- TEORIA DELLA SELEZIONE CLONALE - MEMORIA IMMUNOLOGICA Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 1 Come fa il SI adattativo a rispondere a milioni di antigeni estranei diversi in modo altamente specifico? Teoria della selezione clonale 1) I linfociti sono già indirizzati a rispondere ad un particolare antigene; 2) I recettori specifici sono presenti sulla superficie dei linfociti. Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 2 Il sistema immunitario è dotato di memoria La teoria della selezione clonale consente di comprendere le basi cellulari della memoria immunologica La memoria immunologica è generata durante la risposta primaria. La maggior parte delle cellule effettrici muoiono nel giro di pochi giorni o settimane, mentre le cellule della memoria sono perenni Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 3 Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 4 RISPOSTA PRIMARIA E SECONDARIA Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 5 Risposte anticorpali primaria e secondaria La risposta secondaria indotta da una II esposizione all’antigene A è più veloce e più forte di quella primaria ed è specifica per A, indicando che il SI ha ricordato in modo specifico di aver incontrato in precedenza l’antigene A. Lo stesso tipo di memoria immunologica si osserva nelle risposte mediate da cellule T. Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 6 Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 7 I GRUPPI SANGUIGNI SONO UNA FORMA DI IMMUNITA’ NATURALE REAZIONE TRASFUSIONALE Gruppi sanguigni A, B, AB, 0 Gli anticorpi anti A e anti B iniziano a comparire nel plasma a circa 6 mesi di vita. Si tratta di anticorpi naturalmente presenti nel plasma. Gli individui sono esposti ad antigeni simili ad A e B appartenenti a batteri intestinali. Gruppo 0 (possono essere Donatori Universali) Gruppo AB (possono essere Riceventi Universali) Bisogna considerare altri antigeni eritrocitari come il Fattore Rh (Macacus Rhesus) Per il fattore Rh non si sviluppano anticorpi naturali Malattia emolitica del neonato Durante la gravidanza il sangue di madre e feto non si mescolano. La placenta fa da filtro ma permette il passaggio di anticorpi Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 8 I LINFOCITI RISPONDONO SOLTANTO AGLI ANTIGENI PRESENTATI DALLE CPA Interazioni sinergiche tra macrofagi, linfociti B e linfociti T helper Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 9 LINFOCITI T IMMUNITA’ CELLULO MEDIATA Mentre linfociti B e anticorpi difendono contro invasori presenti nel liquido extracellulare, i linfociti T difendono contro invasori occulti, nascosti all’interno di cellule, dove gli anticorpi e il sistema del complemento non arrivano. I bersagli sono le cellule infettate da virus e le cellule cancerose Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 10 I Recettori delle cellule T I recettori delle cellule T esistono solo in forma legata alla membrana e non vengono secreti Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 11 Linfociti T Riconoscono un frammento di antigene presentato sulla superficie di una cellula bersaglio. Le tre proteine coinvolte nell attivazione di una cellula T da parte di una cellula che presenta l antigene Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 12 T citotossiche e T helper (Th1 e Th2) Esistono due sottopopolazioni di linfociti T Linfociti T CD8 (citotossici) Linfociti T CD4 (prevalenza helper) CD4 e CD8 stabilizzano i complessi recettore-peptideMHC aumentando la forza complessiva di interazione tra cellula e cellula. sono detti corecettori in quanto generano dei segnali intracellulari ed hanno un ruolo diretto nell attivazione delle cellula T. Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 13 Linfociti T citotossici Riconoscono le cellule infette in quanto le molecole MHC trasportano frammenti di proteine microbiche verso la superficie cellulare. Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 14 Enzimi proteolitici Elevata concentrazione di Ca ++ extracellulare LaSherwood, codaFISIOLOGIA di FasUMANA. contiene dominio di morte che© 2008 si attiva per legame con il ligando Dalle celluleun ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright 12 | 15 Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 16 Difese antivirali del Sistema Nervoso Si è ritenuto per molto tempo che le uniche difese antivirali per i neuroni fossero quelle dirette contro i virus liberi nel liquido extracellulare. Oggi è noto che gli anticorpi possono distruggere i virus all’interno dei neuroni (entrerebbero a livello delle terminazioni sinaptiche oppure legando la superficie dei neuroni indurrebbero modificazioni cellulari con conseguente arresto della replicazione virale) L’herpes virus persiste per anni nei neuroni e si riacutizza. Ciò dimostra che questi meccanismi non forniscono una difesa antivirale infallibile per i neuroni Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 17 Virus HIV che causa la sindrome da immunodeficienza acquisita su un linfocita T helper, il bersaglio primario dell’HIV I linfociti T helper costituiscono il 60-80 % dei linfociti circolanti e pertanto Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editoregenerale” S.p.A. Copyright © 2008 rappresentano l’ “interruttore del sistema immunitario 12 | 18 T helper Attivate dalle cellule che presentano l’antigene: cellule dendritiche interdigitate, cellule del Langerhans, cellule B e macrofagi. Secernono citochine (risposta infiammatoria), inteferone (risposta antivirale), interleuchine (proliferazione) Il fattore di crescita dei linfociti B (BCGF) Fattore di crescita dei linfociti T (TCGF) o IL2 Chemotassine che richiamano Neutrofili e macrofagi Fattore di inibizione della migrazione macrofagica (MIF) Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 19 IL COMPLESSO MAGGIORE DI ISTOCOMPATIBILITA’ (MHC) Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 20 Le molecole MHC - Le cellule T riconoscono l’antigene sotto forma di frammenti peptidici, generati all’interno della cellula ospite e trasportati sulla superficie cellulare da proteine speciali dette molecole MHC. -Sono le molecole che fungono da antigeni bersaglio nelle reazioni immunitarie generate a seguito di trapianti. -Sono proteine estremamente polimorfiche, cioè mostrano una elevata variabilità genetica da un individuo ad un altro. Il pattern di molecole MHC varia tra individui e fornisce una carta d’identità molecolare. Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 21 Esistono due classi principali di molecole MHC Riconoscimento da parte di cellule T di peptidi estranei associati a proteine MHC di classi diverse Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 22 Le molecole MHC di classe I e di classe II possiedono funzioni differenti Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 23 TOLLERANZA IMMUNOLOGICA Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 24 Tolleranza immunologica Il SI impara a non rispondere ai propri antigeni Tolleranza immunologica acquisita. Se cellule di un ceppo di topo sono introdotte in un topo neonato di un altro ceppo, alcune di queste cellule sopravvivono e il ricevente accetterà un trapianto solo da esso. Talvolta quindi gli antigeni non propri possono indurre il SI a diventare non responsivo in modo specifico verso di ess. Il trapianto di pelle da un topo adulto marrone ad uno bianco, è sopravvissuto solo perché il topo bianco, alla nascita, ha ricevuto una iniezione di cellule del topo marrone ed è perciò diventato immunologicamente tollerante verso di esse. Tolleranza immunologica naturale. La mancanza di risposta del SI di un animale alle sue macromolecole. Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 25 Induzione della tolleranza immunologica ad autoantigeni Quando un linfocita immaturo lega il suo aa nell’ o.l.c. può: 1) Essere indotto ad alterare il recettore che produce (editing del recettore) 2) Può morire per apoptosi (delezione clonale) Se un linfocita immaturo sfugge alla tollerenza nell’olc, e lega il suo aa nell’olp puo’ morire o essere inattivato se in ASSENZA di un SEGNALE COSTIMOLATORE. Se questo segnale è presente, il linfocita, nell’olp, è stimolato a proliferare o a differenziare in una cellula effettrice o della memoria. I microbi sono di solito responsabili dell’induzione di segnali costimolatori. Aggiungi: IGNORANZA IMMUNOLOGICA (o SEQUESTRO DEGLI ANTIGENI): alcune molecole self non vengono mai a contatto con il liquido extracellulare (es la tireoglobulina sequestrata nelle strutture ormonosecernenti della tiroide). PRIVILEGIO IMMUNITARIO: tessuti come i testicoli e gli occhi sfuggono all’attacco immunitario durante i trapianti. Le membrane plasmatiche delle cellule dotate di questo “privilegio” hanno una molecola che Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 26 induce l’apoptosi dei linfociti che potrebbero attaccarli MALATTIE AUTOIMMUNI Viene meno la tollerenza agli antigeni propri. Esempi: Sclerosi multipla (mielina); miastenia grave (recettori per l’acetilcolina delle cellule muscolari scheletriche); diabete mellito di tipo 1 (cellule beta del pancreas). L’incidenza nelle femmine è circa il triplo di quella dei maschi CAUSE: Alterazioni tissutali provocate da lesioni o malattie portano ad esposizione di autoantigeni normalmente inaccessibili. Es la tiroidite di Hashimoto porta ad Ab anti tireoglobulina con distruzione della capacità ormonosecernente della tiroide. Modificazione di autoantigeni a causa di farmaci, virus, mutazioni, sostanze chimiche, etc Cross reattività. Es - la febbre reumatica: la faringite streptococcica è causata da batteri i cui antigeni sono simili ad autoantigeni presenti sui tessuti che rivestono le valvole cardiache. La risposta infiammatoria determina lesione di questi tessuti. La maggiore frequenza nelle femmine ha portato a legare queste patologie all’assetto ormonale oppure ad una “eredità della gravidanza” Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 27 IMMUNOSORVEGLIANZA Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 28 I linfociti T hanno anche la funzione di riconoscere cellule mutate (divisione e crescita cellulare) e distruggerle prima che queste si trasformino in cell cancerose. Queste mutazioni possono essere casuali o indotte da cancerogeni (radiazioni ionizzanti, sostanze chimiche etc) o da virus. Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 29 Immunosorveglianza contro il cancro Messa in atto da 3 tipi cellulari e dall’interferone Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 30 Sherwood, FISIOLOGIA UMANA. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2008 12 | 31