Terza parte
Prof. Leonardo Della Salda
Rigetto del trapianto
• Si definisce trapianto la procedura dell’espianto di cellule,
tessuti o organi da un individuo ed il loro innesto, solitamente
in un soggetto diverso.
• Donatore: colui che fornisce il tessuto
• Ricevente o ospite: destinatario del trapianto
• Rigetto: la reazione infiammatoria che porta al mancato
attecchimento del trapianto.
• Tra individui geneticamente non correlati si assiste a un rigetto
primario in 7-10 gg, un successivo trapianto, sempre tra i due
individui, comporta un rigetto secondario che compare in 2-3
gg (memoria e specificità dell’immunità acquisita).
Rigetto del trapianto
•
Trapianto autologo: da un individuo allo stesso
individuo.
•
Trapianto singenico: tra due individui geneticamente
identici.
•
Trapianto omologo o allogenico: tra due individui
diversi geneticamente ma della stessa specie.
•
Trapianto eterologo o xenogenico: tra individui di due
specie diverse.
Rigetto del trapianto
La risposta immune agli alloantigeni può essere sia cellulare
che umorale.
I bersagli molecolari più importanti nel rigetto del trapianto
sono le forme alleliche non self delle molecole MHC di classe
I e II.
Fino al 2% di linfociti T di un individuo è in grado di riconoscere e
rispondere ad una singola molecola di MHC estranea.
Il riconoscimento delle MHC allogenica è una sorta di reazione
crociata da parte di un normale TCR, selezionato per
riconoscere l’MHC autologo in associazione con un certo
polipeptide estraneo.
Rigetto del trapianto
La risposta alle molecole MHC di classe I e II estranee può essere
analizzata in vitro con la reazione leucocitaria mista.
.
In generale:
MHC classe I → stimolano Linfociti CTL CD8+.
MHC classe II → stimolano Linfociti Th CD4+.
.
Le reazioni più imponenti si verificano quando vi sia
disparità sia per i loci di classe I che di classe II.
Rigetto del trapianto
Rigetto del trapianto
Trapianti che stimolano una forte reazione di rigetto
presentano APC di classe II.
“Ipotesi dei leucociti passeggeri”.
Meccanismo del danno:
•
I linfociti CD4+ reclutano ed attivano i macrofagi iniziando il
danno dei tessuto trapiantato attraverso un meccanismo di
ipersensibilità di IV tipo.
•
I linfociti CD8+ alloreattivi lisano direttamente le cellule
endoteliali e parenchimli del trapianto.
•
Gli alloanticorpi attivano il sistema ed il complemento
damnneggiando i vasi sanguigni del tessuto trapiantato.
Rigetto del trapianto
Rigetto iperacuto
E’ una evenienza nella pratica clinica scomparsa.
Si ha occlusione trombotica dei vasi mediata da
anticorpi preformati (IgM oIgG) che si legano
alle cellule endoteliali ed attivano il
complemento.
Rigetto del trapianto
Reazione iperacuta
Rigetto del trapianto
Rigetto acuto
Umorale
Necrosi delle cellule dei vasi sanguigni dell’organo
trapiantato. Vasculite.
cause:
Mediato da anticorpi IgG rivolti contro gli alloantigeni
delle cellule endoteliali e presuppone l’attivazione
del complemento.
Rigetto del trapianto
Rigetto acuto
Rigetto del trapianto
Rigetto acuto
Danno anticorpo mediato (Rene)
Rigetto del trapianto
Rigetto acuto.
Cellulare.
Necrosi delle cellule parenchimali. Infiltrato di leucociti
e macrofagi.
cause:
•
Lisi mediata da CTL CD8+ alloreattivi,
•
lisi mediata da macrofagi attivati,
•
lisi mediata da cellule NK.
Rigetto acuto
Rigetto del trapianto
Rigetto cronico
Fibrosi progressiva con perdita della normale
architettura.
cause:
•
Ipersensibilità di IV tipo cronico
•
Ischemia
Rigetto del trapianto
Prevenzione e trattamento del rigetto di allotrapianto.
1. Il tessuto trapiantato può essere reso meno immunogenico
riducendo al minimo le differenze antigeniche tra donatore e
ricevente ( I gruppi sanguigni ABO) sempre compatibili).
2. La funzionalità del sistema immune del ricevente può essere
modulata.
a) I livelli di anticorpi preformati (che media il rigetto
iperacuto) possono essere ridotti mediante plasmaferesi.
b) E’ possibile indurre tolleranza verso l’allotrapianto prima
dell’intervento, mediante ripetute trasfusioni di sangue.
c) I linfociti T possono essere inattivati o uccisi mediante
immunosoppressione
Rigetto del trapianto
Malattia da reazione del trapianto verso
l’ospite (GVHD)
E’ una risposta di rigetto nei confronti
dell’ospite indotta dalle cellule trapiantate.
Rappresenta il limite principale nel
trapianto di midollo allogenico.
Rigetto del trapianto
GVHR
• Graft vs. host (GVH) reactions
– Si manifesta primariamente nel trapianto di
midollo osseo, perchè in genere poche cellule
immunitarie sono contenute negli organi
parenchimali trapiantati
– Interessa la pelle, il tratto gastrointestinale,
fegato, e polmone, generando sintomi simili
amalattie autoimmuni sistemiche (SLE,
scleroderma, etc.)
Rigetto del trapianto
• Graft vs. host (GVH) reactions
– Può anche manifestarsi in soggetti immunodeficienti a
cui si effettua una trasfusione di sangue contenente
linfociti HLA-incompatibili
– Il trattamento avviene con farmaci immunosopressivi
quali cyclosporine (che inibisce la sintesi di IL-2) o
globuline anti-timociti (anti-CD3)
Rigetto del trapianto
GVHD acuta
Necrosi delle cellule epiteliali della cute, fegato e tratto
gastrointestinale.
GVHD cronica
Fibrosi e atrofia di uno o più degli antigeni suddetti, senza
necrosi.
La GVHD è innescata dal riconoscimento degli alloantigeni
dell’ospite da parte dei linfociti T trapiantati.
Le cellule effettrici sono ritenute essere le cellule NK attivate da IL-2
(cellule LAK) che sono in grado di lisare cellule normali.
Rigetto del trapianto
GVH acuto
Rigetto del trapianto
GVH cronico
Autoimmunita
Implica che una risposta immune è stata
generata da antigeni self
• Tali risposte si manifestano normalmente, come
anticorpi anti-idiotipo (anticorpi contro anticorpi).
Queste risposte possono essere un meccanismo
della regolazione immunitaria.
• La malattia si sviluppa quando vi è perdita della
tolleranza immunitaria, per cause sconosciute
Autoimmunità
• Presume la presenza di una reazione
autoimmune
• Prove cliniche o sperimentali attestano che
gli autoanticorpi o I linfociti T attivati si
formano per una risposta patologica e non
per danno tesssutale.
• Mancanza di un’altra causa ben definita
della patologia.
Autoimmunità
• Perdita della tolleranza
– Tolleranza centrale: Delezione clonale dei linfociti T
che rispondono agli antigeni self durante la maturazione
delle cellule T nel timo, e di cellule B self antigenprimed nel midollo osseo
– Tolleranza periferica: cellule immunitarie che sfuggono
dal controllo centrale, sono influenzate perifericamente,
via delezione clonale, anergia, o soppressione
attraverso cellule CD4+ (TH2)
Inibizione della Risposta immune e
tolleranza immunologica
•
Tolleranza immunologica = blocco dello sviluppo, della crescita e della
differenziazione di linfociti specifici indotto dall’antigene.
Essa deriva dalla interazione dell’antigene con i relativi recettori linfocitari in
condizioni in cui i linfociti, anzichè essere attivati vengono eliminati o resi
non responsivi.
•
Linfociti T soppressori = stimolazione indiretta (non dall’antigene, ma da
cellule regolatorie da esso stimolate) di linfociti ad azione soppressoria.
•
Rete di idiotipi o anti-idiotipi complementari = risposta del sistema
immune contro i lnfociti specifici stimolati dall’antigene.
•
Effetto regolatore delle citochine e degli anticorpi
Tolleranza immunologica
• Normalmente tutti gli antigeni self sono tollerogeni.
• Antigeni esogeni: molti possono essere immunogeni o
tollerogeni a seconda della loro forma fisica, chimica, della
dose, e della via di somministrazione.
• L’esposizione ad un tollerogeno non induce immunità
specifica e previene anche l’attivazione linfocitaria nei
confronti di successive somministrazioni della forma
immunogena di quello stesso antigene.
• L’inattivazione specifica dei linfociti indotta dall’antigene
è caratteristica fondamentale di tutte le forme di
tolleranza.
Tolleranza immunologica
• 1) La tolleranza è immunologicamente specifica (delezione
di linfociti T e/o B)
• 2) La tolleranza verso il self è acquisita
• 3) I linfociti immaturi o in fase di sviluppo sono più
suscettibili alla tollerizzazione che
non le cellule
mature già funzionalmente competenti.
• 4) La tolleranza ad antigeni estranei può essere indotta
anche in linfociti maturi se esposti in condizioni
inadeguate per l’attivazione
Tolleranza immunologica
Tolleranza immunologica
Linfociti T soppressori
• Classe di linfociti in grado di inibire
l’attivazione delle risposte immuni, distinta
dai linfociti T helper (HL) e citotossici
(CTL).
• Possono essere critici nel prevenire la
risposta immune verso antigeni autologhi
non accessibili ai linfociti immaturi.
• Possono inibire le risposte immuni agli
antigeni estranei.
Linfociti T soppressori
Caratteristiche
• Le cellule T supressor sono indotte in genere dalle stesse
condizioni di immunizzazione che portano alla anergia clonale
(elevate concentrazioni di Ag o apteni senza adiuvanti)
• Sono CD 8+, la loro crescita e differenziazione è dipendente dai
linfociti CD 4+
• Nel topo vi sono sottopopolazioni diverse di linfociti T supressor
specifiche per antigeni o determinanti idiotipici di TCR o Ig.
• Il riconoscimento dell’antigene da parte del LTS sembra non
essere ristretto per MHC.
• Gli effetti inibitori sono mediati da proteine di secrezione che
sembrano essere specifiche antigenicamentecome le cellule (nel
topo).
Linfociti T soppressori
Meccanismo d’azione
1.
Le cellule TS possono riconoscere antigeni o idiotipi in
maniera specifica ed esplicare la loro funzione attraverso
differenti meccanismi effettori non specifici.
2.
Producono (probabilmente) elevate quantità di citochine ad
azione inibitoria (TGF-β)
3.
Possono assorbire fattori indispensabili per la crescita e la
differenziazione linfocitaria
4.
Possono svolgere attività citolitica
5.
Soppressori naturali (NK ?)
Tolleranza immunologica
Regolazione idiotipica
La specificità di questa regolazione non è rivolta verso
l’antigene ma verso i recettori linfocitari che
riconoscono l’antigene (linfociti recettorispecifici).
Ipotesi del “Network idiotipico”
Regolazione
idiotipica
Tolleranza immunologica
Feedback anticorpale
Gli anticorpi prodotti in risposta ad un antigene sono in grado di
inibire l’ulteriore prosecuzione della risposta immune verso
quell’antigene.
E’ importante per garantire l’autolimitazione e il progressivo
spegnimento delle risposte immuni.
1) Gli Ab (Ig) eliminano e neutralizzano l’antigene, rimuovono lo
stimolo che ha avviato la risposta immune.
2) Gli Ab inibiscono direttamente l’attivazione dei linfociti B
legandosi ai recettori per Fc sulla membrana delle cellule B.
3) I complessi antigene anticorpo possono regolare le risposte dei
linfociti T.
4) I complessi Ag/Ab possono alterare la cascata delle citochine.
Feedback anticorpale
Meccanismo dell’autoimmunità
Meccanismo dell’autoimmunità
• Anomala funzione delle cellule T
–
–
–
–
–
Perdita della anergia delle cellule T
Fallita attivazione della morte indotta da cellule T
Ridotto numero di suppressor T-cells
Somiglianza molecolare
Rilascio di antigeni sequestrati
• Esposizione a diffusione di molecole self nascoste
o ad epitopi
• Attivazione policlonale di cellule B (EBV, LPS?)
Meccanismo dell’autoimmunità
Meccanismi di danno tessutale
• Le malattie autoimmuni sono
tradizionalmente considerate malattie da
ipersensibilità di III Tipo, ma reazioni di
ipersensibilità di tipo II, tipo III e
(raramente) tipo IV possono essere coinvolte
• In generale, quelle di tipo III (Ag-Ab
complex) sono malattie sistemiche, mentre
quelle di tipo II sono malattie organospecifiche.
Meccanismi di danno tessutale
reazioni di ipersensibilità di
• Tipo I
Allergia alla caseina
• tipo II Anemia emolitica autoimmune
Tiroidite autoimmunitaria
Myashenia gravis
diabete
• tipo III
SLE
Artrite reumatoide
• tipo IV
encefalite allergica sperimentale
sclerosi multipla
Meccanismi di danno tessutale
•
Malattie organo-specifiche:
Ipo-ipertiroidismo
Complesso del penfigo
Diabete mellito insulino-dipendente
Polineurite equina e canina
Meningite steroido-sensibile
Mielopatia degenerativa
Uveite equina ricorrente
Sindrome di Vogt-Koyanagi-
Dermatosi lineare IgA
Harada
Miopatia autoimmune dei muscoli
masticatori
Alopecia areata
Nefriti autoimmuni
trombocitopenia autoimmune
Myasthenia gravis
Meccanismi di danno tessutale
•
Malattie sistemiche:
Lupus eritematoso sistemico
Lupus discoide
Polineurite equina e canina
Sindrome di Sjögren
poliartriti erosive:
artrite reumatoide
poliartriti non erosive:
poliartrite canina,felina ed equina
dermatomiosite
Lupus
eritermatoso
sistemico
Lupus eritematoso sistemico
Systemic Lupus Erythematosus
Systemic Lupus Erythematosus
• Patogenesi
– Eziologia sconosciuta (perdita di tolleranza)
• Ambientale? (farmaci, radiazioni UV)
• Predisposizione genetica? (HLA DQ, Class III Ag)
• Estrogeni?
– La produzione di autoanticorpi contro antigeni
nucleari è l’aspetto caratteristico del SLE
– Un grande numero di immuno-complessi
circolanti rende il SLE un prototipo di malattia
di ipersensibilità di tipo III.
Patogenesi LES
Patogenesi
della
Artrite
reumatoide
Immunologia dei tumori
I tumori esprimono un ampia gamma di antigeni (neoantigeni)
che possono stimolare immunità nei confronti del tumore e
rappresentare il bersaglio elettivo.
1. Immunizzazione di un animale con cellule tumorali Æ Ab
• 2. Rigetto del tumore in un animale precedentemente
immunizzato (antigeni di trapianto tumore specifici)
TSTA: proteine delle cellule neoplastiche processate e presentate
dalle cellule stesse in associazione con molecole del MHC.
Il rigetto dei tumori manifesta le caratteristiche della
immunità specifica: specificità e memoria
Neoantigeni di membrana
Immunologia dei tumori
Antigeni tumorali unici (dimostrati solo negli animali)
Antigeni comuni a diversi tumori (antigeni tumore associati - TAA)
Geni silenti
Antigene della leucemia timica
Geni oncofetali
fetoproteina (AFP)
antigene carcino embrionario (CEA)
Immunologia dei tumori
Antigeni codificati dal genoma di virus oncogeni
Rappresenta il principale tipo di antigene tumorale in grado di stimolare
risposta protettiva da parte del sistema immune.
Complessi antigene virale processato dalle cellule
e molecole MHC di classe I
DNA virus
Virus Papova Adenovirus
RNA virus Retrovirus
Sarcoma di Rous
Mielocitomatosi
aviaria Sarcoma murino di Kirsten
Leucemia murina
•
Antigeni tumorali tessuto specifici
Neoantigeni
Immunologia dei tumori
Meccanismi effettori dell’immunità
Risposte anticorpali
• Anticorpi circolanti dimostrabili in vivo (anti-Tla Leucemia timica, Ab Æ EBV)
· attivazione del complemento (in vitro)
· citotossicità cellulare anticorpo-dipendente (in vitro)
·
Linfociti T citotossici
CTL ristretti per MHC di classe I (in vivo)
Risposta protettiva del sistema
immunitario contro tumore
Immunologia dei tumori
Cellule Natural Killer
meccanismo litico non ristretto per MHC
• Attività citotossica anticorpo-dipendente
• cellule LAK (cellule killer attivate da linfochine)
LT e macrofagi Æ TNF, ITF, IL-2
Macrofagi
·
Lisi mediata da macrofagi (recetore per Fc)
· Produzione di TNF
∗ Effetto tossico diretto sulle cellule tumorali
1. Legame del TNF al recettore ad alta affinità Æ produzione di radicali liberi
2. proteine del citoscheletro
∗ Necrosi del tumore per mobilitazione di diversi meccanismi di risposta
dell’ospite
reazione di tipo Shwartzman
Funzioni delle Natural Killer
Natural Killer
Controllo dei tumori
Immunologia dei tumori
Evasione della risposta immune da parte dei tumori.
• 1. Immunodepressione
(cani affetti da Spirocerca Lupi)
• 2. Scarsa immunogenicità del tumore
(non approppriata espressione del MHC)
ceppi inbread di topi con leucemia
• 3. Ridotta espressione del MHC
• 4. Tolleranza dell’ospite verso il tumore
Immunologia dei tumori
•
•
•
•
•
•
5. Fenomeno “Sneaking Through”legato alla cinetica del
tumore
6. Selezione di cellule tumorali mutanti
7. Modulazione antigenica
(perdita dell’espressione di superficie degli antigeni
tumorali a seguito di legame con anticorpi)
8. Capacità di agire come “fattori bloccanti” degli
antigeni tumorali.
9. “Mascheramento Antigenico”
Molecole del glicocalice: mucopolisaccaridi ricchi di acido
sialico
10. Prodotti tumorali in grado di determinare una
immunodeficienza.
