Il SISTEMA IMMUNITARIOIl SISTEMA IMMUNITARIO

RETE DIFENSIVA CONTRO INFEZIONIRETE DIFENSIVA CONTRO INFEZIONIMICROBICHE, SOSTANZE ESTRANEE EMICROBICHE, SOSTANZE ESTRANEE ECANCROCANCRO

IMMUNOLOGIA: STUDIO DELLEIMMUNOLOGIA: STUDIO DELLECELLULE, DELLE MOLECOLE E DEICELLULE, DELLE MOLECOLE E DEIMECCANISMI ATTRAVERSO I QUALI ILMECCANISMI ATTRAVERSO I QUALI ILS.I. PROTEGGES.I. PROTEGGE

IL S.I. EIL S.I. E’’ CAPACE DI: CAPACE DI:

•• IDENTIFICARE IL BERSAGLIOIDENTIFICARE IL BERSAGLIO(PATOGENO) E USCIRE DAL NORMALE(PATOGENO) E USCIRE DAL NORMALESTATO DI STATO DI ““RIPOSO VIGILERIPOSO VIGILE””

•• CONCENTRARE SUL BERSAGLIOCONCENTRARE SUL BERSAGLIOEFFETTORI QUALI- EEFFETTORI QUALI- EQUANTITATIVAMENTE IDONEI AQUANTITATIVAMENTE IDONEI AELIMINARE O CONTROLLARE ILELIMINARE O CONTROLLARE ILPATOGENOPATOGENO

•• TORNARE IN TORNARE IN ““STAND-BYSTAND-BY”” PRONTO AL PRONTO ALREINTERVENTO SE NECESSARIOREINTERVENTO SE NECESSARIO

•• IL S. I. IL S. I. PUOPUO’’ NON ATTIVARSINON ATTIVARSI

•• IL SUO INTERVENTO PUO IL SUO INTERVENTO PUO’’ESSEREESSERECONTROPRODUCENTECONTROPRODUCENTE

RISPOSTA IMMUNITARIA COMPLESSIVARISPOSTA IMMUNITARIA COMPLESSIVA EFFICACE :EFFICACE : DANNOSA:DANNOSA:

•• Immunità v/sImmunità v/smicrorganismimicrorganismi

•• VacciniVaccini

•• Trapianti dTrapianti d’’organoorgano

•• Reattivi diReattivi dilaboratoriolaboratorio(anticorpi(anticorpimonoclonali)monoclonali)

•• ImmunodeficienzeImmunodeficienze

•• MalattieMalattieautoimmuniautoimmuni

•• IpersensibilitàIpersensibilità

ANTIGENEANTIGENE: (antibody : (antibody generatorgenerator))qualunque sostanza riconosciuta dal S.I.qualunque sostanza riconosciuta dal S.I.come estranea e che possa legarsi in modocome estranea e che possa legarsi in modospecifico ad specifico ad AbAb o linfociti. o linfociti.Termine generale che indica anche ciò cheTermine generale che indica anche ciò cheviene usato per immunizzare.viene usato per immunizzare.

Definizione di Antigene

•• ANTIGENICITAANTIGENICITA’’ è la caratteristica che è la caratteristica chepermette ad una certa sostanza (permette ad una certa sostanza (AgAg) di) direagire con i prodotti di una rispostareagire con i prodotti di una rispostaimmunitaria specifica ( immunitaria specifica ( AbAb o o recrec per l per l’’AgAgdei dei linflinf T). T).

•• IMMUNOGENICITAIMMUNOGENICITA’’ è la caratteristica è la caratteristicache conferisce ad una sostanzache conferisce ad una sostanza(immunogeno) la capacità di provocare(immunogeno) la capacità di provocareuna risposta una risposta immimm specifica. specifica.

REQUISITI NECESSARI PERREQUISITI NECESSARI PERIMMUNOGENICITA'IMMUNOGENICITA'

•• ESTRANEITAESTRANEITA’’

•• ELEVATO PESO MOLECOLAREELEVATO PESO MOLECOLARE

•• COMPLESSITACOMPLESSITA’’ CHIMICA CHIMICA

Caratteristiche degli antigeni:Caratteristiche degli antigeni:

•• > 10000 Dalton (altrimenti > 10000 Dalton (altrimenti apteniapteni) PER LE) PER LEPROTEINE, > 100000 PER IPROTEINE, > 100000 PER IPOLISACCARIDIPOLISACCARIDI

•• COMPLESSITACOMPLESSITA’’ CHIMICA (proteine, lipidi, CHIMICA (proteine, lipidi,polisaccaridi). Un polisaccaridi). Un AgAg deve essere capace di deve essere capace diassumere una forma tale da interagire conassumere una forma tale da interagire conll’’Ig di membrana sul Ig di membrana sul linflinf B e al tempo B e al tempostesso essere digerito stesso essere digerito enzimaticamenteenzimaticamente(processato) in (processato) in epitopiepitopi riconoscibili dai riconoscibili dai linflinfTT

•• numero variabile di numero variabile di epitopiepitopi

ANTIGENICITA'ANTIGENICITA'

•• La parte dell'La parte dell'AgAg che si lega che si lega specifspecif con il sito di con il sito dilegame dell'legame dell'AbAb o del recettore linfocitario T viene o del recettore linfocitario T vienechiamata chiamata DETERMINANTE DETERMINANTE AgAg o EPITOPO o EPITOPO..

•• Nelle proteine i determinanti antigenici possono essere:Nelle proteine i determinanti antigenici possono essere:

•• EPITOPO SEGMENTALE O LINEAREEPITOPO SEGMENTALE O LINEARE è ècontenuto in una sequenza continua di residui contenuto in una sequenza continua di residui aaaaadiacenti.adiacenti.

•• EPITOPO ASSEMBLATOEPITOPO ASSEMBLATO o oCONFORMAZIONALE CONFORMAZIONALE è formato da residuiè formato da residuidistanti nella sequenza primaria ma riunitidistanti nella sequenza primaria ma riunititopograficamente nella struttura terziaria dellatopograficamente nella struttura terziaria dellaproteina.proteina.

•• FOSFORILAZIONE, PROTEOLISI possonoFOSFORILAZIONE, PROTEOLISI possonoprodurre nuovi produrre nuovi epitopiepitopi: : E NEOANTIGENICI.E NEOANTIGENICI.

NATURA DEGLI EPITOPINATURA DEGLI EPITOPIRICONOSCIUTI DAI LINF. T E BRICONOSCIUTI DAI LINF. T E B

•• Le cellule T e B Le cellule T e B riconosconoriconoscono Ag Ag proteiciproteici in inmodomodo fond. fond. diversodiverso::

•• LE CELLULE B RICONOSCONO EPITOPILE CELLULE B RICONOSCONO EPITOPIDOVUTI ALLA CONFORMAZIONEDOVUTI ALLA CONFORMAZIONETRIDIMENSIONALE DELLTRIDIMENSIONALE DELL’’ANTIGENEANTIGENE

•• LE CELLULE T RICONOSCONO PEPTIDILE CELLULE T RICONOSCONO PEPTIDILINEARI DELLE PROTEINE ANTIGENICHELINEARI DELLE PROTEINE ANTIGENICHECOMPLESSATE ALLE MOLECOLE MHCCOMPLESSATE ALLE MOLECOLE MHC

ProcessazioneProcessazione dell dell’’antigeneantigene

Ogni Ogni AgAg proteico è proteico è internalizzatointernalizzato e eprocessato in frammenti peptidici dalleprocessato in frammenti peptidici dalleAPCAPC

•• VIA ENDOGENAVIA ENDOGENA

•• VIA ESOGENAVIA ESOGENA

VIA ENDOGENAVIA ENDOGENA

•• ProcessazioneProcessazione di PROTEINE presenti di PROTEINE presentiallall’’interno della cellula, digerite in peptidiinterno della cellula, digerite in peptidinel nel proteasomaproteasoma

•• Legame del peptide alle molecole MHC DILegame del peptide alle molecole MHC DICLASSE ICLASSE I

VIA ESOGENAVIA ESOGENA

•• Captazione di Captazione di AgAg dall dall’’esternoesterno(FAGOCITOSI)(FAGOCITOSI)

•• InternalizzazioneInternalizzazione

•• ProcessazioneProcessazione

•• Legame alle molecole MHC DI CLASSE IILegame alle molecole MHC DI CLASSE IInelle vescicole nelle vescicole endosomialiendosomiali

CLASSI DI ANTIGENICLASSI DI ANTIGENI

•• NATURA CHIMICANATURA CHIMICA

•• CARBOIDRATICARBOIDRATI

•• LIPIDILIPIDI

•• ACIDI NUCLEICIACIDI NUCLEICI

•• PROTEINE: gli PROTEINE: gli AbAb possono riconoscere la possono riconoscere lastruttura I, II, III, IV ariastruttura I, II, III, IV aria

TIPI DI IMMUNITATIPI DI IMMUNITA’’

•• INNATA oINNATA oASPECIFICAASPECIFICA

•• IDENTIFICAZIONEIDENTIFICAZIONEPER PROFILIPER PROFILIMOLECOLARIMOLECOLARI

•• COSTITUTIVAMENTECOSTITUTIVAMENTEATTIVO (ATTIVO (““ONON””))

•• PRIVO DI MEMORIAPRIVO DI MEMORIA

•• ADATTATIVA oADATTATIVA oSPECIFICASPECIFICA

•• SPECIFICITASPECIFICITA’’ DI DIRISPOSTARISPOSTA

•• DISTINZIONEDISTINZIONESELF/NON SELFSELF/NON SELF

•• MEMORIAMEMORIA

IMMUNITAIMMUNITA’’ INNATA INNATA

•• BASATA SU EFFETTORI MOLECOLARI EBASATA SU EFFETTORI MOLECOLARI ECELLULARI SEMPRE PRESENTICELLULARI SEMPRE PRESENTI

•• QUALITAQUALITA’’ EFFETTORI NON CAMBIA EFFETTORI NON CAMBIA

•• QUANTITAQUANTITA’’ PUO PUO’’ AUMENTARE AUMENTARE

•• RISPOSTA IMMEDIATA E SPESSORISPOSTA IMMEDIATA E SPESSORISOLUTIVARISOLUTIVA

•• Previene lPreviene l’’infezioneinfezione

•• AllAll’’intervento del sistema innato segueintervento del sistema innato seguequello del SISTEMA ADATTATIVO Oquello del SISTEMA ADATTATIVO OSPECIFICO, che ha bisogno di qualcheSPECIFICO, che ha bisogno di qualchegiorno per entrare in azione, qualche voltagiorno per entrare in azione, qualche voltasbaglia, ma è molto efficace e nonsbaglia, ma è molto efficace e nondimentica.dimentica.

•• La memoria fa sì che un secondo incontroLa memoria fa sì che un secondo incontrocon lo stesso bersaglio (con lo stesso bersaglio (AgAg) evochi una) evochi unarisposta fulminea e devastante.risposta fulminea e devastante.

•• Potenziata da contatti ripetutiPotenziata da contatti ripetuti

•• Richiede lRichiede l’’infezioneinfezione

Immunità naturaleImmunità naturale

•• barriere epitelialibarriere epiteliali

•• rimozione meccanica (lavaggio)rimozione meccanica (lavaggio)

•• sostanze antibatteriche ( in saliva,sostanze antibatteriche ( in saliva,lacrime, sudore, succo gastrico)lacrime, sudore, succo gastrico)

•• fagociti (interni e su superfici)fagociti (interni e su superfici)

•• cellule NKcellule NK

•• complementocomplemento

•• proteine antibatteriche dei leucocitiproteine antibatteriche dei leucociti

IMMUNITAIMMUNITA’’ SPECIFICA SPECIFICA

CARATTERISTICHECARATTERISTICHE

•• DIVERSITADIVERSITA’’ E SPECIFICITA E SPECIFICITA’’ ANTIGENICA ANTIGENICA

•• DISTINZIONE SELF/NON SELFDISTINZIONE SELF/NON SELF

•• MEMORIAMEMORIA

DIVERSITADIVERSITA’’ E SPECIFICITA E SPECIFICITA’’

•• Il S.I. produce una enorme diversità nelleIl S.I. produce una enorme diversità nellemolecole di riconoscimentomolecole di riconoscimento!!RECETTORIRECETTORI

•• Ogni recettore risponde in modo specificoOgni recettore risponde in modo specificoa qualsiasi molecola estraneaa qualsiasi molecola estraneadiscriminando fra milioni di ANTIGENI ediscriminando fra milioni di ANTIGENI edistinguendo minime differenzedistinguendo minime differenze

•• OGNI LINFOCITA ESPRIME UN SOLO TIPOOGNI LINFOCITA ESPRIME UN SOLO TIPODI RECETTORE in molte copieDI RECETTORE in molte copie

DISTINZIONE SELF/NON SELFDISTINZIONE SELF/NON SELF

•• Distingue ciò che è proprio dellDistingue ciò che è proprio dell’’organismoorganismoda ciò che è estraneoda ciò che è estraneo

•• Le molecole MHC, espresse su tutte leLe molecole MHC, espresse su tutte lecellule dellcellule dell’’organismo, forniscono al S.I. leorganismo, forniscono al S.I. leinformazioni per discriminare SELF/NONinformazioni per discriminare SELF/NONSELFSELF

•• Durante la maturazione vengono eliminatiDurante la maturazione vengono eliminatiquei linfociti, T o B, che reagiscono controquei linfociti, T o B, che reagiscono controgli Antigeni selfgli Antigeni self

MEMORIAMEMORIA•• La specificità ha come conseguenza loLa specificità ha come conseguenza lo

sviluppo della memoriasviluppo della memoria

•• LL’’incontro tra antigene e recettoreincontro tra antigene e recettorespecifico provoca espansione clonale dellespecifico provoca espansione clonale dellecellule interessate: alcune sono deputatecellule interessate: alcune sono deputatealla risposta, altre sono CELLULE DIalla risposta, altre sono CELLULE DIMEMORIAMEMORIA

•• Un secondo incontro con lo stessoUn secondo incontro con lo stessoAntigene evoca una risposta più rapida eAntigene evoca una risposta più rapida epiù efficacepiù efficace

NEL S. I. ADATTATIVO O SPECIFICONEL S. I. ADATTATIVO O SPECIFICOATTIVATORI ED EFFETTORI DELLAATTIVATORI ED EFFETTORI DELLARISPOSTA IMM SONO:RISPOSTA IMM SONO:

•• CELLULE:CELLULE:

•• Linfociti BLinfociti B

•• Linfociti TLinfociti T

•• APCAPC

•• MOLECOLE:MOLECOLE:

•• AnticorpiAnticorpi

•• CitochineCitochine

ADATTATIVA O SPECIFICAADATTATIVA O SPECIFICA

UMORALEUMORALE

•• ATTIVAZIONE DEIATTIVAZIONE DEI

LINFOCITI LINFOCITI BB

•• PRODUZIONE DIPRODUZIONE DIANTICORPIANTICORPI

CELLULO-MEDIATACELLULO-MEDIATA

•• ATTIVAZIONE DEIATTIVAZIONE DEI

LINFOCITI LINFOCITI TT

•• PRODUZIONE DIPRODUZIONE DICITOCHINECITOCHINE

LinfocitiLinfociti B B

•• I I linfocitilinfociti B B didi unauna particolareparticolare famigliafamiglia(clone) (clone) direttidiretti controcontro unouno specificospecificoantigeneantigene sonosono capacicapaci didi proliferareproliferare e e dididifferenziarsidifferenziarsi in PLASMACELLULE in PLASMACELLULE

LINFOCITILINFOCITI TT

•• Il Il recettorerecettore delledelle cellule T (TCR) cellule T (TCR) riconoscericonosceun un determinantedeterminante antigenicoantigenico ( (epitopoepitopo))presentatopresentato dada unauna cellulacellula specializzataspecializzatanellanella presentazionepresentazione delldell’’antigeneantigene (APC). (APC).

•• EsistonoEsistono due due popolazionipopolazioni didi cellule T: le cellule T: lecellule T helper CD4+ e le cellule Tcellule T helper CD4+ e le cellule Tcitotossichecitotossiche CD8+. CD8+.

Funzioni in immunità innataFunzioni in immunità innata

•• Fagocitosi e distruzione dei microrganismi:Fagocitosi e distruzione dei microrganismi:maggior efficacia verso maggior efficacia verso microrgmicrorg. . IntracellIntracell(batteri, virus, funghi, protozoi).(batteri, virus, funghi, protozoi).

•• Prima linea di difesa contro virusPrima linea di difesa contro virus(produzione IFN)(produzione IFN)

•• Tramite la ADCC lisano le Tramite la ADCC lisano le cellcell infettate da infettate davirus (quando sono disponibili gli anticorpi)virus (quando sono disponibili gli anticorpi)