Immunologia e Immunologia
Diagnostica
ATTIVAZIONE CELLULE B
E
IMMUNITÀ UMORALE
Le fasi della risposta umorale
1. Riconoscimento dell’antigene (legame BCR)
2. Stimoli addizionali (T helper, citochine, complemento)
3. Attivazione linfociti B naïve:
3a. Espansione clonale (proliferazione)
3b. Differenziamento (plasmacellule, cellule memoria)
3c. Secrezione anticorpi
4. Fase effettrice:
- Neutralizzazione e Opsonizzazione
- Citotossicità anticorpo-dipendente
- Attivazione classica del complemento
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Fase 1: Attivazione B
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Fase 2: Azione degli anticorpi
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Attivazione dei linfociti B
Attivazione B:
caratteristiche generali
• Recettore dei linfociti B = BCR = IgM e IgD (membrana)
• Espansione clonale: l’attivazione di una singola cellula B può
generare fino a 4000 plasmacellule.
• Scambio di classe (isotipico):
- Risposta primaria IgM > IgG
- Risposta secondaria IgG, IgA, IgE
• Maturazione dell’affinità anticorpale:
- Risposta primaria Ig con bassa affinità e alta variabilità
- Risposta secondaria Ig con alta affinità e bassa variabilità
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Attivazione B:
caratteristiche distintive
• 2 tipi di risposte anticorpali:
- Risposte T-dipendenti Antigeni proteici
- Risposte T-indipendenti Polisaccaridi, Lipidi e molecole chimiche
• 2 popolazioni di linfociti B:
- T-dipendenti B follicolari (follicoli linfoidi secondari)
- T-indipendenti B zone marginali (milza) e B-1 (mucose, peritoneo)
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Popolazioni di linfociti B
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BCR: trasduzione del segnale
• Il complesso del BCR è formato da 3 proteine:
- BCR (legame antigene)
- Igα (segnali intracellulari)
- Igβ (segnali intracellulari)
• L’aggregazione di due o più recettori accende i segnali di
attivazione:
1. Cascata enzimatica Tirosin-chinasi
2. Cascata enzimatica Protein-chinasi, enzimi calcio-dipendenti
3. Fattori di trascrizione Myc, NFAT, AP-1, NF-κB
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Il secondo segnale del BCR:
sistema del complemento
• L’attivazione del complemento
scatena la proteolisi del fattore C3:
si genera il fattore C3d.
• I linfociti B possiedono un recettore
specifico per il fattore C3d: il
recettore CR2.
• Il recettore CR2 è associato ad
altre proteine in grado di trasdurre
segnali intracellulari.
Il complemento amplifica il segnale di
attivazione che parte dal complesso BCR
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I meccanismi di attivazione B
• L’intensità dell’attivazione è proporzionale al numero di recettori
aggregati maggiore invio di segnali intracellulari.
• Gli antigeni non proteici (polisaccaridi e lipidi) sono spesso
multivalenti = elevato numero di BCR coinvolti T-indipendente.
• Gli antigeni proteici sono generalmente monovalenti = piccolo
numero di BCR coinvolti T-dipendente.
• Gli antigeni proteici preparano i linfociti B all’interazione con i
linfociti T helper:
- Aumento molecole di costimolazione B7
- Aumento recettori citochine helper
- Riduzione recettori chemochine
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Il ruolo dei linfociti T helper
Organi linfoidi secondari: incontro tra linfocita B e T helper
specifici per lo stesso antigene.
1. Attivazione dei linfociti T CD4+ e migrazione ai margini dei
follicoli
2. Attivazione dei linfociti B e migrazione ai margini dei follicoli
3. Presentazione dell’antigene da parte dei linfociti B
4. Attivazione dei linfociti B da parte dei T helper:
- Differenziamento plasmacellule
- Scambio isotipico
- Maturazione dell’affinità anticorpale
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Attivazione e migrazione dei
linfociti
• Attivazione T CD4+ naïve APC che presenta l’Ag su MHCII.
• Attivazione linfocita B naïve Interazione Ag-BCR.
• Attivazione linfociti T nell’ Area T degli organi linfoidi secondari.
• Attivazione linfociti B nei follicoli degli organi linfoidi secondari.
• Migrazione Ruolo centrale dei recettori per le chemochine:
- Recettore CCR7 (chemochine dell’area T)
- Recettore CXCR5 (chemochine dei follicoli)
• Migrazione T helper = Riduzione CCR7 e Aumento CXCR5
• Migrazione B attivato = Aumento CCR7 e Riduzione CXCR5
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Linfocita T attivato:
CCR7 e CXCR5
Linfocita B attivato:
CCR7 e CXCR5
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Presentazione dell’antigene da
parte dei linfociti B
• Interazione Antigene-BCR
• Endocitosi dell’Antigene
• Processamento nel Fagolisosoma
• Presentazione su MHCII
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Attivazione dei linfociti B da parte
dei T helper
L’azione effettrice dei T helper viene svolta da:
- Citochine secrete
- Ligando di CD40
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Scambio isotipico degli anticorpi
• Produzione degli anticorpi:
- Senza T helper Solo IgM
- Con T helper IgG, IgA, IgE
• Lo scambio isotipico rende specializzata la risposta
umorale e ottimizza la difesa dell’ospite:
- Anticorpi per neutralizzare
- Anticorpi per fagocitare
- Anticorpi contro parassiti particolari
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Maturazione dell’affinità anticorpale
• Nel corso di esposizioni prolungate o ripetute ad uno stesso
antigene proteico, migliora la capacità di legame degli
anticorpi.
• Maturazione dell’affinità:
1. Rientro dei linfociti B attivati nei follicoli linfoidi
2. Proliferazione = Formazione centri germinativi
3. Mutazioni puntiformi nelle CDR = Ipermutazione somatica
4. Selezione dei linfociti B con maggiore affinità
• A partire dalla primo incontro con l’antigene, la risposta
umorale genera anticorpi sempre più affini della volta
precedente.
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Maturazione dell’affinità anticorpale
• Fattori critici per migliorare l’affinità dei linfociti B:
- Competizione Molti anticorpi, poco antigene disponibile
- Segnali di sopravvivenza Contatto con cellule dendritiche
follicolari (FDC) oppure linfociti T helper
• Le FDC espongono il complesso antigene-anticorpo:
a) Recettore Fc Lega il complesso antigene-anticorpo
b) Recettore C3 Lega il complesso antigene-complemento
(C3b o C3d)
• I T helper possono inviare segnali di sopravvivenza dopo il
riconoscimento dell’antigene captato e processato dal linfocita B.
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Risposta contro gli antigeni
T-indipendenti
• Tutti gli antigeni di natura non proteica sono T-indipendenti:
- Nessun ruolo dei linfociti T helper
- Antigeni presenti sulla superficie di molti batteri
- Antigeni spesso multivalenti (aggregazione dei recettori B)
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Caratteristiche delle risposte
T-indipendenti
• Attivazione dei linfociti B Necessità di molte copie adiacenti
dello stesso epitopo (antigene multivalente)
• Classe anticorpale prodotta Sopratutto IgM
• Scarso miglioramento dell’affinità anticorpale
• Linfociti B di memoria non sempre generati
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Funzioni effettrici degli
anticorpi
Proprietà degli anticorpi:
Riepilogo (1)
• Azione a distanza Circolo sanguigno, secrezioni mucose.
• Risposta primaria:
a) Plasmacellule a vita breve (grandi quantità Ig per giorni)
b) Plasmacellule a vita lunga (midollo osseo; piccole quantità
Ig per mesi/anni)
c) Cellule della memoria (niente Ig; sopravvivenza per anni)
• Risposta secondaria:
- Cellule della memoria Plasmacellule a risposta rapida
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Proprietà degli anticorpi:
Riepilogo (2)
• Gli anticorpi hanno 2 regioni specializzate:
- Regione Fab per legare l’antigene
- Regione Fc per l’azione effettrice
• Regioni Fc differenti = Isotipi differenti = Funzioni effettrici diverse
• Scambio isotipico Risposta specializzata verso l’antigene
• Maturazione affinità Migliore riconoscimento dell’antigene
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Le funzioni degli anticorpi
Il legame tra anticorpo e antigene può svolgere diverse azioni:
A. Neutralizzazione di microbi e tossine
B. Opsonizzazione e fagocitosi dei microbi
C. Citotossicità cellulare anticorpo-dipendente (ADCC)
D. Attivazione del complemento:
D1. Lisi dei microbi
D2. Fagocitosi dei microbi
D3. Infiammazione
Obiettivo Finale:
Prevenire l’infezione e partecipare all’eliminazione del patogeno.
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Neutralizzazione di microbi
e tossine
• Isotipo anticorpale IgG (sangue) e IgA (mucose)
• Modalità di azione Diretta
• Obiettivi:
- Impedire ai microbi di infettare le cellule dell’ospite.
- Bloccare il passaggio dei microbi durante un’infezione.
- Bloccare il legame delle tossine ai recettori cellulari.
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Opsonizzazione e fagocitosi
di microbi
Opsonine: molecole che rivestono i microbi e favoriscono la
fagocitosi.
• Isotipo anticorpale IgG (IgG1 e IgG3)
• Modalità di azione Mediata da neutrofili e macrofagi
• Molecole coinvolte Recettore della regione Fc delle catene γ
• Obiettivi:
- Eliminare i batteri capsulati mediante i fagociti attivati dal
recettore FcγRI (principalmente nella milza).
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Citotossicità cellulare
anticorpo-dipendente (ADCC)
• Isotipo anticorpale IgG
• Modalità di azione Mediata da cellule NK
• Molecole coinvolte Recettore della regione Fc delle catene γ
• Obiettivi:
- Eliminare le cellule infettate da virus e batteri mediante le
cellule NK attivate dal recettore FcγRIII.
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Attivazione classica del
sistema del complemento
• Isotipo anticorpale IgG e IgM
• Modalità di azione Mediata dai fattori del complemento
• Molecole coinvolte:
- Fattore C1 lega le regioni Fc e avvia la cascata enzimatica
- Fattore C3b opsonizza i microbi
- Fattori C3a, C4a e C5a Anafilotossine = Infiammazione
• Obiettivi:
- Eliminare i microbi mediante i fagociti attivati e la lisi osmotica.
- Stimolare la risposta infiammatoria (richiamo leucociti).
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Le 3 vie del complemento
• Via classica Attivata da anticorpi = Immunità adattativa
• Via alternativa Attivata dal microbo = Immunità innata
• Via lectinica Attivata dal mannosio microbico = Immunità innata
Cambiano i fattori che si attivano nelle 3 fasi iniziali.
- Classica: Attivazione del fattore C1
- Alternativa: Attivazione del fattore C3
- Lectinica: Attivazione del fattore C4
Il prodotto finale delle 3 fasi iniziali è sempre il fattore C3b.
Il risultato finale delle 3 vie è sempre la formazione del
complesso di attacco alla membrana (MAC).
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Attivazione del complemento:
Fasi precoci e tardive
• Le prime fasi dell’attivazione servono a generare il fattore C3b:
- Opsonizzazione e fagocitosi del microbo.
- Stimolo delle reazioni infiammatorie mediante le anafilotossine C3a e C4a.
• Le ultime fasi dell’attivazione servono a generare il MAC:
- I fattori C6, C7, C8 e C9 creano dei pori nella membrana del microbo e
scatenano la lisi osmotica.
- Ulteriore stimolo dell’infiammazione mediante le anafilotossine C5a.
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