanism known with the name of molecular mimicry (MM). The basic idea behind MM is that B cells can erroneously produce antibodies to human proteins when epitopes of an infectious agent closely resemble epitopes found in the host (Rose NR 1998). MM is currently believed to explain the pathogenesis of Guillain-Barré syndrome, where lipo-oligosaccharides on the Campylobacter jejunii outer membrane seems to elicit (in predisposed individuals) immune response to human gangliosides, due to the similarity between these antigens (Van den Berg B et al. 2014). Now, if molecular mimicry was involved in the origin of antibodies to beta 2 adrenergic receptors, which could be the epitope on the receptor? And which the pathogen-borne antigen? In order to provide a possible answer to this question we have to consider that the regions of a receptor that can be involved in B cell autoimmunity are only those that have extracellular exposure; the other regions are immersed in the plasma membrane and in the cytoplasm, so they can’t interact with antibodies. As you can see from Figure 3, beta 2 adrenergic receptor (ADRB2) has four extracellular regions, in particular peptides 1-34, 96-106, 175-196, 299-305. In general, epitopes are mainly conformational and that means that they are regions of the protein surface, produced by the folding of the protein itself. Nevertheless, in our example, we will search only for linear epitopes.

Beta 2
Figure 3. Schematic representation of ADRB2, from (Rasmussen G et al. 2007). You can notice the extracellular peptides 1-34 (the N-terminus), 96-106 (loop 1), 175-196 (loop 2), 299-305 (loop 3).

I have used QuickBLASTP provided by NCBI, with default settings (E=100, a word of 6 letters, BLOSUM62 as substitution matrix) and I have considered for each of the four extracellular peptides both the sequence of residues from the N-terminus to the C-terminus and the inverted sequence. We obtain as the only match the protein sensor histidine kinase MtrB belonging to Pseudonocardia sp. Ae331_Ps2 (R) (Figure 4). I can’t find this particular protein in UniProt, but if it was a membrane protein and if peptide 67-77 was exposed to the extracellular space, this peptide could perhaps be a candidate as a trigger for anti-ADRB2, according to the MM theory. It is important to note here that although molecular mimicry is a popular theory (perhaps because of its simplicity) it has been proven to be a cause of autoimmunity only in Guillain-Barré syndrome.

molecular mimicry
Figure 4. Peptide 2-12 of the ADRB2 receptor resembles peptide 67-77 of sensor histidine kinase MtrB (from Pseudonocardia sp. Ae331_Ps2).

Members of the genus Pseudonocardia have been recently proposed as human pathogens (N. Asdamongkol et al. 2012), (Amalia Navarro-Martínez et al. 2017) and are known to be antifungal commensal microorganism () which means that an immunological memory for this genus might reflect exposure to fungi too.  It is also worth mentioning that sensor histidine kinase MtrB from other bacteria is known to be present on the cytoplasmic membrane, thus it has possible antigenicity potential during infection. This genus has been found – in a 2016 metagenomic study – both in patients and controls, but it is interesting that the lowest number of readings is the one of ME/CFS patients (see row number 80 of this .xlsx file). Might this indicate immunization against this genus of bacteria in patients, and thus previous exposure?

So, what about a test for these autoantibodies?

If antibodies to adrenergic and muscarinic receptors were involved in the pathogenesis of some cases of ME/CFS, it would be interesting for patients to test for them. In this regard, it is worth noting that the measure of antibodies to membrane receptors should be done using an assay in which these receptors are expressed by living cells in their physiological position (CBA, cell-based assay). In fact, with assays in which receptors are coated on plates, we may have both false positives (due to the fact that sera react with peptides that are not in the extracellular domain) and false negatives (due to protein denaturation, which leads to the formation of epitopes that would not be present if the protein were correctly folded). The superiority of CBA over the other kind of test is well accepted in the case of anti-MOG antibodies (Ramanathan S et al 2016). It is worth noting that both the study by Loebel et al. and the previous one (Tanaka et al.) used recombinant proteins coated on plates. As far as I know, there are no commercial CBA assays for anti-muscarinic cholinergic receptors and beta adrenergic receptors, at present. The only assay available does not seem to be a CBA, from the provided documentation (R).

Figure 5. I have reported in yellow the epitope predicted by DiscoTope 2.0 on the 3D structure of ADRB2 (PDB ID: 2R4R chain A). I have also indicated what part of the molecule is outside the cell, what is inside the membrane and what is inside the cell.

In silico experiment

We will now try to simulate what could happen with a test for the search of anti-ADB2R antibodies if the protein was coated on a plate. We will use the prediction of DiscoTope 2.0, which is a software that calculates all possible B cell epitopes of a given protein, using both the geometry of the protein (in particular a parameter called protrusion index, calculated from the protein’s ellipsoid of inertia) and statistical data on known B cell epitopes (Kringelum, et al., 2012). If we use the 3D structure of ADB2R experimentally determined in (Rasmussen et al. 2007) with standard settings, DiscoTope predicts peptide 231-242 as the only possible epitope (consider that the experimental 3D structure of ADB2R is incomplete). As you can see from figure 5 this peptide belongs to the intracellular domain of the receptor and so it by no means could be a B cell epitope, in vivo. In conclusion, according to this simulation, there is a risk of false-positive results with any test that uses recombinant ADB2R coated on a plate.

Storia della malattia di Lyme

Storia della malattia di Lyme

Storia negli USA

Nel 1981 Willy Burgdorfer, uno studioso di entomologia medica che lavorava presso i Rocky Mountain Laboratories (Montana), rinvenne una nuova specie di spirocheta nell’intestino di zecche della specie Ixodes scapularis, raccolte a Long Island (New York) (Trevisan G in R). La stessa specie di aracnide era stata oggetto, pochi anni prima, dell’interesse da parte di un gruppo di ricercatori impegnati nello studio di una forma epidemica di artrite in tre piccoli comuni sulla riva est del fiume Connecticut, immediatamente a nord di Long Island (vedi Figura 1).

Mappa 3
Figura 1. Il villaggio di Lyme si trova sulla riva est del fiume Connecticut, immediatamente a nord di Long Island, il luogo in cui furono raccolti gli esemplari di Ixodes scapularis nei cui intestini Willy Burgdorfer rinvenne i primi esemplari conosciuti di B. burgdorferi.

L’artrite colpiva prevalentemente i bambini, con un picco di incidenza in estate e nel primo autunno, era accompagnata da sintomi quali fatica, mialgia, febbre e mal di testa ed era spesso preceduta da una caratteristica lesione cutanea e dal morso di una zecca. In un articolo del 1977, Allan Steere e colleghi descrissero la patologia e la chiamarono “artrite di Lyme”, dal nome di uno dei tre paesini coinvolti nella epidemia (Steere AC et al. 1977), (Steere AC et al. 1977). L’insolita concentrazione di Ixodes scapularis nella cittadina di Lyme e dintorni, nonché il rinvenimento di un esemplare di questa specie su uno dei pazienti, indussero i ricercatori a ritenere che I. scapularis potesse in qualche modo causare la malattia, senza che fossero però in grado di dimostrare questa ipotesi (Steere AC et al. 1978), (Wallis RC et al. 1978). Quando Burgdorfer riconobbe una nuova spirocheta all’interno di I. scapularis, il sospetto che questo batterio potesse essere l’agente eziologico della malattia di Lyme dovette sorgere naturale. E fui lui a dimostrare la fondatezza di questa ipotesi, rilevando che il siero di un paziente conteneva anticorpi contro il batterio (Burgdorfer W et al. 1982). Il batterio (vedi Figura 2 e Figura 4) prese il nome di Borrelia burgdorferi, in suo onore.

Figura 2. Esemplare tipo di Borrelia burgdorferi, da (Goldstein SF et al. 1996) con modifiche (disegno di Paolo Maccallini).

In Europa

Una storia analoga era stata già scritta in Europa a partire dal 1909, quando Arvid Afzelius dimostrò che il morso della zecca Ixodes ricinus (vedi Figura 3) poteva dar luogo a una lesione cutanea caratteristica, che chiamò Erithema chronicum mygrans (ECM). L’ECM era già stato associato a una condizione degenerativa della pelle, l’acrodermatitis chronica atrophicans (ACA) da Karl Herxeimer, fra gli altri, nel 1902. In seguito l’eritema migrante da morso da zecca fu descritto come prodromo di manifestazioni neurologiche (meningite linfocitaria e meningo-radiculo-neurite) da Charles Garin nel 1920 e da Alfred Bennwarth nel 1940, tra gli altri (Trevisan G in R).

Figura 3. Vista dorsale di femmina adulta di Ixodes ricinus, da (Gilbert L et al. 2014) con modifiche (disegno di Paolo Maccallini).

In Italia

In Italia i primi casi di malattia di Lyme dimostrata da una sierologia positiva per B. burgdorferi furono descritti da Franco Crovato (1985) e da Giusto Trevisan (1986) e provenivano dalla costa ligure e dal carso triestino (Trevisan G et al. 1987). In particolare, il primo caso in assoluto fu descritto in Liguria da F. Crovato nel 1985. Si trattava di una donna di mezza età, che lavorava come contadina nei dintorni di Genova. Il soggetto si presentò dal medico nel luglio del 1983, con due lesioni cutanee – lisce e senza bordi – caratterizzate da una macchia centrale rossa, circondata da un anello dello stesso colore (Erythema Chronicum Migrans). Alcuni giorni dopo, la donna cominciò a soffrire di malessere, febbre, rigidità nucale e dolore in corrispondenza delle lesioni cutanee. Un ciclo di tetracicline fu quindi somministrato dal medico di base, il quale tuttavia non riconobbe il tipo di infezione. In agosto le macchie scomparvero e si manifestarono dolori articolari in corrispondenza del bacino e delle ginocchia. A settembre furono rilevati nel sangue della donna gli anticorpi IgG contro Borrelia burgdorferi sl (Crovato F et al. 1985). Sempre a Trieste si riuscì a isolare il primo esemplare italiano di B. burgdorferi sl da Ixodes ricinus (1987) (Cinco M et al. 1989) e il primo esemplare dalla cute di una persona affetta (1988), ad opera di Marina Cinco e Giusto Trevisan (Cinco M et al. 1992). Nel 1999 gli stessi autori isolarono a Trieste la prima Borrelia afzelii da un paziente con acrodermatite cronica atrofica (Trevisan G in R). Nel 2004 il gruppo di Trieste potè dimostrare che anche nei pazienti con eritema migrante (Lyme precoce) il materiale genetico di B. burgdorferi è presente tanto nel sangue periferico che nelle urine, suggerendo che il batterio è in grado di disseminarsi nell’ospite già durante le prime settimane dal morso (Pauluzzi P. et al. 2004).

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Figura 4. Principali caratteristiche anatomiche del Phylum delle Spirochaetes. La membrana esterna avvolge i flagelli periplasmatici, a cui si deve la grande mobilità di questi batteri, sia nei fluidi che nei tessuti solidi. I flagelli si avvolgono a loro volta intorno allo strato peptidoglicano, una struttura a cui compete la funzione di sostegno meccanico della parete cellulare. Sotto di esso si trova la membrana interna, che avvolge il citoplasma. Tra la membrana esterna e la membrana interna si trova lo spazio periplasmatico. Tutto ciò che è avvolto dallo strato peptidoglicano è detto cilindro protoplasmatico. Da (Russel J, Medical Microbiology, 1996) con modifiche (disegno di Paolo Maccallini).










La storia di Tom

La storia di Tom

Più di tre anni fa, Tom Camenzind, frequentava il secondo anno del corso di scienze informatiche a Stanford. Aveva ricevuto offerte di lavoro da Facebook e Dropbox e fino a quel momento non aveva avuto alcun problema di salute.

Poi, nel gennaio 2014, ha contratto un’infezione respiratoria da cui non si è mai ripreso. Nei mesi di febbraio e marzo dello stesso anno Tom riusciva ancora – seppure con estrema difficoltà – a rispettare gli impegni di studio, ma in seguito a un secondo episodio infettivo (aprile 2014) la sua condizione è ulteriormente deteriorata.

Dall’agosto del 2015, Tom trascorre la maggior parte del suo tempo nella camera da letto, al buio. Quando è pronto per i suoi tre pasti, preme un tasto collegato a un campanello, sussurra ai suoi genitori quello che vorrebbe avere e poi mangia su una sedia accanto al suo letto. Il suo eloquio è limitato a parole semplici che soddisfano i bisogni fondamentali (Katie Gu, gennaio 2016).

Oggi Tom è cosciente ma annichilito dalla malattia, e vive nella casa dei suoi genitori a San Ramon, in California. È totalmente paralizzato e può comunicare con i suoi genitori, Mark (ingegnere) e Dorothy (medico), solo attraverso un campanello elettronico che usa per chiamarli. Non può tollerare i rumori del mondo esterno, la luce o gli stimoli tattili. Viene nutrito attraverso un tubo inserito direttamente nello stomaco.

Quando suona la campana attivata dal sensore, i genitori di Tom corrono al suo fianco. Tom non può fare niente, non è autonomo. A 23 anni, è sulla soglia della vita, ma non può attraversarla. Respira e pensa, ma non può vivere la sua vita (Llewellyn King, agosto 2017).

La presentazione clinica di Tom Camenzind, con una disabilità estrema sia dal punto di vista cognitivo che fisico, sembra ricordare da vicino quella di Whitney Dafoe.










Simposio sulla ME/CFS a Stanford, autoanticorpi

Simposio sulla ME/CFS a Stanford, autoanticorpi

1. Introduzione

In quello che segue riporto alcune note prese durante il simposio sulla ME/CFS tenutosi a Stanford questo 12 agosto, organizzato dalla Open Medicine Foundation. Tutti gli interventi sono disponibili su youtube (R). In questo primo post parlerò esclusivamente di autoanticorpi e auspicabilmente ne seguiranno altri su altri argomenti.

Figura 1. Sia l’università di Uppsala (sinistra) che la universita dello Utah (destra) confermano la presenza di anticorpi contro i recettori beta adrenergici e contro i recettori muscarinici della acetilcolina.

2. Anticorpi contro i recettori beta adrenergici e muscarinici della acetilcolina

In questo simposio si è avuta una conferma della presenza di anticorpi contro i recettori beta adrenergici e contro i recettori muscarinici della acetilcolina in modo significatimante maggiore nei pazienti ME/CFS, rispetto ai controlli sani (Figura 1). I dati provengono da due gruppi di ricerca distinti, quello di Alan Light (University of Utah) e quello di Jonas Bergquist (Uppsala Universitet). Il riscontro nella ME/CFS di anticorpi contro i recettori muscarinici della acetilcolina fu inizialmente riportato da un gruppo giapponese (Tanaka S et al. 2003) e recentemente da un gruppo norvegese-tedesco (Loebel M etal. 2016), il quale ha anche rilevato – per la prima volta – la presenza di anticorpi contro il recettore beta 2 adrenergico. In particolare, lo studio giapponese trovò un aumento negli anticorpi contro il recettore muscarinico M1 della acetilcolina, mentre quelo successivo evidenziò un aumento negli anticorpi contro i recettori M3 e M4 della acetilcolina (Figura 2). Vale la pena osservare che anticorpi contro i recettori adrenergici beta 1 e 2 e muscarinici M2 e M3 sono stati riscontrati anche nella ipotensione ortostatica (Yu X et al. 2012), (Li H et al. 2012), mentre gli anti-recettore adrenergico beta 2 sono stati rinvenuti nel siero di pazienti con tachicardia posturale ortostatica (Li et al. 2014). Quindi questi stessi autoanticorpi ricorrono nella intolleranza ortostatica, e la intolleranza ortostatica è un sintomo inserito nei criteri diagnostici per la ME/CFS (IOM 2015). Tutto ciò, nel complesso, sembra conferire solidità a questo dato immunitario, e suggerisce che questi autoanticorpi possano avere un ruolo causale in almeno alcuni dei sintomi di un sottogruppo di pazienti. In particolare, alcuni di questi anticorpi hanno dimostrato di interferire con la regolazione fine del diametro dei vasi sanguigni (Li H et al. 2012) e per questo potrebbero teoricamente alterare il flusso di sangue nei muscoli scheletrici e/o nel cervello.

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Figura 2. A sinistra lo studio del 2003, dove si riportò un aumento degli anticorpi contro il recettore muscarinico M1 della acetilcolina nella ME/CFS. A destra lo studio del 2016 in cui si riporta un aumento degli anticorpi contro i recettori muscarinici M3 e M4 della acetilcolina e contro il recettore beta 2 della adrenalina nella ME/CFS.

Non è dato sapere contro quali particolari sottotipi di recettori siano stati trovati autoanticorpi nei due nuovi studi di Light e Bergquist. Tuttavia sappiamo che Bergquist si è premurato di cercarli non solo nel sangue periferico, ma anche nel liquido spinale, trovandoli solo nel primo (figura 1).

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Figura 3. Recettore beta 2 adrenergico. Si osserva l’esposizione extracellulare della coda 1-34, e dei loop 96-106, 175-196, 299-305.

3. Mimetismo molecolare

Non sappiamo perché si generino questi autoanticorpi, ma Light suggerisce che un possibile meccanismo sia rappresentato dal così detto mimetismo molecolare: il sistema immunitario produce un anticorpo contro una proteina di un patogeno – durante una infezione –  ma questa proteina assomiglia a una molecola umana e così – per errore – l’anticorpo si lega all’antigene umano, anche dopo che l’infezione è scomparsa. Questo meccanismo è ritenuto alla base della sindrome di Guillian-Barré a seguito di infezione da Campylobacter jejuni (Van den Berg B et al. 2014). Se consideriamo in particolare il recettore adrenergico beta 2, le regioni che possono essere bersaglio di anticorpi patogenetici sono quelle che dalla membrana cellulare si proiettano verso lo spazio extracellulare (figura 3), ovvero le quattro sequenze di amminoacidi 1-34, 96-106, 175-196, 299-305. Il lettore può verificare da solo, usando il software BLAST offerto dal National Centre for Biotecnology Information (R) che il peptide 2-12 del recettore è simile al peptide 67-77 della proteina sensor histidine kinase MtrB del batterio Pseudonocardia sp. Ae331_Ps2 (R) (figura 4). Questo potrebbe voler dire che – in linea del tutto teorica – un contatto del sistema immunitario con questo batterio potrebbe portare allo sviluppo di anticorpi contro il recettore adrenergico beta 2. Questo è solo un esempio che ho voluto mostrare, per far capire in pratica cosa si intenda per mimetismo molecolare.

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Figura 4. Inserendo come query sequence alternativamente i peptidi 1-34, 96-106, 175-196, 299-305 del recettore adrenergico beta 2 in BLAST di NCBI, usando l’algoritmo Quick BLASTP e impostazioni di default (E=100, word di 6 lettere, BLOSUM62 come matrice di sostituzione) si ottiene come unico risultato l’allineamento fra il peptide 2-12 del recettore umano e il peptide 67-77 della proteina sensor histidine kinase MtrB di Pseudonocardia sp. Ae331_Ps2.

4. Non tutti i test sono uguali

E’ importante notare che la misura di anticorpi contro proteine di mebrana (come i recettori) deve essere effettuata incubando il siero dei pazienti con proteine che siano espresse da cellule nella loro posizione fisiologica (cell based assay, CBA). Con l’altra tipologia di test, in cui la proteina è incollata a una piastra, si rischiano tanto falsi positivi (perché la proteina espone al siero regioni che normalmente sarebbero coperte) che falsi negativi (perché la proteina è denaturata e la sua conformazione 3D è alterata). Il vantaggio di un CBA sui test tradizionali è stato dimostrato chiaramente nel caso degli anticorpi anti-MOG (Ramanathan S et al 2016). Bisogna dire che mentre lo studio norvegese-tedesco ha usato la metodologia corretta, quello giapponese del 2003 usò l’altra metodologia e questo forse rende conto della discrepanza dei risultati (figura 2). Non sappiamo che tipo di test abbiano usato Light e Bergquist.

Figura 5. Modello 3D parziale del recettore beta 2 adrenergico (PDB ID: 2R4R, chain A). E’ indicata la posizione relativa alla membrana plasmatica e il peptide 231-242 individuato come possibile epitopo da DiscoTope 2.0. Si vede come questo epitopo è completamente immerso nel citoplasma e quindi non raggiungibile da autoanticorpi in condizioni fisiologiche.

5. Esperimento in silico

Il software DiscoTope 2.0 permette di prevedere tutte le possibili regioni di una proteina contro i quali vengono prodotti anticorpi (regioni dette epitopi). La predizione viene fatta sulla base sia delle caratteristiche geometriche della proteina, che di considerazioni statistiche sulla composizione e topologia degli epitopi noti fino ad oggi (Kringelum, et al., 2012). Se consideriamo in paricolare il recettore beta 2 adrenergico, utilizzando il modello 3D ottenuto sperimentalmente nel 2007 (Rasmussen et al. 2007) e lo sottoponiamo al software DiscoTope 2.0, si ottiene come unico possibile epitopo il peptide 231-241, il quale tuttavia si trova immerso nel citoplasma (figura 5) e quindi, in condizioni fisiologiche, non potrebbe mai costituire un bersaglio per anticorpi. Tuttavia, in un test di tipo ELISA in cui il recettore beta 2 adrenergico è incollato a una piastra e viene esposto al siero, si potrebbero verificare dei falsi positivi dovuti alla reazione del siero dei pazienti contro l’epitopo 231-241.



La versione in inglese di questo articolo è disponibile qui.


Una decina delle 21 specie di batteri appartenenti al genere Bartonella sono potenzialmente in grado di generare infezioni sintomatiche negli esseri umani, con manifestazioni che possono avere gravità variabile: da malattie che si risolvono spontaneamente a condizioni che mettono a repentaglio la vita del paziente. Anche la durata può variare, da infezioni acute di qualche giorno a infezioni croniche (Mogollon-Pasapera E et al. 2009).

Malattia da graffio del gatto e altre manifestazioni

La più nota di queste patologie è forse la “malattia da graffio del gatto” (cat-scratch diesease) dovuta a Bartonella henselae e trasmessa agli uomini dai gatti, attraverso morsi o graffi. La trasmissione da gatto a gatto avviene attraverso le pulci (Ctenocephalides felis) e il 50% dei gatti domestici è portatore sano di questo patogeno (Massei F et al. 2005). In genere la malattia da graffio del gatto si limita ad avere una manifestazione locale e si risolve da sola; in altri casi può avere manifestazioni sistemiche quali febbre, mal di testa, fatica, e perdita di appetito. Il trattamento – se richiesto – può andare da 5 giorni di azitromicina per le forme lievi, a una combinazione di doxiciclina (o eritromicina) e rifampicina per 1-2 mesi, per le forme neurologiche (Klotz SA et al. 2011). Una rassegna delle principali malattie umane associate a Bartonella, delle vie di trasmissione, e delle terapie antibiotiche raccomandate si trova in Tabella 1 (Mogollon-Pasapera E et al. 2009).  Come si vede, in funzione della specie di Bartonella coinvolta, le manifestazioni cliniche possono comprendere retiniti, endocarditi, angiomatosi (proliferazione vascolare), la malattia di Carrion (febbre, anemia, ittero), adenopatia, e la febbre quintana (trench fever, febbre alta con mialgie, mal di testa, fatica).

Tabella 1. Malattie umane associate a varie specie di Bartonella, terapie e vie di trasmissione.

Bartonellosi o borreliosi?

Un recente studio francese ha delineto la possibilità che una malattia cronica caratterizzata da fatica e mialgia, con o senza mal di testa, sia dovuta a una infezione da Bartonella (soprattutto da B. henselae) e sia trasmessa da zecche (Vayssier-Taussat M et al. 2016). Lo studio ha considerato 66 persone che avevano riportato la comparsa di sintomi cronici a seguito di un morso di zecca; i pazienti erano accomunati dal fatto di essere sieronegativi per Borrelia burgdorferi. Il loro sangue è stato sottoposto a coltura per 45 giorni su terreno arricchito da sangue di pecora. Sei dei 66 campioni hanno visto la formazione di colonie batteriche ascrivibili al genere Bartonella: in tre casi si è potuto identificare materiale genetico di B. henselae, negli altri 3 di altre tre specie di Bartonella (Tabella 2). Lo stesso test condotto sul sangue di 70 donatori sani è risultato negativo in ogni campione. Questo studio suggerisce (ma non dimostra) che sintomi aspecifici come fatica e mialgia, a seguito di morso di zecca, possano essere dovuti a una infezione da Bartonella (in particolare B. henselae) piuttosto che essere espressione della malattia di Lyme. Anche Richard Horowitz ha segnalato la possibilità che pazienti con manifestazioni atipiche della malattia di Lyme siano portatori di una infezione da Bartonella, da trattare con cure specifiche (tetraciclina, idrossiclorochina e quinolonico) (Horowitz R, 2014). La presenza di Bartonella henselae nello stomaco di Ixodes ricinus (il vettore della malattia di Lyme in Europa) è stata recentemente riportata in Francia, Portogallo e Germania (Dietrich F et al 2010), ma non in Italia (Mancini F et al. 2014).

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Tabella 2. I sei pazienti francesi positivi per Bartonella e sieronegativi per Borrelia, con sintomi cronici a seguito di morso di zecca.

In accordo con lo studio francese e le osservazioni di Horowitz, recentemente un articolo proveniente dall’Open Medicine Institute ha segnalato un caso di malattia di Lyme (eritema migrante) refrattario ai trattamenti, caratterizzato da fatica, mal di testa e difficoltà a mantenere l’equilibrio, in cui una coltura su sangue ha evidenziato la presenza di Bartonella henselae. Un trattamento con rifampicina e claritromicina per 5 mesi ha risolto la sintomatologia. Gli autori dello studio hanno sottolineato come la sierologia del paziente per Bartonella fosse negativa, e solo la coltura cellulare di 21 giorni eseguita dal laboratorio Galaxy Diagnostics sia stata in grado di rilevare la infezione da B. henselae (Kauffman DL et al. 2017).


La bartonellosi potrebbe aggiungersi alle infezioni trasmesse dal morso di zecca, sebbene non si abbia ancora la certezza di questo. La malattia si manifesterebbe con sintomi aspecifici quali fatica, mialgie, mal di testa. Non risponderebbe alle cure normalmente utilizzate per Borrelia burgdorferi e quindi potrebbe rendere conto di almeno alcuni dei casi di ‘Lyme cronica’, ovvero di quella condizione refrattaria ai trattamenti, verso cui evolve il 10-20% dei casi di malattia di Lyme.

Nota. Presso l’ospedale Lazzaro Spallanzani di Roma si effettua la PCR per Bartonella spp. su tampone oculare; il tampone, una volta effettuato, deve essere inserito in 1 cc di soluzione fisiologica. Può essere mantenuto a +4-8° prima di essere inviato in laboratorio. Le specie che possono essere identificate con quest’analisi sono le seguenti: B. henselae, B. quintana, B. bacilliformis, B. clarridgeiae, B. elizabethae, B. vinsoni. Non mi è nota la sensibilità di questa procedura diagnostica nei vari tipi di bartonelliosi. La specificità della PCR è in genere molto alta (prossima al 100%).