IMMUNOLOGIA 10-01-07 PARTE PRIMA FEDERICO PATTA

IMMUNOPATOLOGIA

Prendiamo in considerazione le reazioni diipersensibilità, le quali sono anche chiamate reazioniimmunopatogene. Esse ci danno un indicazione piùesatta della natura di questo tipo di reazioni, cioè sono dovute a una risposta immunitaria che causa danno anziché prevenirlo. La caratteristicadelle reazioni di ipersensibilità è che di normavengono attivate da stimoli, antigeni, che sono di per sé innocui per l’organismo, o per lo meno non sonodotati di una carica di danno tale da giustificareil tipo di risposta. Il danno che si verifica non è quindi dovuto all’antigene ma è dovuto alla risposta verso quell’antigene.

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Tipi di ipersensibilità.La classificazione classica, che si trova su tutti i libri, è la classificazione di Gell e Coombs. Questi due immunologi inglesi hanno cercato di sistematizzare i vari tipi di reazioni immunitarie causa di danno, partendo dall’osservazione del quadro patologico, mettendo a fuoco qual è il meccanismo che sta alla base del danno stesso. Secondo la reazione di Gell e Coombs abbiamo 4 tipi di reazioni immunopatogene.

1) Ipersensibilità immediata (tipo 1).La reazione immunopatogena di primo tipo è detta anche di tipo anafilattico, allergica, IgE mediata, e immediata. Il termine immediato si riferisce al tempo che occorre tra l’applicazione dello stimolo e la comparsa della reazione clinica(tempo di latenza). Questo tempo è nell’arco di minuti (mezz’ora). La reazione immediata riconosce come elemento fondamentale l’anticorpo di classe IgE, presente a concentrazione plasmatica molto bassa nei soggetti normali. Essa non risulta dosabile con le tecniche di laboratorio neanche nei soggetti dove questa concentrazione risulta molto elevata rispetto alla maggioranza degli individui, perché la caratteristica di questo anticorpo è di essere citofilo, cioè tende a legarsi alla superficie di cellule, come macrociti, cellule circolanti, come basofili e di altre cellule che abbiano dei recettori di superficie per l’Fc epsilon delle IgE ad alta affinità. Quindi una volta prodotte e secrete, le IgE hanno una rapidissima clearance plasmatica e interstiziale, e vanno a fissarsi con la parte Fc al recettore sulle cellule. Le cellule protagoniste di questo tipo di reazione sono i mastociti tissutali, che sono diffusi sia a livello dei connettivi che delle mucose, e i basofili circolanti. Poi abbiamo delle altre cellule importanti, soprattutto nella fase effettrice, che sono gli eosinofili. Qual’è il danno mediato da questo tipo di reazioni? Sono le manifestazioni cliniche che hanno una prevalenza nel 15-20% della popolazione, sono le malattie allergiche, dove la risposta di tipo infiammatorio mediata da IgE, mastociti, eosinofili, e tutte le altre cellule reclutate, sono dirette verso antigeni ambientali assolutamente innocui, che nel restante 80-85% della popolazione non allergica danno una normale risposta IgG-IgE che non porta ad un quadro clinico .

2) Malattie mediate da anticorpi (tipo 2).Reazione di secondo tipo detta anche citotossica, con tossicità verso la cellula mediata da anticorpi. Anche in questo caso l’elemento chiave è una risposta di tipo anticorpale, diretta verso antigeni che siano presenti sulla superficie di cellule, dunque non antigeni solubili, e possono essere o parte integrante della membrana cellulare, o possono essere assorbiti sulla membrana. Qualche volta questi antigeni possono essere presenti su certe strutture, per esempio membrana basale, ma si tratta per lo più di forme autoimmuni. La classica malattia di tipo citotossico tipo secondo vede una cellula es. del sangue, eritrocita, con i suoi antigeni di superficie a seconda del sierotipo antigenico, che interagisce con un anticorpo specifico per uno di questi antigeni; l’interazione antigene-anticorpo comporta l’attivazione del complemento sino alla fase terminale MAC, che comporta la lisi della cellula bersaglio. Questo fenomeno può avvenire sia che l’antigene sia parte integrante della membrana, sia che l’antigene sia assorbito passivamente sulla membrana. Il MAC va ad attaccarsi in stretta prossimità dell’avvenuta reazione antigene-anticorpo, e l’effetto in questo caso è l’emolisi. Un altro fenomeno può essere mediato dalle cellule natural killer, che attraverso il recettore Fc delle IgG possono indirizzare la loro attività dal legame anticorpo-antigene specifico verso la superficie della cellula. L’interazione in questo caso attiva la cellula natural killer e determina la morte della cellula bersaglio. Dunque abbiamo il meccanismo classico,antigene su superficie cellulare,antigene classe IgG o IgM, attivazione del complemento, lisi della cellula bersaglio.

3) Malattie mediate da immunocomplessi(tipo3).Anche qui l’anticorpo ha il ruolo chiave, è specifico per un antigene solubile, quindi non legato a strutture tissutali o di superficie ma molecole proteine con cui l’anticorpo va ad interagire. La formazione di immunocomplessi è una cosa continua e fisiologica, ed è uno dei meccanismi attraverso il quale noi ci liberiamo sia del materiale estraneo, sia del nostro materiale (self) che deriva dalla degradazione delle

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cellule, cioè è un meccanismo continuo che viene utilizzato dal nostro organismo come fenomeno di clearance (ripulitura) continuo. In certi casi però l’immunocomplesso può trasformarsi in un sistema di danno, che proprio perché è un immunocomplesso tra anticorpi circolanti-antigeni solubili e circolanti, può determinare danno di tipo sistemico, dunque in qualsiasi zona dell’organismo, in circolo, si può avere la precipitazione di questi immunocomplessi e l’attivazione del complemento con richiamo di neutrofili, attivazione di piastrine etc. etc. e quindi un danno che si verifica a livello sistemico, principalmente a livello della parete vasale con un quadro di vasculite. Il danno sarà più accentuato in quegli organi molto vascolarizzati come il rene, a livello della cute, e in questo caso il danno può essere più o meno grave a seconda che gli antigeni nei confronti dei quali si ha la risposta, durino a lungo in circolo, oppure vengano rapidamente eliminati. Dunque il terzo tipo è la malattia da immunocomplessi, che è stata identificata quando per l’immunizzazione passiva nei confronti del tetano, o della difterite, avevamo a disposizione solo sieri animali es. siero di cavallo, perché essendo grande, se immunizzato con il tossoide sistemico tetanico possiede una grande quantità di anticorpi, e quindi dal punto di vista commerciale era estremamente conveniente . Un soggetto con una ferita poteva essere a rischio, e veniva trattato con il siero antitetanico (ora si usano immunoglobuline umane,il problema della malattia di siero non esiste più, allora non si sapeva niente della struttura delle immunoglobuline e si usava questo siero immune),in linea di massima andava tutto liscio, però un 5% dei soggetti intorno a 7-10 giorni dalla somministrazione del siero, cominciava a sviluppare febbre, dolori articolari , artrite, manifestazioni cutanee, presenza di ematuria e a volte di proteinuria, ipertensione arteriosa… cioè un quadro importante che si è visto poi dovuto alla formazione di immunocomplessi tra le proteine estranee del cavallo (dunque gli anticorpi di cavallo) e gli anticorpi che venivano prodotti nei loro confronti. Alcuni soggetti avevano un rapporto tale tra l’antigene ancora presente e anticorpo prodotto da favorire la precipitazione e la comparsa della malattia. Esistono anche dei modelli spontanei come le malattie autoimmuni sistemiche per es. il lupus dove gran parte del danno è mediato dalla formazione di immunocomplessi a carico di vari organi e tessuti. Un'altra forma di malattia simil da siero non è più quella legata al siero antitetanico, ma quella legata a farmaci che dopo 7-10 giorni determinano un quadro clinico sovrapponibile a quello della malattia da siero.

4) Malattie mediate da linfociti t(tipo 4).Il quarto tipo è la reazione immunopatogena cellulo-mediata dai linfociti T , detta anche reazione immunopatogena di tipo ritardato ,che ha una valenza esclusivamente di tipo temporale, cioè se prima per vedere la reazione bastavano 30 minuti, qui bisogna aspettare 48-72 ore. In questo tipo abbiamo 2 meccanismi principali, cioè l’attivazione dei linfociti T CD4+ di tipo Th 1 con produzione di citochine e attivazione di macrofagi, che sono gli elementi effettori che provocano il danno, e la risposta da parte dei CD8+ attivati CTL, cellule citotossiche nei confronti sempre di cellule bersaglio.

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Questo è il tipo di risposta che sta alla base della dermatite allergica da contatto, che compare solo in alcuni soggetti nei confronti di sostanze semplicissime ed innocue, tipo il cromo, coloranti, profumi, e una volta avvenuta la sensibilizzazione determina localmente, nella zona di applicazione una reazione con questo antigene, che è mediata dai CD4+ e dai macrofagi che vengono richiamati localmente, e che compare in tempi di 48-72 ore (in realtà maggiore è la sensibilità, cioè le cellule con memoria, minore è il periodo di latenza) per quanto riguarda i CTL CD8+ si pensi all’apoptosi che viene…cosa sarà questo rumore?”il microfono!”non sono gli elicotteri americani che ci bombardano?!..

Analizziamo una reazione immunopatogena di primo tipo, immediata, anafilattica, allergica, IgE mediata etc. etc. Vediamo il meccanismo, le ipotesi che sono state fatte per spiegare la produzione di geni nei confronti di antigeni innocui, e poi il risultato che non è sempre scontato della produzione di IgE nei confronti di antigeni innocui, e del legame ad ematocellule con la comparsa di malattie di tipo allergico. Nella stessa famiglia possiamo trovare due fratelli che se andiamo a verificare lo stato di allergia (cioè la presenza di IgE etc.) risultano entrambi estremamente sensibili ai dermatofagoidi, cioè agli acari della polvere di casa, però uno ha rinite l’altro non ha assolutamente niente. Quindi può esistere una situazione di ipersensibilità allergica che in alcuni soggetti si traduce in un attivazione di processi infiammatori, mentre in altri soggetti questo passaggio della flogosi non avviene, ma avviene ad es. in modo molto più lieve.In questo schema della reazione di primo tipo, partendo dall’antigene, l’esposizione agli antigeni può avvenire per via inalatoria ,ingestione (orale), oppure per via parenterale per iniezione. Più raramente abbiamo risposte di tipo IgE per esposizioni da contatto. Questa è la superficie mucosa, questo è l’epitelio, che porta una quantità di antigeni. Tutti vengono esposti a tutti pollini, in particolare a quelli che vengono distribuiti attraverso il vento, i cosiddetti pollini anemofili, che sono leggeri e vengono trasportati a grandi distanze e penetrano durante la respirazione, però la gran parte di noi non si sensibilizza, dunque non produce IgE nei confronti di questi pollini mentre in alcuni soggetti l’esposizione a questi antigeni determina una risposta di tipo Th 2 con una produzione di IL 4 e IL13 che favoriscono a livello del T lo switch isotipico in senso IgE, cioè

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l’utilizzo del gene costante epsilon nel mutare l’immunoglobulina. A questa fase di sensibilizzazione fa seguito la produzione di IgE, che tende a lasciare interstizi di circolo e si posiziona sui recettori Fc epsilon R sui mastociti tissutali presenti anche a livello delle sottomucose, e “verniciano” queste cellule con IgE . La risposta, il quadro clinico, compare dopo un successivo secondo contatto mentre la prima volta non succede niente (ammesso che noi siamo sicuri che sia la prima volta). Il problema è rappresentato dai successivi contatti, perché quando arriva l’antigene, a parte indurre la risposta di tipo secondario dunque nuova produzione di IgE, andrà a legarsi con le IgE adese alla superficie dei mastociti. Naturalmente le IgE devono essere specifiche per quel particolare antigene, e ci deve essere anche una certa entità di risposta per determinare il legame a ponte recettoriale che comporta in tempi rapidissimi l’attivazione della cellula. La mastcellula si attiva con una risposta immediata (secondi, minuti) che è quella di degranulazione, cioè si ha esocitosi dei granuli con rilascio dei contenuti, senza che si accompagni a distruzione della cellula. I granuli contengono dei mediatori preformati, tra cui molte ammine vasoattive, in particolare l’istamina e numerose proteasi. Questo da luogo a manifestazioni immediate nell’arco di minuti. Localmente l’istamina ci determinerà una vasodilatazione, quindi se noi esaminiamo a livello cutaneo ci sarà una zona di eritema, determina un aumento della permeabilità capillare quindi un edema locale, vedremo il ponfo al centro della zona di eritema. Inoltre avremo stimolazione delle terminazioni nervose, dolore e prurito, avremo anche lo stimolo alla contrazione transitoria della muscolatura liscia, in particolare bronchiale e gastrointestinale. Questo avviene rapidamente ed è verificabile al massimo nell’arco di mezz’ora. Contemporaneamente questo fenomeno porta alla neosintesi di mediatori a partire dai fosfolipidi di membrana. Questo processo richiede del tempo (ore), e quindi possiamo avere una fase ritardata 5-6 ore dallo stimolo iniziale, con la ricomparsa degli stessi fenomeni che tendono a durare nel tempo. Tra le varie sostanze che vengono liberate e poi neosintetizzate ci sono vari fattori chemiotattici, cioè varie cellule infiammatorie, compresi gli eosinofili ,cellule che vengono reclutate localmente (quindi richiedono del tempo maggiore) che porta ad una situazione di flogosi cronica locale, che spiega ad es. come l’asma bronchiale allergico sia una malattia infiammatoria cronica, dunque una flogosi che può portare anche ad alterazione della struttura. Per cui l’asma inteso come broncocostrizione reversibile smette di essere reversibile, ed avendo un alterazione anatomica di base diventa una forma cronica non reversibile( che è quello che si vuole evitare facendo diagnosi e terapia precoce). Il mastocita attivato è un efficiente produttore di citochine e tra queste abbiamo IL4, quindi una volta attivato il mastocita, localmente crea una situazione tale da favorire una risposta Th2 nei confronti degli antigeni che arrivano. Abbiamo visto che la presenza di IL4 condiziona una risposta Th2 anziché Th1. Altre citochine sono: IL5 che promuove l’attivazione, il reclutamento per es. degli eosinofili, il TNFα che potenzia la risposta infiammatoria di tipo allergico .Dunque un allergia è un quadro infiammatorio spesso localizzato, che è sostenuto da questo meccanismo, dunque l’infiammazione può anche non essere infettiva. Essa è un meccanismo poderoso che serve ad es. per difenderci dagli elminti.

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Questa cellula chiave, il mastocita, è attivata in via specifica dall’antigene che si lega all’anticorpo specifico sulla superficie, ma ciò che attiva il mastocita è che qualsiasi stimolo, sostanza, che vada a fare un aggregazione, un ponte tra i recettori dell’Fc anche in assenza degli anticorpi, in assenza dell’antigene specifico, determina l’attivazione e dunque questa cascata a valle di fenomeni. Tra le sostanze che possono agire sul recettore di membrana del mastocita attivandolo ci sono vari farmaci: ACTH sintetico, oppiacei(pensate al prurito cronico dei tossicodipendenti) ,mellitina che è una proteina presente nel miele e poi soprattutto abbiamo le anafilotossine C3a C5a, piccole frazioni dotate solo di attività biologica, che non entrano nella frequenza di attivazione del complemento, che sono in grado di agire sui recettori presenti sulla superficie del mastocita e attivarlo. Qualunque sia il tipo di attivazione si ha: liberazione di mediatori preformati, neosintesi di mediatori e produzione di citochine. Però mentre queste sono le reazioni allergiche legate all’interazione tra antigene anticorpo queste che sono clinicamente indistinguibili vengono definite reazioni pseudoallergiche (PAR) perché manca il momento specifico. Ad es. se io sono allergica alla penicillina, a me basta un esposizione a quantità minime per avere interazione tra gli anticorpi legati al recettore nel mastocita, con un quadro più o meno grave. Questo può avvenire solo dopo succesivi contatti, e per avere questo fenomeno della memoria immunologica bastano quantità minime di penicillina. Io posso fare ricerca di IgE per fare la diagnosi cercando le IgE specifiche per la penicillina.

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