Appunti completi dell'esame di Patologia e immunologia

APC.- espansione clonale (proliferazione)- differenziamento (effettori e memoria)- migrazione delle T attivate nei tessuti periferici e nei siti d’infezione in cerca del target- funzioni effettrici (attivazione macrofagi e cellule B; citotossicità)- termine della fase effettrice

L’attivazione dei linfociti T helper prevede:

• Segnale 1: Riconoscimento dell’antigene tramite complesso MHC-TCR
• Segnale 2: molecole costimolatorie su APC (avvio dell’attivazione). Nel linfociti T sono attivati 3 fattori di trascrizione : NF-AT, Nf-KB, AP-1 → regolazione genica di molti geni tra cui i geni che codificano per IL-2 e la catena del recettore di IL-α2 (espansione cellulare e differenziamento in effettori).
• Segnale 3: per i T helper sono citochine prodotte da APC (IL-12 e IL-4 principalmente) che direzionano le funzioni

INDUZIONE DELLE FASI EFFETTRICI DELL'IMMUNITÀ CELLULO-MEDIATA

Le cellule effettrici dell’immunità cellulo-mediata

sono: - Fagociti: patogeni extracellulari - Linfociti T citotossici: patogeni intracellulari

Patogeni extracellulari

I linfociti helper CD4+ T (Th) sono polarizzati in senso Th1 per rispondere a patogeni extracellulari: - citochina di priming IL-12, prodotta da DC - citochina master IFNg: espansione del clone, amplificazione attivazione e produzione di IFNg IFNg influirà sui meccanismi effettori di altre cellule: attiva i macrofagi in senso classico e attiva lo switch isotipico a IgG.

Patogeni intracellulari

In caso di patogeni intracellulari come batteri che rimangono vivi, virus integrati nel DNA o in forma episomica non riconoscibili da anticorpi, CTL (linfociti T citotossici) sviluppano capacità citotossica nei confronti della cellula infetta, che andrà incontro a distruzione insieme al patogeno → restrizione MHC di classe I riconoscendo la cellula target. Questo avviene da parte di una APC non professionale e manca il segnale 2.

Cross presentazione

CD8+ naive circola,

Se nel linfonodo dove passa trova APC professionale con antigene specifico può essere attivato (segnale 1 e 2). Tramite meccanismo di cross-presentazione, APC può presentare l'antigene di origine esogena mediante MHC di classe I (segnale 1). APC può essere stato infettato o presentare antigeni derivanti da fonti extracellulari dopo fagocitosi. Attraverso le molecole costimolatorie (segnale 2) sulle APC, CD8+ T è attivato, produce IL-2 (si espande) e diventa cellula effettore.

L'attivazione dei CD8+ naive è sostenuta dai T helper: gli antigeni del virus possono essere presentati da APC professionali anche mediante MHC II, riconosciuti come antigeni esogeni. APC presenta antigeni del virus a Thelper CD4+ e molecole B7, inducendo l'espressione nei T di IL-2. IL-2 prodotta dai T helper induce proliferazione e differenziamento dei CD8+ T.

APC presenta antigeni del virus a Thelper CD4+ e molecole B7, inducendo l'espressione nei T di CD40L.

infiammatoria nella sede dove i CTL riconoscono il patogeno. CTL esprime in membra una molecola chiamata Fas ligando, della famiglia del TNF, che interagisce con il recettore Fas espresso dalla cellula target. L'interazione attiva nella cellula bersaglio il complesso FADD (Fas activated death domain) e una cascata biochimica. Induce l'attivazione di caspasi. Il sistema FasL-Fas è usato anche per rimuovere i linfociti attivati, espresso da CTL e CD4+.

CTL nell'immunità cellulo-mediata. L'apoptosi è indispensabile per l'uccisione delle cellule che contengono il DNA del virus. Questo meccanismo di morte cellulare garantisce che il contenuto delle cellule non sia disperso nel microambiente → non induce infiammazione e previene la diffusione del virus vivo. I macrofagi fagocitano rapidamente le cellule apoptotiche, che espongono sulla membrana fosfatidilserina.

IFNg è la principale citochina rilasciata da CTL e serve: - bloccare la

replicazione virale- induce l'espressione di molecole coinvolte nel caricamento dei peptidi sulle molecole MHC-I, in modo che le cellule infette siano riconosciute come bersaglio- attiva i macrofagi in senso "classico", come cellule effettrici e come cellule presentanti l'antigeneTNFa e LT-a sinergizzano con IFNg:- attivazione classica dei macrofagi- uccisione delle cellule bersaglio, interagendo con il recettore del TNF , il quale induce apoptosi

TERMINE DELLA FASE EFFETTRICE

1. Ag viene eliminato
2. Apoptosi delle cellule T (CD4+ e CD8+) mediante FasL-Fas
3. Sopravvivenza di cellule T di memoria (CD4+ e CD8+), con emivita di anni.

Cellule T di memoria

Sono coinvolte in una successiva riesposizione al patogeno, risposta più rapida e efficace. Si classificano sulla base delle citochine che producono e delle molecole di adesione espresse, che determinano il modo come queste ricircolano e la velocità di risposta.

Ci sono:

• cellule T della memoria centrale:

Le cellule T della memoria sono di tre tipi:

1. Cellule T della memoria centrale: sono residenti negli organi linfoidi secondari e non sono circolanti.
2. Cellule T della memoria effettori: sono residenti negli organi periferici e sono circolanti.
3. Cellule T della memoria residenti: si trovano negli organi periferici e non sono circolanti.

Le cellule NK (Natural Killer) sono di origine linfoide e fanno parte del sistema immunitario innato. Non hanno marcatori B o T. Costituiscono il 10% delle cellule circolanti e pattugliano gli organi linfoidi. Sono più grosse dei linfociti e presentano caratteristici granuli azzurrofili nel citosol. Riconoscono cellule anormali non-self, come quelle infette da virus, trasformate/tumorali o allogeneiche (da trapianto).

Le cellule NK hanno in membrana i marker CD56 e CD16, che determinano la loro funzione. Nei granuli sono contenuti granzimi citotossici e la proteina perforina, come nei CTL (cellule T citotossiche). Inducono la morte per apoptosi. Le cellule NK sono la prima linea di difesa nelle infezioni, mentre i CTL attivati eliminano l'agente infettivo.

target è mediato da recettori codificati nella linea germinale, che riconoscono molecole sulle cellule target non-self. Il pathway di attivazione è chiamato missing self. Le cellule NK si attivano in funzione del bilanciamento tra due azioni opposte (2 segnali): - attivazione: riconoscimento di una molecola estranea sulla cellula target - inibizione: mancanza di una molecola espressa sulla cellula target in condizioni normali self, che dava un segnale di inibizione Recettori inibitori delle cellule NK Ci sono due famiglie: - KIR (killing immunoglobulin like receptors): 2 o 3 domini Ig, sono sul cromosoma 19, mappano 15 geni KIR diversi, tutti polimorfi (circa 100); ogni individuo ha sottopopolazioni diverse di NK, contributo materno e paterno - recettori tipo lectina C: sul cromosoma 12. Il recettore CD94/NKG2A è un complesso tra CD94 e NKG2A, che interagisce con molecole HLA-E, che presentano peptidi derivanti dalla processazione di altri HLA, A-B-C Questi recettori legano

le molecole MHC di classe I → nelle cellule anormali abbiamo una ridotta espressione delle MHC in membrana. Alcuni KIR e recettori C-lectin sono attivatori → le molecole non sono le stesse anche se fanno parte della stessa famiglia.

I recettori inibitori hanno una lunga coda citoplasmatica contenente domini ITIM → motivo inibitore dell’immunorecettore basato sulla tirosina. Quando fosforilato, richiama enzimi fosfatasi che, rimuovendo residui fosfati a molecole coinvolte nel signaling intracellulare, bloccano la trasduzione del segnale (previene l’attivazione della cellula).

Recettori attivatori

I recettori attivatori hanno code citoplasmatiche corte e si associano a molecole di trasduzione del segnale che contengono domini ITAM → motivo attivatore dell’immunorecettore basato sulla tirosina. Dopo il legame con il ligando, il recettore associa con molecola accessoria, i residui tirosinici vengono fosforilati, e attivano altri enzimi (SYK o ZAP-70).

Attivano la cellula NK. I recettori attivatori sono divisi in base al loro ligando:

• Ab - ligandi derivati da patogeni
• ligandi indotti da stress cellulare

Recettore NKG2D è un recettore di tipo lectinico, attivatorio. Altri NKG2 (A, C e E) formano eterodimeri con CD94 e legano molecole MHC-I; NKG2D lega le molecole MIC simili alle molecole MHC-I e altre proteine ULBP omologhe. I ligandi di NKG2D sono prodotti durante lo stress cellulare metabolico, dopo infezione o nelle prime fasi di sviluppo del tumore → segnale di pericolo. NKG2D è espresso da NK, linfociti T e CTL attivati: potenzia le funzioni effettrici. A differenza di altri recettori attivatori non lega una molecola adattatrice γδ con domini ITAM, ma lega DAP10 che attiva PI3K → aumento sopravvivenza NK rispetto ad altri recettori attivatori.

Funzioni delle cellule NK:

• Azione killing diretta
• Azione killing mediata da anticorpi (ADCC): CD16 (Fc RIII) espresso dalle NK lega IgG/antigene, attiva NK

→γinterdipendenza immunità innata e immunità adattativa

Citochine coinvolte nell’attivazione delle NK e della risposta immunitaria

La loro funzione può essere potenziata da IFN , IFN e IL12, citochine prodotte durante le infezioni. IL-12 stimola le cellule NK aα βprodurre IFNg, che agirà sulle Thelper e prima dell’effetto delle CTL. Le NK sono la prima linea di difesa nel controllo delleinfezioni virali.

Un terzo meccanismo di killing è mediato dai fagociti attivati in senso classico dell'interferone .γ

IMMUNITÀ CONTRO VIRUS, BATTERI E PROTOZOI

Le barriere sono il primo meccanismo di difesa che il nostro SI utilizza davanti a un patogeno.

I microrganismi sono circa 1500 → agenti patogeni infettivi per gli esseri umani. La distribuzione dei microrganismi è omogenea trale quattro classi: batteri, virus, parassiti e funghi. A causa del continuo uso eccessivo di antibiotici molti agenti patogeni

ni, i batteri sono diventati resistenti ai farmaci che in passato erano efficaci nel loro trattamento. Questo fenomeno, noto come resistenza antimicrobica, rappresenta una sfida significativa per la salute pubblica. La resistenza antimicrobica può essere causata da diversi fattori, tra cui l'uso eccessivo o inappropriato di antibiotici, la mancanza di igiene e il trasferimento di geni di resistenza tra i batteri. Per affrontare questo problema, è fondamentale adottare misure di prevenzione e controllo delle infezioni, nonché promuovere un uso responsabile degli antibiotici. Inoltre, è necessario sviluppare nuovi antibiotici e terapie alternative per combattere i batteri multiresistenti. La resistenza antimicrobica rappresenta una minaccia per la salute globale e richiede un'azione coordinata a livello internazionale. Solo attraverso sforzi congiunti è possibile contrastare efficacemente questo problema e preservare l'efficacia degli antibiotici per le generazioni future.