Patogenesi molecolare delle osteomieliti associate all'impianto
Molecular pathogenesis of implant-associated osteomyelitis
Creators: name: Testoni, Francesca <1985>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2015
Subjects: MED/04 Patologia generale

description: L’osteomielite associata all’impianto è un processo infettivo a carico del tessuto osseo spesso accompagnato dalla distruzione dell’osso stesso. La patogenesi delle osteomieliti associate all’impianto si basa su due concetti fondamentali: l’internalizzazione del patogeno all’interno degli osteoblasti e la capacità dei batteri di formare il biofilm. Entrambi i meccanismi consentono infatti di prevenire l’eliminazione del batterio da parte delle difese immunitarie dell’ospite e di ostacolare l’azione della maggior parte degli antibiotici (che non penetrano e non agiscono pertanto su microrganismi intracellulari), così sostenendo ed alimentando l’infezione. 
Il saggio di invasione messo a punto su micropiastra ha consentito di investigare in modo approfondito e dettagliato il ruolo ed il peso dell’internalizzazione nella patogenesi delle infezioni ortopediche peri-protesiche causate da S. aureus, S. epidermidis, S. lugdunensis ed E. faecalis.  
Lo studio ha evidenziato che l’invasione delle cellule MG-63 non rappresenta un meccanismo patogenetico delle infezioni ortopediche associate all’impianto causate da S. epidermidis, S. lugdunensis ed E. faecalis; al contrario, in S. aureus la spiccata capacità invasiva rappresenta un’abile strategia patogenetica che consente al patogeno di sfuggire alla terapia sistemica e alla risposta immunitaria dell’ospite. È stato studiato inoltre il ruolo dell’immunità innata nella difesa contro il biofilm batterico. In seguito all’incubazione del biofilm opsonizzato di S. epidermidis con i PMN è stato possibile osservare la formazione delle NETs. Le NETs rappresentano ottime armi nella difesa contro il biofilm batterico, infatti le trappole sono in grado di limitare la diffusione batterica e quindi di confinare l’infezione. La comprensione del ruolo dell’internalizzazione nella patogenesi delle osteomieliti associate all’impianto e lo studio della risposta immunitaria innata a questo tipo di infezioni, spesso caratterizzate dalla presenza di biofilm, sono presupposti per identificare e affinare le migliori strategie terapeutiche necessarie ad eradicare l'infezione.
description: Impant-associated osteomyelitis is an infective process against bone tissue and it often leads to the destruction of the bone itself. The pathogenesis of impant-associated osteomyelitis is based on two fundamental concepts: internalization of pathogens into osteoblasts and bacterial ability to form biofilm. Both mechanisms allow to prevent bacterial elimination by host immune system and to block the action of majority antibiotics (that do not penetrate and have effect on intracellular bacteria) sustaining and feeding in this way the infection. The microplate-based assay allow to investigate the role of internalization mechanism in the pathogenesis of orthopaedic implant-infections caused by S. aureus, S. epidermidis, S. lugdunensis and E. faecalis. The study demonstrated the incompetence of S. epidermidis, S. lugdunensis and E. faecalis clinical isolates to invade MG-63 cells, on the opposite S. aureus invasion ability represents an optimal pathogenetic strategy for the pathogen to elude systemic therapy and host immune response. In addition here we investigate the role of innate immune response against bacterial biofilm. The interaction between S. epidermidis opsonized biofilm and PMN allowed to visualize the NETs. Neutrophil extracellular traps represent optimal weapon against bacterial biofilm because they wrap bacteria and so confine the infection. The understanding of internalization role in the pathogenesis of implant-associated osteomyelitis and the study of innate immune response against this kind of infection, often characterized by biofilm presence, are the basis to identify the best therapeutic strategy in order to eradicate the infection.