Immunologia (04/11/2024) PDF

13.3 Immunologia 04/11/2024 SELEZIONE TIMICA DEI LINFOCITI T Una considerevole frazione delle cellule T prodotte subisce apoptosi durante la fase di selezione, spesso a causa di un'affinità inappropriata per il recettore....

13.3 Immunologia 04/11/2024 SELEZIONE TIMICA DEI LINFOCITI T Una considerevole frazione delle cellule T prodotte subisce apoptosi durante la fase di selezione, spesso a causa di un'affinità inappropriata per il recettore. Tuttavia, è possibile che il recettore vada incontro ad un processo di Receptor Editing che porti alla riattivazione dei geni RAG1 e RAG2 e consenta alle cellule di modificare i propri recettori (TCR) per evitarne l’eliminazione. GENE AIRE (Auto-Immune REgulator Gene) Si è visto che le cellule epiteliali timiche (corticali e midollari) e le APC (Antigen-Presenting Cells) hanno il compito fondamentale di far vedere gli antigeni di istocompatibilità e self ai linfociti T in maturazione. Gli antigeni self che vengono visti a livello del timo sono gli antigeni ubiquitari e quelli caratteristici del timo (es. ormoni timici e citochine timiche). Inoltre, i linfociti T che escono dal timo riescono ad essere tolleranti anche nei confronti di antigeni che si trovano in altri organi. Una parziale spiegazione di questo fenomeno è stata data dallo studio della Sindrome Poli-endocrina Autoimmune (APS). Essa è una patologia rara che comporta un’autoimmunità dovuta ai linfociti T (auto-reattivi), i quali attaccano le ghiandole e gli organi endocrini del corpo (es. ghiandole paratiroidi, ghiandole surrenali, isole pancreatiche). Si tratta di un difetto di selezione negativa a livello timico, causato da una mutazione nel gene AIRE, il quale consente alle cellule epiteliali timiche l’espressione di molte proteine tessuto-specifiche presenti in altri organi. Per cui, se a livello del timo non viene presentato l’antigene specifico di un organo, i linfociti T finiranno per attaccarlo. LINFOCITI B SELEZIONE DEI CLONI AUTO-REATTIVI E STUDI SU TOPI TRANSGENICI Anche i linfociti B subiscono una selezione a livello del midollo osseo, in modo analogo a quella dei linfociti T, per assicurarsi che essi non attacchino cellule self o innocue. A dimostrazione di questo meccanismo sono stati eseguiti esperimenti con topi transgenici, nel cui genoma sono stati introdotti geni specifici. Nel primo modello di topo transgenico era stato introdotto il gene HEL codificante per il lisozima dell’uovo di pollo (antigene non presente normalmente nei topi). Nel secondo modello, invece, era stato inserito il gene Anti-HEL Ig codificante per l’anticorpo. L’incrocio tra questi 2 topi avrebbe dovuto consentire di ottenere una progenie F1 portatrice di entrambi i geni, ma il risultato è stato un topo capace di produrre solo gli antigeni e non gli anticorpi. Sbobinatore: Giulio Clementi Revisore: Giulia Richter 13.3 Immunologia 04/11/2024 Questi ultimi non sono stati prodotti a causa di una selezione dei linfociti B avvenuta a livello del midollo osseo, il che ha fatto sì che l’antigene inducesse l’apoptosi delle cellule codificanti l’anticorpo, ovvero dei cloni auto-reattivi in grado di riconoscerlo, prevenendo così reazioni autoimmuni. Questo fenomeno dimostra che anche per i linfociti B avviene una selezione dei cloni auto-reattivi (apoptosi) e che anche per loro è possibile modificare la specificità anticorpale attraverso il meccanismo di Receptor Editing. NB. L’eliminazione delle cellule auto-reattive (selezione clonale) è uno dei meccanismi (non l’unico) con cui si genera tolleranza. TOLLERANZA NEONATALE La tolleranza neonatale consiste nella mancata risposta immunologica nei confronti di antigeni con cui il sistema immunitario non ancora maturo è venuto a contatto prima della nascita. Essa è stata: Osservata da R. Owen (1945) in gemelli bovini non monozigoti, i quali da adulti avranno posseduto i globuli rossi di ambedue i genotipi, grazie ad un particolare sviluppo della placenta che avrà permesso il passaggio di sangue da un gemello all'altro nella vita embrionale. Di conseguenza, i bovini avranno sviluppato una tolleranza nei confronti degli antigeni l’uno dell’altro, anche se questi ultimi saranno stati diversi. Descritta da Burnet e Fenner (1949) nell’enunciazione della Teoria della Selezione Clonale: “Alla base di questa teoria cellulare, c’è l’assunto che il contatto di un antigene estraneo con il sistema immune, durante il suo sviluppo, causa l’eliminazione (delezione) del clone linfocitario specifico e quindi una mancata risposta immunitaria”. Dimostrata sperimentalmente da P. Medwar (1953) come fenomeno di tolleranza immunologica con il seguente procedimento: 1) Egli somministrò alcuni antigeni di topo di ceppo A ad un feto di topo di ceppo CBA. 2) Egli attese la nascita e la crescita del topo di ceppo CBA. 3) Quando quest’ultimo diventò adulto, egli lo sottopose ad un trapianto di cute proveniente da un topo di ceppo A e il risultato fu che il topo CBA accettò il trapianto. Quindi dopo aver visto gli antigeni nel periodo fetale, il topo CBA risultò in grado di accettare la cute anche se gli antigeni erano diversi dai suoi. La prova formale consistette nel prendere un pezzo di cute da un ceppo diverso (AU) e darlo allo stesso topo CBA. Sbobinatore: Giulio Clementi Revisore: Giulia Richter 13.3 Immunologia 04/11/2024 Il topo CBA adulto rispose bene agli antigeni diversi, rigettando il trapianto del topo AU e dimostrando che tutti gli antigeni visti nel periodo fetale possono indurre la tolleranza verso gli antigeni. NB. Un fenomeno simile si osserva anche nei neonati che ricevono trapianti di cuore da donatori incompatibili: non avviene un rigetto, in quanto i neonati non hanno ancora sviluppato gli anticorpi responsabili del rigetto (AB0). es. Un neonato di gruppo 0 al quale viene trapiantato un cuore proveniente da un donatore di gruppo A, produrrà solo anticorpi Anti-B e ciò può risultare rischioso, essendo che normalmente il gruppo 0 produce sia Anti-B che Anti-A. Fino a che età è possibile un tale trapianto senza rigetto? Entro i primi mesi di vita, prima di produrre gli anticorpi AB0. TOLLERANZA IMMUNOLOGICA Dunque, per tolleranza immunologica si intende la mancata responsività ad un antigene dovuta ad una precedente esposizione all’antigene stesso. Essa consiste in un processo attivo e viene classificata in: - Tolleranza centrale indotta verso gli antigeni self negli organi linfoidi primari e che coinvolge linfociti in via di maturazione. - Tolleranza periferica indotta negli organi linfoidi secondari e che coinvolge linfociti maturi. Gli antigeni invece vengono classificati in: - Antigeni tollerogeni che inducono tolleranza; - Antigeni immunogeni che inducono una risposta. Fino a questo momento si è parlato della tolleranza centrale, la quale avviene quando le cellule linfocitarie riconoscono l’antigene self per mezzo di 3 meccanismi: 1) Apoptosi: delezione del clone auto-reattivo; 2) Modificazione dei recettori (o Receptor Editing): sviluppo di una seconda popolazione con caratteristiche di riconoscimento diverso; 3) Sviluppo di linfociti T-Regolatori (o T-Reg, solo per linfociti T CD4+): si tratta di linfociti T con caratteristiche diverse, in grado di riconoscere antigeni self. Sbobinatore: Giulio Clementi Revisore: Giulia Richter 13.3 Immunologia 04/11/2024 Questo differente processo di differenziazione delle cellule è causato dall’affinità con cui le nostre cellule riconoscono l’antigene self. LINFOCITI T REGOLATORI (T-Reg) I linfociti T-Regolatori (o T-Reg) sono fondamentali per controllare la risposta immunitaria a livello periferico e si suddividono in 2 classi: Linfociti T-Reg Naturali Essi sono cellule CD4+ che si sviluppano durante la maturazione dei linfociti T a livello del timo dopo l’incontro con un particolare antigene self e sopprimono la risposta immunitaria nei confronti di antigeni self. Essi presentano marcatori di superficie e fattori di trascrizione tipici, ma non esclusivi. NB. Si ricorda che le cellule possono condividere diversi antigeni di superficie (in base a stadi maturativi, tipo cellulare ecc.) ed è spesso la loro combinazione che indica di quale cellula si tratti. T-Reg Adattativi (o Inducibili) Essi sono cellule CD4+ che si sviluppano da linfociti T-naïve maturi (non al livello del timo) dopo l’incontro con un antigene negli organi linfoidi secondari e in periferia (in assenza di una forte attivazione dell’immunità innata) e acquisiscono l’attività di cellule soppressorie deputate a regolare la risposta immunitaria nei confronti di antigeni self e innocui non self. NB. È importante generare tolleranza a livello periferico per sviluppare tolleranza nei confronti degli antigeni ambientali innocui con cui si verrà a contatto nel corso della vita. Essi si trovano principalmente a livello delle mucose e vengono distinti, in base alle citochine che producono, in 2 sottopopolazioni principali: - T-Reg 1 che si sviluppano con l’incontro dell’antigene in maniera inappropriata e producono principalmente IL-10 (citochina inibitoria). es. Si sviluppano quando la concentrazione con cui l’antigene viene visto non è ottimale oppure quando viene visto, ma in assenza di molecole co-stimolatorie. - T Helper 3 che si sviluppano per somministrazione orale degli antigeni e producono TGF-β (citochina inibitoria). NB. I T-Reg Adattativi presentano la gran parte dei marcatori appartenenti anche ai T-Reg Naturali. Entrambi i T-Reg esprimono: CD25, catena α del recettore per IL-2. Sbobinatore: Giulio Clementi Revisore: Giulia Richter 13.3 Immunologia 04/11/2024 CTLA4, molecola chiave espressa anche dai linfociti T durante la loro fase di attivazione (non presentano CD28). In questo caso, il CTLA4 interagisce con le molecole co-stimolatorie B7-1 e B7-2 con un segnale di tipo inibitorio. Il CTLA4 ha un’affinità di legame superiore per le molecole co-stimolatorie, perciò, se una cellula T-Reg possiede CTLA4, preferenzialmente sarà essa ad interagire con le cellule APC. FoxP3, fattore di trascrizione esclusivo dei T-Reg che svolge un ruolo cruciale nel loro sviluppo funzionale. NB. Nell’uomo, mutazioni del gene per FoxP3 sembrano essere responsabili della IPEX (Immune dysregulation Polyendocrinopathy Enteropathy X-linked syndrome), rara malattia autoimmune associata alla mancanza di T-Reg. NB. È possibile studiare FoxP3 in topi KO, osservando come in questi si sviluppi una sindrome autoimmune multi-sistemica associata all’assenza delle T-Reg (CD25+). NB. Di queste molecole, solo FoxP3 è caratteristico dei T-Reg. NB. Entrambi i T-Reg si trovano soprattutto a livello del MALT (Mucosa-Associated Lymphoid Tissue) e sono importanti in quanto mantengono l’omeostasi e controllano la risposta nei confronti di antigeni e batteri commensali al livello di queste mucose. es. Essi bloccano l’attività delle cellule APC (Antigen-Presenting Cells) a livello della mucosa intestinale, dove è necessario distinguere tra antigeni da tollerare o da combattere. Sono presenti cellule dendritiche di diverso tipo: 1) Cellule dendritiche infiammatorie, le quali, se riconoscono l’antigene, inducono la risposta; 2) Cellule dendritiche deputate alla generazione di tolleranza a livello locale (CD103+), la cui azione è quella di incontrare le cellule T naïve (CD4+) e, attraverso la produzione di citochine (es. TGF-β) e acido retinoico, indurle alla popolazione dei linfociti T-Reg (es. FOXP3+). I T regolatori presenti nella mucosa, quindi, svolgono un ruolo fondamentale nel controllo della risposta a livello locale, bloccando tutti i processi con l’inibizione delle cellule dendritiche e dei linfociti T effettori. Sbobinatore: Giulio Clementi Revisore: Giulia Richter