Lez 4 Infiammazione acuta Glifo egizio che indicherebbe “infiammazione” Difesa e Riparo Infiammazione (o flogosi: angioflogosi e istoflogosi) : • Acuta: si sviluppa in un arco di tempo relativamente breve (minuti, ore, pochi giorni). Caratterizzata dall'accumulo di liquidi e proteine plasmatiche (edema) oltre che dal reclutamento di una popolazione di leucociti fra cui predominano i neutrofili • Cronica: L'infiammazione cronica è un processo di più lunga durata in cui in generale predomina l'accumulo di linfociti e macrofagi. Spesso accompagnata da da formazione di nuovi vasi e da rimodellamento del tessuti con fibrosi. • Segni cardinali dell’infiammazione Celso (primo secolo dopo Cristo): -Calor (calore) -Rubor (arrossamento) -Tumor (turgore) -Dolor (dolore) Virchow (secolo 19): -Functio lesa (perdita di funzione) :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Elia Metchncoff (fine 800) -ruolo dei fagociti William Avery (anni 30 del 900) -proteina C reattiva (PCR), reagisce con polisaccaride C dello pneumococco • Innata • Limitata capacità di riconoscimento • Barriere fisiche: a) (epiteli, sostanze microbiche prodotte da epiteli; b) componenti ematiche:complemento e mediatori dell’infiammazione; c) fagociti: neutrofili, macrofagi e cellule NK • Specifica o adattativa • Alta capacità di riconoscimento (specializzazione verso antigeni diversi) • Memoria • Componenti: linfociti e loro prodotti (anticorpi) Fase di riconoscimento – fase effettrice TABELLA 1 - STRATEGIE DI RICONOSCIMENTO DIVERSE UTILIZZATE DAI RECETTORI DELL'IMMUNITÀ INNATA E ADATTATIVA _______ _______________ ________________ _______________ _______________ ________________ _______________ __ Immunità innata Immunità adattativa _______ _______________ ________________ _______________ _______________ ________________ _______________ __ Cellule Diverse, in particolare fagociti, cellule NK, cellule dendritiche Linfociti T e B Tempo per l'attivazione delle difese Minuti-ore Giorni-settimane Memoria No Si Recettori: Pattern recognition receptors: TLR, MBL, pentrassine Anticorpi, T cell receptor Bassa Elevatissima - affinità Bassa-elevata Elevata-elevatissima - geni che li codificano In forma germinativa, non riarrangiata Riarrangiati - repertorio Limitato (<100 specificità) Enorme (>10 10 specificità) - espressione cellulare Più tipi sulla stessa cellula Distribuzione in modo clonale (una cellula, un recettore con una specificità) - specificità Strutture Spesso essenziali per la vita dei Epitopi casuali riconosciute patogeni _______ _______________ ________________ _______________ _______________ ________________ _______________ ___ MBL: lectina legante il mannosio TABELLA 2 - RECETTORI DELL'IMMUNITA' INNATA E DELL'INFIAMMAZIONE _______________________________________________________________ Solubili, presenti nel sangue e nei liquidi biologici Fattori del complemento (C3) Collettine: Lettina legante il mannosio (MBL) Proteina A del surfattante (SP-A) Proteina D del surfattante (SP-D) Pentrassine: - Corte (proteina C reattiva), prodotte fegato - Lunghe (PTX3), prodotte nei tessuti extraepatici Di membrana Recettori Recettori Recettori CD14 Recettori TLR) per i peptidi formilati lettinici (es.recettore per il mannos "spazzini" (scavenger) della famiglia Toll (toll-like receptor Citoplasmatici NOD _______________________________________________________________ Classi di “Pattern Recognition Receptors” ante-antebodies: Dominio molecolare tipo collagenico. Riconoscono strutture circolanti di funghi e batteri Riconoscono cellule apoptotiche. Controllano autoimmunità RIG-I-like receptor (RLR) es: TLR9: sequenze CpG, tpiche i del DNA ipometilato dei batteri IFN-dependentTRIF-IRF3 Struttura delle collettine (ante-antibodies) MBL, SP-A, SP-B I recettori 7TM della famiglia fPR come PRR PRR a 7 domini transmembrana Recettori lettinici (es.: recettore per il mannosio) riconoscono zuccheri Recettori tipo scavenger (es.: SRA) riconoscono componenti microbiche, ma anche lipoproteine allterate Filogenesi dei PRR Sviluppo dorsoventrale della drosophila e per resistenza ai funghi La famiglia dei “Toll-like Receptors” e i suoi ligandi ac. lipoteicoico antivirale Proteoglicani: GramFunghi, micoplasmi, spirocheti, parassiti TIR: Toll/IL-1 receptor domain (dominio di interazione proteina-proteina) Il riconoscimento di LPS TLR e IL-1R attivano vie di trasduzione del segnale analoghe serin treonin kinase chinasi da stress IRAK: IL-1 receptor activated kinase Polimorfismi: TLR4: aterosclerosi IRAK4: aumento suscettibilità Infezioni germi piogeni gram+ Infiammazione come programma trascrizionale Cascata citochinica Citochine: mediatori polipeptidici del sistema immunitario non antigene specifici che fungono da segnale di comunicazione fra le cellule del sistema immunitario e fra queste e diversi organi e tessuti Network citochinico nella risposta infiammatoria asse ipotalamo-ipofisi-surrene Classificazione funzionale citochine: a) emopoietiche, b) dell’immunità specifica; c) infiammatorie primarie; d) anti-infiammatorie o immunosoppressive; e) infiammatorie secondarie (chemochine) Il sistema di IL-1 (IL-1α e IL-1β) ICE: IL-1 converting enzyme Agisce su cellule sistema immunitario e ipotalamo (IL-6-PGE2-effetto pirogeno). Anoressia e astenia sono segni dell’infiammazione sistemica. Glucocoricoidi antagonizzano effetti di IL-1 Promuove sintesi prostacicline e NO-vasodilatazione Induce cascata procoagulante (induce TF e attività procoagulante). Promuove fase acuta via IL-6. Inibisce contrattitilà cardiaca e catabolismo proteico Il sistema di TNF (Tumor-Necrosis Factor) TACE: TNFα-converting enzyme Effetti in gran parte sovrapponibili a IL-1. Si distingue l’effetto inibitorio sui precursori emopoietici (anemia asociata a patologie croniche) Il sistema di IL-6 (risposta fase acuta, differenziazione megacariociti, stimolatore della proliferazione dei linfociti T e B) Trans-signaling:endotelio •Stimolatore della proliferazione dei linfociti T e B importante nelle neoplasie del sistema emopoietico (es: mieloma multiplo) •Amplifica espressione molecole d’adesione, imprtante nella transizione a infiammazione cronica con componente macrofagica •Induce risposta di fase acuta Le citochine antinfiammatorie Dagli eventi locali a quelli sistemici Lipoproteina lipasi Serum amyloid A fibrinogen Le citochine proinfiammatorie primarie nella sindrome infiammatoria sistemica Lez 5 Endotelio e reclutamento leucocitario Obiettivi didattici Infiammazione -definizione -eventi vascolari -eventi cellulari Infiammazione Definizione Risposta fisiologica del tessuto vascolare in seguito a danno cellulare e tissutale finalizzata a: 1) Eliminare l’agente dannoso 2) Ripristinare l’omeostasi Sede Microcircolo Agenti flogogeni Tutti gli agenti in grado di determinare danno tissutale Il microcircolo Il distretto tissutale coinvolto nella reazione infiammatoria è rappresentato dal microcircolo, definito come la porzione dell’albero vascolare interposto tra piccole arterie e piccole vene Modificato da: Celotti F. “Patologia e fisiopatologia generale”. EdiSES, 2002. Caratteristiche -distretto funzionale che grazie alla presenza di sfinteri precapillari può essere attivato o shuntato -settore rilevante della circolazione, con un volume potenziale pari al 15% del letto vascolare complessivo -normalmente attivo solo per il 50% -sede della diapedesi leucocitaria (compartimento venulare) -opera in parallelo con la rete linfatica Infiammazione acuta 1) Eventi vascolari: modificazioni flusso ematico modificazioni permeabilità 2) Eventi cellulari: marginazione e rolling adesione transmigrazione chemiotassi 3) Attivazione leucociti Componenti della risposta infiammatoria acuta e cronica Lungo i vasi. Allergie e ipersensibilità e reazioni anafilattiche Granuli: istamina, eparina Corpi lipidici: acido arachidonico-leucotrieni Collagene Glicosaminoglicano glicoproteine Modificazioni vascolari a) Modificazioni del calibro vascolare con aumento del flusso ematico b) Modificazioni strutturali nella microvascolarizzazione c) Fuoriuscita dei leucociti dal microcircolo Meccanismi di aumento della permeabilità vascolare su leucociti Inter-cellular adhesion molecule Vascular cell adhesion molecule Nei corpi di Weibel Palade Regolazione delle molecole di adesione endoteliali e leucocitarie Chemiotassi e agenti chemiotattici Chemiotassi: movimento direzionale del leucocita lungo un gradiente chimico. Di origine batterica: - peptidi formilati Di origine endogena: - di tipo lipidico (PAF, LTB4) → sintesi rapida - derivati dal complemento (C5a, C3a) → associati al patogeno - chemochine → derivate dallo stroma Superfamiglia di piccole proteine solubili Regolano adesione, chemiotassi e attivazione dei leucociti (Filmato chemiotassi) What defines a chemokine? R T S U R U CT E Four conserved cysteine residues defining a typical “chemokine scaffold” Cytokines with chemotactic activity O I acting at specific T C 7 transmembrane domains N G protein-coupled receptors FU N Pathways of T lymphocyte recirculation Arterial circulation La superfamiglia delle chemochine Chemokine biological activities Chemotaxis-related Leukocyte recruitment: 1 leukocyte adhesion (CX3CL1) 2 integrin activation Amplification of immune responses (innate and specific) 3 leukocyte guidance in tissues Chemotaxis-unrelated - Modulation of angiogenesis and fibrosis - Modulation of differentiation and proliferation of hematopoietic precursors - Role in ontogeny (CNS and vasculature) - Control of cell survival - Phagocyte activation and T cell costimulation - Gene expression regulation (Glutamic acid-Leucine-Arginine; 'ELR' motif) before the first cysteine Regulation at the level of chemokine production CX3CL1 CCL14 CCL15 CCL5 CCL17 CCL19 CXCL12 CCL20 XCL2 CCL21 XCL1 CCL25 CXCL13 Constitutive Normal leukocyte traffick CCL4 CCL7 CCL11 CCL22 CCL18 CCL27 CCL3 CCL2 CCL16 CCL8 CCL13 CCL23 CCL1 CCL28 CCL3L1 CCL24 CCL26 CXCL1 CXCL1 CXCL3 CXCL2 CXCL5 CXCL5 CXCL8 CXCL8 CXCL7 CXCL9 CXCL9 CXCL10 CXCL10 CXCL11 CXCL11 Inducible Inflammation and immunity (modified form Mantovani et al. Immunol Today, 1999) Chemokine-Chemokine Receptor Interaction Interazione chemochina/recettore Gi (non Gq) CC signaling aumento intracellulare di calcio attivazione di enzimi (fosfolipasi, proteine chinasi) { acido arachidonico MAPK, fosfolipasi A2 (cPLA2) Ruolo dei fattori chemiotattici nel reclutamento leucocitario Attivazione integrinica Codice del reclutamento leucocitario Il sistema delle chemochine The chemokine system Neutrophil recruitment: CXCR1 & CXCR2 Type 1 inflammation: CXCR3 & CX3CR1 Monocyte recruitment: CCR1, CCR2 & CCR5 Type 2 inflammation: CCR3 & CCR4 Inflammatory Omeostatic Inflammatory & omeostatic Activation and differentiation of T lymphocytes Decoy chemokine receptors Lez 6 Cellule e tessuti del sistema immunitario Innate immunity Adaptive immunity Specificity For structures shared by classes of microbes ("pathogen-associated molecular patterns") For structural detail of microbial molecules (antigens); may recognize nonmicrobial antigens Receptors Encoded in germline; limited diversity ("pattern recognition receptors") Encoded by genes produced by somatic recombination of gene segments; greater diversity Distribution of receptors Nonclonal: identical receptors on all cells of the same lineage Clonal: clones of lymphocytes with distinct specificities express different receptors Discrimination between self and nonself Yes; host cells are not recognized or they may express molecules that prevent innate immune reactions Yes; based on selection againstself-reactive lymphocytes; maybe imperfect (giving rise toautoimmunity) Classi di “Pattern Recognition Receptors” RIG-I-like receptor (RLR) IFN-dependentTRIF-IRF3 Cell-associated pattern recognition receptors Location Specific examples and their PAMP ligands Toll-like receptors Plasma membrane and endosomal membranes of dendritic cells, phagocytes, endothelial cells, and many other cell types TLRs 1-9: Various bacterial and viral molecules (see Fig. 2-2) C-type lectins Plasma membranes of phagocytes Mannose receptor: Microbial surface carbohydrates with terminal mannose and fructose Dectin: Glucans present in fungal cell walls Scavenger receptors Plasma membranes of phagocytes CD36: microbial diacylglycerides NLRs Cytoplasm of phagocytes and other cells Nod1, Nod2 and NALP3: bacterial peptidoglycans N-formyl Met-Leu-Phe receptors Plasma membranes of phagocytes FPR and FPRL1: peptides containing Nformylmethionyl residues Soluble recognition molecules Location Specific examples and their PAMP ligands Pentraxins Plasma C reactive protein (CRP): Microbial phosphorylcholine and phosphatidylethanolamine Collectins Plasma Mannose-binding lectin (MBL): Carbohydrates with terminal mannose and fructose Alveoli Surfactant proteins SP-A and SP-D: Various microbial structures Plasma Ficolin: N-acetylglucosamine and lipoteichoic acid components of the cell walls of gram-positive bacteria Ficolins Properties of pattern recognition receptors (innate immunity) Figure 2-1 Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:34 PM) © 2005 Elsevier Pattern recognition receptors (innate immunity) Figure 2-3 Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:34 PM) © 2005 Elsevier Adaptive immunity (B cells) Figure 2-2 Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:34 PM) © 2005 Elsevier Adaptive Immunity (B + T cells) Figure 2-4 Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:34 PM) © 2005 Elsevier Figure 2-1 Cellular locations of pattern recognition molecules of the innate immune system. Some pattern recognition molecules of the TLR family (see Fig. 2-7), such as TLRs 2, 4, and 5, are expressed on the cell surface, where they may bind extracellular pathogen-associated molecular patterns. Other TLRs are expressed on endosomal membranes, such as TLRs 3, 7, 8, and 9, all of which can recognize nucleic acids of microbes that have been phagocytosed by cells. Cells also contain cytoplasmic sensors of microbial infection (discussed later in the chapter), including the NLR family of proteins, which recognize bacterial peptidoglycans, and a subset of CARD family of proteins, which bind viral RNA. Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:34 PM) © 2005 Elsevier Figure 2-2 Mammalian TLRs: specificities, basic signaling mechanisms, and cellular responses. Ligands for TLRs are shown together with dimers of the TLRs that specially bind them. Note that some TLRs are expressed in endosomes and some on the cell surface (see Fig. 2-7). The basic steps in TLR signaling, illustrated only for TLR3 and TLR4, are applicable to all TLRs. Further details about the signaling pathways are described in Box 2-1. Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:34 PM) © 2005 Elsevier Components Principal Functions Barriers Epithelial layers Prevent microbial entry Defensins/cathelicidin Microbial killing Intraepithelial lymphocytes Microbial killing Circulating effector cells Neutrophils Early phagocytosis and killing of microbes Macrophages Efficient phagocytosis and killing of microbes, secretion of cytokines that stimulate inflammation NK cells Lysis of infected cells, activation of macrophages Circulating effector proteins Complement Killing of microbes, opsonization of microbes, activation of leukocytes Mannose-binding lectin (collectin) Opsonization of microbes, activation of complement (lectin pathway) C-reactive protein (pentraxin) Opsonization of microbes, activation of complement Cytokines TNF, IL-1, chemokines Inflammation IFN-α, -β Resistance to viral infection IFN-γ Macrophage activation IL-12 IFN-γ production by NK cells and T cells IL-15 Proliferation of NK cells IL-10, TGF-β Control of inflammation Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:08 PM) © 2005 Elsevier Neutrofilo Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:08 PM) © 2005 Elsevier Funzioni granulocitarie La fagocitosi Interazione e fagocitosi di uno streptococco da parte di un granulocita neutrofilo Neutrofili (in verde) impegnati nella fagocitosi di particelle di lattice opsonizzate (in rosso) Le tappe della fagocitosi 1) Riconoscimento Alcuni componenti sierici facilitano la fagocitosi e sono globalmente indicati quali “opsonine”. Alcune frazioni complementari (C3b) e classi anticorpali (IgG1 e IgG3) svolgono nell’uomo questa funzione interagendo con specifici recettori cellulari (IgG1IgG3=FcgR; C3b=C3bR) che attivano il processo di fagocitosi 2) Ingestione Pseudopodi cellulari avvolgono la particella da ingerire, fino ad includerla in un vacuolo di neoformazione (fagosoma) 3) Uccisione Il fagosoma si fonde con un numero variabile di lisosomi dando il fagolisosoma e il patogeno è esposto all’azione di un largo pannello di enzimi litici. La fagocitosi porta alla produzione di metaboliti reattivi dell’ossigeno che esplicano azione battericida. Fagociti attivati da citochine proinfiammatorie esprimono una forma inducibile di monossido di azoto sintetasi caratterizzata dalla capacità di produrre grandi quantità di monossido di azoto, dotato anche esso di attività battericida. 4) Digestione Degradazione nel fagolisosoma di macromolecole di origine esogena ad opera di varie attività enzimatiche. Nel caso di macrofagi segue la presentazione antigenica nel contesto MHC classe II e l’avvio di una risposta specifica Meccanismi di “escape” della fagocitosi 1 2 1) Riconoscimento Alcuni batteri operano meccanismi di “masking” e prevengono in questo modo la fagocitosi ad opera di PMN (ex: Yersinia enterocolitica, Salmonella spp., Listeria spp.) 2) Ingestione Legato al blocco del meccanismi di formazione del vacuolo di fagocitosi (ex: group A sterptococci). 3 3) Uccisione Molti agenti patogeni bloccano la generazione di ROI 4) Digestione Determinato dal blocco della maturazione del fagosoma 4 Allen LA. Mechanisms of pathogenesis: evasion killing by polymorphonuclear leukocytes. Microbes and infection 5: 1329-35, 2003. Lez 7 Cellule dell’immunità innata B Menu F Pathways of T lymphocyte recirculation Arterial circulation EFFECTOR CELLS OF ADAPTIVE IMMUNITY -T cells (Antigen specific) Strict requirement of Antigen expression -B cells (antibodies) EFFECTOR CELLS OF INNATE IMMUNITY -NK cells -Macrophages -Neutrofili No requirement of Antigen expression Fagocitosi e distruzione intracellulare dei microbi Neutrofilo (polimorfonucleati: nuclei multilobati) Svolgono 4 funzioni fondamentali -fagocitosi professionale potenziata da recettori per il complemento (CR) e per anticorpi (di classe G->FcγR) * -digestione dei patogeni attraverso il rilascio di radicali liberi e sostanze ossidanti (respiratory burst) contenute nei cosiddeti granuli primari -rilascio di fattori chemotattici e di mediatori infiammatori contenuti nei cosiddeti granuli secondari -rimozione (o induzione) di danni tissutali attraverso il rilascio di gelatinasi (digerisce il connettivo) contenuta nei cosiddeti granuli terziari contenuto granuli primari azzurrofili: Enzymes and microbicidal substancies (defensins, cathelicidin) contenuto granuli secondari (Enzymes: lysozime, collagenase, Elastase) contenuto Granuli Terziari: Collagenasi Gelatinasi G-CSF grow factor Reclutamento e attivazione dei granulociti neutrofili PMN circolanti Agenti chemiotattici (fMLP, IL-8, C5a) PMN reclutati Attivatori (PAMPs, IL-1, TNF) PMN infiammatori Fagocitosi e attività Rilascio di citochine antimicrobica “multistep navigation model” Dopo avere aderito ad endotelio infiammato nella sede di infiammazione, i PMN extravasano e rispondono a successive conbinazioni si agenti chemiotattici. L’aumento delle capacità adesive e le prime fasi di invasione tissutale sono indotte da agenti chemiotattici derivati dalla cascata complementare (C5a) e dall’attivazione della cascata dell’arachidonato (PAF). Nel tessuto PMN rispondono ad agenti chemiotattici prodotti da cellule stromali (chemochine), e sono localizzati in prossimità dell’agente patogeno da agenti chemiotattici derivati dal patogeno stesso (formilpeptidi). La direzione del movimento è determinata sia dal gradiente dello stimolo che da meccanismi di desensitizzazione recettoriale eterologa. La fagocitosi Interazione e fagocitosi di uno streptococco da parte di un granulocita neutrofilo Neutrofili (in verde) impegnati nella fagocitosi di particelle di lattice opsonizzate (in rosso) Meccanismi battericidi: i granuli I granuli primari (azzurrofili) Sono primariamente coinvolti nello sviluppo di attività antibatterica in sede fagolisosomale, cui forniscono molecole ad attività antibatterica diretta, proteine cationiche e molecole coinvolte nella generazione di ROI (mieloperossidasi). I granuli secondari Svolgono primariamente attività antibatterica in sede extracellulare. ipoclorito Le vescicole di secrezione trasferiscono in membrana proteine ad attività recettoriale. Witko-Sarsat et al. Neutrophils: molecules, functions and pathophysiological aspects. Laboratory Investigation 80: 617-53, 2000. Attività recettoriali Attività microbicida Attività batteriostatica Attività catabolica Lattoferrina Recettore peptidi formilati Collagenasi Mieloperossidasi Proteina legante B12 Recettori di IL-8 Gelatinasi Azzurrocidina Recettore di laminina Elastasi Defensine Reterrore di vitronectina Istaminasi Catelicidine β-glucuronidasi CR1 (CD35) Lisozima α-mannosidasi CR3 (CD11b/CD18) Proteinasi 3 Fcγ-RIII (CD16) β-glicerofosfatasi Catepsina G BPI Maturazione dei fagociti mononucleati Monocytes are 10 to 15 μm in diameter, and they have bean-shaped nuclei and finely granular cytoplasm containing lysosomes, phagocytic vacuoles, and cytoskeletal filaments. Once they enter tissues, monocytes cells mature and become macrophages. Macrophages may assume different morphologic forms after activation by external stimuli, such as microbes. Some develop abundant cytoplasm and are called epithelioid cells because of their resemblance to epithelial cells of the skin. Activated macrophages can fuse to form multinucleate giant cells. Macrophages in different tissues have been given special names to designate specific locations. For instance, in the central nervous system, they are called microglial cells; when lining the vascular sinusoids of the liver, they are called Kupffer cells; in pulmonary airways, they are called alveolar macrophages; and multinucleate phagocytes in bone are called Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:08 PM) osteoclasts. © 2005 Elsevier Morfologia dei fagociti mononucleati Monocytes are 10 to 15 μm in diameter, and they have bean-shaped nuclei and finely granular cytoplasm containing lysosomes, phagocytic vacuoles, and cytoskeletal filaments A. Light micrograph of a monocyte in a peripheral blood smear. B. Electron micrograph of a peripheral blood monocyte. C. Electron micrograph of an activated tissue macrophage showing numerous phagocytic vacuoles and cytoplasmic organelles. Funzioni dei macrofagi Evidence for frequent but not universal correlation between TAM number/density and prognosis in human malignancies. (Bingle L. et al. J. Pathol. 2002) (Extensive TAM infiltration) Prognosis: Cytotoxicity Growth factors, vascular reactions angiogenesis (direct or via IL-1/TNF) (direct, via PCA → fibrin) Type of cancer: Breast Cervix Bladder Lung Lymphoma poor poor poor poor poor (Mantovani et al Immunol Today 1992) POLARIZATION OF MACROPHAGE FUNCTION: A SIMPLIFIED VIEW M2 M1 FUNCTIONS RNI ROI Th1 RESPONSES TYPE I INFLAMMATION; DTH KILLING OF INTRACELLULAR PARASYTES TUMOR RESISTANCE IL-23 IL-12high IL-10low Th2 RESPONSES; TYPE II INFLAMMATION; ALLERGY; KILLING AND ENCAPSULATION OF PARASYTES; MATRIX DEPOSITION AND REMODELLING; TUMOR PROMOTION TGFβ IL-10 Decoy IL-1RII IL-1ra IL-1 TNF IL-6 Polyamine SR MHCII Arg iNOS LPS MR MHCII IFNγ or TNF IL-4 and IL-13 CSF-1 IL-10 immune complexes + IL-1/LPS (modified from Mantovani, Blood 2006; Immunity 2005; Mantovani et al Trends Immunol 2004,2002) Polarizzazione macrofagica Membrane receptors SR-A SR-B CD163 MR TLR2, TLR4 CD14 Fcγ-RI, II, III (CD16, CD32, CD64) Fcε-RII (CD23) CD80, CD86 Cytokines IL-12 IL-23 M1 TNFα IL-1 (IFNγ-LPS/TNF) Microbicidal activity Immuno-stimulatory functions Tumour cytotoxicity M2 IL-10 IL-10 (IL-4/IL-13/IL-10/IC+LPS) IL-1 ra IL-6 type I IFN IL-1 RI decoy IL-1 RII Effector molecules RNI polyamines ROI IFNγ / LPS IL-10 IL-4 / IL-13 IL-4 / IL-13 / IL-10 IC+LPS Scavenging activity Tissue repair Angiogenesis Immuno-suppression Polarized immune response (M1/Th1 vs M2/Th2) in disease Protozoa infections: Helminth infections: Trypanosoma cruzi (IFNγ) Leishmania (IFNγ, iNOS) Toxoplasma Gondii (IFNγ) Allergy atopic dermatitis Viruses (HIV, CMV) Cancer Taenia crassiceps Schistosoma Mansoni MO M2/ M1/ Th2 Th1 Sepsi Chronic inflammation Autoimmune diseases Funzioni delle cellule NK Le cellule NK sono una popolazione di linfociti già pronta ad uccidere; hanno infatti granuli citoplasmatici comprendenti perforina e Granzyme A e B. La perforina è simile al C9 del complemento; esiste in due forme: attiva (idrofobica) e inattiva (idrofila). Essa polimerizza formando pori acquosi sulla cellula da uccidere. Le molecole più importanti sono granzyme A e B che inducono apoptosi (morte programmata simil suicidio) nella cellula stessa. La lisi della cellula bersaglio sia essa tumore o infettata da virus avviene grazie a 2 meccanismi: una lisi osmotica dovuta ai pori, ma soprattutto per il fatto che attraverso questi pori vengono introdotti nel bersaglio granzyme A e B inducenti apoptosi, in modi differenti: ─ A: causa grossolani tagli al DNA ─ B attiva le vie classiche dell'apoptosi (cascata delle caspasi). Le cellule NK e i linfociti T hanno recettori complementari Activating and inhibitory receptors of NK cells. A. Activating receptors of NK cells recognize ligands on target cells and activate protein tyrosine kinase (PTK), whose activity is inhibited by inhibitory receptors that recognize class I MHC molecules and activate protein tyrosine phosphatase (PTP). NK cells do not efficiently kill class I MHC-expressing healthy cells. B. If a virus infection or other stress inhibits class I MHC expression on infected cells, and induces expression of additional activating ligands, the NK cell inhibitory receptor is not engaged and the activating receptor functions unopposed to trigger responses of NK cells, such as killing of target cells and cytokine secretion. Il CD16: un recettore attivatorio che promuove ADCC Le cellule NK esprimono il CD16, un recettore per la regione Fc delle IgG (v. Struttura degli anticorpi, più avanti), e possono utilizzare questo recettore per mediare un altro tipo di lisi cellulare che non presenta restrizione MHC. La citotossicità cellulo-mediata anticorpo-dipendente (Ab-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity, ADCC) dipende dalla presenza di Ac che riconoscono una cellula bersaglio (la sua specificità è pertanto dovuta alla specificità dell'Ac). In seguito al legame con il suo Ag, la regione Fc dell'Ac viene esposta e si lega poi al suo recettore sulla cellula NK per formare un ponte molecolare. Una volta formato il ponte, alla cellula bersaglio viene trasmesso un segnale litico ancora non del tutto compreso, il quale ne determina la morte. EFFECTOR CELLS OF INNATE IMMUNITY LE CELLULE NK POSSONO MEDIARE LA CITOTOSSICITA’ ANTICORPO DIPENDENTE (ADCC) Chemokine repertoires of polarized mononuclear phagocytes (Mantovani and Locati, Trends Immunol 2004)