Immunologia, prof Granucci

T.I linfociti T Naive (vergini)

Le cellule T Naive (vergini) sono le cellule T che non hanno ancora incontrato l'antigene e che iniziano a circolare negli organi linfoidi secondari dove ricevono segnali di sopravvivenza. Le cellule Naive non sopravvivono a lungo, solo quelle della memoria riescono a sopravvivere per anni. Una cellula Naive che nel giro di una settimana non riconosce l'antigene muore.

Maturazione cellule B

La maturazione delle cellule B avviene nel midollo osseo ed escono in circolo già mature. La prima fase di maturazione avviene nel midollo e prevede i riarrangiamenti VDJ della Ig in maniera indipendente dall'antigene. Sempre nel midollo vengono selezionate le cellule utili in relazione all'antigene presente. Dopo queste due fasi le cellule B escono dal midollo e iniziano a ricircolare negli organi linfoidi secondari. Nel momento in cui incontrano l'antigene si fermano e si attivano. Una volta attivate, le cellule B si differenziano in plasmacellule e cellule B della memoria.

Fase 1:

prevede i riarrangiamenti delle catene delle Ig. La catena pesante è la prima a riarrangiare con due eventi indipendenti. La probabilità di avere una catena H idonea è piuttosto bassa. Nel caso di riarrangiamento produttivo si ha la produzione di IgM associata ad un surrogato di catela L. A questo punto avviene la proliferazione così da aumentare il numero di cellule con riarrangiamento corretto. Ora c'è il riarrangiamento della catena L così da esprimere una IgM. Si ottiene quindi una cellula B immatura. In questa fase le cellule B interagiscono con le cellule stromali del midollo che producono IL-7 (fattore di sopravvivenza). Dato che i riarrangiamenti sono casuali si saranno prodotte sia cellule B utili che autoreattive.

Fase 2: prevede i fenomeni di selezione. Nel midllo ci sono antigeni espressi sulle membrane e antigeni solubili. Gli antigeni di membrana non multivalenti determinano il cross-linking delle IgM. Gli antigeni solubili sono monovalenti.

Sel'antigene riconosciuto è di membrana la cellula B riceve segnali di morte o cambia la catena L ri-esprimendo Rag1 e 2.

Se l'antigene riconosciuto è quello solubile la cellula B viene resa anergica (non funzionale) e lascia il midollo come tale.

Le cellule B che non riconoscono antigeni sono mandate in circolo perché non sono autoreattive.

Al momento dell'uscita dal midollo la cellula B diventa matura perché esprime la IgD assime alla IgM.

Sono eliminate solo le cellule che riconoscono con alta avidità gli antigeni delle cellule stromali.

Le cellule B anergiche nel linfonodo possono essere attivate grazie a co-stimolazione delle cellule T helper.

Fase 3: prevede l'attivazione della cellula. L'attivazione avviene solo se la cellula B Naive incontra l'antigene.

L'attivazione prevede proliferazione affinché ci siano sufficienti cellule B per produrre una quantità funzionale di anticorpi. Esistono 3 tipi

B che celluledendritiche. Le DC attivano le cellule T-CD4 presentando loro l'antigene. La cellula B che transita nella zona processa edespone sul MHC II il peptide e lo presenta alla cellula T. Ogni cellula T riceve quindi due stimoli che la spingono aproliferare. L'insieme di cellule B e T origina il follicolo primario. La cellula T esprime il ligando del CD40 della cellula Bcosì che possa avvenire la co-stimolazione.Fase 4: la cellula B attivata può diventare plasmacellula direttamente in sito. Questa plasmacellula produrrà solo IgMpoiché è ricca di RER. Queste cellule sopravvivono qualche settimana. Dal follicolo I queste plasmacellule lasciano illinfonodo e nel midollo continuano la produzione di IgM. Le cellule B attivate possono però formare un CentroGerminativo (CG). Il CG si trova nell'area delle cellule B del linfonodo attivato ed è formato da una zona scura(proliferazione dei centroblasti soggetti ad

ipermutazione somatica in CDR-3) e una zona chiara (differenziamento delle cellule B in centrociti insieme alle DC-Follicolari). Attorno al CG sono presenti cellule T follicolari (CD4). Le mutazioni in CDR-3 cambiano l'affinità della cellula B con l'antigene; l'ipermutazione somatica serve ad aumentare l'affinità. Dato che le mutazioni sono casuali vanno selezionate le cellule B idonee. La Maturazione per Affinità è questo processo di selezione che avviene nella zona chiara.

Maturazione per affinità: le DCF esprimono immunocomplessi (antigene + anticorpo). Dai dendriti delle DCF escono vesciole che portano questi immunocomplessi; tali vescicole sono dette Iccosomi. Queste cellule B internalizzano gli iccosomi, li processano e presentano i complessi MHC II. A questo punto la cellula B interagisce con una T helper ricevendo così un ulteriore stimolo di sopravvivenza. Solo le cellule B con affinità aumentata possono

dunquesopravvivere.Switch di classe: le cellule B sopravvissute ricevono i segnali per andare incontro a switch di classe. Questi segnali sono citochine rilasciate dalle cellule T helper. Le cellule T helper sono state a loro volta istruite da una cellula dendritica attivata da un patogeno tramite PRR. Non esprimendo CD40 un individuo non fa switch di classe e dunque è immunodepresso (Sindrome da iper-IgM).Le cellule anergiche possono essere attivate nel follicolo I o nel CG. Le cellule self-reattive formate nel CG muoiono liperché non supportate dagli stimoli di sopravvivenza dati dal CD40. Le plasmacellule che sopravvivono per anni e che danno memoria immunitaria sono quelle differenziate da cellule B che hanno subito switch di classe (prodotte nel CG).La risposta secondaria non prevede una iniziale fase di lag e il titolo anticorpale di essa è molto maggiore del titolo della risposta primaria. La memoria immunologica permette di avere un livello consistente di

anticorpi nel siero anche in assenza del patogeno specifico.

Attivazione cellule T

Il primo contatto tra DC e cellula T avviene tramite molecole di adesione. Se c'è il riconoscimento dell'antigene questo contatto si stabilizza e perdura per diverse ore. Durante la stabilizzazione i TCR si concentrano nella zona centrale di adesione (Sinapsi immunologica) mentre le molecole di adesione si riorganizzano lateralmente. I contatti senza riconoscimento dell'antigene sono brevi e sono detti Touch-and-Go. Nel bottone sinaptico troviamo TCR, CD3, CD4, CD8, CD28 e i recettori per IL-2. CD28 è legato dalle molecole B7.1 e B7.2. Il segnale co-stimolatorio stabilizza l'mRNA della IL-2; la produzione di essa comporta la proliferazione delle cellule T. Dopo 48h dalla co-stimolazione le cellule T iniziano a produrre CTLA-4 che lega B7.1 e B7.2 producendo un segnale di inibizione verso le cellule T attive. Il CTLA-4 è indotto dalla attivazione (feedback negativo)

e ha una grande affinità verso B7.1 e B7.2. L'azione di CTLA-4 è dunque antagonista del CD28. La presenza di CTLA-4 è sfruttata dai tumori per sfuggire al sistema immunitario; le cellule tumorali spingono la upregolazione di CTLA-4 così che le cellule T non possano proliferare. Se l'antigene persiste cronicamente le cellule T upregolano PD1 (inibitore) e questo porta agli stati di infiammazione cronica perché le cellule T sono frenate da questi inibitori. Le cellule tumorali esprimono i ligandi PDL1 e PDL2 per tenere a freno la proliferazione dei linfociti T. In diversi tipi di tumore una possibile terapia è il blocco di CTLA-4 e PD1; questa procedura aumenta l'aspettativa di vita di molti pazienti. Poiché questa terapia funzioni è necessario che il tumore sia infiltrato di cellule T. Segnale 3: segnale mediato dalle citochine che induce il differenziamento delle cellule T. Da Th0 si può avere Th1 (IL-12) che

produce IFNγ, Th2 (IL-4) che produce soprattutto IL-4/5 oppure Th17 (IL-6 + TGFβ) che produce IL-17. La cellula TNaive a seconda delle citochine presenti nel suo ambiente può intraprendere una strada piuttosto che l’altra.

Th1: intervengono contro i virus, i batteri intracellulari e altri patogeni citosolici. IFNγ è importante perché attiva imacrofagi in senso M1. Le cellule Th1 sono stimolate da IL-12 prodotta direttamente dalle DC. Le cellule NK attivateprecedentemente possono produrre IFNγ che stimola il differenziamento in Th1.

Th17: in presenza di TGFβ e IL-6 si producono cellule Th17 che sono importanti nelle infezioni da funghi e batteriextracellulari. La produzione di IL-17 richiama al sito di infezione i neutrofili.

Th2: sono importanti per la produzione delle IL-4/5/10/13 che intervengono nelle risposte di tipo 2 contro parassitipluricellulari. IL-4 stimola la produzione di IgE che legandosi ai mastociti li attivano.

Aumenta in generale l'efficienza delle barriere extracellulari. Le Th2 sono le cellule helper delle cellule T CD8 (citotossiche). IFNγ e IL-4 sono citochine antagoniste. IFNγ bloccando le IL-4 inibisce la proliferazione delle Th2. Il differenziamento in Th1 o Th2 è fondamentalmente esclusivo.

Le cellule Th1 possono avere funzione citotossica grazie all'espressione di Fas (TNF) e il suo ligando. Se sulla cellula bersaglio è presente Fas, FasL del Th1 fa trimerizzare il recettore attivando un segnale di morte nella cellula bersaglio. Nella cellula bersaglio la Pro-Caspasi 8 si attiva per taglio proteolitico e agisce sulla Caspasi 3. Cas3 attiva taglia l'endonucleasi CAD attivandola; CAD va nel nucleo e tagliando il DNA induce l'apoptosi.

Cellule T della memoria

Una volta compiuta la funzione effettrice le cellule T muoiono. Restano in vita solo poche cellule T che costituiranno la memoria immunologica. Queste cellule sono longeve e rispondono

più rapidamente a seguito dell'astimolazione con lo stesso antigene. La risposta è più rapida anche perché ci sono più cellule della memoria rispetto a quelle Naive. Queste cellule si localizzano s