La giardiasi (o lambliasi) è un'infezione causata dall'ingerimento di cisti di Giardia duodenalis (or lambia). Giardia è un protozoo flagellato (trofozoite) che può causare zoonosi, determinando problemi di salute all'uomo e agli animali. Il quadro clinico deriva sia dall'interazione tra il parassita e la barriera mucosale intestinale sia dal convolgimento del sistema immunitario.

1.Alterazione della barriera intestinale e delle tight junctions

Uno dei principali meccanismi patogenetici della giardiasi è rappresentato dalla compromissione dell'integrità dell'epitelio intestinale.

• Molecole secrete dal parassita: I trofozoiti rilasciano numerosi prodotti escreti e secreti (Excretory/Secretory Products, ESPs), comprendenti enzimi proteolitici e altre molecole bioattive capaci di interagire direttamente con gli enterociti. Questi fattori contribuiscono ad alterare la funzione della mucosa e la normale organizzazione delle cellule epiteliali.
• Compromissione delle giunzioni cellulari: Diversi studi hanno dimostrato che l'infezione può determinare modificazioni delle tight junctions, strutture fondamentali che regolano la permeabilità tra le cellule dell'epitelio intestinale. Tra le proteine maggiormente coinvolte figurano la Zonula Occludens-1 (ZO-1), le claudine e altre proteine associate alle giunzioni intercellulari. La loro alterazione determina un aumento della permeabilità intestinale ("leaky gut"), favorendo il passaggio di antigeni e molecole presenti nel lume verso la lamina propria.
• Conseguenze funzionali: L'alterazione della barriera mucosale contribuisce a diarrea secretoria, malassorbimento, attivazione della risposta immunitaria locale e alterazione dell'omeostasi intestinale. Questi fenomeni possono manifestarsi anche in assenza di estese lesioni necrotiche dell'epitelio.

2.Metabolismo dell'arginina e danno funzionale degli enterociti

• Metabolismo dell'arginina: Tra i meccanismi metabolici più studiati negli ultimi anni vi è l'utilizzo dell'arginina da parte del parassita. Giardia utilizza questo amminoacido attraverso l'enzima arginina deiminasi (ADI), indispensabile per il proprio metabolismo energetico.
• Implicazioni sulla produzione di ossido nitrico: La riduzione della disponibilità locale di arginina può influenzare la fisiologia degli enterociti, poiché questo amminoacido rappresenta un importante precursore per la sintesi dell'ossido nitrico (NO) e partecipa ai processi di proliferazione e riparazione cellulare. Tale deprivazione metabolica può contribuire al danno funzionale della mucosa e al malassorbimento dovuti al rallentamento del turnover epiteliale, alterazioni del ciclo cellulare e aumento dell'apoptosi degli enterociti.

3.Il ruolo della risposta immunitaria nel rimodellamento dei villi intestinali

Il danno intestinale rappresenta il risultato dell'interazione tra l'attività del parassita e la risposta immunitaria locale.

• L'appiattimento dei villi intestinali rappresenta una delle alterazioni istologiche più frequentemente osservate nella giardiasi. Tale fenomeno deriva anche dall'attivazione dei linfociti T intraepiteliali, soprattutto della popolazione CD8+, che contribuiscono alle modificazioni del normale equilibrio tra proliferazione e rinnovamento dell'epitelio intestinale.
• Esiti clinici: L'appiattimento dei villi intestinali comporta una riduzione della superficie assorbente disponibile, e può contribuire allo sviluppo di malassorbimento, perdita di peso e diarrea cronica.

4.Variazione antigenica e persistenza dell'infezione

Una delle caratteristiche biologiche più interessanti di Giardia duodenalis è la capacità di modificare periodicamente le proprie proteine di superficie.

• Le Variant Surface Proteins (VSP): La superficie del trofozoita è rivestita dalle Variant Surface Proteins (VSP). Sebbene il genoma contenga numerosi geni codificanti queste proteine, il parassita ne esprime prevalentemente una alla volta attraverso sofisticati meccanismi di regolazione dell'espressione genica. Nel corso dell'infezione può verificarsi un progressivo cambiamento delle VSP espresse (antigenic switching), con conseguente modificazione degli antigeni riconosciuti dal sistema immunitario.
• Evasione della risposta anticorpale: La produzione di IgA secretorie rappresenta uno dei principali meccanismi di controllo della giardiasi. La variazione delle VSP consente al parassita di ridurre l'efficacia degli anticorpi già prodotti, favorendo la persistenza dell'infezione e spiegando, almeno in parte, la comparsa di forme croniche o recidivanti in alcuni soggetti.

5.Interazione con il microbiota intestinale

Numerosi studi hanno evidenziato come Giardia possa influenzare la composizione e la funzionalità del microbiota intestinale.

• L'infezione da Giardia può essere associata a fenomeni di disbiosi, con modificazioni delle popolazioni batteriche e del profilo metabolico intestinale. A seguito dell'interazione del parassita con le mucose intestinali, si possono verificare alterazioni della fermentazione intestinale, modificazioni della produzione di metaboliti microbici, cambiamenti della risposta immunitaria mucosale, e ritardo nel recupero della normale funzione intestinale.
• In alcuni soggetti, la risoluzione dell'infezione non coincide con il completo ripristino dell'equilibrio della mucosa e del microbiota. Questo può contribuire alla persistenza di sintomi gastrointestinali anche dopo l'eliminazione del parassita (Sindrome dell'Intestino Irritabile o IBS), sebbene i meccanismi responsabili e la loro rilevanza clinica siano ancora oggetto di studio in medicina veterinaria.

Bibliografia

• Bartelt, L.A., et al. (2015). " Advances in understanding Giardia: determinants and mechanisms of chronic sequelae. F1000Prime Rep. 7:62.
• Boucard, A.S., et al. (2021) Age and Giardia intestinalis infection impact canine gut microbiota. 9(9):1862.
• Buret, A. G. (2007) Mechanisms of epithelial dysfunction in giardiasis. Gut, 56(3), 316-317.
• Kuzi, S., et al. (2024) Giardiasis and diarrhea in dogs: does the microbiome matter? J Vet Intern Med. 38(1):152-160.
• Nash, T. E. (2002) Surface antigenic variation in Giardia lamblia." Molecular Microbiology, 45(3), 585-590.
• Troeger, H., et al. (2007) Effect of chronic Giardia lamblia infection on epithelial transport and barrier function in human duodenum. Gut, 56(3), 328-335.
• Scott, K.G., et al. (2004) Role of CD8+ and CD4+ T lymphocytes in jejunal mucosal injury during murine giardiasis. Infect Immun. 72(6):3536-42.