Anticorpi e tumori

Risposta immunitaria

Un antigene o immunogene è una qualsiasi molecola in grado di creare una risposta immunitaria. In genere, sono proteine, ma possono essere anche polisaccaridi. L’attivazione del sistema immunitario è la risposta contro batteri o virus.

Tipologie di immunità

Il sistema immunitario si suddivide tra:

• Innato: Primo che si attiva contro, ad esempio, un’infezione. Il tempo di risposta è in scala di ore. Non è specifico; il tipo di risposta sarà sempre lo stesso. Principalmente si basa sull’attività fagocitaria e viene attivata dai pattern recognition molecule degli agenti virali.
• Adattativo: Per attivarsi ha bisogno di giorni, per questo c’è bisogno anche dell’immunità innata. È altamente specifica. La seconda volta che si incontra lo stesso agente la risposta sarà più rapida ed efficiente (fondamento alla base dei vaccini). Si basa sull’azione dei linfociti B e T.

Esistono patologie umane in cui manca una delle due tipologie di immunità e per questo sono molto invalidanti.

Immunità innata

Una componente importante dell'immunità innata sono le proteine del complemento, le quali sono proteine diverse, che agiscono con un’attivazione a cascata (cascata del complemento). Circolano inattive nel sangue fino a riscontrare un patogeno. Queste prima si dividono, poi una parte si attacca all’organismo esogeno, mentre l’altra richiama altre cellule all’azione.

Una volta che il batterio è stato inglobato si crea una vescicola endocitotica, che andrà a fondersi con i lisosomi.

Cellule coinvolte nella risposta innata

• Macrofagi: Fagocitosi e rilascio di citochine e/o chemochine. Presentano recettori che riconoscono proteine o polisaccaridi dei batteri, stimolano la fusione con il lisosoma.
• Neutrofili: Fagocitosi e produzione di peptidi con attività antimicrobica. Presentano recettori per batteri, attivando poi il burst ossidativo, producendo nei vacuoli l’acqua ossigenata, che attaccherà il batterio.
• Cellule dendritiche: Processano le proteine batteriche e virali per presentarle alle cellule dell’immunità adattativa.
• Natural Killer Cells: Riconoscono le cellule infettate dai virus per indurne la lisi.

Immunità adattativa

La risposta immunitaria adattativa è mediata da:

• Linfociti B
• Linfociti T

Gli anticorpi servono prima che l'agente infettante entri all’interno delle cellule, in quanto non possono penetrare all’interno delle cellule. Qualora, nel caso dei virus, l’agente infettante si trovi all’interno della cellula, è necessaria l’azione dei linfociti T.

- Agente extracellulare: Gli anticorpi neutralizzano e scatenano un processo di eliminazione mediato da cellule (fagocitosi).

- Agente intracellulare: Linfociti T.

Processo di riconoscimento

Nella risposta adattativa si riconosce solo una porzione della proteina, gli epitopi, una sequenza di amminoacidi. Per farlo è necessario avere cellule che inglobino queste proteine o batteri e le taglino a pezzi, così da presentare solo quella porzione di proteina. Queste sono le antigen presenting cells (cellule dendritiche, macrofagi o fibroblasti). Per portare il frammento sulla superficie della cellula si servono di una molecola chiamata Major Histocompatibility Complex (MHC o HLA), le quali si monitorano anche in caso di trapianto (match dell’HLA).

Una volta che l’antigene è esposto sulla superficie (MHC II), va ad interagire con i linfociti T helper, i quali attivano la risposta immunitaria adattativa, tramite la produzione di specifiche molecole. Se fosse il linfocita T citotossico a riconoscere l’antigene (MHC I), eliminerebbe direttamente la cellula.

Linfociti e maturazione

I linfociti derivano dalla linea linfoide della cellula progenitrice ematopoietica. Le cellule B iniziano la loro maturazione nel midollo osseo (o nel fegato fetale) e la completano nei linfonodi, mentre le cellule T nel timo. Prima di incontrare l’antigene sono già in circolo cellule B pronte ad attivarsi. Le cellule B presentano sulla loro superficie delle strutture a Y, che attiveranno la cellula B stessa, le quali produrranno anticorpi e cellule B della memoria. Queste strutture di riconoscimento sono molto specifiche, in quanto ogni linfocita riconosce un antigene diverso. Sono presenti anche nei linfociti T, ma presentano qualche differenza.

La ricombinazione somatica è un processo che coinvolge un taglio e riattacco delle sequenze del DNA (meccanismo taglia e cuci), per presentare il recettore specifico. Una volta che è stato riconosciuto l’antigene, si forma il complesso antigene-anticorpo, che viene inglobato dai macrofagi o attiva il complemento. Il recettore T, una volta che riconosce l’antigene, attacca tutte le cellule che presentano sulla superficie quello specifico antigene. Entrambi i linfociti, comunque, iniziano a proliferare (espansione clonale).

Immunoglobuline

Nella risposta primaria intervengono le IgM, mentre nella risposta secondaria interverranno gli anticorpi o immunoglobuline G, IgG. Nel caso di un’elevata concentrazione di IgM nell'emocromo, l’infezione è stata recente.

Anticorpi

Gli anticorpi sono glicoproteine costituiti da quattro catene polipeptidiche, uguali a due a due:

• Due catene pesanti (H): Circa 400 AA.
• Due catene leggere (L): Circa 200 AA.

I primi 100 AA (all’estremità N-terminale) di entrambe le catene sono estremamente variabili e riconoscono l’antigene (regioni V).

• Porzione costante C: Nelle catene leggere possono essere kappa (k) o lambda (λ) e hanno solo funzione di legare, mentre nelle catene pesanti possono essere mu, gamma, alpha, epsilon o delta.
• Porzione variabile V (framework): Vi si trovano anche regioni, chiamate ipervariabili (CDR), le quali più cambiano, più sale la capacità di riconoscere antigeni diversi dell’organismo.

Le catene sono legate tra di loro da ponti di solfuro. Esistono cinque categorie di anticorpi: le Ig hanno una hinge region (regione cerniera) al C-term del dominio CH1 della loro catena H, che può essere lunga o corta. Queste regioni sono codificate da esoni separati e permettono un considerevole grado di flessibilità tra i componenti antigen-binding e effector-interacting delle Ig.

• IgM: Porzione costante chiamata mu, hanno una struttura pentamerica, quindi a differenza delle altre non passano in spazi ristretti, come gli spazi intercellulari. Ogni pentamero contiene un peptide addizionale J (joining chain). Sono le terze più abbondanti nel siero. Sono i primi anticorpi prodotti la prima volta che si incontra un antigene (anche nel neonato). Nella sua forma monomerica è il recettore presente sul linfocita B capace di riconoscere l’antigene. Sono molto efficienti a fissare il complemento. Viste le grosse dimensioni non attraversano la placenta.
• IgG: Porzione costante chiamata gamma. Vengono prodotte la seconda o più volte in cui si incontra l’antigene. Costituiscono la memoria immunitaria. Possono passare la placenta e gli spazi interstiziali. Alla nascita il neonato possiede il corredo di IgG della madre. Attivano il complemento e interagiscono con i recettori presenti sulle cellule con attività fagocitaria. Sono la classe più abbondante del siero e ne esistono quattro sottoclassi.
• IgA: Porzione costante chiamata alpha, funzionano come dimero e sono accoppiate da una catena joining J. Sono le seconde più abbondanti nel siero e vengono secrete nelle secrezioni come il muco, la saliva, le lacrime o il latte materno. Per essere secrete necessitano di assumere la forma dimerica, in quanto devono essere trasportate per endocitosi dal versante basolaterale al versante secretorio (porzione apicale).
• IgE: Porzione costante chiamata epsilon. Sono legate ai fenomeni allergici, in quanto riconoscono l’antigene e si legano ai mastociti e ai basofili, i quali causano la degranulazione con rilascio di istamina. Questa è una risposta immediata con azione di vasodilatazione, che non attacca l’antigene.
• IgD: Porzione costante chiamata delta. Sono presenti sul linfocita; sono un recettore per l’antigene, non si trovano circolanti.

Le cellule della memoria sono le IgG, le IgA e le IgE, mentre le altre si definiscono cellule naive. L’epitopo o determinante antigenico è il sito molecolare, che stimola la risposta immune e può dipendere dalla conformazione tridimensionale della proteina:

• Lineare (sequenziale)
• Discontinuo (conformazionale)

Inoltre, possono legarsi in tasche, solchi o su superfici, estesi nel sito di legame dell’anticorpo.

Tipologie di immunoglobuline

Le immunoglobuline si differiscono per:

• Isotipo: Classe, determinata dalla catena pesante.
• Idiotipo: Stessa classe, ma diverso antigene riconosciuto.
• Allotipo: Stesso anticorpo, generato da linee cellulari diverse.

La specificità del riconoscimento deriva da geni, che possiedono in maniera causale piccole sequenze della catena pesante e della catena leggera. Esistono due geni separati, che codificano per una singola H o L chain, un gene per la regione V e un gene per la regione C. I due geni vengono poi assemblati a livello di DNA e trascritti insieme (taglia e cuci dei filamenti del DNA). La sequenza di DNA che codifica per la regione V completa è in realtà generata da ricombinazione somatica sito-specifica tra segmenti genici separati, mentre un singolo gene codifica per la regione C.

• Nella catena leggera, la regione V presenta due segmenti genici:
  • Segmento V
  • Segmento J
• Nella catena pesante, la regione V presenta tre segmenti genici:
  • Segmento V
  • Segmento J
  • Segmento D (diversity)

La porzione costante (C) è aggiunta dopo e si differenzia in base al tipo di Ig. I segmenti genici delle Ig sono organizzati in tre clusters o locus genici.