Migrazione cellulare Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Migrazione dei leucociti • I leucociti migrano nei diversi tessuti dell’organismo – l’interazione tra le cellule migranti e le cellule dei tessuti di arrivo avviene attraverso diverse classi di molecole di adesione (selectine, integrine) – segnali chemotattici sono coinvolti in questi processi che avvengono anche all’interno di ciascun organo linfatico Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Migrazione dei leucociti Venule post-capillari Venule post-capillari Tessuto danneggiato o infetto Tessuto danneggiato o infetto Cellule della linea mieloide migrano dal midollo osseo ai siti di infezione o di danno tissutale. Infiammazione Linfociti B e T naive migrano da midollo osseo o timo a organi linfoidi secondari dove ha inizio la risposta immune adattativa Linfociti effettori e della memoria migrano da organi linfoidi secondari a siti di infezione dove svolgono funzione effettrice Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Selectine • Molecole di adesione • Legano carboidrati • Mediano interazione iniziale a bassa affinità tra leucociti circolanti e cellule endoteliali delle venule post-capillari • Selectine e rispettivi ligandi sono espressi su leucociti e cellule endoteliali Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 P-selectin • P-selectin = CD62P – Inizialmente identificata in Piastrine – Accumulata in granuli citoplasmatici di cellule endoteliali • rapidamente esposta sulla superficie in risposta a – – – – prodotti microbici citochine istamina (mastociti) trombina Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 E-selectin • Sintetizzata ed espressa su cellule endoteliali entro 1-2 ore in risposta a – IL-1 – TNF – Prodotti microbici (LPS) • Segnali infiammatori epitelio “attivato” • espressione di P-selectina e E-selectina • segnali chemotattici • reclutamento leucociti Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 L-selectin • L-selectin = CD62L • Espressa in leucociti; no in cellule endoteliali • Lega sialo-mucine esposte su cellule endoteliali alte delle venule post-capillari – detta anche peripheral node addressin (PNAd) – ligando principale: sialyl 6-sulfo-Lewis X • GlyCAM-1, in HEV di linfonodi • CD34, su cellule endoteliali • MadCAM-1, su cellule endoteliali tessuti linfoidi associati a intestino Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 • L-selectina (CD62L) riconosce carboidrati (sulfated sialyl-Lewisx) presenti sulle addressine • CD34 e GlyCAM-1 – addressine espresse su HEV in linfonodi • MAdCAM-1 – addressina espressa su cellule endoteliali della mucosa Integrine • Famiglia di molecole di adesione • Proteine eterodimeriche – due polipeptidi uniti non covalentemente • 7 diverse catene b definiscono la classe – catena a specifica integrina entro classe • Domini globulari extracellulari legano ligandi • Domini citoplasmatici interagiscono con citoscheletro – vinculina, talina, actina, a-actinina, tropomiosina Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Integrine • LFA-1 (aLb2) – b2 integrina espressa su tutti i leucociti – riconosce ICAM – importante in migrazione – importante in interazione con APC o cellule bersaglio – espressione aumentata in cellule effettrici Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Integrine • LPAM-1 – a4:b7 – espressa in un subset di cellule naive – interagisce con MadCAM-1 – contribuisce a homing a tessuti mucosali Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Integrine • VLA-4 – b1 integrina – espressa dopo attivazione – riconosce VCAM-1 su epitelio attivato – importante per reclutamento cellule effettrici in tessuti infiammati Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Migrazione dei leucociti • I linfociti T circolano continuamente tra il sangue e gli organi linfatici periferici aumentando la probabilità di incontrare l’Ag • Linfociti naive ed effettori migrano verso tessuti diversi • La ricircolazione permette il reclutamento dei linfociti nei siti infiammatori • A seguito di esposizione a stimoli infiammatori le DC – aumentano espressione recettori per homing a linfonodi (CCR7) – entrano nei linfonodi attraverso i dotti afferenti e si localizzano in area T (paracortex) Struttura linfonodo HEV, High Endothelial Venules • Endotelio specializzato presente in venule post-capillari e costituito da cellule cubiche “alte” • Presenti in linfonodi, placche di Peyer e tonsille – non nella milza • Molecole di adesione espresse su HEV: – GlyCAM-1 e CD34 (mucine) – ICAM (famiglia Ig) – alcuni ligandi per chemochine Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Migrazione linfociti T naive Rotolamento Attivazione Adesione/arresto Attivazione LFA-1 Aumento affinità HEV in linfonodi L-selectina GlyCAM/CD34 CCR7 SLC*GAG (SLC = CCL21) LFA-1 ICAM-2 ICAM-1 Attivazione integrine • Le integrine normalmente hanno bassa affinità per ligandi • Stimolazione di recettori per chemochine – segnali “inside-out” – cambio conformazione aumento affinità – (cfr. slide precedente) LPAM-1 Mucosal homing lymphocyte Skin homing lymphocyte LFA-1 CLA LPAM-1 ICAM-1 MAdCAM • LPAM-1 e LFA-1 • legano MAdCAM e ICAMs nelle venule della lamina propria intestinale selectina E LFA-1 ICAM-1 • CLA e LFA-1 • legano selectina E e ICAMs nelle venule del derma Uscita dei linfociti da linfonodi Area T in linfonodo Medulla, linfa efferente Uscita linfociti da linfonodo • T naive arrivate di recente; • T attivate recentemente • T naive non attivate per diverse ore; • T attivate da alcuni giorni • S1P (sphingosine 1-phosphate) è una molecola chemiotattica – livelli alti in linfa e sangue – livelli bassi in tessuti linfatici • S1PR1 recettore per S1P • Interazione ligando-recettore induce internalizzazione recettore – linfociti circolanti hanno bassi livelli di S1PR1 sulla membrana Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Uscita dei linfociti da linfonodi Area T in linfonodo Medulla, linfa efferente Uscita linfociti da linfonodo • T naive arrivate di recente; • T attivate recentemente • T naive non attivate per diverse ore; • T attivate da alcuni giorni • S1PR1 ri-espresso in T naive alcune ore dopo arrivo in linfonodi, se non attivate da antigene – consente migrazione ad altri linfonodi • S1PR1 ri-espresso in linfociti attivati alcuni giorni dopo attivazione – consente la migrazione di linfociti T effettori Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 Migration of Effector T lymphocytes Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014 T lymphocyte Recirculation Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014