Vibrio: patogenesi e immunità

Il batteriofago CTXΦ codifica i geni per le due subinità della tossina colerica (ctxA e ctxB). Questo batteriofago si lega al pilo co-regolato con la tossina e si sposta all'interno della cellula batterica, integrandosi nel genoma di V. cholerae. Il locus cromosomico del batteriofago contiene anche altri fattori di virulenza: il gene ace per l'enterotossina accessoria del colera, il gene zot per la tossina della zonula occludens e il gene cep per le proteine chemotattiche.
La tossina colerica è costituita da un complesso di subinità proteiche A e B, strutturalmente e funzionalmente simile all'enterotossina termolabile di Escherichia coli. Un anello esterno di cinque subinità B identiche lega specifici recettori gangliosidici GM1 presenti sugli enterociti. La porzione attiva della subunità A viene quindi internalizzata e, interagendo con le proteine G coinvolte nella regolazione dell'adenilato-ciclasi, è causa di un aumento della concentrazione di cAMP. La conseguenza è un'ipersecrezione di acqua e elettroliti. I paziente possono arrivare a perdere anche 1 litro di acqua all'ora nella fase culminante della malattia. Questa massiva perdita di fluidi sarebbe di per sé sufficiente a "lavar via" i microbi dal tratto gastrointestinale. V. cholerae è tuttavia in grado di aderire alle cellule della mucosa intestinale tramite pili co-regolati con la tossina e le proteine chemotattiche. Il pilo ha quindi una duplice funzione.
In caso di mancata produzione di tossina colerica, V. cholerae O1 può ancora causare una diarrea significativa attraverso la produzione della tossina della zonula occludens e della enterotossina accessoria del colera. La prima agisce indebolendo le zonule occludens tra gli enterociti e modificando, quindi, la permeabilità intestinale. La seconda causa l'incremento della secrezione di liquidi. V. cholerae O139 è del tutto simile.
La maggior parte dei ceppi virulenti di V. parahaemolyticus produce una emolisina termostabile diretta (TDH, anche nota come emolisina di Kanagawa), un'enterotossina che induce secrezione di ioni cloro a livello degli enterociti, tramite incremento della concentrazione intracellulare di calcio. V. vulnificus è patogeno soprattutto per la presenza della capsula.