Concetti Chiave
- Il pathway dell'endocitosi inizia con la formazione di vescicole rivestite da clatrina, caveole o tramite recettori specifici come il B-Cell Receptor nei linfociti B.
- Gli endosomi precoci possono evolvere in endosomi tardivi, che si acidificano attivando idrolasi acide, o essere diretti verso endosomi di riciclaggio per riportare proteine in superficie.
- Endosomi dalle caveole possono anche raggiungere il reticolo endoplasmatico, utilizzando compartimenti endocitotici per gli scambi peptidici delle molecole MHC di classe II.
- I compartimenti multivescicolari e multilamellari, osservati in vari tipi cellulari, indicano lo stato della cellula durante l'antigen processing e presentazione.
- Le proteasi acide come le catepsine, attivate dall'acidificazione dell'endosoma, sono essenziali per il processamento peptidico associato alle molecole MHC-II, come dimostrato da esperimenti con clorochina.
Indice
Inizio del pathway endocitotico
Il pathway della via dell’endocitosi ha origine con la formazione di vescicole rivestite da clatrina o dalla formazione di caveole. Oppure, nel caso dei linfociti B, si formano vescicole grazie alla presenza di un recettore specifico che lega l’antigene detto B-Cell Receptor.
Percorsi dell'endosoma precoce
In ogni caso si forma un endosoma precoce che si sposta verso l’interno della cellula, dove può intraprendere differenti percorsi. Una parte può diventare endosoma tardivo con conseguente acidificazione che attiva le idrolasi acide e può fondersi eventualmente con un lisosoma. In questo caso il pH tende ad abbassarsi progressivamente attivando a cascata diversi tipi di enzimi. L’altra parte delle molecole dell’endosoma precoce può attraverso un sistema di segnalazione essere diretta verso gli endosomi di riciclaggio, che riportano alcune proteine di membrana in superfice. Ad esempio, in seguito all’abbassamento del pH vi è il distacco dell’antigene captato dal recettore dell’immunità innata o dall’immunoglobulina e questi ultimi possono essere riportati in superficie.
Ruolo delle caveole e MHC-II
Alcuni endosomi generati dalle caveole possono andare, oltre che nell’endosoma primario, al reticolo endoplasmatico. La via delle molecole MHC di classe II (MHC-II) sfrutta i comuni compartimenti endocitotici per gli scambi peptidici. In passato tali strutture sono state studiate al microscopio elettronico e sono stati osservati compartimenti o corpi multivescicolari e multilamellari (MVB, MLB), i primi sono stati individuati prevalente nelle cellule dendritiche e nei monociti, mentre i secondi nelle cellule dendritiche, nelle cellule B e macrofagi. Recentemente si è scoperto che tale distinzione non è specifica dei singoli tipi cellulari, ma è piuttosto un indicatore dello stato in cui si trova la cellula durante l’operazione di captazione, processamento e presentazione dell’antigene. Tali studi sono stati però importanti perchè hanno evidenziato che molecole MHC di classe II erano presenti a livello di queste vescicole dove viene digerito l’antigene.
Processamento dei peptidi MHC-II
I peptidi che si devono associare alle molecole MHC-II sono processati da proteasi acide (dette catepsine, contenute in endosomi e lisosomi), le quali si attivano solo quando la vescicola che le contiene subisce un processo di acidificazione. La necessità di avere un pH basso per attivare tali enzimi è stata dimostrata in esperimenti in vitro, nei quali si è osservando che trattando le cellule, che dovevano effettuare processamento e presentazione dell’antigene, con clorochina (sostanza che innalza il pH dell’endosoma) vi era una diminuzione della quantità di molecole MHC-II associate ai peptidi antigenici.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dell'endosoma precoce nella via dell'endocitosi?
- Come avviene l'attivazione delle proteasi acide nei processi endocitotici?
- Qual è l'effetto della clorochina sul processamento e presentazione dell'antigene?
L'endosoma precoce si sposta verso l'interno della cellula e può intraprendere percorsi diversi, come diventare un endosoma tardivo che si fonde con un lisosoma o dirigersi verso gli endosomi di riciclaggio per riportare proteine di membrana in superficie.
Le proteasi acide, come le catepsine, si attivano quando la vescicola che le contiene subisce un processo di acidificazione, necessario per il processamento dei peptidi da associare alle molecole MHC-II.
La clorochina innalza il pH dell'endosoma, riducendo la quantità di molecole MHC-II associate ai peptidi antigenici, dimostrando l'importanza di un pH basso per l'attivazione degli enzimi coinvolti.
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