CITOCHINE E CHEMOCHINE La fase effettrice dei meccanismi aspecifici di difesa e dell’immunità mediata dai linfociti T nei confronti di microrganismi esterni, come virus e batteri, è in gran parte mediata da proteine con azione CITOCHINE, di tipo ormonale, prodotte denominate principalmente dai linfociti T e dai macrofagi. Le citochine costituiscono anche il linguaggio molecolare per la comunicazione tra le diverse cellule del sistema immunitario e tra queste e altri sistemi. La funzione delle citochine è quella di attivare la risposta immunitaria in presenza dell’antigene, stimolare la crescita e il differenziamento dei linfociti nelle prime fasi e attivare poi le diverse cellule deputate all’eliminazione dell’antigene durante la fase effetrice della risposta immunitaria. Le citochine prodotte dai macrofagi sono anche chiamate MONOCHINE, quelle prodotte dai linfociti LINFOCHINE mentre quelle dotate di attività chemiotattica sono denominate CHEMOCHINE. La nomenclatura attuale le ha definite tutte come INTERLEUCHINE, contrassegnandole dalla sigla IL seguita da un numero. CARATTERISTICHE GENERALI DELLE CITOCHINE L’azione Delle Citochine Può Essere: •AUTOCRINA (quando si lega alla cellula che l’ha prodotta) •PARACRINA (quando si lega ad una cellula vicino) •ENDOCRINA (quando si lega ad una cellula molto distante) L’effetto biologico delle citochine può essere: •PLEIOTROPICO (Azione su diverse cellule) •RINDONDANTE (esistono più citochine con la stessa azione) •SINERGICO (l’azione combinata di due citochine è maggiore della somma degli effetti delle singole) •ANTAGONISTA (azione inibente di una citochina nei confronti di un’altra) L’azione delle citochine viene svolta grazie al legame con recettori specifici presenti sulla cellula bersaglio. Questi recettori hanno un’elevata affinità di legame e la loro espressione può essere regolata dallo stato funzionale della cellula bersaglio. I recettori possono essere raggruppati in 4 famiglie principali: recettodi ri I e II tipo, recettori della superfamiglia delle Ig, recettori per il TNF e recettori a 7 domini a-elica transmebrana. Recettori delle citochine CLASSIFICAZIONE FUNZIONALE Mediatori dell’immunità innata:TNF, IL1, IL6 e IL12, IL15, IFN Mediatori dell’immunità specifica: IL2, IL4, IL5, IL6 e TNF Fattori di crescita del sistema ematopoietico: IL3, IL7 Citochine dell’immunità innata Vengono prodotte principalmente dai fagociti mononucleati in risposta ad agenti infettivi quali il LPS e RNA virale. La maggior parte di queste citochine regola le risposte infiammatorie precoci contro i microrganismi. Oltre ai macrofagi anche le NK pruducono queste citochine durante le reazioni immunitarie innate. Citochine dell’immunità specifica Vengono prodotte principalemte dai linfociti T in risposta al riconoscimento dell’antigene. Hanno un’attività regolatoria su crescita e differenziamento delle diverse popolazioni linfocitarie. E attivano così le risposte immunitarie T-dipendenti. Altre citochine invece agiscono sulle cellule effettrici specializzare, es i macrofagi, per stimolare l’eliminazione dell’antigene. Citochine che stimolano l’ematopoiesi Vengono prodotte dalle cellule stromali del midollo osseo, dai leucociti e da altri tipi cellulari. Stimolano la crescita e il differenziamento dei leucociti immaturi. NB: Ovviamente questa non è una distinzione assoluta. Ogni citochina può agire sia nell’immunità innata che in quella assoluta TNF fattore di necrosi tumorale •È il principale mediatore della risposta infiammatoria acuta. I fagociti attivati sono la principale fonte di questa citochina. Il TNF si lega a recettori TNFRI e TNFRII che sono presenti sulla superficie di quasi tutti i tipi cellulari. •La principale funzione del TNF è quella di reclutare neutrofili e monociti nei siti di infezione e di attivare le funzioni microbicide di queste cellule. •In TNF inoltre può: •Indurre l’espressione di molecole di adesione (selettine e ligandi delle integrine) sulla superficie delle cellule endoteliali. •Stimolare le cellule endoteliali e i macrofagi a secernere chemochine. •Stimolare i macrofagi a secernere IL1. classico esempio di effetto rindondante! Il TNF inoltre agisce sull’ipotalamo e stimola la produzione di prostaglandine, inducendo la febbre. Per questo motivo viene chiamato anche Pirogeno endogeno. IL-1 •La funzione principale di questa citochina è quella di regolare la risposta infiammatoria. Agisce sinergicamente con il TNF e viene prodotta rpincipalemente dai fagociti attivati. •Esistono due forme (alfa e beta) dove la forma più frequente in circolo è quella beta. •Gli effetti sono molto simili a quelli del TNF: A basse concentrazioni induce l’espressione delle molecole di adesione. Ad alte concentrazioni entra in circolo agendo a livello sistemico dove induce gli stessi effetti del TNF. IL-6 •È una citochina coinvolta della regolazione sia dell’immunità innata che in quella specifica. Viene prodotta da fagociti e da altri tipi cellulari in risposta a microrganismi o dopo la stimolazione di altre citochine come IL1 e TNF. •La sua forma attiva è un omodimero che ha diverse funzioni: •Stimola la produzione di proteine della fase acuta •Stimola la crescita dei linfociti B e il differenziamento dei neutrofili. IL-10 •È una citochina antiinfiammatoria e inibisce l’azione dei macrofagi e delle cellule dendritiche. È un monometo e lega recettori di tipoII. È prodotta dai macrofagi attivati e in piccole quantità anche dai linfociti T. Le principali attività dell’IL10 sono: •Inibizione della produzione di IL12 •Inibizione dell’espressione di molecole costimolatorie e di MHC di classe II. IL-12 •L’IL12 è uno dei mediatori delle prime fasi della risposta immunitaria innata contro i microrganismi intracellulari. Viene prodotta da fagociti monunucleati e da cellule dendritiche attivate. Le attività biologiche dell’IL12 sono: •Indurre la produzione di INFg da parte delle cellule NK e linfociti T •Indurre il differenziamento di linfociti T helper CD4+ in cellule Th1 •Potenziare l’attività citotossica delle cellule NK e dei linfociti T citotossici. Funzioni delle cellule NK Le NK rispondono all’IL-12 prodotta dai macrofagi e secernono INF-γ, che a sua volta attiva i macrofagi a uccidere i microbi fagocitati IL-2 •L’IL2 è un fattore di crescita per o linfociti T stimolati dall’antigene ed è responsabile dell’espansione clonale a cui tali cellule vanno incontro dopo il riconoscimento. •Viene principalmente prodotta da linfociti TCD4+ ma anche, in misura ridotta da linfociti T CD8+. •L’IL2 induce anche proliferazione di altre cellule immunitaria: es le NK. IL-4 •L’IL4 rappresenta il principale stimolo per la produzione di anticorpi IgE (scambio isotipico) e per lo sviluppo dei Th2 da linfociti T. •I principali produttori di IL4 sono i linfociti CD4+ Th2 ma può essere prodotta anche da mastociti e basofili. INFg •L’INFg è la principale citochina attivatrice dei macrofagi e svolge importanti funzioni sia nell’immunità innata che in quella specifica. •Stimola l’espressione da parte delle APC delle molecole MHC di classe I e II e di molecole costimolatorie. •Promuove il differenziamento dei linfociti TCD4+ in Th1 e inibisce la produzione di Th2 •Agendo sui linf. B promuovo lo scambio verso alcune sottoclassi di IgG (IgG2) inibendo allo stesso tempo l’azione dell’IL4 Le chemochine Sono dei piccoli peptidi ad azione chemiotattica cioè in grado di richiamare i leucociti: REGOLANO LA MIGRAZIONE CELLULARE Le chemochine sono divise in famiglie il cui nome è stato attribuito in base alla presenza, nella sequenza peptidica, di 2 cisteine vicine (CC) o separate da uno o più aminoacidi (CXC) Durante i processi infiammatori le CC agiscono principalemte sui monociti, linfociti ed eosinofili, mentre quelle che fanno parte della sottofamiglia CXC agiscono sui neutrofili. Le azioni biologiche delle chemochine sono: •Reclutare i linfociti nei siti di infezione •Regolare il traffico linfocitario e leucocitario nei tessuti linfoidi periferici •Essere coinvolte nello sviluppo di organi non linfoidi. Chemiotassi e molecole di adesione La chemiotassi è un fenomeno complesso che viene definito come la capacità delle cellule del circolo sanguigno di migrare dal sangue alla sede di un processo infiammatorio in atto o in un sito di infezione. Il reclutamento dei leucociti nel sito di infezione avviene attraverso meccanismi che richiedono l’intervento di numerose molecole. Le molecole di adesione sono presenti sulla superficie delle cellule endoteliali, dei leuociti e nella matrice tissutale. Svolgono un’importante ruolo nella regolazione dei processi multicellulari e assicurano un adeguata interazione fra le cellule. Regolano la morfogenesi, il differenziamento e la mobilità cellulare; sono essenziali per la migrazione nell’apoptosi. leucocitaria e intervengono Il fenomeno della chemiotassi Il processo che porta alla fuoriuscita dei vasi dei leucociti è chiamato EXTRAVASAZIONE e si verifica in 4 fasi. 1.Legame reversibile del leucocita all’epitelio vascolare (rotolamento). 2.Stadio di ARRESTO dove il leucocita è legato all’endotelio in modo irreversibile 3.Stadio di ADESIONE STABILE in cui il leucocita è saldamente ancorato e il rotolamento è bloccato 4.DIAPEDESI in cui il leucocita extravasa ossia attraversa la parete endoteliale. Diverse fasi dell’adesione del leucocita alla parete del vaso. rotolamento arresto Adesion e stabile diapedesi Lume vasale endotelio tessuto La migrazione dei leucociti verso i tessuti è sotto lo stretto controllo ci alcume chemochine come l’interleuchina 8 (IL-8). L’IL-8 è rilasciata dai macrofagi che per primi incontrano i patogeni e reclutano i neutrofili che entrano poi nel tessuto attraverso i passaggi elencati.