Infezioni batteriche e trombosi: ruolo delle proteasi da Staphylococcus aureus nell’attivazione della cascata coagulativa

L’infiammazione e la coagulazione sono risposte universali dell’organismo alle infezioni. Tradizionalmente considerati come due sistemi distinti, questi meccanismi di difesa sono in realtà intimamente connessi: si stimolano ed inibiscono a vicenda in un circolo vizioso che, se non controllato, può portare a manifestazioni patologiche. La perdita di interazioni appropriate tra i due sistemi è la causa più probabile della morbilità e letalità delle malattie infettive. La ridotta capacità dei meccanismi anticoagulanti di regolare il processo coagulativo e, di conseguenza, infiammatorio può sfociare in manifestazioni patologiche severe come la sepsi. Con il termine sepsi si indica una sindrome infiammatoria sistemica (systemic inflammatory response syndrome, SIRS) generata in risposta ad una grave infezione microbica o a un danno tissutale esteso, dovuta a una reazione esagerata e dannosa del sistema immunitario innato, a cui segue l’attivazione di meccanismi pro-infiammatori. A questo stato si accompagnano anomalie del processo coagulativo che possono portare alla MODs, multisystem organ disfunction, o, nei casi più severi, alla coagulazione intravascolare disseminata (DIC), che comporta la formazione estesa di trombi, seguita da uno stato emorragico causato dal sequestro dei fattori della coagulazione. In questo contesto, si ipotizza che proteasi di origine batterica, secrete durante l’infezione, possano essere responsabili non solo della stimolazione della risposta infiammatoria ma anche dell’attivazione diretta dei fattori della coagulazione. Studi svolti presso il laboratorio di Chimica delle Proteine del Prof. De Filippis hanno messo in luce che la subtilisina e la proteasi neutra (NP), rispettivamente proteasi serinica e metalloproteasi extracellulari da Bacillus subtilis, sono in grado di convertire la protrombina nelle specie attive σPre2 e ηPre2, capaci di indurre la generazione di fibrina e l’aggregazione piastrinica sul sangue intero in vitro. Tra i microorganismi patogeni in grado di interferire con il processo di emostasi lo Staphylococcus aureus ha suscitato un notevole interesse da parte della comunità scientifica. Questo batterio Gram positivo è uno dei più pericolosi patogeni dell’organismo umano e, ancor oggi, una delle cause più comuni di infezione tra i pazienti ospedalizzati a causa della sua resistenza agli antibiotici. In particolare, lo S. aureus secerne due proteine, la Stafilocoagulasi (SC) e la von Willebrand factor-binding protein (vWbp), in grado di attivare in maniera non proteolitica la protrombina a trombina. A partire da tali evidenze scientifiche, ci si è quindi interrogati sulla capacità delle proteasi secrete da S. aureus di attivare il processo coagulativo anche mediante meccanismi proteolitici. Studi svolti precedentemente nel nostro Laboratorio hanno dimostrato la capacità della proteasi extracellulare Epidermin leader peptide processing serine Protease (EpiP), secreta da Staphylococcus aureus, di generare specie attive di trombina a partire dalla protrombina umana (ProT), proteolizzandola in corrispondenza degli stessi siti di taglio del FXa, attivatore fisiologico. In questo lavoro è stato dunque indagato l’effetto sull’attivazione della coagulazione, di altre due proteasi extracellulari secrete da Staphylococcus aureus: la serin-proteasi V8 e la metallo-proteasi Aureolisina.