Aspetti Immunologici delle Allergie.Aspetti Immunologici delle Allergie.Aspetti Immunologici delle Allergie.Aspetti Immunologici delle Allergie.

Le basi patologiche della marcia allergica:Le basi patologiche della marcia allergica:

dalla Dermatite Atopica all’Asma Bronchialedalla Dermatite Atopica all’Asma Bronchiale

La storia naturale della Malattia Allergica sembra seguire un percorso ben definito (MARCIA) in

rapporto all’età , sia nelle diverse manifestazioni sintomatologiche ,

sia nell’ espressione del pattern di IgE verso allergeni specifici.

I sintomi prevalenti in bambini di età inferiore ai 2 -3 anni I sintomi prevalenti in bambini di età inferiore ai 2 -3 anni si manifestano a livello cutaneo e gastrointestinalee successivamente si modificano , con l’avanzare

dell’età, in problemi a carico dell’ apparato respiratorio .

Contemporaneamente si verifica un graduale shiftdalle IgE anti-alimenti presenti

nei primi anni di vita verso le IgE anti-inalanti.

Complessità della Malattia Allergica

La Malattia Allergica rappresenta il risultato di complesse e articolate

interazioni tra Fattori esogeni (Eziologici : Pollini, Fattori esogeni (Eziologici : Pollini,

D.F., Forfore e coadiuvanti : Inquinamento ambientale, variazioni

meteorologiche)���� Fattori endogeni (Genetici e

interazioni sistemiche tra vari apparati)

LOCUS FENOTIPO

5q31-q33 Sintesi IgE totali e flogosi eosinofila

Reattività d’organo - IL -4, IL-5, IL-9, IL-13

11q13 Sub-unità ββββ del recettore FCεεεεRIIperreattività bronchiale

14q12

6p21-p23

Risposta specifica ad allergeni

Geni HLA > sintesi IgE specifiche6p21-p23 Geni HLA > sintesi IgE specifiche

Geni del TCR/CD23

MHC -II Recettore delle APC

1q21.3

3q28-q29

5q22.1

FLG: Filaggrin

CLDN-1: Claudin-1

TSLP: Thymic Stromal Lymphopoietin

TcRMHC-II

1

1Ag

2

2

2 FASE

TcR Th0 Th-att

1 FASE

Th0TcR

TNF, IL-6

MHC-IIDENDRITICA

CELLULAFASI DELLA SINTESI

DELLE IgE

IL-4

IgEBilanciacitochinica

Particolare conformazione MHC-II

dell’Atopico

ProfiloTh2-like

ProfiloTh1-like

SOGGETTONORMALE

ProfiloTh1-like

• Più che un meccanismo di “ bilancia” ,

è un complicato sistema di TcR Th0 Th-att

3 FASE

COGNATE

CD40CD40L

IL-4IL-5IL-13

NON-COGNATE

Th-att B-rest B-IgE PCIgE MC

INF-

IgEcitochinicaTh2-likedell’Atopico

a forte affinità per AllergeniNORMO-IgE

BILANCIA CITOCHINICA

ProfiloTh2-like

Th1-like

IPER-IgESOGGETTOATOPICO

BILANCIA CITOCHINICA

è un complicato sistema di “Orologeria”

+++

IL4

+IL12R

IFNααααR

antigen presenting cell

IFNγγγγR

IFNγγγγCD28

IL4R

NK cell

Antigen

Genetica della differenziazione Th1 and Th2

- -STAT6

+

Va rilevato che nelle malattie allergiche si verifica sovente una carenza di alcune citochine(come IL12 e altre), che può rallentare il

processo di passaggio e maturazione da TH2 a TH1, provocando un

T-bet

+

STAT4

STAT1

+

+

+

T Cell

+

Antigen presenting cell

- -

- GATA-3

+

STAT6

++

T-bet ⇒⇒⇒⇒ Th1 GATA-3 ⇒⇒⇒⇒ Th2

da TH2 a TH1, provocando un accumulo di cellule TH2; questo comporta lo sbilanciamento del

rapporto TH2/TH1 a favore delle prime, il tutto coadiuvato da IL5 e

altre citochine.

EVOLUZIONE DELLE CELLULE T-HELPER

Thnaive

STA-1 STAT-4

IL-12TGF-γγγγ

STAT-6

IL-4TGF-ββββ

IL-6TGF-b

IL-23

Famiglia eterogenea di cellule T ad attività regolatoria, costituita da popolazioni di cellule T sia naturali che inducibili, diverse tra loro

nello sviluppo, specificità e meccanismi d’azione.

• Le variazioni quantitative e qualitative dei vari sub-sets T-helper sono da una parte regolate

GENETICAMENTE

TNF-ααααIFN-γγγγ

T-bet

TH1

GATA-3

IL-4 IL-5IL-13

TH2

contattocell-cell

IL-10TGF-ββββ

Treg CD4+CD25+

Treg Tr1 Th3

IL-17IL-21IL-22

TH17

GENETICAMENTEe dall’altra fortemente influenzate dal MICRO-

AMBIENTE in cui si svolge la FLOGOSI,

• oltre che dall’intervento del SISTEMA EMOPOIETICO

AMPIO POTENZIALE DI AZIONE

non solo cellula della flogosi allergicama anche

cellula " IMMUNOLOGICA"

PER:PER:A) Varieta' di RECETTORI DI SUPERFICIE

B) Produzione di CITOCHINEC) Capacità di INTERAZIONE CON VARIE CELLULE:

- T E B CELLULE- CELLULE FLOGISTICHE (EOS, NEUTRO, MONO)

- CELLULE ENDOTELIALI- CELLULE NERVOSE

b)Anti-Recettore

c)Anti-IgE

a)IgE

Antigeni

a)IgGb)I.C.

Anafilatossine

Citochine

RECETTORIDELLE M.C.

CD88

RecCMHC-II

Fc -RIFc -R

M.C.Antigeni

a)Con-Ab)Prot. A -Staf.c)Lectine

Citochine

Istamina

H1

Integrine

ICAM-1CD40L

CD40B-Linf

RecC

Prot.-g

MHC-II M.C.

Possibile intervento nella sintesi delle IgE ?

MONOCHINE IL-x ECP

CHEMIOCHINE ENZIMI FLOGOSI CITOCHINE

SCHEMA DELLA REAZIONE IgE-MEDIATA

M.C.

BasEos

PltM

Mcf

N

IMMUNOFLOGOSIIMMUNOFLOGOSI

IMMUNOFLOGOSI

• Il concetto di IMMUNOFLOGOSI, in passato esclusivamente attribuito

alla patologia allergica appunto come immunoflogosi allergica, va come immunoflogosi allergica, va

rivisto e considerato nell’ambito più vasto di una infiammazione

squisitamente immunologica, che presenta le stesse caratteristiche in qualsiasi sede si svolga il processo

infiammatorio.

• AMPLIFICAZIONE BIOLOGICA DELLA

FLOGOSI

• AC. ARACHIDONICO• AC. ARACHIDONICO

• CITOCHINE

• NEUROPEPTIDI

• MOLECOLE DI ADESIONE

• RADICALI LIBERI

• NF-kB e TOLL-LIKE RECEPTORS

Collagene, membrana basalePiastrine attivate(Lesioni endoteliali)

Fattore XII(Hageman)

Fattore XIIa

Cascata della coagulazioneCascata delle chinine

Bradichinina

Plasmina

Plasmina

Fibrina Fibrinogeno

Prodotti di scissione della Fibrina

Plasminogeno

Callicreina Precallicreina

Sistema fibrinolitico Protrombina

Fibropeptidi(aum.permeabilità vasc.)

Cascata del complemento

C3C3a(ril. Ist.)

Trombina(adesione)

METABOLISMO AC. ARACHIDONICO

EPITM.C.

McF

EOS

STIMOLI IMMUNOLOGICI E NONNEL SOGGETTO ATOPICO IL METABOLISMO

DELL’ACIDO ARACHIDONICO E’ SBILANCIATO A FAVORE DELLA LIPO -OSSIGENASI CON IPERPRODUZIONE DI LEUCOTRIENI PRO-

FLOGISTICI E CHEMIOTATTICIATTIVAZIONE AC. ARACHIDONICO

PG - TX LT

CICLO-OSSIGENASI

LIPO-OSSIGENASI

FLOGISTICI E CHEMIOTATTICI

TURSI A.

NF-kB (nuclear factor-kappaB) , famiglia di fattori di trascrizione che regolano nel nucleoi geni chiave coinvolti nelle risposte immuni ,

nella flogosi , nella apoptosi e nella proliferazione cellulare.

Nel citoplasma sono legate a proteine inibitrici Nel citoplasma sono legate a proteine inibitrici della famiglia I-kappaB.

I Toll-like receptors (TLR) sono recettori di riconoscimento di componenti microbici che

mediano la connessione tra la risposta immune innata e quella acquisita.

• IRAK-4 (interleukin-1 receptor-associated kinase 4) è una molecola intracellulare essenziale per la trasmissione dei segnali nella immunità innata, che gioca un ruolo fondamentale anche nella immunità adattativa, in particolare diretta verso le adattativa, in particolare diretta verso le cellule T.

• Suzuki N, Saito T., IRAK-4 a shared NF-kappaB activator in innate and acquired immunity. Trends Immunol. 2006, 27(12):566-72.

Antigene

• Modificato da Suzuki N, Saito T., Trends Immunol, 20 06

SISTEMA IMMUNO NEURO ENDOCRINO- -

IPOTALAMO

IPOFISI

NOXAPATOGENA

S.N.C.

Ormoniipofisari

Neuropeptidi eNeurotrasmettitori

CITO=CHINE

GH. ENDOCRINEPERIFERICHE

IPOFISIipofisari

Ormoniperiferici

SISTEMAIMMUNE

CHINE

PATOGENESI D.A.

• Nella patogenesi della dermatite atopica svolgono un ruolo i fattori:

• B) AMBIENTALI Allergeni: alimenti, pollini Atopia fami liare

(uno o entrambi genitori) Dieta materna, esposizione ad allergeni, infezioni , fumo,

pollutanti in - e out -door.pollutanti in - e out -door.• A) GENETICI

• Disregolazione Th1/Th2, Sintesi di IgE, Iperattività dei mastociti, coinvolgimento

delle cellule dendritiche.• Deficit di filaggrina e claudina, Thymic

stromal lymphopoietin (TSLP).

FILAGGRINA

• Proteina filamentosa che si lega alle fibre cheratiniche in tutti i tessuti epiteliali ove

svolge il ruolo della aggregazione dei filamenti di keratina , stadio indispensabile per la

differenziazione dei keratinociti, onde formare una rigida barriera nello strato corneo .

• La mancata o deficitaria mutazione del gene • La mancata o deficitaria mutazione del gene FLG provoca una carenza di filaggrina e quindi una perdita della funzione barriera dello strato

corneo.• Palmer CN et alia, Common loss-of-function

variants of the epidermal barrier protein filaggrin are a major predisposing factor for atopic dermatitis, Nat Genet. 2006, 38:441-6.

•È nota da tempo la Occludin , una proteina di membranalocalizzata alle tight junctions (TJ) responsabili della adesione cell-to-cell nei tessuti epiteliali.•Studi successivi hanno evidenziato la presenza di una altra proteina di membrana, la Claudin , INDISPENSABILEper la funzionalità delle TJ.•Mikio Furuse et al, Claudin-1 and -2: Novel Integr al Membrane Proteins Localizing at Tight Junctions with No Membrane Proteins Localizing at Tight Junctions with No Sequence Similarity to Occludin, JCB, 1998, 141, 1539-1550•il deficit del gene CLDN1 provoca diminuzione di Claudincon compromissione delle TJ che, insieme al deficit di Filaggrina , contribuiscono al malfunzionamento della barriera epiteliale .•De Benedetto A, et al., Tight junction defects in p atients with atopic dermatitis, J Allergy Clin Immunol. 2010 Dec 15.

claudina claudina

Da G. Odierna, Citologia, 2011

claudinaclaudina

DEFICIT DELLA MUTAZIONE DEI

GENI FLG e CLDN1, CON DEFICIT DI

FILAGGRIN e CLAUDIN Epitelio

intestinale

Cute

IPOTESI PATOGENETICA D.A. ���� ASMA

DEFICIT DI FILAGGRIN E CLAUDINPalmer CN et alia, Common loss-of-function variants

of the epidermal barrier protein filaggrin are a major predisposing factor for atopic dermatitis ,

Nat Genet. 2006, 38:441-6.• March Scharschmidt T.C., et al., Filaggrin

Alterazione e deficit della

barriera epiteliale

Epitelio respiratorio

• March Scharschmidt T.C., et al., Filaggrin deficiency confers a paracellular barrier abnormality that reduces inflammatory thresholds to irritants and haptens, J Allergy Clin Immunol. 2009; 124(3): 496–506

• De Benedetto A, et al., Tight junction defects in patients with atopic dermatitis , J Allergy Clin Immunol. 2010 Dec 15.

Thymic stromal lymphopoietin (TLSP)

• Studi recenti hanno dimostrato che la TSLP è presente in grande quantità nella cute di pazienti con Dermatite Atopica.

• La Thymic stromal lymphopoietin è una proteina codificata dal gene TSLP.proteina codificata dal gene TSLP.

• TSLP è prodotta principalmente da cellule non -emopoetiche come fibrobasti, cellule epiteliali e diversi tipi di cellule stromali (cheratinociti).

• E’ una IL7–like citochina , che gioca un ruolo chiave nella flogosi allergica a livello di C. epiteliali e C. dendritiche.

TSLP

DC immature

OX40L

DC mature

C. EPITELIALIFIBROBLASTI

MAST-CELL

Naive Tcell

OX40

SINTESI IgEREAZIONE ALLERGICA

Th2 Tcell

IL-4 IL-5 IL-13 TNFα

IL-5 IL-13 GM-CSF

Da D. Vercelli, Nature Rev. Immunol. 2008

Intervento del Sistema Emopoietico

Invio di cellule staminali multipotenti nella sede

dell’infiammazione:

POSSIBILE INTERVENTO DEL GALT• L’INFILTRAZIONE (“ HOMING ”)

DELLE CELLULE STAMINALI NEI TRE APPARATI PROVOCA UNA

PROLIFERAZIONE “IN LOCO” DI CELLULE IMMUNOCOMPETENTI

Invio nella sede dell’infiammazione di cellule staminali multipotenti per sopperire alla

perdita di cellule immunologiche e flogistiche.

dell’infiammazione: (Homing e proliferazione in situ)

CELLULE IMMUNOCOMPETENTI CHE PORTANO ALLA

CRONICIZZAZIONE DELLA INFIAMMAZIONE E QUINDI A TUTTE

LE FASI SUCCESSIVE DELLA IMMUNOFLOGOSI

E’ possibile una RETROMARCIA ALLERGICA

• In un certo numero di casi la successione degli eventi può verificarsi al contrario:

• da Asma bronchiale a Dermatite atopica . • Non è ancora chiaro perché una percentuale

oscillante fra il 20 ed il 30% dei bambini con oscillante fra il 20 ed il 30% dei bambini con asma o dermatite atopica nella prima

infanzia, non imboccano la “marcia”, bensì la “retromarcia” allergica”.

• Forse in rapporto con il grado di deficit della filaggrina e/o del livello di TSLP che

potrebbero essere prevalenti nell’Apparato Respiratorio rispetto alla cute.

19701

23

DEGRANULAZIONE

1) LEGAME ALLERGENE-IgE

2) TRIGGER REAZIONE ENZIMATICA

IgE

ALLERGENE

3) RELEASE MEDIATORI

MAST CELL

ANNI 2000

Bas EosPlt M

Mcf

N

IMMUNOFLOGOSIIMMUNOFLOGOSI

M.C.

Orticaria

Asma

Rinite Allergica

Sist. Immune

Sist. Neuro-

Endocrino

ALLERGIA

L’Allergia “E” una Malattia di SistemaL’Allergia “E” una Malattia di Sistema

Dermatite Atopica

Orticaria

Congiuntivite

Allergica

Allergia Alimentare

Network Citochinico

Sistema ICAM

ALLERGIA UNA

MALATTIA SISTEMICA

Grazie per la vostra

attenzione