Domande Patologia, orale

Risposte orale di patologia

1) Citochine primarie, circuiti negativi dell'infiammazione e differenza tra il recettore R1 ed R2 dell’interleuchina

Le citochine sono dei mediatori solubili polipeptidici che trasferiscono segnali di attivazione o di inibizione tra diversi tipi cellulari, sono molecole pleiotropiche, cioè in grado di agire su un’ampia gamma di cellule e tessuti diversi.

Le citochine “primarie” sono chiamate così per via della loro cinetica di produzione, infatti sono le prime ad essere prodotte e danno il via alla risposta infiammatoria. Le citochine primarie sono IL-1, TNF e IL-6.

La risposta infiammatoria tuttavia deve essere regolata per essere efficace e benefica per l’organismo. La risposta infiammatoria mette in atto un circuito a regolazione negativa dove le stesse citochine primarie dell’infiammazione inducono la sintesi di citochine antiinfiammatorie come ad esempio IL-10 che ripristina l’omeostasi tissutale.

L’interleuchina 1 (IL-1) esercita i suoi effetti biologici attraverso il legame con il suo recettore. Il recettore per IL-1 è formato da due catene: IL-1RI, che lega IL-1, e la catena accessoria AcP. Il legame tra IL-1RI e IL-1 causa l’attivazione del recettore che porta all’attivazione di una cascata di eventi che culmina con l’attivazione del fattore trascrizionale NF-kB.

Un altro recettore di IL-1 è IL-1RII, che è un recettore Decoy. Questo recettore è in grado di legare IL-1 con la stessa affinità di IL-1RI ma, essendo privo della componente trasducente, non attiva alcuna cascata di trasduzione. Si può dire che IL-1RII è una trappola molecolare per IL-1 che permette così di rendere meno disponibile IL-1 per il suo recettore funzionale, modulando, o interrompendo, la risposta infiammatoria.

2) Polarizzazione dei macrofagi e funzioni dei macrofagi M1 e M2

I macrofagi sono cellule fagocitiche mononucleate presenti in tutti i tessuti, sono cellule dell’immunità innata di origine mieloide. I macrofagi vanno incontro a processi di attivazione in seguito all’esposizione di determinati prodotti batterici o citochine.

La polarizzazione classica, o polarizzazione M1, è indotta da LPS, IFN-gamma e TNF. I macrofagi polarizzati M1 producono alti livelli di citochine primarie, IL-1, IL-6, TNF, e di IL-12.

IL-12 guiderà il differenziamento dei linfociti T helper in TH1, esprimono alti livelli di iNOS e NADPH ossidasi fagocitica, di MHCII, di molecole costimolatorie CD80 e CD6 e il reuptake del ferro, per favorire gli enzimi che danno burst respiratorio. Gli M1 sono quindi macrofagi citotossici e proinfiammatori.

La polarizzazione M2 invece viene promossa da stimoli antiinfiammatori come la citochina IL-10, IL-4 e IL-13 e i glucocorticoidi. Gli M2 esprimono un gran numero di recettori per la fagocitosi, scavenger e lectinici, esprimono l’arginasi che genera poliammine che fungono da fattori di crescita extracellulari, rilasciano il ferro, producono fattori di crescita per l’endotelio vascolare promuovendo l’angiogenesi, la deposizione e il rimodellamento della matrice.

3) Immunodeficienze

Le immunodeficienze sono dei deficit a carico del sistema immunitario che coinvolgono prevalentemente l’immunità specifica. Riguardano soprattutto il compartimento linfocitario, T e B, e i granulociti.

Le immunodeficienze possono essere classificate in primarie e secondarie. Le primarie sono dovute a cause di tipo genetico, come ad esempio la Btk mutata che impedisce lo sviluppo del BCR dando la sindrome di Bruton, mentre quelle secondarie avvengono in seguito a un’infezione primaria da un virus come ad esempio l’AIDS causata dall’infezione da HIV.

3) Assenza della catena gamma dei recettori delle citochine: quale malattia provoca?

L’immunodeficienza combinata grave, o SCID, è una grave immunodeficienza che colpisce sia il compartimento dei linfociti T che B. Questa malattia è provocata dall’assenza del gene che codifica per la subunità gamma del recettore delle citochine.

Questa subunità è presente nei recettori per:

• IL-4
• IL-7
• IL-9
• IL-11
• IL-15

La mancanza di tutti questi recettori causa il blocco dell’intero network citochinico fondamentale per controllare la risposta immunitaria. L’unica terapia attuabile in caso di SCID è il trapianto di midollo osseo in modo di ricostruire la linea di precursori midollari dotati dei geni per le subunità gamma mancanti.

4) Il follicolo per la maturazione

I linfonodi sono organi capsulati parte di una rete molto ampia dove avviene l’incontro tra i linfociti Naive e gli antigeni. Un linfonodo è un organo capsulato presentante una regione paracorticale in cui si trovano i follicoli delle cellule B e una zona midollare dove stazionano i linfociti T.

Nel linfonodo sono presenti dei dotti afferenti del sistema linfatico mediante i quali gli antigeni portati dalle cellule APC arrivano nel linfonodo, tramite l’upregolazione di CCR7. I linfociti Naive invece arrivano al linfonodo tramite il flusso ematico grazie alle venule ad alto endotelio.

A livello delle venule i linfociti T entrano nella zona midollare e aspettano che una APC presenti loro l’antigene attivandoli. I linfociti T naive esprimono CCR7, per migrare al linfonodo, ed esprimono L-selectina, per permettere l’adesione alle venule ad alto endotelio.

Una volta attivati, i linfociti T acquisiscono l’espressione di selettina P e E, necessarie per l’adesione nei tessuti periferici, e i recettori CCR5 e CCR3 che riconoscono gli stimoli infiammatori.

5) Morte per apoptosi

L’apoptosi è un meccanismo di morte cellulare programmata dalla cellula, è caratterizzata da una riduzione del volume cellulare che avviene senza la rottura della membrana e la fuoriuscita del materiale citoplasmatico nell’ambiente esterno. È un processo fisiologico e avviene continuamente nell’organismo.

Un esempio di apoptosi fisiologica avviene nell’embriogenesi dove il feto usa l’apoptosi per eliminare le cellule in eccesso che formano le mani, che altrimenti resterebbero palmate.

L’apoptosi è quindi un programma di morte cellulare che presenta due vie di attivazione: intrinseca ed estrinseca. La via intrinseca è regolata da fattori di crescita la cui mancanza provoca l’attivazione di sensori antagonisti a BCL2.

BCL2 è una proteina antiapoptotica che ha il compito di inibire il canale BAK/BAX. Questo canale, una volta attivato, permette la fuoriuscita del citocromo C che andrà a legare la proteina APAF-1 e la procaspasi 9 e insieme andranno a formare l’apoptosoma.

L’apoptosoma attiva la procaspasi 9 facendola divenire caspasi 9 che attiva una cascata di segnali che culminano con l’attivazione della caspasi 3 effettrice.

La via estrinseca invece sfrutta un recettore di morte FAS che, quando lega il suo ligando FASL, ne provoca l’attivazione con conseguente trimerizzazione del recettore che legherà la proteina adattatrice FADD che andrà a clivare la procaspasi 8 facendola diventare caspasi 8 che attiverà una cascata di segnali che culminerà con la caspasi 3 effettrice.

Le caspasi effettrici andranno ad attivare enzimi quali la CAD DNasi che frammenterà il DNA in piccoli frammenti da 180 pb, attiva le proteasi che degradano le proteine, delle flippasi che esporranno la fosfatidilserina nella membrana esterna della cellula richiamando così fagociti. Infine le caspasi provocano la frammentazione della cromatina e del contenuto citoplasmatico in piccole vescicole, corpi apoptotici, che verranno poi internalizzati e digeriti dai macrofagi fagociti.

6) Sfaldamento della cellula nella necrosi

La necrosi è un meccanismo di morte cellulare messo in atto a seguito di un danno irreversibile, ha sempre un significato patologico e vede la rottura della membrana cellulare con conseguente rigonfiamento osmotico e lisi cellulare.

La dispersione del materiale cellulare nell’ambiente extracellulare innesca una forte risposta infiammatoria. A livello nucleare nella necrosi osserviamo tre fasi:

• La picnosi è un processo degenerativo del nucleo cellulare con perdita di volume cellulare e condensazione della cromatina.
• La seconda fase è la carioressi, ovvero la frammentazione del nucleo cellulare in frammenti di varia lunghezza.
• Infine abbiamo la cariolisi, ovvero la dissoluzione completa della cromatina nel citoplasma ad opera delle deossiribonucleasi.

7) Cosa fa il calcio? Attivazione degli enzimi digestivi

L’ingresso di calcio in seguito alla rottura della membrana cellulare è molto dannoso per la cellula in quanto il calcio è il substrato di moltissimi enzimi presenti all’interno della cellula.

Il calcio extracellulare è molto più concentrato all’esterno della cellula rispetto al suo interno e quando la membrana si rompe si instaura un gradiente di concentrazione causando così l’attivazione di enzimi litici quali fosfolipasi, che degradano i fosfolipidi di membrana, proteasi, che degraderanno le proteine, ATPasi, che andranno a causare deplezione di ATP, ed endonucleasi, che degraderanno la cromatina.

8) Metaplasia

La metaplasia è un meccanismo di adattamento messo in atto da una cellula in risposta a uno stress o a un danno reversibile portando la cellula a una nuova e diversa condizione di equilibrio, omeostasi.

Per metaplasia si intende un cambio della morfologia e della funzione di una cellula, cioè una trasformazione da un tipo cellulare differenziato ad un altro. Un esempio tipico è la metaplasia di Barrett che è una condizione precancerosa in cui l’epitelio dell’esofago passa da epitelio squamoso a epitelio cilindrico in seguito alla continua azione del reflusso gastroesofageo.

9) Ruolo dell’ipossia nei tumori e come si attiva HIF

La cellula tumorale in condizioni di ipossia assume un metabolismo anaerobico glicolitico. La cellula tumorale tuttavia cerca di ripristinare i livelli di ossigeno promuovendo l’angiogenesi.

La formazione di nuovi vasi sanguigni porterà numerosi benefici al tumore: oltre a un maggiore apporto di nutrienti e di ossigeno, l’angiogenesi tumorale permetterà al tumore di ottenere una più facile via di metastatizzazione attraverso i neoformati vasi sanguigni.

La cellula tumorale quindi esprime il fattore trascrizionale HIF. HIF è un eterodimero formato dalle subunità alfa e beta. La subunità alfa, HIF-1alfa, in presenza di ossigeno viene idrossilata a livello della prolina da parte della prolil idrossilasi e resa visibile a VHL, un fattore oncosoppressorio che provoca l’ubiquitinazione di HIF-1alfa e il riconoscimento e la degradazione da parte del proteosoma.

In condizione di ipossia la HIF-1alfa non viene idrossilata e quindi rimane legata a HIF-1beta. L’eterodimero può traslocare nel nucleo dove attiva la trascrizione di geni codificanti per il VEGF che, una volta attivo, stimolerà l’angiogenesi.

10) Maturazione delle cellule dendritiche, cosa sono e a cosa servono le molecole MHC? Meccanismi di immunosoppressione delle cellule dendritiche nei tumori

Le cellule dendritiche sono cellule che svolgono il ruolo di mettere in comunicazione l’immunità innata con l’immunità adattativa. Le cellule dendritiche sono delle APC, “antigen presenting cell”, perché presentano gli antigeni dei microbi che fagocitano ai linfociti T e B provocandone l’attivazione.

Le cellule dendritiche si trovano in tutti i tessuti periferici e si trovano allo stato immaturo. Le cellule dendritiche rimangono nel tessuto fino a quando non fagocitano un microbo, la permanenza nel tessuto periferico è data dall’elevata espressione del recettore chemochinico CCR5.

La fagocitosi di un microbo provoca lo spegnimento del recettore CCR5 e l’attivazione di CCR7 e quindi la maturazione della cellula dendritica che sarà in grado ora di migrare nel linfonodo e presentare l’antigene alle cellule T e B Naive.

Le cellule dendritiche mature espongono sulla membrana il complesso maggiore di istocompatibilità, MHC. Questo è un gruppo di geni polimorfici presenti sul cromosoma 6 che codificano per proteine di membrana con la funzione di riconoscere frammenti antigenici e renderli visibili ai recettori TCR dei linfociti T.

La migrazione delle cellule dendritiche ai linfonodi e quindi la loro maturazione è quindi necessaria per attivare la risposta immunitaria adattativa. I tumori sfruttano il blocco della maturazione delle cellule dendritiche come meccanismo di sopravvivenza, i tumori inducono l’immunosoppressione delle cellule dendritiche attraverso l’elevata secrezione di IL-10 che bloccherà la maturazione delle cellule dendritiche e la loro migrazione verso i linfonodi.

11) Modello Dunn-Old-Shreiber: immunoediting e perché il tumore è policlonale

Il modello dell’immunoediting è stato proposto per la prima volta nel 2002 da Dunn, Old e Shreiber. Secondo questo modello il tumore è caratterizzato da cambiamenti nella sua immunogenicità causati dalle risposte antitumorali messe in atto dal sistema immunitario, con conseguente comparsa di varianti immunitarie resistenti.

Nell’immunoediting ci sono 3 fasi: all’inizio abbiamo una fase di eliminazione, nota anche come immunosorveglianza, comprende le risposte immunitarie innate e adattative alle cellule tumorali.

Per la risposta immunitaria innata, diverse cellule effettrici come cellule killer naturali e cellule T vengono attivate dalle citochine infiammatorie, che vengono rilasciate dalle cellule tumorali in crescita, macrofagi e cellule stromali che circondano le cellule tumorali.

Le cellule NK e macrofagi producono interleuchina 12 e interferone gamma, che uccidono le cellule tumorali attraverso meccanismi citotossici come la perforina, l’induzione dell’apoptosi mediata da TNF e dai ROS, specie reattive dell’ossigeno.

Il passo successivo è la fase di equilibrio, in cui le cellule tumorali che sono sfuggite alla fase di eliminazione e presentano un fenotipo non immunogenico vengono selezionate per la crescita. Durante questo periodo di selezione, nuove varianti di cellule tumorali emergono con mutazioni che aumentano ulteriormente la resistenza complessiva al sistema immunitario.

Infine, durante la fase di fuga, le varianti cellulari tumorali selezionate nella fase precedente hanno violato le difese immunitarie dell’organismo ospite, con varie modifiche genetiche ed epigenetiche che conferiscono ulteriore resistenza al rilevamento immunitario.

12) Cellule staminali tumorali, perché le terapie classiche non le colpiscono e recidive

Le cellule tumorali maligne si possono distinguere in base al loro differenziamento, quelle più indifferenziate sono le più aggressive. Ad oggi si sa che la popolazione cancerosa è costituita da un gran numero di cellule in grado di proliferare e una rara popolazione di cellule non proliferanti.

Queste cellule chiamate staminali tumorali si trovano in fase G0 del ciclo cellulare e non proliferano. Le mutazioni oncologiche delle cellule staminali rappresentano un grave problema clinico perché non è possibile bersagliare, attraverso la chemioterapia classica, una cellula quando si trova nella fase G0 del ciclo cellulare.

Accade quindi che il paziente viene trattato e la maggior parte delle cellule tumorali muoiono permettendo la regressione del tumore ma che tuttavia vengono conservate le cellule staminali neoplastiche. Queste portano nel genoma le mutazioni responsabili della cancerogenesi spiegando così la presenza delle recidive.

Le staminali neoplastiche che erano in fase G0 entrano in proliferazione e ricominciano ad alimentare la popolazione cellulare del tumore.

13) Caratteristiche delle cellule tumorali

Le cellule tumorali possiedono diverse caratteristiche tipiche molto importanti. In primo luogo hanno un potenziale replicativo illimitato e sono immortali, sostengono l’angiogenesi rilasciando fattori di crescita come VEGF, evadono l’apoptosi, non necessitano dei fattori di crescita per sopravvivere, organizzano l’invasione producendo metalloproteasi favorendo la degradazione della matrice, la migrazione cellulare e la metastatizzazione.

Inoltre le cellule tumorali sono sostenute dal processo infiammatorio.

14) Perché NF-kB induce la proliferazione? Induce cicline

NF-kB è un fattore di trascrizione che guida l’infiammazione, nel tumore però NF-kB è una molecola funzionalmente corrotta perché sostiene l’espansione tumorale inducendone la proliferazione.

NF-kB è centrale per l’espressione di una serie di geni che codificano per le cicline. Nello specifico NF-kB induce la ciclina D che è un promotore del ciclo cellulare e insieme alla CDK4 forma un complesso attivo che fosforila la pRB attivando la trascrizione della ciclina E che formerà un complesso con la CDK2 permettendo così la progressione del ciclo cellulare che passerà dalla fase G1 a S.

15) A cosa serve la classe del complemento?

Il sistema del complemento è un insieme di circa 20 proteine plasmatiche che compongono un meccanismo di difesa dell’immunità innata. L’attivazione delle proteine del complemento porta alla formazione di complessi proteici che formano dei pori sulla membrana delle cellule batteriche causandone la lisi osmotica.

Il sistema del complemento può essere attivato attraverso 3 vie di attivazione o pathways:

• Il pathway classico.
• Il pathway alternativo.
• Il pathway lectinico.

Oltre a lisare la cellula attraverso la formazione del complesso d’attacco alla membrana, MAC, il sistema del complemento stimola l’eliminazione dei microbi da parte dei macrofagi, induce infiammazione, stimola la degranulazione dei mastociti e la formazione dei metaboliti dell’acido arachidonico secondo la via lipossigenasica.

16) Segnali infiammatori chemotattici oltre alla famiglia delle chemochine e come si suddividono le chemochine

Le chemochine sono delle piccole proteine basiche che stimolano la chemotassi, intesa come il movimento di una cellula lungo un gradiente chimico, le chemochine perciò guidano i leucociti presso la sede dell’infiammazione. Oltre alle chemochine