Malattie autoimmuni - immunologia - corso completo

Principi di autoimmunità

Le malattie reumatologiche sono spesso dovute a una perdita di tolleranza verso il self da parte del sistema immunitario. Il sistema immunitario è una struttura complessa capace di riconoscere il self dal “non self” e di reagire verso quest’ultimo. La perdita di questa capacità di discriminazione determina autoimmunità. Nel quotidiano ciascuno di noi produce autoanticorpi, ma solo sopra una certa soglia si ha una malattia autoimmune.

Mettendo assieme le malattie autoimmuni sistemiche e organo-specifiche - esse hanno una certa rilevanza:

• 8% popolazione USA
• 14-22 milioni affetti da malattie autoimmuni (rispetto a 22 milioni affetti da malattie cardiovascolari e 9 milioni affetti da tumori): Tra le 10 principali cause di morte nella popolazione sotto i 60 anni.

1. Immunità acquisita

2 tipi di immunità:

• Immunità umorale = i linfociti B producono anticorpi
• Immunità cellulo-mediata = i linfociti T si attivano tramite il TCR

Proprietà fondamentali: specificità e diversità: i linfociti esprimono recettori in grado di distinguere differenze anche sottili tra Ag diversi B e T cell repertoire. Sia l’anticorpo che il T-Cell receptor possono riconoscere i microrganismi estranei: questo avviene tramite il riarrangiamento dei geni per il recettore dell’antigene. La diversità degli anticorpi è garantita dal fatto che ciascun anticorpo è composto da quattro subunità, due catene leggere e due catene pesanti. Diverse combinazioni di catene creano un riarrangiamento e una diversità tra i diversi anticorpi. Anche i recettori per gli anticorpi subiscono riarrangiamento: sono formati dai geni V-D-J (+C per la catena pesante). Per ogni segmento della porzione variabile dell’anticorpo esistono diversi geni che vengono selezionati in modo casuale - e questo garantisce l’estrema variabilità del sistema.

1.1 Tolleranza immunologica

Esistono poi dei meccanismi che portano all’eliminazione dei linfociti B che causalmente producono anticorpi che riconoscono gli elementi self.

Tolleranza immunologica = capacità del linfocita di non rispondere all’antigene se l’antigene è stato precedentemente esposto al sistema immunitario. Questo meccanismo si sviluppa su due fasi:

1. Tolleranza centrale
2. Tolleranza periferica

Tolleranza centrale

Midollo osseo (B) e timo (T):

• Apoptosi = Incontro dell’Ag nel midollo osseo o timo in stadio di differenziazione non completa
• Receptor editing = Incontro prematuro, espressione di nuove catene Ig leggere, nuova specificità Ag, incapacità di riconoscere l’Ag originale
• Trasformazione del T in T-reg = la cellula viene rilasciata in periferia come cellula T-regolatoria, con funzione di risposta e di aiuto nei confronti del sistema immunitario.

Tolleranza periferica

Negli organi linfoidi secondari. Se non viene incontrato a livello del midollo o del timo l’Ag self, l’incontro avviene a livello degli organi linfoidi periferici: linfonodi, milza, sistema linfoide delle mucose:

• Anergia: il linfocita rimane in circolo, ma non funziona
• Delezione: il linfocita viene eliminato
• Soppressione funzionale: la cellula riconosce l’Ag, viene attivata ma la risposta è soppressa; esercitata da tipi diversi di cellule piuttosto che da un tipo solo: T helper e T citotossici (ovvero T-reg). Esercitata sia attraverso mediatori solubili (citochine) sia mediante contatto cellula/cellula

Mediatori solubili

I linfociti T producono citochine antinfiammatorie che inibiscono la risposta infiammatoria:

• IL-10: inibisce la funzione delle APC
• IL-4: inibisce IFNg
• TGFb: inibisce la proliferazione T e B

T-REG: Sopprimono la risposta proliferativa e la produzione di citochine di T CD4 e CD8; sono presenti in periferia (circa 10% delle cellule circolanti) e presentano un fenotipo CD4+ CD25+. Agiscono per contatto cellulare: la loro rimozione o disfunzione determina l’insorgenza di malattie autoimmuni negli animali.

Un’alterazione dei meccanismi che sostengono il riconoscimento del self dal non self è alla base delle malattie autoimmuni. (Analogamente, un’alterazione di meccanismi di regolazione è responsabile dell’iper-reattività caratteristica delle patologie allergiche.)

2. Malattie autoimmuni

Le malattie autoimmuni sono determinate da una risposta verso antigeni self che determina una flogosi ed un danno d’organo. Hanno un’incidenza intorno al 5%. La loro identificazione sta aumentando (migliore capacità diagnostica piuttosto che un reale aumento).

MALATTIE SISTEMICHE = trattate dall’immunologo

MALATTIE ORGANO-SPECIFICHE = generalmente trattate nelle diverse specialità e viste dallo specialista, non dall’immunologo

• Artrite reumatoide
• LES
• APS
• S. Sjogren
• Poli-dermatomiosite
• Sclerodermia
• MCTD
• Emocitopenie: malattie sistemiche (sangue) causate da anticorpi diretti verso linfociti/neutrofili/globuli rossi - diffuse in tutto l’organismo
• Vitiligine
• Sprue
• Sclerosi multipla

2.1 Fattori scatenanti

Lo sviluppo di autoanticorpi è condizione necessaria ma non sufficiente per sviluppare la malattia autoimmune: tutti abbiamo una certa quantità di auto-anticorpi. Ci sono altri fattori i quali possono scatenare lo sviluppo della malattia autoimmune:

• Fattori genetici: esiste una predisposizione familiare alle malattie autoimmuni; tuttavia c’è scarsa concordanza nei gemelli monozigoti.
• Cluster familiari
• Associazione con MHC
• Ceppi di animali suscettibili
• Effetto di geni sulla presentazione dell’Ag
• Effetto di geni sulla clearance di Ag
• Effetto di geni sulla risposta nei tessuti (FasL, TGFb)
• Fattori ambientali:
• Scarsa concordanza in gemelli (IDDM, SLE)
• Fattori non infettivi (dieta, farmaci, UV, solventi organici)
• Agenti infettivi (Streptococco, Coxackie etc.): se l’infezione induce una risposta autoimmune, può scatenare la malattia.
• Fattori endogeni/ormoni:
• Ratio maschi/femmine: malattie più frequenti nelle donne che negli uomini
• Effetto castrazione e Effetto terapie ormonali

Meccanismi ormonali di autoimmunità

Case reports e modelli animali dimostrano un miglioramento di malattia autoimmune dopo castrazione e peggioramento dopo terapia ormonale. Terapia con estrogeni (tp sostitutiva, contraccezione o stimolazione ovarica) non sempre peggiora il LES. Alcune malattie autoimmuni migliorano in gravidanza (artrite reumatoide), altre possono peggiorare (LES). SOLO in alcuni modelli animali di MI c’è una preponderanza nel sesso femminile.

Estrogeni e sistema immune

Gli estrogeni possono avere un ruolo permissivo, permettendo la sopravvivenza di cloni autoimmuni proibiti. Su alcune cellule immunitarie esistono recettori specifici per estrogeni e prolattina:

• Amplificazione > trascrizione
• Aumento CD4+/CD8- (T helper)
• B cell maturazione
• Aumento citochine pro-infiammatorie
• Effetto Anti-apoptotico

Controllo genetico dell’autoimmunità: X Chromosome & autoimmunity. Il cromosoma X contiene: Geni cruciali per i livelli ormonali + Geni importanti per la tolleranza immunitaria.

3. Meccanismi patogenetici

Danno mediato da anticorpi:

• +Complemento: l’anticorpo riconosce un antigene self come non-self e attiva la cascata di risposta che porta alla lisi della cellula tramite l’attivazione del complemento.
• + NK: l’anticorpo viene riconosciuto da recettori espressi sulle cellule NK e questo porta al rilascio di citochine e alla lisi cellulare.
• + Immunocomplessi: formati da due anticorpi oppure da anticorpo + antigene; gli immunocomplessi attivano il complemento e provocano un danno da flogosi.

Danno cellulo-mediato: mediato da linfociti T citotossici - legame tra linfocita e antigene determina la produzione di citochine, le quali inducono la lisi cellulare. Esempi: Sindrome di Sjogren, cirrosi biliare primitiva, artrite reumatoide.

Danno mediato da complemento: formazione di immunocomplessi:

• Due anticorpi assieme oppure anticorpo + antigene
• Porzione FC riconosciuta da FC receptor
• Complessi grossi = eliminati da cellule immunocitiche
• Complessi piccoli = eliminati via sistema linfatico
• Complessi medi = deposito nei tessuti - attivazione delle anafilotossine, richiamo cellule pro-infiammatorie, membrana basale, giunzione derma-epiderma manifestazioni cutanee

4. Diagnosi delle malattie autoimmuni

La diagnosi delle malattie autoimmuni si basa su criteri clinici e su esami di laboratorio. I segni clinici sono generalmente poco specifici: i test di laboratorio assumono quindi un’importanza notevole nel supportare la diagnosi. La riproducibilità dei test è una necessità: è importante che gli esami siano eseguiti in modo preciso e affidabile. "Non corretto" work up:

• Diagnosi errata = trattamento errato
• Aumento dei costi = test non necessari

Malattie autoimmuni organo specifiche

• Lesioni essenzialmente localizzate in un dato organo
• L’antigene target di autoanticorpi e/o cellule auto-reattive è caratteristico di quell’organo
• Gli autoanticorpi sono spesso patogenetici, oltre che diagnostici. Ad esempio, nella malattia di Graves l’anticorpo diretto contro il recettore per il TSH provoca la malattia.
• Gli autoanticorpi sono spesso unici e specifici
• Sintomatologia legata alla ipo- o alla iper-funzione

Auto-anticorpi per malattie organo-specifiche:

• Tiroidite autoimmune: ab a-Tg, a-TPO
• M di Graves: a-TSHr
• M di Addison autoimmune: ab a-surrene
• Gastrite: ab anti-PCA
• Celiachia: ab a-transglutamminasi, a-endomisio
• Pemfigo: ab anti-desmosomi
• M. Gravis: ab anti-Ach R

Autoanticorpi per malattie sistemiche: Autoanticorpi per malattie organo-specifiche:

• Antigeni ubiquitari
• Antigeni localizzati
• Raramente patogenetici
• Spesso patogenetici
• Specificità multiple
• Specificità uniche
• Scarsa specificità
• Elevata Specificità

Anticorpi antinucleo (ANA)

Gli ANA sono il primo esame in caso di sospetto di malattia autoimmune, in quanto molte malattie autoimmuni hanno sensibilità per gli ANA. L’immunofluorescenza indiretta è la metodica standard. Vengono usate come substrato cellule con nuclei molto grandi (cellule immortalizzate da epatocarcinoma). Il siero del paziente viene incubato con queste cellule: se nel siero ci sono ANA, questi si legano al nucleo della cellula e vengono poi rilevati con un anticorpo con fluorescina. Il pattern di fluorescenza dipende dalla struttura del nucleo verso cui l’anticorpo è diretto.

La positività agli ANA indica solo che gli anticorpi sono diretti verso il nucleo, ma non ci dà ulteriori informazioni, poiché i pattern degli ANA non sono utili per una diagnosi differenziale delle diverse malattie autoimmuni (con la sola eccezione degli anti-centromero specifici per la lSSc). ANA è un test diagnostico ma non prognostico: la titolazione degli ANA non correla con l’attività di malattia; però, gli ANA possono avere un significato predittivo.

Sviluppo di autoanticorpi prima delle manifestazioni cliniche del lupus eritematoso sistemico: 115/130 pazienti con SLE (88%) presentavano almeno un auto-anticorpo prima della diagnosi (max 9.4 anni; media 3.3 anni):

• ANA: 78%
• Anti-fosfolipidi: 18%
• Anti-RNP: 26%
• Anti-Ro/SSA: 47%
• Anti-dsDNA: 55%
• Anti-La/SSB: 34%
• Anti-Sm: 32%

Prevalence and titres of ANA in healthy vs SLE individuals: ANA have been detected in 31.7% at 1:40, 13.3% at 1:80, 5% at 1:160 and 3.3% at 1:320 dilution in NHS (Arthritis Rheum 40:1601; 1997) Referto ANA: titolo + pattern 1:160. Il titolo dà indicazione: spartiacque tra ANA significativi e non significativi.

Gli ANA possono essere positivi in tantissime malattie autoimmuni sistemiche e in malattie autoimmuni organo-specifiche e in malattie non-autoimmuni (infezioni croniche, HBV, HCV, HIV, cirrosi, diabete, etc.) e in soggetti sani (20% soggetti sani ha ANA+). La negatività ci permette di escludere cose, la positività non ci dà certezze. Da richiedere solo con un sospetto fondato.

Cause di ANA-positività

• Falsa positività
• Soggetti sani (sesso, età)
• Farmaci: pillola estroprogestinica (gli estrogeni favoriscono la produzione di autoanticorpi), antibiotici, anti-epilettici, anti-TNF (per artrite reumatoide).
• Familiarità: sono spesso positivi in familiari di pazienti con malattia autoimmuni - anche senza manifestazione di malattia.
• Malattie infettive
• Neoplasie
• Precede patologia autoimmune
• Patologia autoimmune organo-specifica
• Patologia autoimmune sistemica

Antigeni nucleari estraibili (ENA)

Gli ENA sono complessi di proteine e acidi nucleici a localizzazione prevalentemente nucleare o citoplasmatica. Molti autoantigeni sono componenti di grossi complessi macromolecolari. La risposta autoimmune può essere rivolta verso siti diversi della stessa molecola. Le funzioni fisiologiche degli ENA sono:

• Proteine ad attività enzimatica
• Ruolo essenziale per la vita cellulare: replicazione DNA, avvolgimento DNA, trascrizione DNA>>RNA, splicing RNA, acetilazione RNA, divisione mitotica, sintesi e trasporto di peptidi, etc.
• Il sito antigenico corrisponde al sito catalitico dell’enzima e gli autoanticorpi diretti contro questo hanno spesso funzione inibitoria.

I principali ENA sono:

• Ro/SSA: nucleo, citoplasma
• La/SSB: nucleo
• Sm: nucleo
• U1-RNP: nucleo
• Jo1: citoplasma
• Scl70: nucleo
• (gli altri a scopo di ricerca)

Molti autoantigeni si localizzano in più sedi cellulari (Ro/SSA; rRNP…). Tale fenomeno può essere giustificato dal ruolo funzionale che svolgono durante il ciclo cellulare. Anticorpi prodotti in modo “antigen driven” - complesso auto-anticorpale rivolto verso “strutture sub-cellulari” dinamiche.

Anticorpi anti dsDNA

Titoli alti

• 90% di specificità per SLE
• Spesso indicano malattie clinicamente attive e un aumento del rischio di nefrite

Titoli bassi

• Possono essere trovati in caso di:
• SLE indotta da farmaci
• Artrite reumatoide (AR)
• Altri CTDs
• Infezioni croniche
• Malattie epatiche croniche
• Invecchiamento

Possono reagire in modo incrociato con ssDNA. Anti-DNA hanno valore diagnostico, hanno valore predittivo, hanno valore prognostico (=correlano con la VES, il titolo segue l'andamento della malattie, aumentano in riacutizzazioni e diminuiscono in remissione).

Metodiche per la ricerca di autoanticorpi

• Immunodiffusione doppia (IDD) + Contro-immuno-elettroforesi (CIE): precise ma costose
• Immunoblot (WB, Dot blot, LIA)
• ELISA

Sindrome di Sjogren

La sindrome di Sjogren è una malattia autoimmune, lentamente progressiva, che colpisce principalmente le ghiandole esocrine, caratterizzata da:

• Infiltrazione linfocitaria con distruzione e sostituzione del tessuto ghiandolare
• Riduzione secrezione ghiandolare
• Auto-anticorpi caratteristici

4.5 Epidemiologia

La patologia è molto più frequente dopo i 50 anni e ha una netta prevalenza nel sesso femminile, nel quale generalmente - ma non esclusivamente - si manifesta dopo la menopausa. Le alterazioni ormonali della menopausa favoriscono, anche nella popolazione generale, la comparsa di secchezza cutanea e delle mucose, e questo può contribuire a rendere più evidenti anche a livello soggettivo, le manifestazioni cliniche.

• Età: 40-60 anni più avanzata rispetto al LES
• Sesso: femminile (F:M 9:1)
• Prevalenza: 3% popolazione >50 aa (alta rispetto alle altre malattie reumatologiche; ha una prevalenza simile alla AR).

4.6 Classificazione

Possiamo distinguere:

• Malattia primitiva (isolata)
• Malattia secondaria: associazione con altre malattie autoimmuni sistemiche, quali:
• Artrite reumatoide
• Lupus Eritematoso Sistemico
• Sclerodermia (dovuta alla fibrosi ghiandolare): nella sclerodermia si può avere sindrome di Sjogren che però non è data da infiltrato linfocitario, ma da fibrosi ghiandolare. Però i sintomi sono gli stessi e quindi si diagnostica sempre “sindrome di Sjogren”.
• Malattia mista del tessuto connettivo

Quindi i meccanismi patogenetici sono diversi, però i sintomi sono simili.

4.7 Fisiopatologia

La malattia è principalmente caratterizzata da un interessamento delle ghiandole esocrine, a livello delle quali si verifica una reazione infiammatoria, principalmente caratterizzata da un infiltrato linfocitario (T>B) che porta ad un sovvertimento della struttura ghiandolare e quindi ad una sua ipofunzione.

Le principali conseguenze sono:

• Alterazione qualitativa e NON quantitativa delle secrezioni lacrimale e salivare