Lezione 08 (04-12-06) Immunologia

8/7/2019 Lezione 08 (04-12-06) Immunologia

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Lezione di immunologia del 4 dicembre 2006 1 ora

Risposta umorale e cellulo-mediata

La risposta immunitaria di tipo umorale mediata dai linfociti B, questa per essere una risposta

anticorpale classica necessita di una cooperazione T-B.Il linfocita B viene attivato dal suo antigene e attraverso una serie di mediatori e citochine sitrasforma in plasmacellula che produce anticorpi di vari isotipi. La neutralizzazione delleffettodannoso dellantigene a carico dellanticorpo, questo pu usare meccanismi aspecifici come lafagocitosi e lattivazione del complemento, o agire direttamente.

Nellambito delle funzioni effettrici della risposta CD4+ subset funzionali:1) T helper 1 che determina una risposta immunitaria di tipo cellulo-mediata, basata sul

reclutamento di macrofagi e attivazione di CD8 ed eventualmente natural-killer;2) T helper Z, il subset dei CD4 che indirizza verso una risposta di tipo umorale.

I linfociti B hanno un recettore immunoglobulinico caratterizzato da due catene pesanti e da due

catene leggere unite tra loro da ponti di solfuro, e la cui estremit COOH presenta dei residuiaggiuntivi rispetto a quelli presenti nella forma secreta. Questi sono inseriti nella membranacellulare ed hanno una coda citoplasmatica.Come per i T il recettore importante per il riconoscimento specifico, ma da solo non sufficiente

per la trasmissione del segnale dentro la cellula. Sono presenti delle molecole corecettoriali dette Igalfa e Ig beta che hanno una struttura simil-globulinica e trasmettono il segnale allinterno dellacellula.Condizione essenziale per lattivazione della cellula che questa sia mediata da un antigene.Tuttavia il legame tra una molecola immunoglobulinica recettoriale e lantigene non sufficiente,infatti necessario che due molecole di immunoglobuline siano legate da un legame a ponte,

bridging, legame mediato dallantigene stesso.Quindi solo quando si ha il legame a ponte con relativa aggregazione dei recettori di membranamediata da molecole di attivazione si ha la trasmissione del segnale dentro la cellula.

Un altro sistema di bridging dato da un legame a ponte in cui abbiamo una molecola recettorialespecifica che ricorre allantigene e dallaltro lato abbiamo il complemento che lega lantigene

batterico; questo lega il recettore del complemento C3D, e anche stavolta si ha un bridging dimolecole di superficie. Si tratta di unattivazione che si riflette sulla proliferazione cellulare

potenziandola.Questa risposta ha un significato funzionale: allinizio caratterizzata dalla presenza di antigenirivestiti di frammenti derivati dallattivazione del complemento, infatti una risposta di tipo innato

che consente di segnalare che oltre allantigene semplice in corso una risposta immunitaria.Il bridging levento che porta allattivazione se vengono usati anticorpi anti-IgM, anti catenegamma, che fanno il ponte senza coinvolgere la parte specifica, il linfocita B viene attivato lostesso. Tutto ci che determina il bridging tra molecole di recettori porta allattivazione. Di solitoquesto bridging specifico ma laggregazione della molecola sulla superficie e quindi delle lorocode citoplasmatiche che porta poi ai meccanismi di attivazione intracellulare. Queste modificazionisi manifestano come un entrata in ciclo della cellula che inizia a proliferare e aumenta la produzionedi molecole come B7-1 e B7-2.Le cellule che presentano lantigene sono macrofagi, linfociti B e dendrite, che presentano, oltreallMHC I presente in tutte le cellule, anche lMHC II che presenta lantigene ai T helper. Per la

presentazione dellantigene necessario che ci sia un segnale costimolatorio dato da B7 1 e 2.

Lattivazione dei linfociti B non si esprime solo in una proliferazione degli stessi ma anche con unaumento della trascrizione di B7, intercalati a livello del segnale costimolatorio per la presentazionedellantigene ai T helper.


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Secondario allattivazione delle cellule la maggiore espressione di recettori citochinici per la IL2,predotta da CD4 e CD8, e per la IL4, prodotta da CD4 e Acquisiscono anche la capacit di lasciare la zona follicolare del linfonodo e di migrare verso la

periferia, cio nelle zone di contatto con le parti occupate dai linfociti T.I linfociti B occupano la parte corticale del linfonodo e i follicoli. Esistono due tipi di follicoli:

- di 1 tipo, senza centro germinativo- di 2 tipo, con centro germinativo.Il centro germinativo espressine dellattivazione dei linfociti B, qui infatti si espandono, assumonolaspetto dei blasti ed entrano in mitosi.Ci che succede nel centro germinativo questo: lantigene viene incontrato negli organi linfaticisecondari, per il B ci avviene nel follicolo primario. Lantigene arriva attraverso la linfa e quindi

pu incontrare il linfocita T naive, che ha lasciato il circolo attraverso le venule ad alto endoteliorichiamato da chemochine verso la zona B, e qui eventualmente si pu avere lattivazione elincontro. Il linfocita B che non incontra il suo antigene specifico lascia il linfonodo attraverso illinfatico efferente.Il T il vero protagonista della risposta umorale, il T e in particolare il suo subset funzionale T

helper 2. Si tratto di un CD4 che classifichiamo come T helper 2 perch, a partire daCD4 che stato attivato, acquista la capacit di sintetizzare e secernere alcune citochine che sono poi quelleche condizionano il tipo di risposta delle altre cellule del sistema immunitario.Il linfocita T helper 2 produce: IL4, agisce promovendo lo splicing del trascritto primario per la catena pesante delle

immunoglobuline, con luso del gene gamma anzich di quello mu che era noto in precedenza IL5, promuove lattivazione degli eosinofili, cellule con attivit citotossica che hanno sulla

loro superficie pure il recettore per le IgE IL10, agisce insieme a IL4 sopprimendo o limitando lattivit dei macrofagi.

Il T helper CD4 o T helper 0 non definito passa alla condizione di T helper 2, ci dipende

dallambiente citochinico. Infatti se prevale IL2, che prodotto in grande quantit per esempio damacrofagi attivati per uno stimolo, ad esempio per un lipopolisaccaride, allora il linfocita T vienestimolato a trascrivere geni che codificano per mediatori come INFgamma; mentre se nellambiente

prevale la IL4, prodotta dai macrofagi attivati, nel T helper viene favorito un uso prevalente dei geniche servono a sintetizzare IL4, IL5 e IL10.IL10 ha funzione di blocco sugli altri T helper di tipo 1. nelluomo leffetto finale la produzione diIgE e IgA mediata soprattutto a livello delle mucose.Il TGF beta stimola la produzione di IL5 che porta al reclutamento e allattivazione di importanticellule di risposta.

La risposta di tipo umorale non prevede lazione di altri tipi cellulari che non siano i linfociti B,

questo infatti riconosce da solo lantigene non modificato nella sua conformazione sterica, e unavolta avutosi il legame tra le due molecole Ig alfa1 e un CR2 pu iniziare la sua attivazione che simanifesta con una proliferazione clonale modesta ed una produzione di IgM.La cellula non differenzia verso la plasmacellula, infatti la prima fase solo di sintesi e secrezionedi IgM.La morfologia della cellula che produce IgM intermedia tra il linfocita e la plasmacellula stessa.Si tratta di una cellula pi grande con un nucleo rotondo e un citoplasma abbondante rispetto aquello del linfocita periferico.La conoscenza di questo stadio cellulare dovuta al fatto che esiste una neoplasia che nasce aquesto livello e si chiama malattia di Valdestron, questa malattia colpisce il linfocita nella fase di

produzione delle IgM, si tratta di una gammapatia monoclonale, ovvero una patologia delle gamma

in cui esiste una produzione monoclonale delle gammaglobuline. Le gamma che vengono prodottenella malattia di Valdestron sono IgM. Laspetto patologico che questi pazienti presentano una


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forte quantit di IgM in circolo. Il loro volume e la loro forte concentrazione comporta dei graviproblemi di viscosit ematica.In un tracciato elettroforetico possibile vedere normalmente il picco a base stretta dellalbumina,la proteina che si muove pi velocemente. Il un tracciato di un paziente con malattia di Valdestron

possibile vedere tra beta e gamma un altro picco a base stretta che corrisponde alle IgM

monoclonali (hanno un aspetto a corna). La produzione di IgM avviene a livello del linfocita che attivato ma non differenziato in plasmacellula.

La seconda fase che da origine alla risposta umorale completa, in quanto da memoria a livello deilinfociti B, data da linterazione della cellula B attivata con il T helper, e altri stimoli citochinici.Si ha quindi un contatto tra cellule e cellula e mediatori solubili. Inizia quindi la vera e propriaespansione clonale che si espressa nella proliferazione delle cellule e la risposta differenziale dicellule con luso di catene pesanti diverse da mu e da beta. Luso delluno o dellaltro gene dovutoalla presenza nellambiente di specifiche citochine.Le cellule esprimono sulla loro superficie non pi IgM e IgD (siamo sempre nel centro germinativo)ma IgG, IgA e IgE.

Inoltre durante questa proliferazione avviene un altro fenomeno. Il gene che codifica per la partevariabile delle immunoglobuline di superficie va incontro a mutazioni puntiformi casuali e cicausa una variazione della specificit tale da determinare a volte la perdita della specificit originalee quindi morte della cellula, o in alternativa una variazione di affinit, cio la parte variabile della

proteina pu avere una maggiore o minore affinit per lantigene in modo totalmente random. Ilrisultato della mutazione somatica determina una selezione delle cellule che possono sopravviverenel centro germinativo. Quelle che aumentano la loro affinit sono quelle che possono interagirecon lantigene a livello del centro germinativo e quindi lapoptosi programmata potr essereinterrotta. La sopravvivenza della cellula dovuta alla capacit della cellula stessa di interagire conlantigene del centro germinativo.Chi ha mantenuto la specificit e aumentato laffinit interagisce con lantigene e pu sopravvivere,tutti gli altri vanno incontro ad apoptosi. Si ha quindi una selezione per affinit, un processochiamato maturazione dellaffinit. Se lIgM originaria aveva unaffinit x, la cellula B chesopravvive a questo processo avr unaffinit x + y.Linterazione tra B e T necessita di cellule attivate. La cellula B viene attivata dal suo antigene esolo allora assume la capacit di esprimere B7 1-2.Il T attivato da una cellula presentante lantigene, di solito una cellula dendritica che arrivata nellinfonodo tributario del tessuto.I B tendono a disporsi in prevalenza verso la periferia del follicolo attivato, i T invece si trovanoverso la periferia del follicolo stesso (?). Nella zona di contatto c appunto un contatto cellula-cellula.

Il B attivato dal legame a ponte, allattivazione dovuta allaggregazione delle molecole fa seguitoun fenomeno di endocitosi che include il recettore con lantigene legato. Ci consente ladegradazione secondo la via dellMHC II. Si tratta di un antigene esogeno rispetto alla cellula chesegue la via delle molecole di classe II che gli consente di esocitare e degradare il materiale e poicaricare lepitipo dominante sulle molecole di seconda classe e di esprimerle in superficie. Si avrquindi un linfocita B attivato che esprime B7 1 e 2 e sulla superficie mostra un epitipo dominantedellantigene che ha endocitato. Il contatto tra T e B avviene perch il linfocita T trova in questamolecola di seconda classe il suo antigene specifico con la presenza di una molecola costimolatoria. un contatto tra due cellule che hanno specificit per o stesso antigene.Il linfocita B ha la molecola di classe II, il suo epitipo viene riconosciuto da TCR, si ha il segalecostimolatorio per il CD28. se la cellula non fosse gi attivata verrebbe comunque attivata. Il

linfocita B esprime sulla superficie il CD40.Il T attivato nellambito dellattivazione esprime il ligando del CD40 oltre alla capacit disintetizzare citochine.


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Il legame sar rappresentato da B7 1 e 2 con CD28 con legame costimolatorio. Il legame specificoantigene di istocompatibilit di II classe e TCR e legame tra CD40 e ligando del CD40 definitosempre costimolatorio, questo crea nelle due cellule uninterazione molecolare a cui si aggiungonostimoli solubili rappresentati dalle citochine secrete dal linfocita T attivato che agisce secondomodalit attivata sul linfocita B stesso.

Quindi il linfocita B attiva il T e lattivazione del T causa la trascrizione di alcuni geni per CD40ligando e citochine.Linterazione tra CD40 ligando nel T e CD40 nel B e le citochine determina lavvio al B di segnaliche influenzeranno la sua attivit, ad esempio proliferazione indipendente da quella iniziale,trascrizione di geni per la parte costante delle immunoglobuline al posto delle altre.Si ha un loop di attivazione di cellule che presentano lantigene e T helper. Il T helper secondario

perch non produce INF gamma bens produce IL5 e IL4.IGbeta e IL10 influenzano lisotipo prevalente prodotto dal linfocita B quando si differenzier in

plasmacellula.

Lezione del 4/12/06 II ora

Abbiamo visto come linterazione T-B (dove T un T Helper 2) avvenga cellula a cellula attraversomolecole gi viste in precedenza per linterazione tra il T Helper 1 e il macrofago, come cellulaeffettrice della risposta cellulo-mediata. Quindi abbiamo:

1. da un lato linterazione specifica di TCR-MHC di seconda classe tripeptide,2. il secondo segnale stimolatorio dato dal legame tra CD28 sul linfocita T, B7-1 e B7-2 sul

macrofago o linfocita B;3. il terzo dal legame del CD40 sul linfocita B o sul macrofago con il CD40 ligando che viene

espresso sul linfocita T attivato.Quello che cambia il segnale solubile, cio le molecole citochiniche che vengono prodotte e chevanno a determinare un diverso effetto; per esempio il rilascio di IFNg determinerebbe la

produzione soprattutto di g1; di norma per, nella risposta umorale, abbiamo il prevalere di varieclassi, non solo g, ma anche a, talora e, che sono legate allazione delle citochine prodotte dal THelper 2 sui recettori espressi dai B.Questi recettori vengono espressi in fase di attivazione e proliferazione.A questa interazione, che avviene in parte cellula-cellula (core-mate interaction?), in parte mediatada molecole solubili, come le citochine, si accompagna, dopo il distacco tra le due cellule, unritorno del linfocita B verso il follicolo, in particolare verso il centro germinativo del follicolo cheandr a costituirsi. durante questa fase, nella parte germinativa, che il B prolifera, va incontro allemutazioni puntiformi dei geni V e quindi modifica le caratteristiche della parte specifica delrecettore immunoglobulinico. A seconda delle caratteristiche di questa modificazione avremo o

meno la sopravvivenza della linea cellulare che ha subito la modificazione stessa.In particolare, ogni volta che inizia una proliferazione c sempre una programmazione perlapoptosi, a meno che non intervenga un segnale che determini il recupero dallapoptosi.In questo caso, il recupero dallapoptosi avviene durante la migrazione attraverso il centrogerminativo grazie allinterazione (sempre ammesso che avvenga) con antigeni che sono esposti(nel centro germinativo) dalle cellule dendritiche follicolari, presenti a livello del follicolo.Questa esposizione di antigeni, anche non modificati stericamente, avviene attraverso recettori per ilcomplemento, quindi le frazioni del complemento attivate: C3b e la sua frazione di inferioreclivaggio che il C3d; la cellula dendritica possiede il CR1 e il CR2 che riconosconorispettivamente il C3b e il C3d; attraverso questi pu captare lantigene sul quale si depositata unadi queste frazioni e quindi lo tiene in evidenza.

Laltra possibilit che si sia gi avuta comunque uniniziale produzione di anticorpi, legatiallantigene, e che questi anticorpi siano stati captati dal recettore per lFc delle immunoglobuline.


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Quindi lesposizione da parte delle cellule dendritiche non avviene dopo processazionedellantigene, non ha niente a che vedere con i processi di esposizionema una captazioneattraverso recettori del complemento per le immunoglobuline. Abbiamo quindi il recettore, per ilC3d, che il CR2, il C3d, presente sulla superficie dellantigene, lantigene stesso. Lo stesso vale

per i recettori immunoglobulinici.

Questo sistema consente, alle cellule B che abbiano modificato la parte specifica del loro recettore,in modo tale non solo da non perdere la specificit ma da aumentare laffinit, quindi la forza,linterazione, tra lantigene e lanticorpo, gli consente di interagire e questa interazione rappresentail segnale che blocca lapoptosi e che consente la sopravvivenza.Tutte le cellule che non riescono a interagire con un antigene specifico cosi presentato vannoincontro ad apoptosi; ci significa che sopravvivono, e poi differenziano rispettivamente comecellule memoria B o come plasmacellule, soltanto le cellule che, non solo abbiano mantenuto laspecificit originaria per lantigene ma che abbiano aumentato laffinit del loro recettore. Avremoquindi che gli anticorpi prodotti dalle plasmacellule, dopo linterazione T-B, raggiungonounaffinit e unefficienza superiore rispetto a quelli precedenti e che i linfociti B memoriaesprimono in superficie i recettori immunoglobulinici di classe diversa dalle IgM e IgD, ma anche

dotati di unaffinit per lantigene decisamente superiore.Questo consente, da un lato, di avere pi cellule specifiche per uno stesso antigene (una volta che sisia avuta questa risposta), quindi tante cellule memoria dove prima cera invece un'unica cellulaspecifica, una base quindi cellulare della memoria, dallaltro una base molecolare perch su questecellule abbiamo dei recettori con unaffinit superiore.Ci spiega perch, in un secondo contatto, basti un antigene, di concentrazione molto pi bassa perdeterminare una risposta: la prima volta c bisogno di una certa concentrazione antigenica perchsi deve creare il bridging e tutta una serie di altri fenomeni, naturalmente poi bisogna considerareche ci sono poche cellule e quindi non facile incontrare la cellula specifica e bisogna chelantigene sia in quantit adeguate perch statisticamente si verifichi questo incontro; non solo ma irecettori immunoglobulinici hanno unaffinit relativa, abbastanza bassa. Una volta che abbiamo lecellule memoria abbiamo:

1. pi cellule con la stessa specificit, quindi statisticamente anche una quantit di antigenemolto pi bassa viene pi facilmente recepita, incontrata.

2. questi linfociti tendono a circolare anche nei tessuti periferici favorendo ulteriormentelincontro.

3. I loro recettori immunoglobulinici hanno unaffinit maggiore per lantigene.Linterazione quindi estremamente semplice e anche pi stabile.

Considerando il centro germinativo, questo il percorso che segue la cellula B una volta che abbiaattivato e sia stata attivata dal T Helper 2: c un ritorno verso il follicolo e, nella parte basale del

follicolo stesso avvengono i fenomeni di proliferazione; sono quelli che si osservano nellacosiddetta parte scura del follicolo, dovuti al fatto che ci sono tante cellule in proliferazione equindi tanti nuclei addensati che danno la particolare colorazione scura. Durante questa fase poicomincia la differenziazione, nel senso che vengono espressi recettori con un isotipo diverso ecomincia anche la mutazione per quanto riguarda i geni della parte variabile. Pu essererappresentato come se salisse verso la parte apicale del follicolo: alcune cellule vanno in apoptosi,quelle che invece competono con successo per linterazione con lantigene sopravvivono. Queste

possono avere un doppio destino di: cellula effettrice, con differenziazione nella cellula terminale, che la plasmacellula ritorno a un aspetto di cellula di riposo, che il linfocita di memoria.

Il linfocita di memoria lo identifichiamo facilmente perch ha come recettore immunoglobulinico,

delle immunoglobuline di classe diversa dalle IgM e IgD: se un linfocita B ha sulla superficie IgM eIgD un linfocita B naive, vergine, che non ha ancora incontrato il suo antigene, non ha ancorainteragito con il T e non ha quindi effettuato quello che si chiama switch isotipico; switch


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linterruttore e indica il passaggio da una situazione allaltra, il passaggio che avviene dallutilizzodi catene m e d allutilizzo di catene g, o a, o e.Per quanto riguarda le plasmacellule invece, esse sono le cellule di differenziazione terminale.Terminale significa che, una volta arrivata allo stadio di plasmacellule, la cellula non pu pidifferenziarsi, muore come plasmacellula. Le plasmacellule (o almeno quelle normali) non entrano

pi in mitosi, perdono lespressione dei recettori immunoglobulinici di superficie, la loro superficienon ha pi immunoglobuline (daltra parte non ne hanno pi bisogno); acquisiscono invece unacapacit protido-sintetica, che viene amplificata al massimo, dedicata alla sintesi e poi allasecrezione dell immunoglobulina con la specificit e la classe selezionata durante questo processo.Quindi da un lato cellule di memoria, pronte per un secondo contatto, dallaltro le plasmacellule.Le plasmacellule tendono a tornare al midollo osseo: la percentuale normale di plasmacellule nelmidollo osseo inferiore al 5%, percentuali superiori impongono dei controlli particolari.Altre zone dove possibile trovare le plasmacellule sono quelle del tessuto linfatico annesso allemucose (MALT), dove sono presenti plasmacellule produttrici e secretici di IgA (immunoglobulinedimeriche secretorie). Di norma le plasmacellule producono IgG, o IgA, o IgE.Esiste la controparte neoplastica di queste linee, e sono le cosiddette gammopatie monoclonali (o

mielomi); esistono pochissimi casi di mieloma IgM in quanto la controparte neoplastica, nella fasedi secrezione delle IgM, data da un linfocita immaturo ed caratteristica della malattia diValderstron.

La controparte neoplastica della fase plasmacellulare invece data dai mielomi.Anche il quadro clinico diverso: il mieloma caratterizzato, a livello midollare, da uninvasionedi plasmacellule che possono non essere normali, in un midollo mielomatoso possibile trovarecellule in mitosi, plasmacellule multinucleate. Queste sono chiaramente delle cellule neoplastiche;una caratteristica clinica importante che, dove ci sono i nidi plasmacellulari c anche unintensaattivit osteoclastica, per cui una delle lesioni tipiche dei mielomi (che non presente nella malattiadi Valderstron) sono le lesioni osteolitiche tondeggianti, nel cranio, nel bacino, nelle coste, nellacolonnalegate appunto alla presenza di questi nidi plasmacellulari. Linvasione neoplastica delmidollo pu arrivare anche al 70-80-90% delle cellule: quando siamo a questi livelli significa che lecomponenti normali del midollo sono ormai estremamente penalizzate; si associano quindi i sintomilegati al deficit della linea eritroide, della linea megacariocitica (e quindi piastrine), della lineamieloide (neutrofili, per esempio) con tutto ci che ne consegue. A livello periferico il quadro quello che vi ho detto: il profilo elettroforetico con i due picchi: uno corrispondente allalbumina elaltro nella regione b-g, a seconda della classe; lentit del picco dipende dalla concentrazionedelle immunoglobuline.Abbiamo dunque le fasi di:interazionemutazione

selezioneproduzione di:linfociti B memoria che entrano in circolo

plasmacellule che tendono a tornare nel midollo o nelle zone mucosali da cui, in origine,provenivano i linfociti B; le plasmacellule hanno una lunga emivita: non sono quindi cellule chesi esauriscono rapidamente.

In un follicolo germinativo si pu distinguere:1. una parte scura dove c attiva proliferazione,2. una zona pi chiara, man mano che le cellule si trovano meno stipate, e3. la zona del mantello dove si trovano i linfociti che non sono stati interessati alla fase di

proliferazione nellambito del follicolo linfatico primario e che si trovano stipati in questaposizione periferica.


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Osservato con la tecnica dellimmunofluorescenza si distinguono sempre le cellule altamenteproliferanti (marcate con T67?) e le cellule che non proliferano.

A livello molecolare:1. risposta iniziale della cellula B a riposo:

espressione della molecola IgM di membrana: questa la situazione di trascritto primario dimRNA. Ricorderete che il DNA viene modificato solo per la formazione dei geni che codificanoper la parte variabile; poi viene tutto trascritto sullRNA primario e tutte le altre ulteriorimodificazioni che portano allRNA messaggero avvengono per splicing sullRNA (quindi nella

parte che riguarda le catene pesanti, il DNA rimane intatto e disponibile).Nella cellula a riposo in pratica viene espressa, oltre che ai domini extracellulari, anche la partetransmembranale e citoplasmatica.

2. Prima attivazione:quando sopraggiunge la prima attivazione (quella spontanea, non accompagnata dallinterazionecon i T ma legata al legame a ponte tra due molecole di Ig oppure ad una molecola recettorialecome il CR2) arriva il segnale per modificare il tipo di splicing dellmRNA: non viene pi trascritta

la parte citoplasmatica e transmembrana ma solo la parte per i vari domini della parte costante pi laparte terminale. Al primo segnale quindi si passa automaticamente alla forma secreta di quellaforma recettoriale.

SWITCH ISOTIPICOStudiando la maturazione dei linfociti B nel midollo osseo abbiamo visto la cellula pro-B, pre-B e lacellula B: quello che caratterizza la conversione la capacit di riarrangiare il DNA (per quantoriguarda la parte variabile del DNA) e trascrivere un RNA primario che possa essere efficacementetradotto in RNA messaggero fino alla formazione di un recettore di membrana, IgM e poi ancheIgG, che garantisce la sopravvivenza.Per quanto riguarda i B per, la loro possibile evoluzione non si esaurisce qui: a differenza dei T,lincontro con lantigene e poi in particolare il contatto con il linfocita T, determina una variazionenellutilizzo dei geni.

1) Se non c segnale dalle cellule T HelperPrima, seconda, decima volta, quello che avviene che la trascrizione avviene sempre sul gene m,quindi avremo sempre la produzione di IgM (nellimmagine per semplicit mostrata una

plasmacellula ma bene memorizzare il fatto che le IgM sono secrete da cellule che non hanno unamorfologia plasmacellulare)

2) Se invece avviene linterazione con il linfocita T (come avviene nellinterfaccia tra follicoloe zona T)

Linterazione tra CD40 e CD40 ligando e il segnale citochinico mandato dai T determina un diverso

utilizzo dei vari geni: avviene lo splicing tra il gene variabile e g con produzione di un IgG, se losplicing avviene tra il gene variabile e le e si avr invece la produzione di IgE.Questo fenomeno, cio il passaggio dalla sintesi di IgM a quella di IgG o IgE con la stessaspecificit, viene chiamato switch isotipico ed caratteristico della risposta secondaria.Quindi se c il segnale dei T possiamo avere lo switch isotipico e le cellule memoria.In assenza dellinterazione con i T avremo sempre ed esclusivamente una produzione di IgM.

Le immunoglobuline prodotte sono le vere effettrici della risposta:Le IgM sono prodotte per prime, non hanno una grande affinit ma hanno una grande avidit

perch sono dei pentameri; sono dei potentissimi attivatori del complemento: quindi utilizzanoprecocemente un importante meccanismo di difesa; le troviamo praticamente solo in circolo, viste le

dimensioni (non passano negli interstizi) sono quindi anche un importantissimo mezzo di difesa neiconfronti di setticemie e batteriemie.


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Le IgG sono degli attivatori del complemento (sia pure meno efficienti delle IgM), passano laplacenta; potenziano la risposta di tipo fagocitario sia attraverso lattivazione del complemento che,depositandosi sulle superfici, le opsonizza, sia direttamente perch le cellule fagocitarie hanno deirecettori per il frammento Fc delle immunoglobuline G (hanno quindi un effetto direttamenteopsonizzante). Le IgG hanno anche unottima capacit neutralizzante, effettrice diretta, per esempio

nei confronti delle tossine: la tossina botulinica o la tossina tetanica esercitano la loro azionepatogena interagendo con dei recettori che mediano il loro effetto a livello cellulare; lanticorpolega la tossina e le impedisce di interagire con questi recettori e quindi di mediare gli effetti; cquindi unattivit che viene definita neutralizzante. Le IgG sono gli anticorpi neutralizzanti pereccellenza. Un altro effetto diretto nei confronti dei virus nella loro fase extracellulare. I virus

penetrano nella cellula utilizzando delle molecole di superficie cellulare come recettori perlingresso; linterazione virus-anticorpo pu portare allinibizione sterica di questa interazione equindi impedire la penetrazione del virus nella cellula e quindi linfezione. Sono gli anticorpi chemediano gli effetti di difesa.

Le IgE mediano fisiologicamente la difesa contro parassiti multicellulari (gli elminti, per

definizione); il meccanismo che viene utilizzato per la difesa linfiammazione, legataallattivazione dei mastociti. Si tratta di cellule distribuite nei tessuti che delimitano il nostro corpocome cute e mucose con caratteristiche diverse.Presentano per tutte un ricco corredo citoplasmatico di granuli con dei mediatori preformati di tipovasoattivo e la capacit, dopo uno stimolo, di sintetizzare nuovi mediatori a partire, per esempio, daifosfolipidi di membrana; possiedono anche la capacit, dopo lo stimolo, di produrre citochine tracui linterleuchina 4. La degranulazione di queste cellule avviene perch, come caratteristicaessenziale, mastociti e basofili presentano sulla loro superficie dei recettori ad alta densit (dinumero) e ad alta affinit (capacit di captare il ligando) nei confronti dellFc delle IgE:linterazione tra i mastociti sensibilizzati con le IgE, cio che espongono sulla loro superficie varieIgE, e lantigene specifico che formi un ponte tra due IgE contigue, determina lattivazione dellamasto cellula e la degranulazione nonch lattivazione della neosintesi. un potentissimo sistemainfiammatorio condiviso anche dai basofili; di norma locale, tissutale; raramente (per fortuna) sistemico e vascolare; la funzione appunto quella di favorire lespulsione degli elminti, peresempio.

Nei confronti di questi per le IgE mediano anche un altro tipo di risposta che quella citotossicamediata dagli eosinofili. Gli eosinofili sono dei polimorfonucleati ma non hanno capacitfagocitaria; hanno invece la capacit, una volta attivati, di liberare verso lesterno delle molecoledotate di attivit tossica per le altre cellule, in parte anche queste contenute nei granuli, in parte dineosintesi di membrana. Lattivit citotossica in questo caso indirizzata nei confronti di parassiti;nei confronti dei parassiti abbiamo quindi una duplice risposta: di flogosi generale ma anche di tipo

citotossico, indirizzata dalle IgE.Le IgA sono proprie dellimmunit mucosale. In questo caso la risposta dominata dalla

produzione di dimeri IgA. Le IgA secretorie si caratterizzano perch nel trasporto attraverso lacellula epiteliale mantengono una parte del recettore che le ha captate e trasportate verso il pololuminale della cellula epiteliale stessa; un recettore secretorio che rimane in parte adeso allamolecola secretoria e che ne garantisce una particolare resistenza e sopravvivenza nellambiente

poco favorevole che quello, ad esempio, intestinale o interstiziale.Le IgA mediano un tipo di risposta non infiammatoria: la modalit di risposta delle mucose, rispettoal sistema immunitario sistemico, quella di adottare dei meccanismi che evitino la flogosi localeanche a salvaguardia delle funzioni di apparati critici come quello respiratorio o intestinale; la

funzione si esplica soprattutto con meccanismi cosiddetti di immunoesclusione: le IgA presenti alivello delle secrezioni ci garantiscono che il materiale antigenico specifico non possa pi accederealla cellula (se un virus non pu pi attaccarsi alla cellula epiteliale e infettarla) e questo senza


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che, a livello locale, ci sia infiammazione. Non attiva infatti il complemento. Entrano in gioco altrimeccanismi (compreso quello delle IgE) soltanto se questo tipo di risposta alterato.

In sintesi, le varie risposte legate agli anticorpi prevedono:a) neutralizzazione di patogeni (soprattutto virus e tossine)

b) opsonizzazione e fagocitosic) citotossicit anticorpo-dipendente (con Natural Killer e eosinofili).d) Lisi dei microbi mediante attivazione del complemento (se hanno una capsula ovviamente

non si lasciano lisare e il complemento non serve)e) Fagocitosi dei patogeni opsonizzati con il complemento (o con le immunoglobuline)f) Richiamo e attivazione dei neutrofili e quindi infiammazione generale.

Gran parte di questi effetti sono mediati dalla presenza, su vari tipi di cellule, di vari tipi di recettori;per esempio per la Fc delle immunoglobuline E esistono due tipi di recettori: ad alta e a bassaaffinit; esistono recettori per le Fc delle g, delle a e cosi via. Questo garantisce che la rispostaanticorpale possa essere utilizzata in modo da convogliare anche la risposta aspecifica in modo

specifico su un determinato bersaglio.

Se non c la cooperazione T la risposta anticorpale avviene lo stesso qualunque sia lantigene ma una risposta praticamente solo IgM; solo alcuni tipi di antigeni timo-indipendenti possono dare una

piccola produzione di IgG, per non c un aumento dellaffinit, non c una risposta secondaria (equindi la formazione di cellule memoria), non c la capacit di indurre una sensibilit di tiporitardato perch non c lattivazione dei B.Questo pu dipendere dalla presenza o meno di T efficienti: un bambino che nasca con un aplasiatimicaper un difetto alla terza tasca branchiale (per fortuna accade rarissimamente ma comunquesuccede) avr un deficit immunitario di tipo T (non ha proprio T); questo bambino in grado di faredegli anticorpi se stimolato far per soltanto degli anticorpi di tipo IgM: non pu avere uno switchisotipico, una memoria immunologia ed una risposta adeguata perch mancano i T per lacooperazione; far quindi una risposta T indipendente, per mancanza di T.Oppure ci sono degli antigeni che non sensibilizzano i T nel senso che non sono presentabili ai T, iT non li riconoscono come antigeni; sono gran parte degli antigeni non proteici, per esempio

polisaccaridi ma anche glicolipidi o acidi nucleici. Tenendo presente che cosa riconosce il T, comegli viene presentato lantigene chiaro che lantigene per eccellenza per il T proteico: se ilmateriale non proteico il T non pu essere sensibilizzato e se non pu riconoscere lantigene non

pu neanche cooperare con il B.Pu quindi dipendere: dal tipo di antigene (pi spesso)

da un deficit di T (pi raramente)Mentre gli antigeni timo-dipendenti, in un individuo immunocompetente sono classicamente delleproteine, danno una cooperazione T-B, lo switch isotipico, la maturazione dellaffinit, cellulememoria e naturalmente anche una componente ritardata nei confronti dello stesso antigene, per cuisi viene comunque sensibilizzati.

Abbiamo vistole cellule T CD3+ (a:b), pi specifiche, in parte CD4+ e in parte CD8+;dei linfociti T (quindi con il TCR) con il CD3+, che sono g:d e non esprimono il CD4 o il CD8;linfociti CD3- (non hanno il recettore dei T) che per esprimono il CD16, che il recettore per le Fcdelle immunoglobuline (sono i Natural Killer)

e poi, oggi, abbiamo visto le cellule B che sono caratterizzate dallessere Ig+, presentano cio sullaloro superficie dei recettori immunoglobulinici.


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La classe, o lisotipo, dei recettori cambia a seconda che la cellula B sia naive, oppure che sia unacellula B memoria. In questo ambito possiamo distinguere ancora due sottogruppi:

a) le B-2, che si caratterizzano per la presenza di immunoglobuline sulla superficie ma hannocaratteristiche funzionali che sono quelle dei B normali.

b) Esiste un ulteriore sottogruppo, piuttosto limitato, dato da linfociti B, Ig+, che per sono

anche CD5+ (esprimono cio questo recettore di superficie, tipico dei T). Le cellule chepresentano il CD5 sono cellule che tendono a produrre spontaneamente anticorpi (anche adelevata velocit) che presentano una bassa variabilit e una bassa specificit. Da questasottoclasse di cellule emerge una delle leucemie pi frequenti: la leucemia linfatica cronicaa B (LLCB), costituita da linfociti B CD5+, parte da questa linea cellulare.

Lezione 08 (04-12-06) Immunologia

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