Anticorpi monoclonali in terapia

Anticorpi Monoclonali in Terapia

Sistema immunitario

Il sistema immunitario è costituito da organi linfoidi e da cellule staminali midollari.

Organi linfoidi: sono organi deputati alla maturazione e custodia di cellule del sistema

 immunitario. Tra questi ci sono il midollo osseo, il timo, la milza e gli organi linfoidi associati

ai tessuti.

Cellule staminali midollari: si tratta di cellule staminali totipotenti, le prime ad essere

 individuate e studiate, che producono cellule bianche della linea o linfoide o mieloide. Il

midollo osseo è il tessuto nel quale si producono le cellule bianche ed è molto ricco di cellule

staminali infatti che, differenziandosi, danno origine alle varie cellule della linea bianca ma

anche piastrine.

Sistema linfatico

È costituito oltre che dagli organi linfoidi di vario tipo, anche da varie componenti che sono

essenzialmente i linfonodi, la milza, i noduli linfatici e le tonsille.

 I vasi linfatici sono distribuiti quasi in tutti i distretti dell’organismo.

 Sono presenti nelle parti superiori ed inferiori del corpo e svolgono la funzione di regolare il

liquido interstiziale nei tessuti.

 I linfonodi sono presenti a grappoli nelle varie zone dell’organismo e i linfociti ci stazionano

all’interno.

 I vasi linfatici sono molto più simili a quelli venosi perché hanno un sottile endotelio, a fondo

cieco e quindi hanno spazi che consentono il passaggio di biomolecole costituenti il plasma.

 La composizione della linfa è diversa da quella del plasma perché ha più lipidi e meno proteine.

Inoltre, il liquido linfatico non è spinto dal battito cardiaco, ma solo dalla contrazione muscolare:

quando l’arto è a riposo forzato, si può avere un ristagno di linfa e i vasi linfatici non riescono a

favorire il trasporto della linfa per cui si deve intervenire dall’esterno.

Il timo è una ghiandola costituita da due lobi, posizionata dietro lo sterno in prossimità della tiroide.

È ricco di cellule dendritiche, macrofagi e linfociti T. Qui i linfociti si fermano e, dopo essere stati

prodotti, raggiungono la maturazione.

I linfonodi sono piccoli ammassi di tessuto caratterizzati da tessuto connettivo denso, ricoperti da

una capsula di cui invece ne sono privi i noduli linfatici. Hanno il compito di filtrare la linfa sia da

elementi estranei sia da cellule tumorali che vengono nel caso trattenute dai linfonodi stessi (motivo

per cui sono uno dei principali siti di metastasi).

La milza costituisce quasi un filtro e sono presenti linfociti e macrofagi. Si tratta del più grande

ammasso di tessuto linfoide all’interno dell’organismo.

 È molto ricca di cellule della linea bianca e proprio la sua funzione di filtraggio del sangue

permette di bloccare microrganismi e loro parti

Le tonsille si trovano in posizione strategica per favorire la risposta immunitaria contro sostanze

esogene inalate o ingerite dall’ambiente esterno.

I noduli linfatici sono aggregati di linfociti (prevalentemente di tipo B) privo di capsula e infatti

posizionati nella zona corticale del linfonodo.

Gli organi linfoidi associati ai tessuti invece sono cellule del sistema immunitario presenti in elevata

quantità nei tessuti che sono a stretto contatto con l’esterno come le mucose, la barriera cutanea e

tutti i tessuti che sono potenzialmente portatori di microrganismi o altre molecole. Fanno quindi sì

che tutto il tessuto assuma delle caratteristiche diverse.

Tutte le cellule di queste linee derivano da un solo progenitore che è una cellula staminale

pluripotente che risiede nel midollo osseo. Queste si differenziano poi in due precursori e sono

precursori della linea mieloide e linfoide. Questi poi si differenziano a loro volta e possono essere

esposti per dare origine ad altre cellule più differenziate di

diverse tipologie cellulari. Con altri passaggi quindi, dal

precursore della linea mieloide si formano poi eritrociti,

eosinofili, monociti e granulociti. L’eritropoietina,

consentendo la maturazione e l’aumento di cellule rosse,

influisce sull’ematocrito (rapporto tra elementi del sangue

e la sua parte liquida) favorendone l’aumento del numero

di cellule rosse che fanno aumentare a loro volta le cellule

del sangue. Il rene è deputato a questo compito dal

momento che il fattore di differenziamento da CFU-E a

eritrociti (eritropoietina - Epo) risiede proprio nei reni, e

quindi possono regolare quantità di elementi cellulari nel sangue.

MIELOIDE: linea di formazione delle cellule costitutive del sangue

LINFOIDE: linea di formazione dei linfociti B e T

Il precursore della linea linfoide invece dà vita solo a linfociti B e T che sono coinvolti nella risposta

anticorpale. La risposta immunitaria può essere o innata o acquisita che si genera con il tempo e

diventa via via sempre più competente.

Meccanismi nella risposta immunitaria

Immunità innata

L’immunità innata è costituita da una serie di meccanismi basati sul funzionamento di cellule e

proteine solubili.

 Ha la caratteristica di essere aspecifica per cui le risposte sono sempre le stesse, e non esiste

memoria immunitaria. La tosse per esempio è un meccanismo che fa sì che elementi particolati

possano essere espulsi. Si tratta di una risposta aspecifica infatti perché non varia con il variare

dello stimolo.

 Le componenti cellulari dell’immunità innata sono i NK e i fagociti. I secondi sono cellule che

possono fagocitare cellule o loro frammenti per poi degradarli ed eliminarli dai tessuti come dal

flusso ematico per esempio. Le NK hanno invece il compito di distruggere m.o. o cellule infettate

da virus e cellule di origine tumorale che esprimono sulla superficie delle loro cellule antigeni di

superficie.

 Nell’immunità innata intervengono anche componenti solubili come le proteine di fase acuta

(gli interferoni per esempio modulano la risposta delle cellule del sistema immunitario) e quelle

del complemento (si tratta di 30 proteine che si trovano in forma libera nel siero e che vengono

prodotte dagli epatociti). Si attivano a cascata e quando quindi la prima di queste proteine che

dà inizio alla cascata riconosce un bersaglio o la superficie di una cellula esogena, si attacca e

questo suo legame fa sì che anche tutte le altre si attacchino a cascata formando un complesso

macromolecolare che permette l’individuazione dal sistema immunitario.

L’infiammazione è una reazione localizzata di un tessuto ad una lesione.

 Rilascio di istamina che provoca vasodilatazione.

 Aumento delle proteine coagulanti che favoriscono la coagulazione.

 Per chemiotassi i fagociti vengono attirati verso la zona d’infiammazione e cercano di

rimuovere così i tessuti danneggiati formando un insieme di cellule morte, detriti e altre

componenti delle cellule morte per formare il pus.

Le cellule NK sono molto efficaci contro le cellule infettate da virus e anche contro le cellule tumorali.

Riconoscono infatti queste ultime grazie agli antigeni tumorali specifici che esprimono e che

vengono riconosciuti da recettori specifici e che permettono poi il legame alle catene pesanti degli

anticorpi. Fas è un recettore

che quando è legato al suo

ligando prodotto dalle NK

(FasL) attiva l’apoptosi per via

estrinseca della cellula

tumorale. Il ligando per il

recettore però viene

rilasciato grazie alla

degranulazione delle NK che

provoca, oltre al rilascio di

granuli contenenti enzimi

essenziali per questa cascata

di eventi, anche il legame di FasL con il recettore Fas inducendo morte programmata. La cellula

bersaglio (tumorale in questo caso) può essere anche degradata dalle NK perché il legame

1

all’anticorpo può indurre necrosi grazie al rilascio dalla NK di perforina.

In ogni caso, la cellula NK poi procede verso altri bersagli in modo da replicare lo stesso processo.

Immunità adattiva

Questo tipo di immunità invece non è presente alla nascita infatti gli anticorpi che il bambino ha

sono di origine materna grazie al loro passaggio attraverso la placenta. Se il bambino non li avesse

si ammalerebbe subito di varie infezioni. Questo corredo immunitario comunque va via via a

scemare in modo da estinguersi intorno ai sei mesi, permettendo al bambino di sviluppare sempre

più la propria competenza immunitaria.

1 Morte cellulare in cui le membrane cellulari si sfaldano e gli enzimi cellulari fuoriescono e infine digeriscono la

cellula. La necrosi provoca l’infiammazione, indotta da sostanze rilasciate da cellule morte.

L’immunità acquisita è specifica per cui le reazioni sono diverse in base agli stimoli che la inducono

ed esiste memoria in modo quindi da ricordare il contatto con l’agente e velocizzare l’attivazione

delle reazioni stesse.

Questa tipologia di risposta immunitaria comunque coinvolge una componente cellulare costituita

da  Linfociti T e B

 Macrofagi

E da una componente solubile:

 Anticorpi

Nel momento in cui veniamo esposti a stimoli nocivi infatti sappiamo che si sviluppano anticorpi a

velocità diverse. L’antigene è ciò che comunque viene riconosciuto come estraneo e induce appunto

una risposta specifica che prevede l’attivazione dei linfociti T e la conseguente formazione di

anticorpi.

 In genere l’antigene è un prodotto proteico di peso superiore a 10 KDa perché quelli di peso

inferiore hanno un’efficacia diversa infatti quando è minore di 5 KDa deve legarsi ad altre

proteine in modo da scatenare la risposta immunitaria. In questo caso l’antigene prende il

nome di aptene.

Meccanismo della risposta anticorpale

È necessaria una fase di riconoscimento da parte di cellule del sistema immunitario in modo da

favorire la produzione degli anticorpi. Dopo il contatto con il microrganismo, l’intervento di un

macrofago fa sì che venga digerito l’antigene dal fagocita e frammentato grazie a proteasi che

producono così con caratteristiche diverse. Le vescicole che contengono questi frammenti di

antigene appunto si fondono con vescicole che presentano MHC (complesso di istocompatibilità

maggiore) e hanno il ruolo di riconoscere qual è la parte dell’antigene che può fondersi in maniera

ottimale. Una volta riconosciuto il frammento con l’antigene corretto, la vescicola si rompe e il

recettore con l’antigene viene esposto sulla superficie del macrofago. Quest’ultimo ora, esponendo

l’MHC con l’antigene, diventa visibile dai linfociti T. Anche questi hanno recettori della stessa classe

che rimuovono l’antigene dal macrofago e si attivano. Una volta attivati quindi producono cloni di

linfociti T citotossici (che attaccano cellule infette) o della memoria.

Linfociti T:

 Helper: aiutano le altre cellule a contrastare la diffusione dell’agente infettivo sviluppando

anche citochine che servono allo sviluppo di altri linfociti B e T

 Suppressor: bloccano la risposta immunitaria infatti hanno come bersaglio i linfociti T

citotossici e quelli B attivati, questo perché la risposta immunitaria deve diminuire dopo il

suo picco. Agiscono quindi da regolatori della medesima.

 Citotossici: riconoscono una cellula infettata grazie alla presenza di antigene legati a MHC e

la uccidono. Come i NK, rilasciano granenzimi che inducono apoptosi o perforina che invece

provoca la necrosi.

 Della memoria: sono di riserva nel sistema linfatico e si dividono infatti nel momento in cui

devono scatenare una specifica reazione immunitaria.

I linfociti T hanno anche la particolarità di poter fungere da mediatori tra il riconoscimento della

cellula con l’antigene legato al complesso MHC e il linfocita B. Il linfocita T, una volta diventato

citotossico, si lega al linfocita B che prende sui suoi MHC di classe 2 l’antigene, lo ingloba e inizia così

a produrre anticorpi.

Il linfocita B è l’unica cellula dell’organismo che può produrre anticorpi.

Il linfocita T infatti ha, oltre ai ruoli precedentemente indicati, di agire da mediatore con i linfociti B.

Per produrre la porzione variabile delle catene leggere e pesanti però, devono prima essere entrati

in contatto con l’antigene. Devono quindi sintetizzare una quantità diversa di catene variabili, sia

leggere che pesanti, in modo poi da selezionare le sequenze più affini con l’antigene internalizzato.

I linfociti B infatti hanno in sé le informazioni per sintetizzare le catene variabili dell’anticorpo. I

linfociti B quindi si trasformano un po’ in cellule secernenti anticorpi e l’altra porzione in cellule che

mantengono al loro interno l’informazione per quello specifico antigene e la conservano nel sistema

linfatico in modo da poter produrre immediatamente l’anticorpo quando l’organismo entrerà in

contatto con quello stesso agente patogeno.

La cinetica della risposta

anticorpale vede che quando si ha

una prima stimolazione antigenica

si ha un rapido aumento delle IgM

che sono anticorpi responsabili

della prima risposta al contatto con

l’antigene e raggiungono il picco

dopo circa una settimana. La

quantità di IgM decresce fino a

raggiungere lo 0. In corrispondenza

del settimo giorno però vengono

prodotte le IgG che, quando

l’antigene è stato ucciso, diminuiscono. Queste poi saranno sempre presenti a differenza delle IgM.

Nel caso poi di un secondo contatto, ricomincia la produzione di immunoglobuline con più rapidità

in modo da impedire la diffusione della patologia.

Le IgM sono quindi quelle della risposta immediata all’infezione e si producono quando l’infezione

è in atto, a differenza delle IgG che sono responsabili della memoria anticorpale.

I linfociti B della memoria infatti producono le IgG nel caso di un secondo contatto con quest’agente

infettivo. Nel caso di vaccinazione ad un antigene, si ha la produzione di IgM e poi la stimolazione

antigenica fa sì che vengano prodotte IgG. I linfociti B quindi rimarranno sempre negli organi linfoidi

di tipo 2 in modo da poter produrre anticorpi in caso di necessità. La vaccinazione è quindi una

stimolazione antigenica infatti il sistema immunitaria diventerà capace di rispondere subito

all’agente da cui è stato infettato.

 Anticorpi

Si tratta di molecole prodotte in risposta ad un antigene con cui formano un legame specifico. Si

tratta di glicoproteine e appartengono alla famiglia delle globuline.

 Le Ig sono costituite da catene leggere e pesanti con legate una quantità variabile di catene

di carboidrati.

 La quantità di carboidrati legate alle catene può influenzare molto il funzionamento degli

anticorpi monoclonali prodotti con scopo terapeutico. Ogni catena comunque ha una parte

costante detta “catena costante pesante” e una “catena costante leggera”. Nelle regioni

variabili, che legano l’antigene, la sequenza varia nei diversi anticorpi.

 Interazione antigene – anticorpo

La valenza dell’anticorpo indica quante parti dell’anticorpo interagiscono e l’avidità è direttamente

proporzionale con la valenza.

Non sempre comunque gli antigeni con cui l’anticorpo deve interagire sono in condizioni ottimali.

Le regioni cerniere, in cui sono presenti legami disolfuro, consentono alle porzioni dell’anticorpo di

essere mobili e di spostare i suoi bracci per legare antigeni che sono distanziati sulla superficie

cellulare. Si tratta solo di una possibilità da parte della regione cerniera per cui non è obbligatorio

un’apertura della regione molto elevata dato che dipende da caso a caso.

 Funzione degli anticorpi

 Neutralizzante

 Opsonizzante

 Inattivante

 Fissante il complemento

 Degranulante

 citotossica

Una delle loro funzioni è quella di legarsi alle adesine batteriche, che in genere hanno il compito di

favorire la colonizzazione delle cellule da infettare, e in questo modo impediscono la colonizzazione

cellulare e permettono allo stesso tempo il riconoscimento dai fagociti.

Allo stesso modo, l’anticorpo può bloccare il legame della tossina al recettore di superficie

impedendo alla tossina stessa di propagare la sua tossicità.

La degranulazione invece è un processo legato alle IgE che sono responsabili delle reazioni allergiche

soprattutto.

Gli anticorpi inoltre consentono alle cellule NK di raggiungere il bersaglio da eliminare. Quando gli

anticorpi si legano agli antigeni della cellula bersaglio, la rendono visibile alle NK che sono capaci

infatti di legarsi grazie ai recettori per Fc presenti sulle stesse cellule NK. In questo modo, viene

inviato il segnale per la morte della cellula al quale le NK si sono legate.

Esistono in generale comunque varie tipologie di immunoglobuline (anticorpi):

 Le IgG

Sono la componente principale delle immunoglobuline. Si trovano nel plasma e possono esser utili

per la valutazione del potenziale contatto avvenuto con antigeni particolari infatti si tratta di

immunoglobuline della memoria. Sono presenti nel siero anche dopo molto tempo dal contatto

con l’antigene. Attivano infatti i granulociti, i macrofagi e i NK per cui si tratta di grandi attivatori

della risposta immunitaria. Sono anche capaci di attraversare la placenta e ciò è fondamentale

perché danno al feto un primo corredo immunitario necessario per “combattere” infezioni e

patologie nei primi mesi di vita.

Possono anche attivare il complemento.

 Le IgM

Sono presenti sia in forma monomerica sia in forma pentamerica come quelle che circolano nel

plasma. Hanno un’elevata capacità di legare antigeni infatti un pentamero può legare fino a dieci di

essi. Si tratta comunque delle prime immunoglobuline prodotte in caso di una risposta anticorpale.

In assenza di infezione quindi, le IgM non si possono individuare nel plasma per cui, nel caso si