Appunti Patologia generale e immunologia, modulo Immunologia

CONFIGURAZIONE DEGLI AB

Le regioni a framework partecipano poco a questa

ipervariabilità. Quindi CDR derivanti dalla catena pesante

e da quella leggera definiscono il sito di legame.

Gli anticorpi possono riconoscere epitopi in

configurazione linearizzata (denaturata) o in

conformazione nativa. Questo perché la struttura

linearizzata o nativa determina la risposta biologica. Cioè

la struttura tridimensionale determina il corretto

alloggiamento della tasca di legame. Quindi è possibile

che per certi antigeni sono riconosciuti facilmente in

configurazione nativa, perché la configurazione nativa

non sfavorisce il legame e attiva il recettore. In altri casi è

necessaria una denaturazione (forma linearizzata) per

indurre una risposta. A seconda della struttura

dell’antigene c’è una risposta differente.

COMPLEMENTARITÀ DEGLI AB VERSO UNO SPECIFICO AG

Siti di complementarità di:

a. Aptene

b. Peptide

c. Proteina

d. proteina

Gli apteni sono molto piccoli e di tipo peptidico

con un peso molecolare molto basso. Nella tasca

di legame, in giallo, c’è una piccola aerea di

interazione con l’aptene. Ci sono ridotti punti di

contato. Per riconoscere un aptene l’anticorpo

deve vederlo solo in forma lineare o continua. In

quanto se fosse in conformazione nativa non

entrerebbe nella tasca. Aumentando le

dimensioni del peptide i punti di contatti aumentano sull’anticorpo nella regione di legame. Spesso sono coinvolte non

solo le regioni CDR ma anche regioni framework. In questo caso, in cui la regione di complementarità è molto ampia,

l’anticorpo riesce a visualizzare e legare proteine anche in conformazione nativa (o discontinua) [epitopi

conformazionali o discontinui].

Spesso però gli anticorpi riconoscono l’antigene usando solo alcuni dei 6 CDR. Non sempre é necessario il legame con

tutti e 6 le regioni variabili. Le interazioni che si creano tra anticorpo e antigene non sono covalenti, ma di altra natura.

Non avremo mai un legame stabile all’infinito nel tempo. Diverse forze contribuiscono all'interazione tra Ag Ab

(elettrostatico, legami idrogeno, idrofobico, interazioni di van der Waals, catione pi ). Non ci sono interazioni

covalenti. 64

RUOLO DELLO SWITCH ISOTIPICO E POLARIZZAZIONE DELLA RISPOSTA (T HELPER MEDIATA)

Parliamo di switch isotipico perché

vogliamo vedere le funzioni effettrici di

Ab, mediato dalla porzione Fc costituita

principalmente da domini costanti.

Lo switch isotipico permette lo scambio

di domini costanti di catene pesanti.

Dipende dai segnali mediati da linfociti

T helper. Producono citochine

specifiche in base all’antigene

presentato dalla cellula B che indica la

direzione della risposta; quindi, se ho

bisogna di una riposta contro:

patogeno intracellulare, patogeno

extracellulare, parassita, cellula

tumorale. Ma per avviare il cambio dei

domini costanti, c’è bisogno di un segnale di licenza (segnale di licencing) che è mediato sempre da recettore e co-

recettori presenti sui linfociti T helper e linfociti T (che è il legame tra CD40 e CD40 ligand). Questo è un processo

regolato. A seconda del processo immunitario c’è bisogno di una direzione e un avvio.

MECCANISMI MOLECOLARI DELLO SWITCH ISOTIPICO

Lo switch è un meccanismo di

ricombinazione sul DNA già ricombinato

durante la maturazione. E

successivamente si avrà un cambio dei

domini costanti (ad esclusione di Cµ).

Possiamo osservare che i differenti

isotipi delle varie classi di anticorpi

hanno diverse regioni Fc. Quindi ciò

comporta una diversa organizzazione

strutturale.

IgG e IgE sono strutture monomeriche.

Oltre al fatto che gli Fc per IgE sono

comini costanti ε e per IgG sono domini

g.

costanti 65

CLASSI DI ANTICORPI

Differenti isotipi hanno differenti regioni Fc

Possiamo vedere anche che IgE è più lungo

nella porzione Fc, ha 3 domini contro i 2 di

IgG. Quindi lo switch isotipico permette i

cambiamenti dei domini c che si

costituiranno IgG e IgE.

Le IgA si costituiranno come dimeri. Le IgM,

grazie alla catena J; quindi, a porzioni segnali

ho degli aminoacidi in Fc che permetteranno

l’aggancio della catena J e costituiranno una

struttura pentamerica.

DIFFERENTI ISOTIPI HANNO DIFFERENTE EMIVITA Un’altra caratteristica dei diversi isotipi è una

Le diverse classi di Ag hanno una diversa porzione Fc, che differente emivita. Il cambio di classe e i diversi

influenza: isotipi hanno una diversa struttura e una diversa

emivita e una diversa distribuzione nei fluidi.

• Organizzazione strutturale

• Emivita

• Distribuzione dei fluidi

• Funzioni effettrici

Consideriamo IgE e IgG: le IgE sono presenti in concertazioni molto

basse nel siero e non sono presenti in altri fluidi come quello

cerebrospinale, e la loro emivita è molto bassa (2 giorni). Le IgG

(isotipo più frequente) abbiamo una concentrazione sierica che è

1000 – 10 mila volte più alta di quella di IgE e una emivita 10 volte

può alta di IgE. Le funzioni sono mediate da IgG perché hanno

caratteristiche strutturali differenti, resistono di più e raggiungono

concentrazioni maggiori.

L’anticorpo più attivo è quello che ha determinate caratteristiche. 66

Abbiamo parlato di una diversa organizzazione strutturale, diversa emivita e diversa distribuzione nei fluidi. Sappiamo

che Fc determinano le funzioni specifiche degli anticorpi, quindi ogni isotipo medierà funzioni effettrici differenti. Le

funzioni effettrici sono mediate da recettori specifici per la porzione Fc o da molecole solubili.

L’anticorpo legando l’antigene e alter molecole a valle (come il recettore e molecole solubili) diventa come un

recettore surrogato. Quindi una delle funzioni è quella di essere un recettore e attivare un determinato signaling.

RECETTORI PER ANTICORPI

L’attività degli anticorpi in tutte le situazioni può essere mediata dall’ingaggio con specifici recettore Fc receptor (FcR)

o con molecole solubili. Nella maggior parte dei casi le funzioni sono mediate dai legami con recettori specifici.

Parleremo dei recettori FcgR, cioè dei recettori che legano Fc delle IgG che è l’isotipo più abbondante. FcgR sono

distribuiti su diversi tipi cellulari, la maggior parte sono del lineage dei fagociti (es. neutrofili, macrofagi, cellule

dendritiche) oppure sono linfociti NK. Quindi agendo come recettori surrogati ingaggiano il recettore specifico

inducendo un signaling cellulare, oppure legano molecole solubili che mediano altre funzioni in particolare con attività

citotossica.

FUNZIONI ATTIVATE DELLA PORZIONE FC

FUNZIONI DI SIGNALING INTRACELLULARE

Vediamo i meccanismi che determinano una funzione di tipo signaling intracellulare (2 meccanismi):

1. SEGNALANO LA PRESENZA DELL’ANTIGENE

L’anticorpo legando il suo recettore sulla membrana segnala la presenza all’interno della

cellula di un antigene. Molto spesso il risultato del signling è determinato dal

riconoscimento di anticorpi da più recettori. Cioè vengono ingaggiati più recettori Fc.

In questo caso vediamo che antigene fa da ponte tra due recettori che

contemporaneamente attivano due anticorpi, che contemporaneamente attivano due

recettori. Questo può essere moltiplicato sulla superficie della cellula. Più recettori sono

espressi più legano anticorpi legati ad antigeni, e quindi ci sarà un determinato segnale.

I recettori Fcg sono di diverso tipo: segnalano in diverso modo, segnali di attivazione o

segnali di inibizione. Questi recettori sono espressi sulla membrana delle cellule

fagocitiche, che quindi attraverso l’anticorpo riconoscono l’antigene e si attivano (in

senso positivo e in senso negativo).

Quindi la cellula fagocitica può riconoscere il patogeno tramite altri recettori (PRR), ma un altro modo per vedere la

presenza di un patogeno è mediata dal riconoscimento degli antigeni tramite i co-recettori per la porzione costante.

2. FUNZIONE OPSONICA

Una seconda funzione di Fc inclusa nella classe di funzione di

recettori per signalling intracellulare è la funzione opsonica. Cioè

l’ingaggio tramite Fc receptor di anticorpo e antigene induce nelle

cellule la fagocitosi. Mediano internalizzazione e eliminazione del

target. Quindi ciò è quello che indice la capacità di fagocitosi, che si

definisce funzione opsonica degli anticorpi. Una volta internalizzato e

degradato, le cellule di tipo fagocitico riescono anche a migliorare la

capacità di presentazione. 67

La funzione opsonica media a attiva fagocitosi, anche se non è l’unico meccanismo che induce fagocitosi. Dopodiché la

cellula grazie a anticorpi, oltre a fagocitare meglio, riesce anche a presentare gli antigeni processati su MHC.

Diventano una cellula presentante.

I linfociti B attraverso gli anticorpi riescono a sostenere maggiormente l’attivazione dell’immunità perché facilitano

fagocitosi e presentazione.

FUNZIONI MEDIATE DA FCY SULLE CELLULE FAGOCITICHE

IgG, isotipo più abbondante nelle fasi

secondarie, nella risposta Th1.

In molti casi, Fcγ mediante i recettori specifici

facilitano l’attività dei fagociti in termini di: •

Attivazione

Fagocitosi e killing del patogeno

• Fagocitosi e presentazione dell’antigene

• Ciò permette l’attivazione della risposta

immunitaria adattativa.

FUNZIONI DI TIPO CITOTOSSICHE

Una funzione coinvolge ancora i recettori di Fc, l’altra coinvolge solo il dominio

costante di Fc di Ig.

3. Citotossicità cellulare mediata da anticorpi (ADCC)

Fc può mediare citotossicità cellulare perché FcR è espresso dalle cellule NK e

viene attivata la sua funzione di killing. Questo meccanismo si chiama ADCC

perché è una citotossicità cellulare mediata da anticorpi.

Nota: NK uccidono anche in altro modo, non attivati da anticorpi. Ma con

anticorpi possono svolgere questa funzione.

4. Cascata del complemento (CDC)

Una seconda funzione legata alla citotossicità è la cascata del complemento. Il

dominio costante delle IgG è riconosciuto dalla componente della cascata C1 e

attiva la via classica del complemento.

IG: ATTIVAZIONE DELLA CASCATA DEL COMPLEMENTO

La via classica si è evoluta dalla via alternativa e le molecole a valle dell’attivazione sono le stesse. A differenza è che

nella via classica l’avvio è mediato dalla presenza di un anticorpo. In particolar modo dall’aggancio con la componente

C1.