Immunologia – Processazione dell'Antigene

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Aggiornato il 25/03/2026

di Daniele

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Appunti di Immunologia – Processazione dell'Antigene. Nello specifico gli argomenti trattati sono i seguenti: Un antigene è una sostanza che, introdotta in un organismo, è …

Esame Immunologia

Facoltà Medicina e chirurgia

Dal corso del Prof. Ferlazzo Guido

Università Università degli Studi di Messina

A.A. 2005-2006

36 pagine

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Estratto del documento

Processazione e Presentazione dell’Antigene

Prof. Guido Ferlazzo

Università degli Studi di MessinaCorso di Laurea in Medicina e Chirurgia

4 Aprile, 2006

Processazione e Presentazione dell’Antigene

Prof. Guido Ferlazzo

Università degli Studi di MessinaCorso di Laurea in Medicina e Chirurgia

4 Aprile, 2006

Un antigene e' una sostanza che, introdotta in un organismo, e' capace di reagire specificamente con anticorpi e/o recettori di membrana linfocitari

Un antigene e' immunogenico se induce una reazione immunologica

Peso molecolare, solubilita', capacita' di essere fagocitatoEstraneita'Dose e via di somministrazione

Natura chimica degli antigeni
Proteine
Polisaccaridi
Lipidi
Acidi nucleici

I linfociti non riconoscono ne' interagiscono con l'intera molecola immunogenica, ma riconoscono dei siti limitati chiamati epitopi o determinanti antigenici, che si legano a recettori linfocitari di membrana oppure ad anticorpi secreti.

Confronto fra il riconoscimento dell’antigene effettuato dal linfocita B e dal linfocita T

Caratteristiche Linfocita B Linfocita T Interazione con l’antigene Processo binario tra Ig ed Ag Processo ternario tra TCR, Ag, MHC Legame di antigeni solubili Si No Coinvolgimento di molecole MHC Non necessario Necessita presentazione dell’antigene Natura chimica degli antigeni Proteine, lipidi, polisaccaridi Principalmente proteine a volte lipidi presentati da molecole MHC-simili Proprieta’ dell’ epitopo Accessibile aa sequenziali e non sequenziali Peptidi interni lineari prodotti dalla processazione dell’antigene

B cell receptor

Membrane-bound IgM (mIgM)

recognition

light chain

heavy chain

Igß lg⨯

signaling

T cell receptor

TCR

recognition

CD3

α β

δ ε

γ ε

ITAMs

ζ ζ

signaling

I linfociti B riconoscono determinanti conformazionali ed esterni dell’antigene

Epitopi B: formati da aa localizzati in punti diversi della catena amino acidica ed avvicinati dal ripiegamento della molecola
Epitopi T: aa in sequenza

Selezione ed espansione clonale dei linfociti

A single progenitor cell gives rise to a large number of lymphocytes, each with a different specificity

Removal of potentially self-reactive immature lymphocytes by clonal deletion

self antigens

Pool of mature naive lymphocytes

foreign antigen

Proliferation and differentiation of activated specific lymphocytes to form a clone of effector cells

Effector cells eliminate antigen

Confronto fra il riconoscimento dell'antigene effettuato dal linfocita B e dal linfocita T

Caratteristiche Linfocita B Linfocita T Interazione con l'antigene Processo binario tra Ig ed Ag Processo ternario tra TCR, Ag, MHC Legame di antigeni solubili Sì No Coinvolgimento di molecole MHC Non necessario Necessita presentazione dell'antigene Natura chimica degli antigeni Proteine, lipidi, polisaccaridi Principalmente proteine a volte lipidi presentati da molecole MHC-simili Proprieta' dell' epitopo Accessibile aa sequenziali e non sequenziali Peptidi interni lineari prodotti dalla processazione dell'antigene

Cellula presentante l'antigene

MHC di classe II

CD4

Agretopo

Epitopo

TCR

Linfocita T_H

Processazione dell’antigene

MHC di classe I
Antigene esogeno
Compartimenti endocitici
Peptidi
CLIP
Catena invariante digerita
Complesso del Golgi
Peptide
Calreticolina
Reticolo endoplasmatico rugoso
Calnessina
MHC di classe I
MHC di classe II
Peptidi
Proteasoma
Proteina
TAP
Tapasina
Nucleo
Catena invariante
Via endogena (MHC di classe I)
Via esogena (MHC di classe II)

Le proteine devono essere ubiquitinate per essere digerite dal proteasoma

Gruppo ε-amminico ancorato a una lisina della catena laterale
Enzima ubiquitinante complesso+ubiquitina
AMP + PPi
Subunità proteolitica dell'enzima
Proteina
Proteasoma
Peptidi

Processazione dell’antigene

Antigene esogeno
Compartimenti endocitici
Peptidi
MHC di classe I
Complesso del Golgi
Peptide
Peptidi
Proteasoma
Proteina
TAP
Tapasina
Reticolo endoplasmatico rugoso
Calreticolina
Calnexina
MHC di classe I
Nucleo
CLIP
Catena invariante digerita
Catena invariante
MHC di classe II
Via endogena (MHC di classe I)
Via esogena (MHC di classe II)

La via di processazione per le proteine endogene: Il proteasoma

(a) TAP1 TAP2

ATP ATP

Membrana RER Citosol Lume RER

(b) Citosol

Proteina

Aminoacidi Peptidi

ATP ADP + P_i

MHC di classe I

TAP

Calreticolina Tapasina

Catena α di classe I

Calnessina

Lume RER

Processazione dell’antigene

Antigene esogeno
Compartiementi endocitici
CLIP
Catena invariante digerita
Reticolo endoplasmatico rugoso
MHC di classe I
MHC di classe II
Calnexina
Peptide
Calreticolina
Tapasina
Peptidi
Proteasoma
Proteina
Compesso del Golgi
MHC di classe I
Nucleo
Catena invariante
Via endogena
(MHC di classe I)
TAP
Via esogena
(MHC di classe II)

La via di processazione per le proteine endogene

Il complesso MHC/peptide si forma nel Reticolo Endoplasmatico Rugoso

Catena α del complesso MHC di classe I + Calnessina
Calnessina associata alla catena α di molecole MHC di classe I
β₂-microglobulina
Calreticolina-tapasina associate a molecole MHC di classe I
+ Peptidi
Molecole MHC di classe I
Fuoriuscita dal RER
Tapasina + Calreticolina
Calnessina
Tapasina + Calreticolina

Processazione dell’antigene

MHC di classe I

Antigene esogeno

Compartimenti endocitici

Peptidi

CLIP

Catena invariante digerita

Complesso del Golgi

Peptide

Calreticolina

Reticolo endoplasmatico rugoso

Calnessina

MHC di classe I

MHC di classe II

Peptidi

Proteasoma

Proteina

TAP

Tapasina

Nucleo

Catena invariante

Via endogena (MHC di classe I)

Via esogena (MHC di classe II)

La via di processazione per gli antigeni esogeni

Vescicola rivestita da clatrina

Endosoma precoce

pH 6,0-6,5

Endosoma tardivo

pH 5,0-6,0

Lisosoma

pH 4,5-5,0

Riciclo dei recettori

Complesso del Golgi

Antigene

La via di processazione per le proteine endogene: Il proteasoma

(a)

Catena invariante digerita
CLIP rilasciato
Peptidi

MHC di classe II + Catena invariante

HLA-DM

HLA-DO

(b)

α1

β1

Le due vie di processazione dell'antigene

Antigeni endogeni

VIA CITOSOLICA

Antigeni endogeni
Ubiquitina ATP
Complesso del proteasoma citoplasmatico
Peptidi
TAP
Reticolo endoplasmatico
Complesso peptide-MHC di classe I

Antigeni esogeni

VIA ENDOCITICA

Antigeni esogeni
Endocitosi o fagocitosi
Compartimenti endocitici
Peptidi
Esopeptidasi
Aminoacidi
Complesso peptide-MHC di classe II

Cellule presentanti l'antigene (APC)

Dendritic cell
Macrophage
B lymphocyte

Il secondo segnale (costimolo)

MHC + antigens
IL-2R
IL-2
APC
Costimulus
T lymphocytes
IL-2

Antigene e costimolo sono necessari per l’attivazione dei T linfociti

Gli antigeni devono raggiungere gli organi linfoidi secondari per attivare l'immunita' acquisita

Antigen uptake by Langerhans' cells in the skin

Langerhans' cells leave the skin and enter the lymphatic system

Langerhans' cells enter the lymph node to become dendritic cells expressing B7

B7-positive dendritic cells stimulate naive T cells

Struttura di un linfonodo

A lymph node

secondary lymphoid follicle (with germinal center)
afferent lymphatic vessel
paracortical area (mostly T cells)
germinal center
primary lymphoid follicle (mostly B cells)
medullary cords (macrophages and plasma cells)
medullary sinus
artery
vein
efferent lymphatic vessel
senescent germinal center
marginal sinus

Localizzazione delle APC negli organi linfoidi secondari

Dendritic cells (interdigitating reticular cells)

viral antigen

virus infecting the dendritic cell

Macrophages

bacterium

B cells

microbial toxin

Molecole coinvolte nella sinapsi DC/T

Adhesion Molecules
- ICAM-1
- DC-SIGN
- LFA-1
- ICAM-3
Semaphorins
- Neuropilin-1
- SEMA-4A
- Neupropilin-1
- TIM-2
B7 Family
- B7-1, B7-2
- B7-H1, B7-DC
- B7RP-1
- B7-H3
- B7x
CD28 Family
- CD28, CTLA-4
- PD-1, ?
- ICOS
- ?
- BTLA
TNF Family
- 4-1BBL
- CD27L
- OX40L
- LIGHT
TNFR Family
- 4-1BB
- CD27
- OX40
- HVEM
TNFR Family
- CD40
TNF Family
- CD40L
Other Mediators
- TXA₂
- TP

Il fenomeno del “Cross-priming”:

un eccezione delle cellule dendritiche alle vie classiche di presentazione

Apoptotic (or necrotic?) cells in peripheral tissues

DC migration to draining lymph node

Mature DC stimulate Virus/tumor-specific CTLs

Confronto fra il riconoscimento dell’antigene effettuato dal linfocita B e dal linfocita T

Caratteristiche Linfocita B Linfocita T Interazione con l’antigene Processo binario tra lg ed Ag Processo ternario tra TCR, Ag, MHC Legame di antigeni solubili Si No Coinvolgimento di molecole MHC Non necessario Necessita presentazione dell’antigene Natura chimica degli antigeni Proteine, lipidi, polisaccaridi Principalmente proteine a volte lipidi presentati da molecole MHC-simili Proprieta’ dell’ epitopo Accessibile aa sequenziali e non sequenziali Peptidi interni lineari prodotti dalla processazione dell’antigene

Processazione dell’antigene e presentazione mediante molecole MHC-simili

MHC di classe I

Peptide antigenico

Lipide antigenico

CD1

MHC di classe II

Comparti endocitici

Reticolo endoplasmatico rugoso

TAP

Peptidi

Endosoma

Lipidi

Batteri intracellulari

Batteri

ANTIGEN CAPTURE

epithelial border

IMMATURE DC

Antigen

DC PRECURSORS

eosinophils

CYTOKINES

ANTIGEN PRESENTATION

migration maturation

lymphocyte selection

lymphoid organ

MATURER DC

lymphocyte activation

DC apoptosis

CTL helper and regulatory T cells

PROGENITOR

BLOODPRECURSOR

IMMATURECELLS

MATURECELLS

CD34+myeloid

CD14+CD11c+CD1-

Monocytes

GM-CSFIL-4
M-CSF

InterstitialDC
Interstitialmacrophage

CD34+lymphoid

CD14-CD11c+CD1+

GM-CSFIL-4TGFβ
M-CSF

LangerhansDC
"Langerhans"macrophage
"Lymphoid"DC

CD14-CD11c-IL3Rα+

IL-3
T cells?

CD40 LLPS, DNAIFNγ
CD40 LDNA
CD40 L

ANTIGEN CAPTURE

IMMATURE DC

epithelial border

Antigen

DC PRECURSORS

CYTOKINES

ANTIGEN PRESENTATION

migration

maturation

lymphoid organ

lymphocyte selection

MATURE DC

CTL

helper and regulatory T cells

lymphocyte activation

DC apoptosis

INDUCING FACTORS

GM-CSF
IL-3
IL-4
Viruses

DC PRECURSOR

IMMATURE DC

pathogens, e.g. LPS, bacterial DNA
cytokines, e.g. TNF, GM-CSF
T cells, e.g. CD40L
viral dsRNA

MATURE DC

PROPERTIES

CYTOKINE RELEASE

IFN alpha
TNF
IL-1

ANTIGEN CAPTURE

High intracellular MHC II
Endocytosis
Phagocytosis
High CCR1, CCR5, CCR6
Low CCR7
Low CD54, 58, 80, 86
Low CD40
Low CD83, No DC-LAMP

ANTIGEN PRESENTATION

High surface MHC II
Low endocytosis
Low phagocytosis
Low CCR1, CCR5, CCR6
High CCR7
High CD54, 58, 80, 86
High CD40
High CD83, high DC-LAMP, high p55

Mature DCs travel to lymph nodes

Dendritic cells in peripheral tissues

Dendritic cells in the lymphatic circulation

Dendritic cells in lymphoid tissues

T cells enter lymph node across high endothelial venules in the cortex

T cells monitor antigen presented by macrophages and dendritic cells

T cells that do not encounter specific antigen leave lymph node through lymphatics

T cells that encounter specific antigen proliferate and differentiate to effector cells

ANTIGEN CAPTURE

epithelial border

IMMATURE DC

Antigen

DC PRECURSORS

CYTOKINES

CTL helper and regulatory T cells

ANTIGEN PRESENTATION

migration maturation

lymphoid organ

MATURE DC

lymphocyte selection

lymphocyte activation

DC apoptosis

eosinophils

Chemokine Receptors on Dendritic Cells

Receptor Ligands Immature DC MIP-1_α, RANTES, MCP-3, MIP-5 CCR1 MCPs CCR2 TARC, MDC CCR4 MIP-1_α, MIP-1_β, RANTES CCR5 MIP-3_α CCR6 (LC only) IL-8 CXCR1 SDF-1 CXCR4 Mature DC MIP-3_β, SLC (6Ckine) CCR7

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