Tumori: Appunti di Immunopatologia

Tumori

I tumori sono una massa di cellule derivanti da una stessa unica cellula che hanno subito alterazioni genetiche, grazie alle quali hanno acquisito nuove caratteristiche. Un tumore è benigno se rimane nella capsula connettivale, altrimenti è maligno. Nelle ghiandole, un adenoma è benigno mentre un adenocarcinoma è maligno.

Caratteristiche dei tumori

• Capacità replicativa illimitata (mantenendo le mutazioni)
• Autosufficienza nella crescita
• Neoangiogenesi (trasformando fibroblasti in endoteli e richiamando endoteli dai vasi, con la creazione di capillari fenestrati)
• Invasione e metastasi (attraverso capillari fenestrati e per via linfatica)
• Resistenza all'apoptosi
• Insensibilità ai fattori di crescita
• Insensibilità all'inibizione da contatto
• Instabilità genetica

Il fattore di necrosi tumorale (TNF) fu scoperto come un fattore che aiutava la regressione dei tumori, portando a necrosi. Purtroppo, qualche cellula tumorale insensibile c'è sempre e quindi spesso non serve. È utile nei tumori alla vescica se il tumore è limitato alla mucosa, sfruttando l'infiammazione da batteri per eliminare anche il tumore.

Esperimenti e antigeni tumorali

Esperimenti con topi inbred ai quali era stato indotto un tumore della pelle e poi rimosso, hanno dimostrato che se reinserito come un trapianto, si creava rigetto, indicando una memoria specifica. Esistono quindi antigeni tumorali che causano la risposta immunitaria, distinguibili in:

• Antigeni individuali (frutto di una mutazione puntiforme e casuale, diversa da tumore a tumore)
• Antigeni comuni (come le proteine virali che sono sempre uguali)

Teoria della sorveglianza immunologica

La teoria della sorveglianza immunologica suggerisce che le cellule tumorali si creano molto spesso ma il sistema immunitario le elimina. Solo una piccola parte crea veri tumori. Questo è supportato dal fatto che nei tumori si infiltrano linfociti, segno di infiammazione e risposta.

Contro la teoria, esperimenti in topi nudi non evidenziavano una grossa frequenza di tumori. Inoltre, i tumori maligni non sembravano essere ostacolati dal sistema immunitario e l'immunoterapia non stava funzionando. Pazienti immunodepressi sviluppavano tumori spesso associati ai virus, e non tumori spontanei, come il virus di Epstein-Barr, HTLV, epatite, ecc.

Fase definitiva e scoperta di antigeni

In fase definitiva, sono stati scoperti antigeni in tumori spontanei in un melanoma. Gli antigeni tumorali si dividono in:

• Riconosciuti dai linfociti T (peptidi elaborati da MHC del tumore, non usati come marcatori ma utili per terapie)
• Riconosciuti da anticorpi (molecole sulla membrana delle cellule, usati anche come marcatori)

Antigeni specifici e associati

• Antigeni "tumore specifici", propri delle cellule tumorali e mai espressi da cellule normali durante la loro vita (mutazioni puntiformi, caratteristici di un singolo tumore in un individuo)
• Antigeni "tumore associati", proteine espresse in qualche momento della vita delle cellule (perdita del controllo dell'espressione genica su geni silenti) oppure proteine overespresse nel tumore (ad esempio, nel melanoma c'è la tirosinasi legata alla produzione di melanina)

Marcatori tumorali, esempi includono l'alfafetoproteina (AFP), utile in tumori epatici. È l'analogo dell'albumina dell'adulto. Il problema è che, come il CEA, si trova anche in caso di rigenerazione tissutale e quindi non è molto specifica. L'antigene carcinoembrionario (CEA) è presente nei tumori del tratto gastroenterico. CALLA si usa in certe leucemie come antigene di differenziazione dei linfociti, che se colpiti da tumori continuano ad esprimerlo. TSA nel tessuto prostatico può essere rilasciato come antigene solubile e quindi si può rilevare nel sangue senza fare biopsie. Il problema è che viene rilasciato anche in caso di infiammazioni.

Sistema immunitario e tumori

Perché non funziona il sistema immunitario contro i tumori? Il tumore usa a proprio vantaggio meccanismi del sistema immunitario:

• Macrofagi in un tumore all'inizio lo combattono, ma poi lo favoriscono perché con le loro citochine infiammatorie inducono rigenerazione tissutale e quindi proliferazione.
• Cellule dendritiche dentro il tumore non si accorgono delle cellule malate, quindi inibiscono i linfociti che arrivano in quei luoghi.

Quindi il tumore modifica il sistema immunitario e viceversa, si ha immunoediting in tre fasi:

1. "Eliminazione": il sistema immunitario tenta di eliminare il tumore. Spesso ci riesce, ma a volte no.
2. "Equilibrio": tumore e sistema immunitario coesistono, ma il tumore diventa sempre più resistente perché il sistema immunitario seleziona quelle cellule resistenti.
3. "Escape": il tumore si espande, eludendo il sistema immunitario. Inoltre, sfrutta l'instabilità genetica per perdere gli antigeni di superficie e può secernere citochine soppressorie (IL10, TGF) o promuovere i TH2 (se si creano i TH1 ha più difficoltà) oppure alterando il metabolismo.

Riassunto

• Il tumore produce neoantigeni.
• Ci sono risposte immunitarie ma il tumore le evita.
• Il microambiente tumorale non favorisce la risposta immunitaria.

Immunoterapia

Si divide in attiva (il paziente stesso sviluppa immunità) o passiva (immunità indotta in vitro, attivata con IL2 e poi trasferita al paziente).

Citochine

Le citochine sono usate spesso come adiuvanti:

• IFNalpha aumenta l'espressione delle MHC I sui tumori (non funziona se MHC hanno mutazioni) e ha effetto citostatico sulla proliferazione cellulare.
• IFNgamma è simile all'alfa, usato sulle epatiti. Terapia "pesante".
• IL2, usata su melanomi, sostiene la proliferazione dei linfociti T e attiva cellule NK.
• TNFalpha usato in modo locale e non sistemico (i chirurghi hanno studiato un modo per inserirlo prima di interventi di rimozione).

Immunoterapia passiva

Si utilizzano linfociti T per uccidere le cellule (detta anche "immunoterapia adottiva"). Si usano LAC, cellule attivate da linfocine, oppure linfociti T citotossici specifici sempre prelevati dal paziente, singeniche. Un problema è che le cellule attivate in vitro ricircolano poco. È utile in pazienti immunodepressi dopo trapianto, ma il problema è prelevare le cellule prima del trapianto.

Si usano anticorpi contro recettori dei fattori di crescita, ad esempio "trastuzumab", che riconosce il recettore "Her-2" tipico dei tumori mammari, e "rituximab" che colpisce CD20 su tumori dei linfociti B. Se la terapia è prolungata, si selezionano le cellule tumorali che non hanno quel recettore, creando quindi resistenza.

Si usano anticorpi contro fattori di crescita. Un anticorpo deve avere per funzionare:

• Alta specificità per il bersaglio
• Bassa cross-reattività (non deve colpire altre cose)
• Bassa immunogenicità, si possono creare anti-anticorpi da parte del sistema immunitario, così si crea memoria e non funziona più in futuro. Per evitarlo ora si scelgono porzioni Fc umane, evitando il "rigetto".

Trapianti

Cellule e tessuti vengono passati da un donatore a un ricevente (caso particolare: gravidanza). Si parla di trapianto ortotropico se si inserisce nello stesso paziente, altrimenti è eterotropico. Ci sono vari tipi di trapianto:

• Autotrapianto (stesso individuo, ad esempio pelle)
• Isotrapianto (tra gemelli)
• Allotrapianto (nella stessa specie)
• Xenotrapianto (tra specie diverse)

Rigetto

Rigetto: risposta infiammatoria ai trapianti. Si dice "primario" se c'è una risposta primaria, "secondario" con una risposta secondaria più veloce. Si crea memoria, ma solo verso un trapianto specifico di una persona specifica con certi antigeni. La memoria si può trasferire tra persone passando linfociti prelevati da una persona che ha avuto un rigetto primario.

Riconoscimento degli antigeni

I linfociti riconoscono antigeni detti alloantigeni, rispondendo sia in modo cellulo-mediato sia umorale. Le cellule trapiantate sono riconosciute dal sistema immunitario come non self grazie a geni polimorfi che possiedono. I figli non rigettano i genitori, a parte il midollo osseo, ma i genitori rigettano i figli. Gli alloantigeni principali sono le MHC, ma esistono anche antigeni minori, sempre polimorfi.

Riconoscimento diretto e indiretto

Si riconoscono gli alloantigeni in modo diretto: le cellule APC del donatore nel tessuto trapiantato vengono riconosciute come non self. In modo indiretto: le MHC del donatore vengono processate da APC self del ricevente, che le presentano ai linfociti del ricevente. Il riconoscimento diretto attiva in particolare i linfociti T citotossici. Un TCR lega in modo molto forte le MHC del donatore. A volte le MHC sono riconosciute direttamente come non self, creando una fortissima risposta immunitaria.

Il riconoscimento indiretto attiva in particolare i linfociti TH. Le cellule APC del ricevente endocitano le MHC del donatore, esponendola sia su MHC I che su MHC II. L'attivazione di linfociti T alloreattivi avviene quando le cellule APC del donatore migrano nei linfonodi attivando i linfociti T, o quando le cellule APC del ricevente attivano i linfociti T presentando peptidi estranei. I linfociti TH stimolano con citochine creando ipersensibilità di tipo ritardato (DTH), ovvero reazioni di tipo IV. I linfociti T citotossici attivati per via indiretta sono ristretti per le MHC self e non riconoscono MHC non self, quindi non riescono a uccidere direttamente le cellule trapiantate.

Si possono creare anche anticorpi tramite TH e via indiretta attuata dai linfociti B che fagocitano le MHC estranee, che si attaccano al trapianto attivando il complemento e creando lisi cellulare. Senza B7 (stimolazione da APC), il linfocito T non si attiva, diminuendo la risposta immunitaria.

Reazione linfocitaria mista (MLR)

In vitro si studia la risposta dei linfociti alloreattivi contro le molecole MHC non self. Utile per creare test predittivi di rigetto. Si usano linfociti T, B, cellule NK, cellule APC e altri fagociti presi da due persone e si uniscono. C'è allogenicità se le due popolazioni reagiscono tra loro.

Rigetto iperacuto

Il rigetto iperacuto si manifesta come un'occlusione trombotica dei vasi in poche ore dall'anastomosi tra i vasi sanguigni del ricevente e del donatore. Questo si traduce in un "infarcimento emorragico", l'organo si indurisce molto. È mediato da anticorpi preesistenti in circolo che legano antigeni endoteliali del donatore. Gli anticorpi attivano il complemento che promuove la trombosi. Inoltre, la lisi delle cellule espone proteine intracellolari al plasma.