Icone usate nel testo Degranulazione Diapedesi Fagocitosi Vaso sanguigno Macrofago Mast cellula o mastocita Basofilo Cellula Natural Killer (NK) Eosinofilo Neutrofilo attivo Neutrofilo Eritrocita Monocita Cellula infetta Cellula epiteliale midollare timica Cellula epiteliale corticale timica Cellula T Cellula dendritica immatura Cellula dendritica Cellula B Cellula T attivata Cellula dendritica follicolare Cellula presentante l’antigene (APC) Cellula plasmatica Anticorpo Anticorpo (IgG, IgD, IgA) (IgM, IgE) Cellula endoteliale Cellula epiteliale Cellula Cellula caliciforme apoptotica IgM pentamerica HEV Recettore cellula T Anticorpo Produzione anticorpi MHC classe I 2Microglobulina 1 Complesso recettoriale della cellula B 3 2 Ig Ig ITAMs MBL Catena leggera MASP-2 CD45 CD40L Lectina di tipo C Catena pesante Recettore per chemochine CD8 CD28 CD4 Citochina Recettore per citochine peptide Recettori MHC della famiglia classe II del TNF includendo CD40 CD80 MHC classe I C2/fattore B C1q C1r Recettore cellula T Selettina Chemochina ZAP 70/Syk tirosin-chinasi Famiglia SRC di tirosin-chinasi Cellula di membrana Integrina Fosfato Linfonodo Proteina fosforilata tirosin-chinasi Complesso recettoriale della cellula T Antigene proteico IgA dimerica C1s Virus FasL Batterio C3 C3a C4 C4a C5 C5a Calreticulina ERp57 Trasportatore TAP Fas Recettore Toll PIP3 Chinasi (NEMO) IKK JAN-romane.indd 1 IRAK1 Ras attivo IRAK4 TRAF-6 TRICA1 Ubiquitina ER chaperone Recettore Fc Mal MyD88 GTP:Ras Ras inattivo IB degradato Tapasina GDP:Ras FADD Dominio Complesso Proteina di morte di attacco complementare alla membrana attivata Dominio effettore di morte (DED) Calmodulina attivata procaspasi 8 Calcineurina attiva Proteina Frammenti peptidici Proteasoma Fattore di trascrizione NFB Ca2+ Gene NFAT Gene attivo (trascritto) Pseudogene 20/12/13 11.56 JAN-romane.indd 2 20/12/13 11.56 OTTAVA EDIZIONE Immunobiologia di Janeway JAN-romane.indd 3 20/12/13 11.56 Dello stesso Editore: ATTENA – Epidemiologia e valutazione degli interventi sanitari Ayala/Lisi/Monfrecola – Malattie cutanee e veneree BETTERLE – Gli autoanticorpi BETTERLE – Le malattie autoimmuni BOCCATO – Citopatologia diagnostica CAO/DALLAPICCOLA/NOTARANGELO – Malattie genetiche: molecole e geni Vol. IV – Malattie osteoarticolari e del connettivo, malattie da agenti fisici, chimici e ambientali. Capitoli panoramici su: malattie cutanee, oculari, otorinolaringoiatriche e ginecologiche Vol. V – Malattie dell’apparato respiratorio Vol. VI – Malattie del cuore e dei vasi Vol. VII – Malattie del rene, delle vie urinarie e dell’apparato genitale maschile Vol. VIII – Malattie del canale digerente Castello – Manuale di pediatria Vol. IX – Malattie del fegato, delle vie biliari e del pancreas CATALIOTTI – Elementi di chirurgia pediatrica Vol. X – Malattie del sistema nervoso Carlson – Fisiologia del comportamento CHIARANDA – Guida illustrata delle emergenze. Con DVD interattivo multimediale LAURENCE/CARPENTER – Dizionario di farmacologia CHIARANDA – Urgenze ed emergenze. Istituzioni MARINELLI/LIGUORI/MONTEMARANO/D’AMORA – Igiene, medicina preventiva e sanità pubblica COOPER/HAUSMAN – La cellula: un approccio molecolare Crepaldi – Trattato di medicina interna D’Amico – Chirurgia generale DE NEGRI – Neuropsichiatria dell’età evolutiva MANDELL – Atlante a colori delle malattie infettive MARINO – Vocabolario medico fraseologico inglese-italiano e italiano-inglese De Vincentiis/Gallo – Manuale di otorinolaringoiatria Mariuzzi – Anatomia patologica e correlazioni anatomo-cliniche DEL GOBBO – Immunologia per le lauree sanitarie MAURIZI – Clinica otorinolaringoiatrica Dizionario medico enciclopedico MEDURI/NOTARIO – Diagnostica clinica interattiva Fantoni/Bozzaro/Del Sal/Ferrari/Tripodi – Biologia cellulare e genetica Monesi – Istologia Fegiz/Marrano/Ruberti – Manuale di chirurgia generale Fogari – Semeiotica medica e metodologia clinica Fradà – Semeiotica medica nell’adulto e nell’anziano FURLANUT – Farmacologia: principi e applicazioni Ganong – Fisiologia medica Garrett/Grisham – Principi di biochimica Giberti/Rossi – Manuale di psichiatria Gilman/Newman – Neuroanatomia clinica e neurofisiologia Gombos/Serpico – Clinica odontoiatrica e stomatologica Gombos/Serpico – Immunopatologia orale Greenspan – Endocrinologia generale e clinica Jawetz – Microbiologia medica Katzung – Farmacologia generale e clinica Katzung/Trevor – Farmacologia: quesiti a scelta multipla e compendio della materia LARIZZA – Trattato di medicina interna Vol. I – Malattie del sangue e degli organi emopoietici. Immunologia clinica Vol. II – Malattie infettive Vol. III – Malattie delle ghiandole endocrine, del metabolismo e della nutrizione JAN-romane.indd 4 Norelli/Buccelli/Fineschi – Medicina legale e delle assicurazioni Pier/Lyczac/Wetzler – Immunologia, infezione, immunità PONTIERI – Patologia generale QUAGLINO/CAVALLO/FORNI – Le difese immunitarie Regueiro González – Immunologia Rhoades/Pflanzer – Fisiologia generale e umana Rohen/Yokochi/Lütjen-Drecoll – Atlante a colori di anatomia umana Sborgia/Delle Noci – Malattie dell’apparato visivo SILIPRANDI/TETTAMANTI – Biochimica medica SORBO/PICCOLO – Manuale pratico di elettrocardiografia e aritmologia TIERNEY – Diagnostica medica e terapia attuali Valletta/Matarasso/Mignogna – Malattie odontostomatologiche VECCHIONE – Manuale di citopatologia Vigué/Martín – Grande atlante di anatomia umana descrittiva e funzionale WARDLE – Say Ah 1: Basic English for medical studies WARDLE – Say Ah 2: Graded reading passages for medical studies Waxman – Neuroanatomia clinica 20/12/13 11.56 OTTAVA EDIZIONE Immunobiologia di Janeway Kenneth Murphy Washington University School of Medicine, St. Louis Con ringraziamento a: Charles A. Janeway Jr. Paul Travers MRC Centre for Regenerative Medicine, Edinburgh Mark Walport The Wellcome Trust, London Con il contributo di: i Allan Mowat University of Glasgow Casey T. Weaver a University of Alabama at Birmingham JAN-romane.indd 5 20/12/13 11.56 Titolo originale: Janeway’s Immunobiology 8th Edition by Kenneth Murphy Copyright © 2012 by Garland Science Authorized translation from English language edition published by Garland Science, part of Taylor & Francis Group LLC. All Rights Reserved Traduzione degli aggiornamenti dell’ottava edizione di Ciro Dalla Rosa e Giovanna Nordio Tutti i diritti sono riservati È VIETATA PER LEGGE LA RIPRODUZIONE IN FOTOCOPIA E IN QUALSIASI ALTRA FORMA È vietato riprodurre, archiviare in un sistema di riproduzione o trasmettere sotto qualsiasi forma o con qualsiasi mezzo elettronico, meccanico, per fotocopia, registrazione o altro, qualsiasi parte di questa pubblicazione senza autorizzazione scritta dell’Editore. Ogni violazione sarà perseguita secondo le leggi civili e penali. AVVERTENZA Poiché le scienze mediche sono in continua evoluzione, l’Editore non si assume alcuna responsabilità per qualsiasi lesione e/o danno dovesse venire arrecato a persone o beni per negligenza o altro, oppure uso od operazioni di qualsiasi metodo, prodotto, istruzione o idea contenuti in questo libro. L’Editore raccomanda soprattutto la verifica autonoma delle diagnosi e del dosaggio dei medicinali, attenendosi alle istruzioni per l’uso e controindicazioni contenute nei foglietti illustrativi. ISBN 978-88-299-2351-9 D Stampato in Italia Copyright © 2014, by Piccin Nuova Libraria S.p.A., Padova www.piccin.it JAN-romane.indd 6 20/12/13 11.56 EDIZIONE ITALIANA CONDOTTA SULL’OTTAVA DI LINGUA INGLESE A CURA DI: Ciro Abbondanza Professore Associato di Patologia Generale Dipartimento di Biochimica, Biofisica e Patologia Generale Seconda Università degli Studi di Napoli (Capitolo 2) Emanuela Rita Galliera Ricercatore di Patologia Clinica Università degli Studi di Milano e IRCCS Istituto Ortopedico G. Galeazzi, Milano (Capitolo 10) Alberto Amadori Professore Ordinario di Immunologia Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Oncologiche e Gastroenterologiche Università degli Studi di Padova (Capitolo 12) Emilio Jirillo Professore Ordinario di Immunologia Dipartimento di Scienze Mediche di Base, Neuroscienze ed Organi di Senso Università degli Studi di Bari (Capitolo 14) Francesco Annunziato Professore Associato di Patologia Generale Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica Università degli Studi di Firenze (Capitolo 8) Andrea Balsari Professore Ordinario di Immunologia Dipartimento di Scienze Biomediche per la Salute Università degli Studi di Milano (Capitolo 1) Federica Cavallo Professore Associato di Immunologia Dipartimento di Biotecnologie Molecolari e Scienze della Salute Università degli Studi di Torino (Capitolo 6) Massimiliano M. Corsi Romanelli Professore Straordinario di Patologia Clinica Università degli Studi di Milano Direttore S.C. Laboratorio di Patologia Clinica Dipartimento dei Servizi Sanitari di Diagnosi e Cura Medicina di Laboratorio - IRCCS Policlinico San Donato (Capitolo 10) Andrea Cossarizza Professore Straordinario di Patologia Generale Dipartimento Chirurgico, Medico, Odontoiatrico e di Scienze Morfologiche Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia (Capitolo 11) Vera Del Gobbo Professore Associato di Immunologia Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” (Appendici) Francesco Dieli Professore Ordinario di Patologia Generale Dipartimento di Biopatologia e Biotecnologie Mediche e Forensi Università degli Studi di Palermo (Capitolo 13) Silvestro Formisano già Professore Ordinario di Patologia Generale, Immunologia ed Immunopatologia Dipartimento di Medicina e Chirurgia Università degli Studi di Salerno (Capitolo 7) JAN-romane.indd 7 Massimo Locati Professore Straordinario di Patologia Generale Dipartimento di Biotecnologie Mediche e Medicina Traslazionale Università degli Studi di Milano Istituto Clinico Humanitas (Capitolo 3) Fabrizio Mainiero Professore Ordinario di Patologia, Fisiopatologia Generale, Immunologia ed Immunopatologia Dipartimento di Medicina Sperimentale Sapienza - Università di Roma (Capitolo 5 e Glossario) Florence Malisan Ricercatore di Patologia Generale Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” (Capitolo 16) Nicola Medici Professore Associato di Patologia Generale Dipartimento di Biochimica, Biofisica e Patologia Generale Seconda Università degli Studi di Napoli (Capitolo 2) Raffaella Muraro Professore Ordinario di Patologia Generale Dipartimento di Scienze Sperimentali e Cliniche Università degli Studi “G. d’Annunzio”, Chieti (Capitolo 4) Rossella Paolini Professore Associato di Patologia Generale Dipartimento di Medicina Molecolare Sapienza - Università di Roma (Capitolo 15) Elena Quaglino Ricercatore di Immunologia Dipartimento di Biotecnologie Molecolari e Scienze della Salute Università degli Studi di Torino (Capitolo 6) Silvano Sozzani Professore Straordinario di Patologia Generale Dipartimento di Medicina Molecolare e Traslazionale Università degli Studi di Brescia (Capitolo 9) Roberto Testi Professore Ordinario di Immunologia Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” (Capitolo 16) 20/12/13 11.56 L’I spe usa com ava di e d qu inf Qu del svi dis suo ne cer tra ne pri inn ric an di inc del ne rec 7. A spo ne L’i ins com cel del clin le p ere Il ma del Qu sez del cap inc JAN-romane.indd 8 20/12/13 11.56 ix Prefazione L’Immunobiologia di Janeway è un testo destinato agli studenti e specializzandi in immunologia e agli studenti di medicina. Può essere usato come introduzione all’immunologia, ma è sufficientemente completo e approfondito per essere utile per gli studenti dei corsi più avanzati e per chi già lavora. Il testo presenta l’immunologia dal punto di vista dell’interazione dell’ospite con un ambiente pieno di microbi e di patogeni, e illustra come la perdita di qualsiasi componente di questo sistema aumenti la suscettibilità dell’ospite ad una particolare infezione. Questa ottava edizione mantiene l’organizzazione complessiva dell’edizione precedente, e i capitoli nei quali il settore ha subito sviluppi importanti e rapidi sono stati ampiamente revisionati. La discussione sull’immunità innata è stata sviluppata notevolmente e i suoi meccanismi ora sono trattati in due capitoli separati, presentati nell’ordine in cui un patogeno incontrerebbe le difese innate mentre cerca di instaurare un’infezione. Le difese immediate e solubili sono trattate nel Capitolo 2. Il sistema del complemento è introdotto nell’ambito dell’immunità innata, con la via della lectina presentata prima della via di attivazione classica. Le difese indotte dell’immunità innata – che comprendono una trattazione completa e aggiornata del riconoscimento innato – seguono nel Capitolo 3, dove sono descritti anche diversi sottogruppi di cellula innata ed i loro recettori. Le vie di trasmissione del segnale ora sono presentate man mano che si incontrano, non più relegate in un solo capitolo. Le vie di trasmissione del segnale dei recettori Toll-like e di altri sensori innati sono descritte nel Capitolo 3, mentre i processi di trasmissione del segnale del recettore dell’antigene e i processi di apoptosi sono rimasti nel Capitolo 7. Anche il Capitolo 10 è stato revisionato per dare più importanza agli spostamenti delle cellule B negli organi linfoidi periferici e alle sedi nelle quali incontrano l’antigene. L’immunologia delle mucose (Capitolo 12) è stata ampliata per inserire una discussione più approfondita sulle risposte ai microbioti commensali e sul ruolo delle cellule dendritiche specializzate e delle cellule T regolatorie nel mantenimento della tolleranza agli antigeni del cibo e ai batteri commensali. Gli ultimi quattro capitoli -- i capitoli clinici (Capitoli 13-16) -- rafforzano i concetti di base trattati prima con le più recenti informazioni sulle cause di malattia, da immunodeficienze ereditate o acquisite o da insufficienze dei meccanismi immunologici. Il Capitolo 16 descrive come la risposta immunitaria può essere manipolata nel tentativo di combattere le malattie infettive, il rigetto del trapianto e il tumore maligno. Questo capitolo comprende un aggiornamento completo delle sezioni che riguardano le terapie immunitarie e i vaccini. Gli aspetti dell’evoluzione, che nelle edizioni precedenti erano confinati nell’ultimo capitolo, ora sono trattati nel corso di tutto il libro, man mano che si incontrano gli argomenti pertinenti. JAN-romane.indd 9 20/12/13 11.56 x Anche l’ottava edizione ha potuto avvalersi del contributo di Allan Mowat, che ha ampiamente rivisto e aggiornato il Capitolo 12. Sono grato a Casey Weaver per i nuovi contributi ai Capitoli 13 e 15, e alle revisioni di Robert Schreiber e Joost Oppenheim per le appendici sulle citochine e le chemochine. Ringrazio Barry Kay per i suoi suggerimenti sulla revisione del Capitolo 14. Il ringraziamento più importante va naturalmente a Charles A. Janeway Jr., Paul Travers e Mark Walport per aver creato in primo luogo e poi ampliato le edizioni precedenti. Redattori, illustratori e editori hanno contribuito in molti modi. Le capacità redazionali di Eleanor Lawrence hanno dato al libro il suo stile coerente e assicurato una presentazione ordinata e didatticamente valida dei concetti. Matt McClements ha trasformato gli schizzi maldestri dell’autore nei diagrammi istruttivi e artistici che caratterizzano il testo di Janeway. Janete Scobie, Bruce Goatly, Sally Huish, Georgina Lucas e Ioana Moldovan hanno contribuito con capacità e impegno alla redazione, alla correzione delle bozze e alla composizione tipografica di questa edizione. Monica Toledo e Michael Morales sono stati fondamentali nell’aggiornamento e nella produzione delle nuove animazioni. Ringrazio Adam Sendroff e Lucy Brodie, che si prodigano per fornire informazioni sul testo agli immunologi di tutto il mondo, e ringrazio soprattutto l’editore Denise Schanck per la sua incredibile pazienza e per il suo sostegno. Vorrei ringraziare anche le persone che hanno letto una parte o tutti i capitoli della settima edizione e che hanno fornito consigli per il piano di revisione di questa edizione. Vorrei ringraziare anche i molti insegnanti e studenti che mi hanno inviato suggerimenti per migliorare questo libro. Spero di avere reso giustizia ai loro consigli in questa edizione. Abbiamo fatto di tutto perché il testo sia privo di errori. Tuttavia può essere che ne troviate, in tal caso vi sarò molto grato se me lo farete sapere. Kenneth Murphy JAN-romane.indd 10 20/12/13 11.56 Rin l’in zio Ca Eliz Un sity Ca Un Un Un ver UK Un la M Ca Ma Sch tut Ca for Da Sle St. Ca d’I Un Jol rac Ram Ca lie Do Ge Mu Ga Tak Ins Ge of C Ca nia Ala Kri Ge of Me Ca Fra Gri an ato i di e le one e a in Le tile nte stri o di ana ne, sta tali zio oni tto uo utti r il olti are sta ori. me phy xi Ringraziamenti Ringraziamo i seguenti esperti che hanno letto parti o l’intero volume della settima edizione fornendoci preziosi suggerimenti e consigli per questa edizione. Capitolo 1: Hans Acha-Orbea, Université de Lausanne; Elizabeth Godrick, Boston University; Michael Gold, University of British Columbia; Derek McKay, University of Calgary. Capitolo 2: Shizuo Akira, Osaka University; Lewis Lanier, University of California, San Francisco; Gabriel Nunez, University of Michigan Medical School; Philip Rosenstiel, University of Kiel, Germany; Hung Bing Shu, Wuhan University, China; Caetano Reis e Sousa, Cancer Research UK; Tada Taniguchi, University of Tokyo; Andrea Tenner, University of California, Irvine; Eric Vivier, Université de la Méditerranée Campus de Luminy. Capitolo 3: Bernard Malissen, Centre d’Immunologie Marseille-Luminy; Ellis Reinherz, Harvard Medical School; Robyn Stanfield, The Scripps Research Institute; Ian Wilson, The Scripps Research Institute. Capitolo 4: Michael Lieber, University of Southern California; Michael Neuberger, University of Cambridge; David Schatz, Yale University School of Medicine; Barry Sleckman, Washington University School of Medicine, St. Louis; Philip Tucker, University of Texas, Austin. Capitolo 5: Siamak Bahram, Centre de Recherche d’Immunologie et d’Hematologie; Peter Cresswell, Yale University School of Medicine; Mitchell Kronenberg, La Jolla Institute for Allergy & Immunology; Philippa Marrack, Howard Hughes Medical Institute; Hans-Georg Rammensee, University of Tubingen, Germany. Capitolo 6: Oreste Acuto, University of Oxford; Leslie Berg, University of Massachusetts Medical Center; Doreen Cantrell, University of Dundee, UK; Andy Chan, Genentech, Inc.; Vigo Heissmeyer, Helmholtz Center Munich; Steve Jameson, University of Minnesota; Gabriel Nunez, University of Michigan Medical School; Takashi Saito, RIKEN; Larry Samelson, National Cancer Institute, NIH; Pamela Schwartzberg, National Human Genome Research Institute, NIH; Art Weiss, University of California, San Francisco. Capitolo 7: Michael Cancro, University of Pennsylvania School of Medicine; Robert Carter, University of Alabama; Richard Hardy, Fox Chase Cancer Center; Kris Hogquist, University of Minnesota; John Monroe, Genentech, Inc.; Nancy Ruddle, Yale University School of Medicine; Marc Veldhoen, National Institute for Medical Research, London. Capitolo 8: Michael Bevan, University of Washington; Frank Carbone, University of Melbourne, Victoria; Gillian Griffiths, University of Oxford; Bill Heath, University of JAN-romane.indd 11 Melbourne, Victoria; Anne O’Garra, The National Institute for Medical Research, London; Steve Reiner, University of Pennsylvania School of Medicine; Brigitta Stockinger, National Institute for Medical Research, London. Capitolo 9: Katherine Calame, Columbia University; Michael Cancro, University of Pennsylvania School of Medicine; Robert H. Carter, The University of Alabama, Birmingham; Jason Cyster, University of California, San Francisco; John Kearney, The University of Alabama, Birmingham; Garnett Kelsoe, Duke University; Michael Neuberger, University of Cambridge. Capitolo 10: Michael Bevan, University of Washington; Marc K. Jenkins, University of Minnesota; Robert Modlin, University of California, Los Angeles; Michael Oldstone, The Scripps Research Institute; Michael Russell, University at Buffalo; Federica Sallusto, Institute for Research in Biomedicine, Switzerland. Capitolo 11: Chuck Elson, University of Alabama; Michael Lamm, Case Western Reserve University; Thomas MacDonald, Barts and The London School of Medicine and Dentistry; Kevin Maloy, University of Oxford; Maria Rescigno, University of Milan; Michael Russell, University at Buffalo. Capitolo 12: Jean-Laurent Cassanova, Groupe Hospitalier Necker-Enfants-Malades, Paris; Mary Collins, University College London; Alain Fischer, Groupe Hospitalier Necker-Enfants-Malades, Paris; Raif Geha, Harvard Medical School; Paul Klenerman, Oxford University; Luigi Notarangelo, Harvard Medical School; Sarah Rowland-Jones, Oxford University; Adrian Thrasher, London Institute of Child Health. Capitolo 13: Cezmi A. Akdis, Swiss Institute of Allergy and Asthma Research; Barry Kay, National Heart and Lung Institute; Raif Geha, Harvard Medical School; Gabriel Nunez, University of Michigan Medical School; Albert Sheffer, Harvard Medical School. Capitolo 14: Anne Davidson, Albert Einstein College of Medicine; Robert Fairchild, Cleveland Clinic; Fadi Lakkis, University of Pittsburgh; Wayne Hancock, University of Pennsylvania School of Medicine; Rikard Holmdahl, Lund University; Laurence A. Turka, University of Pennsylvania School of Medicine. Capitolo 15: Benny Chain, University College London; James Crowe, Vanderbilt University; Glen Dranoff, Dana Farber Cancer Institute; Giuseppe Pantaleo, Université de Lausanne; Richard O. Williams, Imperial College of London. Capitolo 16: Jim Kaufman, University of Cambridge; Gary W. Litman, University of South Florida; Martin Flajnik, University of Maryland, Baltimore; Robert Schreiber, Washington University School of Medicine, St. Louis; Casey Weaver, University of Alabama at Birmingham. 20/12/13 11.56 xii Sommario PARTE I UNA INTRODUZIONE ALL’IMMUNOBIOLOGIA E ALL’IMMUNITÀ INNATA Capitolo 1Concetti di base in immunologia P 1 Capitolo 2Immunità innata: le prime linee di difesa 37 Capitolo 3 75 Le risposte indotte dell’immunità innata Ca Prin PARTE II IL RICONOSCIMENTO DELL’ANTIGENE Capitolo 4Riconoscimento dell’antigene da parte dei recettori dei linfociti T e B 1-1 127 Capitolo 5La formazione dei recettori per gli antigeni sui linfociti 157 Capitolo 6Presentazione dell’antigene ai linfociti T 201 1-2 1-3 PARTE III RICONOSCIMENTO DELL’ANTIGENE DA PARTE DEI RECETTORI 1-4 Capitolo 7La trasmissione del segnale attraverso i recettori del sistema immunitario 239 Capitolo 8Lo sviluppo e la sopravvivenza dei linfociti 275 1-5 LA RISPOSTA IMMUNITARIA ACQUISITA PARTE IV Capitolo 9 La risposta delle cellule T 1-6 335 Capitolo 10 La risposta immunitaria umorale 387 Capitolo 11 Dinamiche dell’immunità acquisita 429 Capitolo 12 Il sistema immunitario delle mucose 465 1-7 1-8 PARTE V IL SISTEMA IMMUNITARIO IN SALUTE E IN MALATTIA 1-9 Capitolo 13Deficienze dei meccanismi di difesa dell’ospite 509 Capitolo 14 Allergia e malattie allergiche 571 Capitolo 15 Autoimmunità e trapianto 611 Capitolo 16Modulazione della risposta immunitaria 669 Appendice ILe metodologie immunologiche di laboratorio 717 Appendice II Antigeni CD 763 Appendice IIICitochine e i loro recettori 779 Appendice IVChemochine e i loro recettori 783 Biografie 785 Riconoscimenti fotografici 786 Glossario 787 Indice analitico ??? JAN-romane.indd 12 1-1 1-1 1-1 1-1 1-1 20/12/13 11.56 xiii Indice generale Parte I Una introduzione All’immunobiologia e all’immunitÀ innata Capitolo 1Concetti di base in immunologia 1 Principi di immunità innata e acquisita. 3 1-1Il sistema immunitario riconosce l’infezione e induce risposte protettive. 3 1-2Le cellule del sistema immunitario derivano da precursori nel midollo osseo. 4 1-3La serie mieloide comprende la maggior parte delle cellule del sistema immunitario innato. 4 1-4 La serie linfoide comprende i linfociti del sistema immunitario acquisito e le cellule natural killer dell’immunità innata. 8 1-5I linfociti maturano nel midollo osseo o nel timo e poi confluiscono nei tessuti linfoidi distribuiti in tutto il corpo. 9 1-6La maggior parte degli agenti infettivi attiva il sistema immunitario innato e induce una risposta infiammatoria. 10 1-7I recettori dell’immunità innata che riconoscono profili molecolari forniscono una prima discriminazione tra self e non-self. 11 1-8 Le risposte immunitarie acquisite sono iniziate dall’antigene e dalle cellule che presentano l’antigene nei tessuti linfoidi secondari. 12 1-15I linfociti incontrano l’antigene e rispondono all’antigene negli organi linfoidi periferici. 17 1-16L’attivazione del linfocita richiede segnali aggiuntivi oltre a quelli forniti dal recettore dell’antigene quando lega l’antigene. 21 1-17I linfociti attivati dall’antigene proliferano negli organi linfoidi periferici, generando cellule effettrici e memoria immunologica. 22 Riepilogo.25 I meccanismi effettori dell’immunità acquisita. 1-18Gli anticorpi proteggono dai patogeni extra-cellulari e dai loro prodotti tossici. 1-19Le cellule T orchestrano l’immunità cellulo-mediata e regolano le risposte delle cellule B verso la maggior parte degli antigeni. 1-20Le cellule T CD4 e CD8 riconoscono i peptidi legati a due classi diverse di molecole MHC. 1-21I difetti ereditati e acquisiti nel sistema immunitario aumentano la suscettibilità all’infezione. 1-22La comprensione della risposta immunitaria acquisita è importante per il controllo delle allergie, delle malattie autoimmuni, del rigetto degli organi trapiantati. 1-23La vaccinazione è il mezzo più efficace per prevenire le malattie infettive. Riepilogo. Riepilogo del Capitolo 1. 25 26 28 29 31 32 33 34 35 Capitolo 2Immunità innata: le prime linee di difesa 37 Le prime linee di difesa. 38 1-9 I linfociti sono attivati dagli antigeni e danno origine a cloni di cellule effettrici antigene-specifiche che mediano la risposta immunitaria acquisita. 12 1-10La selezione clonale dei linfociti è il principio fondamentale dell’immunità acquisita. 13 1-11La struttura della molecola dell’anticorpo illustra il problema centrale dell’immunità acquisita. 14 1-12Ogni linfocita maturando genera uno specifico recettore per l’antigene riarrangiando i segmenti genici del suo recettore. 15 1-13Le immunoglobuline si legano a un’ampia varietà di strutture chimiche, mentre il recettore della cellula T è specializzato per riconoscere gli antigeni estranei come frammenti peptidici legati alle proteine del complesso maggiore di istocompatibilità. 16 Il sistema del complemento e l’immunità innata. 48 17 2-5Il sistema del complemento riconosce le caratteristiche delle superfici dei microbi e le contrassegna per la distruzione con la deposizione di C3b. 50 1-14 Lo sviluppo e la sopravvivenza dei linfociti sono determinati da segnali ricevuti attraverso i loro recettori antigenici. JAN-romane.indd 13 2-1Le malattie infettive sono causate da diversi agenti vivi che si riproducono nei loro ospiti. 38 2-2Gli agenti infettivi devono superare le difese innate dell’ospite per stabilire focolai d’infezione. 42 2-3Le superfici epiteliali del corpo costituiscono la prima linea di difesa contro le infezioni. 43 2-4Cellule epiteliali e fagociti producono parecchi tipi diversi di proteine antimicrobiche. 44 Riepilogo.47 20/12/13 11.56 xiv 2-6La via della lectina usa recettori solubili che riconoscono le superfici microbiche per attivare la cascata del complemento. 2-7La via classica inizia dall’attivazione del complesso C1 ed è omologa alla via della lectina. 2-8 L’attivazione del complemento è principalmente confinata nella superficie sulla quale è originata. 2-9La via alternativa è un’ansa di amplificazione per la formazione di C3b che è accelerata dal riconoscimento dei patogeni da parte della properdina. 2-10Le proteine di membrana e del plasma che regolano la formazione e la stabilità della C3 convertasi determinano l’entità dell’attivazione del complemento in circostanze diverse. 2-11 Il complemento si è sviluppato precocemente nell’evoluzione degli organismi multicellulari. 2-12La convertasi C3 di membrana deposita un gran numero di frammenti C3b sulla superficie del patogeno e genera l’attività della C5 convertasi. 52 55 56 57 59 61 62 2-13La fagocitosi del patogeno marcato dal complemento da parte dei fagociti è mediata da recettori per le proteine del complemento legato. 62 2-14I frammenti corti di alcune proteine del complemento danno origine a una risposta infiammatoria locale. 64 2-15Le proteine terminali del complemento polimerizzano formando pori nelle membrane che possono uccidere particolari patogeni. 2-16Le proteine di controllo del complemento regolano tutte e tre le vie di attivazione del complemento e proteggono l’ospite dai suoi effetti distruttivi. 65 66 Riepilogo.71 Domande.71 Capitolo 3Le risposte indotte dell’immunità innata75 Riconoscimento di uno schema strutturale da parte delle cellule del sistema immunitario innato. 75 3-1Dopo essere entrati nei tessuti, molti patogeni sono riconosciuti, fagocitati e uccisi dai fagociti. 76 3-2 I recettori accoppiati alla proteina G sui fagociti legano il riconoscimento del microbo con aumento dell’efficienza dell’uccisione intracellulare. 78 3-3Il riconoscimento dei patogeni e i danni tessutali provocano una risposta infiammatoria. 82 3-4 I recettori Toll-like rappresentano un sistema antico di riconoscimento del patogeno. 85 3-5 I recettori Toll-like dei mammiferi sono attivati da molti e diversi pattern molecolari associati al patogeno. 85 3-6 TLR-4 riconosce il polisaccaride batterico in associazione con le proteine accessorie dell’ospite MD2 e CD14. 88 JAN-romane.indd 14 3-7 I TLR attivano i fattori di trascrizione NFkB, AP-1 e IRF per indurre l’espressione di citochine infiammatorie e di interferoni di tipo I. 89 3-8I recettori Toll-like operano come sensori intracellulari dell’infezione batterica. 92 3-9Le elicasi RIG-I-like scoprono gli RNA virali e stimolano la produzione di interferone. 94 3-10L’attivazione di TLR e di NLR innesca cambiamenti nell’espressione genica nei macrofagi e nelle cellule dendritiche che hanno effetti di ampia portata sulla risposta immunitaria. 96 3-11La trasmissione del segnale di TLR condivide molti elementi con Toll che trasmette il segnale nella Drosophila.97 3-12 I geni di TLR e NOD sono andati incontro a un’ampia diversificazione negli invertebrati e in alcuni cordati primitivi. 98 Riepilogo.98 Risposte innate indotte contro l’infezione. 3-13Macrofagi e cellule dendritiche attivati dai patogeni secernono diverse citochine che hanno molti effetti locali e a distanza. 3-14 Le chemochine rilasciate dai macrofagi e dalle cellule dendritiche reclutano le cellule effettrici nel sito di infezione. 3-15 Le molecole di adesione cellulare controllano le interazioni tra leucociti e cellule endoteliali durante una risposta infiammatoria. 3-16 I neutrofili rappresentano la prima ondata di cellule che attraversa la parete dei vasi sanguigni per entrare nei siti di infiammazione. 3-17 Il TNF-a è una citochina importante che stimola il contenimento locale dell’infezione, ma induce shock quando è rilasciata sistemicamente. 3-18Le citochine rilasciate dai fagociti attivano la risposta della fase acuta. 3-19 Gli interferoni indotti dalle infezioni virali forniscono diversi contributi alla difesa dell’ospite. 3-20 Le cellule natural killer sono attivate da interferoni e citochine derivate dai macrofagi e rappresentano una prima difesa contro alcune infezioni intracellulari. 3-21 Le cellule NK possiedono recettori per le molecole self che prevengono la loro attivazione da parte di cellule non infettate. 3-22 Le cellule NK portano recettori che attivano la loro funzione killer come risposta ai ligandi espressi su cellule infettate o tumorali. 3-23 Il recettore NKG2D attiva una via di segnalazione diversa da quella che attivano gli altri recettori NK. 3-24 Molte sottopopolazioni di linfociti si comportano come linfociti di tipo innato. Riepilogo. Riepilogo del Capitolo 3. 99 99 Pa Ca La 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5 Rie L’in spe 4-6 102 4-7 103 4-8 105 4-9 107 Rie 109 Ric 4-10 111 4-11 113 4-12 113 4-13 117 118 118 120 120 20/12/13 11.56 4-14 4-15 4-16 xv 89 92 Parte II IL RICONOSCIMENTO DELL’ANTIGENE Capitolo 4 Riconoscimento dell’antigene da parte dei recettori dei linfociti T e B 127 La struttura di una molecola anticorpale tipica. 128 4-1Gli anticorpi sono composti da quattro catene polipeptidiche. 129 4-2Le catene leggere e pesanti delle immunoglobuline sono composte di regioni costanti e variabili. 130 4-3La molecola dell’anticorpo può essere tagliata facilmente in frammenti funzionalmente distinti. 130 4-4 Le immunoglobuline sono molecole flessibili, soprattutto nella regione cerniera. 131 4-5I diversi domini di un’immunoglobulina hanno strutture simili. 132 Riepilogo. 133 L’interazione tra la molecola dell’anticorpo e l’antigene specifico. 134 4-6 Il sito di legame con l’antigene è formato da regioni localizzate della sequenza ipervariabile. 134 4-7Gli anticorpi legano gli antigeni per mezzo di contatti con aminoacidi all’interno delle CDR, ma i particolari del legame dipendono dalla forma e dalle dimensioni dell’antigene. 135 4-8Gli anticorpi riconoscono delle conformazioni specifiche sulla superficie degli antigeni. 136 4-9Le interazioni tra antigene e anticorpo coinvolgono vari tipi di forze. 136 107 Riepilogo. 138 109 Riconoscimento dell’antigene da parte dei linfociti T. 138 111 4-10Il recettore del linfocita T è molto simile al frammento Fab dell’immunoglobulina. 139 113 4-11Il recettore dei linfociti T riconosce l’antigene sotto forma di un complesso costituito da un peptide estraneo legato ad una molecola MHC. 140 113 4-12Ci sono due classi di molecole MHC con subunità di composizione diversa ma con strutture tridimensionali simili. 141 117 4-13I peptidi sono legati stabilmente alle molecole MHC, e servono anche per stabilizzare la molecola MHC sulla superficie cellulare. 142 118 4-14 Le molecole MHC di classe I legano brevi polipeptidi di 8-10 aminoacidi ad entrambe le estremità. 143 4-15La lunghezza del peptide che lega una molecola MHC di classe II non è vincolata. 145 94 96 97 98 98 99 99 102 103 105 118 120 120 4-16 Le strutture cristalline di parecchi complessi MHC:peptide:recettore della cellula T mostrano un JAN-romane.indd 15 orientamento simile del recettore della cellula T rispetto al complesso MHC:peptide. 147 4-17Le proteine CD4 e CD8 della superficie dei linfociti T sono necessarie per dare una risposta efficace all’antigene. 148 4-18Le due classi di molecole MHC sono espresse in cellule diverse. 150 4-19 Un sottogruppo distinto di linfociti T presenta un recettore diverso costituito da catene g e d.151 Riepilogo. 152 Riepilogo del Capitolo 4. 152 Capitolo 5La formazione dei recettori per gli antigeni sui linfociti 157 Riarrangiamento primario del gene dell’immunoglobulina.158 5-1Nelle cellule che producono anticorpi i geni delle immunoglobuline sono riarrangiati. 158 5-2 Le sequenze geniche complete che codificano per una regione variabile si formano attraverso la ricombinazione somatica di segmenti genici separati fra loro. 159 5-3Molti segmenti genici V contigui sono presenti in ogni locus delle immunoglobuline. 160 5-4Il riarrangiamento dei geni V, D e J è guidato da sequenze di DNA fiancheggianti. 161 5-5La ricombinazione fra i geni V, D e J coinvolge enzimi linfocitari specifici ed enzimi ubiquitari che modificano il DNA. 162 5-6 La diversità del repertorio di immunoglobuline è determinata da quattro meccanismi principali. 166 5-7I molti segmenti genici ereditati sono usati in combinazioni differenti. 166 5-8L’aggiunta o la delezione di un numero variabile di nucleotidi nel punto di giunzione fra i segmenti genici contribuisce a determinare la variabilità della terza regione ipervariabile. 167 Riepilogo.168 Riarrangiamento dei geni per i recettori delle cellule T. 169 5-9I segmenti genici dei recettori delle cellule T sono disposti in modo simile a quello dei segmenti genici delle immunoglobuline e sono riarrangiati dagli stessi enzimi. 169 5-10La diversificazione dei recettori dei linfociti T risiede tutta nella terza regione ipervariabile. 171 5-11Anche i recettori g:d delle cellule T sono prodotti per riarrangiamento genico. 172 Riepilogo.173 Le variazioni strutturali delle regioni costanti delle immunoglobuline.173 20/12/13 11.56 xvi 5-12Le diverse classi di immunoglobuline si distinguono per la struttura delle regioni costanti delle loro catene pesanti. 174 5-13 La regione costante conferisce specializzazione funzionale all’anticorpo. 176 5-14Le cellule mature B naive esprimono sia IgM sia IgD sulla loro superficie. 176 5-15Forme transmembrana e secrete di immunoglobuline sono generate da trascritti alternativi di catene pesanti.177 5-16Le IgM e le IgA possono formare dei polimeri. 178 Riepilogo.179 Diversificazione secondaria del repertorio di anticorpi. 180 5-17La citidina deaminasi indotta dall’attivazione introduce mutazioni nei geni trascritti nelle cellule B. 180 5-18L’ipermutazione somatica diversifica ulteriormente le regioni V riarrangiate dei geni dell’immunoglobulina. 181 5-19Lo scambio di classe permette allo stesso esone VH assemblato di associarsi con geni CH diversi nel corso di una risposta immunitaria. 183 Riepilogo.186 Evoluzione della risposta immunitaria acquisita. 186 Pa 6-3I peptidi trasportati all’interno del reticolo endoplasmatico sono generati nel citoplasma. 205 6-4Le molecole MHC di classe I appena sintetizzate sono trattenute nel reticolo endoplasmatico fino a che esse legano un peptide. 207 Ca 6-5Molti virus producono immunoevasine che interferiscono con la presentazione dell’antigene da parte delle molecole MHC di classe I. 209 Prin ne 6-6I peptidi presentati dalle molecole MHC di classe II sono generati nelle vescicole endocitiche acidificate. 210 7-2 6-7La catena invariante indirizza le molecole MHC di classe II appena sintetizzate verso vescicole intracellulari acidificate. 211 6-8Una molecola specializzata catalizza il legame del peptide con le molecole MHC di classe II. 212 7-3 6-9 La presentazione crociata permette alle proteine esogene di essere presentate sulle molecole MHC di classe I da un ristretto insieme di cellule che presentano l’antigene. 214 6-10Un legame stabile tra i peptidi e le molecole MHC permette un’efficiente presentazione antigenica sulla superficie cellulare. 215 7-4 Riepilogo.216 Il sistema maggiore di istocompatibilità e le sue funzioni.217 5-21 Gli agnati possiedono un sistema immunitario acquisito che usa il riarrangiamento genico somatico per diversificare i recettori formati da domini LRR. 6-11Molte delle proteine coinvolte nel processamento e nella presentazione dell’antigene sono codificate da geni del complesso maggiore di istocompatibilità. 5-22 L’immunità acquisita RAG-dipendente basata su un repertorio di geni immunoglobulina-simili è apparsa improvvisamente nei pesci cartilaginei. 190 5-23 Specie diverse generano la diversità immunoglobulinica in modi diversi. 192 5-24 Nel pesce cartilagineo sono presenti recettori a:b e g:d della cellula T. 195 5-25 Anche le molecole MHC di classe I e di classe II sono state trovate per la prima volta nei pesci cartilaginei. 195 Riepilogo.196 Riepilogo del Capitolo 5. 196 Capitolo 6Presentazione dell’antigene ai linfociti T 201 La generazione dei ligandi del recettore dei linfociti T. 202 6-1Le molecole MHC di classe I e II trasportano i peptidi sulla superficie cellulare da due compartimenti intracellulari. 202 6-2I peptidi che legano le molecole MHC di classe I sono trasportati attivamente dal citosol al reticolo endoplasmatico204 JAN-romane.indd 16 6-12I prodotti proteici dei geni MHC di classe I e di classe II sono molto polimorfi. 7-5 7-6 5-20 Alcuni vertebrati generano un’ampia diversità in un repertorio di geni simili a quelli delle immunoglobuline. 187 189 7-1 Rie Tra ea 7-7 218 7-8 220 6-13Il polimorfismo delle molecole MHC regola il riconoscimento degli antigeni da parte dei linfociti T influenzando sia il legame con il peptide sia il contatto tra il recettore dei linfociti T e le molecole MHC. 222 7-9 6-14I linfociti T alloreattivi che riconoscono le molecole MHC non self sono molto abbondanti. 224 7-10 6-15Molti linfociti T rispondono ai superantigeni. 226 6-16 Il polimorfismo del MHC aumenta il numero di antigeni verso i quali può rispondere il sistema immunitario.227 7-11 7-12 7-13 6-17Nel MHC sono codificati anche vari geni con funzioni immunitarie specializzate. 228 7-14 6-18Molecole MHC I specializzate agiscono da ligandi che attivano ed inibiscono le cellule NK. 230 7-15 6-19La famiglia CD1: molecole tipo MHC di classe I, codificate al di fuori dell’MHC che presentano i lipidi microbici a cellule T CD1-ristrette. 231 7-16 Riepilogo.233 Riepilogo del Capitolo 6. 233 20/12/13 11.56 205 207 xvii Parte III RICONOSCIMENTO DELL’ANTIGENE DA PARTE DEI RECETTORI 7-17Gli ITAM si trovano anche in altri recettori sui leucociti che trasmettono segnali per l’attivazione della cellula.260 Capitolo 7La trasmissione del segnale attraverso i recettori del sistema immunitario 239 209 Principi generali della trasduzione e della propagazione del segnale. 239 210 7-1 I recettori transmembrana trasformano i segnali extracellulari in eventi biochimici intracellulari. 240 211 7-2La propagazione intracellulare del segnale è mediata da grandi complessi multiproteici di trasmissione del segnale. 242 212 7-3Le piccole proteine G operano come interruttori molecolari in molti processi di trasmissione del segnale.243 7-4Le proteine di trasmissione del segnale sono reclutate alla membrana da meccanismi diversi. 244 7-18I recettori inibitori sui linfociti aiutano a regolare le risposte immunitarie. 260 Riepilogo.263 Altri recettori e processi di trasmissione del segnale. 264 7-19Le citochine e i loro recettori fanno parte di famiglie distinte di proteine strutturalmente correlate. 264 7-20I recettori della citochina della famiglia dell’ematopoietina sono associati con la famiglia JAK delle tirosina chinasi, che attivano i fattori di trascrizione STAT. 266 7-21La trasmissione del segnale della citochina è ultimata da un meccanismo di feedback negativo. 267 7-22 I recettori che inducono l’apoptosi attivano delle proteasi intracellulari specializzate chiamate caspasi. 267 7-23 Il processo intrinseco di apoptosi è mediato dal rilascio di citocromo c dai mitocondri. 270 7-5 La coniugazione di ubiquitina delle proteine può attivare e inibire le risposte di trasmissione del segnale. 245 215 7-6L’attivazione di alcuni recettori genera piccole molecole secondi messaggeri. 246 216 Riepilogo.247 Capitolo 8Lo sviluppo e la sopravvivenza dei linfociti275 Trasmissione del segnale del recettore dell’antigene e attivazione del linfocita. Sviluppo dei linfociti B. 276 8.1I linfociti derivano dalle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo. 276 8-2Lo sviluppo della cellula B inizia con il riarrangiamento del locus della catena pesante. 278 8-3Il recettore della cellula pre-B verifica la produzione di una catena pesante completa e trasmette il segnale per la transizione dallo stadio della cellula pro-B a quello della cellula pre-B. 281 214 217 218 220 222 224 226 247 7-7I recettori dell’antigene consistono di catene accessorie variabili che legano l’antigene associate con catene invarianti che svolgono la funzione di trasmissione del segnale del recettore. 247 7-8Il riconoscimento dell’antigene da parte del recettore della cellula T e dei suoi corecettori porta alla fosforilazione degli ITAM da parte delle chinasi della famiglia Src. 249 7-9Gli ITAM fosforilati reclutano e attivano la tirosina chinasi ZAP-70, che fosforila le proteine ponte che reclutano la fosfolipasi PLC-g. 251 7-10L’attivazione di PLC-g richiede un segnale costimolatorio. 251 7-11La PLC-g attivata genere i secondi messaggeri diacilglicerolo e inositolo trifosfato. 252 7-12L’entrata di Ca21 attiva il fattore di trascrizione NFAT. 253 7-13 L’attivazione di Ras stimola il relè della proteina chinasi attivata dal mitogeno (MAPK) e induce l’espressione del fattore di trascrizione AP-1. 253 228 7-14La proteina chinasi C attiva i fattori di trascrizione NFkB e AP-1. 256 230 7-15 La proteina di superficie CD28 è un recettore costimolatore per le cellule T naive. 257 227 231 233 233 7-16La logica della trasmissione del segnale del recettore della cellula B è simile a quella della trasmissione del segnale del recettore della cellula T ma alcuni dei componenti della trasmissione del segnale sono specifici delle cellule B. JAN-romane.indd 17 258 Riepilogo.270 Riepilogo al Capitolo 7. 271 8-4La trasmissione del segnale del recettore della cellula pre-B inibisce ulteriori riarrangiamenti del locus della catena pesante e rinforza l’esclusione allelica.283 8-5Le cellule pre-B riarrangiano il locus della catena leggera ed esprimono l’immunoglobulina di superficie cellulare. 284 8-6Le cellule B immature sono controllate per l’autoreattività prima che lascino il midollo osseo. 285 Riepilogo.290 Lo sviluppo della cellula T nel timo. 290 8-7I progenitori della cellula T hanno origine nel midollo osseo, ma tutti gli eventi importanti del loro sviluppo avvengono nel timo. 291 8-8 I precursori dei linfociti T proliferano abbondantemente nel timo ma molti muoiono in questa sede. 294 8-9Gli stadi successivi dello sviluppo dei timociti sono identificati dall’avvicendarsi di molecole diverse sulla membrana cellulare. 294 20/12/13 11.56 xviii 8-10I timociti che si trovano in differenti stadi di sviluppo occupano parti distinte del timo. 297 8-11I linfociti T provvisti di TCR a:b o g:d si differenziano da un progenitore comune. 298 8-12Durante le prime fasi della vita si formano, in una sequenza ordinata di eventi, linfociti T che esprimono particolari regioni V delle catene g e d. 299 8-13 La sintesi riuscita di una catena b permette la produzione di un recettore della cellula pre-T che induce la proliferazione cellulare e blocca ulteriori riarrangiamenti del gene della catena b. 301 8-27Le cellule B immature che arrivano alla milza hanno un turnover rapido e hanno bisogno di citochine e di segnali positivi sul BCR per la loro maturazione e sopravvivenza. 321 8-28Le cellule B-1 e le cellule B della zona marginale sono sottotipi distinti di cellule B con una specificità unica del recettore dell’antigene. 322 8-29L’omeostasi della cellula T in periferia è regolata dalle citochine e dalle interazioni con MHC self. 324 Riepilogo.325 Riepilogo del capitolo 8. 325 8-14I geni per la catena a vanno incontro a riarrangiamenti successivi finché non interviene la selezione positiva oppure la morte della cellula. 304 Parte IV LA RISPOSTA IMMUNITARIA Riepilogo.305 Selezione positiva e negativa delle cellule T. 305 8-15Il tipo di MHC espresso dalle cellule dello stroma timico seleziona un repertorio di linfociti T maturi che può riconoscere antigeni estranei presentati dallo stesso tipo di MHC. 306 8-16 Solo i timociti i cui recettori interagiscono con i complessi molecolari formati da peptidi autologhi:MHC autologhi possono sopravvivere e maturare. 307 8-17La selezione positiva agisce su un repertorio di TCR con una specificità intrinseca per le molecole MHC. 308 8-18La selezione positiva coordina l’espressione di CD4 o CD8 con la specificità del TCR e le potenziali funzioni effettrici della cellula T. 308 8-19Le cellule epiteliali della corticale del timo inducono la selezione positiva dei linfociti in via di maturazione. 310 8-20I linfociti T che reagiscono intensamente agli antigeni autologhi ubiquitari sono eliminati nel timo. 311 8-21La selezione negativa è effettuata dalle cellule che presentano l’antigene derivate dal midollo osseo. 313 8-22 La specificità e/o l’intensità dei segnali per la selezione positiva e quella negativa devono essere diverse.314 Riepilogo.315 La sopravvivenza e la maturazione dei linfociti nei tessuti linfoidi periferici. 316 8-23Sottogruppi diversi di linfociti si localizzano in aree particolari dei tessuti linfoidi periferici. 316 8-24Lo sviluppo dei tessuti linfoidi periferici è controllato da cellule che inducono la formazione del tessuto linfoide e da proteine della famiglia del fattore di necrosi tumorale. 317 8-25La migrazione dei linfociti in regioni specifiche del tessuto linfoide periferico è mediata dalle chemochine. 319 8-26I linfociti che incontrano quantità sufficienti di antigeni autologhi per la prima volta nella periferia sono eliminati o inattivati. JAN-romane.indd 18 320 ACQUISITA 9-12 9-16 9-13 9-14 9-15 9-17 Capitolo 9 La risposta delle cellule T 335 Ingresso delle cellule T naive e delle cellule che presentano l’antigene negli organi linfoidi periferici. 337 9-1Le cellule T naive migrano attraversoi tessuti linfoidi periferici, saggiando i complessi peptide:MHC sulla superficie delle cellule dendritiche. 337 9-2L’ingresso del linfocita nei tessuti linfoidi dipende da chemochine e molecole di adesione. 338 9-3L’attivazione delle integrine e delle chemochine è responsabile dell’ingresso delle cellule T naive nei linfonodi.339 9-4Le cellule dendritiche attivate danno inizio alle risposte T negli organi linfoidi periferici. 342 9-5 Le cellule dendritiche processano gli antigeni di un’ampia gamma di patogeni. 344 9-6La trasmissione di segnale dei TLR nelle cellule dendritiche immature induce la loro migrazione agli organi linfoidi e intensifica la processazione dell’antigene. 347 9-7 Le cellule dendritiche plasmacitoidi producono abbondantemente interferoni di tipo I e possono agire come cellule helper per la presentazione dell’antigene da parte di cellule dendritiche convenzionali. 349 9-8 I macrofagi sono cellule spazzino che possono essere indotte da patogeni a presentare antigeni alle cellule T naive. 350 9-9Le cellule B sono molto efficienti nella presentazione degli antigeni che si legano alle loro immunoglobuline di superficie. 351 9-18 9-19 Rie Car loro 9-20 9-2 9-22 9-23 9-24 Rie Att 9-25 9-26 Riepilogo.352 9-27 Priming delle cellule T naive da parte delle cellule dendritiche attivate. 9-28 9-10Le molecole di adesione sono responsabili deI primo contatto tra le cellule T naive e le cellule che presentano l’antigene. 9-11Le cellule che presentano l’antigene rilasciano tre tipi di segnali per l’espansione clonale e la differenziazione delle cellule T naive. 353 Rie 353 Im 9-29 354 20/12/13 11.56 321 322 324 325 325 35 337 xix 9-12La costimolazione delle cellule T attivate da parte di CD28 induce l’espressione del fattore di crescita della cellula T interleuchina 2 e del suo recettore ad alta affinità. 355 9-30 L’attivazione dei macrofagi da parte delle cellule TH1 promuove l’uccisione dei microbi e deve essere finemente regolata al fine di evitare danni ai tessuti circostanti.378 9-13Il segnale 2 può essere modificato da ulteriori processi di costimolazione. 356 9-31 Le cellule TH1 coordinano la risposta dell’ospite verso i patogeni intracellulari. 379 9-14Il riconoscimento dell’antigene in assenza di costimolazione porta all’inattivazione funzionale o alla delezione clonale delle cellule T periferiche. 357 Riepilogo del Capitolo 9. 381 9-15Le cellule T proliferanti si differenziano in cellule T effettrici che non hanno bisogno di costimolazione per rispondere. 358 Capitolo 10 La risposta immunitaria umorale 387 9-16Le cellule T CD8 possono essere attivate in modi diversi per diventare cellule effettrici citotossiche. 359 Attivazione delle cellule B da parte delle cellule helper. 388 9-17Le cellule T CD4 si differenziano in sottopopolazioni di cellule effettrici funzionalmente diverse. 360 10-1La risposta umorale inizia quando le cellule B legate all’antigene sono attivate dai linfociti T adiuvanti o solo da antigeni batterici. 389 9-18La differenziazione di cellule T CD4 in cellule effettrici diverse dipende dal tipo di “segnale 3”. 362 9-19Le cellule T CD4 regolatorie sono coinvolte nel controllo delle risposte immunitarie acquisite. 364 10-2Le risposte della cellula B sono aumentate dal colegame del recettore della cellula B e del corecettore per mezzo di frammenti di antigene e di complemento sulle superfici microbiche. 390 10-3Le cellule T helper attivano i linfociti B che riconoscono lo stesso antigene. 390 Riepilogo.380 337 Riepilogo.365 338 Caratteristiche generali delle cellule T effettrici e delle loro citochine. 366 9-20 Le interazioni delle cellule T effettrici con le cellule bersaglio sono promosse da molecole di adesione. 10-4Le cellule T sintetizzano e secernono molecole che attivano le cellule B. 391 366 10-5Le cellule B che incontrano i loro antigeni migrano verso i confini tra aree di cellule B e cellule T nei tessuti linfoidi secondari. 392 10-6Le plasmacellule che secernono anticorpi si differenziano da cellule B attivate. 395 10-7La seconda fase di una risposta immunitaria primaria delle cellule B avviene quando le cellule B attivate migrano ai follicoli e proliferano per formare i centri germinativi. 396 10-8Le cellule B dei centri germinativi vanno incontro a ipermutazioni somatiche della regione V e le cellule con le mutazioni che aumentano l’affinità per l’antigene sono selezionate. 398 339 342 344 347 349 350 351 352 353 353 354 9-21Tra le cellule T effettrici e i loro bersagli si forma una sinapsi immunologica per regolare la trasmissione del segnale e dirigere il rilascio di molecole effettrici.367 9-22Le funzioni effettrici delle cellule T sono determinate dal tipo di molecole effettrici prodotte. 369 9-23Le citochine possono agire localmente o in siti periferici.370 9-24Le cellule T esprimono in forma trimerica di membrana parecchie citochine della famiglia del TNF. 371 Riepilogo.372 Attività citotossica delle cellule T. 372 9-25Le cellule T citotossiche possono indurre l’apoptosi delle cellule bersaglio. 373 9-26Le proteine che inducono l’apoptosi sono contenute nei granuli delle cellule T CD8 citotossiche. 374 9-27 Le cellule T citotossiche sono programmate per uccidere in modo specifico il bersaglio cellulare. 376 9-28Le cellule T citotossiche esplicano la loro attività anche mediante la produzione di citochine. 376 10-9Lo scambio di classe nelle risposte anticorpali timodipendenti richiede l’espressione del ligando del CD40 sulle cellule T helper ed è influenzato dalle citochine.400 10-10Il legame di CD40 e il contatto prolungato con le cellule T helper follicolari sono necessari per far sopravvivere le cellule B del centro germinativo. 402 10-11Le cellule dei centri germinativi che sopravvivono si differenziano in plasmacellule o cellule di memoria. 403 Riepilogo.377 10-12Alcuni antigeni batterici non hanno bisogno dell’aiuto delle cellule T per indurre le risposte delle cellule B. 404 I macrofagi sono attivati dalle cellule TH1.377 10-13Le risposte delle cellule B ai polisaccaridi batterici non richiedono l’aiuto specifico delle cellule T. 405 Riepilogo. 407 9-29Le cellule TH1 svolgono un ruolo cruciale nell’attivazione dei macrofagi. JAN-romane.indd 19 377 20/12/13 11.56 xx La distribuzione e le funzioni delle classi immunoglobuliniche.408 11-5I sottogruppi di cellule T CD4 possono regolare in modo crociato la differenziazione l’uno dell’altro. 10-14Gli anticorpi di classe diversa hanno una distribuzione differente all’interno dell’organismo e svolgono funzioni effettrici distinte. 408 11-6Le cellule T effettrici sono guidate verso le sedi di infezione dalle chemochine e da molecole di adesione espresse ex-novo. 409 11-7Le cellule T effettrici non sono una popolazione statica ma continuano a rispondere ai segnali mentre svolgono le loro funzioni. 441 412 11-8Le risposte primarie delle cellule T CD8 ai patogeni possono avvenire in assenza dell’aiuto delle CD4. 442 413 11-9Le risposte anticorpali avvengono nei tessuti linfoidi sotto il controllo delle cellule TFH. 444 413 11-10Le risposte anticorpali sono mantenute attive nei cordoni midollari e nel midollo osseo. 445 10-19I complessi antigene-anticorpo attivano la via classica del complemento attraverso il legame con C1q. 414 11-11I meccanismi effettori usati per eliminare un’infezione dipendono dall’agente infettivo. 445 10-20 I recettori del complemento sono importanti nel rimuovere gli immunocomplessi dal circolo. 416 11-12La risoluzione di un’infezione si accompagna alla morte della maggior parte delle cellule effettrici e alla generazione delle cellule di memoria. 447 10-15Le proteine di trasporto che si legano al dominio Fc degli anticorpi trasportano degli isotipi particolari attraverso le barriere epiteliali. 10-16Gli anticorpi IgG e IgA ad alta affinità possono neutralizzare le tossine batteriche. 10-17Gli anticorpi IgG e IgA ad alta affinità possono inibire I’infettività dei virus. 10-18Gli anticorpi possono bloccare l’aderenza dei batteri alle cellule dell’ospite. Riepilogo.417 La distruzione dei patogeni rivestiti da anticorpi attraverso i recettori Fc. 10-21 I recettori Fc delle cellule accessorie trasmettono segnali specifici che variano a seconda della classe delle immunoglobuline. 10-22I recettori Fc sui fagociti sono attivati dagli anticorpi legati sulla superficie dei patogeni e rendono i fagociti capaci di fagocitare e distruggere i patogeni. 11-14Le risposte delle cellule B di memoria sono molto diverse da quelle delle cellule B naïve. 450 419 11-15La ripetuta immunizzazione porta a un aumento dell’affinità dell’anticorpo, causata dall’ipermutazione somatica e dalla selezione da parte dell’antigene, che avviene nei centri germinativi. Riepilogo.423 424 Capitolo 11 Dinamiche dell’immunità acquisita 429 La risposta immunitaria durante un’infezione. 430 11-1Il decorso di un’infezione può essere suddiviso in numerose fasi distinte. 430 11-3Le citochine prodotte durante l’infezione dirigono la differenziazione delle cellule T CD4 nel sottogruppo TH17.434 JAN-romane.indd 20 11-16Le cellule T di memoria sono presenti in quantità maggiore rispetto alle cellule T naïve specifiche per lo stesso antigene, hanno differenti esigenze di attivazione ed esprimono proteine di superficie diverse che le distinguono dalle cellule T effettrici. 435 12-8 12-9 12-1 12-1 12-1 Rie 451 La ne 12-1 12-1 452 11-17Le cellule T di memoria sono eterogenee e comprendono sottogruppi di cellule centrali di memoria e di cellule effettrici di memoria. 455 11-18L’aiuto della cellula T CD4 è necessario per le cellule T CD8 di memoria e coinvolge la trasmissione del segnale del CD40 e dell’IL-2. 457 12-1 12-1 11-19 Negli individui immunizzati la risposta secondaria e quelle successive sono attribuibili principalmente ai linfociti di memoria. 458 Riepilogo.459 Riepilogo del Capitolo 11. 432 12-7 Riepilogo.448 418 422 12-5 12-6 448 421 11-4Le cellule TH1 e TH2 sono indotte da citochine generate in risposta a patogeni diversi. 12-4 11-13Dopo un’infezione o una vaccinazione la memoria immunologica ha una vita lunga. 420 11-2 Le risposte non specifiche dell’immunità innata sono necessarie per innescare la risposta immunitaria acquisita. 440 448 10-24I mastociti e i basofili legano le IgE tramite il recettore Fce ad alta affinità. Riepilogo del Capitolo 10. 12-3 Memoria immunologica. 417 10-23I recettori Fc attivano le cellule NK che uccidono le cellule bersaglio opsonizzate dagli anticorpi. 10-25L’attivazione delle cellule accessorie mediata dalle IgE ha un ruolo importante nella resistenza alle infezioni da parassiti. 12-2 438 460 Capitolo 12 Il sistema immunitario delle mucose 465 L’organizzazione del sistema immunitario delle mucose. 465 12-1Il sistema immunitario delle mucose protegge le superfici interne dell’organismo. 465 12-1 12-1 12-1 12-2 Rie 20/12/13 11.56 Rie 438 440 441 442 444 445 445 447 448 448 448 450 xxi 12-2Il sistema immunitario delle mucose può essere il sistema immunitario primitivo dei vertebrati. 468 12-3Le cellule del sistema immunitario delle mucose sono localizzate in compartimenti anatomicamente definiti e sparse in ogni parte dei tessuti mucosi. 468 12-4L’intestino ha vie e meccanismi distinti di captazione dell’antigene.472 12-5Il sistema immunitario delle mucose contiene un gran numero di linfociti effettori anche in assenza di malattia. 473 12-6La circolazione dei linfociti nel sistema immunitario delle mucose è controllata da molecole di adesione tessuto-specifiche e da recettori delle chemochine.474 12-7L’attivazione dei linfociti in un tessuto mucoso può indurre immunità protettiva in altre superfici mucose. 475 12-8Popolazioni uniche di cellule dendritiche controllano le risposte immunitarie delle mucose. 476 12-9La lamina propria dell’intestino contiene cellule T sensibilizzate dall’antigene e particolari popolazioni di linfociti di tipo innato. 478 12-10L’epitelio intestinale è un compartimento unico del sistema immunitario. 479 12-11L’IgA secretoria è la classe di anticorpi associata con il sistema immunitario delle mucose. 482 12-12Il deficit di IgA è comune nell’uomo ma può essere compensato dalle IgM secretorie. 485 Riepilogo.486 La risposta delle mucose all’infezione e la regolazione delle risposte immunitarie delle mucose. 486 12-13I patogeni enterici causano una risposta infiammatoria locale e lo sviluppo di un’immunità protettiva. 486 452 12-14L’esito dell’infezione da patogeni intestinali è determinato da un’interazione complessa tra microrganismo e risposta immunitaria dell’ospite. 489 455 12-15Il sistema immunitario delle mucose deve mantenere un equilibrio tra immunità protettiva e omeostasi per un gran numero di antigeni estranei diversi. 491 457 12-16L’intestino sano contiene grandi quantità di batteri ma non genera risposte immunitarie potenzialmente dannose contro di essi. 493 12-17Le risposte immunitarie complete ai batteri commensali provocano malattia dell’intestino. 497 451 458 459 460 65 465 465 12-18Gli elminti intestinali provocano forti risposte immunitarie TH2-mediate.498 12-19Altri parassiti eucarioti provocano un’immunità protettiva e una condizione patologica dell’intestino. 501 12-20Il sistema immunitario delle mucose deve trovare un compromesso tra la soppressione e l’attivazione di una risposta immunitaria. 501 Riepilogo.502 Riepilogo del Capitolo 12. JAN-romane.indd 21 503 Parte V IL SISTEMA IMMUNITARIO IN SALUTE E IN MALATTIA Capitolo 13Deficienze dei meccanismi di difesa dell’ospite 509 Evasione e sovversione delle difese immunitarie. 509 13-1La variazione antigenica permette ai microrganismi di sfuggire alla risposta immunitaria. 509 13-2Alcuni virus persistono in vivo e non si replicano fino a quando la risposta immunitaria è normale. 512 13-3Alcuni microrganismi resistono alla distruzione da parte dei meccanismi di difesa dell’ospite oppure li sfruttano a loro vantaggio. 514 13-4L’immunosoppressione o una risposta immunitaria inappropriata possono contribuire alla persistenza della malattia. 515 13-5Le risposte immunitarie possono contribuire direttamente alla patogenesi. 518 13-6Le cellule T regolatorie possono influenzare l’esito di una malattia infettiva. 519 Riepilogo.519 Le malattie da immunodeficienza. 519 13-7Una storia di infezioni ripetute suggerisce una diagnosi di immunodeficienza. 520 13-8 Le malattie da immunodeficienza primaria sono causate da difetti genici ereditari. 520 13-9I difetti della differenziazione dei linfociti T possono causare immunodeficienze combinate gravi. 522 13-10Anche la SCID può essere causata da difetti nel recupero della purina. 523 13-11I difetti nel riarrangiamento del gene del recettore dell’antigene causano la SCID. 524 13-12I difetti della trasmissione del segnale dai recettori dell’antigene delle cellule T possono causare un’immunodeficienza grave. 524 13-13I difetti genici nella funzione timica che bloccano lo sviluppo della cellula T causano immunodeficienze gravi.525 13-14I difetti nello sviluppo delle cellule B determinano deficienze nella produzione di anticorpi che causano un’incapacità di eliminarei batteri extracellulari. 527 13-15Le immunodeficienze possono essere causate da difetti nell’attivazione e nella funzione delle cellule B o delle cellule T. 528 13-16I difetti dei componenti del complemento e delle proteine regolatorie del complemento determinano una deficienza nella funzione dell’immunità umorale e un danno tessutale. 532 13-17I difetti nei fagociti permettono delle infezioni batteriche diffuse. 533 20/12/13 11.56 xxii 13-18La mutazione nei regolatori molecolari dell’infiammazione possono causare risposte infiammatorie non controllate che causano la “malattia autoinfiammatoria”. 536 13-19Le deficienze dei geni che codificano per IFN-g, per IL-12 e per i loro recettori permettono di individuare con precisione i processi normali di difesa dell’ospite contro i batteri intracellulari. 538 13-20 La sindrome linfoproliferativa legata al cromosoma X è associata con l’infezione letale da virus EpsteinBarr e con lo sviluppo di linfomi. 539 13-21Anomalie geniche della secrezione di citochine da parte dei linfociti causano una proliferazione linfatica e risposte infiammatorie non controllate alle infezioni virali.539 Riepilogo.562 Riepilogo del Capitolo 13. 562 14- Capitolo 14 Allergia e malattie allergiche 571 Malattie allergiche da IgE e IgE-mediate. 573 14-1La sensibilizzazione implica il cambio di classe per la produzione delle IgE al primo contatto con l’allergene. 573 14-2Gli allergeni penetrano di solito in piccole quantità attraverso le mucose, una via d’ingresso che favorisce la produzione di IgE. 575 14-3Fattori genetici contribuiscono allo sviluppo della malattia allergica mediata da IgE. 577 14-4I fattori ambientali possono interagire con la suscettibilità genetica per causare la malattia allergica. 579 581 13-22Il trapianto di cellule staminali emopoietiche o la terapia genica possono essere utili per correggere difetti genici. 541 13-23Le immunodeficienze secondarie rappresentano la principale causa predisponente di infezione e morte. 14-5Le cellule T regolatorie possono controllare le risposte allergiche. 542 Riepilogo.581 Riepilogo.543 La sindrome da immunodeficienza acquisita. 543 13-24La maggior parte degli individui infettati da HIV progredisce con il tempo verso l’AIDS. 545 13-25HIV è un retrovirus che infetta i linfociti T CD4, le cellule dendritiche e i macrofagi. 547 13-26La variazione genica nell’ospite può alterare la velocità di progressione della malattia. 549 13-27Una deficienza genica del corecettore CCR5 conferisce in vivo resistenza all’infezione da HIV. 549 13-28L’RNA di HIV è trascritto dalla transcriptasi inversa virale in DNA che si integra nel genoma della cellula ospite.551 13-29La replicazione di HIV avviene solo nelle cellule T attivate.551 13-30Il tessuto linfoide è il principale serbatoio dell’infezione da HIV. 554 13-31Una risposta immunitaria controlla ma non elimina l’HIV.554 13-32 La distruzione della funzione immunitaria come effetto dell’infezione da HIV porta a un aumento della suscettibilità alle infezioni opportunistiche e infine alla morte. 556 13-33I farmaci che bloccano la replicazione di HIV determinano una rapida diminuzione del titolo del virus infettivo e un aumento dei linfociti T CD4. 557 13-34Durante l’infezione l’HIV accumula molte mutazioni e il trattamento farmacologico è subito seguito dalla comparsa di varianti virali resistenti ai farmaci. 559 13-35La vaccinazione contro l’HIV è una soluzione attraente, ma presenta molte difficoltà. 560 13-36Prevenzione e educazione sono un modo per controllare la diffusione dell’HIV e dell’AIDS. 561 JAN-romane.indd 22 14- Meccanismi effettori nelle reazioni allergiche. Rie Rie Ca Il m 15- 15- 15- 15- 582 14-6La maggioranza delle IgE è legata a cellule e attiva meccanismi effettori del sistema immunitario attraverso vie diverse da quelle indotte da altri isotipi anticorpali.583 14-7I mastociti si trovano nei tessuti e coordinano lo sviluppo delle reazioni allergiche. 583 14-8Gli eosinofili e i basofili causano infiammazione e danno tessutale nelle reazioni allergiche. 585 14-9Le reazioni allergiche IgE-mediate hanno un’insorgenza rapida ma possono anche portare a risposte croniche.587 14-10 L’allergene introdotto nel circolo sanguigno può causare l’anafilassi. 589 14-11L’inalazione dell’allergene è associata con lo sviluppo di rinite e asma. 591 14-12Un difetto geneticamente determinato della funzione di barriera cutanea aumenta il rischio di eczema atopico.592 14-13L’allergia a determinati cibi causa sia reazioni sistemiche che sintomi localizzati all’intestino. 594 14-14La malattia allergica IgE-mediata può essere trattata inibendo il processo effettore che genera i sintomi o con tecniche di desensibilizzazione che hanno lo scopo di ripristinare la tolleranza all’allergene. 595 Riepilogo.597 15- Malattie allergiche non IgE-mediate. 598 15- 14-15Antigeni innocui possono scatenare reazioni di ipersensibilità di II tipo in individui suscettibili legandosi alla superficie dei globuli rossi circolanti. 598 14-16Gli immunocomplessi, che si formano dopo la somministrazione di grandi quantità di antigeni scarsamente catabolizzati, sono causa di malattie sistemiche. 598 15- 15- Rie Ma 15- 15- 15- 15- 15- 15- 15- 20/12/13 11.56 562 562 71 573 573 575 577 579 581 581 582 583 583 585 587 589 591 592 594 595 597 598 598 598 xxiii 14-17Le reazioni di ipersensibilità possono essere mediate da linfociti TH1 e T CD8 citotossici. 600 14-18La malattia celiaca ha le caratteristiche di una risposta allergica e dell’autoimmunità. 603 Riepilogo.606 Riepilogo del Capitolo 14. 606 Capitolo 15 Autoimmunità e trapianto 611 Il mantenimento e la rottura della tolleranza al self. 611 15-1Una funzione fondamentale del sistema immunitario è di discriminare il self dal non self. 612 15-2 Meccanismi multipli di tolleranza normalmente impediscono l’autoimmunità. 613 15-3Il primo meccanismo di induzione della tolleranza al self è rappresentato dalla delezione centrale o inattivazione dei linfociti neoformati. 614 15-4I linfociti che legano antigeni self con affinità relativamente bassa in genere ignorano gli stessi ma, in alcune circostanze, possono essere attivati. 615 15-5 Gli antigeni presenti nei siti immunologicamente privilegiati non inducono attacchi immunitari, ma possono fungere da bersaglio. 617 15-6 Cellule T autoreattive che esprimono particolari citochine possono essere non patogene o possono sopprimere i linfociti patogenici. 619 15-7Le risposte autoimmuni possono essere controllate a vari stadi dalle cellule T regolatorie. 619 Riepilogo.621 Malattie autoimmuni e meccanismi patogenetici. 622 15-8Le risposte immunitarie acquisite specifiche contro gli antigeni self possono provocare la malattia autoimmune.622 15-9Le malattie autoimmuni possono essere classificate come malattie sistemiche oppure organospecifiche.623 15-10Aspetti diversi del sistema immunitario sono tipicamente coinvolti nella malattia autoimmune. 624 15-11La malattia autoimmune cronica si sviluppa attraverso un feedback positivo derivato dall’infiammazione, dall’incapacità di eliminare gli antigeni self e da un’espansione della risposta autoimmune. 625 15-12Sia gli anticorpi che le cellule T possono provocare danno tissutale nelle malattie autoimmuni. 629 15-13Gli autoanticorpi contro le cellule ematiche provocano la loro distruzione. 631 15-14La fissazione del complemento a dosi sublitiche sulle cellule dei tessuti stimola una forte risposta infiammatoria.632 15-15 Gli autoanticorpi contro i recettori provocano la malattia attivando o inibendo la funzione recettoriale. 632 JAN-romane.indd 23 15-16Gli anticorpi contro antigeni extracellulari causano un danno mediato dall’infiammazione con meccanismi simili alle reazioni di ipersensibilità di tipo II e III. 632 15-17Cellule T specifiche per autoantigeni possono causare un danno tissutale diretto e sostenere le risposte autoanticorpali. 635 Riepilogo.638 Le basi genetiche e ambientali dell’autoimmunità. 639 15-18Le malattie autoimmuni hanno alla base una forte componente genetica. 639 15-19Numerosi approcci hanno permesso di elucidare le basi genetiche dell’autoimmunità. 640 15-20Molti geni che predispongono all’autoimmunità rientrano in categorie che possono influenzare uno o più meccanismi di tolleranza. 642 15-21Un difetto a carico di un singolo gene può causare la malattia autoimmune. 643 15-22 I geni MHC hanno un ruolo importante nel controllo della suscettibilità alla malattia autoimmune. 644 15-23Le varianti geniche che compromettono le risposte immunitarie innate possono predisporre alla malattia infiammatoria cronica mediata dalle cellule T. 647 15-24Eventi esterni possono dare inizio all’autoimmunità. 648 15-25L’infezione può portare alla malattia autoimmune perché fornisce un ambiente che favorisce l’attivazione dei linfociti. 649 15-26 La cross-reattività fra molecole self e molecole estranee dei patogeni può portare a risposte antiself e alla malattia autoimmune. 649 15-27 Farmaci e tossine possono causare sindromi autoimmuni.651 15-28Eventi casuali possono essere necessari per l’innesco dell’autoimmunità. 651 Riepilogo.651 Risposte agli alloantigeni e rigetto del trapianto. 652 15-29Il rigetto dei trapianti è una risposta immunitaria mediata principalmente da cellule T. 652 15-30Il rigetto del trapianto è causato principalmente dalla forte reazione immunitaria contro le molecole MHC non self. 653 15-31Nei trapianti con MHC identico il rigetto è causato da peptidi di altri alloantigeni legati a molecole MHC del trapianto.654 15-32Ci sono due modi per presentare gli alloantigeni del trapianto ai linfociti T del ricevente. 655 15-33Gli anticorpi che reagiscono con l’endotelio provocano il rigetto iperacuto del trapianto. 657 15-34Il rigetto tardivo degli organi trapiantati è causato da un danno cronico. 658 15-35Diversi organi sono comunemente trapiantati nella pratica clinica. 659 20/12/13 11.56 xxiv 15-36L’opposto della reazione di rigetto è la malattia del trapianto contro l’ospite. 659 15-37Le cellule T regolatorie sono coinvolte nelle risposte immunitarie alloreattive. 661 15-38Il feto è un allotrapianto che è ripetutamente tollerato. 661 Riepilogo.663 Riepilogo del Capitolo 15. 663 Capitolo 16Modulazione della risposta immunitaria669 16-15Gli antigeni specifici del tumore possono essere riconosciuti dalle cellule T e formare le basi delle immunoterapie.687 16-16 Gli anticorpi monoclonali diretti verso gli antigeni tumorali, da soli o coniugati a tossine, possono controllare la crescita del tumore. 691 16-17L’aumento della risposta immunitaria ai tumori con la vaccinazione sembra essere promettente per la prevenzione e la terapia delle neoplasie maligne. 693 16-18Il blocco del punto di controllo può aumentare le risposte immunitarie ai tumori esistenti. 694 Ap Imm A-1 A-2 A-3 A-4 Rile ant Trattamento delle risposte immunitarie non desiderate. 669 Riepilogo.696 A-5 16-1I corticosteroidi sono potenti farmaci antinfiammatori che influenzano la trascrizione di molti geni. 670 16-2I farmaci citotossici inducono immunosoppressione uccidendo le cellule in replicazione e provocano gravi effetti collaterali. 671 16-3Ciclosporina A, tacrolimus (FK506) e rapamicina (sirolimus) sono potenti agenti immunosoppressivi che interferiscono con la trasmissione del segnale nelle cellule T. 671 16-4Gli anticorpi diretti contro gli antigeni della membrana cellulare possono essere usati per eliminare sottopopolazioni linfocitarie o per inibire funzioni linfocitarie. 674 16-5Gli anticorpi possono essere modificati per ridurre il loro potenziale immunogenico per la terapia nell’uomo.674 16-6Gli anticorpi monoclonali possono essere usati per prevenire il rigetto dell’allotrapianto. 675 16-7La deplezione dei linfociti autoreattivi può curare le malattie autoimmuni. 677 16-8Fattori biologici che bloccano TNF-a o IL-1 possono alleviare le malattie autoimmuni. 678 16-9Gli agenti biologici possono bloccare la migrazione cellulare nei siti di infiammazione e ridurre le risposte immunitarie. 679 16-10Il blocco delle vie di costimolazione che attivano i linfociti può essere usato per curare le malattie autoimmuni.680 16-11 Alcuni farmaci di uso comune hanno proprietà immunomodulatrici.681 16-12La somministrazione controllata dell’antigene può essere usata per influenzare la risposta immunitaria verso quel determinato antigene. 681 Riepilogo.682 La lotta contro le malattie infettive con la vaccinazione. 697 A-6 16-19I vaccini possono essere basati su patogeni attenuati o su materiale proveniente da organismi uccisi. 698 A-7 16-20I vaccini più efficaci generano anticorpi che prevengono il danno causato dalle tossine o che neutralizzano il patogeno e fermano l’infezione. A-9 699 16-21I vaccini efficaci devono indurre una protezione che duri a lungo, essere sicuri e non costosi. 700 L’uso della risposta immunitaria contro i tumori. 16-13 Lo sviluppo delle tecniche di trapianto di tumori nel topo ha portato alla scoperta delle risposte immunitarie protettive verso i tumori. 16-14 I tumori sono modificati dal sistema immunitario quando evolvono e possono sfuggire al rigetto in molti modi. JAN-romane.indd 24 16-22I vaccini con virus vivi attenuati sono solitamente più potenti dei vaccini con virus “uccisi” e possono essere resi più sicuri dall’uso della tecnologia del DNA ricombinante. 700 A-1 A-1 A-1 A-1 A-1 A-1 702 A-1 16-25La vaccinazione contro la Bordetella pertussis illustra l’importanza che un vaccino sia percepito come sicuro. 704 A-1 16-26Dalla comprensione di come le cellule T e B cooperino durante la risposta immunitaria sono stati messi a punto vaccini coniugati. Iso 705 16-27 I vaccini basati su peptidi possono indurre una immunità protettiva, ma richiedono adiuvanti e devono essere introdotti nelle cellule e nei compartimenti cellulari appropriati per essere efficaci. 705 16-28Gli adiuvanti sono importanti per aumentare l’immunogenicità dei vaccini, ma pochi sono approvati per l’uso nell’uomo. 707 16-29L’immunità protettiva può essere indotta dalla vaccinazione basata sul DNA. 708 682 16-30 L’efficacia di un vaccino può essere aumentata introducendolo nei siti dove avviene la presentazione dell’antigene. 708 684 16-31Una domanda importante è se la vaccinazione può essere un mezzo terapeutico per curare le infezioni croniche in atto. 709 Riepilogo del Capitolo 16. A-2 A-2 Riepilogo.710 684 A-1 A-1 16-23Vaccini con microrganismi vivi e attenuati si possono ottenere dalla selezione di batteri non patogeni o alterati o creando parassiti geneticamente attenuati (GAP).702 16-24La via di introduzione del vaccino è importante per l’efficacia protettiva. A-8 711 20/12/13 11.56 A-2 A-2 A-2 Car del 687 691 693 xxv Appendice ILe metodologie immunologiche di laboratorio717 A-25 Colture con diluizione limite. 744 A-26 Saggio ELISPOT. 745 Immunizzazione.717 A-27Identificazione di sottopopolazioni funzionali di cellule T mediante la colorazione delle citochine. 746 A-28Identificazione della specificità del recettore delle cellule T usando i tetrameri MHC:peptide. 747 A-29Valutazione della diversità recettoriale del repertorio delle cellule T con “spectratyping” (tipizzazione tramite lo spettro). 748 749 A-1Apteni. 718 A-2 Metodi di immunizzazione. 720 A-3 Gli effetti della dose degli antigeni. 720 A-4Adiuvanti. 721 694 Rilevamento, misurazione e caratterizzazione degli anticorpi, e loro uso nella ricerca e nella diagnostica. 723 696 A-5 723 A-30Saggi con biosensori per misurare la percentuale di associazione e dissociazione di recettori antigenici per i loro ligandi. 697 A-6Saggio radioimmunologico (RIA), saggio immunoenzimatico (ELISA) e saggi di inibizione competitiva. 723 A-31Stimolazione della proliferazione dei linfociti trattati con mitogeni policlonali o antigene specifico. 750 Misurazione dell’apoptosi tramite il saggio TUNEL. 751 698 699 700 Cromatografia per affinità. A-7 Emoagglutinazione e tipizzazione del sangue. 724 A-32 A-8 Reazione di precipitazione. 725 A-33 Saggi per cellule T citotossiche. 751 A-34 Saggi per cellule T CD4. 751 A-9Dialisi all’equilibrio: misurazione dell’avidità e dell’affinità di un anticorpo. 727 A-10 727 Anticorpi anti-immunoglobuline. La determinazione dell’immunità in vivo.753 A-35 La valutazione dell’immunità protettiva. 753 A-11Test di Coombs e la determinazione dell’incompatibilità di Rhesus. 729 A-36 Trasferimento dell’immunità protettiva. 753 A-12 730 A-37 Il test della tubercolina. 754 A-38 Test per risposte allergiche. 754 Anticorpi monoclonali. A-13Librerie fagiche per la produzione delle regioni V degli anticorpi. 731 A-14 Microscopia e imaging. 732 A-39Valutazione della risposta immunitaria e della competenza immunologica negli esseri umani. 754 A-15 Microscopia immunoelettronica. 735 A-40 La reazione di Arthus. 756 A-16Immunoistochimica. 735 A-41 Trasferimento acquisito di linfociti. 756 A-17 Immunoprecipitazione e co-immunoprecipitazione. 735 A-42 Trasferimento delle cellule staminali ematopoietiche. 757 702 A-18 Immunoblotting (Western blotting). 737 A-43Deplezione in vivo delle cellule T. 704 A-19L’uso di anticorpi per isolare e identificare i geni e i loro prodotti. 737 Isolamento dei linfociti. 739 A-20Isolamento dei linfociti dal sangue periferico tramite il gradiente di Ficoll HypaqueTM. 739 A-21 Isolamento dei linfociti da altri tessuti. A-22 Citofluorimetria e analisi con il FACS. 700 702 705 705 707 708 Deplezione delle cellule B in vivo.757 A-45 Topi transgenici. 758 A-46 Eliminazione mirate di un gene (knockout). 758 763 740 Appendice III Citochine e i loro recettori 779 740 Appendice IV Chemochine e i loro recettori 783 Biografie 785 Riconoscimenti per le fotografie 786 Glossario 787 Indice analitico 825 742 A-24 743 Caratterizzazione della specificità, della frequenza e della funzione dei linfociti. A-44 Appendici II-IV Antigeni CD A-23Isolamento dei linfociti usando biglie magnetiche rivestite da anticorpi. Isolamento di linee cellulari T omogenee. 757 744 708 709 710 711 JAN-romane.indd 25 20/12/13 11.56