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Immunologia, riassunto completo

Il riassunto spazia dalla differenza tra i meccanismi di attivazione ed azione dell'immunità innata e specifica, concentrando l'attenzione su tutti i processi riguardanti linfociti T e B: nascita, modalità di attivazione e descrizione nel dettaglio del loro operato.
Altri argomenti: struttura degli anticorpi, descrizione minuziosa della ricombinazione somatica per la formazione di... Vedi di più

Esame di Immunologia docente Prof. F. Granucci

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ESTRATTO DOCUMENTO

Cambieranno cosi i residui che i peptidi useranno per legarsi alle ancore

presenti nelle tasche.

Conoscendo le ancore codificate da ogni allele, si possono predire i peptidi e

come essi si legheranno alle tasche (utile per i vaccini).

Talvolta la processazione di una proteina può dare origine a peptidi che non

sono capaci di legarsi a nessuna delle MHC prodotte dall’organismo, perché

non hanno residui adatti. In questo caso l’organismo non riuscirà a processare

quel peptide e non ci sarà alcuna presentazione e nessuna conseguente

risposta immunitaria dei linfociti T, inducendo quindi la malattia.

Ma il polimorfismo fa si che questa possibilità, per un determinato antigene,

avvenga soltanto in pochi individui di una popolazione, cosi che soltanto questi

siano suscettibili al patogeno, mentre la maggior parte della popolazione riesce

a combatterlo, impedendo cosi una diffusione esagerata dello stesso, nella

popolazione.

Esiste una sezione del locus MHC detto MHC-3 che possiede dei geni codificanti

per C4, C2 e fattore B, proteine del complemento.

CAPITOLO 7: LA TRASMISSIONE DEL SEGNALE ATTRAVERSO I

RECETTORI DEL SISTEMA IMMUNITARIO

Il legame che avviene tra un recettore e il suo ligando, generalmente porta ad

una trasduzione del messaggio, ovvero una trasmissione del messaggio

extracellulare derivante dal contatto recettore ligando, all’interno della cellula

fino ad arrivare a determinati bersagli che indurranno delle risposte da parte

della cellula, come ad esempio la produzione di determinate citochine o

chemochine, l’espressione di una proteina o di un recettore, l’induzione della

mitosi, dei cambiamenti all’interno del citoscheletro o addirittura l’apoptosi.

Ci sono diversi processi che trasmettono questo segnale proveniente

dall’esterno, uno su tutti è la fosforilazione. La fosforilazione, ovvero l’aggiunta

di un gruppo fosforico, avviene ad opera di una chinasi, un enzima. La

fosforilazione di un recettore o di una proteina ponte in generale, porta

all’avanzamento del segnale.

Il processo opposto, la defosforilazione, interrompe la trasmissione ed avviene

ad opera di una defosforilasi.

Le chinasi più importanti sono le treonina chinasi, le serina chinasi e le tirosina

chinasi. Queste ultime sono quelle più adoperate. Queste chinasi possono

essere costitutivamente associate ai domini citoplasmatici dei recettori, oppure

associarsi ad essi nel momento in cui esso si lega al ligando. A volte addirittura

i recettori stessi sono delle chinasi che a seguito del legame auto fosforilano il

loro dominio citoplasmatico (esempio FLT3 presente sulla superficie dei

progenitori mutipotenti).

Le proteine fosforilate vengono legate da determinate proteine ponte, o

adattatrici, (ma non necessariamente le adattatrici, basta che abbiano i domini

SH2) aventi dei domini SH2 con i quali si legano specificatamente al gruppo

fosforico aggiunto, e con un altro dominio SH3 legano, ad esempio, dei residui

di prolina presenti in un’altra proteina. Queste adattatrici fanno quindi da ponte

tra una proteina e l’altra, facendo proseguire il messaggio. Il dominio SH2 lega

la tirosina fosforilata e un amminoacido lontano da essa di 3 posizioni, cosicchè

ogni dominio SH2 sia specifico. Alcune di queste proteine adattatrici sono Grb2

e Gads.

Un’altra modalità con la quale può essere portato avanti un segnale è tramite

una piccola proteina G, legante GTP nella sua forma attiva e GDP nella sua

forma inattiva. Ogni proteina G possiete una GEF, un trasportatore di basi, che

si lega ai fosfolipidi di membrana sul lato extracellulare e tramite collegamenti

con i lipidi di membrana riesce ad attivare GDP a GTP, sul lato citosolico della

membrana. La proteina G subisce un cambio conformazionale dopo essersi

attivata, che le consente di legarsi ad una proteina bersaglio, attivandola. Una

delle più famose è Ras.

Il messaggio può continuare ad essere trasmesso grazie ai secondi

messaggeri. Piccole molecole prodotte da determinate proteine

precedentemente attivate durante la trasduzione del messaggio, come ad

esempio Ca , che andranno a legarsi ad una proteina bersaglio, inducendo un

2+

cambio conformazionale in quest’ultima, attivandola.

L’ubiquinazione è un processo che può portare sia al proseguimento della

trasmissione del messaggio, che alla sua interruzione.

Nel caso dell’interruzione, una proteina fosforilata che sta portando avanti un

messaggio, verrà legata dalla proteina legante l’ubiquitina, Cbl tramite un

dominio SH2.

Quest’ultima inizierà a legare svariate molecole di ubiquitina

(poliubiquitinazione) tramite i loro residui di glicina a quelli di lisina delle

proteine bersaglio, e successivamente la proteina cosi opsonizzata verrà

riconosciuta da determinate proteine che la trasporteranno al proteasoma, per

degradarla.

Il reclutamento delle proteine di trasmissione di segnale può avvenire, oltre che

con la fosforilazione, anche con la produzione locale di lipidi di membrana

modificati.

Un esempio di lipide di membrana modificato è il fosfatidilinositolo-3-fosfato,

ottenuto dalla fosforilazione di un fosfatidilinositolo-2-fosfato ad opera della

fosfatidilinositolo-3-chinasi, attivata dal legame di CD28 con B7.1/B7.2 Questa

modifica provoca il reclutamento di PLC-GAMMA (fosfolipasi C-GAMMA).

TRASDUZIONE DEL MESSAGGIO DEL TCR

STRUTTURA COMPLESSO RECETTORIALE

Il recettore TCR con le sue due catene alfa e beta non basta per indurre una

trasduzione del segnale, una volta legato il suo specifico complesso

MHC:peptide.

Il recettore si associa con altre catene recettoriali, a formare un vero e proprio

complesso di segnalazione, insieme con due eterodimeri di catene CD3,

l’eterodimero Epsiolon:Delta posti vicino alla catena Alfa del TCR, e

l’eterodimero Epsilon:Gamma posto vicino alla catena Beta. Hanno un dominio

extracellulare ed uno intracellulare. Inoltre, il recettore si associa ad un

omodimero di catene Zeta.

MECCANISMO DI TRASDUZIONE

1) Ognuna di queste catene possiede degli ITAM, ovvero delle regioni

fosforilabili nelle quali sono presenti residui di tirosina.

Dopo il legame tra il recettore e MHC:peptide, la tirosina chinasi Fyn associata

con i domini citoplasmatici del complesso recettoriale, fosforila tutte le ITAMs.

2) Queste fosforilazioni richiamano la tirosina chinasi ZAP-70, che si associa con

due domini SH2 a due ITAM fosforilate presenti su una catena Z.

3) Il legame del corecettore CD4/CD8 con le regioni costanti della molecola

MHC, induce l’attivazione della chinasi Lck associata al dominio citoplasmatico

del corecettore, che fosforila ZAP-70, attivandola.

4) ZAP-70 fosforila SLP-76 e LAT, sulla membrana interna della cellula

5) Il recettore costimolatorio CD28, sulla membrana cellulare, lega una

molecola costimolatrice (B7.1 o B7.2) sulla membrana della cellula APC,

inducendo la fosforilazione del dominio citoplasmatico di CD28. Questa

fosforilazione attiva l’enzima fosfatidilinositolo-3-chinasi (PI-3-chinasi), che

provoca la fosforilazione di un PIP a PIP (fosfatidilinositolo-3-fosfato).

2 3

6) Questa modificazione di un lipide di membrana recluta la fosfolipasi C-

Gamma (PLC-GAMMA) che si legherà a PIP sulla faccia citoplasmatica.

3

7) PLC-GAMMA viene fosforilata e quindi attivata dalla chinasi TEC associata a

SLP-76 e a LAT

8) PLC-GAMMA taglierà un PIP in IP (inositolo trifosfato) e DAG. Il primo

2 3

diffonderà all’interno del citoplasma, mentre l’altro rimarrà legato alla

membrana, sul lato citoplasmatico.

DIRAMAZIONE IN 3 VIE DIVERSE

Dopo l’attivazione di PLC-GAMMA, il segnale di trasmissione si dirama in 3 vie:

- STIMOLAZIONE DELL’ENTRATA DI Ca CON CONSEGUENTE

2+

ATTIVAZIONE DI NFAT

Dopo aver scisso PIP in DAG e IP , quest’ultimo diffonde nel citoplasma e va ad

2 3

aprire i canali del calcio del reticolo endoplasmatico, creando uno scompenso di

calcio nello stesso, e la fuoriuscita di calcio nel citoplasma. Un sensore del RE,

STIM-1 per ovviare allo scompenso, provoca l’apertura dei canali del calcio

sulla membrana extracellulare, annullando cosi lo scompenso, nel RE.

Il calcio entrato nel citoplasma, si lega alla Calmodulina, provodandone un

cambio conformazionale. Il complesso calcio:calmodulina si legherà alla

calcineurina, attivandola (sempre nel citoplasma). La calcineurina defosforilerà

NFAT, un fattore di trascrizione, attivandolo in maniera tale che esso possa

diffondere nel nucleo e indurre la trascrizione di uno o più geni.

- DAG RECLUTA RAS-GRP CON CONSEGUENTE TRASCRIZIONE DI VARI

GENI

DAG, sulla membrana interna, recluta RAS-GRP ( una GEF) che attiva una RAS,

che attiva una chinasi RAF, che fosforila MEK, che fosforila ERK, che attivato si

libera da questo complesso e va nel nucleo, attivando vari fattori di

trascrizione. La proteina ponte KSR fa da collante in questo complesso ed aiuta

i contatti tra queste proteine.

- ATTIVAZIONE DELLA PROTEINA CHINASI TETA (PKC-TETA)

DAG associato alla membrana, recluta varie proteine chinasi, tra cui la PKC-

TETA, serina/treonina chinasi, che tramite varie attivazioni e prosegui della

trasmissione, portano all’attivazione del fattore di trascrizione NFKB.

NFKB, NFAT nelle cellule B e T inducono proliferazione, differenziazione e

meccanismi effettori

TRASDUZIONE DEL MESSAGGIO DEL BCR

La trasduzione del messaggio in una cellula B ha molte similitudini con quello

delle cellule T.

Il complesso di trasduzione è costituito dall’immunoglobulina di membrana e

da un eterodimero Ig-alfa:Ig-beta che si associa alla regione Fc

dell’immunoglobulina, in maniera non covalente, avente nella propria regione

transmembrana degli ITAMs di tirosina fosforilabili.

Nel momento in cui un antigene polivalente lega tramite un legame crociato

due immunoglobuline di membrana, viene ad essere attivata una tirosina

chinasi associata al dominio citoplasmatico dell’eterodimero Ig (può essere o

Fyn o Lyn). Quest’ultimo fosforila le ITAMs, e successivamente viene reclutata

una omologa di ZAP-70 che non è presente nelle cellule B, ovvero Syk, che si

legherà agli ITAM fosforilati tramite i suoi domini SH2. Lyn fosforilerà Syk che

fosforilerà la proteina ponte BLNK in più punti, in quanto ha diverse tirosine

fosforilabili, e questa proteina ponte legherà diverse proteine aventi domini

SH2 in maniera da protrarre il segnale.

La trasmissione poi verrà protratta fino ad attivare PLC-GAMMA per ottenere le

solite 3 vie.

TRASDUZIONE RECETTORI CITOCHINE

JAK-STAT

Anche i recettori delle citochine possono trasmettere un messaggio per indurre

la cellula bersaglio a produrre determinate risposte, come la produzione di altre

citochine o proteine, indurre l’apoptosi ecc.

Un esempio importante è la via Jak-Stat. I recettori delle citochine della famiglia

delle ematopoietine sono dei recettori associati nel loro dominio citoplasmatico

a delle tirosina chinasi dette JAK. Questi recettori riconoscono ligandi dimerici,

che quindi inducono la dimerizzazione anche nei recettori. Nel momento in cui

le due catene recettoriali dimerizzano, anche i loro rispettivi JAK associati ai

loro domini citoplasmatici interagiscono tra di loro, fosforilandosi a vicenda per

portare avanti il segnale.

Gli STAT, proteine presenti nel citoplasma contengono domini SH2 con i quali

vengono richiamati e si legano ai JAK, e vengono anch’essi fosforilati a loro

volta.

A questo punto, gli STAT fosforilati si staccano dai JAK e si legano tra di loro

tramite contatti SH2 con tirosine fosforilate, uno con l’altro, per formare questo

complesso che andrà nel nucleo a indurre la trascrizione genica.

INIBIZIONE SEGNALE DELLE CITOCHINE

Il legame con una citochina, spesso è utile per poter indurre la cellula a fare

qualcosa, anche di molto importante e potente. Ma talvolta non è necessaria

una determinata risposta, e quindi c’è bisogno che avvenga una regolazione

della trasduzione del messaggio portato dal legame con le citochine, in

maniera da bloccare sul nascere una trasduzione inutile o dannosa.

Viene interrotta da un processo di feedback-negativo indotto dalle proteine

SOCS, attivate dopo l’attivazione di STAT. Le SOCS contengono un dominio SH2

con i quali si legano alle JAK e le inibiscono, non consentono il legame di SOCS

cosi da evitare la prosecuzione del segnale.

RECETTORI CHE INDUCONO L’APOPTOSI

I linfociti posseggono un recettore chiamato Fas, il cui legame con il ligando

FasL induce la trimerizzazione di Fas. Fas contiene un dominio di morte

citoplasmatico, che si associa con una proteina FADD tramite contatti tra il

dominio di morte di FADD e quello di Fas. FADD ha anche un dominio di morte

effettore (DED) con il quale si lega ad una pro-caspasi 8 che in seguito a questo

legame rilascia pro caspasi attivata, nel citoplasma, che indurrà la morte della

cellula.

CAPITOLO 8: LO SVILUPPO E LA SOPRAVVIVENZA DEI LINFOCITI

SVILUPPO E MATURAZIONE LINFOCITI B

I linfociti T e B originano nel midollo osseo, dalla differenziazione di un

precursore multipotente linfoide. In origine una cellula staminale ematopoietica

si differenzia in un progenitore comune multipotente, che può differenziarsi nel

progenitore comune lifoide oppure in progenitore comune mieloide, il quale

potrà differenziarsi in eritrociti oppure nei granulociti, macrofagi, cellule

dendritiche ecc. Mentre il progenitore comune linfoide si differenzierà in linfociti

T, B, cellule NK e dendridiche.

I linfociti B originano e maturano nel midollo osseo, mentre i linfociti T si

originano in esso ma poi migrano nel timo, tramite la circolazione sanguigna,

nel quale matureranno.

Uno degli eventi che indirizza il progenitore linfoide a divenire un linfocita B, è il

legame tra il recettore per i fattori di crescita, FLT3 tirosina chinasi intrinseca

nel recettore stesso, con un ligando posto sulla membrana di una cellula

stromale del midollo osseo.

Un ulteriore passo verso la differenziazione è l’induzione dell’attivazione (non è

chiaro cosa le induce) dei fattori di trascrizione E2A ed EBF che faranno

esprimere delle proteine molto importanti per il proseguo dello sviluppo, come

ad esempio le RAG-1 e RAG-2, fondamentali per la ricombinazione somatica

RAG mediata, o la proteina ponte BLNK utile nella trasduzione del messaggio

del recettore delle cellule B.

Le fasi di maturazione di una cellula B sono: Pro-B Precoce, Pro-B Tardiva, Pre-B

Grande, Pre-B Piccola, B-Immatura, B-Matura.

Dopo queste prime fasi, si ottiene una cellula Pro-B Precoce, ed in questa

fase inizia il riarrangiamento del locus della catena pesante, tra i segmenti D e

J, grazie alle RAG che sono state sintetizzate. Questo riarrangiamento avviene

su entrambi gli alleli, con formazione di una cellula Pro-B Tardiva.

In questa fase, viene ad essere completata la ricombinazione con il

riarrangiamento tra i segmenti V e DJ, e nel caso questo avvenga con successo,

si otterrà una catena pesante finita e completa, con i domini costanti di una

IgM (viene scelto il gene miu, perché è il primo a valle del segmento V(D)J nel

locus.)

Quest’ultimo riarrangiamento, a differenza del primo, è sottoposto ad

esclusione allelica, in quanto non possono avvenire due ricombinazioni a buon

fine su entrambi gli alleli, altrimenti si avrebbero due catene pesanti aventi due

diverse specificità antigeniche. Quindi nel momento in cui una catena pesante

è stata prodotta, essa viene ad essere implementata in un surrogato di un

recettore insieme alle catene proteiche Lambda5 e VpreB, ed espressa sulla

superficie cellulare in maniera tale da provare l’effettivo funzionamento della

catena pesante neosintetizzata. Nel caso di corretto funzionamento, questa

tradurrà il messaggio di terminare la ricombinazione somatica di quel locus e

rinforzerà l’esclusione allelica. Il recettore surrogato è associato all’eterodimero

IgAlfa:IgBeta, veri fautori della trasduzione co le loro ITAMs.

Nel momento in cui questo Pre-Recettore viene ad essere espresso, otteniamo

una cellula Pro-B Grande. Questo oltre ad arrestare il riarrangiamento, induce

anche la proliferazione ottenendo come progenie cellule Pro-B Piccole, le

quali iniziano a riarrangiare il locus delle catene leggere.

Nel momento in cui si ottengono delle catene leggere funzionali, si assemblano

con le catene pesanti preformate per formare un recettore corretto finale, la cui

trasduzione induce l’interruzione della ricombinazione. In questo caso, oltre ad

esserci l’esclusione allelica, vi è anche l’esclusione isotipica in quanto in una

immunoglobulina può esserci solo una tipologia di catena leggera (o K o

Lambda).

Con l’espressione di questa IgM finita, si ottiene una cellula B immatura, che

diventerà matura dopo essere stata sottoposta al test della tolleranza centrale

(in quanto avviene nel midollo osseo) contro gli antigeni self.

Le cellule che legandosi ad un antigene self non vengono attivate per

effettuare una risposta contro di essi, possono maturare ed uscire dal midollo

osseo tramite circolazione sanguigna ed andare nella milza, nei linfoidi

secondari e nel sangue.

Se invece esse non sono tolleranti, possono incorrere in 4 destini diversi:

1)Morte per apoptosi o delezione clonale.

2)Revisione del recettore, ovvero continuerà la ricombinazione dei locus

sperando di ottenere una IgM non self-reattiva, e se così è la cellula può

maturare

3)Induzione di uno stato di Anergia, una situazione in cui il recettore

nonostante non tolleri il self, nel caso di contatto con esso, non genererà

nessuna risposta.

4)Ignoranza Immunologica: ovvero non accade nulla al linfocita nonostante sia

contro il self, perché il contatto con l’antigene self non è possibile in quanto

esso si trova in una zona dell’organismo che il linfocita non potrà mai

raggiungere, oppure hanno bassa affinità.

SVILUPPO E MATURAZIONE LINFOCITI T

I linfociti T originano nel midollo osseo, ma il loro precursore migra nel Timo per

procedere nella maturazione per diventare un linfocita T maturo naive.

Il timo è un organo linfoide primario, un organo posto in posizione posteriore al

cuore, costituito da svariati lobuli, divisi in due sezioni: quella superiore è la

sezione corticale esterna, e quella inferiore è la midollare.

La corticale è costituita da cellule epiteliali corticali, che circondano i vari

timociti in via di sviluppo (immaturi), e ci sono pochi macrofagi.

La midollare è costituita da cellule epiteliali midollari che circondano timociti

maturi, molti macrofagi ed anche cellule dendridiche.

La maturazione delle cellule T si divide in due macro fasi:

- Formazione di un recettore specifico per un complesso antigene:MHC in

seguito a riarrangiamenti produttivi dei geni corrispondenti

- Selezione delle cellule che legano in maniera efficiente le molecole MHC,

ma che non siano reattive ad antigeni self

Le distinte fasi di maturazione si basano sulla espressione di molecole di

superficie cellulare come il complesso CD3 e i corecettori CD4 e CD8.

La prima fase è la fase dei DOPPI NEGATIVI, e si divide in 4 passaggi basati

sull’espressione sulla superficie cellulare di determinate molecole:

1) Arrivate nel Tim, i linfociti T DN1, nella zona midollare, esprimono le

molecole di adesione KIT e CD44, ma non CD25.

2) Nella zona corticale, da qui in poi, le DN1 iniziano ad esprimere CD25 sulla

loro superficie e diventano DN2. Inizia il riarrangiamento del locus TCR-beta dei

segmenti D e J. Se il riarrangiamento non va a buon fine, la cellula muore.

3) Espressione di KIT e CD44 diminuisce, diventando DN3 ed iniziando il

riarrangiamento della catena Beta tra V e DJ, con successiva espressione della

catena riarrangiata inserita in un surrogato del recettore. La trasduzione del

messaggio di questo surrogato fa terminare ogni altra ricombinazione di questo

locus.

4) Dopo l’espressione del pre-recettore, perdono nuovamente l’espressione di

CD25 e progrediscono diventando DN4, stadio nel quale le cellule prolificano.

5) A questo punto i timociti ottenuti diventano DOPPI POSITIVI, esprimendo sia

CD4 che CD8 e bassi livelli del TCR ed entrano nelle regioni più profonde della

corticale.

I timociti doppi positivi sono inizialmente di grandi dimensioni, ma poi cessano

di proliferare divenendo doppi positivi piccoli.

Inizia in queste cellule, il riarrangiamento del locus TCRalfa.

SELEZIONE POSITIVA E NEGATIVA

La selezione positiva avviene nelle zone finali corticali (verso la midollare) dei

lobuli del timo, mediata da cellule corticali epitaliali.

Le cellule epiteliali corticali esprimono molecole MHC di classe 1 e 2 che

devono essere riconosciute e legate dal TCR del linfocita immaturo. Se il

legame TCR:MHC è troppo forte, o troppo debole, allora la cellula non supera la

selezione positiva e vengono eliminate per apoptosi.

La cellula supererà la selezione se il legame sarà abbastanza forte (al punto

giusto) da far ricevere un segnale dal recettore TCR.

Le cellule epiteliali corticali esprimono complessi MHC:peptide self, ma per la

selezione positiva è importante solo il legame TCR:MHC.

Il locus TCRalfa continua a riarrangiarsi durante la selezione positiva cosi da

dare maggiori probabilità di successo nel legame, nel caso un primo

riarrangiamento non sia stato produttivo per formare un recettore abbastanza

forte da legarsi all’MHC. Una volta superata la selezione positiva però, il

riarrangiamento del TCRalfa termina.

I timociti che superano la selezione positiva, continuano a maturare ed iniziano

ad esprimere alti livelli di TCR, e smettono di esprimere uno dei due corecettori,

divenendo singoli positivi. Ma alcune cellule possono diventare singole positive

anche dopo la selezione negativa.

Dopo aver superato la selezione positiva, vi è un’ulteriore selezione, stavolta

negativa.

Questa avviene nella zona midollare, ed è mediata da cellule dendridiche.

Queste cellule dendridiche esprimono complessi MHC di classe 1 e 2 con

peptidi self ed interagiscono con il TCR del linfocita T in via di sviluppo che ha

superato la selezione positiva. I timociti che legano troppo bene il complesso

sono eliminati, in quanto possibili linfociti self reattivi, che possono attivarsi ed

intraprendere una risosta immunitaria self. Infatti, se questi timociti sfuggono

alla selezione negativa, c’è il rischio di incorrere in una malattia autoimmune.

Le selezioni delle cellule T avvengono a livello delle cellule doppie positive, fino

ad arrivare nella situazione di singole positive.

Sono stati proposti due modelli per spiegare questo passaggio:

1) Secondo il Modello Istruttivo, il segnale ricevuto dai complessi MHC +

peptide, durante le selezioni, può down-regolare uno dei due co-recettori,

quello non utile in risposta a tale segnale. Es: se la T riconosce l’antigene

in un MHC-2 allora il CD8 verrà down-regolato.

2) Secondo il Modello Stocastico, la cellula decide in modo casuale di down-

regolare un co-recettore piuttosto che un altro. Se down-regola quello

corretto sopravviverà, altrimenti morirà.

Le T singole positive ottenute sono il 2% di quelle sopravvissute. Nonostante

ciò, esistono comunque cellule autoimmuni in quanto è ha maggiore priorità

rispondere alle infezioni ed evitare una possibile malattia piuttosto che evitare

a tutti i costi la formazione di una cellula autoimmune

Diversamente dalle cellule B, nelle quali i geni che codificano per il BCR

riarrangiano in un determinato ordine, i geni Beta, Gamma e Delta del TCR

iniziano a riarrangiarsi allo stesso tempo.

Se avviene un riarrangiamento produttivo dei geni Gamma o Delta, prima dei

geni Beta, la cellula T sarà destinata ad avere un TCR Gamma:Delta, con

conseguente arresto dei riarrangiamenti dei geni Gamma.

ORGANI LINFOIDI SECONDARI

Nel momento in cui un linfocita diventa maturo, esso migra tramite la

circolazione sanguigna all’interno di un organo linfoide secondario, come la

milza, i linfonodi o un MALT, ovvero un organo linfoide associato alle mucose

come le Placche di Peyer.

Ognuno di questi organi ha sezioni precise nelle quali si trovano separatamente

i linfociti T e B. La polpa bianca è quella dove si trovano i linfociti. I linfociti B si

trovano nelle aree più marginali della polpa bianca, all’interno di follicoli dove

possono nascere anche centri germinativi dove vengono sottoposti a

ipermutazione somatica. All’interno di questi centri ci sono anche cellule

dendridiche follicolari che riconoscono complessi formati da antigene, anticorpo

e complemento.

L’area dei linfociti T è quella attorno all’arteriola, e anche qui vi sono specifiche

DC.

Nei linfonodi, l’area delle cellule B è circoscritta in follicoli simili a quelli della

milza, posti sotto la corteccia esterna, mentre quella delle T è tutta l’area che

circonda questi follicoli, e nella quale arrivano tutte le cellule che fuoriescono

dalle HEV, poste anch’esse li. La milza non ha connessioni con il sistema

linfatico, mentre i linfonodi si.

CAPITOLO 9: LA RISPOSTA DELLE CELLULE T

Una volta ottenuti dei linfociti maturi, aventi recettori funzionali e non self-

reattivi, questi migrano dal loro organo primario di formazione e passano alla

milza, per poi entrare nel circolo sanguigno fino a quando non verranno ad

essere richiamati all’interno di un organo linfoide periferico locale per essere

attivati.

I linfociti T maturi sono naive, in quanto non sono ancora entrati in contatto con

il loro antigene specifico. Questo contatto avviene in un organo linfoide

periferico ad opera delle cellule dendridiche convenzionali attivate, che

presenteranno sulla loro superficie il complesso MHC:peptide specifico.

ATTIVAZIONE CELLULE DENDRIDICHE CONVENZIONALI E MIGRAZIONE

Le cellule dendridiche convenzionali nascono nel midollo osseo da progenitori

sia mieloidi che linfoidi. Una volta formati, si trovano praticamente in tutto il

corpo, sulle superfici epiteliali e negli organi solidi. Queste possiedono recettori

fagocitici, come il recettore Fc, recettore del complemento, recettori della

famiglia della lectina (dectina-1, recettore del mannosio, DEC 205) che

riconoscono i carboidrati sui patogeni, tramite i quali queste cellule fagocitano

il patogeno per poi processare tramite la via esogena le proteine del patogeno.

Prima di essere attivate, il loro fenotipo è immaturo.

Ma queste cellule possiedono anche recettori di segnale, come i TLR, che

riconoscono determinati profili molecolari e la trasduzione del messaggio di

questi recettori una volta legati al ligando, provocano risposte nella DC, come

produzione di citochine, o come nel caso interessato, espressione del recettore

di membrana CCR7. (PS: c’è downregolazione dei recettori per le chemochine

che le trattengono nel tessuto infetto, ed una upregolazione del CCR7)

Questo cambiamento è chiamato “abilitazione” della cellula dendridica, e può

essere indotto non solo dal legame TLR:ligando, ma anche dal legame di alcune

citochine prodotte durante la risposta infiammatoria o dal danno tissutale.

Tramite questo recettore, le DC possono riconoscere le chemochine CCL21

secrete dalle cellule stromali ed endoteliali del linfonodo più vicino, ed essere

attirate al loro intero. Questo primo legame provoca già un inizio di

maturazione delle DC, che si conclude durante la migrazione, con l’espressione

delle molecole costimolatorie B7.1 e B7.2 oltre che alti livelli di complessi

MHC:peptide che nel frattempo si sono formati. Durante la maturazione ci sono

anche dei riarrangiamenti del citoscheletro, che penso aumentino la

dimensione delle DC.

EXTRAVAZIONE ED ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI T NAIVE

Arrivate nei linfonodi, queste iniziano a secernere CCL18 e CCL19, che insieme

a CCL21 attirano i linfociti T.

L’uscita dai vasi sanguigni dei linfociti T è detta extravasione. In generale il

contatto dei linfociti T con altre cellule, che siano cellule endoteliali o cellule

bersaglio, è mediato da selectine, integrine e membri della famiglia delle

immunoglobuline. Tutte molecole di adesione espresse costitutivamente o

indotte.

La L-Selectina è la prima molecola sulla superficie della cellula T con la quale

essa inizia ad avere contatti con le cellule endoteliali del vaso sanguigno.

Questi contatti, deboli, si formano e si disfano, inducendo il linfocita a rotolare

lungo l’endotelio, e rallentando la sua corsa all’interno del torrente sanguigno.

La L-Selectina, è la responsabile dell’Homing dei linfociti, in quanto è lei che

indirizza i linfociti verso i tessuti linfoidi secondari. Per homing si intende il solo

indirizzamento verso i linfoidi secondari, e non qualsiasi tessuto! Importante!

La P e la E selectine invece vengono ad essere espresse dalle cellule endoteliali

nei tessuti infiammati, per richiamare cellule effettrici.

A questo punto, le CCL21 prodotte dalle cellule endoteliali, si legano al

recettore sui linfociti ed inducono l’espressione dell’integrina LFA-1, la quale si

lega specificamente con molecole della famiglia delle immunoglobuline

presenti sulle cellule endoteliali, ICAM-1 e ICAM-2. Questo legame è invece

molto forte, e dopo che avviene, il linfocita esce dal vaso per entrare nel

tessuto linfoide secondario. Qui questi vengono ad essere orientati tramite le

chemochine prodotte dalle dendridiche e dalle stromali, in maniera tale da

poter controllare tutte le superfici cellulari delle DC attivate nel linfoide in cerca

del complesso MHC:peptide a loro specifico.

Le prime interazioni tra linfociti e DC sono deboli, così da controllare e staccarsi

il più presto possibile nel caso in cui non ci sia corrispondenza, così da legarsi

ad altre DC. Il TCR interagisce con il complesso MHC:peptide e LFA-1

interagisce con ICAM-1 o ICAM-2.

Se non c’è corrispondenza in quel linfoide, i linfociti escono tramite i dotti

efferenti (o tramite circolazione se siamo nella milza) e tornano a circolare nel

sangue.

Nel caso in cui il linfocita riconosca il suo complesso specifico, il TCR viene

attivato e ciò porta ad un cambiamento conformazionale in LFA-1 che interagirà

con maggiore forza con i suoi ligandi, in maniera da continuare il contatto e

renderlo più forte.

Questo contatto viene detto “priming” dei linfociti, in quanto consiste

nell’attivazione di una T naive, e per differenziarlo dall’azione delle effetrici

sulle cellule bersagio o delle T di memoria sulle bersaglio. Le cellule attivate

downregolano il TCR che è stato interessato durante la presentazione con

l’APC. Un singolo MHC:peptide può attivare diversi TCR: serial triggering.

Per attivarsi, le T naive hanno bisogno di 3 segnali:

Segnale 1: dato dal contatto tra recettore e MHC:peptide

Segnale 2: interazione corecettori (CD28 o CTLA-4) con molecole costimolatorie

(B7.1/B7.2)

Segnale 3: contatto di determinate citochine, importante per il

differenziamento della progenie

La regione di contatto fisico tra APC e T-cell viene chiamata SINAPSI

IMMUNOLOGICA o CLUSTER di ATTIVAZIONE sopramolecolare. Al centro di

questa sinapsi si trova il complesso del recettore, con gli eterodimeri CD3 e i

corecettori CD4/CD8 e CD28 o CTLA-4. Le integrine si trovano invece in

periferia.

Il legame di CD28 porta all’espressione del fattore di crescita IL-2 e del suo

stesso recettore, che induce la proliferazione della cellula attivata (dura 4-5

giorni la proli)

Le cellule generate si differenziano in cellule T effettrici o in cellule T della

memoria. L’azione effettrice delle cellule T è un’azione cellulo-mediata. Le T

attivate instaurano contatti con le cellule bersaglio, ed agiscono su di esse

tramite le solite molecole di adesione che utilizzano sia per extravasare che per

interagire con le DC.

Le cellule T CD8 si differenziano in cellule T effetrici con il compito di interagire

con cellule infettate, ed ucciderle una volta riconosciuto il loro complesso

MHC:antigene

che indica un’infezione al loro interno e la loro incapacità a distruggere la

minaccia. Le cellule T CD4 invece si differenziano in 5 diverse cellule effettrici,

che hanno differenti funzionalità, ed agiscono anch’esse in maniera cellulo-

mediata. Le cellule T della memoria invece, rimangono in circolo in vita, anche

dopo l’eliminazione della minaccia, in maniera tale da poter agire molto

rapidamente nel momento in cui l’organismo venga nuovamente attaccato dal

medesimo patogeno.

Le cellule T effettrici non esprimono più la L-Selectina, in quanto non

migreranno più e quindi non più necessaria, mentre aumentano l’espressione di

LFA-1 per i contatti linfocita:cellula-bersaglio, ed iniziano ad esprimere

l’integrina VLA-4, che si lega alla molecola di adesione VCAM-1 espressa sulle

endoteliali, molecola di adesione utile nei siti infiammati.

Le cellule T CD8 necessitano di una stimolazione in più per attivarsi, e questa è

data dalle cellule T CD4 effettrici, in quanto aiutano le DC ad esprimere meglio

gli antigeni.

Le cellule T CD4 possono differenziarsi in 5 classi diverse, e questo avviene

grazie al segnale 3 durante l’attivazione negli organi linfoidi secondari:

Cellule T 1: cellule che producono citochine che attivano i macrofagi rendendoli

H

capaci di distruggere più efficientemente i microrganismi intracellulari

Cellule T 2: cellule che producono citochine che attivano eosinofili , mastociti e

H

basofili, utili per difendere le mucose

Cellule T 17: cellule che producono IL-17 che induce le cellule epiteliali e

H

stromali locali a produrre chemochine che richiameranno i neutrofili nella sede

dell’infezione.

Cellule T regolatorie: classe molto eterogenea che sopprime le cellule T

autoimmuni, self-reattive

Cellule T follicolari helper: cellule T presenti nei follicoli delle cellule B, molto

FH

eterogenee, che possono produrre citochine come INF-GAMMA che induce nelle

B la produzione di IgG, oppure possono produrre IL-4 che indurrà la produzione

di IgE.

Le molecole prodotte durante il contatto cellula-cellula, nella sinapsi

immunologica dalle T effettrici sono citotossiche, per le CD8 e citochine per le

CD4.

Le citochine sono soprattutto INF-GAMMA per i T CD8, utile per bloccare la

replicazione virale o addirittura uccidere il virus senza uccidere la cellula

infetta.

Le molecole sono rilasciate in maniera polarizzata, in modo che esse escano

nel sito di legame con la cellula bersaglio.

Le cellule T CD8 invece rilasciano molecole citotossiche, contenute in granuli

citotossici, tramite un meccanismo calcio-dipendente, dopo il riconoscimento

della cellula bersaglio, sulla superficie della stessa. Queste molecole sono in

forma attiva all’interno dei granuli, ma le condizioni di quest’ultimi impediscono

il loro funzionamento finchè non vengono rilasciate. Tra queste indichiamo:

Perforina: proteina presente in questi granuli, che provoca pori nella

membrana della cellula bersaglio. Presente anche nelle NK.

Granzimi: entra nei pori creati dalla perforina ed induce la cascata della

caspasi

Granulisina: altera la permeabilità delle cellule.

Durante la trasduzione del messaggio di una cellula T (dopo il legame del

recettore al complesso MHC:peptide), esistono dei peptidi detti Altered Peptide

Ligands (APL) che inducono una fosforilazione non ottimale delle subunità Z

del TCR, con conseguente mancato richiamo di ZAP-70. Questo può condurre

ad uno stato di anergia delle cellule T.

INIBIZIONE DELL’ECCESSIVA PROLIFERAZIONE AD OPERA DI CTLA-4

CTLA-4 è un corecettore delle cellule T, omologo di CD28 ma con funzione

inibitoria anzicchè stimolatrice. E’ up-regolato in seguito all’attivazione di T

(48h dopo) e downregolato dopo 96h. CTLA-4 lega le molecole B7 con

attivate.

maggiore affinità di CD28, ed invia segnali inibitori alle cellule T

Questo perché l’espressione di CTLA-4 inizia in seguito all’attivazione delle

cellule T, e dell’iniziale legame di CD28 ai costimolatori sulla APC (upregolato

48h dopo l’attivazione).

CTLA-4 è un CO-INIBITORE, e la sua azione è importante in quanto rende meno

sensibili le cellule T attivate (la progenie delle T-naive) ad una nuova

stimolazione da parte di una APC, limitando così la quantità di IL-2 che queste

potrebbero secernere, che ricordiamo, è induce la prolificazione delle T appena

attivate.

Il legame CTLA-4:B7 è essenziale per limitare la prolificazione delle cellule T.

Altrimenti, se una cellula T naive venisse attivata da un legame con l’APC,

questa prolifica e si differenzia in altre 100 cellule. Tutte queste 100 cellule, se

non ci fosse l’upregolazione di CTLA-4 in esse, legherebbero altri costimolatori

nelle APC, proliferando a loro volta e generando un numero enorme di cellule T

effetrici, superiore a quello necessario per combattere l’infezione.

Infatti, i topi senza CTLA-4 muoiono a causa di una proliferazione linfocitaria

eccessiva.

MACROFAGI E CELLULE B PRESENTANO ANTIGENI

Oltre alle cellule dendridiche, anche i macrofagi e i linfociti B possono

presentare il complesso MHC:antigene.

I macrofagi si trovano praticamente in ogni tessuto del corpo, e anche negli

organi linfoidi primari e secondari nei quali sono utili nella distruzione delle

cellule morte.

I macrofagi che hanno fagocitato patogeni tramite i loro recettori fagocitici, ma

che non sono riusciti a distruggerlo, processano e presentano un antigene

sottoforma di peptide:MHC, e verrà poi riconosciuto da una cellula T effettrice

che agirà su di essa.

I linfociti B riconoscono antigeni tramite le loro immunoglobuline di

membrana, ed inseguito questo viene assorbito tramite fagocitosi. Se

l’antigene ha carattere proteico, questa verrà processata e presentata in una

MHC di classe 2.

CAPITOLO 10: LA RISPOSTA IMMUNITARIA UMORALE

La funzione principale della risposta immunitaria umorale è quella di evitare

l’ingresso dei patogeni all’interno delle cellule, evitando cosi che queste

possano riprodursi ed infettarle. Ciò è possibile grazie all’azione degli anticorpi,

che legandosi ai patogeni, impediscono il loro ingresso in differenti modalità.

1) Neutralizzazione: i patogeni (virus o batteri) che devono penetrare le

cellule per moltiplicarsi verranno intercettati dagli anticorpi, neutralizzandoli e

prevenendo l’aderenza alle cellule bersaglio.

2) Opsonizzazione: Il legame degli anticorpi ai patogeni li opsonizzerà

rendendoli più facilmente visibili ed anche riconoscibili dai fagociti, che tramite

i loro recettori Fc, con i quali si legano alle regioni Fc degli anticorpi, potranno

fagocitare la minaccia.

3) Attivazione del complemento: Gli anticorpi che rivestono un patogeno

possono dare il via alla cascata della via classica, in quanto C1q può legarsi alla

sezione Fc di una IgM o di una IgG. In questa maniera, si otterrà C3b che

opsonizzerà il patogeno e i fagociti aventi i recettori del complemento saranno

favoriti nella fagocitosi. Oppure le proteine finali della cascata si uniranno in

complessi in grado di forare le membrane plasmatiche dei patogeni.

Gli anticorpi impediscono anche che le tossine possano legarsi ai loro recettori

sulle cellule dell’ospite, legandosi ad esse prima che il legame avvenga.

Altrimenti il complesso recettore:tossina verrebbe endocitato con successivo

rilascio nel citoplasma delle tossine ed infezione. Stesso principio vale per

l’impedire il legame di virus alla superficie cellulare di un ospite, impedendo la

diffusione del DNA virale nel citoplasma.

ANTIGENI TIMO-DIPENDENTI E TIMO-INDIPENDENTI

I linfociti B vengono ad essere attivati all’interno dei linfonodi, o degli organi

linfoidi secondari, attraverso due segnali che esse ricevono da parte degli

antigeni, e non solo. Alcuni antigeni sono Timo-Dipendenti, mentre altri sono

Timo-Indipendenti, e di questa categoria esistono quelli di tipo 1 e di tipo 2.

Gli antigeni TD mandano il primo segnale di attivazione alla cellula B tramite

il loro legame crociato ai BCR di membrana, ma necessitano del secondo

segnale inviato da una cellula T helper che riconosca lo stesso antigene

della cellula B coniugata. La B in questione deve poter internalizzare l’antigene

tramite il suo BCR e processarlo e presentarlo tramite complesso MHC:peptide

alla T helper, che riconoscerà così un peptide che originariamente apparteneva

all’antigene originale, trasmettendo così il secondo segnale necessario

all’attivazione. Due linfociti (B e T) che riconoscono lo stesso antigene viene

detto riconoscimento coniugato.

In seguito al riconoscimento dell’MHC, la cellula T è stimolata ad esprimere

CD40L sulla sua superficie, il ligando di CD40 sulla superficie della B. Questo

legame è responsabile dell’attivazione, ed aumenta la proliferazione della B e

induce scambio di classe e ipermutazione somatica.

Gli antigeni TI-1 possono indurre l’attivazione delle B in quanto legano

contemporaneamente sia BCR (segnale 1) che altri recettori, come i TLR

(segnale 2) e tra questi conosciamo i lipopolisaccaridi LPS, o il DNA batterico.

Mentre gli antigeni TI-2 inducono l’attivazione semplicemente legando i BCR, e

con l’aiuto delle citochine prodotte dalle T helper che si legano ai medesimi

antigeni ed in loro risposta le producono in aiuto delle B. Molti patogeni

comunque, contengono antigeni sia TI che TD.

(Le cellule B vengono attivate quando i loro recettori BCR sono cross-linked

dagli antigeni.)

MECCANISMO DI ATTIVAZIONE CELLULE B

L’attivazione delle cellule B avviene in luoghi specifici dei linfoidi. Parlando dei

linfonodi, le cellule B entrano al loro interno attraverso le HEV e si trovano nella

zona delle cellule T. Vengono attratte nei follicoli primari posti sotto la

corteccia, dalle CXCL13 prodotte dalle cellule dendridiche follicolari (FDC)

riconosciute dal loro recettore CXCR5. All’interno dei follicoli si trovano gli

antigeni che sono stati trattenuti qui, dopo essere stati opsonizzati da C3b,

dalle FDC tramite i loro recettori CR1 e CR2 presenti sulle loro lunghe

protuberanze, pronti ad essere presentati alle B. Nel momento in cui la

presentazione avviene, le B internalizzano i patogeno ed esprimono CCR7

tramite il quale verranno traportate verso il confine del follicolo, con la zona

delle cellule T grazie all’azione della CCL21 prodotta dalle dendridiche e dalle

stromali del linfonodo. (Se le cellule B legano con poca affinità l’antigene,

muoiono per apoptosi.) Contemporaneamente, anche le T helper follicolari

migrano verso il follicolo, e riconoscono il complesso MHC:peptide espresso

dalle B attivate che hanno appena fagocitato l’antigene. Questo legame induce

l’espressione di CD40L e di citochine che promuovono l’attivazione delle B.

Dopo l’attivazione, le B migrano dal bordo ed escono nella zona delle T dove

stabiliscono un focolaio primario di proliferazione, fino a raggiungere lo

stadio di plasmacellule, che possono rimanere qui oppure migrare nel midollo

osseo e continuare a produrre anticorpi.

Può succedere anche che le B ritornino insieme alle loro T coniugate nel

follicolo primario dove continuano a proliferare e formano un centro

germinativo, divenendo un follicolo secondario.

All’interno dei centri germinativi avviene l’ipermutazione somatica e lo

scambio di classe. Inoltre le cellule che sopravvivono nei centri germinativi, si

differenziano in plasmacellule o cellule B della memoria. Le plasmacellule

derivano dalla differenziazione delle B attivate, oppure anche dalla

differenziazione delle B di memoria attivate. Esse smettono di esprimere le

MHC di classe 2, e non rispondono più ad un contatto con un antigene. Vivono

per molte settimane, e migrano lontano dall’iniziale contatto con le T Helper,

magari nel midollo osseo.

(L’attivazione delle cellule B induce l’upregolazione delle MHC-2, di B7.2, di

ICAM-1 e di IL-2R.)

SCAMBIO DI CLASSE

Inizialmente, la ricombinazione somatica porta all’ottenimento di una Ig di

membrana IgM o IgD in quanto sono i primi geni posti a valle dei segmenti

codificanti il dominio variabile della catena pesante. Questi vengono

selezionati, o uno o l’altro, durante lo splicing nella maturazione dell’mRNA.

Dopo l’attivazione di una cellula B matura naive, può avvenire switch di classe,

all’interno di centri germinativi. Ovvero avviene una sorta di ricombinazione

nella quale viene excisso un frammento di DNA in maniera tale da far

rimanere, come gene più vicino a valle del segmento VDJ, il gene da voler

trascrivere e tradurre. Ad esempio, una cellula B che fino ad allora ha

sintetizzato solo IgM, subisce switch di classe, ovvero verrà excisso un

segmento di DNA avente quel gene, e magari anche altri, in maniera tale da far

rimanere più vicino (a valle) il gene di un’altra regione costante di una catena

pesante, come ad esempio il gene IgAlfa, cosi da far produrre alla cellula una

IgA. Lo scambio di classe è guidato dalle citochine secrete dalle cellule T Helper

legate ad esse.

NOZIONI SU ANTICORPI, IgA

Le IgM sono le prime ad essere secrete in quanto non c’è bisogno di uno switch

di classe per essere prodotte.

Le IgA sono la classe principale nelle secrezioni (IgA-2, mentre IgA-1 si trova

nel siero), e le più importanti sono quelle che provengono dagli epiteli che

rivestono le vie intestinali e respiratorie. Sono opsonine meno potenti rispetto

alle IgG. Sono le responsabili della difesa delle mucose e vengono ad essere

trasferite con il latte materno attraverso il colostro, al neonato.

Sono importanti per una fenomeno detto transcitosi: le IgA riescono ad

attraversare, le cellule epiteliali intestinali tramite transcitosi. Nella parte baso

laterale di queste cellule epiteliali vi sono dei recettori detti pIgR che

riconoscono le immunoglobuline. Le IgA legano questi recettori e vengono ad

essere internalizzate insieme a questi recettori all’interno di una vescicola

endocitica. La vescicola arriverà fino alla regione apicale della cellula, dove si

fonderà con la membrana plasmatica e farà fuoriuscire la IgA, che rimarrà

ancorata alla membrana tramite pIgR. Questo recettore verrà eliminato e la IgA

sarà libera di diffondere all’interno del lume intestinale, per così difenderlo e

gestire la flora intestinale.

Gli anticorpi IgA secreti sulle superfici delle mucose dell’intestino, dell’apparato

respiratorio ecc sono importanti nell’inibire la colonizzazione di queste superfici

da parte di patogeni.

L’interazione tra IgE e il suo recettore Fc-epsilon è la più forte ed ha una

bassissima probabilità di dissociazione.

ATTIVAZIONE VIA CLASSICA

Un altro modo con il quale possono difendere dalle infezioni dei patogeni, è

tramite l’attivazione della via classica del complemento.

La via classica è innescata nel momento in cui C1q lega gli anticorpi legati sulla

superficie di un patogeno. Almeno due teste di C1q devono legarsi per

scatenare la cascata, e gli anticorpi interessati sono IgM e IgG. Nel caso di

IgM, secrete sottoforma di pentamero, assumono la forma a staffa nel

momento in cui si legano al patogeno. Ogni testa di C1q legherà un monomero

del pentamero, mentre nel caso delle IgG, almeno due teste si legheranno una

ciascuna alle due IgG, tramite

cross-linking. A questo punto, i fagociti aventi recettori del complemento,

legheranno C3b ottenuto dalla cascata della via classica, che nel frattempo ha

opsonizzato il patogeno, tramite i loro recettori Fc e fagociteranno più

facilmente il patogeno.

I recettori Fc sono composti da molte subunità, ma solo la catena alfa riconosce

la proteina del complemento.

Nelle IgG, il dominio interessato nel legame con C1q è il C2

Nelle IgM: C3 lega C1q; C4 media la polimerizzazione; C4 contiene le regioni

transmembrana e citoplasmatiche che vengono rimosse durante la

maturazione dell’mRNA durante la secrezione della IgM.

ATTIVAZIONE NK

Le NK riconoscono cellule infette opsonizzate da anticorpi, tramite legami

crociati (cross-link) dei suoi recettori Fc. Ciò induce la degranulazione delle NK

che uccideranno tali cellule.

NOTE FINALI:

Immunocomplessi: quando un anticorpo reagisce con un antigene solubile, il

legame dell’antigene con l’anticorpo forma un immunocomplesso

Iccosomi: sono piccoli frammenti di membrana rivestiti da immunocomplessi

che si staccano precocemente dalle protuberanze delle delle FDC nei follicoli

linfoidi durante la risposta anticorpale secondaria.

La risposta secondaria

Avviene quando un antigene invade l'organismo una seconda volta. L'antigene

attiva le cellule memoria T e B che portano i recettori specifici per

quell'antigene: queste proliferano e si differenziano in cellule immunitarie

funzionanti, che agiscono immediatamente. Dato che le cellule memoria

"conoscono" già l'antigene, non sono più necessarie le prime fasi di

riconoscimento e quindi la risposta secondaria è più efficace e più veloce della

risposta primaria allo stesso antigene.

Questo tipo di risposta è sfruttato nelle vaccinazioni .

Antigeni Polivalenti: hanno più di un epitopo, e quindi possono essere

riconosciuti da più recettori ed anticorpi.

Antigeni Monovalenti: hanno un solo epitopo riconoscibile da uno specifico

recettore/anticorpo.

Anticorpi Monoclonali sono tutti geneticamente identici, perché prodotti da

plasmacellule clone di una sola cellula B attivata, e sono diretti contro un solo

epitopo di un antigene.

Anticorpi Policlonali sono anticorpi prodotti contro un antigene, tutti

geneticamente diversi perché prodotti da plasmacellule derivanti da differenti

cellule B attivate e ognuno di essi riconoscerà un epitopo diverso DELLO

STESSO ANTIGENE. Dicesi anticorpo policlonale una miscela di anticorpi, non no

solo ovviamente.

CAPITOLO 11: DINAMICHE DELL’IMMUNITÀ ACQUISITA

La risposta immunitaria è un processo dinamico, e sia la sua natura che la sua

intensità variano nel tempo. La prima forma di difesa (non specifica) è

caratterizzata dall’immunità innata, dalle sue cellule, dalle barriere epiteliali

e dalle proteine antimicrobiche. L’attivazione di una prima risposta aspecifica è

fondamentale, non solo per i suoi effetti di eliminazione e scrematura delle

minacce, ma anche perché in seguito ai contatti con i patogeni, le cellule

dell’immunità innata si attivano ed iniziano ad esprimere molecole

costimolatorie sulla loro superficie, fondamentali per l’attivazione dei linfociti.

Inoltre queste stesse cellule producono citochine e altre proteine, in

risposta ai patogeni, che saranno utili anche per i linfociti e per la loro

differenziazione.

Nel momento in cui un organismo viene a contatto con un patogeno o con delle

particelle infettive, vi è il primo contatto tra questi e le superficie epiteliali

quali la cute, il tratto respiratorio o urogenitale, ai quali antigeni o patogeni si

legano tramite molecole presenti sulle cellule dell’ospite. Avvenuto il contatto,

l’agente infettivo può causare un focolaio d’infezione sulla superficie oppure

penetrare e replicarsi all’interno. In questo stadio molti dei microorganismi

sono eliminati o controllati dalle difese immunitarie innate.

La malattia insorge dopo che il microorganismo ha stabilità un focolaio infettivo

all’interno dell’ospite.

I patogeni extracellulari diffondono attraverso i vasi linfatici o il sangue,

mentre quelli intracellulari diffondono da cellula a cellula, da una a quella più

vicina oppure possono utilizzare i fluidi extracellulari come veicolo per andare

ad infettare cellule più lontane l’una dall’altra.

Dopo l’origine di un focolaio infettivo, i macrofagi tessutali intervengono

contro questi patogeni, e si attivano dopo aver legato profili molecolari legati

ad esso come LPS tramite i loro TLR.

Attivandosi, questi iniziano a produrre citochine e chemochine, in particolare

TNF-ALFA che induce cambiamenti nelle cellule endoteliali dei capillari

locali, le quali si attivano, dando così origine all’infiammazione del tessuto

interessato, infetto.

L’infiammazione può anche essere causata dall’attivazione del complemento e

dall’azione delle anafilotossine C3a e C5a, anch’esse capaci di attivare

l’endotelio dei capillari locali.

Le cellule endoteliali attivate si allontanano l’una dall’altra (vasodilatazione)

causando rossore, calore e

e quindi aumenta la permeabilità vascolare

gonfiore.

Le citochine prodotte dalle cellule dell’immunità innata inducono l’espressione

della E-Selectina e di ICAM-1 sulle cellule endoteliali, molecole di adesione alle

quali le cellule infiammatorie (macrofagi e neutrofili) ed i monociti (che

migrando maturano in macrofagi) si legano per l’extravasione, (e

successivamente anche i linfociti legheranno ICAM con LFA-1 per extravasare,

perché è vero che una volta attivi perdono L-selectina, ma LFA-1 rimane, anzi si

alza l’espressione)

Queste cellule arrivano in gran numero nel tessuto infetto a formare un

focolaio infiammatorio, rilasciando inoltre mediatori chimici che causano

dolore.

Durante la risposta infiammatoria si attivano le cellule dendridiche, che si

trovano in quasi tutti i tessuti, fondamentali per l’attivazione dell’immunità

acquisita e dei linfociti.

Le DC fagocitano gli antigeni, li processano e presentano insieme alle MHC, e

vengono attivate tramite i loro recettori di segnale come i TLR. Questo legame

le “abilita” inducendo l’espressione del recettore CCR7 che le rende attirabili

dalle CCL21 prodotte negli organi linfoidi secondari locali dalle stromali e dalle

endoteliali dell’HEV. Esse migrano così nei linfoidi secondari, e nel mentre

maturano in cellule in grado di presentare l’antigene, aumentando

l’espressione dei complessi MHC:peptide e delle molecole costimolatrici B7.1/2.

Giunte nei linfoidi secondari, esse attivano i linfociti T naive, giunti a loro volta

lì attirati dalle chemochine, le quali si legano debolmente con ogni DC in cerca

del loro antigene specifico.

Le DC che hanno presentato efficacemente un antigene, muoiono.

Le T naive attivate, prolificano e maturano in T effettrici che rientrano in circolo

fino ad arrivare nei tessuti infetti, grazie anche agli effetti dell’infiammazione

sui capillari dilatati, che lasciano fuoriuscire i linfociti T effettori. L’azione di

citochine e chemochine nella sede dell’infezione da parte delle cellule

infiammatorie ha quindi un effetto a lungo termine, consentendo anche ai

linfociti attivati di sfruttare la vasodilatazione precedentemente indotta nei vasi

del tessuto infetto.

DIFFERENZIAZIONE DELLE CELLULE T CD4

TH17 e T regolatrici

I linfociti T necessitano di 3 segnali per attivarsi, proliferare e differenziarsi. Il

segnale numero 3 è quello indotto dalle citochine prodotte dalle cellule

dendridiche nel momento della presentazione, ed è quello che stimola il

differenziamento nella loro prole.

A seconda del tipo di infezione in atto, le cellule dell’immunità innata vengono

stimolate differentemente, e quindi anche le risposte saranno più mirate nei

confronti di quel tipo esatto di patogeno.

All’inizio di una infezione di un batterio extracellulare ad esempio, quando le

DC non sono ancora attivate, esse producono TGF-BETA e poco IL-6. Nel

momento in cui le DC vengono attivate, queste iniziano a sintetizzare

maggiormente IL-6, la quale citochina induce le T CD4 a differenziarsi in TH17.

Le TH17, escono dal linfonodo e vanno nei tessuti infettati. Incontrano gli

antigeni del patogeno e quindi iniziano a secernere IL-17, il cui recettore è

praticamente ubiquitario sulle cellule epiteliali dei tessuti. Queste cellule cosi

vengono stimolate, in seguito a questo legame, a produrre chemochine che

attireranno nel tessuto interessato, neutroflili e granulociti.

Le TH17 possono anche secernere IL-22 che induce la produzione di peptidi

antimicrobici da parte delle stesse cellule epiteliali.

In assenza di infezioni, le DC assumono antigeni self e li portano nei linfoidi

secondari locali, dove incontrano le T naive specifiche. In assenza di infezioni,

le DC non sono state attivate e quindi producono TGF-BETA e non IL-6. Nel

momento della presentazione, la cellula T specifica legata recepirà anche TGF-

BETA e di coseguenza si differenzierà in cellula T regolatrice in grado di

inibire l’attivazione di altre cellule T, magari self-reattive. Nello specifico,

regolatrice

essendosi differenziata in regolatrice nei linfonodi, viene detta

acquisita. regolatrice

Se invece si fosse formata nel timo, sarebbe definita

naturale.

TH1 e TH2

Le cellule T naive si differenziano in TH1 e TH2 in risposta a patogeni

intracellulari, come virus e batteri che si riproducono all’interno di una

cellula, a differenza delle TH17 che si generano in risposta di quelli

extracellulari.


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Alevarl

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7 mesi fa


DESCRIZIONE APPUNTO

Il riassunto spazia dalla differenza tra i meccanismi di attivazione ed azione dell'immunità innata e specifica, concentrando l'attenzione su tutti i processi riguardanti linfociti T e B: nascita, modalità di attivazione e descrizione nel dettaglio del loro operato.
Altri argomenti: struttura degli anticorpi, descrizione minuziosa della ricombinazione somatica per la formazione di TCR e BCR e i loro pathway di trasduzione, infiammazione, cellule dell'immunità innata, cellule dendridiche e tanto altro.


DETTAGLI
Esame: Immunologia
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie
SSD:
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Alevarl di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Immunologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano Bicocca - Unimib o del prof Granucci Francesca.

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