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SISTEMA IMMUNTARIO È l’insieme di molecole, cellule, tessuti, organi che difendono il nostro organismo dagli agenti infettivi.

È un problema che hanno tutti gli organismi cellulari es anche i batteri hanno un’attività antiinfettiva.

Le prime sono le DIFESE DI BARRIERA:

cioè quei tessuti che si pongono come barriera tra ambiente esterno - ed interno del nostro organismo.

Ambiente esterno → sono anche gli ambienti di transito del nostro corpo: es canale digerente.

Quindi le difese di barriera sono rappresentate → dagli EPITELI e dalle loro SECREZIONI [es MUCO, SEBO].

La difesa di barriera: più efficace che abbiamo è la CUTE: è un organo complesso.

1)DIFESE MECCANICHE:

la cute è un EPITELIO PLURISTRATIFICATO CHERATINIZZATO:

la parte cheratinizzata è costituita da cellule morte che formano uno strato:

• resistente

• e anche impermeabile [se no assorbiremmo H2O].

2)La cute mette in campo anche DIFESE CHIMICHE:

che impediscono a batteri e funghi che possono posizionarsi sulla cute → di penetrare.

Questa difesa si basa su 2 elementi:

• secrezione delle ghiandole sebacee = emettono il SEBO →che ricopre la cute:

➢ aumentandone l’ impermeabilità

➢ e rende più difficile ai patogeni di impiantarsi sulla cute.

• Il sebo: ha un ph sfavorevole alla magg parte di batteri e funghi.

➢ la cute ha un ph intorno a 5 (acido).

➢ Batteri e funghi si trovano bene in un ph 7

La barriera della cute non sempre è sufficiente

→quindi i patogeni possono penetrare all’interno dell’organismo.

Quando la l’ epitelio deve garantire degli scambi:

avviene a livello dell’ apparato respiratorio e gastroenterico [gli alveoli sono rivestiti da epitelio]

→l’epitelio permette gli scambi : quindi in questo caso ci vuole un epitelio che

• sfavorisce l’ impianto della flora microbica

• ma che favorisca anche gli scambi.

Questo epitelio è detto EPITELIO MUCOSO: può avere caratteristiche diverse a seconda che debba essere

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• protettivo [quindi è una difesa di barriera!]

• o se deve assicurare i trasporti.

Le mucose nelle sedi più vicine all’ ambiente esterno → hanno più un ruolo di barriera - che funzionale:

es nell’ orofaringe,e nel tratto finale dell’intestino(retto)

→in questi casi l’epitelio è pluristratificato non cheratinizzato,per fare da barriera.

Fanno da barriera anche attraverso l’attività antimicrobica che copre le mucose:

è il MUCO secreto dalle ghiandole mucipare

→il muco contiene sostanze con attività antibatterica: alcune sono

• battericide [es lisozima] → cioè provocano la morte del batterio

• altre batteriostatiche → non provocano la morte, ma impediscono o limitano fortemente la

crescita/proliferazione batterica.

Quelle viste su sono difese aspecifiche.

Nel muco: troviamo anche la DIFESA ANTICORPALE [=che sono una difesa specifica];

nel muco troviamo le IgA:

• sono prodotte dal sistema linfatico

• attraversano la barriera mucosa → per sciogliersi nel muco:

queste igA legano la flora microbica che arriva alle mucose

→ e le inattiva con la sua ATTIVITÀ NEUTRALIZZANTE.

Nell’intestino:

abbiamo invece la FLORA BATTERICA intestinale che invece vive in simbiosi con noi,è buona; serve a:

• produce SOSTANZE importanti per il nostro organismo es alcune vitamine [come la K]

• dove ci sono i batteri buoni → i batteri cattivi non si possono impiantare

[COMPETIZIONE: quindi i nostri batteri buoni

→servono a far si che i batteri cattivi non trovino spazio per potersi impiantare nell’organismo].

Le IgA seleziona i batteri buoni da quelli cattivi → quindi l’attività neutralizzante è rivolta solo verso i patogeni.

Il sistema immunitario ci deve proteggere dalla flora microbica: ma non tutta,perché c’è quella buona e quella cattiva

→il nostro sistema immunitario deve dunque riconoscere i patogeni

• da CONTRASTARE → sono i patogeni in grado di provocarmi infezione

[con il termine infezione si intende una reazione patologica di un organismo alla penetrazione e alla

moltiplicazione di microrganismi (virus, batteri, miceti, protozoi, metazoi)].

=cioè sono in grado di provocarmi un danno tessutale

• e quelli da FAVORIRE → sono i microorganismi che non provocano infezione

= non sono in grado di provocarmi danno tessutale

Quindi impo: il sistema immunitario non risponde a tutti gli antigeni, ma solo contro gli antigeni che producono danno

tessutale; quindi il sistema immunitario discrimina gli antigeni in base a se producono danno tessutale o no

[es il cibo contiene antigeni: ma sono buoni;

se rispondiamo contro questi antigeni significa che siamo allergici a quella sostanza es celiachia sono allergici al

glutine: il glutine diventa un antigene che scatena una difesa immunitaria= è un allergia].

NELLE DIFESE DI BARRIERA:NEL MUCO → troviamo anche difese specifiche [quindi oltre alla difesa anticorpale]:

• NELL’INTESTINO: troviamo il SUCCO GASTRICO che ha ph=2 → a ph 2 i batteri non sopravvivono.

Nello stomaco avviene dunque una disinfezione del cibo: il cibo che introduco non è sterile,un po’ di batteri

ci sono; questi batteri vengono in gran parte uccisi dal ph acido dello stomaco.

• NELLA MUCOSA BRONCHIALE:

le CIGLIA dell’ epitelio ciliato si muovono per creare una corrente ascendente

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→che fa risalire il muco verso l’ orofaringe: fa si che il materiale [biologico,polveri che si depositano nel

muco] venga poi eliminato attraverso la via digerente.

LE DIFESE DI BARRIERA POSSONO NON ESSERE SUFFICIENTI

→ cioè quando questa barriera viene superata, perché:

• avviene perché il microrganismo invasore ha sviluppato un modo per SUPERARE questa barriera

[es il virus influenzale è in grado di legarsi alle cellule della mucosa dell’orofaringe e riescono dunque a

penetrare la barriera mucosa=superano la difesa di barriera]

• altri patogeni invece sono fortunati, cioè si trovano CONDIZIONI FAVOREVOLI per poter invadere il nostro

organismo: es una spina nella cute,nel cui apice troviamo dei batteri →ci pungiamo e i batteri entrano.

Quindi sono batteri che non riuscirebbero di per sé a superare le difese di barriera.

I microrganismi trovano un ambiente molto più favorevole all’interno del nostro organismo:

sono quindi capaci di riprodursi ecc. →ci vuole dunque un agente che blocchi questa popolazione in crescita:

la 1° cellula che arriva è il MACROFAGO:

• si trova in tutti i tessuti → e vi giungono dal sangue

• alcuni tessuti ne hanno di più perché la funzione di quel tessuto è legata alla funzione di quei macrofagi,

cioè i tessuti in cui i macrofagi si trovano fissi in quel tessuto [sono detti istiociti, vedi appunti pato quali

sono]: sono fegato(sono le cellule di kupfer) ,milza (sinusoidi splenici) ecc

→questi 2 tipi di macrofagi ad esempio hanno la funzione di pulire il sangue.

Noi parliamo dei macrofagi che si trovano in tutti i tessuti:

i macrofagi sono degli spazzini,tengono pulito il tessuto:

• nel tessuto ci sono sempre alcune cellule che vanno in apoptosi (legato al rinnovamento del tessuto ecc)

• e poi possiamo avere anche i microrganismi patogeni;

il macrofago dunque è il 1° a riconoscere l’agente invasore:

normalmente il macrofago è INATTIVO [cioè fa solo da spazzino generale]

→quando arriva l’agente patogeno si ATTIVA: e ingloba il microrganismo coi suoi PSEUDOPODI.

Il macrofago non agisce solo da solo: ma rilascia sostanze dette CITOCHINE

→che avvertono gli altri macrofagi,che non hanno sentito direttamente l’ invasore

LE CITOCHINE:

• richiamano gli altri MACROFAGI di quel tessuto → che non hanno sentito direttamente l’invasore

avvertono anche altre difese non disponibili in quel tessuto:

sono cioè DIFESE DEL SANGUE, che sono presenti nel sangue, che vengono richiamate con le citochine

[il sangue contiene plasma,gr,i leucociti ecc] →i 1° ad essere chiamati sono i NEUTROFILI:

sono dei fagociti,quindi agiscono come i macrofagi (cioè entrambi usano la fagocitosi):

➢ macrofagi → sono a lunga vita

➢ i neutrofili → vita breve

• Rendono ADESIVO L’EPITELIO per i LEUCOCITI:

questo permette al leucocita di aderire all’epitelio e di stravasare; i leucociti:

➢ normalmente circolano nel sangue

➢ vivono pochi giorni: alcuni di loro non vengono neanche mai usati

➢ vengono eliminati dalla milza

Quella appena vista è la risposta infiammatoria → intervengono dunque macrofagi e neutrofili:

• i 2 tipi di cellule sono cellule tutte uguali

• e ogni tipo [quindi macrofago e neutrofilo] → agisce sempre nello stesso modo

La risposta infiammatoria è una difesa:

• potente

• ma poco sofisticata.

I LINFOCITI invece sono più sofisticati:

• sono cellule a lunga vita

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• circolano nel sangue solo per transito →perché non svolgono la loro funzione nel sangue;

usano il sangue per raggiungere gli ORGANI LINFATICI 2°: qui ci stazionano temporaneamente, poi ne escono

e riprendono a circolare per raggiungere gli altri organi linfatici 2°.

I linfociti T e B entrano in contatto con gli antigeni

→proprio durante la loro permanenza negli organi linfatici 2° :

quindi è in questi che viene montata la risposta immunitaria mediata dai linfociti!

[quindi negli organi linfatici 1° si sintetizzano i linfociti → poi si dirigono nei 2°] :

Gli organi linfatici 2° sono:

➢ i LINFONODI

➢ MILZA

➢ il MALT → è il tessuto linfatico associato alle mucose:

generalmente tutte le mucose hanno del tessuto linfatico:

− a volte è organizzato → ad esempio come nelle: tonsille e placche di Peyer

− in altri casi non è organizzato.

Negli organi linfatici 2°: i linfociti necessitano dunque di essere avvertiti

= cioè necessitano di una cellula che presenti loro l’ antigene: le APC sono i

• MACROFAGI

• o dalle CELLULE DENDRITICHE

Una volta che macrofagi e cellule dendritiche hanno fagocitato il patogeno nella zona infiammata

→ giungono al primo organo linfatico 2° vicino al tessuto infiammato

[ad esempio ho l’infiammazione nella pianta del piede → il 1° linfonodo più vicino è nel cavo popliteo]:

viaggiando tramite la linfa:

il sistema linfatico è costituito da un insieme di vasi,che succhia liquido interstiziale dai tessuti,e lo porta ai

linfonodi; nella linfa dunque troveremo batteri ecc e troviamo anche macrofagi e cellule dendritiche.

Il liquido che esce dai capillari sanguigni è superiore a quello che entra: questo liquido che resta fuori dai vasi

sanguigni entra nei capillari linfatici; se i capillari linfatici non lo assorbono si ha edema.

Una volta che i linfociti sono stati avvertiti: devono agire: sono in grado di analizzare

• più specificatamente le caratteristiche del patogeno

• e il modo migliore per sconfiggerlo:

ci mettono un po’ a decidere come agire →se non hanno mai visto quell’antigene,ci mettono 10 giorni;

una volta presa la loro decisione,lasciano il linfonodo → passano nel sangue,

per giungere al tessuto infiammato,stravasando grazie all’ endotelio adesivo del tessuto infiammato.

Nel tessuto infiammato:

la maggior parte dei linfociti non agisce direttamente:

ma prendono il controllo delle risposte,indicando ai macrofagi e ai granulociti come devono agire

→in questo modo i batteri vengono eliminati.

Quindi:

1) all’inizio abbiamo infiammazione: è + veloce ma – specifica

2) poi abbiamo la risposta immunitaria specifica mediata dai linfociti

→che comunque alla fine usa gli attori dell’infiammazione:

cioè si usano ancora i macrofagi [che diventano più efficaci].

Una caratteristica impo della risposta specifica → è che ha MEMORIA:

• I MACROFAGI: non hanno memoria → cioè se rivede lo stesso batterio:

fa ripartire la stessa risposta aspecifica,come se non l’avesse mai visto,usa le stesse tecniche.

• I LINFOCITI: invece hanno memoria immunologica:

dunque si ricordano come si deve agire per quel particolare antigene;

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dunque se si ripresenta lo stesso antigene,non devono ristudiare come eliminarlo,perché ci avevano già

pensato →dunque agiscono in modo più rapido ed efficace.

Infatti:

➢ La 1° volta → mi accorgo dell’infiammazione;

➢ la 2° volta → potrei anche non accorgermi dell’infiammazione

[perché i linfociti avendo memoria, sono + efficaci].

Nel caso di un raffreddore: me ne accorgo ogni volta →perché sono ogni volta ceppi di batteri diversi (fosse

stato sempre lo stesso,la memoria dei linfociti li eliminerebbe subito).

Senza la presenza di:

• i linfociti → si sopravvive per un certo periodo di tempo;

• macrofagi e granulociti → non si sopravvive neanche qualche giorno.

TIPI DI IMMUNITA’:

• IMMUNITÀ ASPECIFICA = INNATA:

si riferisce al fatto che i suoi attori,cioè macrofagi e neutrofili sono tutti uguali:

➢ cioè riconoscono tutti gli stessi patogeni

➢ e agiscono sempre alla stessa maniera [cioè fagocitosi]:

− ogni volta

− e nei confronti di tutti i patogeni

• IMMUNITÀ SPECIFICA = ADATTATIVA:

si riferisce al fatto che i linfociti [che sono i suoi principali attori, ma ci sono anche gli attori

dell’infiammazione] sono diversi uno dall’altro → cioè ognuno è specifico per un antigene.

E detta adattativa perché: si adatta a: condizioni ambientali e esperienze infettive

→ cioè i linfociti, quando incontrano un antigene per la prima volta, ne fanno esperienza/memoria:

cosi se si ripresenta agiscono in modo più efficace;

quindi i linfociti si adattano agli antigeni dell’ambiente in cui vive il soggetto:

es l’anziano ha un sistema immunitario che si è adattato nel tempo [alle condizioni ambientali e alle

esperienze infettive], rispetto al bambino che non ha ancora avuto esperienza immunitaria:

col tempo il bambino si adatta alla flora microbica in cui vive; il massimo di resistenza si ha nell’età media

[perché si è già adattato], fino ai 50-60 anni il sistema immunitario resta forte.

L’inconveniente però è: che il numero totale di linfociti deve restare sempre lo stesso;

se devo fare una risposta immunitaria, proliferano i linfociti che agiscono contro quel determinato

antiegene,ma alla fine della risposta

→il loro numero deve tornare quello iniziale: dunque alla fine di una risposta

➢ poiché aumentano i linfociti della memoria [quindi aumento il numero dei linfociti che hanno

incontrato il loro antigene]

➢ i linfociti che non hanno mai visto il loro antigene [sono i linfociti che io produco,ma che non ho

ancora mai usato perché non ho mai incontrato il loro antigene; ricorda che si producono linfociti

contro qualsiasi tipologia di antigene esistente] devono diminuire il loro numero

→quindi l’anziano:

➢ ha una buona memoria immunitaria [perché ha aumentato i linfociti della memoria contro gli

antigeni che ha incontrato]

➢ ma ha più difficoltà a rispondere a patogeni nuovi [proprio perché diminuisce il numero dei linfociti

che non hanno mai fatto esperienza].

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ENTRAMBI I TIPI DI IMMUNITÀ LAVORANO CON:

• MOLECOLE SOLUBILI → si indica con IMMUNITÀ

UMORALE

• e CELLULE → IMMUNITÀ CELLULARE

1)VEDIAMO ESEMPI DI IMMUNITÀ UMORALE:

• IMMUNITÀ ASPECIFICA:

riguarda il SISTEMA DEL COMPLEMENTO :

➢ è presente in: plasma,nel siero,nei liquidi interstiziali.

➢ E’ composto da: proteine che si attivano a cascata.

➢ Sono proteine che innescano processi difensivi che hanno un ruolo impo contro l’agente infettivo.

• IMMUNITA SPECIFICA:

quando il linfocita B si attiva → produce gli ANTICORPI in forma solubile

→di modo che questi possano viaggiare nel sangue ed agire a distanza.

Gli anticorpi sono diventati anche dei farmaci,molto cari.

2)VEDIAMO ESEMPI DI IMMUNITA’ CELLULARE:

• IMMUNITÀ ASPECIFICA:

agiscono:

➢ i MACROFAGI

➢ GRANULOCITI

➢ MASTOCITI → lui rilascia istamina: che è un amplificatore dell’ infiammazione.

I mastociti sono presente in tutti i tessuti,e l’istamina recluta elementi difensivi dal sangue.

• IMMUNITÀ SPECIFICA:

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coinvolge i LINFOCITI T,di diverse categorie:

➢ i linfociti B producono gli anticorpi

→e sono gli anticorpi che si spostano nel tessuto infiammato.

➢ I linfociti T invece si spostano direttamente nel tessuto infiammato.

L’infiammazione la fa albano,lui non la chiede.

I BASOFILI: sono simili ai mastociti

→mastocita sta nel tessuto: e richiama il basofilo nel momento di bisogno.

NEUTROFILO: simile al macrofago

→macrofago sta nel tessuto: e richiama il neutrofilo nel momento di bisogno.

LE PIASTRINE:

• innescano il processo riparativo dei tessuti

• e regolano anche la risposta infiammatoria(quindi hanno anche funzione difensiva).

I FIBROBLASTI:

il processo infiammatorio ha anche un processo riparatorio alla fine, in cui sono coinvolti i fibroblasti:

se il danno è grosso e le cellule epiteliali non possono essere riparate

→i fibroblasti sostituiscono il tessuto danneggiato con tessuto fibroso = si forma la cicatrice invece dell’epitelio.

I MACROFAGI - MONOCITI

I macrofagi presenti nei tessuti → derivano dai monociti circolanti. [rivedi pato]

I monociti sono precursori dei macrofagi e delle cellule dendritiche:

a seconda dello stimolo che riceve,il monocita diventa uno di questi 2 tipi cellulari.

Il monocita è rilasciato dal midollo osseo, e circola nel sangue: poi nel tessuto si differenzia

• in macrofago

• o cellula dendritica.

Il monocita è piccolo e ha pochi granuli

→il macrofago diventa invece una cellula più grande,con più granuli ,e sviluppa pseudopodi:

sono protrusioni di membrana che contengono recettori che permettono al macrofago di riconoscere:

• la cellula apoptotica →quando i macrofagi sono inattivi e quindi fanno da spazzini

[cioè quando non c’è un antigene]

• o l’ antigene → quando lo legano [l’antigene] si attivano e si innesca il processo infiammatorio.

I GRANULOCITI

Si chiamano così per le loro caratteristiche tintoriali.

• I NEUTROFILI:

➢ sono specializzati contro i BATTERI: il pus è costituito da neutrofili + batteri.

➢ Sono il 40-70% dei leucociti

• GLI EOSINOFILI:

➢ sono specializzati contro i PARASSITI. Aumentano anche nell’infiammazione allergica

➢ meno del 2-3% → ma gli eosinofili aumentano se aumentano i parassiti

• BASOFILI:

➢ sono meno del 1%

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I RECETTORI DEI LEUCOCITI

I leucociti funzionano grazie a recettori che hanno sulla loro superficie.

Questi recettori si possono distinguere in categorie; hanno recettori per:

• per i MICRORGANISMI invasori

• per le cellule APOPTOTICHE (dendriti cellulari)

• per le cellule NECROTICHE (non sono quelle apoptotiche):

è impo che il leucocita distingua la cellula necrotica dall’apoptotica:

le cellule necrotiche sono quelle che sono morte a causa di una patologia

→quindi questo attiva il macrofago,che uccide la cellula necrotica,

anche se non ha visto direttamente il patogeno che ha ucciso quella cellula.

• Per sentire le influenze [=sono i MEDIATORI DELL’INFIAMMAZIONE] delle altre cellule dell’infiammazione per

poter lavorare con loro : hanno infatti recettori per le citochine, chemochine(sono delle citochine)

→le citochine sono di diversi tipi,in modo da richiamare il tipo cellulare richiesto in quel momento [Le

chemochine, ad esempio se c’è un’infiammazione parassitaria, vanno a chiamare gli eosinofili].

Lo scottamento della pelle al sole a causa dei raggi uv: è un infiammazione!

I raggi uv hanno ucciso le cellule che dunque sono andate in necrosi

→questo attiva i macrofagi [usa i recettori per le cellule necrotiche] che attivano il processo infiammatorio;

il macrofago poi attiva sostanze che stimolano il processo di riparazione.

IL MACROFAGO ATTIVATO DUNQUE FA:

fagocitosi →una volta inglobato, il patogeno nel fagosoma, subisce l’azione di sostanze tossiche:

1) Prima subisce l’azione di quelle che lo ammazzano → sono:

➢ Enzimi → come il LISOZIMA

➢ ma soprattutto sono prodotti altamente ossidati:

dell’ OSSIGENO [es acqua ossigenata], e dell’ AZOTO.

2) e una volta morto,ci vogliono anche sostanze che lo digeriscono

➢ sono le IDROLASI ACIDE → sono gli enzimi lisosomiali

Nella maggior parte dei casi → queste attività sono sufficienti;

ma il patogeno può anche essere resistente a questi meccanismi;

es il microbatterio tubercolare può venir fagocitato bene,

1) ma nel fagosoma il batterio è resistente alle sostanze tossiche,

2) e dunque prolifera all’interno del fagosoma.

Quindi l’infiammazione aspecifica non è riuscita a sconfiggere il patogeno:

quindi i linfociti T a questo punto si attivano:

rilasciano IFN-gamma

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→ questo amplifica l’ attività del macrofago:

1) cosi riesce a produrre più sostanze citotossiche

2) e riesce quindi ad uccidere i batterio.

LE CITOCHINE CHIAVE DELL’INFIAMMAZIONE ACUTA SONO:

• IL-1

• IL-6

• TNF-ALFA

Le loro funzioni sono importanti e sono:

• organizzare la RISPOSTA INFIAMMATORIA

➢ perché attivano i macrofagi del tessuto

➢ e rendono l’ epitelio adesivo;

• Ma svolgono anche un azione a distanza (solitamente le citochine agiscono localmente; questi 3 tipi agiscono

anche a distanza invece) per AVVERTIRE ANCHE GLI ALTRI SISTEMI DI DIFESA:

es giungono nel SNC e alterano il termostato corporeo: solitamente è 37°;

durante un’ infezione viene alzato → e viene dunque la febbre : perché l’ alta temperatura

➢ crea un ambiente sfavorevole ai batteri;

➢ aumenta anche l’ efficienza dei sistemi difensivi, perché aumenta attività enzimatica

Il riposo durante la febbre serve a far si che l’organismo utilizzi le risorse che ha per i processi difensivi,

e non le sprechi in alto.

• Queste citochine agiscono anche sul fegato solitamente [PROTEINE DI FASE ACUTA]:

riprogrammano il funzionamento del fegato;

➢ in condizioni normali il fegato produce soprattutto albumina

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poi produce anche proteine difensive;

➢ in condizioni di infiammazione invece le citochine riprogrammano il fegato

a produrre più proteine difensive [perché vengono consumate di +,quindi serve ripristinare le

scorte; ad es i fattori del complemento],rispetto all’albumina.

• Durante un infiammazione il midollo osseo aumenta la sua produzione di gb

→si dice LEUCOCITOSI l’aumento di gb,poi dipende da quali tipi di gb sono aumentati:

➢ se sono aumentati i linfociti (indica infezione virale) si parla di linfocitosi;

➢ se sono i granulociti (indica infiammazione batterica) si parla di granulocitosi;

➢ eosinofilia(indica infiammazione parassitaria o allergia)

Quindi per capire se c’è stata un infiammazione: vengono dosate nel sangue:

➢ es la proteina c reattiva [è una proteina di fase acuta,è la più dosata].

➢ L’altro marker di infezione è quello di andare a dosare i globuli bianchi

→perché si ha LEUCOCITOSI in caso di infiammazioni.

L’infezione termina sempre con un processo riparativo

→infatti gli stessi macrofagi vanno a produrre citochine antifiammatorie.

FASI DI ATTACCO DEL MACROFAGO:

• RICONOSCIMENTO del patogeno

• LEGAME dei recettori al patogeno

• INGLOBAMENTO=fagocitosi [fagosoma → poi fagolisosoma]

• DEGRADAZIONE:

1) Uccisione del microrganismo per opera del burst ossidativo

2) Digestione da parte di enzimi lisosomiali dell’organismo ucciso

I MACROFAGI HANNO RECETTORI PRR

CHE RICONOSCONO:

• DAMP [=damage associated molecular patterns] → sono di diversi tipi :

➢ PAMP [=pathogen associated molecular patterns = profili molecolari associati a patogeni]:

sono particelle microbiche = cioè molecole direttamente espresse dal PATOGENO

[quindi non parliamo di una APC che presenta le particelle microbiche], che possono essere:

lipolisaccaridi, lipoproteine, peptidoglicani, [vedi pato]

➢ ALLARMINE:

sono sostanze liberate dalle CELLULE NECROTICHE;

sono sostanze che stanno dentro la cellula normalmente, e che vengono rilasciate se la cellula va

incontro ad necrosi.

• ACAMP [apoptotic cell-associated molecular pattern = profili molecolari associati a cellule apoptotiche]:

→sono molecole esposte in membrana dalla CELLULA APOPTOTICA: riconosciute da questi recettori

→ma non attivano un infiammazione, il macrofago deve solo spazzarlo via.

Quindi il macrofago riconosce:

• AGENTE PATOGENO:

➢ se c’è pericolo di invasione da parte di un microrganismo [perché l’immunità aspecifica non riesce

a sconfiggerlo da sola] → in questo caso il macrofago attiva anche il linfocita [lo fa presentandogli

l’antigene]

➢ se invece non c’è pericolo di invasione → il macrofago non si attiva il linfocita [es in caso di

scottature, quindi non c’è un infezione]

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• CELLULA IN APOPTOSI:

qui non si ha proprio attivazione dell’infiammazione

1)I RECETTORI PER I PAMP → PRR (patern recognition receptors)

Sono di 2 tipi:

• RICONOSCIMENTO DIRETTO [di PAMP =che sono costituenti presenti sul patogeno], esempi:

➢ TOLL LIKE RECEPTOR [=TLR=recettori toll] : è stato trovato inizialmente in drosophila,

lega direttamente le molecole del patogeno.

➢ CD14

• RICONOSCIMENTO MEDIATO [di PAMP]→ DA COMPONENTI DEL SIERO

queste componenti del siero

[sono molecole self]:

si legano al batterio,

rendendolo riconoscibile dal macrofago

→si dice che il patogeno viene opsonizzato:

al batterio si lega un’opsonina, il macrofago

riconosce l’opsonina [=che è la molecola del

siero].

Quindi in questa classe fanno parte recettori

che legano queste opsonine:

➢ ANTICORPI

➢ COMPLEMENTO

➢ MBP

➢ PCR [=proteina C reattiva]

➢ SAP [=serum amyloid P component = proteina amiloide P del siero]

→alla fine,qualunque delle 2 classi di recettore utilizzi,

il macrofago fa le stesse cose: lo fagocita e lo degrada.

I TOLL LIKE RECEPTOR

Sono di 2 categorie:

• EXTRACELLULARI:

➢ cioè si trovano: all’ esterno della cellula

➢ riconoscono i BATTERI: tipo flagellina

• INTRACELLULARI:

➢ si trovano: all’ interno della cellula.

➢ riconoscono il VIRUS che ha infettato la cellula,perché questo penetra all’ interno di essa.

➢ la parte di riconoscimento del recettore → è rivolta verso l’ endosoma:

cosi se macrofago fagocita il genoma virale e dunque si trova all’interno del endosoma,

il recettore lega il virus.

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I TLR si trovano anche su cellule non immunitarie:

permette es ad una cellula epiteliale che è stata affetta da virus, di riconoscere il virus col TLR

→ e cosi la cellula non immunitaria emette segnali che attivano il sistema immunitario.

OLTRE AI TLR,CI SONO ANCHE ALTRI RECETTORI:

• RECETTORI RIG-1 → riconoscono il genoma virale a RNA

• RECETTORI NLRs → riconoscono il genoma virale a DNA

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2)RECETTORI PER ALLARMINE

Sono di 2 tipi: RECETTORI CHE

• RICONOSCIMENTO DIRETTO DI ALLARMINA:

esempi di allarmine sono: HMGB1, acido urico [nella gotta, fa scattare un’infiammazione] ecc [vedi slide]

→ sono tutte proteine rilasciate direttamente dalla cellula necrotica!

• RICONOSCIMENTO MEDIATO [DI ALLARMINA]

→da una componente che lega l’ allarmina.

3)RECETTORI PER ACAMP

Anche qui come al solito:

• RICONOSCIMENTO DIRETTO:

Es riconosce direttamente la fosfatidilserina [è espressa dalla membrana del corpo apoptotico] →diretto

• RICONOSCIMENTO MEDIATO:

fosfatidilserina è legata da annessina 5 → e poi il macrofago ha un recettore per l’annessina 5

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SPEGNIMENTO DELLA RISPOSTA INFIAMMATORIA

Vengono spenti i macrofagi e si ha una fase ricostruttiva. Il danno comunque resta.

QUESTA FASE È LEGATA A:

• CITOCHINE ANTINFIAMMATORIE, quali:

➢ IL-10

➢ TGF-beta

• MEDIATORI LIPIDICI DERIVANTI DA ACIDO ARACHIDONICO,quali:

➢ RISOLVINE →risolvono l’infiammazione

➢ PROTETTINE →proteggono dall’infiammazione

UNA LESIONE →CAUSA INFIAMMAZIONE; SE INFIAMMAZIONE È RISOLTA SI PUO’ AVERE:

• RISOLUZIONE COMPLETA:

cioè si ha un ripristino della situazione

anatomo-funzionale

• RISOLUZIONE PARZIALE:

accade se il danno è troppo grave; es si ha

nella fibrosi epatica

• ASCESSO:

quando il materiale necrotico è troppo per

poter essere fagocitato, quindi si forma il pus:

è un modo per eliminare fisicamente all’

esterno il materiale necrotico,

poiché il macrofago non riesce ad eliminare

tutto lui.

• Se non si riesce ad eliminare l’agente invasore:

si passa da un‘infiammazione acuta a una INFIAMMAZIONE CRONICA (allergie, agenti esterni non rimovibili)

→in questa situazione troviamo molti linfociti che stanno cercando di eliminare il patogeno;

➢ es nell’epatite cronica il virus di per sé non è molto tossico nei confronti dell’epatocita,

ma il sistema immunitario agisce uccidendo anche gli epatociti

→quindi il sistema immunitario causa più danni del virus;

➢ oppure il sistema immunitario può combattere una molecola self

=si parla di infiammazione autoimmune (quindi ci causa malattia invece che proteggerci).

Quindi

− infiammazione acuta →è utile

− cronica →è cattiva

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IMMUNITA’ SPECIFICA

HA 3 CARATTERISTICHE:

• SPECIFICITÀ:

➢ TUTTI I MACROFAGI → possiedono gli stessi PRR

➢ OGNI LINFOCITA INVECE → ha un recettore [BCR per i B; TCR per i T] diverso rispetto ad un altro

linfocita, che riconosce un EPITOPO diverso

L'epitopo (o determinante antigenico) è quella piccola parte di antigene

→che lega l'anticorpo specifico.

La singola molecola di antigene →può contenere diversi epitopi riconosciuti da anticorpi differenti.

Questo permette di riconoscere molti epitopi [perché abbiamo molti linfociti diversi]

→con l’eccezione di sostanze self;

dunque hanno recettori anche per sostanze

che ancora non sono entrate in contatto con l’ organismo [o che proprio non esistono];

dunque al momento non ci servono →ma ci servono se veniamo a contatto con il patogeno nuovo.

• DISCRIMINAZIONE FINE TRA SELF E NON SELF:

Domanda d’esame: la differenza tra macrofagi e linfocita è la discriminazione tra self e non self? No!

Anche il macrofago discrimina tra self e non self; la differenza sta nella discriminazione FINE del self!

➢ Il macrofago → non si accorge di differenze cosi fini.

➢ Il linfocita ha una sensibilità verso il self molto maggiore [anche se cambio solo un aa della cellula se

ne accorge] → si accorge anche di differenze molto fini

• MEMORIA [IMMUNOLOGICA]:

➢ Il linfocita nuovo → dopo aver incontrato il patogeno per la 1° volta,ne fa memoria

→ cosi se lo rincontra, riesce a riconoscerlo anche a concentrazioni minime

e ad attaccarlo in maniera più rapida ed efficace.

➢ Macrofago → non ha memoria, non fa esperienze.

I CINESI sono stati i 1° a scoprire la MEMORIA IMMUNOLOGICA:

scoprirono che i soggetti che si ammalavano 1 volta di vaiolo poi non si ammalavano più.

Quindi hanno pensato di infettarsi di vaiolo da soggetti malati in forma blanda

→cosi ne fanno memoria e poi restano protetti. Non è corretto: fece molti morti di vaiolo.

GLI INDIANI fecero un'altra procedura: prendevano le croste delle pustule di vaiolo,le facevano seccare,

e poi le sniffavano: cosi il virus che si iniettano è morto, infatti sono stati più cauti; dava un po’ di protezione.

GLI INGLESI impararono la procedura dagli indiani e la portarono in Inghilterra.

I medici inglesi osservarono che le contadine che mungevano le mucche erano resistenti al vaiolo;

si accorsero che la mucca ha delle vescicole di vaiolo sulle mammelle, che venivano trasmesse alle contadine,

che avevano dei fastidi alla cute che poi però passavano.

JENNER medico di campagna, fece esperimento: prese il figlio della sua donna di servizio,

che non era mai venuto a contatto con vaiolo, gli inietto un po’ della pustola di vaiolo della mucca:

il bambino si è fatto l’infezione ed è guarito.

Poi gli ha iniettato pustola di vaiolo umano: il bambino è rimasto protetto dal vaiolo.

Però non poteva sapere se il virus era vivo o morto.

L’esperimento fece scalpore ai tempi perché sfruttò il bambino.

100 anni dopo si conoscevano i batteri.

PASTEUR dunque pensò di estendere gli studi non solo vaiolo.

Utilizzo il bestiame: studio malattie dei polli e delle pecore.

Sviluppò il concetto e il termine di VACCINAZIONE:

cioè si può usare il virus ucciso → per immunizzare l’animale contro il virus vivo.

Il vaccino funziona meglio se il virus iniettato è vivo → ma attenuato.

Pasteur creò la maggior parte dei vaccini che salvarono vite umane.

16

È pasteur che propose il termine di vaccinazione.

Pasteur fondò l’immunologia moderna: più avanti altri studiosi studiarono come funzionano i vaccini.

All’inizio del 900 → si cominciò a studiare l’IMMUNOLOGIA MOLECOLARE.

I primi anni del 900 sono stati dominati da:

• PAUL EHRLICH: ha scoperto gli anticorpi. Pensava già di usare gli anticorpi per curare il malato.

• ELIE METCHNIKOFF: era un istologo che ha scoperto i macrofagi:

vide queste cellule ripiene di batteri durante l’infiammazione, ha scoperto la fagocitosi.

Oggigiorno i grossi problemi sono stati risolti; oggi si cerca di raffinare le conoscenze.

Applicazioni cliniche di oggi: si cercano di usare anticorpi monoclonali per esempio contro il tumore.

Abbiamo: 1010 [10 alla tredicesima] di circa ogni tipo di linfocita = e quindi tipi di anticorpi diversi.

Il pallino verde è un virus: arriva nel sistema linfatico 2° [ricorda che è qui che stazionano temporaneamente i linfociti

B e T] ed incontra molti linfociti B e T → tutti provano il loro recettore per l’antigene,

e qualcuno lo riconosce →significa legame diretto tra recettore + antigene

→questo legame trasduce un segnale all’interno del linfocita,attivandolo.

Un linfocita quiescente è:

• Piccolo

• è tutto nucleo

• con pochissimo citosol

→significa che è una cellula inattiva (una cellula attiva è ricca di proteine nel citosol ecc).

Il linfocita.una volta attivato, fa:

• ESPANSIONE CLONALE =proliferazione:

genera molte cellule figlie identiche alla madre,dotate tutte dello stesso RECETTORE

→prima di incontrare l’ antigene [per la 1° volta penso] :

avevo pochi linfociti con il recettore per quel particolare antigene,perché non mi serviva;

• DIFFERENZIAZIONE:

cioè differenzia in LINFOCITA EFFETTORE: cioè agisce per eliminare l’ invasore;

il linfocita inattivo non è un effettore [cioè non agisce].

Il linfocita attivato è molto difficile distinguerlo dal monocita.

Le sue funzioni effettrici → dipende dal tipo di linfocita:

➢ il B → fa anticorpi

➢ il T → uccide direttamente ecc

Il linfocita attivato → ha molto più citosol.

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Una volta che l’infezione è stata vinta: non posso tenermi tutti questi

linfociti prodotti de novo:

perché ad ogni infezione il loro numero cresce,quindi ne avrei un numero

eccessivo;

finita l’infezione non servono tutti questi linfociti [ne ho tanti perché hanno

fatto espansione clonale],

dunque il destino di questi linfociti attivi è:

• la maggior parte → va in apoptosi

• una parte invece viene mantenuta e diventa CELLULE DELLA

MEMORIA

→ alla fine di un infezione, dunque ho comunque più linfociti con

quel recettore,

rispetto alla situazione in cui non avevo mai visto l’antigene,

Sono caratterizzate dal fatto che:

➢ riconoscono l’ antigene meglio rispetto alla madre

→ cioè riescono a riconoscere l’antigene anche se questo è presente in quantità molto basse.

➢ ed essendo di più rispetto alla situazione iniziale → agiscono in modo più efficace [=più rapido]

Così quando incontro l’antigene la 2° volta

→sono così rapido a sconfiggerlo che la malattia nemmeno si manifesta.

TIPI DI LINFOCITI

LINFOCITI B

• I LINFOCITI B INATTIVI :

➢ hanno come recettore per l’antigene:

un ANTICORPO [cioè lega l’antigene usando

l’anticorpo]

• LINFOCITA B ATTIVO:

si attiva dopo aver legato l’ antigene col suo anticorpo

di membrana

→e a questo punto differenzia in PLASMACELLULA:

è ricca di citosol, rer,ribosomi, golgi ecc perché sta

sintetizzando anticorpi.

➢ produce invece ANTICORPI SOLUBILI che

rilascia nel sangue.

La plasmacellula, di solito, vive solo fino a 15 giorni.

I linfociti B [leggi su]:

• non tutti i linfociti B differenziano in plasmacellule

• alcuni differenziano in cellule di memoria.

Gli anticorpi riconoscono e legano l’ antigene direttamente in forma NATIVA

→cioè non hanno bisogno di una APC.

I possibili antigeni sono → qualsiasi macromolecola idrofilica.

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OPSONIZZAZIONE

L’ anticorpo può legare il microorganismo opsonizzandolo

→ cosi il macrofago lo riconosce meglio.

Il complemento [vedi dopo la cascata del complemento]:

• può essere attivato → da un anticorpo

• il complemento però può attivarsi anche da solo, nell’immunità

aspecifica.

• può funzionare da opsonina

LINFOCITI T

È un linfocita che ha come recettore per l’antigene: il TCR = T CELL RECEPTOR

→questi recettori possono essere di tipo:

• ALFA-BETA:

➢ noi vediamo questa tipologia

➢ inoltre gli alfa-beta sono più attivi

• GAMMA-DELTA :

➢ non vediamo questa tipologia, perché → dei gamma-delta non è chiaro il ruolo,

➢ inoltre i gamma-delta sono più difficili da studiare

➢ si pensa abbiano un ruolo intermedio tra immunità innata e specifica.

→a seconda delle 2 catene che compongono il TCR.

Questi TCR: attuano un riconoscimento specifico

→ma non riconoscono l’antigene in forma nativa come fa invece l’anticorpo:

infatti ai linfociti T serve anche un macrofago o una cellula dendritica che:

1) Fagocitano

2) modificano/spezzano

3) e presentano → l’ antigene

→affinchè il linfocita T possa riconoscerlo [l’antigene]; [il linfocita T da solo,quindi non riconosce un antigene].

MACROFAGO E CELLULA DENDRITICA COSA FANNO:

1) il batterio viene ENDOCITATO dal macrofago o cellula dendritica,

2) dunque nel FAGOLISOSOMA viene SPEZZATO in peptidi grazie agli enzimi lisosomiali

3) il fagolisosoma con i peptidi → si FONDE con un’ altra vescicola che contiene molecole MHC

[sono le proteine gialle nella slide 38; le chiama molecole vassoio]:

4) le MHC legano i peptidi

5) dunque MHC+antigene [sono queste proteine gialle +peptide] sono esposti in MEMBRANA

→cosi TCR riconosce il peptide = l’ antigene.

Si dice che il macrofago e la cellula dendritica hanno:

1) PROCESSATO (=tagliato) l’antigene

2) e poi l’ha PRESENTATO → al linfocita T grazie alle MHC.

Gli pseudopodi sono essenziali nel processo di fagocitosi nel macrofago.

QUINDI NOTA BENE:

• GLI ANTICORPI: [quindi il recettore dei linfociti B]

riconoscono qualunque MACROMOLECOLA IDROFILICA [cioè proteine,glicidi,acidi nucleici,fosfolipidi].

• Il TCR: [quindi il recettore dei linfociti T]

riconosce solo PEPTIDI → cioè proteine dell’antigene, che vengono processate e presentate con MHC.

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Ognuno di noi ha le sue diverse MHC → che vengono ereditate dai genitori

[quindi da un individuo ad un altro,abbiamo MHC diverse; di MHC ne esistono quindi tantissimi tipi].

• Mentre gli anticorpi [quindi una produzione dei linfociti B]:

possono essere donati da una specie ad un’ altra;

• I linfociti T:

invece funzionano solo negli individui che li hanno prodotti

→perché questi linfociti T riconoscono solo le MHC presenti nel soggetto

che ha prodotto questi linfociti T.

I gemelli hanno le stesse MHC → quindi si possono donare a vicenda i linfociti T.

ESISTONO 2 TIPI DI LINFOCITI T:

Entrambi hanno il TCR → e riconoscono i peptidi [virali,tumorali,batterici ecc] presentati su MHC.

LINFOCITA T:

• CITOTOSSICO:

➢ Dopo aver legato l’antigene col TCR → agisce direttamente [non producendo anticorpi ecc]:

si dirige lui stesso nel tessuto infettato [il linfocita B invece non si porta nel tessuto infiammato, ma

produce anticorpi che rilascia nel sangue, e questi si dirigono nel tessuto infiammato],

e cerca la cellula infettata →una volta riconosciuta, si lega a questa

e la uccide inducendone l’ APOPTOSI [non la uccide provocandone la lisi!];

poi cerca anche le altre infettate,e dunque agisce più volte.

➢ Il suo marcatore di membrana è: il CD8.

• HELPER :

➢ Dopo aver legato l’antigene col TCR → produce CITOCHINE:

decide come combattere l’ infezione →decidendo quale citochina produrre:

le varie citochine hanno azioni diverse → cioè decidono come combattere il patogeno.

Se il linfocita T helper sbaglia a scegliere strategia

→il risultato può essere disastroso,ci vuole una risposta efficace.

➢ Il loro marcatore di membrana è: il CD4.

Un vaccino giusto dovrebbe far produrre IgA.

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MEMORIA

IMMUNITARIA

RISPOSTA 1°:

Se immunizzo un coniglio con l’ antigene A → vado poi a vedere la

risposta anticorpale che il coniglio produce:

1) vedo che c’è un PERIODO DI LATENZA che dura circa 10 giorni

2) →dopo di chè il coniglio comincia a produrre anticorpi:

3) troviamo un picco che poi SCENDE

4) e poi il livello si mantiene COSTANTE → ad un livello PIÙ

ELEVATO di quello di partenza;

RISPOSTA 2°

SE LO STESSO ANTIGENE SI RIPRESENTA:

• il periodo di latenza → è molto minore

• e gli anticorpi prodotti sono:

➢ in quantità molto maggiore

➢ sono più efficaci

La risposta immunitaria è specifica: se invece dell’ antigene A,

dò l’antigene B → ricomincia la risposta 1°.

21

Tutte le cellule del sistema immunitario nascono dal

midollo osseo:

a partire da una CELLULA STAMINALE TOTIPOTENTE

→che si può differenziare in qualunque tipo di cellula

del sangue:

può intraprendere la LINEA

• MIELOIDE → cioè diventa gr [vedi slide] ecc

• o LINFOIDE → cioè diventa linfocita.

La cellula linfoide → decide poi se diventare un

linfocita T o B:

• il PROGENITORE DEL B

→ rimane nel MIDOLLO:

i primi l’hanno studiato nella BORSA DI

FABRIZIO = detta BONE MARROW

• il PROGENITORE DEL T

→ invece migra nel TIMO:

dove diventa un TIMOCITA [è un linfocita T in

fase di sviluppo] dove poi differenzia in

cellula T

• LINFOCITA NK → può:

➢ rimanere nel midollo

➢ o differenziarsi in altri organi [come

il fegato].

IMMUNOPATOLOGIA

CI SONO 3 TIPI DI IMMUNOPATOLOGIE:

1)IMMUNODEFICIENZE

Cioè le cellule dell’immunità oltre a proteggerci, causano anche malattie,

LE IMMUNDEFICIENZE POSSONO ESSERE DI 2 TIPI:

• CONGENITE:

il soggetto nasce già con una lesione del sistema immunitario,che funziona male;

vediamo che tipi di lesioni possiamo avere:

➢ NELLA MAGG PARTE DEI CASI → IL DIFETTO È GENETICO:

molti geni dell’ immunità sono posizionati sul CROMOSOMA X

Nei maschi:

è più facile manifestare le immunideficienze:

perché il maschio esprime i geni dell’unico cromosoma X che ha ricevuto.

Nelle femmine:

22

si ha una soppressione casuale di uno dei 2 X

quindi se eredita il gene mutato, ha il 50% di probabilità di non manifestare la malattia,

quindi la donna più difficilmente la manifesta.

Ereditando 2 cromosomi X → comunque la donna ha più probabilità di ereditare il gene mutato:

quindi in generale le donne sono più soggette a malattie autoimmuni.

➢ Oppure SE NON SI SVILUPPA IL TIMO per un danno fisico → non produco LINFOCITI T MATURI.

L’immunodeficienza,pur essendo congenita → può manifestarsi solo dopo qualche mese: questo perché

➢ all’inizio il bambino prende le immunoglobuline dal latte della madre

➢ oppure ha ancora in circolo quelli che la madre gli ha dato durante la gestazione

• ACQUISITE:

Uno nasce con un sistema immunitario perfetto →e poi però si danneggia nel corso della vita.;

es subisco radiazioni.

Le immunodeficienze acquisite possono essere di origine:

➢ IATROGENA [=causata da farmaci]:

es a causa di reazioni di ipersensibilità che sono curate con immunosoppressori, questi sono

aspecifici e distruggono tutto, questo è un effetto iatrogeno di una terapia, come la chemioterapia.

➢ INFETTIVA:

cioè il virus danneggia direttamente le cellule immunitarie.

2)IPERSENSIBILITÀ O DETTE ALLERGIE

Sono una risposta esagerata a un antigene non-self: la risposta produce più danno che protezione;

e questo diventa più grave quando l’ antigene non è neanche cosi pericoloso.

Il sistema immunitario ha recettori per qualsiasi antigene che non sia self

→ma è tarato in modo da attivarsi solo quando l’antigene causa danno tessutale;

gli antigeni NON SELF che non causano danno non dovrebbero causare una risposta immunitaria;

tuttavia a volte il sistema immunitario risponde anche contro antigeni che non sono dannosi

→e dunque ho l’ allergia. Es celiachia: è una risposta immunitaria contro il glutine [che è un antigene che non causa

danno; il danno è causato dalla risposta immunitaria quindi].

3)AUTOIMMUNITÀ

E’ il danno + grosso perché si riconosce il SELF.

L’ educazione dei linfociti primari [per i B nel midollo,per i T nel timo] →serve a, nella membrana dei linfociti:

• Mettere la massima variabilità di recettori per l’antigene

• e togliere i recettori che riconoscono le sostanze self.

Se l’ educazione sbaglia a maturare i linfociti , i linfociti riconoscono il self

→quindi ho le malattie autoimmunitarie.

Sono malattie CRONICHE. Ogni organo ha la sua malattia autoimmune.

Una volta,spesso molte malattie erano definite idiopatiche [cioè non se ne conosceva la causa]

→oggi invece molte di queste sono definite malattie autoimmuni:

➢ es PIASTRINOPENIA IDIOPATICA è diventata immune.

➢ Oppure L’ATEROSCLEROSI [causata dall’accumulo di lipidi sotto l’endotelio]:

è dovuta a linfociti T che riconoscono dei lipidi di membrana modificati

➢ Nell’ INFARTO MIOCARDICO dopo la necrosi esiste un’invasione nel tessuto dei neutrofili (sindrome della

riperfusione post ischemica) → che causano un danno maggiore rispetto alla stessa ischemia.

➢ Nell’ INVECCHIAMENTO stesso c’è una componente immunitaria importante [produzione di neuroantigeni

nei tessuti che sono riconosciuti dai linfociti che producono danno nel tessuto].

➢ Nell’ EPATITE ALCOLICA non è l’alcol che produce danno

→ma l’ alcol si lega a proteine endogene che vengono riconosciute dal sistema immunitario.

23

1) Le cellule immunitarie lavorano in un sistema di organi e tessuti che comprende organi linfatici 1° (midollo

osseo e il timo- tra cuore e sterno).

2) Quando i linfociti sono maturi circolano negli organi linfatici 2° (linfonodi, milza MALT)

→luoghi dove incontrano l’antigene e sono attivati.

3) Poi diventano cellule effettrici → che svolgono la loro azione nei tessuti.

IL SISTEMA LINFATICO COMPRENDE:

1)ORGANI LINFATICI 1°:

• MIDOLLO OSSEO nelle ossa

• TIMO situato fra cuore e sterno

E’ qui che si PRODUCONO i linfociti → sono prodotti da cellule staminali.

2)ORGANI LINFATICI 2°:

I secondari sono:

• MILZA

• LINFONODI

• MALT

Qui invece i linfociti vengono

• ATTIVATI

• e diventano EFFETTORI

→ perché incontrano l’ antigene per la 1° volta; quindi:

• negli organi linfatici 2° → si monta la risposta immunitaria

• gli effettori qui generati → passano in circolo e nei tessuti:

dove svolgono la loro azione di difesa.

I LINFONODI

I linfonodi sono dei tessuti linfatici circondati da una capsula;

si trovano lungo il decorso dei vasi linfatici;

tutta la linfa viene poi veicolata nel sangue venoso

[la linfa scorre fino al dotto toracico → che si apre nella succlavia];

il sangue venoso poi giunge di nuovo ai tessuti linfatici

[cioè che dal sangue → si riforma la linfa].

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La circolazione linfatica è aperta:

1) I VASI LINFATICI AFFERENTI:

Superano la capsula fibrosa del linfonodo ,

dal lato convesso del linfonodo:

e portano la LINFA al linfonodo.

I vasi linfatici afferenti infatti

→ prelevano la LINFA = cioè il sangue interstiziale

che non entra nei capillari venosi.

Insieme a questo liquido,

la linfa contiene anche il materiale presente nel tessuto:

tra cui anche macrofagi e cellule dendritiche che diventano mobili

per portare informazioni al linfonodo [cioè vengono nel linfonodo

per presentare eventuali antigeni ai linfociti].

2) VASI LINFATICI EFFERENTI:

Sono il proseguimento di quelli afferenti

→ partono dall’ ilo del linfonodo

[si trova nella MIDOLLARE del linfonodo!

Quindi i vasi linfatici efferenti escono dalla midollare]

lasciano il linfonodo e quindi la linfa esce,

verso il linfonodo successivo.

I linfociti attivati dall’ antigene

[che è giunto nel linfonodo tramite la linfa]

→ lasciano il linfonodo tramite un vaso linfatico efferente.

L’antigene arrivato nel linfonodo,incontra i linfociti T e B:

• se questi lo riconoscono → si monta la risposta immunitaria:

cioè i linfociti si attivano e diventano effettori.

• se l’antigene non viene riconosciuto in questo linfonodo

→verrà riconosciuto nel 2° linfonodo e cosi via

[gli antigeni viaggiano nella linfa, e lungo i vasi linfatici troviamo appunto i linfonodi].

Le cellule neoplastiche possono fare la strada di quelle macrofagiche/dendritiche

→il tumore quindi si può propagare attraverso il sistema linfatico.

Se il tumore rompe la capsula linfonodale → si diffonde ai tessuti circostanti

[quindi la situazione diventa molto più grave].

25

Nel linfonodo → troviamo i FOLLICOLI LINFATICI:

sono strutture circolari costituite da un accumulo di linfociti;

quando un follicolo è attivo

→ significa che ha riconosciuto un antigene; è caratterizzato da

• attorno → troviamo un accumulo di piccoli linfociti [attorno al centro

germinativo infatti la colorazione è più scura → perché i linfociti piccoli

sono tutto nucleo, e il nucleo si colora in modo più scuro]:

sono LINFOCITI

➢ sia B

→ che stanno entrando o uscendo dal follicolo

➢ che T-HELPER FOLLICOLARI [detti anche TFH]

→ loro decidono se il B può entrare o uscire dal centro

germinativo,sono i controllori di questo flusso di linfociti B:

[quindi linfociti B e T dialogano]

− fanno uscire i B MATURI

− e fanno entrare i B IMMATURI. .

• mentre al centro [detto CENTRO GERMINATIVO]

troviamo linfociti più grandi

[nel centro dunque la colorazione è più chiara perché i linfociti più grandi hanno più citosol, che si colora in

modo + chiaro]

→ questi sono LINFOCITI B:

che stanno cercando di diventare cellule memoria o plasmacellule.

I centri germinativi → sono fabbriche specifiche per un certo anticorpo

→sono stati attivati da un determinato antigene.

IL LINFONODO È COMPOSTO DA:

• ZONA CORTICALE:

➢ si trova sotto la capsula

➢ contiene i FOLLICOLI LINFATICI

• ZONA MIDOLLARE:

➢ È la zona centrale del linfonodo

➢ è ricca di LINFOCITI T

Il linfonodo è irrorato anche dal sangue:

• ARTERIOLA AFFERENTE → da cui giunge il sangue

• VENULA EFFERENTE → da cui esce il sangue refluo.

Questa circolazione ematica serve a portare:

• NUTRIMENTO

• e i LINFOCITI del sangue al linfonodo:

tutti i linfociti comunque → lasciano il linfonodo tramite i vasi linfatici efferenti!

I linfonodi sono dei filtri di antigene

→ del circolo linfatico:

si combattono gli antigeni provenienti dalla linfa.

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LA MILZA

È un filtro → del circolo ematico:

nella polpa bianca → i linfociti combattono gli

antigeni proveniente dal sangue.

Non ha una circolazione linfatica

→ ma entra ed esce sangue:

• ARTERIA SPLENICA

• VENA SPLENICA

Anche lei è circondata da una capsula

• resistente

• ma fine → si può rompere facilmente,e si

può incorrere a emorragia interna che può

causare morte;

è molto complicato riparare la capsula, se il

danno è grave la milza viene rimossa.

LA MILZA E’ COMPOSTA DA:

• POLPA ROSSA:

materiale spugnoso,formato da cavità ricoperte di macrofagi;

il sangue che proviene dall’ ARTERIA SPLENICA si distribuisce in questa polpa rossa

→e viene pulito dai macrofagi: cellule vecchie,scorrie ecc;

quindi la milza contrasta la diffusione sistemica delle infezioni

[es sepsi=infezioni batteriche sistemiche; quindi chi non ha la milza ha maggiori rischi]

• POLPA BIANCA:

si chiama cosi perché circola meno sangue.

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Appare più chiara perché è ricca di globuli bianchi → si trovano intorno alle ARTERIOLE SPLENICHE:

si chiamano MANICOTTI LINFATICI PERIARTERIOLARI.

Questo manicotto ha un istologia simile ai linfonodi

→è formato da linfociti organizzati in FOLLICOLI LINFATICI :

➢ quelli attivi → sono detti PRIMARI

➢ se non stanno lavorando → si dicono SECONDARI;

Quando questi follicoli linfatici vengono attivati → hanno un centro germinativo: anche qui

➢ al centro → ci sono i linfociti B che si differenziano in effettori e plasmacellule:

si producono anticorpi contro l’ antigene proveniente dal sangue.

➢ attorno al centro germinativo → ci sono i linfociti B e T

MALT

Tutte le mucose hanno un po’ di tessuto linfatico [=è un ammasso di linfociti]

→se c’è un infiammazione : questo tessuto linfatico si organizza come un linfonodo

[nel senso che troviamo dei follicoli linfatici].

In alcune zone il linfatico è organizzato come un linfonodo anche se non c’è infezione:

questo tipo di tessuto linfatico è abbondante in quelle zone che subiscono un maggior contatto con antigeni, esempi:

• OROFARINGE:

qui il tessuto linfatico[=il MALT] costituisce le TONSILLE;

nell’orofaringe troviamo le tonsille palatine, linguali e faringee (dette anche adenoidi).

Le tonsille possiedono delle cripte: qui si acquisisce la saliva e si campiona il materiale

→che viene analizzato dal tessuto linfatico sottostante.

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• ILEO:

Qui costituisce le PLACCHE DEL PEYER.

Nell’ileo, alla base dei villi dell’ileo,troviamo CELLULE M :

trasportano il materiale dal lume → verso la sottomucosa dove sono presenti le placche di Peyer.

Per transcitosi si trasferisce il materiale verso i linfociti che analizzano il materiale

→se è cattivo si attiva una risposta immunitaria organizzandosi in follicoli linfatici con centro germinativo.

• l’ APPENDICE ILEOCECALE:

è un ammasso di MAL

LA CUTE

Anche lei ha un tessuto linfatico ma difficile da riconoscere:

• nel’ EPIDERMIDE:

nel epitelio pluristratificato troviamo le CELLULE DI

LANGERHANS [in realtà sono linfociti T] ;

• nel DERMA:

troviamo tessuto linfatico → questo è rado, pronto

ad intervenire in caso di infiammazione.

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FILOGENESI DEL SISTEMA IMMUNITARIO

• Si è sviluppata prima di tutto → la risposta immunitaria ASPECIFICA:

questa la condividiamo con tutti gli altri organismi [che infatti hanno fagociti ecc].

• Successivamente → si è sviluppata la risposta immunitaria SPECIFICA.

Questa la troviamo nei vertebrati:

1) prima di tutto → è nata quella legata ai linfociti T

2) e poi → quella dei linfociti B: infatti gli anticorpi sono la risposta più sofisticata che abbiamo.

PROCESSI CHIAVE

DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA:

CIOÈ NELLA RISPOSTA IMMUNITARIA SERVONO:

• PROLIFERAZIONE:

soprattutto nella immunità SPECIFICA: abbiamo pochi linfociti specifici per un antigene

→dunque una volta che si presenta l’antigene,produciamo tanti linfociti uguali.

• RICIRCOLO/HOMING:

la mobilità dei linfociti è molto impo →esempi:

• precursore del linfocita T → deve migrare nel timo per diventare T matura;

• i linfociti B e T vergini → circolano continuamente negli organi linfatici 2° (linfonodi),

per cercare gli antigeni.

• APOPTOSI:

• Negli organi linfatici 1°:

serve ad eliminare i linfociti che MATURANO erroneamente, es i linfociti aggressivi contro il self.

Il 98% dei linfociti nel timo sono eliminati: sia perché sono inutili o perché sono pericolosi.

• Apoptosi è impo anche per eliminare un po’ di LINFOCITI EFFETTORI

→dopo che l’ antigene è stato combattuto

[ricorda che si tengono quelli di memoria e un po’ di effettrici].

Difetti in questa omeostati può ad es ingrossare la milza.

Apoptosi è anche un meccanismo indotto dai LINFOCITI T CITOTOSSICI.

IL RICIRCOLO/HOMING:

La cellula endoteliale riconosce specificamente quale cellula reclutare:

es linfocita T killer e non il T helper ecc, o un linfocita specifico per un certo antigene.

IL RECLUTAMENTO È SPECIFICO PERCHÉ AVVIENE CON 3 FASI:

• ROTOLAMENTO su endotelio

• RICONOSCIMENTO della cellula → che quindi viene arrestata

• STRAVASO

Nelle venule postcapillari:

i leucociti viaggiano al margine del vaso [quindi non al centro]

→perché la corrente al centro è forte e tende a portare al margine.

Marginandosi,vengono dunque in contatto con le cellule endoteliali: su cui il leucocita comincia a rotolare.

La cellula endoteliale ha dei recettori dette LECTINE [regolano quindi il rolling]

→ per un ligando sul leucocita: questa interazione avviene

• in modo molto rapido

• ed avviene con molte cellule endoteliali

30

→causando dunque il ROTOLAMENTO.

LE SELECTINE:

interagiscono con gli zuccheri delle MUCINE [sono uno scheletro proteico con catene polisaccaridiche].

I leucociti e le cellule endoteliali: esprimono sia le selectine che le mucine

→quindi hanno entrambi sia ligando che recettore.

LE SELECTINE COINVOLTE SONO:

• P-selettina → sta per piastrinica ma in realtà c’è anche sui leucociti

• L-selettina → selettina leucocitaria: cioè questa si trova solo sui leucociti

• E-selectina → E=endoteliale, ma la troviamo anche sui leucociti.

A seconda di quali selectine e mucine esprime quel leucocita e quella endoteliale

→avrò un maggiore o minore rotolamento →quindi avremo rolling che favoriscono un certo tipo cellulare

[es neutrofili,o linfociti ecc].

Il rotolamento è solo un invito ad analizzare l’ endotelio,per cercare il SEGNALE DI STRAVASO:

che è la CHEMOCHINA → è prodotta dal tessuto infiammato,nel processo infiammatorio;

dunque le chemochine si dirigono verso la superficie dell’endotelio e stazionano sul GLICOCALICE

→per venir riconosciute.

Se il leucocita ha il recettore per quella CHEMOCHINA → si attivano le INTEGRINE del leucocita.

Il leucocita ha in particolare le INTEGRINE BETA2 che normalmente sono espresse ma sono poco adesive

→se si legano alla chemochina diventano più adesive causando un arresto del leucocita.

Il leucocita usa anche altri recettori

→i loro ligandi [=molecole di adesione] aumentano di numero procedendo verso il tessuto infiammato.

Il leucocita si appiattisce sulla cellula endoteliale

[contemporaneamente quindi sono presenti molecole di adesione all’ interno dell’ endotelio via via crescenti]:

dunque il leucocita è indotto allo stravaso. Il sistema è molto raffinato.

Esiste un farmaco anti-integrina α4β1 → questa integrina è importante per lo stravaso dei linfociti del sistema nervoso

centrale, questo farmaco serve per combattere la sclerosi multipla.

Ma questo farmaco, non faceva quindi passare i leucociti nemmeno quando ce n’era davvero bisogno

→cosa che comportava morti per encefalopatie.

In un tumore: abbiamo linfociti antitumorali che però non riescono ad ammazzare il tumore;

dunque si è pensato di produrre linfociti in vitro,ma questi non giungono al sito in cui è localizzato il tumore.

31

ELETTROFORESI DEL SIERO

• Anticorpo:

è una sostanza in grado di inibire specificatamente un batterio e

non un altro.

• Le gammaglobuline:

sono la frazione gamma delle proteine del siero e sono coinvolte

nella risposta immunitaria.

Nero → animale tranquillo

Blu → animale iperimmunizzato → la frazione gamma aumenta molto

Nella frazione gamma ci sono gli anticorpi.

Immunoglobulina è un termine coniato perché

non tutti gli anticorpi sono nella frazione gamma

→ma alcuni migrano nella frazione β.

Di fatto però immunoglobulina, gammaglobuline e anticorpi sono sinonimi.

STRUTTURA DELLE IMMUNOGLOBULINE

• Un gruppo le ha scoperte → trattandole con MERCAPTOETANOLO:

che rompe i PONTI DI SOLFURO tra catene pesanti e leggere, e tra le 2 pesanti

→quindi mi scinde le 4 catene [2 leggere e 2 pesanti], che restano separate.

• Un altro gruppo → ci è arrivato usando pepsina e papaina:

scinde l’ anticorpo nei 2 frammenti FAB e FC. Non gli interessano pepsina e papaina. Nella slide si vede.

➢ PEPSINA → taglia sotto i 2 legami disolfuro della regione cerniera;

ottengo solo 1 frammento: composto dai 2 Fab uniti.

➢ PAPAINA → taglia sopra i 2 legami disolfuro della regione cerniera;

32

ho 3 frammenti [2 Fab ugual separati, e 1 Fc (diverso dal Fab)].

Sono formate da 4 catene:

• 2 PESANTI → pesano 50 Kd

• e 2 LEGGERE → pesanto 25 kd

Si sono analizzate poi le sequenze di queste catene

partendo dall’estremità carbossiterminale:

• le 2 pesanti → sono uguali

• e le 2 leggere → sono uguali tra di loro.

CLASSI ANTICORPALI O ISOTIPI

• CATENE PESANTI → ce ne sono 9 tipi :

mi, gamma 1, gamma 2, gamma3, gamma 4,

alfa1,alfa2, epsilon e δ.

A seconda di quale di queste 9 catene pesanti è

presente →distinguiamo

9 CLASSI DI ANTICORPI O DETTI ISOTIPI:

IGG(ne abbiamo 4), IGA(1,2)(alfa)

,IGE(epsilon),IGM(miu),IGD(delta)

La catena pesante si sindica anche con lettera

greca(non gli interessa).

• CATENE LEGGERE → ce ne sono 2 tipi:

k o lambda.

Un anticorpo ha 2 K o 2 lambda [perché le 2 catene leggere sono uguali nello stesso anticorpo, come anche le

pesanti!].

• Le 2 pesanti → sono legate tra di loro : da ponti di solfuro.

• Le 2 leggere → sono legate a 1 pesante : con un ponte di solfuro.

L’associazione tra catene pesanti e leggere, è garantita,oltre che dai ponti di solfuro[che sono covalenti]

→ anche interazioni idrofobiche [che non sono covalenti].

L’ antigene si lega nella PARTE VARIABILE del anticorpo [questa è nell’estremità amminoterminale]:

un anticorpo lega 2 antigeni uguali [si dice infatti che l’anticorpo è bivalente].

Mieloma multiplo: tumore che parte dalla plasmacellula, tutte producono lo stesso anticorpo;

avendo a disposizione questi anticorpi monoclonali naturali (cioè tutti con lo stesso dominio variabile)

33

→hanno studiato la porzione variabile e hanno capito che era questa a cambiare per ogni anticorpo.

• FRAMMENTO FAB [=FRAGMENT ANTIGEN-BINDING]→ è quello che lega l’ ANTIGENE

• [il fatto che abbiamo K o lambda → non condiziona la funzione dell’anticorpo!]

• FRAMMENTO FC [FRAGMENT CRYSTALLIZABLE =frammento cristallizzabile

→in quanto tende a cristallizzare alle basse temperature]

→ determina la FUNZIONE dell’anticorpo e la sua DISTRIBUZIONE TESSUTALE

Questi 2 frammenti li troviamo dopo un clivaggio proteolitico; FC si trova cristallizzato sul fondo della provetta.

Il Fab è legato a Fc tramite la REGIONE CERNIERA [è quella nera: si trova dunque tra CH1 e CH2]

→è una sequenza di aa estremamente flessibile: serve a dare mobilità alle braccia dell’ anticorpo

→questo movimento favorisce l’ interazione dell’antigene con l’ anticorpo.

• AFFINITA’: è l’ INTENSITÀ con cui 1 FAB → lega l’ antigene

• AVIDITA’: è la FORZA con cui l’ antigene → lega l’ anticorpo in qualunque punto:

questa forza dipende da:

➢ L’ AFFINITÀ dei singoli Fab per l’ antigene

➢ La VALENZA dell’ anticorpo [cioè il numero di FAB che possiede]

→ un anticorpo lega tanto meglio un antigene: quanti più FAB possiede

[=quindi quanto più la sua valenza è maggiore]

Quindi l’ avidità → è maggiore dell‘affinità.

La valenza di un antigene → è invece il numero degli epitopi che espone sulla sua superficie.

• Frammento costante → è l’estremità carbossiterminale

• Frammento variabile → è nell’estremità amminoterminale

DOMINI IMMUNOGLOBULINICI [sono le anse]:

Il dominio immunoglobulinico ha 2 varietà: [sono i cerchi incompleti]

• DOMINIO COSTANTE:

E’ formato da 4 beta strands

→si formano 2 foglietti affacciati;

sono uniti dalle anse in bianco.

• DOMINIO VARIABILE.

E’ fatto più o meno nello stesso modo

→ma è un po’ più contorto e variabile;

la sua variabilità è dovuta a 3 anse(in azzurro)

→che variano sempre da un anticorpo all’ altro:

queste si affacciano tutte sull’ N terminale della catena,

e formano metà del sito di legame per l’antigene.

• LA CATENA LEGGERA:

ha 1 dominio variabile + 1 dominio costante

• LA CATENA PESANTE:

ha 1 dominio variabile + 3 dominici costanti(in viola)

Alcuni anticorpi hanno un dominio costante in più → che sostituisce la regione cerniera.

L’ anticorpo è molto glicosilato [di + o di - ] → e la glicosilazione varia in base alle situazioni.

Se ne sa poco perchè è difficile da studiare.

A seconda della glicosilazione → l’anticorpo può avere funzioni molto diverse

[possono perfino diventare immunosopressivi].

IGM è la prima immunoglobulina prodotta →cioè è prodotta dalla risposta immunitaria 1°.

34

La cellula di memoria → poi produce altre immunoglobuline:

questo cambio di produzione di Ig si chiama SWITCH ISOTIPICO.

SUPERFAMIGLIA DELLE IG

MHC: la sua parte funzionale [=cioè che lega il

peptide da presentare]

→si appoggia su domini immunoglobulinici [=DI].

Anche il TCR → è formato da 2 catene, ognuno

formato da 2 DI.

I DI → sono dei recettori.

Si parla di superfamiglia delle immunoglobuline [è

una famiglia molto grossa

(nella slide sono solo alcuni)]

→ perché questi recettori condividono questo DI;

questi DI dunque

derivano da un gene ancestrale comune

→che poi con varie modificazioni si è differenziato.

PERCHÉ IL DI HA AVUTO TUTTO QUESTO SUCCESSO

EVOLUZIONISTICO?

• Il DI permette di produrre recettori RIGIDI

che si allontanano dalla membrana

cellulare

→e sono dunque più adatti all’ interazione

cellula+cellula;

il loro ligando spesso appartiene alla

superfamiglia delle IG.

• Il DI è RESISTENTE all’azione di enzimi proteolitici

[infatti pepsina e papaina tagliano in mezzo,non sul DI].

Quando si attiva la risposta immunitaria:

➢ si attivano proteasi e coaugulazione(che è fatta da proteasi);

quindi l’infiammazione è opera di proteasi e quindi l’ambiente infiammatorio ne è ricco;

➢ inoltre fagociti fagocitano ma a volte rigurgitano all’esterno materiale lisosomiale.

Se queste proteasi tagliassero le cellule immunitarie

→e dunque se tagliassero i DI sarebbe grave,le cellule immunitarie perderebbero i loro sensori.

STRUTTURA CRISTALLOGARCA DELLE IG

Le catene leggere e pesanti che formano i domini del IG,in realtà si ripiegano e si abbracciano tra di loro

→non hanno la struttura rigida della classica figura.

Si vede il carboidrato in giallo=è la glicosilazione.

35

ANALISI DI SEQUENZA DEI DOMINI VARIABILI

Nell’anticorpo è fondamentale il dominio

variabile: VH e VL.

Se confronto i domini variabili tra un

anticorpo e l’altro:

possono calcolare la probabilità di trovare

un aa diverso da un anticorpo all’altro, a

seconda della regione.

Nel grafico: + è alta la barra azzurra, + è

probabile che su quel sito trovo un aa

diverso da un IG all’altra.

Le VH e VL → hanno ciascuna

3 REGIONI IPER-VARIABILI

[sono la sequenza di aa della VH e VL

che legano l’ antigene! Quindi non tutta la VH o VL legano l’antigene]:

dette CDR1 , CDR2 , CDR3

CDR = REGIONE DETERMINANTE LA COMPLEMENTARIETÀ

→è quella che determina la complementarietà/specificità per un certo antigene.

Le regioni POCO-VARIABILI delle VH e VL → fungono e sono dette da ‘REGIONI CORNICE’:

perché permettono alle sequenze CDR di localizzarsi nel punto giusto dell’anticorpo, fungono da impalcatura.

Quando si producono anticorpi monoclonali terapeutici: uno dei problemi è l’ incapacità di creare CDR;

non siamo capaci di produrre questi anticorpi in stile anticorpo da umano.

Possiamo produrli in stile anticorpo da topo: CDR del IG del topo → lo inserisco su un IG umano :

si parla di anticorpi immunizzanti;

gli anticorpi del topo sono comunque differenti dai nostri, quindi quando li inietto la prima volta, devo sperare che

funzionino, perché non possono iniettarli una 2° volta:

il mio sistema immunitario reagirà come la reazione di shock anafilattico.

INTRERAZIONE ANTIGENE + ANTICORPO

Richiede superfici ampie → sia sul antigene che sul anticorpo.

• Su anticorpo → si chiama SITO DI LEGAME PER L’ANTIGENE.

• Su antigene → si chiama DETERMINANTE ANTIGENICO o detto EPITOPO.

Slide sito di interazione per l’antigene → si vede solo l’estremità del fab.

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Il sito di legame per l’antigene è colorato in viola:

• metà deriva da → catena leggera

• e metà da → quella catena pesante.

Vedi come il sito di legame per l’antigene

→ ha forme diverse da un anticorpo a un altro: infatti interagiscono con antigeni diversi.

Si vede come anticorpo e antigene → hanno SUPERFICI COMPLEMENTARI: è una complementarietà fisica

(come tra enzima e substrato; es le parti convesse corrispondono a quelle concave ect..).

COOPERAZIONE DI FORZE DEBOLI

Si instaurano LEGAMI DEBOLI (mai covalenti)

tra antigene + anticorpo → per facilitare il legame.

37

+ legami deboli si riescono a formare =

+ è l’ affinità del anticorpo per antigene.

Se cambio anche solo un aa

→ cambiano i legami e dunque cambia molto l’ affinità.

MODIFICAZIONI CONFORMAZIONI DEL SITO COMBINATORIO

DELL’ANTICORPO

Quando enzima lega il substrato,enzima adatta la sua struttura

per essere più affine per il substrato [adattamento indotto]; qui

accade la stessa cosa: antigene si lega ad anticorpo

→il legame che è già avvenuto:

dunque viene stabilizzato da ulteriori legami deboli

che modifica la struttura del ANTICORPO

[adattamento indotto]

→una volta che il legame è avvenuto,

è difficile staccare anticorpo + antigene

[si parla sempre di un equilibrio come negli enzimi,ma è spostato

verso la formazione del legame]

→in laboratorio,in condizioni non fisiologiche,

cioè se modifico ph e la salinità modifico e riesco a rompere i legami deboli : senza rovinare Ig e antigene.

MUTLIVALENZA DI ANTCORPI E ANTIGENI:FORMAZIONE DEL RETICOLO

Parliamo di immunocomplesso;

• gli anticorpi sono sempre BIVALENTI =legano 2

antigeni uguali coi loro 2 bracci.

• Un antigene a sua volta ha più siti di legame per:

➢ lo stesso anticorpo

➢ o per anticorpi diversi [=infatti ha epitopi

diversi].

Dunque si forma un AGGREGATO DI ANTIGENI E ANTICORPI

diversi → questo è un IMMUNOCOMPLESSO:

è una struttura triangolare con 3 anticorpi e 3 antigeni →

ma può anche essere + complicato.

Se l’ immunocomplesso che si forma è troppo grosso [forma

un vero e proprio reticolo]

→ può precipitare nella provetta.

Gli immunocomplessi si formano SOLO se anticorpo e antigene sono presenti in concentrazioni simili [condizione

equivalente zona nella slide].

38

Se invece la concentrazione di anticorpo è maggiore rispetto a quella di antigene,o vice

→non si forma l’immunocomplesso.

Malattia da siero: quando si formano questi

immunocomplessi.

Questi immunocomplessi

non stanno in soluzione neanche nel sangue

[cioè non si sciolgono nel sangue e precipitano].

Abbiamo sistemi che li degradano

→ però può depositarsi es nei

capillari,rene,sinovia dell’ articolazione.

La loro deposizione attiva l’ infiammazione: si

sviluppa un artrite,insufficienza renale [perché

gli immunocomplessi si depositano nel rene;

possono anche portare a bisogno di dialisi

renale] ecc.

STRUTTURE DELLE DIVERSE CLASSI DI IG

1)Gli anticorpi quando sono recettori nel linfocita

→ hanno la struttura vista prima : quella con 2 catene leggere e 2 pesanti.

2)Quando la plasmacellula li produce in forma solubile:

• alcuni anticorpi → restano come visto prima

• altri invece → prima della secrezione : vengono aggregati con anticorpi identici.

VEDIAMO I DIVERSI CASI DEGLI ANTICORPI SOLUBILI:

39

• IGG,IGD,IGE:

l’anticorpo resta da solo

= resta MONOMERICO.

IGE:

➢ manca della REGIONE

CERNIERA

➢ e ha un DI in più.

È un monomero [quindi avrebbe

spazio per muovere i fab!],

ma perchè non serve la regione

cerniera e inoltre IGE ha un DI in più?

Perché IGE non funziona molto come

ig solubile

→ma si fissa maggiormente sulla

superficie del MASTOCITA:

il mastocita ha recettori per IGE

→ che legano IGE libere

[quindi ne abbiamo poche nel siero

perché si legano al mastocita);

è come se il linfocita prestasse il suo

recettore per l’antigene al mastocita!

Perché il mastocita non ha un recettore per antigene

→ ma ce l’ha per ige

→antigene poi si lega a IGE,

e grazie al recettore sul mastocita,attiva il mastocita.

Dunque ige,che sia sul linfocita B o che sia sul mastocita,funziona da recettore di membrana

→dunque non gli serve essere flessibile. Il mastocita ne ha tanti di ige intorno.

Le IGE pesano di + perché sono molto glicosilate.

IGG:

Abbiamo diverse sottoclassi molto diverse

→ soprattutto a livello della REGIONE CERNIERA.

Queste non sono isoforme!!! sono proprio

codificate da geni diversi!!!

le IGG sono gli UNICI anticorpi che superano la

BARRIERA PLACENTARE attraverso un trasporto

attivo. Le cellule della placenta hanno poi un

recettore che lega IGG della mamma

→e poi trasportano queste IGG al sangue del feto.

E’ l’unico caso naturale di immunizzazione passiva: cioè mamma protegge il bambino passandogli le sue IGG.

Le IGG sono piccole, e quindi si distribuiscono con facilità in tutti gli SPAZI EXTRACELLULARI.

• IGM

l’anticorpo è sempre PENTAMERICO:

la plasmacellula lega con PONTI DI SOLFURO 5 IGM [i ponti di solfuro sono tra le IGM];

la struttura è stabilizzata da un J-CHAIN [junctional]= CATENA GIUNZIONALE

[si lega per mezzo di ponti di solfuro]

Questo pentamero avendo 10 fab uguali → lega 10 epitopi uguali!

Perché sono prodotti dalla stessa plasmacellula!

Ma essendo vicini,ne funzionano solo 8 insieme.

40

Questo permette però al singolo anticorpo [s’intende il pentamero,IGM è cosi] di diventare ad alta affinità

→perché ho 10 prese per l’antigene,invece che solo 2 come un anticorpo normale.

Infatti le IGM sono prodotte dai linfociti nella risposta 1°

[quando si incontra l’antigene per la 1° volta,e dunque non ha molta AFFINITÀ,

e dunque aumenta i fab→aumentando i FAB aumenta l’ AVIDITÀ!

[quindi compensa la bassa affinità → con l’avidità];

nelle cellule di memoria invece ig prodotta è più affine e dunque bastano 2 prese[=fab] per l’antigene

[infatti si producono altri tipi di anticorpo].

+ piccolo è ig=+ è facile viaggiare nel sangue;

dunque IGM fa fatica ad uscire dai vasi [quindi le troviamo poco nei secreti]

→quindi restano maggiormente nel CIRCOLO SANGUIGNO;

bisogna scendere a questo compromesso per avere + avidità.

IGM pentamero manca della REGIONE CERNIERA

→non serve,perché IGM è rigida e planare;

le braccia non hanno spazio per muoversi,perché i fab sono vicini.

• IGA

nel siero la troviamo come MONOMERO,DIMERO,TETRAMERO

→sempre uniti con PONTI DI SOLFURO e la struttura è stabilizzata da J-CHAIN.

Serve sempre per aumentare l’ avidità [visto che c’è bassa affinità].

È mantenuta la regione cerniera.

Le troviamo abbondanti nelle secrezione mucose

→quelle che passano nelle SECREZIONI MUCOSE SONO ALMENO DIMERI.

PERCHÈ CI SERVONO TANTE CLASSI DI IG?

Perché diverse classi si dirigono verso tessuti diversi:

• abbiamo detto che le IGM fanno fatica a passare

nei capillari,

dunque restano maggiormente nei vasi.

• Le IGA invece

passano facilmente attraverso le mucose:

IGA dimerica si lega a un recettore sul lato

basale dell’ enterocita

→il recettore è POLY-IG-RECEPTOR

(ha dei DI):

si chiama cosi perchè lega le IG polimeriche:

➢ es le igA,

➢ ma anche le igM(anche se meno bene

delle A).

Le nostre secrezioni mucose contengono

[sia IGM che IGA devono essere secrete insieme

alla componente secretoria!]:

➢ 10% → IGM

➢ 90% → IGA.

Si ha endocitosi mediata da recettore

[il poly-ig-receptor]

41

→ si forma l’ endosoma

→poi si fonde con il lato apicale della cellula;

nel corso di questo passaggio:

sulla superficie apicale della cellula che endocita la IgA → un enzima proteolitico

taglia il recettore poli-Ig:e dopo questo taglio i dimeri IgA rimangono associati a un piccolo frammento di

poli-Ig chiamato COMPONENTE SECRETORIA o dominio secretorio

→IgA viene dunque secreta con la componente secretoria, che serve per:

➢ il TRASPORTO e favorire la secrezione di IgA

➢ e per PROTEGGERE IGA dagli enzimi proteolitici del lume.

CLINICAL CASE

Peter è nato dopo una gravidanza normale;

pesa 3 kg.

A 3 mesi ha otite media e infezione del

tratto respiratorio superiore (nei primi

mesi è raro che il bambino subisca

infezioni: perché ha molte protezioni

immunitarie, quali anticorpi mamma ecc).

A 5 mesi e 11 mesi: ha una polmonite

A 16 mesi: ha balanite (infezione al pene)

I genitori non sono consanguinei (se sono

consanguinei è + facile che si manifesti una

malattia autosomica recessiva).

Potrebbe essere una malattia legata al X:

molte immunodeficienze sono legate al X.

Ha 3 sorelle che non dimostrano

predisposizione all’infezione.

A 18 mesi è magro e pallido; ha un peso e

altezza molto inferiori alla media →non

cresce perché ha problemi di assorbimento

intestinale a causa di gastroenteriti.

Ha subito vaccini per tetano e pertosse.

Cos’ha il bambino?

Ha un immunodeficienza: li si dosano gli anticorpi nel siero e si vede che non ha anticorpi,

perchè non ha linfociti B; il midollo non riesce a produrre linfociti B → che dunque non riescono a fare anticorpi.

Analizzando il ms si vedono linfociti B immaturi,perché il midollo spinale non funziona bene.

La diagnosi è: la MALATTIA DI BRUTON = ovvero la AGAMMAGLOBULINEMIA LEGATA AL CROMOSOMA X.

Dunque gli si fa un trapianto di midollo osseo: di tipo allogenico(cioè da un donatore);

bisogna trovare un donatore compatibile;

se non si trova,si possono fare trasfusioni di anticorpi,che derivano dal plasma che viene donato

(si può anche fare un mix da molti donatori)

→ ma non si possono iniettare linfociti di un altro individuo perché sono individuo specifici!!

FUNZIONE DEGLI ANTICORPI

SONO 3:

• NEUTRALIZZAZIONE: lo fanno da soli,senza bisogno di altre componenti del sistema immunitario

• RECLUTAMENTO DI CELLULE:

➢ OPSONIZZAZIONE

➢ ADCC

➢ MASTCELLULE

• ATTIVAZIONE [=detta anche FISSAZIONE] DEL COMPLEMENTO

42

1)NEUTRALIZZAZIONE

a)Anticorpi che bloccano la funzione o l’ attività del virus o del batterio si dice

che hanno attività neutralizzante.

Prendiamo d’esempio i virus:

i virus infettano la cellula bersaglio grazie al legame specifico tra

• un recettore esposto sulla superficie del virus

• e un suo ligando espresso sulla superficie della cellula bersaglio.

Questi anticorpi neutralizzanti vanno a legarsi:

sul RECETTORE del VIRUS

→ cosi gli impediscono di interagire con il ligando della cellula bersaglio.

Non tutti gli anticorpi legano la parte funzionale [=il sito attivo] del virus quindi

non sono neutralizzanti

→ sono utili comunque perché possono ad es reclutare altre cellule.

Anche per i batteri ci possono essere anticorpi neutralizzanti.

Possiamo avere anticorpi neutralizzanti nei confronti di tossine → soprattutto

esotossine.

COME FUNZIONA UN’ ESOTOSSINA → è costituita da 2 parti:

• ed una PARTE A:

che funge da legame per il recettore per il virus [=recettore virale]

presente sulla membrana plasmatica della cellula bersaglio

[si lega al recettore virale presente sulla cellula bersaglio]

• una PARTE B:

tossica

Endotossina si lega al recettore per il virus

→ viene dunque endocitata e libera la sua componente B tossica all’ interno della cellula.

Anticorpi che impediscono alla tossina di legarsi alla cellula → perché legano il sito attivo del virus,impedendo che si

leghi al recettore virale sulla cellula bersaglio →sono questi gli anticorpi neutralizzanti.

Il virus non può entrare nella cellula,e dunque non ha effetti dannosi.

b)Altra azione neutralizzante delle Ig:

le Ig formano IMMUNOCOMPLESSI →e questa aggregrazione riduce il numero delle particelle infettanti.

2)RECLUTAMENTO DI CELLULE IMMUNITARIE

= ANTICORPI CHE LAVORANO CON ALTRE CELLULE

IMMUNITARIE

a)OPSONIZZAZIONE

Es reclutano fagociti [come i mastociti].

L’ anticorpo funziona da OPSONINA

→le cellule del sistema immunitario

riconoscono l’ anticorpo legato all’ antigene

L’opsonizzazione riguarda SOLO le IGG e le IGE:

• le IGG → legano il recettore FCgammaR-1

presente sui MACROFAGI e NEUTROFILI:

questo induce aggregrazione del recettore che trasduce un segnale che attiva la FAGOCITOSI

del anticorpo + antigene legato

43

• le IGE → legano FCepsilon-R presente sugli EOSINOFILI: questo induce aggregazione del recettore che

trasduce un segnale che induce FAGOCITOSI o DEGRANULAZIONE.

I RECETTORI PER LE IG [vedi dopo]

Con l’eccezione di FCepsilonR-1 [ce l’hanno i mastociti] che è ad alta affinità

→tutti gli altri FCR hanno una bassa affinità per le corrispondenti Ig:

il che impedisce che questi recettori vengano occupati a caso dagli anticorpi solubili presenti nel siero e nei tessuti.

I FCR legano efficientemente solo le Ig che sono legate ad un antigene

[infatti l’anticorpo,quando lega l’antigene → subisce un cambiamento conformazionale:

ed espone un sito di riconoscimento per la cellula immunitaria]

→questo serve ad avvicinare la cellula [che esprime il FCR]: all’antigene.

RECETTORI CHE RICONOSCONO LE IG → FCR [=FC receptor]

FCYR-1 → espresso soprattutto dai MACROFAGI;

permettono dunque al macrofago di riconoscere anticorpo legato al batterio.

FCYR-2 → espresso dai LINFOCITI B. Serve ad internalizzare gli immunocomplessi(aggregati di anticorpi + antigeni).

Il linfocita B ha 2 funzioni:

• Produce anticorpi

• Presenta l’ antigene →cioè lo endocita,lo spezzetta,e lo presenta ai LINFOCITI T.

Linfocita B capta l’ antigene grazie al suo ANTICORPO DI MEMBRANA

[bastano dosi minime perché il legame avvenga]

→che endocita gli immunocomplessi ,in maniera molto specifica,e quindi poi:

• si attiva

• e presenta l’ antigene

FCYR-3: espresso dai LINFOCITI NATURAL KILLER[NK]

Lo usa per riconoscere il bersaglio: riconosce CELLULE INFETTATE da virus e CELLULE TUMORALI

→in maniera non specifica; riconosce in generale lo stato ‘cellule tumorale’ e ‘cellula infettata’;

non ha recettori specifici per il tipo di virus ecc (es è come il macrofago,non è specifico).

Natural killer riconosce cellule infettate solo dopo che sono state legate da ig; cioè la NK lega la ig.

FCalfaR [Fc alfa receptor] → espresso da MACROFAGI.

44

Fa si che IGA abbia una debole attività opsonizzante;

IGA lega batterio e virus →e cosi macrofago lo può riconoscere.

IGA di solito lavora da solo: cioè non attiva complemento,non opsonizza [e se lo fa,come ho detto prima, non lo fa

molto bene]; il suo obiettivo è di passare nelle SECREZIONI MUCOSE

→e nel lume non ci sono macrofagi né complemento,dunque IGA lavora da sola,NEUTRALIZZANDO,in 2 modi:

• il modo visto prima legando il SITO ATTIVO del VIRUS [=neutralizzazione vista prima]

• In modo + aspecifico: determina aggregazione dei batteri e dei virus;

perché è polimerico dunque ha molte mani per legare i virus,

cosi le particelle di batteri si riducono di numero.

FCepsilonR

IGE ha 2 recettori:

• DI TIPO 1:

espresso da MASTOCITA e BASOFILO.

E’ detto anche RECETTORE

AD ALTA AFFINITÀ INTRINSECA

→cioè non cè bisogno che ige leghi antigene:

affinchè il recettore riconosca IGE;

quindi mastocita lega ige,anche se ige non lega niente.

Ige legata, poi funge da RECETTORE PER IL MASTOCITA

→mastocita lega antigene opsonizzato da ige:

si parla di sensibilizzazione dei mastociti:

mastocita è dunque ricoperto da IGE

→che legano l’allergene: questo trasduce un segnale

che attiva il mastocita:

➢ Induce la DEGRANULAZIONE del mastocita

→ con liberazione delle

sostanze pro-infiammatorie contenute nei granuli

[sopratutto istamina]

➢ E attiva la sintesi di altre sostanze pro-infiammatorie

• DI TIPO 2:

espresso da EOSINOFILI; permette a eosinofilo di riconoscere antigene e fagocitarlo

→però spesso eosinofilo fagocita parassiti troppo grossi, quindi non lo digerisce nel fagosoma:

ma rilascia [=rigurgita] il parassita all’ esterno, eosinofilo

→libera anche i suoi GRANULI e cosi lo uccide all’ esterno; poi il parassita morto è eliminato da intestino.

b)ADCC = CITOTOSSICITA’ CELLULO-MEDIATA ANTICORPO-DIPENDENTE

45

Non solo le NK la fanno!

Cellula epiteliale infettata, che produce PROTEINE VIRALI

[sono i triangoli verdi]:

le mette in membrana della cellula

→serve a far uscire il virus:

che esce portandosi dietro anche un pezzo di membrana

della cellula infettata.

IGG lega la proteina virale esposta;

NK vede anticorpo sulla cellula infettata

→ e lo lega con FCYR-3!

Questo lo induce a liberare sulla cellula infettata sostanze

che mediano APOPTOSI della cellula infettata.

3)FISSAZIONE DEL COMPLEMENTO

Le IGG e IGM,si legano ad antigene → queste ig modificano la loro struttura:

cosi possono essere riconosciute dai FATTORI DEL COMPLEMENTO

→dopo il riconoscimento, si attiva una cascata proteolitica che attiva i fattori del complemento

→ i prodotti di scissione del complemento hanno varie funzioni:

• formano FORI nel batterio → che ne causano ingresso di H2O con scoppio

• funzionano da OPSONINE → quindi sono riconosciuti da recettori del macrofago

• funzionano da ANAFILOTOSSINE → queste attivano l’ infiammazione

(le anafilotossine NON centrano con lo shock anafilattico)

46

B-CELL RECEPTOR [=BCR]

È un anticorpo di membrana del linfocita:

• Ha 4 DOMINI COSTANTI

• manca la REGIONE CERNIERA → dunque può essere IGE

e IGM [che non hanno la regione cerniera].

BCR non riesce a trasdurre segnale → perché ha una piccola coda

verso il citosol della cellula:

quindi non può reclutare molecole che trasducono il segnale

[proprio perché la sua parte citoplasmatica è troppo piccola].

Dunque per trasdurre → BCR si deve appoggiare a CD79: [1 BCR =

1 anticorpo → si appoggia a 1 CD79]

• è composto da catena IG-ALFA e IG-BETA:

• è un DIMERO;

• ogni catena ha 1 DI

• il dimero ha 2 CODE CITOPLASMATICHE più lunghe

rispetto a quelle del BCR

→in queste code ci sono i MOTIVI DI ATTIVAZIONE detti

ITAM:

che sono in grado di interagire con molecole adattatrici e

chinasi: e quindi di trasdurre il segnale.

• Igalfa e beta sentono la diversa conformazione del BCR

→perché il BCR cambia forma dopo che ha legato l’ antigene.

Abbiamo 1010 anticorpi diversi → ciascuno specifico per un epitopo.

1 antigene [es un batterio] solitamente ha più EPITOPI diversi

→ dunque può essere riconosciuto da più IG diverse

[prodotte quindi da linfociti B diversi→perché ogni linfocita B produce 1 tipo di anticorpo].

Questo insieme di ig diverse per lo stesso antigene sono dette IG POLICLONALI:

cioè sono prodotte da cloni di linfociti diversi, quindi ognuna di queste ig riconosce epitopi diversi

→ ma riconoscono lo stesso antigene(es tetradossoide),proprio perché ha epitopi diversi.

Si dice RISPOSTA POLICLONALE → ed è la classica risposta.

GLI EPITOPI RICONOSCIUTI IN UNA MOLECOLA POSSONO ESSERE: EPITOPI

• SEQUENZIALI:

cioè ig riconosce epitopo

rappresentato da 1 SEQUENZA:

➢ di aa → se è una proteina

➢ di zuccheri → se è un

polisaccaride ecc;

Dunque anche se denaturo la

macromolecola che è

l’antigene → ig riconosce lo

stesso l’ epitopo.

Se l’epitopo sequenziale resta

nascosto all’interno della proteina

→ ig lo riconosce solo se la proteina

viene denaturata.

47

• CONFORMAZIONALI:

L’ epitopo è formato dall’ intera macromolecola nella sua conformazione nativa,

quindi l’anticorpo riconosce quella determinata CONFORMAZIONE IN 3D [2°,3°,4°].

Es un epitopo è la sequenza in rosso(a dx) →è formato dal avvicinamento dei pezzi gialli:

e dunque ce l’ho solo quando la proteina è in conformazione nativa, cioè presenta questo ripiegamento.

Dunque se spezzo la macromolecola → ig non riesce + a riconoscere l’ epitopo(conformazionale).

Non tutti gli ig dunque riconoscono epitopo se ha una conformazione diversa.

Es la tecnica western blot denatura la proteina

→dunque se ig riconosce epitopo solo se la proteina è nativa,non riesce più a riconoscerne l’epitopo.

ANTICORPI MONOCLONALI E POLICLONALI

Sono prodotti in lab.

ANTICORPI MONCLONALI

Prendo un topo → lo immunizzo [cioè gli inserisco] con 1 ANTIGENE che ha tanti EPITOPI

→e dunque il topo mi produce IG contro tutti gli epitopi dell’antigene che ho messo

=questi sono anticorpi MONOCLONALI.

LIMITI DEGLI ANTICORPI MONOCLONALI IN:

• LA SUA PRODUZIONE:

Se immunizzo il topo → non mi produce molto siero che quindi contiene le ig

➢ perché è piccolo

48

➢ e poi non posso prelevargli troppo sangue,se no lo uccido

Dunque solitamente si usa una bestia più grossa;

se l’animale muore in fretta,il nuovo animale lo devo rimunizzare

→ma ogni animale produce anticorpi diversi (? L’ho scritto solo).

• La SPECIFICITÀ:

➢ Ogni ig → è specifico per il suo epitopo

[quindi anche se ho prodotto tante ig,queste comunque

riconoscono solo 1 epitopo particolare]

➢ Uno stesso epitopo → può però essere presente su più

antigeni diversi.

Gli anticorpi monoclonali sono facili da fare.

ANTIGENI CD = CLUSTER OF DIFFERENTIATION:

Gli viene assegnato un proprio numero identificativo [numerate con 1,2 ecc],

Inizialmente si cercavano molecole sui globuli bianchi, la molecole CD sono

tutte quelle che sono state scoperte con il metodo degli anticorpi monoclonali,

hanno costruito una tabella che li mettesse in ordine.

Quindi queste CD sono proteine [=antigeni] che marcano le cellule;

gli anticorpi monoclonali sono identificati in base alle CD delle cellule che

riconoscono.

IMMUNOTOSSINE [slide a dx]

E’ chiaro che questi anticorpi monoclonali, che sono estremamente specifici

→possono essere utilizzati in terapia: per esempio se marcano un tumore.

ANTICORPI POLICLONALI

Immunizzo l’ animale: sta volta gli inietto solo 1 EPITOPO

→ cosi l’animale mi produce anticorpi tutti uguali, solo per questo epitopo

= questi vengono detti ANTICORPI MONOCLONALI.

Quindi cosa faccio dopo averlo immunizzato:

prendo il LINFOCITA B che produce l’ anticorpo per l’ epitopo che ho inserito

→ ne produco cloni di questo linfocita B: cosi questi cloni di B mi producono tante copie dello stesso Ig [detto

monoclonale) che riconosce l’epitopo che ho iniettato.

Tuttavia i linfociti B non danno colture perenni:

se attivo i B, diventano plasmacellula,e dopo 15 gg muore.

Posso immortalizzare il linfocita B:

ma in questo modo non diventa plasmacellula e dunque non produce più anticorpi solubili.

COME HANNO PENSATO DI IMMORTALIZZARLI?

Prelevo dal topo diversi linfociti B [ognuno produce un anticorpo diverso]

→e lo fondo con una linea di MIELOMA.

Il mieloma è un tumore: praticamente abbiamo questa plasmacellula che è diventata una cellula tumorale;

in coltura il mieloma cresce continuamente se lo nutro;

49

ma il mieloma non produce anticorpi [=si dice mieloma non secernente].

Io cosa faccio allora:

1) nella stessa provetta, metto LINFOCITI B prelevati + CELLULA TUMORALE,

2) si centrifugano

3) viene tolto il surnatante

4) dunque viene messo un detergente che rompe un po’ le membrane cellulari

→obbligando le cellule [linfociti B + tumorale] vicine a fondersi.

Cosi produco CELLULE IBRIDE formate da linfocita B + cellula tumorale → l’insieme viene detto IBRIDOMA:.

• La cellula tumorale:

non produce ig perché non ha il GENE per produrre ig →il gene lo prende da LINFOCITA B

• La cellula ibrida:

è immortale grazie alla caratteristica della CELLULA TUMORALE.

A questo punto prendo queste singole cellule ibride → e le metto in singole provette:

ognuna mi produce 1 tipo di ig → dipende dal linfocita B fuso col mieloma.

Qst ig è molto specifica per l’epitopo del antigene; posso scegliere quale ig voglio

→ basta che scelgo la provetta in cui ho fuso il linfocita B che me la produce.

Posso congelarle per conservarle,poi le scongelo per riavviare la produzione.

A volte capitava che le cellule non si fondessero; dunque hanno trovato un modo per facilitare ciò.

EMOAGGLUTINAZIONE

Si fa per i gruppi sanguigni.

Nella goccia di sangue, metto una goccia di anticorpo anti-a → se reagisce non è di gruppo A.

rivedi genetica.

ELISA

Può essere diretto o indiretto.

ELISA INDIRETTO

Indiretto è il + diffuso.

Il termine sieropositività indica la presenza nell'organismo umano di anticorpi anti-HIV

50

→a seguito dell’ingresso del virus HIV nel soggetto.

VOGLIO VEDERE SE IL SOGGETTO È SIEROPOSITIVO

→quindi vado a cercare se il soggetto ha un determinato anticorpo [in questo caso anticorpo anti-HIV]:

1) Prendo una piastra, lego sul fondo ANTIGENI DI HIV.

2) Metto il SIERO del paziente:

se il il suo siero ha anticorpi anti-HIV [sono gli anticorpi 1°]

→ le ig si legano agli antigeni di HIV che io ho messo.

3) A questo punto lavo via quello che non si è legato.

4) Uso un sistema rilevatore che mi indica se ig si è legato all’antigene:

questo rilevatore è: un ‘ANTICORPO ANTI-ANTICORPO’

[è un anticorpo 2°,che si lega all’ anticorpo 1°→ il 1° è quello di prima che si è legato ad HIV]

→che è legato a un ENZIMA (generalmente è una perossidasi)

che può effettuare una reazione che sviluppa colore

[detta REAZIONE COLORIMETRICA]:

troverò quindi + colore → quanto + anticorpo 1° : si è legato a HIV che ho messo sul fondo.

[perché l’anticorpo 2° va a legare il 1°; gli anticorpi primari che non si sono legati, li ho lavati via].

Quindi quanto + colore ottengo → quanto + il soggetto è sieropositivo.

ELISA DIRETTO = O DETTO A SANDWUICH

QUANTO ORMONE [es insulina] HA UN SOGGETTO?

1) Ho la piastra in cui lego sul fondo un ANTICORPO

→che lega insulina [ma nel fondo è presente da solo l’anticorpo, non c’ha legata l’insulina].

2) Metto il SIERO del paziente

→ la sua insulina si lega a queste ig per insulina che avevo già messo nella piastra.

3) Lavo via quello che non si è legato.

4) Anche sta volta uso un sistema rilevatore:

è un ANTICORPO [anticorpo 2°] legato a un ENZIMA che effettua una REAZIONE COLORIMETRICA

→ma in questo caso riconosce un epitopo dell’ insulina [diverso rispetto all’anticorpo 1°],

e non l’anticorpo.

Anche qui: tanto + colore [+ anticorpo 2° si è legato all’ormone ] → + c’è ormone.

ELISA COMPETITIVO

Lo uso se ho solo 1 ig → in grado di legare il mio ormone.

QUANTO ORMONE HA UN SOGGETTO?

1) Ho piastra in cui lego sul fondo ad esempio insulina.

2) In una provetta a parte:

unisco SIERO DEL PAZIENTE (che ha insulina) + IG –INSULINA [cioè lega insulina]:

• dunque un po’ delle ig che ho messo → si legano a insulina

• altre ig sono libere → perché sono in eccesso rispetto ad insulina.

3) Metto il contenuto della provetta → dentro la piastra:

le ig libere si legano a insulina di elisa [quella della fase 1] :

questi ig si legano tanto + a insulina di elisa → quanto il paziente ha meno insulina

(cioè se ha meno insulina,mi rimangono + ig libere).

4) Lavo via cioè che non si è legato

5) uso un sistema rilevatore:

è un ‘ANTICORPO ANTI-ANTICORPO’ legato a un ENZIMA

→ lega le ig che hanno legato insulina di elisa.

Qui è il contrario: + colore vedo → quanto il paziente ha meno insulina [ perché il sistema rilevatore sta volta

lega l’anticorpo non legato all’ormone].

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I sistemi RIA sono ELISA dove non si usa il colore, ma la radioattività e utilizzano questo sistema competitivo.

SEPARAZIONE DI CELLULE CON IMMUNOBEADS

Si usano Ig → per purificare cellule.

Uno ha leucemia: si fa fare quindi un trapianto di midollo(che può causare rigetto);

se non ho il donatore faccio un autotrapianto:

1) congelo il midollo del paziente

2) tratto il malato con dose alta di farmaco

→ che uccide tutte le cellule [cellule neoplastiche e anche il suo ms];

3) ora li rinietto il suo ms.

Il processo di congelamento è + dannoso per le cellule leucemiche quindi aiuta.

IMMUNOBEADS:

il midollo che ho tolto al paziente → lo voglio pulire dagli antigeni rossi(cellule neoplastiche): lo metto in una sacca.

1) Ci inietto IG ANTI-CELLULA NEOPLASTICA →lega le rosse;

2) ora metto IG ANTI-IG [lega la ig della fase 1] marcato con una BIGLIA METALLICA;

3) ora posiziono una CALAMITA alla sacca contenente il midollo, che attira solo le cellule neoplastiche

[perché sono legate alla biglia), sulla parete.

4) elimino quello che si è appiccicato alla calamita → cosi ho pulito il midollo dalle cellule neoplastiche.

Si può fare solo se ho anticorpo anti cellula neoplastica.

CASO CLINICO

Ragazzina di 11 anni che ha 5 anni ha episodi ricorrenti di edemi alle estremità, faccia, irrochimento della voce,

difficoltà di respiro.

Ogni tanto ha dolori addominali però non compaiono eczemi o prurito(quindi non ha la classica reazione allergica).

Non c’è correlazione tra la comparsa di questi sintomi con l’assunzione di cibi o farmaci.

La mamma da piccola ha avuto episodi simili.

il fratello + piccolo è morto all’età di 8 anni, per insufficienza respiratoria.

Dunque penso che la malattia sia ereditaria.

Ha la comparsa di edema senza eritemi,nei vari distretti corporei.

L’osservazione laringoscopia mostra un edema laringeo moderato che coinvolge slide

Gr normali,funzioni renale ed epatica sono normali.

Si nota che: il fattore C4 e il C1-inibitore hanno livelli + bassi della norma.

Diagnosi

Ha EDEMA ANGIO-NEUROTICO EREDITARIO: dovuto a carenza di C1-INIBITORE

[C1-inibitore inibisce l’attivazione del complemento]

→fa si che complemento si attivi in maniera inopportuna.

È un malattia ereditaria.

Nell’evento acuto: malattia curata con plasma contenente:

• C1 inibitore

• e poi contenete androgeni [che stimolano la produzione di C1 inibitore].

È una malattia rara.

L’ha scelto per dirci che il complemento è fondamentale per le difese immunitarie(sia innata che acquisita) contro

infezioni sia virali che batteriche.

Se il complemento viene attivato in maniera inappropriata: avviene nelle malattie autoimmuni ecc →causa problemi.

Si stanno cercando di sviluppare inibitori competitivi del complemento.

IL COMPLEMENTO

52

FUNZIONI DEL COMPLEMENTO

È costituito da una serie di proteine → presenti in forma INATTIVA: nel siero e nell’ interstizio.

Queste proteine sono prodotte da:

• MACROFAGI

• e dal FEGATO.

L’ATTIVAZIONE DEL COMPLEMENTO PUÒ CAUSARE:

• LISI DEL BERSAGLIO

• ATTIVAZIONE DEL MACROFAGO

• ATTIVAZIONE DELL’ INFIAMMAZIONE

• ELIMINAZIONE DEGLI IMMUNOCOMPLESSI

VIE DI ATTIVAZIONE DEL COMPLEMENTO

• VIA CLASSICA:

Nella via classica: il complemento

→ è usato dalle IG [quindi la via classica

richiede IG] per eliminare antigeni

[è la prima funzione scoperta per il

complemento;

la sua attività è nata prima dell’attività dei

linfociti].

Riguarda → IGG e IGM.

• VIA ALTERNATIVA:

Non ha bisogno di ig;

ma il complemento riconosce direttamente

il self dal non-self

→perchè riconosce ELEMENTI DELLA SUPERFICIE BATTERICA.

• VIA LECTINICA:

Via intermedia tra le prime 2.

Non ha bisogno di ig.

Ma ha bisogno di un intermediario cmq: sono proteine del siero [dette MBP e MASP]

→che sono in grado di riconoscere SUPERFICI BATTERICHE

[solo dopo che questo riconoscimento è avvenuto, il complemento può essere attivato].

Ci sono anche altre vie di attivazione;

53

tra queste, è stato visto che le IGA forse possono attivare un po’ il complemento.

Nelle glomerulo nefriti (=infiammazione del glomerulo) sono causate da deposito di grandi quantità di iga

→accanto alle iga troviamo anche fattori del complemento.

NOMENCLATURA

Nomenclatura: i fattori del complemento si chiamano con C + un numero fino a 9

→numerati in base all’ordine cronologico di scoperta.

Nella via alternativa: compaiono anche fattori B,D ecc → che sono sempre fattori del complemento!

1)LA VIA CLASSICA

Come si attiva la via classica?

Serie di reazioni da imparare a memoria,ma sapere anche l’utilità del

complemento [è + impo che sapere la sequenza di reazioni].

Si attiva partendo da C1.

C1 è il 1° componente → è un aggregato proteico,grande:

è composto da PROTEINE ALLUNGATE e GLOBULARI

→che si associano a formare una struttura a forma di FIORE, e sono:

• C1q

• C1r e C1s → sono 2 proteasi

Se faccio una sezione dello stelo: vedo che le proteine allungate si

associano a formare questa struttura bastoncellare.

A sx fig in nero: immagine al mo.

L’attivatore ideale di c1q → sono IGM [soprattutto IGM] e IGG.

Ma C1q è attivato anche da: [quindi la via classica non viene attivata solo da anticorpi]

• le SUPERFICI BATTERICHE

• e la PROTEINA C REATTIVA

Ricorda che la IGM è formata da 5 unità di IGM

→con struttura planare.

LE IGM SOLUBILI:

• quando non sono legate all'

Quando IGM si lega a antigene:

• igm perde la conformazione planare

• e assume una conformazione a PINZA

→perché tutti i siti attivi di IGM tendono a

legare gli epitopi del batterio,

cosi può legare gli epitopi

→con TUTTI i FAB disponibili che igm ha

[penso che: in conformazione planare → può legare solo 8 epitopi; a pinza →10 epitopi]

Fissazione=attivazione del complemento

1) perchè nell’attivarsi

→i vari C si fissano sul bersaglio(es batterio)

2) e poi agiscono.

C1Q quindi è il primo ad agire;

1 C1q per potersi fissare deve interagire contemporaneamente con almeno

54

2 FRAMMENTI DI FC → appartenenti a IGG o a IGM.

PARLIAMO DI IGM

• Nella forma PLANARE → IGM non attiva complemento:

perchè il SITO DI RICONOSCIMENTO PER C1Q non è disponibile

• quando assume la forma a PINZA → lo espone il sito di legame per C1Q.

PARLIAMO DI IGG

Anche IGG si distorce quando lega il suo antigene →e cosi espone il SITO DI RICONOSCIMENTO PER C1Q;

tuttavia, 1 igg da sola non basta, ci vogliono almeno 2 IGG vicine →affinchè C1Q possa legare 2 FC

[perché le IGG restano monomeriche! Quindi 1 IGG = 1 FC]

Quindi le IGG per poter attivare il complemento → devono essere molto di più rispetto alle IGM

[che sono pentameriche! Quindi 1 IGM = 5 FC;

quindi con 1 IGM,ho già 2 FC vicini,e dunque è sufficiente ad attivare il complemento]!

• Le igm anche se sono poche →pox attivare C.

• Le igg sono di + → ma ce ne vogliono di + per attivare C.

Il fine finale dell’attivazione del complemento → è la LISI del bersaglio(es gr).

TRASFUSIONI

Es ad uno di gruppo A → metto sangue di tipo B :A hanno IG ANTI-B: che sono IGM!

Quindi queste igm attivano complemento che lisa i gr del SANGUE B [cioè attaccano ‘l’intruso’; questo accade anche

quando le IGM sono presenti non in quantità abbondante, quindi ad esempio proprio in una trasfusione di sangue]

→si libera Hb,passa nel tubulo renale,precipita nel rene e provoca danno acuto del rene

[INSUFFICIENZA RENALE ACUTA, non si può fare dialisi]→causa morte;

l’unico modo di salvare il paziente è di interrompere la trasfusione prima che si depositi troppa Hb.

Sempre considerando la trasfusione da A a B → se gli antigeni sul gr del grupo B sono invece riconosciuti da IGG:

il rischio è minore,perché le igg non sono presenti in grande quantità

→ e quindi possono attivare poco il complemento;

può esserci anemia emolitica →ma il gr non è lisato nel circolo sanguigno!

ma viene riconosciuto come cellula anomala [perché ha antigeni del gruppo B]

e viene eliminato dai macrofagi splenici

→quindi non ho liberazione di Hb che mi causa il danno renale.

TORNIAMO ALLA CASCATA DEL COMPLEMENTO

55

Il legame di C1Q a una Ig → induce una modificazione di C1R che porta alla sua attivazione.

C1R → attiva C1S. [le sbarre sopra indicano che è una proteasi attivata].

C1S scinde C4 in 2 parti:

• in C4a → la parte più piccola [a indica sempre il frammento + piccolo] che resta in SOLUZIONE;

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• e C4b → che è + grossa e si fissa sulla SUPERFICIE BATTERICA

→C4b è reattiva, e dunque si fissa sulla prima superficie che trova

[che è la batterica, cioè dove si è depositato il C1Q; si trova sul batterio perché ha riconosciuto le ig].

C4B+batterio →determina il legame [avviene sempre perché C4b espone un sito reattivo] di C4B su C2:

C2 cosi diventa substrato delle proteasi C1S.

C2 è scisso in

• e C2a → che resta legato a C4b

• C2b → viene liberato

C4b+C2a ha attività proteasica: ha come substrato il C3 = è una C3 CONVERTASI →lo scindono in

• C3a

• e C3b → C3B può fare 2 cose:

➢ Fissarsi al C4b + C2a

→ ingrossando questo complesso

proteico:

che a questo punto diventa C4B-

C2A-C3B: è sempre una proteasi

che però ora ha come substrato

C5(quindi il legame con C3 cambia il

substrato del complesso), è quindi una C5 CONVERTASI.

➢ La C3 CONVERTASI

tuttavia produce più C3B

→di quanto sia necessario per formare la C5 CONVERTASI;

quindi abbiamo tante C3B che non si legano, e dunque si fissano sulla SUPERFICIE BATTERICA; C3B

presenta un sito molto reattivo [che si ha in seguito alla formazione di un radicale]

che si lega alla prima superficie che trova ed è il batterio che è la superficie su cui si è fissato C1Q.

C3B che si fissa sul batterio ha ruolo di OPSONINA: dunque è riconosciuto da macrofagi.

Ha un ruolo indipendente dalla cascata del complemento.

C5 è tagliato in

• C5a → solubile,+ piccolo

• e C5b → che si fissa sulla superficie del batterio [come sempre si lega sulla prima superficie che trova,ovvero

quella che era stata legata da C1q).

I componenti che restano solubili sono: C3a , C4a , C5a → sono ANAFILOTOSSINE

→ queste servono come riconoscimento; anche C2b rimane solubile, ma non ne conosciamo la funzione.

C5b polimerizza rapidamente con C6 , C7 , C8 , C9 [in ordine cronologico].

Non ci sono più clivaggi proteolitici; c5b serve come nucleo di polimerizzatone.

• Già quando si arriva a C8

→ la molecola è funzionale nel causare la lisi del batterio:

infatti l’ aggregato C5b+C6+C7+C8 diventa sempre più LIPOFILO

→quindi sprofonda nella parete del batterio/ o virus lisandolo:

questo causa un esagerato ingresso di H2O nel batterio che dunque scoppia.

• Se però lego anche C9:

la struttura è più efficace →si forma proprio una struttura visibile al mo

[fino a c8 non riesco a vederlo) ,+ efficiente nella lisi del batterio.

MALATTIA

• Se mi manca uno dei fattori del complemento:

57

ho immunodeficienza.

• Tranne la carenza di c9:

se mi manca c9,non ho una malattia

→perché anche se muta il gene per c9 il Complemento funziona ugualmente.

Il C9 è simile a un’altra proteina che serve sempre a perforare il batterio (hanno un origine genetica comune):

è la PERFORINA →usata dai NK e linfociti Tkiller.

• C9 → fa molti buchi sul batterio per farlo scoppiare con H2O

• i linfocita Tkiller → invece fa i buchi per permettere l’ingresso di proteasi nel batterio.

Da c5 in poi → si chiama VIA COMUNE:

la via finale comune è denominata via terminale

o COMPLESSO DI ATTACCO ALLA MEMBRANA (Membrane Attack Complex, MAC).

2)VIA ALTERNATIVA

E’ attivata direttamente dalle superfici batteriche → quindi il

complemento sa riconoscere il self dal non self.

INIZIA DA C3 [i C prima di C3 non ci sono; e non usa Ig] → questo viene

scisso:

• in MANIERA SPONTANEA → avviene nei liquidi biologici, con

una velocità di reazione molto + bassa.

• o con una PROTEASI → come nella via classica.

C3b si fissa:

• come sempre si fissa al BATTERIO;

• può fissarsi anche su una CELLULA SELF!

anche se con meno affinità →perché:

➢ la self si protegge con residui di ACIDO SIALICO,

→che inibisce questo legame del complemento;

➢ inoltre le self esprimono degli

INIBITORI DEL COMPLEMENTO

→andando a spegnere il complemento che può

essersi accidentalmente depositato.

I patogeni non hanno inibitori del C → dunque sono

suscettibili al C.

C3b legato alla superficie batterica → lega il FATTORE B:

questo legame,fa si che fattore B venga tagliato da FATTORE D:

• taglia e rimuove il frammento BA

• sul batterio resta BB legato al FATTORE D

→ si forma quindi un complesso multiproteico che si chiama

C3B-BB,indicato con una barra sopra perchè ha attività proteasica che taglia C3

[è una C3 CONVERTASI] →lega C3, e lo taglia in C3A e C3B.

Ulteriore C3b si lega al complesso C3B-BB

→ formando la C5 CONVERTASI (detta C3B-BB-C3B):

scinde C5 in 2 e attiva la VIA COMUNE. Si parla di complesso MAC(complesso di attacco alla membrana).

Anche qui si forma C3b in più che fa come prima:

cioè si lega alla superficie batterica e funge da OPSONINA, per attirare il macrofago.

58

La via alternativa → può essere attivata anche da FICOLINE [sono glicidi acetilati].

3)LA VIA LECTNICA

Da C4 in poi → è uguale alla VIA CLASSICA.

In questo caso però C4 è attivata da MBL e MASP → sono lectine [via lectinica appunto] libere del siero.

MBL [=mannose binding lectin] è una LECTINA (proteina che lega glicidi) del siero

→ che lega i siti di MANNOSIO:

le glicoproteine delle nostre cellule self non hanno mai la catena glucidica che finisce con un mannosio

→ ma ce l’hanno i batteri; dunque MBL si lega ai mannosi sulla superficie dei BATTERI.

‘RECETTORI PER IL MANNOSIO’ li troviamo sui macrofagi

[in questo caso è un recettore di membrana; e lega i mannosi].

MBL una volta che si è legata al mannosio del batterio

→ recluta e forma un complesso con MASP [= MBL-associated serine protease]:

masp ha come substrato e attiva C4 [poi da C4 ho detto che è uguale alla via classica].

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L’elemento centrale di tutte queste vie è C3,per diversi motivi:

• perchè attiva/dà inizio alla VIA ALTERNATIVA

• perché è il crocevia di tutte le vie → con la VIA COMUNE [che parte da C5 convertasi];

• C3a è la principale PROTEINA ANTINFIAMMATORIA prodotta;

e C3B è la principale OPSONINA.

Quindi la carenza + grave → è quella di C3.

59

REGOLATORI DEL COMPLEMENTO

L’attivazione del complemento è l’arma più potente che il nostro sistema immunitario ha

→per combattere le infezioni.

Va usato dunque solo quando serve, l’ attivazione inappropriata e/o duratura produce danni:

quindi ci vogliono SISTEMI DI CONTROLLO

→che impediscono un’attivazione esagerata o che dura nel tempo(perché vanno invece spenti quando non servono).

VEDIAMO QUESTI REGOLATORI DEL COMPLEMENTO, che possono essere:

• FATTORI SOLUBILI

• FATTORI ESPRESSI IN MEMBRANA:

➢ questi proteggono le cellule che li esprimono

➢ e sono in genere specie-specifici per il complemento della propria specie:

per questo sono detti anche FATTORI DI RESTRIZIONE OMOLOGHI.

60

• C1-INIBITORE:

è il 1° inibitore (rivedi caso clinico di prima).

Impedisce un attivazione inappropriata del C1.

La sua carenza determina edema angiotropico [rivedi ultimo caso clinico].

• FATTORE SIERICO 1:

è l’inibitore + potente.

Inibisce il complemento →perché agisce bloccando le attività delle C3 CONVERTASI;

è una proteasi che taglia C3b → producendo C3bL

= indica che C3b è diventato inattivo

➢ cosi non può continuare

la cascata del complemento;

➢ ma mantiene l’attività opsonizzante.

Il fattore sierico è presente nel siero ma è poco attivo

→perché non è molto capace a riconoscere C3b;

per riconoscere C3B ha bisogno di COFATTORI,che sono di 2 categorie:

➢ i COFATTORI SIERICI (cioè solubili nel siero): sono il FATTORE H, e C4BP

➢ e COFATTORI ESPRESSI SULLA MEMBRANA DI TUTTE LE CELLULE DEL NOSTRO CORPO:

sono vari, tra cui

− CD55 [detto anche DAF: sta per fattore accelerante il decadimento del C

→infatti accelera il fattore Inibitorio)

− e MCP

I cofattori di membrana hanno la caratteristiche di essere dei RECETTORI GPI-LINKED:

l’essere GPI linked dà a questi recettori una MOBILITÀ altissima.

In genere hanno un’azione gene-specifica (funzionano solo sul complemento umano)

→ci interessa nel caso dei trapianti (non si possono fare dagli animali proprio perché le cellule

dell’animale sono sensibilissime al complemento umano → questo viene attivato tantissimo

→ci causa rigetto acuto → l’organo va direttamente in necrosi.

Sono stati anche fatti animali transgenici.

• CD59:

è un fattore di restrizione omologa → cioè la sua attività è ristretta alle cellule della stessa specie.

È una molecola GPI LINKED.

CD59 va ad agire sul COMPLESSO MAC → inibendo la polimerizzazione di C9 e inibisce anche C8.

• FATTORE S SIERICO:

inibisce il MAC libero (C5b67 polimerizzato libero)

• CARBOSSIPEPTIDASI:

inibisce C3a, C4a, C5a

→ sono le anafilotossine = i fattori infiammatori solubili che si liberano vedi prima.

UN RECETORE DI MEMBRANA PUO’ ESSERE:

• una PROTEINA INTEGRALE DI MEMBRANA

• oppure GPI-LINKED: cioè legata alla membrana (leggi cof espressi sulla m su) grazie a un ponte lipidico

• (ponte di fosfatidi inositolo): si chiamano gpi-linked

→sono + mobili nella membrana,in modo rapido(quelle integrali sono + lente):

dunque spengono meglio il complemento,che si è legato in maniera inopportuna alla cellula self.

Emoglobinuria parossistica notturna →è una malattia in cui c’è mutazione di un gene che altera la

formazione dei ponti pa-linked,dunque non hanno questi recettori: questi soggetti hanno una grande

suscettibilità ai propri complemento che si legano in maniera inappropriata,soprattuto sui gr.questa

malattia avviene durante la notte; il soggetto se ne accorge la mattina quando vede l’urina rossa,perché

nella notte cambia la respirazione ecc. Questa malattia è acquisita ,non ereditaria; è considerata una pre-

leucemia,perché poi evolve in leucemia mieloide.

61

Emoglobinuria: Hb nelle urine

Ematuria: sangue nelel urine

FUNZIONI DEL COMPLEMENTO

Le prime 3 sono le attività principali. Le altre sono accessorie → sono: [rivedi slide prima a ‘funzioni del complemento]

• LISI → ANAFILOTOSSINE PROINFIAMMATORIE

• OPSONIZZAZIONE

• NEUTRALIZZAZIONE

• INSOLUBILIZZAZIONE DEGLI IMMUNOCOMPLESSI

1)LA LISI

Dal complemento si liberano ANAFILOTOSSINE [C4a,C3a,C5a]:

• Si legano su specifici RECETTORI SUI MASTOCITI e BASOFILI,causandone la degranulazione

→dunque si ha liberazione di ISTAMINA [è come quello che avviene nello shock anafilattico;

ma nello shock anafilattico è l’allergene che causa la liberazione di istamina, quindi la causa della

degranulazione del mastocita ha cause diverse; inoltre il recettore su cui si lega l’allergene è IGE.

QUINDI ANAFILOTOSSINE NON SONO’ COINVOLTE NELLO SHOCK ANAFILATTICO].

• C3a e C5a:

➢ sono anche FATTORI CHEMIOTATTICI:

per MONOCITI/MACROFAGI e NEUTROFILI

→e dunque richiamano questi nella sede giusta,durante l’ infiammazione

➢ inducono la DEGRANULAZIONE degli EOSINOFILI

• C5a:

potenzia l’ espressione del recettore del complemento CR1 sui macrofagi

→ cosi potenzia l’attività dei macrofagi

62

2)OPSONIZZAZIONE

Il complemento si deposita sul batterio

→e può essere riconosciuto da RECETTORI CR sul fagocita:

[che legano il complemento vedi dopo]

che ne permettono la fagocitosi insieme al batterio.

3)NEUTRALIZZAZIONE

È una funzione accessoria: il complemento può ricoprire il virus

→impedendo il suo legame con la cellula bersaglio [rivedi prima].

Poi si ha attivazione del complemento che lisa questa cellula.

4)INSOLUBILIZZAZIONE DEGLI IMMUNOCOMPLESSI

Questi immunocomplessi possono andare a depositarsi nei tessuti e in aree con

circolazione capillare critica (come il glomerulo renale o la sinovia

dell’articolazione ).

Abbiamo un sistema che impedisce a questi immunocomplessi di depositarsi:

questo sistema usa gr [che hanno CR1 che riconosce gli immunocomplessi;

ogni gr ha poco CR1, ma i gr sono tanti;

questo CR1 è lo stesso che hanno i recettori per l’opsonizzazione),

che lega gli immunocomplessi,

impedendo che si depositino nei tessuti.

Il gr poi trova il macrofago [durante il transito in milza e fegato]che ha più CR1

→che dunque sottrae gli immunocomplessi dal gr; gr dunque torna nel circolo e

funziona normalmente.

Immunocomplessi si depositano quando la loro produzione supera la capacità

tampone del gr

(cioè tutti i gr diventano ripieni nonostante la pulizia dei macrofagi splenici).

RECETTORI CHE FAN SI CHE LE CELLULE USINO IL COMPLEMENTO:

63

• CR1 [=recettore 1 del complemento]:

➢ presente nelle cellule in GB e GR

➢ Serve per l’attività OPSONIZZANTE, e per la neutralizzazione degli IMMUNOCOMPLESSI[vedi gr]

• CR2(detto anche CD21):

fa parte di un complesso multimolecolare formato anche da CD19 e TAPA-1[=CD18]:

questo complesso è il CORECETTORE DEI LINFOCITI B (serve ad attivare meglio i B, vedi dopo).

Praticamente CR2 lega C3b e i suoi prodotti di degradazione [vedi tab]

→e questo determina la trasmissione di un potente segnale di costimolazione attraverso CD19.

• CR3,CR4:

➢ sono INTEGRINE-BETA.

➢ Riconoscono ligandi,ma anche CRBi (la forma inattiva di C3b) e lo usano come opsonina.

Queste 2 integrine si trovano spesso.

• C3A/C4A/C5A:

➢ Si trovano su GB e GR

➢ RECETTORI PER ANAFILOTOSSINE.

servono anche per attività chemiotattica.

T CELL RECEPTOR

64

Quello classico a cui ci riferiamo

è’ formato da CATENA ALFA + BETA

→infatti si chiama alfa-beta (se non specificato ci riferiamo

a qst,sono quelli meglio conosciuti);

esiste anche il TCR gamma + delta.

Ogni catena alfa e ogni beta hanno:

• 1 DOMINIO COSTANTE

• + 1 DOMINIO VARIABILE

→sono domini immunoglobulinici

[quello variabile è simile al dominio variabile delle Ig,

contiene infatti le 3 regioni ipervariabili).

Il TCR non viene mai secreto [al contrario del BCR che è un

ig]

→ma viene sempre espresso come recettore di

membrana.

I 2 tipi di TCR [alfa-beta, gamma-delta]:

trasducono il segnale col trasduttore CD3

[il TCR da solo non riesce a trasdurre il segnale perché ha pochi aa citoplasmatici, ha una coda corta]:

CD3 è formato da lunghe catene dentro il citosol;

che contengono i domini ITAM [sono segnati in azzurro] di CD3, che legano le tirosina chinasi e le molecole

adattatrici che trasducono il segnale.

CD3 È FORMATO DA 3 DIMERI composti dalle catene:

• GAMMA-EPSILON

• DELTA-EPSILON

• ZETA-ZETA

Sono sempre presenti tutte e 3 → senza questi 3 dimeri,il TCR non può stare in membrana;

se ne manca anche solo uno per immunodeficienze

→ non abbiamo linfociti T con TCR.

Il CD3 è un co-recettore delle cellule T e 1-T (CD significa cluster di

differenziazione), conosciuto anche come T3, è un complesso di

proteine transmembrana composto da tre catene distinte, una delle

quali ripetuta una volta.

Schema del recettore delle cellule T, in rosso: TCR-α e TCR-β, in viola

giallo ed arancione le tre sub unità del CD3 ed in verde la catena-ζ

Nei mammiferi, il complesso contiene una catena CD3γ, una catena

CD3δ, e due catene CD3ε. Queste catene si associano ad una molecola denominata recettore delle cellule T (TCR), la

catena ζ è in grado di generare un segnale di attivazione per i linfociti T. Il TCR, catena-ζ e CD3 costituiscono il

complesso TCR.

CD4,CD8

65

Come nel caso delle Ig → anche i TCR comprendono:

• Le 3 regioni ipervariabili → dette CDR1, CDR2, CDR3

• E le regioni poco variabili → dette ‘REGIONI CORNICE’

IL SINAPTOSOMA

TCR riconosce antigene → dopo che viene tagliato e poi presentato con MHC ad opera di una APC:

solo cosi la cellula si attiva [es il TC va ad

Le MHC sono responsabili del rigetto dei trapianti.

ABBIAMO 2 TIPI DI MHC:

• MHC2 → riconosciute dai T HELPER [=TH]

• MHC1 → dai T CITOTOSSICI [=TC]

VEDIAMO A SX: TH

CD4 → riconosce MHC2: nella zona in cui MHC2 non lega antigene.

CD4 si chiama CORECETTORE → cioè potenzia il segnale trasdotto dal TCR

• TCR → riconosce un antigene presentato da MHC2

• CD4 → riconosce qualsiasi MHC2

Ci sono quindi tante molecole espresse da entrambe le cellule:

• Sia il linfocita T

• Che la APC

Si parla di SINAPSI IMMUNOLOGICA:

cioè abbiamo la collaborazione di integrine e altre MOLECOLE SEGNALATORIE sulla membrana di:

• APC

• e del LINFOCITA:

hanno un ruolo di:

• stabilizzazione nell’ ADESIONE

• ma anche di TRASDUZIONE

E’ come se si formasse un’intercapedine dove lo spazio sinaptico è molto stretto;

in questo si possono rilasciare anche citochine,che agiscono sulla cellula opposta (con cui fa sinapsi) e vice.

VEDIAMO A DX: TC

66

Vediamo DIMERO DI CD8 [è il CORECETTORE DEL TC]

→ che riconosce MHC1, nella zona in cui MHC1 non lega antigene.

Poi abbiamo anche altre molecole segnalatore e di adesione.

MHC

MHC1

Formata da 1 singola CATENA ALFA: formata da 3 DOMINI detti ALFA1, ALFA2 , ALFA3

→ questa catena alfa presenta una porzione transmembrana e una citoplasmatica.

LA NICCHIA che accoglie il peptide da presentare → si forma tra ALFA1 e ALFA2 [non sono dei DI!].

Il dominio ALFA3 → è di tipo DI.

BETA2-MICROGLOBULINA:

si associa lateralmente al dominio ALFA3 → per tenere in posizione MHC1 [ma serve anche a tenere in piedi altre

molecole es CD1], e permettergli di assumere la sua conformazione funzionale

Nella fig in basso la nicchia è vista dall’alto.

MHC1 è molto piccolo → ci sta un peptide di 8-9 aa. E’ un voulvant.

Il peptide di 9 aa si lega all’ inizio e alla fine della nicchia (residuo 2 e 9) :

e fa una specie di gobba che protrude verso le alfa eliche [è la zona non legata in maniera stretta alla MHC]:

il TCR riconosce la gobba del peptide + l’alfa elica [ci vogliono entrambe le strutture, solo una delle 2 non è

sufficiente.

• La catena alfa → è codificata da un gene del sistema MHC

• La B2-microglubulina → è codificata da un gene esterno alla regione MHC.

MHC2

Composta da 2 catene:

• una ALFA

• una BETA

I domini ALFA2 e BETA2 →sono di tipo DI.

67

LA NICCHIA di accoglimento si trova tra ALFA1 e BETA1.

Qui non serve microglobulina.

STRUTTURE CRISTALLOGRAFICHE [slide su a dx]

Fa vedere la differenze tra le 2 nicchie:

• LA NICCHIA DI CLASSE 1:

è CHIUSA → quindi ci sta un peptide di dimensioni limitate, e cioè 8-9 aa.

• LA NICCHIA DI CLASSE 2:

è APERTA ai 2 estremi → dunque può accogliere un peptide grosso:

tra i 12 e i 25 aa,perché anche se il peptide è lungo → le sue estremità possono uscire fuori.

E’ un hot dog.

68

ORGANIZZAZIONE GENICA DELLE REGIONI MHC

Nell’uomo le MHC → vengono chiamate più specificatamente HLA

[MHC è un termine generico, che vale anche per il topo ad esempio]

• Di MHC-1 → abbiamo 3 forme: denominate con B , C , A

• Di MHC-2 → abbiamo 3 forme: denominate DP , DQ , DR.

Queste vengono espresse tutte CONTEMPORANEAMENTE.

VEDIAMO LA LORO ESPRESSIONE:

• MHC1

è presente su TUTTE le CELLULE NUCLEATE [quindi tutte tranne sui gr]

→quindi solo nella trasfusione di eritrociti non m’interesso di MHC1;

se devo invece fare trasfusioni di altre molecole allora le devo considerare.

MHC1 servono a mostrare all’ organismo che tipo di proteine produce la CELLULA che espone questo MHC1:

se sono non-self : perchè sono virali o se la cellula è tumorale

→ attiva il LINFOCITA CT che uccide questa cellula anomala.

• MHC2

69

è espressa SOLO dalle APC PROFESSIONISTE [APC=cellule presentanti l’antigene], che sono:

MACROFAGI , LINFOCITI B , CELLULE DENDRITICHE.

Servono ad attivare i LINFOCITI TH.

ORGANIZZAZIONE GENICA DELLE REGIONI MHC

MHC è il sistema più polimorfico in natura

[un gene polimorfico significa che nella

popolazione

presenta varianti alleliche diverse].

Per ogni sottoclasse di MHC

→ ci sono più di 10 POLIMORFISMI

differenti: noi li ereditiamo dai genitori

[da mamma un allele,

da papà un altro allele].

Tuttavia purificando MHC di topo si è

scoperto che alcune posizioni

amminoacidiche sono fisse:

abbiamo quindi alcuni residui “ancora”

che sono sempre gli stessi.

A seconda delle varianti polimorfiche

presenti nel MHC

→ si presentano peptidi diversi.

La variabilità polimorfica è tutta

concentrata negli aa della NICCHIA

→ di modo che i peptidi presentati

possano essere differenti.

Ogni nicchia: deve avere 9 aa con determinati motivi.

I geni che codificano per MHC1 e MHC2:

si trovano nel CROMOSOMA 6 → in un locus piccolo,vicini tra di loro.

Slide organizzazione genica delle regioni MHC.

Nella zona verde troviamo geni che codificano per proteine impo per la risposta immunitaria [quali TNF: sono

citochine impo nell’infiammazione].

I geni per MHC1 e 2 sono cosi vicini che è difficile che avvenga un crossing over tra i geni di MCH1 e MHC2

→quindi uno generalmente uno eredita l’ intera sequenza di MHC1 + MHC2 dal genitore senza crossing over,e cosi

via.

POLIMORFISMO E POLIGENIA NEL SISTEMA MCH

70

Perché abbiamo tutte queste nicchie?

Perché ogni nicchia accoglie peptidi con sequenze

diverse [ogni nicchia accoglie un peptide alla volta].

Quindi + nicchie abbiamo → + peptidi diversi posso

mettere nel MHC:

e dunque + linfociti B posso legare.

È una fregatura per i patogeni:

se avessi solo 1 nicchia

→i patogeni evolverebbero in modo da non possedere

peptidi che riconoscono quella nicchia;

se invece ne ho diversi

→ per i patogeni è + difficile.

Sono sempre espresse TUTTE le MHC:

• le cellule APC → presentano tutte le

sottoclassi di MHC-1 e MHC-2

• e le CELLULE NUCLEATE → tutte le sottoclassi

di MHC-1.

Più vassoi abbiamo, maggiore sarà la possibilità di

esprimere diversi peptidi. Esperimenti a prova di questo:

ESPERIMENTO 1

topolina in cerca di topolino, le è stata data la possibilità di scegliere tra i 2 (uno identico geneticamente a lei, l’altro

diverso). La topolina sceglie il topolino geneticamente diverso.

Il topolino geneticamente diverso ha molecole diverse di MHC rispetto a quelli degli altri due.

Questo è vantaggioso: i figli avranno una quantità di variabilità di MHC che è doppia

→sia del padre che della madre, cosi i figli sono immunologicamente più efficaci.

Questa cosa è vera anche per l’uomo.

ESPERIMENTO 2

Analizzando le diverse frequenze di alleli MHC di razze diverse

→hanno frequenze dei diversi alleli molto diverse.

Questo permette di aumentare la frequenza di alleli che servono a quella determinata pop.

Ogni popolazione ha MHC adatti a difendersi dai patogeni della loro area.

Quindi per una popolazione è impo che abbia MHC per

il suo ambiente, ma è anche impo che abbia un po’ di

alleli diversi →che servono nel caso in cui

• il soggetti si sposti in un area diversa

• o se arrivano patogeni nuovi nella sua area.

Le MCH sono coinvolte nelle malattie: sia autoimmuni

ma anche in allergie.

Certe malattie [soprattutto quelle autoimmuni] sono

più frequenti in soggetti che hanno determinate MHC

→ soprattutto di classe 2.

Es chi ha la nicchia B27 → ha un rischio 90 volte

aumentato di avere ankylosing spondilitis.

Non esiste malattia autoimmune in cui non è stato

trovato un allele di MHC di predisposizione:

e ha senso, perché queste “MHC” sono particolarmente brave ad accogliere e presentare l’ autoantigene [cioè

esprimono molecole self!].

71

CELLULE CHE PRESENTANO L’ANTIGENE:

Attivano I LINFOCITI:

• TH → soprattutto TH

• e CT

LE APC PROFESSIONISTE SONO:

• MACROFAGI

• LINFOCITI B

• CELLULE DENDRITICHE

In particolare:

• Macrofagi [sono anche fagociti] e linfociti B [producono anche ig] → fanno anche altre cose.

• Cellule dendritiche → fanno SOLO presentazione di antigeni [infatti sono dette APC superprofessioniste].

• macrofago e cellula dendritica → sono normali

costituenti di tutti i tessuti, ma possono lasciare il tessuto

per raggiungere gli organi linfatici secondari regionali.

• I linfociti B → circolano continuamente negli organi

linfatici secondari.

Il monocita può diventare → macrofago o cellula dendritica.

Queste APC presentano antigeni → sia su MCH1 che MCH2:

• Su MCH1:

si presentano antigeni processati per

VIA CITOSOLICA [=ENDOGENOUS PATHWAY]

→peptidi che derivano dal citosol

[=di origine ENDOCELLULARE]

• Su MHC2:

si presentano antigeni processati per VIA ENDOCITICA

[=EXOGENOUS PATHWAY]

→derivano da proteine endocitate

[quindi di origine EXTRACELLULARE].

Antigene esogeno endocitato,spezzato in peptidi

72

→si fonde con vescicola che ha MHC vuote e poi vanno in membrana cosi è riconosciuto dai linfociti T.

LA VIA CITOSOLICA

La

proteina intracellulare:

viene ubiquitinata e dunque riconosciuta da PROTEASOMA

→questo taglia la proteina in peptidi: che poi giungono nel rer.

CI SONO 2 TIPI DI PROTEASOMA:

• tutte le cellule → hanno un normale proteasoma

• le cellule APC → possiedono invece l’ IMMUNOPROTEASOMA

→ è un protesoma che ha componenti aggiuntive:

che sono LMP2 , LMP7 e MECL-I.

Cose scritte sulla slide:

• l’attività del proteasoma è modulata in senso immunitario (produzione di peptidi indonei) dagli IFN che

inducono l’inserimento di LMP2 , LMP7 e MECL-I

• Inoltre IFN-gamma induce PA28 che velocizza il flusso di peptidi processati

• vengono ampiamente processati anche i «prodotti ribosomiali difettosi» (DRiP) di vario tipo che possono

rappresentare fino al 30% dei prodotti microbici

• i peptidi prodotti dal proteasoma possono essere ulteriormente «aggiustati» da altre proteasi

Il proteasoma riconosce qualunque proteine ubiquitinata;

riconosce in modo efficace questi prodotti ribosomiali [=cioè proteine] difettosi,

perchè sono frequenti nelle infezioni virali.

I peptidi che escono dal proteasoma,possono essere ulteriormente aggiustati da

proteasi

→che li tagliano in modo più giusto: conferiscono lunghezza e sequenza giusta.

I peptidi prodotti dall’ IMMUNOPROTEASOMA → sono trasportati nel RER

→dal traportatore TAP:

• è formato da 2 subunità: tap1 e tap2

• usa ATP

Nel RER → si trova MHC1 VUOTA.

Abbiamo proteine CHAPERON

che aiutano il caricamento del peptide su MHC1,che sono:

• CALNESSINA → favorisce l’ assemblamento con MICROGLOBULINA

• CALRETICULINA e TAPASINA → caricano il peptide su MHC.

Poi si forma una vescicola che va al GOLGI

73

→ e dal golgi una vescicola verso la MEMBRANA PLASMATICA.

LMP1,LMP2,TAP1,TAP2 → sono

codificate da geni contenuti nella

regione genica del MHC2.

LA VIA ENDOCITICA NEL LINF OCITA B

È diversa da quella dei macrofagi.

Qui antigene è captato da BCR [l’anticorpo di

membrana che funge da recettore].

Ig riconosce antigene e lo endocita (ENDOCITOSI

MEDIATA DA RECETTORE).

L’antigene endocitato si trova nel ENDOSOMA :

questo raggiunge i lisosomi dove ad opera degli

enzimi lisosomiali

viene digerito con formazione di peptidi :

che vengono uniti ad MHC →queste MHC provengono

dal RER, che manca vescicole al GOLGI, che manda

vescicole che si fondono con l’endosoma [vedi slide

iniziale].

Quindi entrambe le vie passano per il golgi.

Nel RER vengono formate sia le molecole di classe I [MHC1] che II [MHC2].

MHC2 si trovano nel RER → complessate con una

CATENA INVARIANTE [detta CD74]:

il cui scopo è di tenere tappata la NICCHIA DI

MHC2 →per impedire ai peptidi pompati nel RER

da TAP: di legarsi a MHC2 [perché nel RER devono

legarsi ad MHC1! Rivedi via citosolica]; servono

anche a guidare le MHC2 nel loro trasporto.

MHC con la catena invariante va verso il GOLGI :

dal Golgi si forma una vescicola che si muove fino

ai LISOSOMI →dunque ad opera degli enzimi

lisosomiali la catena invariante viene digerita;

resta dunque MHC2 tappata solo da un piccolo pezzo di catena invariabile detto CLIP;

la vescicola che contiene MHC2+CLIP → si fonde con la vescicola contenente i peptidi:

a questo punto interviene HLA-DM [è una MHC di classe 2 non classica; deriva dai lisosomi]

toglie CLIP da MHC2 → cosi MHC2 può legarsi al peptide.

HLA-DO: è un inibitore di HLA-DM espresso da cell epiteliali timiche e linfociti B.

74

CROSS-PRESENTAZIONE

La separazione tra via endocitica e citosolica non è assoluta: perché APC

• oltre ad attivare i linfociti TH → e lo fa esponendo l’antigene con MHC2

• deve attivare anche linfociti TC → loro riconoscono MHC1; ma MHC1 espone proteine endogene!

La APC non deve attivare il linfocita TC esponendo le proprie proteine che sono self.

Ci vuole quindi un modo per esporre peptidi virali/batterici → su MHC1!

Chi attiva i linfociti TC? Ci vuole ancora una APC → lo fa solo la CELLULA DENDRITICA:

perché SOLO lei, a differenza delle altre APC → può esporre gli antigeni endocitati su MHC1!

Eccome come la cellula dendritica lo fa:

• si fa INFETTARE → cosi produce le proteine virali/batteriche, considerate come citosoliche e dunque

vengono degradate ad opera del proteasoma, e poi esposte con MHC1

• oppure avviene CROSS-PRESENTAZIONE: cioè i peptidi endocitati, sfuggono alla regola MCH2-MHC1

→e i peptidi endocitati vengono caricati su MHC1 [mentre solitamente legano MHC2]. Pag 217 fig kuby

Non si sa come avvenga la cross-presentazione, alcune ipotesi sono:

➢ è possibile che questi peptidi escano dagli endosomi e passino nel citosol e poi dal citosol

giungano nel RE → e da cui la via prosegue come la via citosolica [nel rer si legano a MHC1].

➢ alcune vescicole di endocitosi si fondono direttamente col RER

[quindi senza passare per il citosol] e ci scarichino i loro peptidi.

LA VIA LIPIDICA

E’ un’ulteriore via di presentazione dell’antigene:

che però riguarda antigeni non proteici!

infatti dei GLICOLIPIDI e LIPIDI possono essere

endocitati a partire da un batterio per esempio,

questo viene ucciso e spezzettato,

• LA PARTE PROTEICA:

viene montata su MCH2 [cioè segue la

classica via endocitica]

• LA PARTE GLICOLIPIDICA:

è montata su CD1.

CD1 è simile a MCH1 [anche CD si associa

a microglobulina] ma CD1 ha un solco che

accoglie glicolipidi [e non proteine]

Non ci sono polimorfismi per CD1

→ anche se ha 5 varianti alleliche diverse.

I lipidi presentati su CD1 possono essere:

➢ sia microbici

➢ ma anche self.

Questi antigeni lipidici

→ sono presentati ai NKT [=sono linfociti T che esprimono molecole proprie delle NK]:

queste cellule hanno un TCR molto poco variabile.

75

ATTIVAZIONE

DEI LINFOCITI T

CARATTERISTICHE DI UNA APC:

• esprimere MHC2

• esprimere B7

vediamoli sotto più in dettaglio:

Per attivare la risposta immunitaria:

devo attivare i LINFOCITI TH →che è attivato da APC con MHC2.

LE APC DEVONO ENDOCITARE → VEDIAMO COME LO FANNO:

• MACROFAGI → fanno FAGOCITOSI

• LINFOCITI B → ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE.

➢ Per lo più utilizzano la loro Ig di membrana del

BCR: quindi in questo caso linfociti B presentano

solo gli antigeni per cui sono specifici

➢ Possono endocitare utilizzano FCgammaR o i

recettori per il complemento → ma in questo

caso lo fanno con un’efficienza molto minore.

• CELLULA DENDRITICA → PINOCITOSI

[con pinocitosi (cellula che beve) si definisce l'assunzione

di piccole quantità liquide di matrice extracellulare (ECM)

e delle sostanze disciolte al suo interno, tramite la

formazione di vescicole]

Le APC devono avere la capacità di dare un segnale specifico

per attivare la risposta immunitaria:

riguarda molecole presenti solo sulle APC

→ quali il B7: B7 lega un recettore sui linfociti T [T in generale] detto CD28.

• B7 → è espresso in membrana dalle APC

solo se queste sono ATTIVATE

[e sono attivate SOLO se c’è infiammazione → il B7 è infatti un segnale di infiammazione!]

• CD28 invece è sempre espresso dai linfociti T [sia che siano attivi o no]

QUINDI E’ NECESSARIA LA PRESENZA CONTEMPORANEA DI 2 SEGNALI PER ATTIVARE I LINFOCITI T:

✓ Segnale 1: TCR – MHC [cioè TCR lega antigene su MCH di APC]

✓ Segnale 2: CD28 - B7

Quando i linfociti non si attivano [perché non c’è l’ antigene su MHC, o perché manca il 2° segnale

→ sono necessarie entrambe le cose per la loro attivazione!]

→ vanno incontro ad apoptosi: infatti nei vaccini dobbiamo dare

• sia l’ ANTIGENE

• che l’ ADIUVANTE → induce INFIAMMAZIONE → cosi le APC si attivano ed esprimono B7 [leggi prima].

Il fatto di avere 2 segnali è importante perché così attiviamo il sistema immunitario solo quando serve:

• cioè posso far si che APC presenti l’ antigene

→ e questo attiva l’infiammazione.

• e posso decidere di non farle esprimere B7

→cosi non attiva i linfociti T e dunque non attiva l’immunità specifica.

RIPASSO DIANZANI:

Tutti i linf T hanno CD28: riconosce la B7 presente sulle apc professioniste ATTIVATE

76

= cioè si trovano in un contesto infiammatorio

→la APC se c’è infiammazione,mette in m il B7: serve a dire al linfT che c’è infiammazione;

il linft T si attiva solo se vede antigene ma è indispensabile anche il B7! [=è il segnale di infiammazione].

Anzi il linfocita T,se sente antigene, ma non sente il B7

→ decide di andare in apoptosi! [perché sente antigene ma non il segnale di infiammazione].

La discriminante per cui un linfocita si attiva o no: oltre al fatto che per attivarsi ci vuole un antigene non-self

→è soprattutto il segnale di infiammazione! Se non è associato a B7, non lo associa ad un danno!

Quindi non attiva una rispi mmm → infatti non può esserci una risposta immunitaria senza infiammazione :

infatti nei vaccini abbiamo → antigene mischiato ad un adiuvante[che innesca l’infiammazione].

DIVERSE APC A CONFRONTO

Le uniche cellule che non esprimono MHC I sono i globuli rossi (quindi non ci sono problemi con le trasfusioni).

Rigetto dei trapianti: le responsabili sono le molecole MCH → perché sono tutte differenti tra i diversi soggetti,

quindi queste molecole vengono riconosciute come non-self e abbiamo il rigetto immunologico.

MECCANISMO DI TRASDUZIONE DEL SEGNALE DA PARTE DEL TCR

77

Segnale 1 e segnale 2 [quelli detti su]

si integrano: e attivano fattori di

trascrizione → che attivano il

linfocita(differenziazione ecc).

TCR trasduce grazie a CD3:

contengono i motivi itam,che vengono

fosforilati e dunque interagiscono con

chinasi e molecole adattatrici

→es CD3

1) interagisce con ZAP70

che è una tirosina chinasi;

2) zap70 è aiutata da LCK [altra

tirosina chinasi,fa parte della

famiglia delle sarc chinasi]

che interagisce con CD4

→e va a potenziare il segnale

di zap70 [che è il vero

segnale di attivazione della

cellula].

3) Zap70 attiva la FOSOFLIPASI-

C-GAMMA1

4) →che agisce su PIP2 ,

da cui forma IP3 e DAG

questi 2 attivano PCK;

5) PKC attiva il fattore di

trascrizione NFKB.

6) IP3 apre canali del Ca

7) →il Ca attiva CALMODULINA

8) che attiva CALCINEURINA

9) defosforila e quindi attiva il fattore di trascrizione NFAT: →e va nel nucleo a regolare geni.

Quindi abbiamo NFKB e NFAT che modificano la trascrizione genica.

Ma per l’attivazione completa del linfocita T: ci vuole anche CD28

→ questo trasduce con MAPCHINASI: che vanno ad attivare il fattore di trascrizione TF.

Quindi i ft necessari per attivare il linfocita sono: NFKB,NFAT e TF.

Nel momento in cui si attiva il TCR: oltre a CD3 e CD28 visti prima,

intervengono anche altre molecole di adesione

→tutti questi segnali alla fine si integrano nel nucleo: si trascrivono molecole che si occupano

• sia di attivare il linfocita

• sia di produrre segnali per le altre cellule del sistema immunitario.

IL SEGNALE 2

78

All’interno del segnale 2 [cioè CD28-B7] c’è anche un meccanismo di

spegnimento della risposta immunitaria:

quando la cellula attivata invecchia [avviene dopo 1 set]

→ esprime oltre a CD28,anche CTLA4

[CTLA4 e CD28 hanno omologia di sequenza,infatti derivano da locus

genici vicini];

CTLA4 lega gli stessi ligandi di CD28 ma con affinità 20 volte

maggiore → quindi sarà lui a legare B7:

agisce da agonista di CD28 perchè CTLA4

trasduce SEGNALI DI INIBIZIONE

→che portano a spegnimento del linfocita.

Quindi,per mantenere attiva la risposta immunitaria

→ci vuole anche l’attivazione di nuovi linfociti:

perchè quelli vecchi invecchiano e si spengono a causa

dell’espressione di CTLA4.

Non si sa bene come funzioni CTLA4: si pensa che induca apoptosi,modifichi il metabolismo linfocita;

l’unico dato sicuro è che se manca CTLA4 si hanno conseguenze gravi:

questo è stato dimostrato in un topo knock out di CLTAL4 [=non ha CTLA4]:

questo topo topo muore presto,xk sviluppa una iperproliferazione policlonale di linfociti che invadono tutti i tessuti,

generando una risposta autoimmune;

quindi CLTA4 è molto impo per spegnere la risp immunitaria,se no i linfociti diventano incontrollati.

Questo è stato dimostrato anche nell’uomo un paio di anni fa:

in giovani pazienti con mutazioni di CTLA4 che portano a una sua scarsa mutazione

→ questi pazienti presentano un quadro meno grave dei topi, ma comunque simile;

presentano immunodeficienze quali linfoproliferazione, ipogammaglobulinemia.

ATTIVAZIONE CTL

I CTL riconoscono antigeni CITOSOLICI →quindi ci vuole qualcuno che li presenti.

ABBIAMO 3 METODI PER ATTIVARE I CTL:

1)INFEZIONE APC

Ad es consideriamo questa situazione:

un virus infetta epitelio delle vie respiratorie →le cellule epiteliali esprimono MCH1 ;

ma non sono APC professioniste,dunque non esprimono B7 e quindi non possono attivare i linfociti T

[= quindi le cellule non-APC infettate non possono attivare la risposta immunitaria specifica [cioè i linfociti T]!

Solo un APC può farlo! I damps e pamp possono attivare solo l’infiammazione;

tuttavia MHC1 serve per rendere queste cellule → un bersaglio di TCL attivati!

Ma se questi CTL non sono attivati → non riconoscono l’ MHC1 della cellula infettata:

quindi prima vanno attivati, e come?

I CTL: hanno CD28 → e quindi hanno bisogno del 2° segnale [come i T helper] per essere attivati

→solo la CELLULA DENDRITICA può attivarli:

infatti alcuni virus[ma non tutti],oltre a infettare le epiteliali, infettano anche le cellule dendritiche

[i loro recettori di membrana infatti legano molti virus] la dendritica infettata è attivata

→va nel linfonodo: e presenta antigene+B7 e cosi attiva CTL [rivedi cross-presentazione].

2)CROSS PRESENTAZIONE

Rivedi prima.

3)MHC-1 TRASFER:

79

la cellula non-APC infettata →carica i peptidi virali sulle sue MHC1:

e poi emette vescicole che contengono le MHC1+ peptide virale

→si fondono con le cellule dendritche: che dunque esprimono MHC1 col peptide virale

[cosi si evita che lo faccia la dendritica questo lavoro;lo fa la cellula infettata). Questo è stato dimostrato in vitro.

SUPERANTIGENI

Prima abbiamo parlato di antigeni normali.

Alcuni batteri e virus → producono anche

antigeni detti SUPERANTIGENI:

cioè devono essere presentati da MCH →

ma NON hanno bisogno di essere

processati [cioè di essere spezzettati].

I superantigeni possono dunque essere sia

batterici che virali,

e queste proteine sono una specie di

collante tra il T cell receptor e l’MHC II.

Il superantigene si lega:

• sulla CATENA ALFA di MCH2

• si lega anche su TCR

ma solo quelli presentanti determinate zone della porzione variabile della CATENA BETA [=Vbeta]; questo

legame attiva il TCR: ma c’è cmq bisogno del 2° segnale.

La differenza essenziale tra antigeni e superantigeni → consiste nella loro MODALITÀ DI LEGAME al TCR:

• gli antigeni convenzionali → interagiscono

con entrambe le regioni variabili del

recettore

• mentre i superantigeni → reagiscono

esclusivamente con una sola delle due

porzioni variabili che compongono il TCR.

Stafilococcal enterotossina. Le lettere A,B definiscono

il tipo di tossina ecc.TSST1,EXFT.

Non è chiaro il significato dei superantigeni,

vediamo delle ipotesi:

• secondo alcuni il sistema immunitario si è

evoluto per riconoscere questi superantigeni molto pericolosi

→infatti i superantigeni sono riconosciuti da un numero di linfociti maggiore:

rispetto al numero di linfociti che riconoscono gli antigeni normali

[1-2% dei linfociti che abbiamo; gli antigeni normali invece da 1 solo tipo di linfocita; penso].

• Altre ipotesi,pensano che è l‘ ambiente microbico

→ a produrre questi superantigeni per imbrogliare il sistema immunitario:

sono come dei falsi antigeni →cosi il linfocita muore agendo sul falso bersaglio,e trascura gli antigeni veri.

80

I superantigeni sono causa di malattie:

es il superbatterio stafilococco produce le enterotossine: SEA ecc (table 10-4) →causano gastroenterite.

MATURAZIONE

DEI LINFOCITI B

81

Avviene nel MIDOLLO SPINALE(bone marrow).

1) I linfociti B nascono da una CELLULA STAMINALE TOTIPOTENTE:

2) decide di diventare linfocita [può essere T o B]

3) decide di diventare linfocita B,e poi cosa deve fare?

Deve mettere in membrana l’ ANTICORPO [ricorda che il linfocita B ha come recettore un anticorpo = BCR].

La cellula trascrive i 2 geni dell’ anticorpo (che codificano per la catena pesante e per la catena leggera)

→e poi li assembla e localizza l’anticorpo in membrana;

82

però c’è un problema, perchè queste catene dell’anticorpo non sono funzionali finchè non avviene:

il ‘RIARRANGIAMENTO DEI GENI PER LE IMMUNOGLOBULINE’

1) SOLO i linfociti B che riescono a fare questo processo → producono IGM,e la mettono in membrana;

2) i linfociti B a questo punto restano un po’ nel MIDOLLO SPINALE

3) e poi passano nel circolo sanguigno → come LINFOCITI B MATURI VERGINI

[vergini perché non hanno mai visto l’ antigene].

Quindi, a questo punto: i linfociti B circolano nel sangue per cercare l’ antigene;

• SE NON LO TROVANO → muoiono nel giro di 2/3 giorni;

• SE INVECE TROVANO l’antigene → sono attivati,e si espandono clonalmente:

➢ una parte di questa popolazione di linfociti B nuova:

diventa PLASMACELLULA → che produce IGM [in forma solubile sta volta:

cioè li rilasciano nel plasma; non sono più localizzate in m come recettori),

➢ e un’altra parte:

diventa CELLULE DELLA MEMORIA → queste cellule inseriscono delle modifiche nelle

immunoglobuline: che rende queste cellule della memoria più efficaci nel riconoscere l’ antigene;

Le modifiche inserite sono:

− migliora l’ AFFINITÀ dell’anticorpo per antigene,

− e produce anche tutte le altre classi di ANTICORPI,uno alla volta

→e non più solo solo igm come il linfocita B vergine;

sceglie la classa adatta di anticorpo da produrre per riconoscere quello specifico antigene.

I LINFOCITI B PRESENTANO 2 FASI DI MATURAZIONE:

1) la 1° fase avviene nel MIDOLLO SPINALE:

è maturazione ANTIGENE-INDIPENDENTE

→perché non matura riconoscendo antigeni,ma su eventi casuali

→ avviene il RIARRIANGIAMENTO DELLE IG.

2) La 2° fase avviene negli ORGANI LINFATICI 2° :

la maturazione qui è innescata dalla presenza di un

→ ANTIGENE che fa scattare la risposta immunitaria :

è detta ANTIGENE-DIPENDENTE (perché è attivata da un antigene)

MATURAZIONE ANTIGENE-INDIPENDENTE

La CELLULA STAMINALE trascrive geni per:

• CATENA LEGGERA → i geni si trovano sul

cromosoma 22 e 2 , e sono :

➢ KAPPA

➢ e LAMBDA

• CATENA PESANTE →i geni che codificano per le

catene pesanti sono tutti sul cromosoma 14:

è 1 grosso gene che viene tagliato

→ a formare le diverse catene pesanti.

LINFOMI B:

83

• sono dovuti a rotture cromosomiche

• accade che il linfocita B prolifera indipendente dalla presenza dell’ antigene

→ quindi si ha un tumore (quindi è

impo sapere la posizione dei geni per

le ig nei cromosomi).

ORGANIZZAZIONE GENICA DEI LOCUS

DELLE IG

La cellula staminale che vuole produrre

anticorpi → si trova in difficoltà:

questo perché nella conformazione

GERMINALE → le catene pesanti e leggere

sono geni INCOMPLETI: cioè

• contengono tutti gli esoni

→ che servono

per fare i DOMINI COSTANTI

della catena leggera e pesante

• ma manca l’ ESONE

→ per la DOMINIO VARIABILE della

catena leggera e pesante

Al posto di questo esone,

abbiamo FRAMMENTI GENICI

→ che devono essere montati

con TAGLIA E CUCI:

il linfocita effettua questa operazione per creare l’esone della parte variabile delle catene leggera e pesante.

VEDIAMO COME SI FORMANO I GENI PER LE CATENE PESANTI E LEGGERE:

• CON I FRAMMENTI VDJ → sto unendo i pezzi per fare il DOMINIO VARIABILE

• I FRAMMENTI C → SONO GLI ESONI PER I STOP

RIARRIANGIAMENTO DEL LOCUS GENICO DELLE CATENE LEGGERE

CATENA K

84

Iniziamo a vedere come si forma questo esone

della parte variabile mancante

→ per la catena k [che è una catena leggera] In

blu è l’esone per il dominio costante.

Nella parentesi azzurra indica l’esone variabile

(v=variabile; j=giunzionale).

Il linfocita PRO-B deve prendere un frammento

V e unirlo a un frammento J [a caso, non un V e J

in particolare]:

es prende il V23, e deve prendere uno dei J →

taglia a valle di V - e a monte di J :

quello che c’è in mezzo viene tagliato via ,cosi li

lega insieme.

Cosi genero una nuova sequenza detta VJ →

che è l’ esone per il DOMINIO VARIABILE

→ora che ho il gene lo trascrivo e produce la

catena variabile.

CATENA LAMBDA

Avviene la stessa cosa vista per K :

Nel gene per la catena lambda:

abbiamo i frammenti V e J sono più mischiati →

rispetto alla catena K.

Però la cellula deve fare la stessa cosa:

unire V+J

ATTENZIONE: nel riarrangiamento delle catene leggere → non abbiamo l’inserzione delle basi n [quindi non agisce

TDT].

RIARRIANGIAMENTO DEL LOCUS GENICO DELLE CATENE PESANTI

In questo caso,non abbiamo solo

famiglie che devono essere cucite

[cioè V e J];

ma dobbiamo considerare anche i

frammenti D(d=diversità)

→ questi frammenti D aumentano la

diversità dell’ esone della catena

variabile:

1) Deve scegliere 1 D e 1 J e

legarli (taglia come prima)

→cosi ho creato un

frammento DJ.

2) Ora deve legare anche un V

(es il 21,taglia come prima)

al DJ→cosi ho creato VDJ:

cosi ho generato un nuovo

esone, che prima era

presente solo nelle sue

singole parti distanti.

Solo le cellule che riescono a fare

questi riarrangiamenti taglia-cuci in maniera efficace,possono produrre gli anticorpi.

85

Sapere che i primi esoni che codificano per le CATENE COSTANTI [cioè i frammenti C della slide] delle CATENE

PESANTI→ sono i frammenti

• C MIU [la presenza di C MIU fa si che l’anticorpo sia di classe IGM]

• e DELTA [IGD]

Essendo il frammento [ costante]C MIU → il più vicino al frammento VDJ:

è più probabile che come prima classe anticorpale venga prodotta una IGM.

Comunque il linfocita B immaturo [rivedi slide iniziale; non ha ancora visto l’antigene]:

produce ed espone in membrana → sia IGM che IGD:

• hanno lo stesso VDJ → quindi riconoscono lo stesso antigene!

[perché è in VDJ che troviamo la sequenza CDR]

• cioè che cambia è se VDJ → si unisce a C-MIU o C-DELTA:

la scelta tra C-MIU e C-DELTA viene effettuata tramite uno SPLICING ALTERNATIVO!

PIU PRECISAMENTE IL LINFOCITA B VERGINE [QUINDI PARLIAMO DI RISPOSTA 1°]:

• produce praticamente solo IGM → come Ig SOLUBILE

• produce anche IGD :

➢ ma funzionano esclusivamente come RECETTORI DI MEMBRANA

➢ perché sono prodotte in forma solubile in piccolissime quantità.

Ogni staminale dunque può produrre combinazioni di esoni diversi [da cui derivano catene diverse e quindi Ig

diverse] →tutte le staminali partono dalle stesse sequenze geniche.

MECCANSIMO DEL RIARRIANGIAMENTO

Le combinazioni VJ (per catene leggere) e VDJ

(per catene pesanti) è obbligatoria e non possono

essercene altre

→ perché le sequenze V,J,D sono seguite da una

SEQUENZA SEGNALE DI RICOMBINAZIONE [dette

RSS]; sono delle sequenze consenso:

che permettono un legame solo con un’altra

determinata sequenza segnale di ricombinazione

complementare

[sono i triangolini].

Questa regola fa si che io:

• Non possa unire 2 segmenti genici dello stesso tipo [es 2 V,né 2 J]

→ perché non hanno le sequenze complementari che combaciano [cioè le punte dei triangolini non sono

affacciate]

• Per le catene pesanti → non posso unire V+J : ma in mezzo ci deve essere un D,per lo stesso motivo

[cioè perché non hanno regioni consenso complementari].

LOCALIZZAZIONE DELLE ‘SEQUENZE SEGNALE DI RICOMBINAZIONE’: [vedi fig su]

Per ciascun segmento di tipo:

• V → in posizione 3’

• J → in posizione 5’

• D → da entrambi i lati

Quindi i linfociti B → hanno catene pesanti e leggere diverse tra di loro: e quindi legano antigeni diversi.

Quindi i linfociti B, a seguito di questo ‘riarrangiamento dei geni delle Ig’:

hanno DNA diverso rispetto alle altre cellule dell’organismo

[quindi non è vero che tutte le cellule dell’organismo hanno lo stesso DNA]!

Perché i linfociti modificano il loro genoma proprio utilizzando questo meccanismo di taglia e cuci;

prima di questo riarrangiamento invece i linfociti B hanno lo stesso genoma delle altre cellule!

È per questo che solo i linfociti B possono produrre Ig

86

→cioè perché solo loro effettuano questo riarriangiamento che permette di produrre le catene pesanti e leggere.

A seconda di come combino queste sequenze V,DJ,C

→ottengo catene diverse,e quindi Ig diverse, e quindi antigeni legati diversi:

Se ho 2 cellule staminali,che decidono di legare gli stessi V,D,J →comunque NON riconoscono lo stesso antigene!

Riconoscono antigeni diversi,perchè nel fare il taglia e cuci:

il linfocita B lega i frammenti di DNA scelti non in maniera precisa

→ma attraverso l’ interposizione di BASI che prima non c’erano; quindi le 2 cellule staminali aggiungono basi

aggiuntive diverse →e queste basi aggiunti determinano il riconoscimento dell’ antigene.

VEDIAMO COME AVVIENE IL RIARRIANGIAMENTO [CON L’INSERZIONE DELLE BASI AGGIUNTIVE]:

[tutti gli enzimi coinvolti in questo processo si chiamano RICOMBINASI]

1)RAG1 e RAG2:

• sono gli enzimi che tagliano

→hanno tagliato

a valle di V

e a monte di D

• invece di legare subito V+D

→ si fa il legame rappresentato

dalla striscia gialla,cioè si fa un

LEGAME A FORCINA

tra le basi presenti all’

estremità di V e all’estremità di

D →come per chiudere le

estremità dei 2 frammenti

[queste basi sono proprio

facenti parte del segmento

genico ad esempio V; sono

come un doppio filamento di

DNA ‘interrotto’].

3)Ora interviene l’ enzima ARTEMIS, che ,sia per V che per D

→va a tagliare SOLO 1 delle 2 estremità delle basi unite tramite il LEGAME A FORCINA:

cioè se consideriamo V, andrà a tagliare o dietro al quadratino rosso, o dietro al quadratino verde scuro.

Il taglio di artemis determina un allungamento del filamento di DNA legato a V grazie all’aggiunta di queste basi ,cosi

ho una nuova sequenza detta SEQUENZA PALINDROMICA = detta SEQUENZA P:

• infatti le 2 basi aggiunte linearmente

• sono complementari alle 2 basi che si trovano prima di queste

[infatti prima erano legate, erano una sopra l’altra].

Attenzione: queste basi p non sono vengono aggiunte ex novo → ma fanno già parte del segmento genico V!

• La composizione

87

• e il numero

di basi di questa sequenza P → dipende da dove ARTEMIS taglia!

4)Ora si aggiungono altre basi [a volte non avviene questo passaggio] dette BASI N = BASI CASUALI:

è mediato da enzima TDT →è una dna polimerasi che allunga i filamenti di dna nascenti

senza usare uno stampo complementare [quindi è diversa dalle dna pol normali]

→ quindi attacca basi in modo casuale [sono i 3 quadrati in +; si dicono basi n = basi casuali],

generando sequenze casuali.

Queste sequenze aggiunte da TDT: codificano per le REGIONI

IPERVARIABILI [rivedi prima: sono CD1,CD2,CD3]

→che appunto legano antigeni diversi.

IL RIARRIANGIAMENTO E’ IMPRECISO:

Sebbene i TAGLI a monte e a valle dei segmenti V,D,J avvengano

esattamente alla giunzione tra

• sequenza codificante [cioè il SEGMENTO GENICO V o D o J]

• e SEQUENZA SEGNALE DI RICOMBINAZIONE

[e quindi ho esattamente il DNA che mi serve,senza mutazioni]

→la successiva GIUNZIONE tra i segmenti genici: è imprecisa!

[è la flessibilità giunzionale]

Possiamo avere:

• RIARRIANGIAMENTO NON PRODUTTIVO:

cioè i segmenti genici sono congiunti fuori fase → e in questo

modo non viene mantenuto

il CODICE DI LETTURA a triplette corretto per la traduzione: le

unità risultanti VJ o VDJ

possono contenere numerosi CODONI DI STOP che causano l’interruzione della traduzione.

• RIARRIANGIAMENTO PRODUTTIVO:

quando i segmenti genici vengono congiunti correttamente

→e dunque il codice di lettura viene

mantenuto → quindi i VJ o VDJ vengono

tradotti formando un anticorpo.

5)Alla fine intervengono ENZIMI DI RIPARO [repair

enzyme] che generano SEQUENZE

COMPLEMENTARI

→sui 2 singoli filamenti aggiunti da TDT

[è l’ultima fase della slide in alto]:

e quindi uniscono V + J.

Se un allele subisce un riarrangiamento non produttivo

→ il linfocita B potrà ancora riarriangiare l’ altro allele in modo produttivo.

Se i riarriangiamento della catena pesante e leggera non portano alla formazione di geni produttivi

→il linfocita B muore per apoptosi: è stato stimato che solo 1/3 delle giunzioni V-D-J sia produttivo

→significa che solo l’11% circa delle cellule PRE-B presenti nel midollo porta a termine il processo di maturazione e

lascia il midollo come linfocita B maturo e immunocompetente [cioè è in grado di produrre anticorpi e quindi di

riconoscere gli antigeni].

88

I linfociti B,come tutte le cellule somatiche → contengono sia i cromosomi materni che paterni:

tuttavia esprime i geni riarriangia della catena pesante e leggera di 1 solo cromosoma [o mà o pà].

Questo meccanismo è chiamato ESCLUSIONE ALLELICA [pag 121 kuby fign 5-10]

→ assicura che i linfociti B funzionali non contengano mai più di una unità VDJ e VJ:

questo è essenziale per la specificità del linfocita B.

I segmenti V,D,J che SCELGO di legare → determinano la VARIABILITÀ COMBINATORIA:

questa produce solo il 50% della variabilità dei linfociti [mi riferiscono al BCR e TCR].

Linfociti che hanno lo stesso VDJ →possono però riconoscere antigeni diversi:

→perché il restante 50% della variabilità dipende da COME lego queste VDJ

[questa è la VARIABILITA’ GIUNZIONALE]:

perché sono legate attraverso l’interposizione di sequenze aggiuntive [BASI P e N] generate casualmente

→e queste basi codificano per le regioni ipervariabili =dette CDR: sono quelle che legano l’antigene.

• Basi P → sono parzialmente casuali (dipende da dove taglia).

• Basi N → sono totalmente casuali

La cellula staminale matura a linfocita → grazie a:

• CITOCHINE

• e all’ interazione con CELLULE STROMALI

del midollo [sono cellule endoteliali,adipose ecc].

Ad esempio se la cellula staminale interagisce con IL-7

→ matura in B.

Si riarriangia prima di tutto la CATENA PESANTE:

perché è più complicata della leggera → perchè devo fare 2

taglia e cuci [nella catena leggera ne basta 1],

perché c’è anche la D,quindi è più facile sbagliare.

1)La linfocita PRO-B [rivedi slide iniziali]

inizia dunque a riarrangiare la catena pesante:

1) inizia a fare il riarrangiamento D+J

2) e poi V+DJ

Per la catena pesante → il linfocita ha solo

2 ALLELI [vedi pag 121 fig 5-10 kuby]

La cellula che ha riarrangiato bene VDJ [e

quindi la catena pesante]

→comincia dunque a trascrivere questa

sequenza di DNA e a produrre la

CATENA PESANTE in grosse quantità.

Una piccolissima quota di catena pesante

[perché la maggior parte resta nel citosol]

va in membrana senza catena leggera

→appoggiandosi a delle proteine che

fungono da [VpreB e λ5]

SURROGATI DI CATENA LEGGERA.

Quando questo precursore del recettore

[fatto da CATENA PESANTE + SURROGATO DI CATENA LEGGERA)

è in membrana → la catena pesante

è indotta ad autoaggregare

con le altre catene pesanti

89

che sono fuori come lei con delle proteine e questo dà avvio a un segnale all’interno della cellula.

Questo segnale spinge il linfocita a smettere di riarrangiare la catena pesante del 2° allele

[noi vogliamo che sia riarrangiato solo uno degli alleli della catena pesante] → si parla di ESCLUSIONE ALLELICA.

Il segnale spinge al riarrangiamento della CATENA LEGGERA.

2)Finito di riarrangiare la catena pesante → si chiama PRE-B: ora inizia a riarrangiare la CATENA LEGGERA.

Ha 4 possibilità [= 4 ALLELI] di riarrangiare le catene leggere:

• 2 alleli per k

• e 2 alleli per λ.

Una volta che viene prodotta una catena leggera → partirà, come per la catena pesante, l’ ESCLUSIONE ALLELICA cosi

evita di riarrangiare ulteriori alleli per le catene leggere.

Il riarrangiamento della catena leggera è più facile di quello della catena pesante, perché:

• si tratta di fare solo 1 TAGLIA E CUCI → cioè unire solo V con J (non c’è D).

• Inoltre, se vedo che un riarrangiamento V e J non è produttivo → POSSO CAMBIARE V E J subito.

Per la catena pesante, invece non c’è possibilità di riparare:

perché quando vado ad unire V al DJ: ho già escluso tutti i D disponibili

[li ho già eliminati via; restano però le altre V e J].

Il linfocita pre B, nel suo percorso, proverà tutti gli alleli che possiede, di modo da non sprecare mai il lavoro fatto (se

ho 4 alleli diversi per le catene leggere, almeno uno funzionerà).

Di fatto quasi tutti i linfociti pre B riusciranno a produrre una catena leggera.

Il collo di bottiglia è diventare linfocita pre B [infatti diventare pre-B implica che è riuscito a riarriangiare una catena

pesante].

Mettiamo il caso che un frammento VJ non sia produttiva: possiamo fare un altro arrangiamento? Si, finchè ho

frammenti V J disponibili [quindi produrre una catena leggere è vantaggioso anche per questo, oltre che per il fatto d

avere 4 alleli].

Possono provare più volte anche per la catena pesante? NO. Perché non ci sono D disponibili.

3)Ora che la cellula ha i geni per la catena pesante e leggera pronti

→ traduce una IGM completa e la mette in membrana: questo si chiama LINFOCITA B IMMATURO:

non si sa cosa riconosce questa IGM,quindi c’è il rischio che riconosca il self;

quindi anche se hanno l’anticorpo pronto, non mando in circolo il linfocita B.

Questi linfociti B immaturi stanno invece un po’ nel midollo per vedere se riconoscono qualche antigene qui nel

midollo [nel midollo abbiamo solo antigeni self]: se riconoscono qualche antigene nel midollo il linfocita

muore per apoptosi →questo meccanismo si chiama

SELEZIONE NEGATIVA DEI LINFOCITI AUTOREATTIVI.

• Il linfocita B immaturo infatti

→ è programmato in modo che se riconosce il proprio antigene, innesca la propria apoptosi;

• il linfocita B maturo invece → risponde con proliferazione e differenziazione.

I linfociti B che riescono a superare questa selezione negativa:

mettono in membrana sia IGM che IGD [che riconoscono lo stesso antigene ricorda]

→e va nel circolo sanguigno come LINFOCITA B MATURO → VERGINE.

90

IG DI MEMBRANA E IG SOLUBILI

Negli stadi evolutivi precedenti allo stadio di plasmacellula:

i linfociti producevano l’ anticorpo come

RECETTORE DI MEMBRANA.

Quando diventa plasmacellula:

modifica lo SPLICING ALTERNATIVO

→ e produce un’altra CATENA PESANTE:

diversa perchè con lo splicing si rimuovono gli esoni

che codificano per i tratti transmembrana e citosolico del Ig.

Quindi lo splicing → permette di rendere l’anticorpo solubile o

meno.

Con lo splicing,per produrre ig solubile → si mantiene invece un

esone che codifica per una sequenza fortemente idrofilica

che favorisce la solubilità del Ig.

La parte che lega l’antigene è la stessa per IgD o IgM

→ perché hanno le stesse VDJ; quello che cambia è la regione costante: perché hanno Cmu o Cdelta;

infatti il dna può essere riarrangiato in questi 2 modi ricorda:

• uno con vdj+miu

• uno con vdj+delta

MATURAZIONE ANTIGENE-DIPENDENTE

Il linfocita T → se incontra l’antigene vive,se no muore.

Nei centri germinativi dei follicoli linfatici, alcuni linfociti T diventano cellule memoria.

POTENZIAMENTO DEL SEGNALE DA PARTE DEL CORECETTORE

PER ATTIVARE IL LINFOCITA B OCCORRONO 2 COSE:

• l’ BCR → deve legare l’ ANTIGENE

• ma serve anche che il linfocita B riceva un 2° segnale

[=detto COSTIMOLATORIO;

≠ da CORECETTORE!]

→questo è dato dal TH [vedi dopo].

GLI ANTIGENI POSSONO ESSERE:

• TIMO-DIPENDENTI → cioè riconosciuti dai linfociti

B: SOLO in presenza dei TH

• TIMO-INPENDENTI → possono attivare il linfocita B

SENZA TH. Sono una piccola quota di antigeni.

Sono antigeni complessi in grado di dare:

➢ sia il 1° segnale [che è il classico segnale

dato da un antigene]

➢ che il 2° segnale [che solitamente è dato dal

TH].

Un esempio di antigene tipo-indipendente: è il lipopolisaccaride batterico:

dà il doppio segnale che attiva sia l’anticorpo di membrana che il segnale costimolatorio.

91

Il corecettore dei T abbiamo visto essere CD4 e CD8.

Il CORECETTORE DEI B è un complesso di 3 molecole che sono: CR2, CD19 e CD81

→ questo corecettore lega il COMPLEMENTO : che è a sua volta legato ad un antigene:

questo permette all' anticorpo di prendere contatto con l' antigene.

Il segnale del corecettore non è indispensabile

→ma in questo caso per attivare il B è necessaria la presenza di una maggiore quantità di antigene.

L’ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI AVVIENE NEGLI ORGANI LINFATICI 2°

I FOLLICOLI LINFATICI sono aggregati di linfociti che quando sono attivi presentano il CENTRO GERMINATIVO

→nel centro germinativo matura il linfocita B della memoria.

IL TESSUTO LINFATICO 2°

Il suo sviluppo dipende da citochine prodotte da CELLULE DI ORIGINE EMOPOIETICA [derivano dal fegato fetale]:

quali la LINFOTOSSINA alfa e beta → sono importanti per lo sviluppo dei linfonodi.

Queste cellule ematopoietiche: sono importanti anche nello sviluppo del TESSUTO LINFATICO 3° :

quando abbiamo un’ infezione cronica → infatti abbiamo aggregati linfocitari organizzati in follicoli linfatici

[es nell’artrite reumatoide].

• I linfociti B → sono attratti nelle aree B [del tessuto linfatico] da parte di CXCL13 [=chemochina]:

prodotta dalle CELLULE FOLLICOLARI DENDRITICHE (FDC), che lega CXCR5.

Le dendritiche organizzano la formazione del centro germinativo.

• I linfociti T → sono attratti nelle aree T da parte di CCL19 e CCL21:

prodotte dalle CELLULE DENDRITICHE INTERDIGITATE [=cioè degli organi linfoidi]

e cellule endoteliali delle HEV [=venule ad endotelio alto] →che legano CCR7.

CONIUGATO B-T

Nella zona periferica del follicolo: ci sono linfociti sia T che B,

sono piccoli.

Entrano in contatto tra loro e si scambiano segnali = si parla di

CONIUGATO T-B

→praticamente in questo coniugato fanno parte i T e i B che

riconoscono lo STESSO antigene.

1) Il B attivato da un antigene

→ ha ricevuto segnale1

2) endocita antigene,ne spezza la parte proteica,

lo presenta al TH [già attivato di suo] con MHC

3) →si legano tra loro, e il TH trasmette al linfocita B

dei segnali: CIOE’ DICE AL B CHE

• una APC ha attivato il B [o il TH?] perchè c’è PERICOLO [dunque cosi da un segnale 2° al B];

• COSA DEVE FARE il B → cioè se deve diventare plasmacellula ecc.

In un coniugato l’interazione chiave è CD40/CD40L: trasduce un segnale impo [impo come CD28-B7] che serve a

• dare il 2° SEGNALE al B

• sia per dire al B di fare

➢ SWITCH ISOTIPICO [cioè cambiare la classe anticorpale prodotta dal B]

➢ O diventare CELLULA MEMORIA.

TH butta citochine nell’ ambiente circostante,la magg parte hanno un bersaglio:

92

per il 90% agisce su uno specifico linfocita B con cui si è coniugato.

RISPOSTA 1° E RISPOSTA 2°

93

• RISPOSTA 1°:

Cioè quando il linfocita B vergine

→incontra l’antigene per la 1° volta.

➢ abbastanza fugace , e viene a scendere

➢ sono prodotte prima le IGM → poi le

IGG.

IGG e IGM riconoscono lo stesso

antigene.

1) IGM legano l’ antigene male

[con poca affinità]

2) IGG cosi cosi [ha un affinità

maggiore di IGM, anche se non

molto elevata]. Vengono

prodotte anche altre classi di Ig,

ma le IGG sono le più

abbondanti.

PIU PRECISAMENTE IL LINFOCITA B VERGINE

[QUINDI PARLIAMO DI RISPOSTA 1°]:

• produce praticamente solo IGM → come Ig SOLUBILE

• produce anche IGD :

ma funzionano esclusivamente

come RECETTORI DI MEMBRANA

[qui infatti non le considera]

DOPO CHE IL LINFOCITA B VERGINE SI E’ ATTIVATO → LA PLASMACELLULA:

1) loro inizialmente producono SOLO IGM [IGD no]

2) in fasi più avanzate della risposta 1° → producono anche classi anticorpali diverse

Alla risposta 1°→ segue il periodo della MEMORIA IMMUNOLOGICA:

cioè uno stato contrassegnato dalla presenza in circolo di

• un basso livello di Ig circolanti

• o addirittura dalla loro assenza;

il ricordo della sensibilizzazione con quell’ antigene → resta però consegnato ai linfociti memoria.

• RISPOSTA 2°:

Cioè quando le cellule della memoria

→ incontrano l’antigene che si presenta dunque ora per la 2° volta.

➢ si ha un aumento rapido degli anticorpi prodotti

→e questi restano in circolo per periodi più lunghi:

la presenza in circolo di questi anticorpi costituisce l’ immunità protettiva.

➢ e da subito sono tutte IGG [che hanno affinità maggiore di IGM!

Quindi l’antigene viene legato meglio → infatti la risposta diventa più efficace],

poche IGM

94

LA MATURAZIONE DEI LINFOCITI B PREVEDE :

[il centroblasto giunge nel follicolo linfatico → è qui che matura ed effettua queste procedure, vedi sotto]:

• SWITCH ISOTIPICO:

il linfocita cambia tipo di IG prodotta

• MATURAZIONE DI AFFINITÀ:

la stessa IG lega meglio l’ antigene.

Nella risposta 2° → ho bisogno di fare molti meno IG perché sono più affini a legare l’antigene.

MATURAZIONE DI AFFINITA’

Il linfocita B attivato allora

entra nel CENTRO GERMINATIVO

[è una zona chiara perchè il linfocita B che entra

ha molto citosol che è chiaro,il nucleo è scuro]:

questa cellula è detta CENTROBLASTO:

• non ha anticorpi in membrana [perché

li ha tolti i suoi recettori]

• e prolifera

Mentre prolifera → inserisce degli errori = cioè

inserisce delle MUTAZIONI PUNTIFORMI

nei geni CDR→in questo modo produce

cellule figlie diverse una dall’altra:

perché hanno

l’ anticorpo di membrana modificato.

NON c’è stato un nuovo riarrangiamento:

le sequenze VDJ e VJ [perché queste

riconoscono l’antigene]

sono le stesse della madre;

ma io voglio migliorare la

CAPACITÀ DI LEGARE/riconoscere

questo antigene,

e questo lo faccio introducendo

mutazioni in CDR

→ le MUTAZIONI però possono

• migliorare

• ma anche peggiorare

→ questa capacità di legame.

Il CENTROBLASTO→ dunque produce queste cellule figlie con le mutazioni dette CENTROCITI:

• è una cellula più piccola

• con anticorpi di membrana un po’ modificati → però ce li ha [al contrario del centroblasto];

Devono capire se il loro anticorpo è migliorato o peggiorato,e lo fa provandolo sull’ antigene:

nel centro germinativo troviamo una CELLULA FOLLICOLARE DENDRITICA [CFD]

[non è parente delle dendritiche,ha diversa derivazione embrionale], che ha sulla sua membrana :

95

• dei RECETTORI DEL COMPLEMENTO

• e TCR

→cosi lega molti IMMUNOCOMPLESSI [ricorda che sono un insieme di antigene+anticorpo].

Gli immunocomplessi hanno antigeni in forma nativa ,non processati;

dunque la cellula follicolare dendritica lega questi antigeni in forma nativa

[=non li processa, non è una presentazione dell’antigene!! Sono appiccicati e basta]

→il CENTROCITA prova il suo anticorpo su questi antigeni:

• se lo riconosce bene → riceve un SEGNALE DI PROLIFERAZIONE:

sono questi che proliferano a dare origine a PLASMACELLULE e CELLULE DELLA MEMORIA.

Quindi il B memoria è diverso da B vergine,perché ha migliorato il suo Ig

→infatti ci diceva che nella risposta immunitaria 2° il riconoscimento/affinità è migliore.

• se non lo riconosce → riceve SEGNALE DI APOPTOSI

→è una SELEZIONE POSITIVA dei linfociti B che hanno migliorato la loro capacità di legare l’ antigene.

Quindi praticamente sto cambiando l’anticorpo a caso e tento di vedere se riconosco meglio l’antigene;

il rischio è se inseriscono mutazioni che fan si che il linfocita B diventi autoreattivo

[cioè riconosca peptidi-self] ad es per es il collagene [=proteina self]!

Questo linfocita B potrebbe riconoscere un antigene SELF attaccato alla CFD

→ in questo caso segue lo stesso procedimento dei linfociti che riconosco peptidi non-self sulla CFD:

lega l’ antigene nel centro germinativo e quindi prolifera e vuole uscire dal centro germinativo

→ chi controlla se questo linfocita B che vuole uscire dal centro germinativo è autoreattivo?

è il TH! Che controlla le cellule che escono dal centro germinativo.

Il TH come fa a capire cosa il linfocita B riconosce [e dunque a capire che è autoreattivo]?

Mi trovo in un centro germinativo che è nato per un patogeno ;

quindi il TH esprime il patogeno, e fa il CONIUGATO col B;

quindi se il B è diventato reattivo per il collagene →allora lo endocita ed espone il collagene con MHC:

ma non trova un TH che riconosce il collagene [ricorda che nel coniugato B e TH riconoscono lo stesso antigene]

→e dunque non riceve il segnale di sopravvivenza [che solitamente il B riceve da parte del TH in un conigato]

e quindi muore: cosi elimino i linfociti B autoreattivi.

Il TH attiva B; B aiuta attivazione del TH → avviene nei follicoli.

Nel centro germinativo → ci sono i centrociti che stanno differenziando: in plasmacellula e cellule memoria.

Prima ho detto che nel centro germinativo i centroblasti vanno in contro a questa maturazione di affinità;

COME AVVIENE LA MATURAZIONE DI AFFINITA’? Usa gli enzimi:

1) AID [ACTIVATION-INDUCED CYTIDINE DEAMINASE]:

nel DNA,deamina una CITIDINA → a formare URACILE

2) UNG [URACIL DNA GLYCOSYLASE]:

È un enzima di riparo. Rimuove l’ URACILE introdotto nel DNA [perché l’uracile è una base del RNA, non del

DNA]: in questo modo il sito diventa ‘abasico’ = mancante della base nucleotidica

3) Intervengono DNA POLIMERASI inseriscono una BASE CASUALE in questo sito abasico

→quindi inseriscono una MUTAZIONE PUNTIFORME!

Queste mutazioni avvengono per poter modificare le IG

→ questo processo di inserzione di mutazioni si chiama IPERMUTAZIONE SOMATICA.

96

Il linfocita B nativo riconosce un antigene, ma casualmente, cioè non è costruito proprio per quel antigene che ha

riconosciuto [infatti le ig riconoscono qualunque antigene]. Quindi il linfocita B vergine cosa fa:

1) si attiva dopo che lega l’antigene per la prima volta

2) quindi entra nel centro germinativo e diventa centroblasto

3) →questo attiva UNG e AID che inseriscono queste mutazioni puntiformi:

Sono importanti soprattutto le mutazioni nelle regioni ipervariabili CDR delle catene pesanti e leggere.

I CENTROBLASTI quindi mutano: ora i centrociti sono tutti diversi uno dall’altro perché hanno inserito mutazioni

puntiformi diverse;ogni centrocita esprime dunque un nuovo ig,e queste Ig differiscono per 2-3 aa;

i centrociti provano il loro nuovo ig su un antigene che si trova su CFD [rivedi prima].

SWITCH ISOTIPICO

CD40-CD40 LIGANDO:

bambini che hanno una mutazione in uno di questi 2 e dunque non sono funzionanti

→non fanno switch isotipico: questi bambini producono solo IGM!

Il TH rilascia citochine → che inducono/indirizzano lo switch isotipico del B.

COME AVVIENE LO SWITCH ISOTIPICO?

Con un meccanismo di RIARRANGIAMENTO; non cambia la sequenza vdj →ma sposta la VDJ.

VDJ vicino a C-miu e C-delta →produce igm e igg.

Anche qui sono coinvolti gli enzimi UNG e AID [visti nell’ipermutazione somatica].

Se il linfocita B vuole produrre altre IG

→le altre sequenze C sono lontane dalla VDJ,quindi non basta un splicing alternativo.

Il linfocita B taglia il DNA

• a valle del VDJ,

• e a monte del C → la scelta del C dipende dalla IG che vuole produrre [glielo dice il TH con le citochine]: si

forma un ansa → in cui viene incluso il DNA che viene poi perso

→cosi VDJ si lega alla C che voglio, ad es IGG [es gamma1].

Cosi la cellula produce gamma 1 ma ha la stessa VDJ

→dunque riconosce lo stesso antigene delle IGM e IGD che produceva prima:

infatti il linfocita B deve riconoscere sempre lo stesso antigene, ma cambia la classe anticorpale.

Il linfocita B ha perso il Cmiu [perché ha tagliato la sequenza in mezzo, che conteneva Cmiu]

→dunque non può più produrre IGM.

Se riceve altri stimoli di switch → fa altri tagli per legare VDJ con le C ancora più a valle,

e dunque può produrre altri tipi di IG.

97

RISPOSTE

• TIMO-DIPENDENTI:

In queste avvengono dunque MATURAZIONE DI AFFINITÀ e lo SWITCH ISOTOPICO

[perché richiedono l’intervento del TH]

• TIMO-INDIPENDENTI:

➢ non c’è maturazione di affinità e switch isotipico

➢ non si producono cellule memoria

TIPI DI LINFOCITI B

• B2:

➢ sono i linfociti B classici

→ interagiscono con i TH che danno una RISPOSTA TIMO-DIPENDENTE

• B1:

➢ sono linf B maturi che esprimono CD5 → che non si trova nei linfociti B2, ma lo troviamo nei T.

➢ Non fanno: switch isotipico,no maturazione di affinità

→la loro variabilità anticorpale è quindi minore dei B2.

Esprimono IGM, ma non esprimono IGD.

➢ Si trovano soprattutto nelle CAVITÀ SIEROSE

→sono coinvolti nella leucemia linfatica cronica(è la + comune).

Si pensa che stiano nelle cavità sierose per rispondere a BATTERI INTESTINALI

→cosi rispondono velocemente,senza aspettare i TH.

Sono il 1° intervento, un po’ a cavallo tra le due immunità.

Nello sviluppo fetale → compaiono prima dei B2.

• LINFOCITI B DELLA ZONA MARGINALE:

sono un altro tipo di linfociti.

➢ hanno CD1

➢ Non si sa se fanno switch, maturazione di affinità

98

→producono una variabilità anticorpale modesta.

➢ Riconoscono CHO e PROTEINE.

➢ visto che si trovano nella MILZA

→si pensa che servano per agire velocemente su batteri in circolo. Si sa poco di questi linfociti.

MATURAZIONE

DEI LINFOCITI T

Per il TCR avviene lo stesso procedimento[con gli stessi enzimi] di riarrangiamento visto per le IG:

99

non + sui geni di catena pesante e leggera

ovviamente,ma sui geni per il TCR che sono:

• ALFA

• BETA

• GAMMA

• DELTA

Hanno tutti 2 ALLELI ciascuno.

Il processo avviene nel TIMO [Per i B avveniva nel

midollo].

È più complicato però il processo successivo: infatti

porta all 98% di linfociti morti.

Se abbiamo dei deficit negli enzimi del

riarrangiamento [ex. Mutazioni di RAG1 o di RAG 2 o

di Artemis] →avremo un immunoderficienza detta:

SCID [lui la legge SKID]

[sta per: Severe Combined Immuno Deficiencies = immunodeficienza severa e combinata]

→ colpisce sia i linfociti B che T,perchè c’è un danno del meccanismo che hanno in comune.

MATURAZIONE ANTIGENE-INDIPENDENTE

VEDIAMO IL RIARRANGIAMENTO DEI GENI DEL TCR

Esistono 2 tipi di TCR: alfa-beta e gamma-delta

• cromosoma 14 → ha i geni per ALFA-DELTA

• cromosoma 7 → ha i geni per BETA-GAMMA

È impo la posizione dei cromosomi: perché danni in queste regioni dei cromosomi generano i linfomi T

[ma non sono molto frequenti in occidente; in italia infatti la maggior parte dei linfomi sono B].

ORGANIZZAZIONE GENICA DEI LOCUS TCR

Anche qui bisogna costruire

il gene che codifica per il

DOMINIO VARIABILE

del TCR

→che nella linea germinale

non c’è.

Anche qui si effettua il

processo di taglia e cuci per

crearlo → PER LE CATENE:

• BETA e DELTA

→ dobbiamo unire

frammenti VDJ:

[ricorda che beta e

delta sono i

secondi nomi dei

TCR ‘alfa-beta’ e ‘gamma-delta’]

→anche per il TCR si inizia a riarriangiare da questi perché sono più difficili

• ALFA e GAMMA → dobbiamo unire i frammenti VJ

100

Nel cromosoma 14:

il gene della catena DELTA → è

inserito all’ interno di quello della

catena ALFA

[nel riquadro rosso è delta].

Quando faccio un riarrangiamento

di ALFA

→ viene eliminato DELTA:

il motivo per cui δ si trova qui è che

se io riarrangio α non posso

riarrangiare δ

→ quindi una cellula non può

avere sia il recettore ALFA che

quello DELTA.

I TIMOCITI

[deriva dalla cellula emopoietica staminale che ha deciso di differenziarsi in T; è il precursore del linfocita T che si

trova nel timo per maturare]

→ vanno nel timo come PRO-T [sono linfociti DOPPIO NEGATIVI, cioè non esprimono nulla in membrana]

devono esprimere TCR. Per esprimere TCR deve trascrivere i geni delle catene α e δ.

Ma non possono farlo perché manca il dominio variabile delle catene perché manca l’esone che deve essere costruito

col solito processo taglia e cuci.

CD44 → è una MOLECOLA DI HOMING

importante a livello del timo.

Dopo che il timocita ha presentato il TCR → la maturazione

prosegue in maniera un po’ diversa dal linfocita B.

Il timo è formato da CORTICALE e MIDOLLARE.

1) Il timocita arriva nella CORTICALE timica

→ è detto PRO-T [o linfocita DOPPIO NEGATIVO =

cioè non esprime nulla in membrana,

non ha né TCR, CD4,né CD8]

2) e mano a mano che matura

→ si sposta nella MIDOLLARE.

3) Il LINFOCITA T MATURO-VERGINE esce dalla

midollare e va nel circolo sanguigno.

NELLA CORTICALE:

1) il PRO-T inizia il riarriangiamento della catena

BETA(VDJ): che è quella più difficile da costituire

[quindi anche qui la scelta dipende dalla difficoltà].

a. si unisce D+J

b. poi a questi si unisce V.

Finito il riarriangiamento della BETA → si chiama linfocita PRE-T.

101

2) finito questo riarriangiamento,la mette in membrana →

associata a un SURROGATO DI CATENA ALFA [perché la

catena alfa vera non è ancora pronta]: era stata

chiamata x,oggi è chiamata PRE-T-ALFA.

La messa in membrana di questo precursore del

recettore [composto quindi da

CATENA BETA + PRE-T-ALFA] → autoaggrega [senza

bisogno di ligando, come prima per il linfocita B]:

e questo determina la trasmissione di un segnale

all’interno del linfocita

→ che blocca il riarrangiamento di BETA [come al solito:

devo riarrangiare solo 1 allele, non deve produrne altri];

[induce anche proliferazione]

3) e innesca il riarrangiamento di ALFA

→ qui si unisce V+J;

nel taglia e cuci abbiamo l’eliminazione di DELTA.

Attenzione che in questo caso ha solo 2 alleli su cui lavorare [per la catena leggera avevamo 4 alleli].

Se riarriangia correttamente alfa

→ mette in membrana TCR ALFA-BETA;

Se viene messo in membrana TCR

→ viene sempre messo in membrana anche CD3 [serve proprio per la messa in membrana di TCR].

Quando esponde il TCR in membrana:

espone in membrana sia CD4 che CD8: ora è detto DOPPIO POSITIVO

→ mette sia cd4 che cd8, perchè non sa se diventare linfocita T helper o Tcit:

• diventa TH → se il suo TCR riconosce MCH2

• diventa CT → se il suo TCR riconosce MHC1

• Di anticorpi → bastava produrne uno qualsisasi,basta che non riconosca il self;

• ora per il TCR → ne metto uno qualsiasi,ma non deve reagire col self e deve interagire con MCH [se

interagisce con MHC2 diventa t helper, quelli che interagiscono con MHC1 diventano T cit].

Vengono eliminati tutti i linfociti che riconoscono il SELF.

Per le catene GAMMA-DELTA: il riarrangiamento VDJ non è obbligatorio:

si può anche inserire più di 1 segmento D → tra V e J.

Infatti sono le catene che hanno meno frammenti a disposizione da riarrangiare

→e con questo sistema aggiungono una variabilità in più.

Anche qui abbiamo una variabilità data dai vari tipi di V, D e J [=si parla di variabilità COMBINATORIA],

ma anche una variabilità data dall’inserzione di basi azotate casuali con il metodo visto prima

[vedi Artemis, TdT ecc; si parla di VARIABILITÀ GIUNZIONALE]. Così si ha grande variabilità.

102

MATURAZIONE DEI LINFOCITI T

1) PRIMA DELLA NASCITA:

prevale il riarrangiamento GAMMA-DELTA e quindi si

producono soprattutto linfociti T gammadelta, perché; i primi

linfociti che lasciano il timo infatti sono gama-delta e

colonizzano gli epiteli

→sono coinvolti nella prima risp contro gli agenti invasori.

2) DOPO LA NASCITA:

prevale il riarriangiamento ALFA-BETA prevale su quello di

gammadelta.

Gamma-delta non può essere espresso come pre-TCR →quindi è

svantaggiato nella sua messa in membrana: cioè si mette solo quando si

hanno gamma e delta entrambi pronti nello stesso momento [quindi

non è possibile mandare in membrana un surrogato di una catena, che la sostituisce momentaneamente].

SELEZIONE TIMICA

Siamo allo stadio di linfocita doppio positivo.

Ora deve capire se può essere usato per gli MHC di quel soggetto in

particolare.

Una quota di linfociti: non è riuscito a riarrangiare le catene alfa e

beta

e dunque non riesce a mettere in membrana il TCR → questi linfociti

muoiono per apoptosi.

Quelli che riescono: vanno incontro a SELEZIONE POSITIVA [nei

linfociti B non c’era]

→cioè si selezionano i linfociti che hanno un TCR in grado di

interagire coi MHC di quel determinato soggetto.

I linfociti doppi positivi dunque interagiscono con le CELLULE

EPITELIALI TIMICHE: che hanno sia MCH1 che MHC2

→ sono APC che si trovano solo nel timo.

VEDIAMO COME AVVIENE LA SELEZIONE POSITIVA

→ I TIMOCITI IL CUI TCR INTERAGISCE:

• IN MANIERA DEBOLE CON MHC-2:

[debole perchè c’è interazione → ma non è sufficiente ad

attivare il timocita]

questi timociti ricevono un SEGNALE DI SOPRAVVIVENZA

→che fa si che proseguano la maturazione in senso TH.

• IN MANIERA DEBOLE CON MCH-1:

ricevono un SEGNALE DI SOPRAVVIVENZA

• →che fa si che proseguano la maturazione in senso CT.

• SE NON RICONOSCE NESSUNA MHC:

muore per APOPTOSI → perché I timociti DOPPI POSITIVI :

sono destinati a morire a meno che non ricevano un segnale

di sopravvivenza.

• RICONOSCE MHC POTENTEMENTE:

il segnale forte che riceve,lo induce ad APOPTOSI → perché

questo linfocita T è pericoloso!

103

L’interazione infatti deve essere debole! perchè non voglio che i linfociti vengono attivati dalle mie

MHC,perchè sarebbero CELLULE AUTOREATTIVE [=cioè reagiscono contro il self].

Il linfocita dunque scopre se lega MCH1 o MHC2 → e quindi se differenzia in TH o CT.

SE RICONOSCONO:

• MHC1 → spengono CD4: e tengono CD8 = cioè diventano CT

• MCH2 → spengono CD8,e tengono CD4 = cioè diventano TH

In questo stadio, è un timocita SINGOLO POSITIVO: cioè ha solo CD4 o CD8. STOP

A questo punto, abbiamo un timocita che riconosce debolmente MHC → ma non posso ancora mandarlo in periferia.

Ora devo controllare se il timocita è reattivo nei confronti dei peptidi self [endocitati o citosolici] dentro MHC

→ non deve riconoscere il self!

il linfocita SINGOLO POSITIVO va dunque incontro a SELEZIONE NEGATIVA:

siamo NELLA MIDOLLARE del timo;

le cellule epiteliali timiche producono e presentano PEPTIDI SELF di ogni genere

[si parla di proteine ectopiche]: li producono non perché le

servono questi peptiti,

ma per presentarli al linfocita T e vedere se questo li riconosce [ad

es producono insulina e la presentano al linfocita T, anche se a loro

l’insulina non serve]:

• Se il linfocita T riconosce il pepetide self in modo FORTE

→ muore per APOPTOSI

• quelli che riconosco il peptide self LIEVEMENTE → non

vengono eliminati,ma diventano T REGOLATORI!

Viene attivato in loro FOXP3

che è un fattore di trascrizione

che attiva la differenziazione in T regolatore.

Questi impediscono attivazioni inappropriate

degli altri linfociti T

→ quindi controllano che non ci sia un giro una risposta

autoimmune).

Il timo quindi permette la maturazione non solo gli helper e i citotossici, ma anche dei linfociti T regolatori.

Quindi:

➢ I TH e CT rilasciati nel circolo sanguigno

→ non sono autoreattivi.

➢ I T regolatori che vengono rilasciati invece → sono poco autoreattivi,ma sono inibitori:

quindi riconosce il peptide-self,

per bloccare qualsiasi linfocita effettore che riconosce il peptide-self.

Esiste una malattia ereditaria in cui foxp3 non funziona:

in questo caso non produco dunque i linfociti T regolatori

→ non abbiamo più dunque questa ‘pulizia’ dei linfociti autoreattivi:

dunque questi linfociti autoreattivi sviluppano malattie autoimmunitarie [=aggrediscono i tessuti periferici].

I FATTORI TRASCRIZIONALI che sembrano coinvolti nella capacità delle cellule timiche

di esprimere un ampio spettro di proteine specifiche degli altri tessuti [quindi sono self; es insulina]

sono molti → tra cui c’è AIRE:

• se è mutato dà origine a una malattia autoimmune aggressiva

• è importante anche per la differenziazione dei linfociti T regolatori.

104

La selezione negativa coinvolge anche le APC: soprattutto DENDRITICHE e MACROFAGI:

arrivano nella midollare col sangue → e portano nel timo proteine che hanno captato in periferia:

portano quindi un campione generale di proteine del corpo

[quindi oltre le proteine che già le cellule epiteliali timiche riescono a produrre].

Quindi fin’ora ho eliminato i linfociti T che:

• non sono riusciti a mettere TCR

• non hanno riconosciuto debolmente MHC

• reattivi contro MHC - e peptidi self del mhc

→quindi muoiono il 98% dei linfociti T , solo il 2% si porta nel circolo sanguigno.

Il controllo della selezione dei linfociti T

→ è molto più raffinato del controllo fatto per i B:

infatti in circolo abbiamo molti B autoreattivi

→ma non è un problema, perché il B non si attiva se non c’è il T che lo attiva

[e generalmente i T autoreattivi in circolo non ci sono, visto che la selezione è più rigida];

quindi un B reattivo in giro è + difficile che mi causi malattia; invece basta un T eattivo a causarmi una malattia.

SCELTA DIFFERENZIATIVA TRA CD4 O CD8

Cosa induce il linfocita DOPPIO POSITIVO a tenere CD4 o CD8? CI SONO 2 MODELLI PER SPIEGARLO:

1) MODELLO ISTRUTTORIO:

Se il TCR di questo timocita, generato casualmente,

ha specificità,

ha capacità di interagire con un complesso peptide

SELF- MHC1 [è la selezione positiva rivedi prima]

→questo significa che quando il suo TCR trova il

ligando

• contemporaneamente anche il CD8

trova il suo ligando,

• mentre il CD4 no,

e questo potrebbe dare un segnale

all' interno del timocita che lo istruisce a

• mantenere l'espressione del CD8

• e a spegnere l'espressione del CD4

cioè un'informazione che gli dice che il corecettore

rilevante, quello che lui usa quando riconosce

l'antigene è il CD8 e non è il CD4, quindi quello deve continuare ad essere espresso mentre l'altro no;

questo è il modello istruttivo

105

→ cioè in cui ci sono dei segnali che suggeriscono al timocita quale è il corecettore utile.

Quindi l’ipotesi prevede che MHC1 e MHC2 diano segnali diversi. Si preferisce questa ipotesi.

Ancora però non si sa qual è la differenza del segnale dato da MHC1 e MHC2.

2) MODELLO STOCASTICO o CASUALE:

Invece, il modello stocastico o casuale prevede che ogni timocita doppio positivo a caso

cominci a spegnere l'espressione o del CD4 o del CD8

→indipendentemente dal sapere se il suo TCR è capace di riconoscere

un peptide nella tasca di MHC1 o MHC2, è un processo casuale; quindi cosa succede? che

poi, sopravvivono e quindi completano la maturazione

soltanto quei timociti che casualmente hanno fatto la scelta giusta:

cioè che ad esempio avendo il TCR capace di vedere, ad avidità intermedia, un certo peptide SELF nella tasca

MHC1, tutti quei timociti che sono in questa condizione e che casualmente hanno spento l'espressione del

CD4, quindi hanno mantenuto il CD8, c'hanno azzeccato, e sopravvivono e diventano linfociti T; tutti quelli

che hanno effettuato casualmente la scelta sbagliata muoiono per apoptosi.

Questa ipotesi non è assurda,perchè questo linfocita prima di fare questa scelta,ha proliferato,quindi se

muore,non ha fatto i passaggi precedenti(cioè produzione del TCR) per niente.

Il passaggio da doppio positivo → a singolo positivo: segna il completamento della maturazione del linfocita T.

INFO RICAVATE DALLE DISPENSE DI DIANZANI

I FAGOCITI:

• I MACROFAGI → sono anche APC.

• I GRANULOCITI → non sono APC. Sono importanti nelle infiammazioni acute.

I monociti restano nel sangue 8 ore → dopo di che migrano nei tessuti e si differenziano in macrofagi.

I macrofagi normalmente sono in stato quiescente → quando incontrano un materiale da fagocitare si attivano.

Le citochine infiammatorie e immunitarie sono in grado di potenziare l’attività dei macrofagi; i macrofagi producono

molte citochine.

Transcitosi →quando il materiale attraversa la cellula senza essere digerito al suo interno.

NUMERO DI ANTICORPI/TCR:

• I LINFOCITI B:

➢ nel loro insieme possono produrre oltre 1010 anticorpi diversi →in grado di riconoscere antigeni

diversi

➢ ogni linfocita B e la sua progenie → può produrre 1 solo tipo di anticorpo, specifico per un solo

determinato antigene

• I LINFOCITI T:

➢ anche loro nel loro insieme possono produrre oltre 1010 TCR diversi

➢ ciascun linfocita T e la sua progenie → può produrre 1 solo tipo di TCR, specifico per 1 solo

determinato antigene.

La progenie di un linfocita → è detta CLONE.

106

CORREZIONI:

NEL LINFONODO

I LINFOCITI B

riconoscono l’antigene in nativa ,portato dalla linfa → ma devono ricevere il 2° segnale di attivazione dai THF nella

paracorticale.

Quindi si attivano e insieme ai THF formano il follicolo 2°.

Quindi le plasmacellule migrano nella midollare e qui secernono anticorpi nel vaso linfatico efferente.

Il TH indica al linfocita B che deve maturare: cioè che deve effettuare in ordine [fig pag 68]

1. maturazione di affinità

2. switch

Il linfocita B attivato dal TH → diventa centroblasto, e cosa fa:

1. prolifera formano centrociti → questi effettuano la maturazione di affinità

2. i centrociti provano il loro nuovo anticorpo sulla cellula dendritica:

A. se riconoscono un antigene → effettuano switch isotipico;

e poi diventano plasmacellule o cellule della memoria.

B. se non riconoscono → muoiono

LE IG PRODOTTE:

1. linfocita B immaturo → solo IGM

2. linfocita B maturo → IGM + IGD

3. linfocita B attivato = centroblasto → niente

4. centrocita → tante IGM[penso] modificate

5. plasmacellule e linfociti B della memoria → tante IG diverse [hanno fatto lo switch]

➔ quindi nella risposta 1°: si producono tante IG diverse [non solo le igm!]

→ questo però avviene nella fase tardiva della risposta 1°.

Nella prima parte della risposta 1° invece: abbiamo una grande produzione di IGM

→infatti alcuni linfociti B attivati, non fanno parte dei follicoli linfatici 2°, ma differenziano in altre zone in

plasmacellule: queste plasmacellule non hanno effettuato lo switch, e dunque sono le responsabili di questa

produzione iniziale di IGM.

Infatti, il processo di ipermutazione somatica e switch → richiede tempo:

• mentre avviene questo processo → intanto le plasmacellule non coinvolte nel follicolo rilasciano IGM

• quando questo processo è terminato, in fasi tardive della risposta 1°: le plasmacellule del follicolo cominciano

a produrre classi anticorpali diverse.

PERCHE’ NELLA RISPOSTA 2° → LA RISPOSTA ALL’ANTIGENE E’ PIU RAPIDA ED EFFICACE?

Perché ho subito pronte le cellule della memoria → che hanno già pronto lo switch!

Quindi producono subito IGG [che sono più affini rispetto alle IGM], e pochissime IGM;

quindi qui non dobbiamo aspettare che avvenga tutto il processo nel follicolo.

I LINFOCITI T

invece devono essere attivati da una APC → riconoscono MHC1[I CT] o MHC2[I TH]

I CT attivati migrano nei tessuti → anche qui devono legare la cellula infettata tramite MHC1[però comunque questi T

avevano bisogno di un’attivazione iniziale nel linfonodo ad opera di una APC].

I TH attivati: restano nell’organo linfatico 2° [penso] e producono citochine.

107

-FISSAZIONE DEL COMPLEMENTO

-IG PRODOTTE NELLA RISP IMM 1°

• IGG

• IGM

OPSONIZZAZIONE • IGG

• IGE

SECREZIONE • IGA

• IGM