Ruolo del Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4

Importanza del CTLA-4

Dopo la mancanza del segnale, un altro punto importante è l’espressione del CTLA-4. Questo appartiene alla famiglia dei CD28 (co-recettori dei co-stimoli) e riconosce e lega le stesse molecole di CD28 (B7-1 e B7-2). In condizioni normali il segnale co-stimolatorio e quello principale per il TCR danno origine alla risposta effettrice, ma ci possono essere due situazioni durante le quali questo processo viene turbato:

• La prima, già citata, è l’assenza del segnale co-stimolatorio;

• la seconda è che venga stimolato preferenzialmente un recettore inibitorio anziché il recettore di co-stimolo come CD28. Quest’ultima situazione potrebbe avvenire proprio perché alcune cellule esprimono CTLA-4.

Ruolo delle cellule dendritiche

Le cellule dendritiche che presentano gli antigeni self e che non sono andate incontro a maturazione presentano livelli di B7-1 molto bassi (la maturazione delle DC aumenta i livelli di espressione di B7-1). Il fatto che CTLA-4 sia molto più affine (si stima da 10 a 100 volte) verso B7-1 rispetto a CD28, in condizioni di carenza di segnale co-stimolatorio si attiva preferenzialmente CTLA-4 che va a favorire il mantenimento di uno stato anergico.

È da ricordare che CTLA-4 viene up-regolato durante l’attivazione e che serve da checkpoint per impedire un’eccessiva stimolazione dei linfociti T. Mentre CD28 viene espresso costitutivamente, CTLA-4 viene espresso successivamente, essendo appunto un antigene tardivo (Late-Antigen-4), e compete per il legame con B7-1. Non sembra che CTLA-4 dia un segnale interno, ma sicuramente per la sua maggiore affinità impedisce il legame delle molecole co-stimolatorie a CD28 e quindi da una terminazione intrinseca.

Meccanismi di azione del CTLA-4

Però CTLA-4 può agire per mantenere l’omeostasi della risposta immunitaria anche in altri modi. Le cellule T regolatorie esprimono costitutivamente CTLA-4, quindi queste possono agire in maniera estrinseca (rispetto alla maniera intrinseca appena vista) stornando le molecole B7-1 dal potenziale legame con CD28 per una piena attivazione dei linfociti T. È molto più probabile che sia questo il meccanismo d’azione delle cellule T regolatorie rispetto che l’induzione di un segnale nelle cellule APC attraverso B7-1.

Riciclo e regolazione del CTLA-4

C’è un altro aspetto importante da considerare che è stato scoperto negli ultimi anni. CTLA-4, sebbene non dia segnalazione, è riciclato ad una velocità cospicua che può essere regolata attraverso la fosforilazione della sua coda e il riconoscimento da parte di proteine dell’apparato di trasporto vescicolare. In questo suo riciclo CTLA-4 si è dimostrata in grado di staccare il B7-1 dall’APC e di portarlo a degradazione, andando quindi a diminuire la quantità netta di molecole co-stimolatorie presenti sulla superficie delle APC.

Conseguenze della mancanza di CTLA-4

Come si può notare da tutti i meccanismi in cui è coinvolto, CTLA-4 è un regolatore importante della risposta negativa. Già nei primi esperimenti su topi deficienti di CTLA-4 (in situazione di omozigosi) si è notato lo sviluppo di una sindrome molto particolare in cui c’era un’espansione enorme di alcuni organi come linfonodi e milza dovuto ad un aumento numerico dei linfociti al loro interno che poi vanno ad invadere altri organi parenchimatosi come miocardio e polmoni. Questo porta ad una sindrome iper-proliferativa con manifestazioni autoimmuni che porta inevitabilmente alla morte del topo.

Quindi, CTLA-4 è un attore importante della tolleranza immunitaria perché:

• è espresso costitutivamente dai linfociti Treg;

• la sua assenza causa una sindrome autoimmune fatale associata ad iper-proliferazione dei linfociti;

• la somministrazione di anticorpi conto questa molecola induce autoimmunità (utile in alcuni casi di tumore);

• i suoi polimorfismi sono stati associati con varie malattie autoimmuni come diabete, malattie tiroidee e morbo di Addison (mai associati al 100%, ma pur sempre statisticamente rilevanti).