12.Citochine.

12.Citochine.
Le citochine sono proteine prodotte dalle cellule dell'immunità sia innata che specifica in risposta ad
antigeni.Uno specifico antigene(es intra o extracellulare)stimola la produzione di citochine specifiche che
attivano precise risposte difensive.
Le citochine nella fase di attivazione stimolano proliferazione e differenziazione,mentre nella fase effettrice
attivano le cellule deputate all'eliminazione del microrganismo. Alcune inoltre stimolano il processo di
ematopoiesi.Nonostante tra loro abbiamo moltissime differenze condividono alcune proprietà biologiche.
La loro secrezione è un evento di breve durata e generalmente autolimitante. Non vengono immagazzinate ma
prodotte ex-novo ogni volta mediante nuova sintesi o meccanismi di modifiche post-trascrizionali.
Le loro attività sono pleiotropiche,ovvero una citochina agisce su diversi tipi cellulari e ridondanti ,ovvero lo
stesso effetto può essere indotto da diverse citochine.
Le citochine possono influenzare la sintesi e le attvità di altre citochine agendo in sinergia o in antagonismo.
Le loro azioni possono essere locali o sistemiche a seconda che la secrezione sia autocrina ,paracrina o
endocrina.
Svolgono le loro azioni legandosi a specifici recettori sulla cellula bersaglio con elevata affinità così che una
bassa espressione di recettori sia sufficiente.I livelli di espressione dei recettori possono variare in risposta a
segnali esterni. Nel caso dei linfociti ad esempio è il riconoscimento dell'antigene ad aumentarne l'espressività.
La risposta cellulare in seguito a legame con citochine consiste generalmente in modificazioni dell'espressione
genica spesso attivando geni silenti,inoltre specifiche citochine dette chemochine inducono modificazioni di
affinità di specifici recettori senza interagire con la trascrizione.La risposta cellulare a citochine è fortemente
controllata da meccanismi a feedback -negativo come fosfatasi,molecole che bloccano chinasi,inibizione
dell'interazione dei fattori di trascrizione e attivazione di recettori inattivi che competono con le citochine.
Classificazione:
Citochine che regolano l'immunità innata:prodotte soprattutto dai macrofagi in risposta ad agenti infettivi che
si legano ai TLR(LPS,Rna virale ecc).Queste agiscono sulle cellule endoteliali e leucociti per richiamare e
attivare la risposta adattativa e mediano l'infiammazione. Sono responsabili dello shock settico. TNF,IFN-γ,IL-1
e IL-12 le principali.
Citochine che regolano l'immunità adattativa:sono prodotte soprattutto dai linfociti T e stimolano crescita e
differenziamento delle diverse popolazioni linfocitarie e l'attivazione delle cellule effettrici. Responsabili del
danno tissutale e infiammazione granulomatosa. IFN-γ,IL-2,IL-4 e IL-5 le principali.
Citochine che stimolano l'emopoiesi: prodotte da cellule stromali del midollo osseo e leucociti e stimolano
crescita e differenziazione dei leucociti immaturi.
12.1 Recettori
Tutti i recettori per le citochine sono composti da una o più proteine transmembrana contenenti un dominio
extracellulare per il legame con la citochina e uno intracellulare per l'attivazione del segnale responsabile della
ridondanza delle citochine.I recettori sono classificati mediante omologia strutturale:
-Recettori di tipo 1:definiti anche dell'emopoietina legano citochine di tipo 1 ovvero che si ripiegani in quattro
catene ad α elica.Questi recettori attivano la via del Jack-STAT.
-Recettori di tipi 2:condividono mole analogie con quelli di tipo 1 ma cambiano le citochine leganti. Importante
la famiglia delle IFN.
-Recettori della famiglia di IL-1:condividono una sequenza citoplasmatica detta TIR.
-Recettori per il TNF:
-Recettori a sette domini transmembrana:sono accoppiati a proteine G.
-Recettori per la superfaglia delle Ig.
12.2 Citochine che regolano l'immunità innata.
-TNF(fattore di necrosi tumorale):
La principale sorgente è costituita dai fagociti mononucleati attivati.Lo stimolo più efficace è il legame ai TLR
di componenti microbiche.L' IFN-γ prodotto dai linfociti T e Nk potenzia la produzione di TNF.Questo viene
prodotto come proteina non glicosilata associata alla membrana e poi in seguito a scissione mediata a TACE
viene secreto sotto forma di tronco di piramide .Esistono 2 recettori per TNF ,TNFR1 e TNFR2,l'1è espresso su
quasi tutti i tipi cellulari,il 2 solo sulle cellule del sistema immunitario.Il legame ligando recettore provoca
l'associazione citoplasmatica del recettore con le proteine TRAF che inducono l'attivazione del fattore NF-κB e
AP-1 che codificano per una serie di proteine coinvolte nella risposta infiammatoria e nell'azione
antiapoptotica.Infatti l'interazione di TNF può anche scatenare apoptosi se legata al recet tore poiché è presente
a livello citoplasmatico un cosiddetto dominio di morte che porta all'apoptosi.I suoi prodotti genici sono in
competizione con quelli di Ap-1.
Il ruolo biologico di TNF è quello di indurre il reclutamento di neutrofili e monociti nel sito di infezione.Esso
stimola le cellule endoteliali a esprimere molecole di adesione,le più imporanti sono le selettine e i ligandi per
le integrine linfocitarie.Inoltre stimola queste cellule e i macrofagi alla produzione di chemochine che
aumentano l'affinità delle integrine per i ligandi endoteliali.
Nelle reazioni infiammatorie il TNF svolge un ruolo centrale tanto che quelle dannose per l'ospite come quelle
autoimmuni possono essere minimizzate con anticorpi anti TNF.
Se secreto in grandi quantità è in grado di entrare in circolo e scatenare numerose reazioni:
-A livello ipotalamico sviluppa l'insorgenza della febbre stimolandolo a secernere prostaglandine
-A livello epatico stimola la sintesi di proteine della fase acuta quali fibrinogeno e proteina amieloide.
A concentrazioni elevate
-A livello muscolare e adiposo causa un deperimento fisico detto cachesia andando a inibire l'appetito.
-Può causare trombosi vascolare inibendo i fattori anticoagulanti e promuovendo la sintesi del fattore
tissutale.Questa sua capacità di causare necrosi tissutale è proprio quella che gli ha dato il nome.
Il cosiddetto shock settico caratterizato da collasso cardiocircolatorio,coagulazione intravascolare e alterazioni
metaboliche è proprio dovuto in caso di sepsi gravi da una abnorme produzione di TNF.
Alla famiglia dei TNF appartengono altri ligandi implicati in processi di attivazine cellulare come
Fas,CD40,BAFF , APRIL e RANK.
-Interleuchina 1:
Ha moltissime cose in comune a TNF,i principali produttori sono i fagociti mononucleati e in aggiunta anche
neutrofili e cellule endoteliali.Le attività biologiche sono pressochè identiche se non che IL-1 non è in grado di
indurre apoptosi e a livello sistemico da sola non riesce a scatenare shock settico.Il recettore è invece differente
ed è rappresentato dei recettori di tipo IL-1.Esitono due forme secrete di IL-1,α e β,quest'ultima necessita
dell'enzima ICE per essere generata.L'interazione con il recettore fa associare una proteina adattarice al dominio
TIR che poi andrà ad attivare i fattori di trascrizione AP-1 e NF-κB.Esiste un antagonista naturale alla IL-1
prodotto dai fagociti detto IL-1 ra utilizzato nella terapia soprattutto dell'artrite reumatoide giovanile.
-Chemochine:
Sono le citochine responsabili del direzionamento dei linfociti e della migrazione dal circolo ai tessuti.Alcune
sono prodotte in risposta a una infezione e richiamano i linfociti nel focolaio,altre sono espresse
costituitivamente e regolano il normale traffico leucocitario.Esistono 50 chemochine raggrupate in 4
famiglie:CC,CXC,C,CX3C.CC e CXC sono prodotte dai linfociti e cellule tissutali principalmente in risposta a
citochine infiammatorie quali TNF e IL-1 o attraverso l'attivazione di TLR.I recettori per le chemochine sono
costituiti da 7 domini transmembrana associati a una proteina G.
Le chemochine coinvolte alla risposta infiammatoria sono prodotte da linfociti T e vanno ad aumentare l'affinità
delle integrine linfocitarie per i lignadi endoteliali.TNF e IL-1 stimolano la produzione sia delle chemochine
che dei ligandi per le integrine.
Le chemochine regolano anche il normale processo di migrazione celllulare agli organi linfoidi.Essenziale ad
esempio per l'incontro APC linfocita.Molte infezioni virali codificano recettori per chemochine che le
sequestrano e che quindi rappresentano un valido meccanismo di elusione del sistema immunitario.Es herpes
virus,citomegalovirus ecc.Inoltre cellule atipiche possono esprimere il cosiddetto recettore D6 che tuttavia è un
falso recettore poiché non invia alcun segnale intracellulre.
-Interleuchina 12:
Principale mediatore delle risposte innate a microrganismi intracellulari.Svoge inoltre un ruolo fondamentale in
quelle cellulo mediate favorendo la produzione di IFN-γ da parte di NK e linfociti T e promuove il
differenziamento dei CD4 a th1 che producono IFN-γ.Essa appartiene a una famiglia di 5 citochine le quali
collaborano con lei ,da ricordare IL-23 per i Th 17.
Le principali sorgenti di IL-12 sono i fagociti mononucleati e le APC attivate.La sua sintesi è indotta
dall'attivazione di TLR e da infezioni intracellulari,alternativamente dal legame con CD40L espresso dai
linfociti T CD4 o con IFN-γ.Il recettore per IL-12 appartiene ai recettori di tipo 1 quindi attiva la via Jack
STAT principalmente STAT4.
Il-12 induce cellule Nk e linfociti T a produrre IFN-γ che andrà ad attivare nei macrofagi meccanismi
battericidi.IL-12 assieme a IFN-γ induce il differenziamento in Th1 dei CD4 le quali a loro vola producono
IFN-γ.IL-12 potenzia inoltre l'attività citotossica dei CTL.
Risulta evidente come questa citochina rappresenti un importante punto di collegamento tra immunità innata ed
adattativa stimolandole entrambe.
-Interferoni di tipo 1.
Gli IFN 1 (NB IFN-γ non vi appartiene)sono una grande famiglia che mediano le fasi precoci della risposta
innata a infezioni virali.Sono codificati da geni sul cromosoma 9.Il recettore per gli IFN1 appartiene ai recettori
di tipo 2 associati a Jack1 e Tyk 2 che attivano STAT1 e STAT 2 che attivano IRF9 che causa la trascrizione di
geni detti ISRE.Esistono tuttavia altre vie di trasduzione.La produzione di IFN è scatenata dal riconoscimento
di Rna virale da parte di TLR associate alle membrane endosomiali e RIG-1 e MDA a livello citoplasmatico e
attivano IRF che ne induce l'espressione.
Gli IFN vanno a inibire la replicazione virale mediante trascrizione di enzimi che degradano l'Rna virale,inoltre
potenziano l'espressione di molecole MHC di classe 1 .Stimolano inoltre la sintesi di recettori per IL-12
potenziando la differenziazione in Th1 e ne promuovono il sequestro nei linfonodi.IFN inibisce infine la
proliferazione di molte cellule tra le quali i linfociti.
Interleuchina10:
Rappresenta uno dei principali inibitori delle risposte dell'ospite.Viene prodotta principalmente dai linfocti
regolatori e macrofagi attivati.Il suo recettore appartiene ai recettori di classe 2.Agisce sui macrofagi attivati
bloccandone le attività in modo da riportare il sistema immunitario allo stato di quiescienza.Lo fa inibendo la
produzione di IL-12 e inibendo l'espressione delle molecole MHC 2 e costimolatorie.
Interleuchina 6:
Prodotta dai fagociti mononucleati è coinvolta nell'immunità sia specifica che innata.Viene prodotta
principalmente in risposta a TNF e IL-1 e con essi si rende responsabile dell'artrite reumatoide.Stimola la
produzione di proteine dlla fase acuta dal fegato e la differenziazione dei neutrofili.Stimola la crescita dei
linfociti B e la proliferazione delle plasmacellule neoplastiche.Per questa proprietà è molto utile nella
produzione di ibridomi.
Riassumendo TNF e IL-1 e chemochine agiscono nelle infezioni extracellulari sull'endotelio e sui linfociti per
facilitare migrazione,Il-12 e IFN-γ in quelle intracellulari attivando i macrofagi e la produzione di IFN-γ.
12.3 Citochine che mediano la risposta adattativa.
Nella fase di attivazione dell risposta immunitaria specifica le citochine stimolano la proliferazione e
differenziazione dei linfociti attivati dagli antigeni.La produzione di citochine è la risposta principale dei
linfociti T dopo aver riconosciuto l'antigene.
Interleuchina 2:
Importante fattore di crescita,sopravvivenza e differenziazione dei linfociti T.Agisce principalmente sulle
cellule che la producono o su quelle vicine.L'espressione del suo anticorpo è stimolata dal processo di
attivazione dei linfociti naive mediato dal riconoscimento dell'antigene.Nel caso dei linfociti regolatori essi
esprimo costantemente i recettori per IL-2.Quest'ultima è indispensabile per la loro sopravvivenza e quindi
anche per la salvaguardia delle risposte immunitarie contro antigeni self controllate da questi ultimi.Negli altri
linfociti IL-2 stimola proliferazione e sopravvivenza inducendo la sintesi della proteina anti-apoptotica Bcl-2 e
promuovendone l'entrata nel ciclo cellulare.Ugualmente nelle Nk dove ne stimola anche l'attività citotossica
generando le cosiddette cellule killer attivate da linfochine.Induce infine proliferazione e sintesi di anticorpi
nei linfocit B.
Interleuchina 4.
Viene principalmente prodotta dai linfociti Th2 ed è la principale citochina responsabile dello scambio
isotopico verso le IgE nei linfociti B. Le IgE sono i principali effettori verso elminti o artropodi,infezioni verso
le quali si attivano Th2.Le IgE sono inoltre responsabili delle allergie(ipersensibilità immediata).IL-4 induce lo
sviluppo dei CD4 verso i Th2 e ne induce la proliferazione inibendo invece lo sviluppo dei Th1.IL-4 assieme a
IL-13 costituisce l'attivazione alternativa dei macrofagi.Si ipotizza inoltre stimoli la peristalsi
Interleuchina 13.
Questa è associata alla IL-4 ed è prodotta sempre dai Th2 nelle infezioni da elminti e artropodi.Essa promuove
la fibrosi nelle fasi di riparazione nei processi infiammatori cronici,stimola la produzione di muco e induce lo
scambio di classe verso IgE nei linfociti B. Contribuisce dunque significatamente nella patogenesi dell'asma
cronico.
Interleuchina 5
Citochina di tipo 1 prodotta anch'essa dai Th2 ha come principale azione la stimolazione alla proliferarzione e
differenziazione degli eosinofili.
Interferone γ.
Rappresenta la principale citochina per l'attivazione dei macrofagi e svolge importanti funzioni sia nella
immunità innata che cellulo-mediata contro i microrganismi intracellulari.La sua azione principale è quella di
attivare le cellule effettrici,non rappresenta lui stesso una citochina antivirale.Viene prodotta dalle cellule
Nk,CD8 e CD4th1 di cui ne rappresenta la principale funzione.Le cellule Nk la producono nell'ambito della
risposta innata in seguiti a molecole attivatrici presenti su cellule danneggiate o infettate oppure in risposta a
IL-12.Nella risposta adattativa è prodotta dai linfociti T in risposta al ricoscimento dell 'antigene e potenziata da
IL-12.Il recettore appartiene ai recettori di tipo 2.
Una volta prodotto IFN γ attiva i macrofagi a uccidere i microrganismi fagocitati assieme al legame CD40LCD40.IFN γ promuove inoltre la differenziazione dei linfociti T naive verso i Th1 attraverso l'attivazione del
fattore di trascrizione T-bet e inibisce quella dverso Th2.Questa promozione è effettuata anche mediante
stimolazione dei fagociti a produrre IL-12.
Verso i linfociti B IFN γ promuove lo scambio isotopico verso determinate sottoclassi di IgG come le IgG2 e
inibisce quello verso sottoclassi IL-4 dipendenti come le IgE.Le IgG indotte da IFN γ si legano ai recettori per
Fcγ espressi sui fagociti e attivano il complemento.IFN γ stimola infine le APC nell'espansione delle MHC di
classe 1, e 2 e di molecole costimolatorie.Complessivamente dunque promuove le reazioni infiammatorie in cui
l'azione macrofagica è prevalente e inibisce quelle in cui prevale l'azione eosinofila.
TGF-β:fattore di crescita trasformante.
Assieme a IL-10 è il secondo importante inibitore del sistema immunitario.Possiede tuttavia anche capacità proinfiammatorie.Viene prodotto da linfociti T stimolati dall'antigene (in particolare da una sottopopolazione detta
Th3o regolazivi)e macrofagi attivati.Viene sintetizzato come precursore poi attivati proteoliticamente.Il suo
recettore è costituito da 2 proteine ALK5 e TGF-βR2 che trasducono il segnale attraverso una serina/treonina
chinasi che attiva dei fattori detti Smad .TGF-β inibisce la proliferazione e differenziazione dei linfociti T e
l'attivazione dei macrofagi.In questo modo svolge l'importante ruolo di attenuare e terminare le risposte
immunitarie e infiammatorie.Può bloccare la differenziazione in th1 e th2 promuovendo inoltre quella verso
th17 che sono linfociti porinfiammatori.Agendo sui linfociti B promuove lo scambio isotopico verso le IgA che
sono quelle coinvolte nelle risposte immunitarie a livello delle mucose.Regola infine il processo di riparo del
danno tissutale mediante stimolazione nei macrofagi e fibroblasi alla sintesi di collagene.Per tutte queste sue
capacità possiede capacità sia oncogeniche che antitumorali.
Altre citochine:
Lt prodotta dai linfociti T mostra omologia con TNF e interviene nella regolazione dell'infiammazione acuta
attivando cellule endoteliali e neutrofili fungendo da ponte tra l'infiammazione e l'attivazione dei linfociti
T.Tuttia questa non è rilevabile in circolo e non è dunque in grado di indurre danni a livello sistemico come
invece fa TNF.LT è necessaria per lo sviluppo degli organi linfoidi.
BAFF e APRIL appartengono alla famiglia di TNF e sono strettamente correlati con la sopravvivenza dei
linfociti B
IL-17 è prodotta da i linfociti Th17 e comprende 6 citochine con proprietà di difensa nella infezioni batteriche
ma anche in grado di promuovere gravi danni tissutali durante reazioni di ipersensitività.
Riassumendo microrganismi intracellulari stimolano i Th1 a produrre IFN γ che attiva i macrofagi
all'eliminazione dei batteri intracellulari e stimola la produzione di anticorpi.Tutto amplificato da IL-12.
Microrganismi extracellulare pluricellulari stimolano i Th2 a produrre IL-4 e IL-5 stimolando la produzione di
IgE.
12.4 Citochine che stimolano l'ematopoiesi.
Siccome durante le risposte immunitarie vi è il comsumo di leucociti in periferia,è necessario che vi sia una
temporanea nuova produzione di leucociti a livello centrale.Temporanea perchè deve solo riportare il numero a
valori normali.Questa stimolazione è svolta da determinate citochine chiamate CSF(colony stimulating
factors)
Ligando c-Kit:
Le cellule staminali esrimono un recettore codificato dal proto-oncocene c-Kit.La citochina che interagisce con
tale recettore è prodotta principalmente dalle cellule stromali del midollo
GM-CSF,M-CSF,G-CSF
G-CSF:Appartiene al gruppo dei fattori di crescita, che hanno il compito di indurre differenziazione delle
cellule staminali totipotenti, determinando anche l'attivazione dei corrispondenti elementi maturi.
Tutti i fattori di crescita inoltre sinergizzano le azioni di molte altre citochine, come IL-1, IL-4, IL-5, IL-6.
Viene prodotto da linfociti T, fibroblasti, cellule endoteliali,monociti e, come dimostrato recentemente, dai
linfociti B. Le sue principali funzioni si possono così riassumere:
a- attività sui precursori dei granulociti neutrofili;
b- attivazione dei neutrofili e loro attività fagocitaria;
c- stimolazione dell'ADCC (nei neutrofili).
GM-CSF:E'
E' il fattore stimolante le colonie macrofagiche-granulocitarie.Prodotto prevalentemente da linfociti T
attivati, fibroblasti, cellule endoteliali e linfociti B, è in grado di stimolare la produzione sia di granulociti che
di macrofagi, nonchè la loro attività. Eccone di seguito le principali funzioni:
a- proliferazione delle colonie granulocitiche e macrofagiche;
b- incremento dell'attività di neutrofili,eosinofili, basofili e macrofagi;
c- stimolazione dell'ADCC(con varie cellule effettrici).
d- azione sulla linea megacariocitica e sulla produzione di piastrine;
e- azione sulle cellule del Langerhans(in quanto cellule processanti l'antigene a livello cutaneo.
Vengono utilizzate per il recupero delle funzionalità midollari in pazienti sottoposti a chemio o trapianto di
midollo.
Eritropoietina(Epo)
Promuove la produzione di globuli rossi ed è prodotta dal rene in seguito a ipossia.
13.Meccanismi effettori dell'immunità cellulo-mediata.
La risposta cellulo-mediata è la funzione effetttrice dei linfociti T e serve come meccanismo di difesa contro i
microrganismi che sopravvivono all 'interno delle cellule.Tale risposta viene attivata dal riconoscimento degli
antigeni espressi sulla superficie delle cellule infettate da parte dei linfociti T .Molte reazioni mediate dai
linfociti T sono importanti anche nel rigetto da trapianto e malattie autoimmuni.
La risposta consiste nello sviluppo di Linfociti T effettori a partire da linfociti T naive negli organi linfoidi
secondari e successiva migrazione di questi nel focolaio di infiammazione .Qui avviene l'attivazione di questi
linfociti T effettori che porta all'eliminazione del microrganismo o della cellula infettata.
13.1 Tipi di reazioni cellulo-mediate
La risposta cellulo-mediata verso microrganismi fagocitati e collocati nei fagosomi è mediata dai linfociti CD4
Th1.Avendo molti microrganismi sviluppato la capacità di sopravvivere all'interno dei fagociti è resa necessaria
questa cooperazione con i TH1 che rappresenta un punto di communicazione tra immunità innata ed ascuisita.
La risposta verso microrganismi che invece sopravvivono nel citosol (soprattutto virus) è mediata dai linfociti
CD8 detti CTL che vanno ad uccidere l'intera cellula infettata.
La reazione verso gli elminti è mediata dai linfociti CD4 Th2.Alcune risposte intracellulari innate sono date
dalle cellule Nk.
L'attivazione macrofagica e la risposta infiammatoria mediata dai linfociti T possono provocare un danno
tissutale,reazione detta ipersensibilità di tipo ritardato o DTH e rappresenta il principale meccanismo di
danno tissutale in malattie autoimmuni.
13.2 Linfociti CD4 effettori.
Esistono distinte popolazioni di linfociti TCD4 che si distinguoni sia per il tipo di citochine prodotte che per le
funzioni effettrici.
Sottopopolazioni Th1 e TH2.
Le sottopopolazioni meglio definite sono le Th1 e Th2:IFN-γ contraddistignue i TH1 mentre IL-4 e IL-5 i
TH2.Queste citochine determinano le funzioni effettrici delle due sottopopolazioni ,inoltre partecipano
attivamente al loro sviluppo ed espansione.Queste citochine fanno si che la risposta sia polarizzata verso una
sola delle due sottopopolazioni favorendone lo sviluppo e attivazione della propria e inibendo quello dell'altra.
Entrambe le popolazioni originano da precursori comuni e sono proprio queste citochine a rappresentare lo
stimolo che determina in quale popolazione si differenzieranno:
-Th1:la differenziazione a Th1 è stimolata dalla presenza di batteri intracellulari.Queste infezioni vanno attivare
le risposte immunitarie innate e la consequente produzione di citochine come IL-12 ,IL 18 e interferoni di tipo
1.Il principale segnale determinante è il riconoscimento dell'antigene associato a IL-12 e IFN-γ.
Alcuni microrganismi legano i TLR macrofagici e attivano direttamente la secrezione di queste citochine.
Altri stimolano le Nk a produrre IFN-γ che poi stimola i macrofagi a produrre IL12.
I linfociti possono ulteriormente potenziare la produzione di citochine da parte dei macrofagi e attivare risposte
supplementari mediante l'interazione CD40-CD40.Il fine ultimo delle cellule TH1 è quello di attivare i
macrofagi all'eliminazione del microrganismo mediante secrezione di IFN-γ e legame CD40l-CD40.
Il riconoscimento dell'antigene(quindi stimolo del complesso TCR=tcr+CD28) e la contemporanea
stimolazione di IFN-γ attiva il fattore di trascrizione STAT1 che ativa il fattore T-bet che induce la produzione
di IFN-γ.La stimolazione con IL-2 indispensabile per innescare la risposta attiva il fattore STAT4 che anch'
esso andrà a indurre T-bet e quindi la produzione di IFN-γ.
-Th2:la differenziazione avviene in risposta ad elminti.Il fattore scatenante è IL-4 che attiva STAT6 che
assieme al segnale inviato dal TCR in seguito al ricoscimento dell'antigene mi va ad attivare il fattore di
trascrizione GATA-3 quale attiva l'esspressione di geni per IL-4,IL-5,IL13,inoltre rende la differenziazione
unidirezionale andando a inibire la sintesi della catena per il recettore di IL-12.Le prime molecole di IL-4
necessarie per dare via all'attivazione si presume siano secrete dal linfocita a partire dalla loro iniziale
attivazione e se poi l'antigene stimolante persiste la concentrazione di IL-4 aumenta e innesca il processo di
differenziazione.Quindi alte concentrazioni di antigene anche senza adiuvanti riescono a portare la
differenziazione verso Th2.
Sottopopolazione Th17:
Recentemente identificata la sottopopolazione Th17 è distinta dalle due sopracitate tant'è che le citochine
prodotte da Th1 e Th2 vanno a inibire la differenziazione in Th17.Questa popolazione produce IL-17,IL22.Si
differenziano a partire dagli stessi progenitori di TH1e2 in seguito a stimolazione dell'antigene e in presenza di
TGF-β,IL-6 e IL-1.Si è ipotizzato che IL-6 sia prodotta precocemente dal tessuto danneggiato che sia da sola
sufficiente ad innescare la differenziazione mediata dai fattori di trascrizione RORγt e STAT3.La citochina
IL-23 favorisce il mantenimento e la sopravvivenza dei TH17 e dunque in mancanza di T regolatori si instaura
una risposta infiammatoria la cui durata dipende da Il-6 e Il-23.Lo scopo principale dei Th17 è di proteggere
contro infezioni batteriche extracellulari e fungine.Si è scoperto essere la causa della sclerosi multipla(anche se
proprio il Prof Zamboni a Ferrara avrebbe confutato tale ipotesi trovandovi la cura) in cui ondate di Th17
danneggiavano la mielina cerebrale.
13.3.1 Risposte immunitarie mediate da th1
La principale funzione dei Th1 è la difesa mediata contro microrganismi intracellulari.L' IFN-γ prodotto attiva
le attività microbicidiche dei fagociti e stimola inoltre la produzione di IgG opsonizzanti che fissano il
complemento e facilitano la fagocitosi.I linfociti T esprimono dei recettori per chemochine e molecole di
adesione che ne indirizzano l'azione.Inizialmente i macrofagi durante la reazione infiammatoria secernono TNF
e IL-1 che stimolano le cellule endoteliali nel focolaio di infezione a esprimere selectine e liganti per integrine
in grado di riconoscere i recettori di homing espressi sui linfociti T. Durante la maturazione i Th1 acqistano
capacità di esprimere i recettori per E e P selettina,inoltre solo i Th1 esprimono recettori per le chemochine
CXCR3 e CXCR5 che assicurano loro la corretta migrazione verso il focolaio infettivo. Una volta migrati e
attivati dall'antigene loro stessi producono grandi quantita di citochine e chemochine per facilitare il
complessivo processo di migrazione.Il passaggio dal circolo al focolaio è indipendente dalla specificità per
l'antigene e assicura la massima possibilità di avere linfociti “utili”.I linfociti che riconoscono l'antigene
ricevono segnai che aumentano l'affinità per le integrine soprattutto VLA-4 e VLA-5 rimanendo trattenuti in
sede extravascolare mentre gli altri ritornano in circolo.In sede i linfociti Th1 attivano i macrofagi per mezzo
sia di segnali provenienti dall'interazione con IFN-γ sia dall'interazione CD40L-CD40(CD40L è espresso solo
dopo l'attivazione).L' IFN-γ attiva STAT-1 e IRF-1 metre CD40 attiva i fattori AP-1 e NK-κB.Questi fattori di
trascrizione vanno ad attivare enzimi che creano intermedi reattivi dell'ossigeno come ossido di azoto ed enzimi
lisosomiali che uccidono i microrganismi.Tali intermedi tuttavia creano un certo danno tissutale che viene però
riparato mediante rimozione delle componenti danneggiate,formazione di nuovi capillari e sintesi di
collagene.Tutti effettuati dai macrofagi attivati.I macrofagi attivati innescano inoltre un processo infiammatorio
mediante secrezione di TNF e IL-1,chemochine e mediatori lipidici finalizzato a richiamare neutrofili e
monociti.
DTH:il danno tissutale e l'infiammazione causati dai Th1 e macrofagi attivati sono i segni caratteristici delle
cosiddette reazioni di ipersensibilità di tipo ritardato o DTH.Queste appartengono alle malattie
infiammatorie immuno-mediate.Una volta attivato il sistema cellulo -mediato nel caso lo stesso antigene si
ripresenti detto richiamo questo stimolerà la risposta immunitaria in modo massiccio e andrà a provocare
appunto una reazione DTH.La caratteristica risposta DTH evolve nell'arco di 24-48 ore.Dopo 4 ore dal contatto
con l'antigene i neutrofili si raccolgono attorno alle venule post-capillare;dopo 2 ore anche linfociti T e
macrofagi.Le cellule endoteliali diventano permeabili alle macromolecole plasmatiche. L'accumulo di fibrina e
linfociti T a livello extravascolare determina un rigonfiamento della zona e successivo indurimento evidenti a
circa 18 ore dal richiamo e raggiungono la massima entità nelle 24-48 ore successive. La rezione DTH è
utilizzata per diagnosticare eventuali infezioni pregresse a determinati antigeni.Nel caso si sfruttino antigeni
ubiquitari è normale la reazione DTH e dunque una sua assenza evidenzia un deficit immunologico noto come
anergia.Nel caso in cui i macrofagi attivati non riescano comunque a eliminare i microrganismi fagocitati in
quel caso può instaurarsi una reazione DTH cronica causando oltre al danno tissutale anche deposito di tessuto
connettivo(fibrosi)come ad esempio nella tubercolosi;si aggiunge la formazione di noduli di tessuto
infiammatorio formato dai macrofagi che circondano l'antigene detti granulomi.
13.3.2 Risposte immunitarie mediate dai linfociti Th2.
La risposta immunitaria mediata dai Th2 ha la principale funzione di promuovere la produzione di IgE e
attivare le risposte immunitari mediate da mastociti e eosinofili nei confronti di infezioni elmintiche.Gli elminti
sono troppo grandi per essere fagocitiati e troppo resistenti per i comuni microbicidi.I Th2 secernono Il-4 e Il13 che stimolano la produzione di IgE che opsonizzano il parassita e interagiscono con i recettori Fcε dei
mastociti che possono degranulare i loro contenuti:ammine vasoattive,TNF,e mediatori lipidici tutti in grado di
produrre infiammazione.
I Th2 producono inoltre IL-5 la quale va ad attivare direttamente gli eosinofili in contatto con l'elmina che
iniziano a secernere proteina basica maggiore e proteina cationica maggiore è in grado di intaccare i robusti
elminti.
Il-13 e IL-4 sono anche in grado di attivare i macrofagi M2 mediante la “attivazione alternativa”(quindi non la
“classica”mediante IFN-γ che attiva i macrofagi M1)a esprimere i recettori per il mannosio ed enzimi che
promuovono la sintesi di collagene,fibrosi e citochine antiinfiammatorie. Questi contribuiscono alla
formazione dei granulomi e al rimodellamento dl tessuto danneggiato.IL-13 pare stimoli anch ela produzione di
muco mentre IL-4 la peristalsi intestinale.
L'homing selettivo dei Th2 è mediato da particolari recettori per chemochine CCR3,4 e 8 che legano particolari
citochine espresse nei focolai di infezione da elminti o nel corso di allergie.
Le risposte di tipo TH2 sono infatti la principale causa di allergia.
13.4.Risposte mediate dai linficiti CD8 effettori:CTL
I CTL CD8 sono linfociti T effettori che eliminano le cellule infettate da microrganismi intracellulari.La
modalità di sviluppo è simile ai CD4:vi è stimolazione dei CD8 naive con l'antigene nel linfonodo,si assiste a
una proliferazione,differenziazio e migrazione nel sito di infezione alla ricerca delle cellule infettate e
successiva uccisione di quest'ultime.
L'uccisione di una cellula è antigene -specifica e contatto-dipendente.I CTL uccidono solo le cellule che
presentano associato a Mhc di classe 1 l'antigene che ne ha indotto la differenziazione nel linfonodo.Affinchè vi
sia la liberazione dei granuli citotossici i CTL devono legarsi alla cellula bersaglio.I punti di ancoraggio sono il
legame TCR antigene-Mhc,il legame del cofattore CD8 e l'adesina LFA-1 che si lega a ICAM-1 espresso sul
bersaglio.Questi legami vanno a definire la cosiddetta sinapsi immunologica che rappresenta un punto di
contatto tre le due membrane.Il legame LFA-1 e ICAM-1 va a costituire uno spazio isolato in questo anello di
contatto nel quale si possono identificare due regioni:la regione di trasduzione del segnale e quella del dominio
secretorio.I CTL esprimono anche recettori KIR tipici delle NK che riconoscono MHC di classe 1 anche in
assenza di peptide e inviano segnali inibitori alle CTL in modo da salvaguardare cellule non infettate e gli stessi
CTL.I CTL esprimono inoltre il recettore NKG2D che riconosce molecole MHC modificate magari da tumori o
dall'infezione.
Entro pochi minuti dal riconoscimento la cellula bersaglio va incontro ad alterazioni che la porteranno nell'arco
di 2-6 ore alla morte.Nel frattempo le CTL si distacca dal bersaglio.Il CTL trasmette il cosiddetto colpo letale
costituito dal rilascio di granuli contenenti vari enzimi tra cui
granzimiA,BeC,perforina,serglicina,granulisina,catepsina B.
La perforina e la granulisina associate ai granzimi e alla serglicina perforano la membrana e distruggono le
proteine.La catepsina B impedisce l'autodegradazione.
Un secondo meccanismo di uccisione sfrutta il legame tra FasL espresso dai CTL attivati e il suo recettore
espresso da vari tipi cellulari attivando una caspasi che induce apoptosi cellulare e degradazione del Dna con
conseguente eliminazione della potenziale sorgente infettante.
13.5 Linfociti T della memoria
Le risposte immunitarie portano alla produzione di linfociti T della memoria a partire da intermedi sia di CD4
che di CD8.Possono derivare da Th1 o Th2 gia differenziati o meno e da CD8.I linfociti T della memoria si
possono dividere in due popolazioni:
Linfociti T di memoria centrali:che esprimono CCR7 e L-selettina e ch quindi migrano nei linfonodi dove
non svolgono particolari funzioni effettrici ma piuttosto in caso di riincontro dell'antigene danno via a una
decisa proliferazione che darà origine a una numerosa progenie effettrice.
Linfociti T di memoria effettrici:questi non esrpimo né CCR7 né L selettina e dunque continuano a migrare
attraverso i tessuti periferici e una volta riattivati secernono IFN-γ senza però proliferare attivamente.
La rispota vera e propria dunque è attuata da queste ma dipende direttamente dal grado di proliferazione attuato
a monte da quelli centrali.
Le cellule della memoria possono permanere per anni e questo mantenimento dipende da citochine
costitutivamente presenti nei tessuti.La principale è IL-7 necessaria anche per il mantenimento dei linfociti
naive.Per i linfociti di memoria Cd8 pare sia richiesta anche IL-15.Queste citochine assicurano un basso ma
costante livello proliferativo indipendente dal riconscimento antigene-MHC.