IMMUNODEFICIENZE
IMMUNOSOPPRESSIONE
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Fisiologica
Terapeutica
Congenita
Acquisita
Rigetto o non rigetto?
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Perché il feto non viene rigettato?
Alcuni possibili meccanismi
Progesterone è immunosoppressivo
L’alfa-fetoprpoteina nel liquido amniotico è immunosoppressiva
Il plasma della madre contiene una proteina immunosoppressiva
(PAPP-A, forse prodotta dall’endometrio)
La decidua e i linfonodi regionali contengono elementi cellulari
soppressori
I macrofagi uterini sono immunosoppressori
L’epitelio dell’endometrio perde gli antigeni MHC di classe I e li
sostituisce con antigeni del trofoblasto (TLX)
Il sinciziotrofoblasto non contiene atigeni MHC né di classe I di classe
II.
Neutrofili
Granulociti
Eosinofili
Basofili
Leucociti
Monociti
T helper
T
T citotossici
Linfociti
B
Natural Killer
Valutazione delle componenti umorali
del sistema immunitario
IMMUNODEFICIENZA
• quadro clinico e anatomo-patologico eterogeneo
• aumentata suscettibilità alle infezioni
• aumentata incidenza di neoplasie
• aumentata incidenza di manifestazioni autoimmuni
IMMUNODEFICENZA PRIMITIVA
O CONGENITA
(dovuti ad un difetto ereditario)
IMMUNODEFICIENZA SECONDARIA
O ACQUISITA
(causati da una noxa esterna)
IMMUNODEFICIENZA PRIMITIVA
IMMUNITA’ NATURALE
IMMUNITA’ SPECIFICA
• deficit dei fagociti
(dovuti ad un anomalo sviluppo, funzione
effettrice o immunoregolatoria)
• deficit del complemento
• deficit dell’immunità umorale (infezioni
ricorrenti
da
piogeni,
aumentata
suscettibilità ad alcune infezioni virali e ad
alcuni parassiti intestinali)
• deficit dell’immunità cellulo-mediata
(aumentata suscettibilità alle infezioni da
virus, miceti, batteri intra-cellulari e
protozoi)
• deficit combinati
Le infezioni ricorrenti suggeriscono
una diagnosi di immunodeficienza
• Storia di infezioni ricorrenti
• Da batteri piogeni legata prevalentemente a
carenze anticorpali del complemento o
fagocitarie
• Da virus legata prevalentemente a difetti
della risposta mediata dai linfociti T
Disgenesi
molecolare
SCID
Sindrome
di Di
George
Deficienza
adesione
leucocitaria
Sindrome di
Chediak
Higashi
Sindrome da iper
IgM legata al sesso
Sindrome
di Bare
Agammaglobulinemi
a legata al sesso
Ipogammaclobuline
mia comune variabile
Difetti di sottoclassi
Deficienza adesione
leucocitaria
Deficit di
mieloperossidasi
Malattia
grabulomatosa
cronica
Da: Immunologia Infezione Immunità (Pier – Lyczak, Wetzler. Ed PICCIN)
SCID
Da: Kuby
SCID
Il difetto di Adenosina
DeAminasi
(ADA)
e
Nucleotidi Purinici (PNP)
induce
l’accumulo
di
metaboliti purinici tossici
per i linfociti
Da: Immunologia Infezione Immunità (Pier – Lyczak, Wetzler. Ed PICCIN)
Da:Kuby
Genetic defects associated with
immune deficiency or abnormalities
Based on a review by Leonard, Curr Opin Immunol 2000;12:465-467.
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© 2005 Elsevier
Sindromi da immunodeficienza
Sindromi da immunodeficienza
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Sindromi da immunodeficienza
SINDROME DI DI GEORGE
Patologia, denominata anche ipoplasia timica, caratterizzata dall’assenza del timo e delle
paratiroidi; si manifesta subito dopo la nascita ed è causato da un anomalo sviluppo della terza
e quarta tasca faringea. E’ associata ad altre malformazioni. La sua comparsa si associa:
• ad abuso di alcool da parte della madre,
• a traslocazioni che coinvolgono il cromosoma 22,
• ereditarietà di tipo autosomico dominante.
Come conseguenza dell’ipoplasia timica, i linfociti T non maturano, e non sono presenti in
periferia o lo sono in numero molto ridotto, e, in questo ultimo caso non proliferano in
risposta agli attivatori policlonali; oltre ad una disfunzione delle reazioni immuni di tipo
cellulo-mediato può anche essere presente una alterazione della sintesi di immunoglobuline.
Con l’età la funzione T tende a migliorare, probabilmente grazie sia alla presenza di residui
timici che al processo di maturazione dei linfociti T in tessuti extra-timici.
Recentemente, è stato identificato un difetto genetico in un membro della famiglia dei fattori di
trascrizione T-box, TBX1, come causa dei difetti presenti in questa sindrome.
TOPO NUDO
Modello animale di immunodeficienza. Un difetto ereditario localizzato in un gene recessivo
localizzato sul cromosoma 11, che interessa le cellule epiteliali cutanee e il pavimento della
terza e quarta tasca faringea. Nei topi omozigoti si manifesta il fenotipo caratterizzato
dall’assenza del pelo e dall’ipoplasia timica. Come per l’uomo, non si verifica la maturazione
dei linfociti T che sono assenti o quasi nei tessuti linfoidi periferici. Non sono quindi presenti
risposte immunitarie cellulo-mediate, quali il rigetto di allotrapianti, la DTH e la risposta
anticorpale verso antigeni proteici timo-dipendenti. I topi nudi sono suscettibili a molte
infezioni ma riescono ad eliminare alcuni batteri-intracellulari, grazie alla presenza di un
numero normale di linfociti natural killer (NK), che, tramite la produzione di IFN-g, sono in
grado di attivare le capacità microbicide dei macrofagi.
SCID (Severe Combined Immunodeficiency)
Questa immunopatologia comprende un gruppo eterogeneo di sindromi cliniche, caratterizzate
dalla forte diminuzione o assenza di linfociti T funzionali, associata in vario modo a deficit di
altre popolazioni linfocitarie e leucocitarie. E’ la conseguenza di mutazioni che avvengono in
geni diversi, ereditate in modo autosomico recessivo o recessivo legato al cromosoma X. Tutti
i tipi di microrganismi determinano infezioni nei pazienti, con prevalenza delle infezioni
opportunistiche. L’immunodeficienza, in mancanza di un opportuno intervento, porta a morte i
pazienti entro il primo anno di vita.
• SCID con ipoplasia emopoietica generalizzata: forma più grave di SCID, con deficit della
serie cellulare linfoide e mieloide per un difetto differenziativo della cellula staminale
totipotente (assenza di immunità specifica e naturale).
• Agammaglobulinemia di tipo svizzero: trasmissione ereditaria autosomica recessiva;
mancato sviluppo della cellula staminale linfoide.
• Sindrome del linfocita nudo: tramissione autosomica recessiva; assenza delle molecole
MHC II, dovuta a mutazioni che interessano i geni regolatori dell’espressione delle molecole
MHC; incapacità delle APC di presentare l’antigene ai linfociti T CD4, con conseguente
deficit delle risposte DTH e delle risposte anticorpali T-dipendenti.
• SCID con trasmissione recessiva legata al cromosoma X: mutazione del gene codificante
per la catena g comune utilizzata da diversi recettori delle citochine, quali IL-2, IL-4, IL-7, IL9, IL-15 e IL-21.
Figure 11.25 (1) A defect in the common chain gamma of the cytokine receptors IL-2, IL-15, IL-4, IL-7, and IL-9 leads
to a SCID, with loss of both T and NK cells. A similar deficiency results from mutation in the janus kinase (Jak3), which
transduces signals from the gamma chain. Note that IL-2 and IL-15 have three chains in their high-affinity receptor,
whereas IL-4, IL-7, and IL-9 have only two chains. (2) Absence of the specific IL-7R chain also produces a severe
immunodeficiency, but this primarily affects T cell development.
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SCID (Severe Combined Immunodeficiency)
• SCID con deficit di adenosina deaminasi (ADA): trasmissione autosomica recessiva; deficit
enzimatico di ADA (che converte adenosina e deossiadenosina in inosina e 2-deossinosina)
dovuto a mutazione o delezione del relativo gene, seguito da accumulo intracellulare di
substrati enzimatici tossici per il linfocita T.
• SCID con deficit di purina nucleoside fosforilasi (PNP): forma rara con trasmissione
autosomica recessiva; mutazione del gene che codifica per PNP, enzima catalizzante la tappa
successiva a quella dell’enzima ADA; accumulo di metaboliti tossici nei linfociti T.
Immunodeficienze combinate gravi
TOPO SCID
Modello animale di immunodeficienza di tipo SCID. Originatosi da una mutazione spontanea
in un ceppo inbred; sono assenti sia i linfociti T che B per un blocco precoce nella
maturazione dai precursori midollari. Il difetto consiste in un’alterazione di DNA-PKCS,
(DNA-dependent protein kinase), una proteina coinvolta nel processo di riparazione delle
rotture del doppio filamento di DNA, tappa finale del processo di riarrangiamento V(D)J
necessario per la generazione di recettori specifici per l’antigene dei linfociti T e B. il
recettore per l’antigene non viene espresso ed i linfociti in via di maturazione vengono
eliminati in vivo.
In una piccola percentuale di animali è presente un piccolo numero di linfociti T e B maturi;
questo fenotipo, definito “leaky”, è caratterizzato da un repertorio linfocitario limitato.
Un altro tipo di modello animale che presenta un fenotipo simile a quello dei topi SCID, è
rappresentato dai topi knockout per il gene RAG-1 o RAG-2 (Recombination-Activating
Gene), geni i cui prodotti proteici sono anche essi coinvolti nel processo di riarrangiamento
delle sequenze V(D)J.
Difetti di attivazione dei linfociti T
Difetti di sviluppo e attivazione dei linfociti T.
Es.: deficienza di molecole di classe II
L’assenza di molecole di classe II nel timo non
IN PIU’
permette la Assenza
selezione
positiva
dei linfociti T CD4+
di presentazione antigenica
Cellule epiteliali
della corticale timica
MHC classe II +
Linfociti T CD4+
Cellule epiteliali
della corticale timica
MHC classe II -
Linfociti T CD8+
28
Difetti funzionali e regolatori
dei linfociti T
SINDROME LINFOPROLIFERATIVA LEGATA AL CROMOSOMA X (XLP)
SH2D1A gene: SLAM-Associated Protein (SAP),
Signalling Lymphocytic Activation Molecule (SLAM)
Esempio di patologia in cui un difetto immunitario
caratterizzato da una risposta proliferativa abnorme dei
linfociti T causa immunodeficienza. In tali pazienti è
stata individuata una mutazione del gene SH2D1A,
codificante per SAP (SLAM-associated protein), una
proteina citoplasmatica in grado di legare SLAM
(signalling lymphocytic activation molecule). SLAM è
una proteina transmembrana la cui espressione sulla
superficie dei linfociti aumenta dopo attivazione
cellulare; il legame tra SAP e SLAM media un segnale
inibitorio.
Per ragioni non ancora chiare, mutazioni a carico di
SAP determinano una proliferazione abnorme dei
linfociti T di individui infettati dal virus di EpsteinBarr, una eliminazione virale inefficace, la comparsa di
linfoma o ipogammaglobulinemia.
Sindrome da iper-IgM
Per l’attivazione dello scambio isotipico delle Ig
i linfociti B
necessitano di un secondo segnale
31
Le cellule T adiuvanti stimolano la proliferazione e
poi il differenziamento (switch isotipico) delle cellule B
X
X
32
AGAMMAGLOBULINEMIA DI BRUTON
Malattia caratterizzata dall’assenza di gammaglobuline nel siero; è causata dalla mutazione di
un gene situato sul braccio lungo del cromosoma X che codifica per una tirosin-chinasi (btk)
specificamente espressa dai linfociti durante le fasi di differenziazione dei linfociti B. Gli
individui che presentano tale deficit hanno cellule pre-B con catene m normali in cui non si
verifica il successivo riarrangiamento delle catene leggere, a causa della mancata
produzione di una btk funzionale. Quindi le cellule pre-B sono presenti in numero normale nel
midollo osseo, mentre i linfociti B sono assenti o fortemente ridotti in circolo e nei tessuti
linfoidi.
Sono colpiti solo gli individui di sesso maschile, mentre le donne, che sono portatrici sane,
presentano un fenotipo normale.
I neonati sono asintomatici, per la presenza di immunoglobuline di origine materna.
IMMUNODEFICIENZA COMUNE VARIABILE
Questo gruppo di immunodeficit è caratterizzato da un difetto nella produzione anticorpale, ed
è ereditato come tratto autosomico.
E’ solitamente diagnosticato nella tarda infanzia o nell’adolescenza.
I livelli sierici di IgG ed IgA sono bassi, mentre circa la metà dei pazienti presenta livelli
sierici di IgM normali. Il numero di linfociti B circolanti è normale o ridotto, e queste cellule
possono proliferare in risposta alla stimolazione antigenica, ma non riescono a differenziarsi
in plasmacellule.
Diversamente dai pazienti con agammaglobulinemia legata al sesso, la proliferazione dei
linfociti T in risposta ai mitogeni è diminuita nel 40% dei pazienti con immunodeficienza
comune variabile. Questi pazienti presentano un’alta incidenza di tumori linfoidi e a carico del
tratto gastrointestinale, nonché di malattie autoimmuni.
Questa immunodeficienza è stata attribuita a molteplici alterazioni, quali un difetto intrinseco
dei linfociti B, o una deficitaria cooperazione da parte delle cellule T. Le cause molecolari
sono note solo per un ristretto gruppo di pazienti. Ad esempio, in alcuni di questi sono state
riscontrate delezioni del gene codificante ICOS (inducible T-cell costimulator), una
proteina transmembrana espressa selettivamente sulla superficie dei linfociti T attivati. Il
legame di ICOS al suo ligando induce un aumento nella proliferazione cellulare T e nella
produzione di citochine, specialmente di IL-10, che è stata implicata nel differenziamento dei
linfociti B in plasmacellule.
DEFICIT SELETTIVI DI ISOTIPI IG
• deficit selettivo di IgA: forma più comune di deficit selettivo di isotipi di Ig (incidenza di
1:800); deficit primario (modalità di trasmissione autosomica dominante o recessiva) o
acquisito (in seguito all’azione di farmaci o ad infezioni contratte durante la vita intrauterina); caratteristiche cliniche variabili, che vanno dalla normalità all’aumentata incidenza
di infezioni dell’apparato respiratorio e gastrointestinale, associate ad una maggiore
suscettibilità a malattie autoimmunitarie; patogenesi dovuta ad un blocco della
differenziazione terminale dei linfociti B verso plasmacellule secernenti IgA, per ragioni non
ancora chiarite (difetto intrinseco dei linfociti B o alterata funzione dei linfociti T helper).
• deficit selettivo delle sottoclassi di IgG: normali livelli totali di IgG totali, ma
concentrazioni di una o più sottoclassi ridotte.
• deficit di IgG ed IgA con aumento delle IgM (sindrome da iper-IgM): notevole carenza
di IgG, IgA, e IgE sieriche, associata ad un marcato aumento di IgM, per mancato switch
isotipico della catena pesante; linfociti B in circolo, esprimenti IgM di membrana, presenti
in numero normale o aumentato; sono stati identificati diversi difetti molecolari responsabili
di questa patologia, che nei due terzi dei casi è dovuta a una mutazione a carico del dominio
extracellulare del CD40L, (espresso sulla superficie dei linfociti T attivati); in altri pazienti è
stata individuata la mancata espressione di CD40 sulla superficie dei linfociti B, macrofagi e
cellule dendritiche (in entrambi i casi, questi individui presentano anche una maggiore
sensibilità verso infezioni opportunistiche).
Difetti nei componenti del complemento
(suscettibilità a infezioni e accumulo di immunocomplessi)
36
Deficit del complemento
C1
D
C4
P
C2
Malattia da immunocomplessi
B
C3
Infezioni ricorrenti da neisseria
Infezioni batteriche ricorrenti
C5
C6
C7
C8
C9
Difetti delle cellule fagocitarie
(persistenza di infezioni batteriche)
38
DEFICIT DEI FAGOCITI
• Deficit di adesione dei leucociti di tipo 1 (LAD-1): patologia autosomica recessiva
caratterizzata da infezioni batteriche e fungine ricorrenti, con incapacità a produrre essudato
purulento e una normale cicatrizzazione. Patogenesi dovuta a diminuita o assente espressione
delle integrine b2 (famiglia di glicoproteine CD18/CD11) causata da una deficitaria sintesi
della catena b (CD18). In questi pazienti sono alterate la maggior parte delle funzioni
leucocitarie mediate da queste molecole di adesione, come:
• l’aderenza agli endoteli
• l’aggregazione e la chemiotassi dei neutrofili
• la fagocitosi
• l’attività cititossica mediata da neutrofili, NK e CTL.
• Malattia granulomatosa cronica (MGC): malattia rara, a trasmissione ereditaria
(autosomica recessiva o legata al cromosoma X), caratterizzata da gravi e ricorrenti infezioni
di batteri e funghi. Il meccanismo patogenetico della MGC risiede nell’assenza del burst
respiratorio causata da un difetto di produzione dell’anione superossido, per alterata
funzionalità della NADPH ossidasi. Si osserva la formazione di granulomi in seguito al
rilascio di microbi vivi da parte dei fagociti e al conseguente richiamo di nuovi fagociti.
Gli strumenti per il monitoraggio
Valutazione delle componenti cellulari
del sistema immunitario
44
Serum protein electrophoresis.
Agammaglobulinemia legata all’X
46
Ricerca anticorpi antigene specifici:
Enzyme-linked immunoassorbent assay
47
Conta con emocitometro
Fenotipo di membrana
FSC
Laser
SSC
SSC (granularity)
FSC- forward scatter; SSC- side scatter
Granulocytes
Monocytes
FSC (cell size)
Lymphocytes
GRANULOCYTES
MONOCYTES
LYMPHOCYTES
Anticorpo anti-A
Antigene A
Anticorpo anti-B
Antigene B
Fenotipo di membrana
A+(%)
FSC
Laser
Log fluorescence (red)
A+ B+(%)
Log fluorescence (green)
neg.
FL2
FL1
(%)
B+(%)
Fenotipo di membrana
CD4
fluorescenza
CD8
La conta assoluta dei linfociti T CD4
Lymphocyte subsets by Flow Cytometry
Test funzionali in vitro
56
