Immunologia

T.

7.15 Risposta Immunitaria Primaria e Secondaria

Risposta Primaria:

• Nella risposta primaria, i linfociti naive impiegano circa una settimana per espan-

dersi e differenziare.

Risposta Secondaria:

• La risposta secondaria è più rapida (circa una settimana) grazie alla presenza

di linfociti memoria e non necessita dell’attivazione da parte delle cellule dendritiche.

7.16 Organi Linfoidi e Circolazione dei Linfociti

Organi Linfoidi Primari:

• Il midollo osseo e il timo sono gli organi linfoidi primari dove i linfociti maturano.

Organi Linfoidi Secondari:

• I linfonodi, le tonsille, le placche di Peyer e altri tessuti associati alle mucose

(MALT) sono organi linfoidi secondari dove i linfociti incontrano gli antigeni.

Circolazione:

• I linfociti T e B circolano attraverso il sangue e la linfa, entrando nei linfonodi attraverso

le venule ad endotelio alto (HEV).

L-selectina:

• La L-selectina è una molecola importante per l’ingresso dei linfociti T naive nei linfonodi.

8. Lezione 8

8.1 Ricircolo dei Linfociti

Il ricircolo dei linfociti è un processo essenziale per il sistema immunitario, che permette ai linfociti T naı̈ve

di muoversi tra il circolo linfatico e sanguigno. Questo movimento avviene attraverso strutture specializzate

venule ad endotelio alto (HEV),

chiamate presenti nei tessuti linfoidi secondari.

8.1.1 Meccanismi di ingresso nei tessuti linfoidi

Venule ad endotelio alto (HEV):

• Esprimono ligandi specifici che facilitano l’ingresso dei linfociti T naı̈ve.

Chemochine:

• Molecole segnale che guidano il movimento cellulare.

– CCL19 e CCL21: Attraggono i linfociti T.

– CXCL13: Attira i linfociti B.

Sfingosina-1-fosfato (S1P):

• Ligando abbondante nel sangue e nella linfa, segnala ai linfociti T naı̈ve di

entrare negli organi linfoidi. 29

8.1.2 Regolazione dell’ingresso e uscita dei linfociti T

Recettore S1PR1:

• – Bassa espressione nel sangue a causa dell’alta concentrazione di S1P.

– Alta espressione nel parenchima linfonodale, dove la concentrazione di S1P è bassa.

Molecola CD69:

• – Espressa dopo il riconoscimento dell’antigene.

– Inibisce S1PR1, trattenendo il linfocita T nel linfonodo.

Uscita dal linfonodo:

• – Se non c’è riconoscimento dell’antigene, S1PR1 viene ri-espresso, permettendo l’uscita.

– Dopo l’attivazione, i linfociti T esprimono S1PR1 per migrare verso i tessuti bersaglio.

8.1.3 Ricircolo dei linfociti B

CXCL13:

• Attira i linfociti B nelle HEV dei linfonodi.

Linfociti B attivati:

• – Non esprimono S1PR1.

– Rimangono nel linfonodo per formare il centro germinativo.

Plasmablasti:

• Esprimono S1PR1.

Plasmacellule:

• Esprimono recettori chemochinici specifici in base alla destinazione finale.

8.1.4 Requisiti per l’ingresso e l’uscita dal linfonodo

Ingresso:

• – L-selectina CCR7.

Alti livelli di e

– Bassi livelli di S1PR1.

Uscita:

• – Bassi livelli di L-selectina e CCR7.

– Alti livelli di S1PR1.

8.2 Linfociti T timo,

I linfociti T svolgono un ruolo centrale nella risposta immunitaria adattativa. Essi maturano nel a dif-

ferenza dei linfociti B, che maturano nel midollo osseo. Esistono due principali sottoinsiemi di linfociti T:

TCR TCR

quelli dotati di recettore che rappresentano la maggior parte, e quelli con recettore meno

αβ, γδ,

numerosi ma ugualmente importanti.

8.2.1 Sottopopolazioni di linfociti T αβ CD4+

I linfociti T si suddividono ulteriormente in base all’espressione di molecole di superficie. I linfociti

αβ CD8+

includono i T-regolatori e i T helper, come TH1, TH2, TH17 e TH22, mentre i linfociti sono principalmente

CD3+ CD3+CD8+

citotossici. Esistono anche sottopopolazioni specializzate, come i linfociti (iNKT) e (MAIT),

che svolgono funzioni particolari nella risposta immunitaria.

30

8.2.2 Maturazione dei linfociti T Notch

I linfociti T derivano da un progenitore multipotente nel midollo osseo. La presenza del recettore dirige

il differenziamento dei precursori verso il lignaggio T, indirizzandoli al timo. I linfociti T che escono dal timo

naı̈ve,

sono ovvero non hanno ancora incontrato il loro antigene specifico. Essi esprimono circa 10.000 copie

identiche di TCR e sono selezionati per non riconoscere antigeni self, prevenendo cosı̀ reazioni autoimmuni.

CD4 CD8, CD3,

I linfociti T maturi esprimono anche i corecettori o oltre alla molecola essenziale per la

CD3+CD4+

trasduzione del segnale. I linfociti sono generalmente più numerosi dei CD3+CD8+, ma questo

rapporto può variare durante infezioni o condizioni patologiche.

8.2.3 Funzioni dei linfociti T CD4+ e CD8+

CD3+CD8+

I linfociti riconoscono antigeni associati alle molecole HLA di classe I, presenti su quasi tutte le

CD3+CD4+

cellule nucleate, mentre i linfociti riconoscono antigeni associati alle molecole HLA di classe II,

espresse principalmente da cellule presentanti l’antigene.

8.2.4 Linfociti T e iNKT

γδ

T

I linfociti invece, hanno una minore variabilità rispetto ai TCR e riconoscono principalmente lipidi o

γδ, αβ

glicolipidi. Sono particolarmente abbondanti nelle mucose, dove svolgono un ruolo di prima linea di difesa.

iNKT

Un’altra popolazione interessante è quella degli (invariant Natural Killer T cells), che rappresentano

una via di mezzo tra linfociti T e cellule NK. Gli iNKT riconoscono antigeni lipidici o glicolipidici associati a

CD1 e possono secernere una vasta gamma di citochine, come IL-4, IL-10 e INF-γ, modulando la risposta

immunitaria.

8.3 Linfociti B

I linfociti B sono responsabili della produzione di anticorpi e si dividono in tre principali categorie: i linfociti

follicolari (B2), zona marginale (B2) B1.

quelli della e i linfociti

8.3.1 Linfociti B1

B1

I linfociti derivano dall’ematopoiesi fetale nel fegato e rimangono prevalentemente nelle cavità corporee,

come il peritoneo e la pleura. Essi producono anticorpi naturali, che forniscono una prima linea di difesa

contro patogeni comuni.

8.3.2 Linfociti B2

B2,

I linfociti invece, derivano dai precursori linfoidi del midollo osseo e maturano in periferia. Essi si differen-

ziano ulteriormente in linfociti B follicolari, che partecipano alla formazione dei centri germinativi nei linfonodi,

e linfociti della zona marginale, localizzati nella milza e coinvolti nella risposta rapida agli antigeni ematici.

8.4 Struttura del TCR e del BCR

TCR BCR

Sia il (T Cell Receptor) che il (B Cell Receptor) appartengono alla superfamiglia delle immunoglob-

uline, ma presentano differenze strutturali e funzionali.

8.4.1 Struttura del TCR

Il TCR è composto da due catene, o ciascuna con una porzione extracellulare, una transmembrana

α-β γ-δ, CD3,

e una intracellulare. La porzione intracellulare è associata al complesso essenziale per la trasduzione

del segnale. Il TCR ha una regione variabile, che lega l’antigene, e una regione costante. La regione variabile

CDR

contiene le (Complementary Determining Regions): CDR1 e CDR2 interagiscono con le molecole HLA,

mentre CDR3 contatta direttamente il peptide associato all’HLA.

8.4.2 Struttura del BCR Igα Igβ

Il BCR, invece, è un tetramero composto da due catene pesanti e due leggere, associate a e per la

trasduzione del segnale. A differenza del TCR, il BCR può legare due complessi antigene uguali, senza la ne-

cessità di molecole HLA. Le regioni variabili del BCR determinano il sito di legame con l’antigene, conferendo

specificità alla risposta immunitaria. 31

8.5 Variabilità dei Recettori BCR e TCR

La straordinaria variabilità dei recettori BCR e TCR, che supera i 100 miliardi di combinazioni, è il risultato di

ricombinazione somatica

due processi principali: la e gli errori introdotti durante la ricombinazione.

8.5.1 Geni dei recettori

I geni che codificano per i recettori contengono segmenti variabili (V), di diversità (D) e di giunzione (J). La

catena leggera del BCR e la catena del TCR hanno segmenti V, J e C, mentre le catene pesanti e la

α/γ

catena hanno segmenti V, D, J e C.

β/δ

8.5.2 Processo di ricombinazione

V-D-J

La ricombinazione avviene esclusivamente nei linfociti B e T, durante la loro maturazione negli organi

linfoidi primari. Questo processo inizia con l’unione casuale di un segmento D con uno J, seguita dall’aggiunta

di un segmento V. Durante l’unione, possono verificarsi errori, come l’aggiunta o l’eliminazione di nucleotidi,

che aumentano ulteriormente la variabilità.

8.5.3 Ruolo delle proteine RAG

RAG

Le proteine (Recombination Activating Genes) svolgono un ruolo cruciale in questo processo, riconoscendo

RSS

le sequenze (Recombination Signal Sequences) e dando inizio alla ricombinazione. Le RSS hanno

spaziatori di 12 o 23 nucleotidi, e la ricombinazione avviene solo tra segmenti con spaziatori diversi, secondo

SCID

la cosiddetta regola 12-23. Mutazioni nei geni RAG possono causare (Severe Combined Immunodefi-

ciency), una grave immunodeficienza congenita.

8.5.4 Meccanismi di diversificazione forcine

Le RAG accoppiano le sequenze RSS, creando un anello di DNA che viene eliminato. Le generate

Artemis, nucleotidi

dal taglio del DNA vengono aperte dall’enzima che introduce tagli casuali, generando i

P. terminal-desossinucleotidil-transferasi (TdT) nucleotidi N,

La aggiunge poi casualmente i aumentando

ulteriormente la diversità.

Le endonucleasi eliminano i nucleotidi in eccesso, e la DNA polimerasi completa i filamenti usando l’altro

come stampo. L’aggiunta di nucleotidi N e P è responsabile dell’elevata diversità dei recettori. Nonostante il

17 11

numero totale di recettori generati sia di circa , solo sono funzionali e circolanti nel corpo.

10 10

8.6 Maturazione dei Linfociti T

La maturazione dei linfociti T è un processo complesso che avviene nel timo ed è regolato da diversi fattori,

Master Regulator Genes (MRGs) Notch.

tra cui i e il recettore

8.6.1 Ruolo dell’IL-7

Il differenziamento dei progenitori linfoidi in linfociti T dipende dalla presenza di citochine come l’IL-7, che

promuove la proliferazione cellulare. Mutazioni nel recettore per IL-7 possono causare SCID, evidenziando

l’importanza di questa citochina nello sviluppo dei linfociti T.

8.6.2 Selezione positiva e negativa

I linfociti T sono sottoposti a selezione positiva e negativa per garantire che solo quelli utili e non autoreattivi

maturino. La selezione positiva assicura che i linfociti T riconoscano correttamente le molecole HLA, mentre

la selezione negativa elimina quelli che reagiscono contro antigeni self, prevenendo l’autoimmun