Diagnostica immunologica

Introduzione al sistema immunitario e alla risposta infiammatoria di tipo 2

Prima di arrivare ad iniziare gli argomenti del corso sull'allergologia, facciamo un'introduzione sul sistema immunitario e nello specifico sulla risposta infiammatoria di tipo 2, ovvero quella associata alle allergie e produzione di IgE. Il sistema immunitario è un sistema di cellule e molecole che operano in maniera coordinata responsabili dell'immunità. C'è da sottolineare in modo coordinato perché poi in realtà c'è una suddivisione didattica (e ideologica) tra risposta immunitaria innata e acquisita, ma diciamo proprio didattica perché in realtà sono delle risposte strettamente correlate. E l'immunità è la reazione dell'organismo a sostanze estranee che hanno varcato le barriere di superficie, ovvero tutte quelle difese fisiche e biochimiche dell'organismo, come l'integrità della cute, delle mucose che è propria anche degli organismi più

filogeneticamente inferiori. Una volta che il patogeno varca, o per causa di una ferita o per proprietà e capacità del patogeno di allentare le giunzioni aderenti tra cellule epidermiche, della cute o delle mucose, ecco che interviene il sistema immunitario. L'immunità innata è sicuramente la prima immunità che interviene, in genere nel giro di ore/minuti dall'ingresso del patogeno nell'organismo e si compone di vari elementi cellulari, a partire dalla grande famiglia dei granulociti (detti anche polimorfonucleati PMN) che sono la popolazione più abbondante dei globuli bianchi e li dividiamo in neutrofili, i più abbondanti di tutti i PMN, circa l'80% (mentre eosinofili e basofili sono i meno rappresentati), poi abbiamo anche macrofagi, cellule dendritiche che sono importanti nel presentare gli antigeni, poi abbiamo anche cellule effettrici come i mastociti, e cellule NK. E l'immunità innata oltre che

Arrivare per prima davanti al patogeno, in qualche modo lo cattura, riconoscendo strutture simili tra patogeni diversi e molte di queste cellule portano questi patogeni nei linfonodi loco regionali eseguendo la presentazione ai linfociti T all'immunità specifica, in particolar modo ai linfociti T. Allora linfociti T e B fanno parte dell'immunità specifica, ovvero che ci sono dei recettori clonali di superficie di queste cellule B e T, ovvero i TCR e BCR che riconoscono in modo specifico 1 solo antigene e rispondono in modo diverso, ovvero i linfociti B fanno immunoglobuline, ovvero Ab, mentre i linfociti T fanno linfociti effettori divisibili nei citotossici, che sono evocati da infezioni virali soprattutto in modo tale che quando c'è un virus nell'organismo il linfocita citotossico distrugge la cellula infetta, e poi ci sono gli helper CD4 che svolgono la funzione producendo citochine. Le principali differenze tra SI innato e acquisito.

modo si può dire che era immune al vaiolo umano. Questo è stato il primo esempio di vaccinazione, che ha dimostrato l'esistenza della memoria immunitaria. • Specificità legata alla risposta immunitaria acquisita, che è in grado di riconoscere e rispondere in modo specifico a un determinato antigene. Questo è possibile grazie alla presenza di recettori clonali sulle cellule dell'immunità acquisita, come i recettori delle cellule T (TCR) e i recettori delle cellule B (BCR). Questi recettori sono in grado di riconoscere specificamente gli antigeni e avviare una risposta immunitaria mirata. • Memoria immunitaria, che è una caratteristica unica del sistema immunitario acquisito. Questo significa che una volta che il sistema immunitario ha incontrato un determinato antigene, può "ricordarlo" e rispondere in modo più rapido ed efficace in caso di reinfezione. Questo è il principio alla base della vaccinazione, in cui viene indotta una risposta immunitaria contro un antigene specifico per creare una memoria immunitaria e proteggere l'individuo da future infezioni. In conclusione, la specificità e la memoria immunitaria sono due caratteristiche fondamentali del sistema immunitario acquisito, che gli permettono di riconoscere specificamente gli antigeni e di rispondere in modo più efficace nel tempo.modo era protetto. Si parla allora di una forma di immunizzazione attiva, ed è possibile perché ci sono strutture analoghe tra vaiolovaccino e umano e il contatto con il vaiolo vaccino che è meno patogeno per l'uomo allora fornisce una memoria costruita su queste componenti comuni che protegge anche contro il vaiolo umano. Allora la memoria immunologica si realizza perché grazie al fatto che dopo l'incontro con l'antigene non solo si ha attivazione di cellule effettrici, ma anche cellule e lunga sopravvivenza (i linfociti T della memoria) con caratteristiche simili alle cellule staminali, ovviamente non si intende che sono cellule pluripotenti, bensì sono cellule capaci di generare self-renewal, ovvero continuo autorinnovamento rinnovando sé stessi, infatti il linfocita T o B della memoria danno luogo rapidamente a un effettore che combatte la malattia e non la fanno vedere sintomatologicamente, ma generano anche un pool di

cellule uguali a sé stesse in modo tale che in circolo virimangano risultando sempre protettive. Abbiamo allora concluso la parte introduttiva e arriviamo all'argomento del corso, ovvero le allergie e parliamo delle infiammazioni di tipo 2. Il primosignore che coniò il concetto di allergia fu Clemens Von Pirquet all'inizio del '900 per indicare letteralmente una "reazione anomala verso l'altro", infatti allos significa altro e ergon in greco significa reazione, perché si accorse che pazienti che ricevevano iniezione di siero equino (che si usava per curare certe malattie come il tetano dopo aver iniettato il tetano nel cavallo immunizzandolo e poi usare il siero iniettandolo nel paziente come una specie di vaccinazione) avevano reazioni avverse, perché ovviamente è vero che lo scopo era fare una sorta di vaccinazione, ma al di là della parte immunologica si iniettava anche tutta la parte equina che è chiaramente

non tollerata dall'uomo. Due ricercatori, Kustner e Prausnitz, qualche anno dopo dimostrarono effettivamente le motivazioni di queste reazioni anomale verso l'altro definita da Von Pirquet e questo esperimento consistette nel fare un'iniezione sottocutanea del siero di Kustner nell'addome di Prausnitz. In particolare Prausnitz tollerava assolutamente il pesce, mentre Kustner era allergico al pesce. Allora quando P. si trasferì il siero di K. nell'addome e mangiò un pezzo di merluzzo, in quella zona si aveva una reazione allergica, chiamando le molecole delle allergie "reagine" che poi solo dopo anni ci si accorse che le reagine altro non erano che la quinta classe delle immunoglobuline, ovvero le immunoglobuline E. Quando parliamo di infiammazione di tipo 2 la scoperta delle IgE viene detta come un punto di partenza di fatto, a cui sono seguite una serie di altre scoperte molto importanti, trovando infatti le citochine tipiche della

risposta immunitaria, tra cui IL4, IL5 e IL13, tanto che ad oggi è possibile nella terapia di precisione fare terapie con Ab anti-queste citochine per bloccare certe reazioni svolte da queste citochine tipiche di alcune malattie. Abbiamo due popolazioni principali che producono queste citochine e che sono fondamentali nelle risposte infiammatorie di tipo 2 (le allergie):

• Linfociti Th2, a metà degli anni '80 fu individuato che questo set di citochine era prodotto da una sottopopolazione di linfociti T detta linfociti Th2 che sono il motore biologico dell'infiammazione allergica, infatti fanno parte insieme ad altre popolazioni di linfociti dei meccanismi di difesa, ed è una divisione funzionale dei linfociti T basata su marcatori fenotipici, citochine prodotte e quant'altro. E sono cellule tipiche del sistema immunitario che non nascono per le allergie, ma nascono per difenderci dagli elminti e parassiti.

Tuttavia, esattamente come accade

Anche nel caso dei Th1 e Th17, ovvero quando è una reazione poco controllata o diretta verso antigeni self, si può convertire una risposta protettiva come una risposta patologica, e questo avviene quando questi linfociti Th2 hanno TCR specifici per alcuni antigeni ubiquitari innocui che sono detti allergeni, e bisogna sottolineare innocui, ovvero che sono antigeni verso cui non conviene assolutamente montare una risposta immunitaria, per esempio verso il polline, verso il pelo di cane, o altri antigeni, basterebbe modulare l'immunità a non riconoscerli. Allora in questo senso il riconoscimento dell'allergene rappresenta il trigger dell'attivazione del Th2, che una volta che si attiva produce quelle citochine citate, le IL4, IL5 e IL13, le cui funzioni nella pratica clinica le troviamo non solo in ambito immunitario, ma per esempio hanno azione nell'attivare i fibroblasti e promuovere la fibrosi e il rimodelling per esempio nel bronco asmatico.

oppure inibiscono gli epiteli riducendo legiunzioni aderenti, oppure hanno azione trofica sui mastociti, ma stimolano anche la produzione di muco dalle cellule mucipare dell'epiteliorespiratorio, cioè producono il catarro e l'IL5 è la citochina più importante nell'attivazione del granulocita eosinofilo. Allora i linfociti Th2svolgono attività pro-infiammatoria una volta che gli viene presentato l'allergene verso cui sono specifici.

• ILC2 (Innate Lymphoid Cell 2), scoperte più recentemente delle cellule Th2 come cellule che producono le 3 citochine IL4, IL5 e IL13, ma inquesto caso sono cellule facenti parte dell'immunità innata, tanto che si chiamano cellule linfoidi innate e che possiamo suddividere in tregruppi, le ILC1, ILC2 e ILC3 che mimano rispettivamente le Th1, Th2 e Th17, quindi ne producono le stesse citochine, ma è lo stimolo che le attivaa essere diverso. Infatti i linfociti T necessitano

di un antigene per attivarsi che viene riconosciuto e montato sul TCR, mentre le ILC non hanno TCR ma hanno altri elementi che sono tipici dell'immunità innata, ovvero i recettori attivatori e recettori inibitori delle ILC. Altra importante differenza con i linfociti è la sede, infatti i Th2 sono presenti soprattutto nei linfonodi e sangue periferico, mentre le ILC2 sono rarissime in sangue periferico e linfonodi mentre molto abbondanti in ambiente sub-mucosale ovvero sotto l'epitelio, infatti sono in un organizzazione topografica ideale per consentirne un attivazione da parte delle citochine epiteliali. Infatti l'epitelio, immaginiamo quello respiratorio, quando viene in contatto con fattori esterni allarmanti, produce una serie di citochine epiteliali di allarme che attivano le ILC2 subito al di sotto dell'epitelio. Le citochine prodotte dalle ILC2 e Th2 abbiamo detto essere le IL4, IL5 e IL13. Ricordiamo che i loci genici codificanti per queste.tre citochine sono sul cromosoma 5 e le IL4 e IL13 nello specifico hanno delle funzioni biologiche che potremmo definire ridondanti, infatti oltre a avere una comune localizzazione cromosomica, condividono anche un recettore specifico, esistono infatti due recettori dell'IL4, la prima scoperta rispetto all'IL13, ovvero si ha il recettore 1 fatto da una gamma-chain (comune ad altre citochine) e IL4-receptor alfa, ma il recettore 2 dell'IL4 ha ancora una volta l'IL4-receptor alfa ma