Immunologia

ANTICORPI MONOCLONALI IN TERAPIA

Viene sfruttata la capacità immunologica degli anticorpi, che permettono di eliminare l'antigene. Gli anticorpi monoclonali vengono iniettati direttamente nel siero del paziente e svolgono le proprie funzioni effettive (neutralizzazione, attivazione del Sistema del complemento, attivazione delle cellule NK, ecc.). Alcuni esempi di anticorpi monoclonali utilizzati in terapia:

• Bevacizumab:

Anticorpo monoclonale che blocca l'angiogenesi, fondamentale quindi nella terapia antitumorale. Questo anticorpo è in grado di legare il fattore di crescita VEGF-A, impedendone il legame con i recettori espressi dalle cellule endoteliali. La rete vascolare nella massa tumorale viene normalizzata, ottenendo due vantaggi:

• Minore numero di metastasi: è più difficile per le cellule tumorali entrare in circolo.
• Buon funzionamento in associazione con i chemioterapici classici: raggiungono più facilmente specificamente le cellule tumorali.

tumorali.

Natalizumab: Anticorpo monoclonale utilizzato contro la sclerosi multipla. Questo anticorpo impedisce ai linfociti T autoreattivi (mediatori della malattia) di attraversare la barriera ematoencefalica ed entrare nel SNC: l'anticorpo si lega ad una integrina che ne medierebbe il passaggio.

N.B. Questo farmaco è stato periodicamente ritirato in quanto causa di un effetto collaterale grave: riattivazione di un poliomavirus latente (presente in questa forma nell'85% dei soggetti adulti), causa di leucoencefalopatia multifocale progressiva.

Vedolizumab: Anticorpo monoclonale utilizzato contro il morbo di Crohn. È molto simile al Natalizumab, ma la proteina che è in grado di legare è una proteina interagente con molecole di adesione dell'endotelio e presente soprattutto a livello interstiziale.

Anticorpi monoclonali coniugati: Gli anticorpi monoclonali, grazie alla loro selettività nel legame con le cellule bersaglio, possono

essere coniugati con farmaci e radioisotopi (i quali vengono indirizzati selettivamente sulle cellule tumorali). L'azione coniugata tra anticorpi monoclonali e chemioterapici è importante a prevenire eventuali effetti collaterali sui tessuti self (in quanto i chemioterapici agiscono su tutti i tessuti che proliferano attivamente).

Evoluzione nella produzione di anticorpi monoclonali:

• Murini (Momab): la tecnica classica per la produzione di anticorpi monoclonali prevede l'immunizzazione di un topo da laboratorio, con produzione di anticorpi murini. Questi anticorpi, nel sistema immunitario umano, possono scatenare una reazione immunitaria anti-anticorpo murino. Questa controindicazione li rende inefficaci già alla seconda somministrazione.
• Chimerici (Ximab): anticorpi geneticamente modificati, costituiti dalla regione costante umana e la regione variabile murina. Questi anticorpi sono meno immunogenici rispetto agli anticorpi murini, ma creano

comunque alcune problematiche.

- Umanizzati (Zumab): anticorpi geneticamente modificati, costituiti quasi interamente da anticorpi umani ad eccezione della porzione ipervariabile murina.

• Questi anticorpi non causano problemi di immunogenicità.

- Completamente umani (Mumab): vengono utilizzati ibridomi umani, oppure topi transgenici in cui i geni murini per la produzione delle immunoglobuline sono stati sostituiti con geni umani.

ANTICORPI MONOCLONALI CONTRO Sars-CoV-2

Conoscenze pregresse che ne hanno permesso l'utilizzo:

• I soggetti infettati dal Sars-CoV-2 che ammalano di COVID-19, in particolare i soggetti che sviluppano la malattia in modo grave, sviluppano una certa quantità di anticorpi contro il virus.
• Gli anticorpi dei pazienti che hanno sviluppato la malattia COVID-19 hanno una funzione immunizzante e rimangono nel siero per diversi mesi.
• Nel 2004 è stato messo a punto un metodo che permetta di produrre anticorpi monoclonali a partire dai linfociti B.

di memoria di pazienti umani: vengono prelevati i globuli bianchi del paziente e selezionati i linfociti B di memoria, che vengono successivamente stimolati a proliferare ed a produrre anticorpi monoclonali. Selezione degli anticorpi - test di neutralizzazione: In assenza di anticorpi, viene posto il virus a contatto con una cellula e se ne valuta l'effetto citopatico: si valuta se il virus ha infettato ed ucciso la cellula. In presenza di anticorpi, si possono verificare due casi: - L'anticorpo lega il virus, impedendosi di legarsi ai recettori cellulari: il virus non è in grado di infettare ed uccidere la cellula, l'anticorpo ha effetto neutralizzante. - L'anticorpo lega il virus in porzioni differenti: il virus lega ugualmente la cellula e la infetta ed uccide, l'anticorpo non ha effetto neutralizzante. Vengono quindi scelti gli anticorpi con effetto neutralizzante. Nel caso degli anticorpi monoclonali contro il Sars-CoV-2: hanno effetto neutralizzante, inquanto sono ingrado di legare la proteina Spike (attraverso la quale il virus lega i recettori ACE2 ed infetta le cellule). Procedimento di utilizzo dei monoclonali:

1. Reclutamento di pazienti convalescenti, nei quali vengono stimolati i linfociti B di memoria a proliferare e produrre anticorpi.
2. Selezione degli anticorpi migliori: si selezionano soltanto gli anticorpi con effetto neutralizzante, quindi gli anticorpi in grado di legare la regione di binding della proteina Spike.
3. Gli anticorpi selezionati vengono sequenziati e modificati grazie all'introduzione di mutazioni puntiformi che impediscano il legame dei frammenti Fc con i recettori Fc (che causerebbero reazioni infiammatorie gravi).
4. Utilizzo degli anticorpi monoclonali prodotti in terapia su pazienti infettati da Sars-CoV-2 che manifestino la malattia COVID-19.

RISPOSTA CELLULO-MEDIATA La risposta cellulo-mediata è mediata dai linfociti T. I linfociti T riconoscono l'antigene estraneo attraverso il loro recettore specifico. Una volta riconosciuto l'antigene, i linfociti T attivati possono uccidere le cellule infettate o produrre citochine che aiutano a coordinare la risposta immunitaria.

recettore TCR: un eterodimero di membrana costituito da una catena α ed una catena β, che appartengono alla famiglia delle immunoglobuline e possiedono una regione costante ed una regione variabile (all'interno della quale sono presenti regioni ipervariabili, specifiche per il riconoscimento dei diversi antigeni).

N.B. Non tutti i recettori TCR sono così costituiti, ma nel 10% dei casi possono presentare una catena γ ed una catena δ. Questi recettori riconoscono sia antigeni processati, che presentati dal complesso MHC.

I linfociti T sono così definiti in quanto, dopo essere stati prodotti nel midollo osseo, maturano nel Timo.

Popolazioni di linfociti T:

Vengono suddivisi in due sottopopolazioni, in base al co-recettore espresso:

• Linfociti T CD8+: 1/3 del totale. Esprimono il co-recettore CD; vengono anche definiti citotossici in quanto hanno la funzione di uccidere le cellule infettate dai patogeni intracellulari.
• Linfociti T CD4+: 2/3 del totale.

Esprimono il co-recettore CD4; vengono anche definiti helper in quanto hanno la funzione di aiutare (attivare) numerose altre strutture del sistema immunitario. N.B. L'importanza dei linfociti T helper è sottolineata dal fatto che: i pazienti HIV+, che sviluppino la malattia AIDS, presentano una deplezione di queste cellule; questo causa un generale malfunzionamento del sistema immunitario. Recettori dei linfociti T: I linfociti T esprimono sulla propria membrana una serie di recettori differenti: - TCR: recettore specifico dei linfociti T, che permette il riconoscimento dell'antigene (che gli viene presentato da parte di cellule specifiche). - CD3: recettore associato al TCR, che permette di trasdurre il segnale a livello intracellulare. - Co-recettori (CD4 o CD8 e CD28): hanno una funzione co-stimolatoria, in quanto legano altre molecole delle cellule presentanti l'antigene (altre molecole che non siano l'antigene, a cui si legano con il TCR). - Recettori diadesioni: molecole della famiglia delle integrine, che permettono l'adesione dei linfociti T all'endotelio e l'extravasazione (questo gli permette di raggiungere i tessuti). Riconoscimento dell'antigene: I linfociti T non sono in grado di riconoscere gli antigeni in forma nativa, ma soltanto antigeni processati e presentati da parte delle cellule presentanti l'antigene, in associazione con le molecole del maggior complesso di istocompatibilità (MHC). Le proteine antigeniche dei patogeni vengono processate e suddivise in piccoli peptidi, i quali vengono legati alle molecole MHC: il complesso MHC-peptide antigenico viene esposto sulla membrana delle cellule presentanti l'antigene e riconosciuto (e legato) da parte dei linfociti T attraverso il TCR. MOLECOLE DEL MAGGIOR COMPLESSO DI ISTOCOMPATIBILITÀ (MHC) Queste molecole sono state scoperte in quanto responsabili del rigetto in seguito al trapianto di organi. La reale funzione fisiologica di queste

glicoproteine è presentare gli antigeni ai linfociti T. Nell'uomo queste molecole prendono il nome di HLA (human leukocyte antigen) e vengono divise in:

• HLA di classe I: vengono espresse da tutte le cellule dell'organismo, sono costituite da una catena α transmembrana che lega il peptide da presentare.
• HLA di classe II: vengono espresse soltanto da alcune cellule, sono costituite da due catene transmembrana (α e β) che formano una tasca ed accolgono il peptide da presentare.

L'insieme degli alleli che, nell'uomo, codificano per le HLA viene definito aplotipo. Ogni individuo presenta un aplotipo unico (e di conseguenza un profilo HLA unico) rispetto a tutti gli altri individui; questo è dovuto all'elevato polimorfismo dei geni HLA.

Polimorfismo: all'interno di una popolazione esistono numerosi alleli differenti, tutti codificanti per una stessa proteina.

HLA DI CLASSE I

Sono eterodimeri, costituiti da:

• Una catena α

transmembrana (altamente polimorfica) necessaria alla presentazione dell'antigene.- Una catena leggere β2-microglobulina (non polimorfica). Queste molecole vengono espresse da parte di tutte le cellule nucleate e le piastrine.

Geni codificanti:

I geni che codificano per le HLA di classe I sono localizzati:

• Catena α: 3 loci presenti sul cromosoma 6 (HLA-A, HLA-B, HLA-C).
• Catena β2-microglobulina: sul cromosoma 15.

Le cellule esprimono sulla membrana 6 molecole HLA di classe I, in quanto:

1. Il cromosoma 6 possiede 3 loci, ciascuno codificante per una HLA di classe I.
2. Gli alleli sono codominanti, di conseguenza vengono espresse sia le HLA di origine paterna che le HLA di origine materna.

N.B. Grazie all'elevato polimorfismo, è altamente probabile che le 6 HLA di classe I esposte da una cellula siano tutte diverse tra di loro. Questo è fondamentale, in quanto permette di presentare ai linfociti T una ampia varietà di peptidi.

; presentare peptidi antigenici alle cellule T citotossiche CD8+. Le HLA di classe I sono espresse sulla superficie di tutte le cellule nucleate del corpo, ad eccezione dei globuli rossi. Queste molecole sono coinvolte nella presentazione di antigeni endogeni, cioè peptidi derivanti da proteine sintetizzate all'interno della cellula stessa. La presentazione di peptidi antigenici alle cellule T CD8+ è fondamentale per l'attivazione delle risposte immunitarie contro cellule infettate da virus o cellule tumorali. Inoltre, le HLA di classe I svolgono un ruolo importante nel riconoscimento delle cellule proprie da parte del sistema immunitario, contribuendo alla prevenzione delle reazioni autoimmuni.