Citochine e Chemochine aspetti generali - Immunology...

Citochine e Chemochine aspetti generali

per esempi specifici, ruolo in funzione, attivazione e differenziamento Th,

cambio di classe, migrazione cellulare, etc., vedi lezioni precedenti

Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2012/2013

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Citochine

• Proteine con basso peso molecolare – generalmente <30kD

• Mediatori di diverse funzioni dell’immunità innata e adattativa – prodotte da molte cellule dell’immunità innata e adattativa ma anche

da altre cellule – maggiori produttori: macrofagi e cellule T helper

• Alta affinità per recettori – Kd recettori circa 10-10-10-12 M

• Attive in quantità picomolari – v. lezione su interazione linfociti T-B per secrezione polarizzata citochine

• Citochine, interleuchine, monochine, chemochine


Citochine

• Stimolo produzione citochine

• Citochine cellula bersaglio

• Recettore trasduzione segnale

• Effetto biologico


Effetti delle citochine

• Autocrino – effetti su stessa cellula che

produce la citochina • es. IL-2 durante attivazione

CD4 naïve proliferazione

• Paracrino – effetto su cellule adiacenti

• v. lezione su interazione linfociti T-B per secrezione polarizzata citochine

• Endocrino – effetto su cellule distanti – poche citochine hanno effetti

endocrini • es. IL-1


Gli effetti dipendono anche dalla concentrazione


• Pleiotropia – effetti su diversi tipi

cellulari/funzioni

• Ridondanza – più citochine regolano la

stessa cellula/funzione

• Sinergia – azione congiunta su stessa

cellula e funzione

• Antagonismo – effetti opposti su stessa

funzione

Caratteristiche degli effetti delle citochine


Caratteristiche degli effetti delle citochine

• Cascata – citochine agiscono sequenzialmente

inducendo altre citochine

– amplificazione


Recettori per citochine

• 5 famiglie principali – super-famiglia Ig

– famiglia recettori ematopoietine (classe I)

– famiglia recettori interferon (classe II)

– famiglia recettori TNF

– famiglia recettori per chemochine

• Classe I and II – maggior parte dei recettori

– multimerici Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2012/2013

Recettori super-famiglia immunoglobuline


Recettori per citochine classe I e II

• Recettori multimerici

• Molecole di trasduzione del segnale comuni

• Sub-unità con alta affinità uniche

• Espressione sub-unità con alta affinità associata ad attivazione cellula bersaglio


Famiglia recettori ematopoietine (classe I)


Sottofamiglia del recettore per IL-2

• Catena IL-2Rg condivisa – common g chain

• Nell’uomo deficit in gc causa X-SCID, immunodeficienza severa combinata legata al cromosoma X • v. lezioni su sviluppo

linfociti

• Recettori per IL-2 e IL-15 condividono anche la catena IL-2Rb

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IL-2Ra

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IL-15Ra

IL-2 IL-15 IL-7 IL-9 IL-4

Sottofamiglia dei recettori per IL-2, IL-15, IL-7, IL-9, IL-4, (IL-21)

catena g comune


Sottofamiglia del recettore per GM-CSF

• Catena b condivisa

• Catena a attribuisce specificità riconoscimento


Sottofamiglia del recettore per IL-6

• gp130 (CD130) condiviso

• Catena a attribuisce specificità riconoscimento

LIF = Leukemia Inhibitory Factor CNTF = Ciliary NeuroTrofic Factor OSM = Oncostatin M


Famiglia recettori interferoni (classe II)


Trasduzione del segnale

• Indotta da legame della citochina

• Attivazione JAK (JAnus kinases) – fosforilazione catene

intracitoplasmatiche recettore in tirosina

– fosforilazione JAK

• Legame di STAT – (Signal Transducers and

Activators of Transcription)

• Dimerizzazione STAT e traslocazione nel nucleo

• Legame al DNA, trascrizione


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Vie di trasduzione del segnale del recettore per IL-2 U

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Vie di trasduzione del segnale del recettore per IL-4 U

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Vie di trasduzione del segnale del recettore per IL-3


Famiglia recettori TNF


Recettori per chemochine


Ruolo delle citochine in ematopoiesi

• SCF (Stem cell factor)

• GM-CSF (Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor)

• IL-3 (Interleukin 3)



• IL-11(Interleukin 11)


Ruolo delle citochine in ematopoiesi


Le citochine non sono antigene-specifiche

• Come viene mantenuta la specificità antigenica della risposta immune adattativa?

• Attraverso I recettori – i recettori sono espressi su linfociti attivati dall’antigene

• Effetti autocrini e paracrini – la concentrazione delle citochine è alta localmente

– rilascio polarizzato e confinato

• Emivita delle citochine breve


Antagonisti delle citochine

• Due forme – antagonisti recettoriali

• legano il recettore ma non inducono segnali

– sequestrano citochine • prevengono il legame delle citochine al recettore

• spesso sono recettori solubili – taglio proteolitico del recettore

– splicing alternativo

• Virus producono molecole che mimano citochine o recettori per citochine – es. Poxvirus produce una proteina che lega la IL-1 ed una

che lega il TNF • Immuno-evasione


Rivedi lezioni precedenti per esempi e dettagli

• Esempi ed informazioni su specifcihe citochine sono state date e discusse in molte delle lezioni precedenti

• Ruolo delle citochine in attivazione, differenziamento e funzioni effettrici delle cellule Thelper (Th1, Th2, Th17, THF) – IL-2, IL-12, IFNg, IL-4, IL-5, IL-13, IL-17, IL-6, TGFb

• Ruole delle citochine in differenziamento cellule Tregolatorie – TGFb

• Ruolo delle citochine nel differenziamento linfociti B, cambio di classe – IL-7, IL-4, IFNg, IL-2


APPELLI

• 5 Giugno 2013, ore 14.00, Aula 2

• 12 Luglio 2013 ore 9.30 Aula 2

• 18 Settembre 2013 ore 9.30 Aula 2


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