Immunopatologia 2024 PDF

IMMUNOPATOLOGIA INTRODUZIONE: In questo corso ci occuperemo di immunopatologia, la quale tratta tutte quelle situazioni in cui c’è un danno ai nostri tessuti che è mediato in qualche modo da un’alterazione della funzione del sistema immunitario. La funzione del sistema immunitario in questi contesti può risultare alterata in vari modi: può funzionare meno, può funzionare in maniera sbagliata (disfunzione), può funzionare “troppo”. Andremo ad aDrontare alcune patologie in cui si veriﬁcano queste cose. PROGRAMMA : Malattie autoinﬁammatorie à Meccanismi di base, principi di classiﬁcazione, alcuni esempi. Ipersensibilità. Classiﬁcazione e meccanismi molecolari delle reazioni di ipersensibilità: malattie causate da anticorpi, malattie da immunocomplessi, malattie causate da linfociti T. Ipersensibilità immediata, o di tipo I. Natura degli allergeni. Meccanismi coinvolti nella ipersensibilità di I tipo: attivazione dei linfociti Th2, dei linfociti B e produzione di IgE. Ruolo di mastociti, basoﬁli ed eosinoﬁli nell’ipersensibilità immediata: eDetti biologici dei mediatori da essi rilasciati. Reazioni immediate e di fase tardiva. Fattori che predispongono allo sviluppo delle allergie: fattori genetici, ambientali ed eventi scatenanti. Patologie a base allergica nell’uomo. Cenni di immunoterapia delle malattie allergiche. Ipersensibilità di tipo II. Meccanismi cellulari di danni provocati da anticorpi. Malattie causate da anticorpi contro antigeni espressi da cellule e tessuti: reazioni alle trasfusioni, anemia emolitica del neonato, anemia da farmaci, S. di Goodpasture, S. di Sjogren Ipersensibilità di tipo III. Malattie causate da immunocomplessi: meccanismi alla base dell’ipersensibilità di III tipo. Reazione di Arthus, malattia da siero. Principali patologie in cui si realizzano reazioni di questo tipo. Ipersensibilità di tipo IV. Fase di sensibilizzazione. Attivazione dei macrofagi. Danno tissutale causato da linfociti Th1. Granulomi. Citochine proinﬁammatorie. Ipersensibilità ritardata e ipersensibilità da contatto; malattie causate da linfociti T citotossici. Autoimmunità. La rottura della tolleranza al self: meccanismi patogenetici delle malattie autoimmuni. Le basi genetiche dell’autoimmunità. I fattori ambientali nello sviluppo di autoimmunità: ruolo dell’inﬁammazione, delle infezioni, di farmaci e agenti chimici. I fattori ormonali. Cenni sulla classiﬁcazione delle malattie autoimmuni sistemiche o organo speciﬁche. Cenni sulle malattie autoimmuni associate al sistema immunitario umorale e malattie autoimmuni mediate da linfociti T. Le malattie da Immunodeﬁcienza. Immuno-deﬁcienze congenite o primarie. Deﬁcit dell’immunità innata: deﬁcit dell’attività microbicida dei fagociti (malattia granulomatosa cronica, LAD). Deﬁcit dell’immunità adattativa. Immunodeﬁcienze combinate gravi (SCID), sindrome di DiGeorge. Deﬁcit anticorpali: difetti di maturazione e attivazione dei linfociti B (agammaglobulinemia di Bruton, deﬁcit selettivi di isotipi immunoglobulinici, sindrome iper-IgM). Deﬁcit di attivazione e funzionalità dei linfociti T: deﬁcit dell’espressione degli MHC; deﬁcit della trasduzione del segnale nei linfociti T; sindrome linfoproliferativa legata a X, deﬁcit dell’attivazione dei CTL e delle cellule NK. Difetti dei componenti del complemento e delle proteine regolatorie. Immunologia dei trapianti. Risposta immunitaria al trapianto allogenico. Riconoscimento diretto e indiretto degli alloantigeni. Attivazione dei linfociti alloreattivi. Meccanismi eDettori del rigetto dell’allotrapianto: rigetto iperacuto, rigetto acuto, rigetto cronico e vascolopatia del trapianto. Trasfusione di sangue e antigeni dei gruppi sanguigni AB0 ed Rh. Trapianto di midollo osseo e malattia da reazione del trapianto verso l’ospite (graft-versus-host disease, GVHD). Immunità verso i tumori. Caratteristiche generali dell’immunità verso i tumori: cenni storici sull’immunologia dei tumori. Identiﬁcazione e classiﬁcazione degli antigeni tumorali. Risposte immunitarie ai tumori: ruolo dell’immunità innata e dell’immunità adattativa. Teoria della sorveglianza immunologica. Ruolo del sistema immunitario nella progressione tumorale: inﬁammazione cronica e “bilancia macrofagica”. Elusione delle risposte immunitarie da parte dei tumori. Cenni di immunoterapia dei tumori. ESAME: (probabilmente è previsto un parziale per gennaio, altrimenti un esame orale congiunto con gli altri 2 moduli) e gli argomenti di esame; tutte queste informazioni si trovano nelle sue slides* Libri consigliati: - Lezioni di immunologia e immunopatologia / Amadori e Zanovello - Medicina nel laboratorio / Turgeon - Biochimica clinica e medicina di laboratorio / Ciacco e Lippi - Patologia generale / Altucci, Berton, … (il professore si è oHerto eventualmente per fare delle fotocopie di questi libri) IMMUNOPATOLOGIA Tutte quelle situazioni in cui il danno ai tessuti autologhi è sostenuto da meccanismi immunologici o nelle quali si presuppone una disfunzione del sistema immunitario Ipofunzione (Incapacità di eliminare patogeni, Immunodeﬁcit ) Disfunzione (Patologie autoimmuni) Iperfunzione (Risposta autoinﬁammatoria, Risposta granulomatosa) REAZIONI DA IPERSENSIBILITA’ VS TIPI DI INFIAMMAZIONI: Secondo la vecchia visione, si deﬁniscono come delle reazioni esagerate del SI, dove si ha iperfunzionalità della risposta; vedremo andando avanti nel corso che in verità non è sempre così. Gell e Coombs classiﬁcarono 4 tipi di reazioni di ipersensibilità. Non bisogna confondere i vari tipi di reazioni di ipersensibilità con i tipi di inﬁammazioni! Per esempio, le reazioni di ipersensibilità di tipo 1 sono mediate dalle IgE, ovvero le immunoglobuline tipiche dell’inﬁammazione di tipo 2 (facendo riferimento al corso di immunologia, quell’inﬁammazione che mette in moto i T Helper 2, citochine di tipo IL-4, IL-5, IL-13, che si instaura per esempio in risposta agli elminti o ad organismi di grosse dimensioni). Si vedrà dunque una risposta principalmente umorale, dove la fagocitosi non è particolarmente importante ma viene privilegiata la degranulazione di eosinoﬁli, mastociti, ecc… Ovviamente i linfociti T helper verranno indirizzati verso il subset 2. Qual è la conseguenza dell’ipersensibilità di tipo 1, (ovvero un’inﬁammazione di tipo 2 della quale si perde la regolazione)? L’anaﬁlassi da allergia. DIFFERENZA ALLERGIA E INTOLLERAZNA Allergia à sostenuta da una reazione di ipersensibilità di tipo 1 nella quale è fondamentale l’intervento delle IgE; senza IgE non c’è risposta allergica. Intolleranza à non è mediata da IgE ma da altri tipi di reazioni (per esempio la carenza di enzimi). Le intolleranze alimentari sono le più comuni. Per esempio, l’intolleranza al lattosio non è sostenuta da una risposta del SI, ma “semplicemente” dalla carenza dell’enzima della beta-galattosidasi che causa l’accumulo di lattosio nel tenue e la sua fermentazione da parte della ﬂora batterica (che induce diarrea, nausea, crampi addominali). Altro esempio di intolleranza è quella all’istamina, che non è IgE mediata; esistono un sacco di cibi ricchi di istamina e in alcuni individui questi cibi possono dare reazioni simili a quelle allergiche. L’intolleranza al cibo è quindi mediata da altri meccanismi che non coinvolgono le IgE; nonostante ciò, le intolleranze possono coinvolgere le IgG oppure anche altri elementi: gli inibitori della tripsina e della amilasi, che compongono il 3-4 % delle farine, sono sostanze che vanno a stimolare direttamente le cellule dell’immunità innata; se uno è particolarmente sensibile risponde a queste sostanze. I mono/di/polisaccaridi fermentabili e i polioli (anche questi componenti importanti delle farine) a seconda della quantità ingerita possono indurre gonﬁore della pancia in quanto sono zuccheri fermentabili (il prof suggerisce la combo pizza+birra). Non si tratta di allergie, ma neanche di intolleranze gravi, danno alcuni sintomi fastidiosi ma che non saranno mai mortali come lo shock anaﬁlattico. Altra distinzione: ALLERGIA E ORTICAIA: L’orticaria è una condizione dove si ha la degranulazione dei mastociti (con i suoi eDetti collaterali: prurito, gonﬁore, eritema) non necessariamente dipendente dalla liberazione di IgE. Nei soggetti con orticaria dermatograﬁca il solo “scrivere sulla cute” con la punta di un lapis può indurre la formazione del ponfo. Può essere stimolata quindi da stress meccanico e termico e non per forza ha patogenesi allergica. ALLERGIE : Si dice che il primo caso di allergia sia sato descritto in un papiro del 2600 A.C. che raccontava la morte del faraone Menes. I riccioli disegnati sulla tavoletta rappresentano delle api; questa incisione si trovava nella tomba del faraone per raccontare la sua morte, probabilmente dovuta a shock anaﬁlattico per la puntura due 2 api (forse non andò proprio così, ma la storiella ha lo scopo di far capire che le allergie sono state identiﬁcate ﬁn dai principi della civiltà). Storia di alcuni termini: Anaﬁlassi (da ανα e φυλαξίς– senza protezione) – Portier, Richet (1902) Allergia (da ἄλλος ed ἔργον – altro lavoro) Von Pirquet (1906) Atopia (da ἀτοπία – fuori posto) – Coca and Cooke (1922), tendenza a produrre IgE speciﬁche per allergeni ambientali (30-40% popolazione) UN PO’ DI STORIA: Portier e Richet (1902) La storia racconta che questi due ricercatori furono chiamati nel 1902 dal principe di Monaco in quanto i turisti nelle spiagge monegasche venivano punti dalle Physalia o caravelle portoghesi (particolare tipo di medusa); la voce si stava spargendo e ciò faceva cattiva pubblicità al principato. Il principe sperava che questi potessero trovare una soluzione alla loro “puntura”. I ricercatori iniziano a studiare le Physalia e le Anemoni e capiscono che l’eDetto è dovuto a delle tossine presenti all’interno delle cisti che vengono liberate con la puntura. Una volta individuato il problema, la prima idea fu quella di fare un vaccino, ovvero somministrare ai turisti la sostanza per indurre lo sviluppo di una risposta e quindi poi non avere problemi al momento della puntura. Iniziano a lavorare sui cani e inducendo una prima immunizzazione a cui segue una seconda dopo qualche giorno. Dopo due giorni dall’esposizione alla tossina i cani morivano. Quindi capiscono che questo meccanismo in questa situazione cosa non dà alcuna protezione, non dava proﬁlassi ma anaﬁlassi (assenza di protezione). Prausnitz and Kustner (1921) Scoprirono che l’anaﬁlassi poteva essere trasferita da un soggetto all’altro. Si dice che questi due scienziati erano soliti andare a cena insieme. Kustner quando mangiava il pesce si riempiva di bolle su tutta la cute. A Prausnitz venne in mente di fare un prelievo del sangue del collega, in particolare il siero e iniettarselo per vedere cosa sarebbe successo se avesse mangiato il pesce. Infatti, se la causa che portava Kustner a riempiersi di bolle era un qualcosa che circolava nel sangue, al momento del trasferimento avrebbe dovuto provocare la stessa reazione anche in Prausnitz. Così successe, si inoculò il siero di K. e dopo un po’ di tempo assunse del merluzzo e nel punto di iniezione comparve una bolla. Ciò era la dimostrazione che c’era qualcosa che circolava che poteva essere trasferito. Nacque così il concetto di “reagine”. Nel 1966, in Giappone, i coniugi Kimishige e Teruko Ishizaka scoprono che queste reagine sono niente di meno che le IgE. Si capì che tutte le osservazioni sopracitate erano sostenute da reazioni mediate dalle IgE e che risultava necessaria una prima sensibilizzazione, cioè un primo incontro con una sostanza verso la quale viene sviluppata una risposta che va in direzione di produzione di IgE. Al secondo incontro verso questa sostanza verrà sviluppato un qualche sintomo che a che fare con le bolle di Kustner o con addirittura gli eventi che portavano alla morte dei cani di Portier and Richet. La deﬁnizione di allergene risulta particolarmente complicata (“un antigene che può causare una risposta IgE mediata che si chiama allergia”), in quanto viene necessariamente correlata alla deﬁnizione stessa di allergia (“una risposta a un antigene deﬁnito allergene”). Si possono però dare delle caratteristiche comuni non assolute: Si tratta nella maggior parte dei casi di proteine (ma non sempre, ci sono anche sostanze non proteiche complessate alle proteine tipo nel caso dell’allergia ai farmaci, ovvero verso componenti non proteiche); Dimensioni molto variabili (5-100 kDa): 45 aa – 900 aa; Stabili Variamente glicosilate (vedremo meglio dopo) Solubili nei ﬂuidi corporei Danno reazioni T-dipendenti: se fanno le IgE vuol dire che c’è un class-switch recombination e che dunque viene coinvolto il centro germinativo. Sostanze non proteiche complessate a proteine à farmaci WHO/IUIS Allergen Nomenclature Home Page (sito dove si trova la lista aggiornata di tutti gli allergeni riconosciuti) Nella natura dell’allergene si possono fare delle distinzioni che riguardano: Permanenza: - Stagionali: pollini - Perenni: Acari Origine - Sorgenti diverse - Raramente di origine batterica o virale - Stimoli Th1 Vie di contatto - Inalatoria - Ingestione - Assorbimento cutaneo - Iniezione Fattori inﬂuenzanti - Intrinseci - Estrinseci I fattori inﬂuenzanti possono avere a che fare con le caratteristiche biochimiche (glicosilazione, concentrazione, attività) oppure che hanno a che fare con gli inquinanti (di tantissimi tipi) che possono modulare l’allergenicità di certe sostanze. Alcuni di questi allergeni possono essere enzimi proteolitici e possono facilmente attraversare le nostre mucose perché agiscono come proteasi rompendo ad esempio le giunzioni tra cellule, alterando la continuità dello strato epiteliale e mucosale e facendo sì che l’antigene entri meglio nelle mucose respiratorie, sotto la cute, eccetera e abbia meglio a che fare con le cellule sotto la membrana basale, in particolare con i mastociti. Possono cross-reagire. L’esempio più banale è l’allergia al veleno degli imenotteri (ape, vespa e vespula). Sono abbastanza simili tra loro, cambiano un pochino le dimensioni e la linea. C’è una grossa cross-reattività tra gli allergeni di vespula e vespa (che sono ﬁlogeneticamente più vicine), mentre c’è cross-reattività minore con l’ape che si distanzia nella ﬁlogenesi dalle altre due. CROSS-REATTIVITA’ à (che dunque è un fenomeno per cui le allergie a due o più allergeni sono associate in quanto le molecole possono essere simili nella forma o nelle caratteristiche) può dunque avvenire per elementi ﬁlogeneticamente vicini ma anche lontani, come alcune cistein proteasi del dermatophagoides pteronyssinus (l’acaro della polvere) e alcun cistein proteasi del kiwi. Può essere che uno che è allergico alla polvere sia allergico anche al kiwi e non perché sviluppa perché sviluppa allergia nei confronti di molecole diDerenti ma semplicemente perché gli allergeni hanno qualche caratteristica in comune. Questi allergeni spesso sono glicosilati. Solitamente, il normale processo montato dal nostro organismo nei confronti di un antigene verso cui non siamo allergici è: 1. Captazione dell’antigene da parte delle cellule dendritiche (DC) 2. Migrazione delle DC nei tessuti linfoidi secondari 3. Presentazione dell’antigene dalle DC ai Tnaive 4. Induzione nella maggior parte dei casi di fenotipo Th1 che porta alla produzione di IL-12, IFN- gamma 5. Attivazione di Tfh 6. Attivazione di linfociti B antigene speciﬁci 7. Produzione di IgG Può succedere in tutti noi che questo tipo di interazione induca in minima parte i linfociti B a fare class switch recombination a IgE, per cui poche cellule andranno a diDerenziarsi in plasmacellule che producono IgE e le rispettive cellule B di memoria. In alcuni individui suscettibili, questa class-switch può diventare preponderante. Si ha dunque uno switch della risposta da TH1 a TH2 e uno switch di produzione da IgG a IgE à allergia. (il professore fa un piccolo ripasso della produzione di anticorpi, della sintesi delle prime IgM a bassa emivita e poi delle IgG, IgA o IgE ad alta emivita; tutte cose trattate ad immunologia) Attivazione TH2: Captazione dell’allergene da parte delle DC Migrazione delle DC nei tessuti linfoidi secondari Presentazione dell’allergene dalle DC ai T naive Induzione di fenotipo Th2 che porta alla produzione di IL-4, Il-5 e IL-13 Attivazione di Tfh Attivazione di linfociti B allergene speciﬁci CD40-CD40L Attivazione B IgE+: In risposta a Presentazione T Interazione CD40-CD40L Citochine Th2 (IL-4 e IL-5) Linfociti B fanno CSR a IgE Plasmacellule IgE producenti Memory IgE+ B cell??? In un articolo pubblicato ormai due anni fa (Features of B cell responses relevant to allergic disease, Christopher D. C. Allen) si parla del fatto che gli switch di classe possono essere molto più complessi; a creare cellule B della memoria IgE positive possono contribuire non solo le cellule B che hanno fatto uno switch IgM>IgE, ma possono veriﬁcarsi anche switch IgG4>IgE e IgG1>IgE. Quindi consideriamo delle cellule B della memoria già uscite da una reazione del centro germinativo e che hanno già originato plasmacellule a lunga emivita che fanno IgG1; a seguito di un certo stimolo, quest’ultime possono switchare e diventare IgE+. (l’articolo in verità si soDerma anche sulla possibilità di fare switch IgG1>IgA1 e IgG1>IgG4) Le IgE sono molto più glicosilate delle IgG (le quali concentrano gli zuccheri principalmente sull’asparagina 297). Sono termolabili, in quanto perdono la capacità di legarsi ai mastociti (ma non perdono la loro struttura) dopo essere state tenute a 56 gradi per mezz’ora. Non attivano il complemento e hanno emivita breve in circolo; questo perché le IgE interagiscono con un recettore che sta sui basoﬁli e sui mastociti che ha un’aDinità per i frammenti Fc delle IgE elevatissima, FcεR1 (fra i recettori che legano i frammenti Fc delle immunoglobuline è quello con aDinità più alta di tutti, aDinità per IgE 1 x 10^-8). Questo però solo quando il recettore è nella sua forma completa (alfa, beta e gamma2). Questo signiﬁca che le IgE in circolo non se ne trovano tantissime perché quelle che si trovano sono coniugate con le cellule. Nell’esperimento di Prausnitz e Kustner il siero conteneva dunque poche IgE, ma queste erano suDicienti a indurre degranulazione. Cosa succede quando arriva un allergene? Interagisce con le IgE. Se 1 allergene interagisce con 1 IgE non succede praticamente niente; la cosa fondamentale è il cross-link di diversi recettori, c’è bisogno in particolare che due recettori vengano cross-linkati insieme e dimerizzino per attivare la cascata di fosforilazione intracellulare. In seguito all’attivazione di questi recettori, si ha la trasduzione tramite signalling cellulare che porta complessivamente alla degranulazione dei vari mastociti, esoinoﬁli, basoﬁli che presentano questi recettori. Esiste un'altra forma di questo recettore FcεR1 presente sulle cellule dendritiche che induce la fagocitosi del complesso allergene-IgE aDinché venga processato per attivare la riposta TH2. Importante è anche il recettore FcεR2 (presente sia nelle cellule dendritiche che nei linfociti) il quale media sempre l’uptake dell’allergene. MASTOCITI E BASOFILI: Le IgE sono il mediatore fondamentale delle reazioni di ipersensibilità. I sintomi caratteristici delle reazioni allergiche si veriﬁcano perché le IgE si legano a recettori espressi dai mastociti e dai basoﬁli. Mastociti e basoﬁli contengono varie sostanze. Hanno in comune l’istamina, il granzima B e una serie di citochine e chemochine. Altre sostanze sono cellula-speciﬁche, per esempio solo i mastociti contengono eparina, triptasi e chimasi. A fronte del cross link dell’allergene con le IgE legate al recettore FcεR1, si attivano una serie di segnali che: Modiﬁcano il citoscheletro. L’actina viene fosforilata e si mobilita. I movimenti del citoscheletro portano i granuli verso la membrana cellulare. La membrana cellulare e i granuli si fondono e il loro contenuto viene rilasciato all’esterno; si ha esocitosi. È un evento immediato perché i granuli contengono sostanze preformate come l’istamina, la chimasi ecc. Attivazione della fosfolipasi A2. La fosfolipasi A2 produce, a partire dall’acido arachidonico, prostaglandine e leucotrieni, che sono i mediatori dell’inﬁammazione. Questo processo ha bisogno di un po' più di tempo in quanto non sono mediatori preformati. Vengono prodotte varie citochine, come IL-4, IL-5 e IL-13 (la risposta infatti è Th2). Questo processo richiede ancora più tempo. Quindi si ha una reazione immediata, in cui vengono secrete sostanze : Amine vasoattive, come l’istamina Enzimi Mediatori lipidici Reazione tardiva, dove vengono prodotte anche prostaglandine, leucotrieni e citochine. Questo per quanto riguarda mastociti e basoﬁli, ma abbiamo anche gli eosinoﬁli (che vedremo dopo). Tutte queste sostanze hanno varie funzioni. ISTAMINA : Induce l’edema Modiﬁcazioni endoteliali - Stimola contrazione endoteliale - Aumento spazi intra endoteliali - Aumento permeabilità vascolare - Travaso di plasma nei tessuti Lega recettori diversi Ha azione a breve termine (rapidamente rimossa dal circolo) Stimola cellule endoteliali a produrre prostacicline e ossido nitrico - Rilassamento VSMC - Aumento vasodilatazione PROTEASI DEI GRANULI E PPROTEOGLIGANI: Triptasi e la chimasi. Possono degradare la membrana basale dell’epidermide, possono attivare la collagenasi e in generale possono mediare un danno tissutale Triptasi à espressa solo nei mastociti, presente nei liquidi biologici =marker di attivazione mastocitaria, attiva collagenasi =danno tissutale Chimasi à degrada membrana basale epidermide e stimola secrezione muco Proteoglicani (p.e. eparina) à matrice per amine vasoattive e proteasi, rilascio diDerenziato [il dosaggio della triptasi è fondamentale nelle urgenze per diagnosticare lo shock anaﬁlattico. Normalmente la triptasi è presente ad una concentrazione inferiore ai 10 ng ml, nello shock anaﬁlattico sale ﬁno a 25-30 ng/ml. In caso di shock anaﬁlattico il valore della triptasi dovrebbe tornare normale in poche ore. Invece, se nei giorni successivi il valore continua ad essere elevato, allora il paziente potrebbe avere una mastocitosi.] MEDIATORI LIPIDICI: (sintesi de novo da Acido arachidonico) Prostaglandine (PGD2) à Vasodilatazione, Broncocostrizione, Chemiotassi neutroﬁli Leucotrieni (LTC4 → LTD4, LTE4)à Broncocostrizione prolungata Fattore attivazione piastrinico (PAF) à Deriva da fosfolipidi di membrana, Contrazione endoteliale, Broncocostrizione CITOCHINE: TNF-alfa à Aumenta espressione endoteliale molecole adesione, Reclutamento leucociti nel sito inﬁammazione IL-4, IL-5, IL-13 à Perpetuano la risposta Th2, Stimolano produzione muco e contrazione muscolare CCL3, CCL4 à MIP1a, MIP1b, Chemochine che agisco su monociti, neutroﬁli, macrofagi Eosinoﬁli Gli eosinoﬁli entrano in gioco più tardi, in quanto vengono reclutati dalle citochine prodotte dagli stessi basoﬁli e mastociti. Gli eosinoﬁli liberano varie sostanze, tra cui la Galectina 10. Questa, quando viene liberata, forma i cosiddetti cristalli di Charcot-Leiden, tipici delle eosinoﬁlie e delle risposte allergiche che coinvolgono gli eosinoﬁli. Sono costituiti da monomeri di galectina 10 che polimerizzano e che si organizzano in piramidi esagonali. I cristalli inducono la NETosi di neutroﬁli ed eosinoﬁli. Video su questi cristalli caricato sul canale global immunotalks, “per chi preferisce passare così il venerdì sera”. https://www.youtube.com/watch?v=SLthEHCXVas Ricapitolando, la risposta si divide in: 1. Reazione immediata: istamina, e poi leucotrieni, prostaglandine etc. prodotti da basoﬁli e mastociti. 2. Reazione tardiva: eosinoﬁli, poi la risposta si espande a neutroﬁli e linfociti T CONSEGUENZE DELLA RISPOSTA ALLERGICA: Nella migliore delle ipotesi la reazione allergica causa una semplice reazione ponfo-edematosa. È una classica reazione inﬁammatoria. È il caso delle prove allergiche, la puntura di un insetto o anche l’inalazione di polline al livello delle vie aeree superiori. L’evento più grave è l’anaﬁlassi sistemica o shock anaﬁlattico. L’allergene può essere rappresentato dal veleno dell’imenottero (che si diDonde in tutto il corpo grazie al sistema circolatorio; la qtà di veleno iniettata da un’ape è notevole),da un alimento o da un farmaco. Si sviluppa un edema diDuso; la vasodilatazione generalizzata causa un rapido crollo della pressione. Asma: serie di patologie caratterizzate dall’ostruzione bronchiale, produzione di muco e costrizione della muscolatura liscia. Spesso è associato ad allergie, ma non sempre. Priming linfociti Th2 Abbiamo detto che le cellule dendritiche stimolano i linfociti T helper naive a diventare Th2. Il diDerenziamento del linfocita T naive in Th1, Th2 o Th17 dipende dal tipo di patogeno che viene incontrato. Tuttavia, in questo caso l’allergene è un patogeno di dimensioni ridotte. Cos’è che dice alla cellula dendritica quali citochine produrre? https://www.youtube.com/watch?v=yMK_6hMv0qs In questo video la ricercatrice Franca Ronchese propone una serie di ipotesi. Esistono diDerenti fenotipi di cellule dendritiche e diDerenti segnali antigenici che possono ricevere. Le cellule dendritiche si possono dividere in DC 1, DC, DC 3 a seconda del loro fenotipo e della loro capacità di rispondere a vari antigeni (argomento molto speciﬁco non trattato troppo in immunologia). Alcune cellule dendritiche della cute vengono stimolate dalle innate lymphoid cells tipo 2 tramite la produzione di IL-13 (ricordiamo che le ILC sono cellule fenotipicamente simili ai linfociti e che producono lo stesso tipo di citochine che producono i linfociti ma non hanno il T cell receptor). Le ILC 2 stimolerebbero le cellule dendritiche a presentare gli allergeni alle cellule T naive in presenza di quelle citochine che determinano il diDerenziamento del linfocita naive in Th2. Questo processo non avviene nel polmone e in generale nell’apparato respiratorio, dove le ILC 2 normalmente non producono IL13. Quando vengono stimolate da allergeni (proteasi simile) o antigeni di elminti però diventano in grado di produrre IL13 e dunque sostengono la maturazione di Th2. Un ruolo importante nell’indurre le ILC 2 a produrre IL13 lo ha anche l’epitelio. Qualsiasi tipo di allergene può indurre l’epitelio a produrre citochine, come IL-25 e IL-33. Nel soggetto suscettibile semplicemente la produzione di citochine è maggiore e le cellule dendritiche sono più responsive alle cellule ILC 2. In questo schema (dell’autore del 1° video) viene rappresentata una probabile immunopatologia dell’asma. Nell’inﬁammazione di tipo 2 dunque non vengono coinvolte solo le cellule dendritiche, ma anche le ILC 2, le cellule dendritiche tipo 2 e l’epitelio. FATTORI DI RISCHIO DELLE ALLERGIE: Nei soggetti non allergici questi fenomeni non si veriﬁcano o comunque vengono controllati. Che cos’è che diHerenzia un soggetto allergico da uno non allergico? Probabilmente si tratta di fattori genetici. Vari studi di associazione genome-wide hanno individuato una serie di fattori di rischio che possono contribuire allo sviluppo di allergie. Per ogni elemento della risposta allergica (funzionalità della barriera, inﬁammazione, funzionalità degli eosinoﬁli etc.) ci sono delle mutazioni che predispongono all’insorgenza di allergie. Queste mutazioni possono, per esempio, alterare la produzione di ILC 2 o portare a formazione di una chemochina che fa più chemiotassi. Ipotesi dell’igiene: i fattori di rischio sono anche ambientali. C’era un’ipotesi (molto in voga negli anni 80-90) secondo cui l’igiene eccessiva potesse essere uno di questi fattori. Infatti, le allergie sono più diDuse in città e nei paesi più sviluppati. L’eccessiva igiene evita le risposte Th1 perché riduce l’esposizione ai batteri ambientali. In questo modo viene facilitato lo sviluppo Th2 con switch Th1/Th2. L’ipotesi dello switch Th1/Th2 non è confermata. In ogni caso, la diminuzione dell’esposizione a microbi patogeni e commensali rende sicuramente l’ospite meno eDiciente nella maturazione di cellule Treg e Breg. Quindi, si ha un minor controllo delle risposte, che potrebbe portare alle allergie. Microbiota: anche il microbiota potrebbe avere un ruolo nella capacità dell’individuo di sviluppare cellule Th 1 e Th2. Inquinamento: c’è anche un’associazione tra inquinamento e sviluppo di allergie. Chi vive in ambienti dove è presente un’elevata concentrazione di agenti inquinanti, produce molte più IgE. Cellule T reg: l’eDetto dei T reg sullo sviluppo delle allergie è documentato in studi su modelli animali. I topi con deﬁcit di FOXP3 (fattore di trascrizione caratteristico dei T reg) manifestano atopia ed eosinoﬁlia. Origine precoce: anche eventi che avvengono durante la gravidanza alla madre o al neonato subito dopo il parto possono inﬂuenzare l’insorgenza delle allergie. Ad esempio, si suppone che l’allattamento con latte artiﬁciale possa predisporre ad allergie (il prof è un po’ dubbioso a riguardo). IMMUNOTERAPIA: Riprendiamo il discorso di prima riguardante i vari switch di classe possibili. IgM e IgG1 possono fare switch ad altri isotipi oltre ad IgE. Questo meccanismo si può sfruttare nell’immunoterapia. Prendiamo per esempio un apicoltore allergico al veleno degli imenotteri che viene sottoposto a immunoterapia. Nell’immunoterapia si somministra al soggetto una certa quantità del veleno a cui è allergico (ovviamente in condizioni di sicurezza), al ﬁne di desensibilizzarlo. Si somministrano ripetutamente piccole dosi oppure dosi elevate (secondo un protocollo preciso); queste somministrazioni inducono il diDerenziamento di numerosi T reg e B reg speciﬁci per l’allergene, che regolano la risposta in vari modi (agiscono anche sulle ILC 2). Invece di produrre IgE contro il veleno degli imenotteri, il soggetto inizia a produrre IgG4, in quanto le IgG1 invece di fare switch a IgE fanno switch a IgG4; complessivamente viene favorita una risposta mediata da Th1 invece che Th2. Le IgG4 non legano FcεR, di conseguenza non si attivano i basoﬁli, mastociti ed eosinoﬁli; così si evita la risposta allergica. Si possono anche somministrare farmaci che somministrano citochine precise, come IL-5 o lo stesso recettore di IL-5. Lezione 2 Riepilogo scorsa lezione: La scorsa lezione avevamo visto la reazione di ipersensibilità di tipo I, vi ricordo che le reazioni di ipersensibilità non sono altro che reazione nelle quali il sistema immunitario fa quello che dovrebbe fare solo che lo fa contro qualcuno di sbagliato, cioè lo fai in modo sbaglio rispetto a quanto non dovrebbe fare naturalmente. Quindi nelle reazioni di ipersensibilità di tipo I, che sono quelle reazioni che coinvolgono tutti quei processi, che per esempio difendono dagli elmiti, tutti quei processi vengono istaurati in risposta a antigeni che sarebbero non pericolosi, sarebbero gli allergeni. REAZIONE DI IPERSENSIBILITA’ DI TIPO II Le reazioni di ipersensibilità di tipo II sono mediate da anticorpi. Nelle tipo I sono IgE (IgE-Mediated Hypersensitivity) Nelle tipo II sono IgG-Mediated Cytotoxic Hypersensitivity; quindi, c’è qualcosa che è mediato dalla presenza di immunoglobuline di tipo G (poi vedremo che in realtà non sono soltanto quelle, però diciamo che in maniera macroscopica possiamo racchiuderle sotto questo titolo). Quando è che si istaurano delle reazioni di ipersensibilità di tipo II? Quando il sistema immunitario reagisce e produce anticorpi contro antigeni self; quindi, si comincia a parlare di autoimmunità (poi sull’autoimmunità ci torniamo più avanti, perché dobbiamo capire e analizzeremo perché si istaura l’autoimmunità, che cosa succede nell’autoimmunità. Ma perché si istaura l’autoimmunità ? Quindi anticorpi specifici per antigeni self, o comunque anche per antigeni non self, ma che non sono eliminabili. Non sono eliminabili perché non devono essere eliminati o perché non possono essere eliminati. Ciò che distingue le reazioni di ipersensibilità di tipo II da quelle di tipo III, è che nelle tipo II gli antigeni che vengono riconosciuti sono antigeni tessutali; quindi, sono antigeni che vengono in qualche modo trattenuti in un tessuto, trattenuti su delle cellule: non sono antigeni solubili. L’ipersensibilità di tipo II è causata da anticorpi (gli anticorpi producono lesioni), questo ci viene confermato da: 1. trasferendo anticorpi in un modello animale, si trasferiscono gli stessi tipi di lesioni. 2. sistema madre-feto, che rappresenta anche questo un modello di trasferimento di anticorpi, trasferimento di anticorpi di un tipo particolare però sicuramente è un modello di trasferimento di anticorpi e di danno anticorpo-mediato, che viene trasferito da un individuo ad un altro individuo. (Spiegato nel dettaglio nel corso della lezione) Conseguenze del danno indotto da anticorpi Allora, intanto, in un primo caso potrebbe semplicemente non esserci un danno, non è detto che ci sia citotossicità mediata da anticorpi: potrebbe essere che semplicemente l’anticorpo altera la funzione di un qualcosa. Quindi, per esempio, gli anticorpi anti-recettore dell’acetilcolina nella miastenia gravis, non inducono un danno, semplicemente alterano il sistema di trasduzione del segnale nervoso; quindi, il risultato è una patologia ma non c’è un danno cellulare, non c’è una necrosi, non c’è una lisi, non c’è una citotossicità anticorpo-dipendente. Questo è un primo modo in cui gli anticorpi possono indurre patologia anche se non mediano danno. Ci sono invece tutti gli altri sistemi (che abbiamo già conosciuto durante il corpo di patologia), cioè anticorpi IgG e IgM. Questi, possono attivare il complemento, possono opsonizzare e di conseguenza possono facilitare la fagocitosi, perché le cellule del sistema fagocitico hanno le Fc Receptor e con questo legano il segmento Fc delle immunoglobuline e fagocitano. Questa cosa può succedere per FAGOCITOSI DIRETTA, se le cellule che vengono opsonizzate sono cellule piccole e cellule circolanti (per esempio i globuli rossi: se nell’anemia emolitica autoimmune e nella trombocitopenia autoimmune, gli anticorpi legano delle piccole cellule che circolano, come il globulo rosso. Dopodiché il macrofago incontra il globulo rosso opsonizzato dagli anticorpi lo fagocita e lo distrugge). Se il macrofago incontra un anticorpo legato ad un tessuto, non riesce a fagocitare perché la cellula che viene legata dall’anticorpo è una cellula che è interconnessa a tutte le altre del tessuto, a meno che non ci sia stato un danno particolare, allora a quel punto il macrofago fa la FAGOCITOSI FRUSTRATA, (similmente a quanto succede quando gli eosinofili incontrano un elmita (gli eosinofili non ce la fanno a fagocitare un elmita, perché quest’ultimo è troppo grande, allora gli spara addosso tutto quello che gli può sparare). Il macrofago nella fagocitosi frustrata fa una cosa simile, non riesce a fagocitare, però si attiva e produce le specie reattive dell’ossigeno e tutta una serie di strutture e di sostanze che poi vanno a danneggiare il tessuto. Quindi in realtà l’opsonizzazione di cellule presenti e inserite in un tessuto e l’attivazione dei macrofagi è comunque un meccanismo di danno. Quindi attivazione del complemento, fagocitosi diretta o fagocitosi frustrata. Dopodiché l’altro elemento è l’Antibody-dependent Cellular Citotoxicity, ovvero la citotossicità mediata dalle cellule Natural Killer (infatti sono cellule con un grosso potenziale citolitico, perché contengono i granuli di grazima e di perforina; inoltre, sono capaci di indurre apoptosi per via intrinseca, e per via estrinseca in quanto hanno sulla superficie dei recettori che possono indurre l’apoptosi nelle cellule con le quali interagiscono). Le cellule NK possiedono elevate densità di questo recettore, FcγΙΙΙR ( CD16 ), il quale ha un elevata affinità per il frammento Fc delle immunoglobuline e soprattutto delle IgG1, che sono le immunoglobuline di classe G più rappresentate nel nostro organismo, per cui quando una cellula NK incontra una immunoglobulina di tipo 1, che lega un antigene tissutale, la cellula NK si attiva e induce citolisi, induce danno, induce antibody-dependent cellular citotoxicity (ADCC). Ora, queste sono sostanzialmente 3 tra le cose che possono succedere: ADCC, fagocitosi (che può essere fagocitosi vera o fagocitosi frustrata), attivazione del complemento. Questi sono i tre meccanismi di lisi. Vediamo un pochino alcuni di questi anticorpi. Non ve la voglio fare come lista della spesa, ma vi faccio qualche esempio per farvi capire che cosa succede nella pratica, cioè le patologie con le quali potreste avere a che fare poi in futuro. Nella Sindrome di Good Pasture, è una vasculite molto molto grave, che se non viene presa in tempo è veramente fatale, vengono prodotti anticorpi che vengono definiti anti-GBM (Glomerular Base Membrane, Membrana Basale Glomerulare) e hanno come antigene il collagene 4. Ora voi sapete che le membrane basali sono composte da un sacco di proteine collagene, fibronectina, laminina, ecc… e di collagene ne esistono tanti tipi differenti (I, II, IV, si arriva al VII). È vero che la struttura del collagene è sempre più o meno simile, ma la sequenza dei vari tipi di collagene no e nemmeno la distribuzione tissutale, quindi questi anticorpi, che riconoscono alcuni antigeni sul collagene IV situato nella membrana basale soprattutto nel polmone, (negli alveoli polmonari) e nel rene, in quanto questi sono i tessuti sono particolarmente ricchi di collagene IV, in realtà vanno a fare danno e a depositarsi. Quindi che cosa fanno questi anticorpi? Attivano il complemento, fanno ADCC, il risultato sono danno glomerulare, quindi danno renale importante, e danno polmonare. Questa gente muore perché non respira più, perché il rene non funziona (per quello “ci sarebbe la dialisi”, ma hanno anche dei grossi problemi polmonari per cui trovano a non respirare più). Pemfigo Volgare e Pemfigoide Bolloso Un altro tipo di anticorpi, gli anticorpi anti-cute. Anche qui gli anticorpi anti-cute più famosi sono gli anticorpi anti-desmogleina 1 e 3 e gli anticorpi anti-GP180 e 230. Le patologie autoimmuni della cute sono patologie dove la cute viene coinvolta a diverso grado, quella che si vede nell’immagine è una cute di un paziente con Pemfigo Volgare, c’è una scarnificazione, un danno nella parte più esterna dell’epidermide. Questa invece è la cute di un paziente con Pemfigoide Bolloso, che invece ha proprio delle bolle, si creano delle bolle che poi si rompono e quindi la cute sotto poi viene esposta e vanno incontro a infezioni. Sono patologie piuttosto brutte, anche perché si tratta di patologie invalidanti dal punto di vista sociale, perché questo tipo di aspetto è un aspetto che coinvolge tutta la persona. A che cosa sono dovuti questi due tipi di manifestazioni differenti? Nel Pemfigo gli anticorpi sono diretti contro la desmogleina 1 e 3 Gli anticorpi anti-desmogleina vanno a interessare le connessioni tra le cellule dello strato spinoso dell’epidermide; in quanto le desmogleine costituiscono i desmosomi, ovvero quelle strutture che tengono le cellule unite e che impediscono, per esempio, il passaggio di batteri. Ecco gli anticorpi vanno ad alterare queste strutture, quindi il danno è “superficiale”. Nel Pemfigoide Bolloso, gli anticorpi non sono diretti verso i desmosomi, ma sono diretti verso delle proteine che stanno sotto e che separano l’epidermide dal derma, quindi gli anticorpi causano un danno a questo livello, (perché poi il risultato è come in questo caso attivazione del complemento, attivazione delle NK, la fagocitosi) e il risultato è che non si sfalda l’epidermide, ma si scolla l’epidermide dal derma. Quindi si verificao queste bolle, dovute proprio al fatto che l’epidermide si scolla dal derma, c’è infiltrato, produzione di liquido, extravasazione di liquido, per cui si formano delle bolle in questo modo. Tiroiditi autoimmuni Sono malattie autoimmuni, nel quale è coinvolta la tiroide [nell’immagine sono illustrati quali sono i segnali che fanno funzionare la tiroide] L’asse ipotalamo-ipofisi-tiroide: l’ipotalamo produce l’ormone stimolante il rilascio di tireotropina Questo ormone viene acquisito dalle cellule dell’ipofisi che producono tireotropina (TSH) Il TSH va ad agire sulle cellule follicolari della tiroide, che esprimono il recettore per il TSH, e a quel punto la tiroide produce T3 e T4. Allora, questo è il recettore per il TSH, quello che è espresso sulle cellule della tiroide e il recettore per il TSH, lega il TSH e traduce un segnale che permette alla tiroide di produrre il T3 e T4, cioè gli ormoni tiroidei, che poi vanno ad agire in periferia. Quello che può succedere nelle tiroiditi autoimmuni è che gli anticorpi che vengono formati, e che vanno a legare il recettore per il TSH, TSH Receptor, possono essere o anticorpi che vanno a mimare il TSH, e che quindi in qualche modo non fanno particolare danno ( fanno come gli anticorpi nella miastemia gravis, vanno a legare il recettore e cambiano la funzione del recettore: il recettore per il TSH dovrebbe funzionare in presenza di TSH e invece in questo caso funziona in presenza di anticorpi); oppure vanno a legare lo stesso recettore ma in zone differenti, che non hanno poi la funzione di trasdurre il segnale, ma semplicemente bloccano il legame del TSH e in questo modo il segnale non viene trasdotto. Questo tipo di meccanismo da origine a due patologie della tiroide diametralmente opposte: nel caso in cui gli anticorpi leghino recettori per il TSH e ne vadano a inibire la funzione, in quanto bloccano (sono anticorpi antagonisti) il legame del recettore al TSH, il risultato è un ipotiroidismo, e questo è quello che succede nella tiroidite atrofica. nel caso, invece, del morbo di Graves, gli anticorpi anti-TSH, vanno a stimolare il recettore, perché lo vanno a legare in un posto che è quello in cui verrebbe legato dal TSH, per cui indipendentemente da cosa decide di fare l’ipotalamo e da cosa risponde l’ipofisi, nei pazienti con morbo di Graves si ha ipertiroidismo. Per completezza dell’informazione, vi faccio vedere, anche un altro tipo di tiroidite autoimmune, che però è sostanzialmente una tiroidite mediata da cellule. Quindi la tiroidite di Hashimoto, che pur è una tiroidite dove ci sono anticorpi, autoanticorpi, in realtà è una tiroidite nel quale il ruolo di questi anticorpi è decisamente minore: contribuiscono a fare danno, ma la morte delle cellule follicolari della tiroide, e quindi l’ipotiroidismo, quindi la scarsa funzione della tiroide, è dovuta soprattutto alla funzione dei linfociti T citotossici, che, autoreattivi (quindi in qualche modo perdono il controllo, perdono la tolleranza), vanno ad agire contro le cellule della tiroide e ne inducono l’apoptosi. Recap veloce: linfocita T autoreattivo, linfocita T citotossico, linfocita T CD8, granzima, quindi via intraseca con apoptosi. ANEMIE EMOLITICHE [e qui si torna all’esempio che avevo fatto all’inizio. Quando il macrofago trova una cellula opsonizzata, se questa cellula è piccolina se la prende e se la porta via. Vero? Si, ma non sempre e ora vediamo perché] Le anemie emolitiche sono anemie e sono emolitiche, significa che sostanzialmente c’è una lisi dei globuli rossi dovuta a un anticorpo anti-globuli rossi: qui c’è una perdita di tolleranza per il self, e i motivi per la perdita di tolleranza possono essere svariati. Ci sono motivi in cui la tolleranza viene persa perché esposti a determinati farmaci, in quella che viene chiamata Drug induced response, cioè non è tanto un antigene espresso sui globuli rossi che determina autoimmunità, quanto dei neoantigeni che si formano perché alcune sostanze farmacologiche, “upterizzano”, cioè legandosi alle proteine le modificano dal punto di vista strutturale e ne espongono degli epitopi nuovi, per cui un neoantigene. Questa parte della diapositiva probabilmente verra trattata con il prof. Paolicchi in patologia clinica, si tratta di due tipi di test che possono essere utilizzati per studiare i pazienti in cui si sospetta anemia emolitica: il test di Coombs diretto e in test di Coombs indiretto. il test di Coombs diretto è un test nel quale si cerca di capire se le emazie, i globuli rossi della persona, sono già decorati con degli anticorpi, quindi hanno già degli anticorpi sopra. Procedimento: si fa un prelievo, si prendono i globuli rossi, si incubano insieme a un anti- anticorpo che riconosce il frammento Fc delle immunoglobuline umane; à se questo anticorpo lega gli anticorpi che sono già presenti sulla superficie delle cellule, si attiva il complemento, (questa cosa viene fatta in presenza di proteine del complemento) e si ha un’emolisi, oppure se certe cose vengono fatte in presenza di lattice, si vede un precipitato. Questo è vero se e solo se l’anticorpo anti-immunoglobuline umane viene aggiunto, trova le immunoglobuline già legate alla superficie del globulo rosso: è un test per dire “ok, lui ha già gli anticorpi legati alla superficie” l’altra possibilità è dire “lui ce li ha gli anticorpi? Indipendentemente dai fatto che siano legati o meno, ce li ha gli anticorpi che potrebbero legare la superficie dei globuli rossi?”. Allora in questo caso si fa il test di Coombs indiretto: si prende il siero del soggetto A, nel quale si suppone la presenza di anticorpi anti-globuli rossi, si incuba il siero con globuli rossi; se questi anticorpi sono presenti legano ai globuli rossi, si mette un anti-human Ig in aggiunta e a quel punto si ritorna alla situazione iniziale: l’aggiunta degli anticorpi secondari fa si che si verifichi emolisi in presenza di complemento oppure precipitazione in presenza di lattice. Questo è quello che viene fatto nei test di compatibilità AB0. Nel caso di una trasfusione da un soggetto A a un soggetto B (dove A e B sono casuali e non fanno riferimento ai gruppi sanguigni, soggetto X e soggetto Y), per vedere se c’è compatibilità, ovvero se il soggetto X ha anticorpi contro i globuli rossi del soggetto Y si fa un test di Coombs indiretto. Tipologie di anemia emolitica: anemia emolitica tiepida anemia emolitica fredda sono dovute a anticorpi differenti perché sono anticorpi che in un caso precipitano solamente se è freddo. (Quello che ha anemia emolitica di tipo cold sta male d’inverno e sta bene d’estate, l’altro invece sta male sempre) SISTEMA MADRE-FIGLIO Nel neonato c’è una malattia che si chiama malattia emolitica del neonato o eritroblastosi fetale, che è dovuta ad anticorpi anti-Rh. Il sistema AB0 è quel sistema che è caratteristico dei nostri globuli rossi, e che prevede che tutti i globuli rosi abbiano un antigene H, cioè una serie di zuccheri attaccati alla superficie in modo frequente, con una densità molto elevata; ciò viene codificato da un locus: il locus h del gene che codifica per AB0. Poi negli individui che hanno il gruppo sanguigno A si attiva anche un altro gene che aggiunge uno zucchero; Nei soggetti che hanno gruppo sanguigno B si attiva, sempre nello stesso locus, un altro gene che aggiunge uno zucchero differente; Negli individui che hanno gruppo sanguigno AB hanno espresso su un cromosoma il gene A, su un altro cromosoma è espresso il gene B. Per cui i globuli rossi porteranno gli antigeni A o gli antigeni B in relazione all’espressione dei differenti tipi di geni, però chi ha gruppo sanguigno AB li porta tutti e due. Siccome al momento della nascita, chi esprime il gruppo sanguigno A, incontra appena nato tutta una serie di batteri con cui il nostro organismo inizia ad avere a che fare, che sono batteri assolutamente commensali e non nocivi alle cellule, ma che portano sulla loro superficie lo stesso tipo di zuccheri. In quel momento chi non ha visto, perché non lo esprime, l’antigene B, inizierà a fare anticorpi anti-B; chi non ha visto l’antigene A, comincerà a fare gli anticorpi anti-A, cioè il soggetto il soggetto/bambino/feto/neonato che è di gruppo sanguigno B incontrando questi batteri che esprimono l’antigene A, lo riconosceranno come esterno e inizierà a produrre anticorpi anti-A. Questi anticorpi sono prodotti dai linfociti T1, quindi dai linfociti che non vanno incontro a reazioni nel centro germinativo, ma sono anticorpi di classe IgM. Sono quegli anticorpi che vengono detti naturali, e che talvolta si dice che siano “anticorpi preesistenti”, sono relativamente preesistenti perché comunque vengono prodotti a seguito dell’incontro con un antigene, è che l’incontro con l’antigene è talmente precoce (nei primi giorni dopo la nascita e nel primo periodo di vita) che praticamente diventano preesistenti per il resto della storia della persona. Sono anticorpi di tipo IgM. Il sistema Rh è un sistema totalmente differente, perché questi antigeni sono proteine (mentre gli altri erano costituiti da zuccheri, il sistema Rh è dato da un insieme di antigeni che sono antigeni proteici). Sono presenti solo sui globuli rossi, non vengono prodotti anticorpi naturali nei confronti di queste proteine, perché il neonato non ha modo di interagire con qualcosa che porti le stesse proteine Rh. Quindi entrambi i gruppi sanguigni danno incompatibilità al momento delle trasfusioni: l’incompatibilità AB0 è dovuta a reazioni di tipo IgM, sono reazioni a esordio immediato, si ha emolisi intravascolare, si ha danno renale, ecc. l’incompatibilità Rh è dovuta a anticorpi di tipo IgG e non prevedono attivazione degli anticorpi naturali, ed è vero che l’evento finale può essere lo stesso, ovvero incompatibilità, ma attraverso meccanismi differenti. Anche perché nel caso degli anticorpi anti-AB0, gli anticorpi sono IgM, gli antigeni verso i quali reagiscono hanno una densità di espressione sui globuli rossi molto elevata, quindi se si mette insieme antigeni molto densi con anticorpo di tipo IgM, quindi tetravalente, si immagina quanto l’anticorpo si attacca bene e volentieri a quel globulo rosso. Il risultato è l'attivazione del complemento (immaginare i globuli rossi circondati da IgM nella forma planare/stable). Quindi si ha un'emolisi intravascolare importante, che poi determina danno renale, perché i prodotti di degradazione delle cellule vanno a infarcire il filtro, però l’emolisi è intravascolare. Nel caso degli anticorpi anti-Rh, l’Rh non è particolarmente denso sulla superficie dei globuli rossi, gli anticorpi che sono sono di tipo IgG, quindi, a meno che non siano di classe IgG3 (ricordare chele IgG3 avevano la regione centrale che era più larga e quindi potevano andare a captare anche antigeni più lontani), quello che succede è che l’anticorpo non ce la fa ad andare a legare tanto i globuli rossi da poter arrivare all’agglutinamento, ma li lega e questo basta per poter funzionare da opsonina. Per cui il risultato è l’opsonizzazione, il trasferimento nel fegato o nella milza, dove questi globuli rossi vengono degradati. Il danno semplicemente si trasferisce a questi organi, perché tanti tanti globuli rossi opsonizzati dai tanti anticorpi che vengono prodotti nella reazione anti-Rh, il risultato è epatomegalia e splenomegalia (rispettivamente danno epatico e danno splenico). Domanda: “Può ripetere come mai c’è opsonizzazione?” Risposta: C’è opsonizzazione perché comunque l’anticorpo anti-Rh che viene prodotto (poi verrano visti dei casi specifici in cui questo avviene) che lega il globulo rosso che presenta Rh sulla sua superficie… ti manca il passaggio del come mai viene prodotto l’anticorpo anti-Rh, ma quello telo dico subito. Comunque, nel momento in cui l’anticorpo anti-Rh lega i globuli rossi che presentano Rh non è un’interazione abbastanza forte da attivare il complemento e quindi da produrre emolisi intravascolare, ma è un’interazione abbastanza forte da far formare in circolo tanti globuli rossi che hanno gli anticorpi legati, anticorpo legato ad antigene funziona da opsonina (come fa la funzione del C3b e C4b). Quindi anticorpo legato ad antigene viene riconosciuto dai macrofagi, quei macrofagi o fagocitano oppure semplicemente interagiscono e traferiscono questa roba ai macrofagi splenici e ai macrofagi epatici, che sono quelli deputati a fare distruzione dei globuli rossi, e il risultato è che il danno si va a localizzare lì perché è lì che finisce tutto. Però perché si sono formati anticorpi anti-Rh? È la classica storia della mamma Rh-negativa che fa un figlio con un padre Rh-positivo. Alla prima gravidanza la mamma ha in utero un feto Rh+, non c’è nessuno problema, (perché dall’immunologia ci ricordiamo che il feto è un tessuto che viene detto “immuno-privilegiato”) quindi non succede nulla. Però al parto i problemi iniziano a sussistere, perché il parto è un atto cruento in cui c’è scambio di sangue tra madre e feto. Quindi la mamma entra in contatto con le emazie del feto che sono Rh+ e ci monta una risposta: inizia a fare gli anticorpi. Queste emazie portano Rh, cioè una proteina e induce nella mamma una risposta T-dipendente, quindi una risposta che porta alla produzione iniziale di IgM, ma successivamente di IgG. Quindi la mamma dopo la prima gravidanza sviluppa anticorpi anti-Rh di tipo IgG. Alla seconda gravidanza se il bambino è Rh+, le IgG passano la placenta e trovano Rh nel bambino e a quel punto il danno al feto è garantito. E il danno al feto è del tipo, non emolisi intravasale, ma è del tipo epatomegalia e splenomegalia. Come può essere ovviato questo problema? Da una quindicina di anni, e man mano le cose sono migliorate, nel senso che con la ricerca è sempre meglio, vengono somministrati anticorpi anti-Rh alla madre poco dopo il parto del primo figlio. Questa è una cosa che sembrerebbe contro intuitiva: Perché si somministrano anticorpi che sono uguali a quelli che sta iniziando a produrre? Si, perché se gli anticorpi vengono somministrati subito, l’idea è che vadano a saturare completamente gli eritrociti del bambino che si sono disseminati nella mamma, quegli eritrociti vengono distrutti in breve tempo e questo impedisce che la mamma monti una risposta immunitaria. Sostanzialmente l’idea è: attraverso questi anticorpi si attivano le stesse reazioni che si potrebbero attivare in futuro, ma si attivano subito in modo tale che gli eritrociti vengono distrutti e vengono eliminati. Questo 15 anni fa veniva fatto con del siero eterologo policlonale, poi man mano le conoscenze degli anticorpi sono andate avanti, ora si fanno degli anticorpi mono clonati del figlio, una cosa che è molto molto controllata. Ultimi elementi di esempio, che riguarda sempre il sistema madre-Feto, che è un sistema che ci può aiutare, sono le gravidanze in corso di malattie autoimmuni. Certi tipi di malattie autoimmuni, quando sono gravi, non inibiscono il fatto che una donna possa andare incontro a gravidanza, però bisogna stare attenti. Ci sono delle malattie autoimmuni, come la Sindrome di Sjogren e il Lupus eritematoso sistemico che sono malattie da auto-anticorpi, nelle quali vengono prodotti anticorpi contro gli antigeni SS-A e SS-B. Questi antigeni sono proteine che stanno all’interno delle cellule, di tutte le cellule, perché hanno a che fare con la sintesi proteica, hanno a che fare con i tRNA. Una cosa non particolarmente nota è che questi anticorpi possono indurre il blocco cardiaco congenito fetale, attraverso due tipi di modalità. Se la mamma è una mamma con la Sindrome di Sjogren e il Lupus eritematoso sistemico ed è positiva a questi anticorpi, e intraprende una gravidanza, quegli anticorpi che sono di classe IgG, come tutte le IgG della mamma possono passare al feto e possono andare a indurre o direttamente danno ai cardiomiociti oppure alterare l’effetto dei cardiomiociti perché vanno a legare (per un motivo che probabilmente è una sorta di cross-reazione tra epitopi) canali Ca2+ sui cardiomiociti: per cui il risultato è un danno dei cardiomiociti non dovuto a una lisi delle cellule ma a una loro alterata funzione. Perché gli anticorpi anti-SS-A della mamma vadano a legare proprio i cardiomiociti e non tutte le altre cellule (dato che tutte le cellule le producono questi antigeni), non è completamente noto, però il risultato è che una donna con anticorpi anti-SS-A che fa una gravidanza va seguita bene bene bene e le ecografie vanno fatte molto frequentemente perché il rischio del blocco cardiaco congenito fetale è alto. GLICOSILAZIONE DEGLI ANTICORPI: Ora vogliamo aggiungere ancora qualche livello di complicazione, la complicazione che voglio aggiungere è che gli anticorpi sono glicosilati in punti differenti, ma il sito principale di glicosilazione è l’asparagina 297, che sta sul frammento Fc. I diversi livelli di glicosilazione, è comune a quasi tutti gli anticorpi inizialmente prodotti: N- acetilglucosammina, il mannosio (che è particolarmente espresso sulle cellule dei batteri, mentre noi ce lo abbiamo ma è nascosto), altra N- acetilglucosammina e galattosio. Poi vengono modificati e ci vengono aggiunti ulteriori zuccheri: l’aggiunta di zuccheri cambia la funzione dell’anticorpo, perché cambia la capacità dei frammenti Fc legare i recettori delle immunoglobuline. Quindi anche qui, nella patogenesi di queste patologie che abbiamo visto adesso, che sono tutte mediate da autoanticorpi o da anticorpi, è anche importante andare a capire quanto sono glicosilati gli anticorpi che inducono danno. Perché un anticorpo che è afucosilato, ovvero che perde il fucosio (tenete conto che circa il 70% delle IgG1 circolanti sono fucosilate, quindi la fucosilazione è un elemento che garantisce una funzione corretta ma non esagerata da parte dell’anticorpo) aumenta l’affinità per FCγ Receptor di 50 volte. Quindi se aumenta l’affinità per il recettore, aumenta la possibilità che il macrofago lo leghi, aumenta la possibilità che la cellula NK lo leghi e quindi aumenta la possibilità che quell’anticorpo induca danno. Gli zuccheri vengono aggiunti all’anticorpo in relazione a risposte differenti, in relazione a un microambiente vario, che ancora non è stato compreso. Si sa solo che ci sono una serie di enzimi, che aggiungono diversi tipi di zuccheri, e questi enzimi rispondono a diversi tipi di microambienti. La sialilazione, (aggiunta di acido sialico) fa chiudere il frammento Fc, ne chiude la conformazione e di conseguenza ha minore affinità per FCγ Receptor e ha invece maggiore affinità per il recettore che viene espresso sulle cellule dendridiche, cioè un recettore che fa si che le cellule dendridiche diminuiscono l’attività pro-infiammatoria, recettore DC-SIGN (recettore ad attività antinfiammatoria). Quindi ricapitolando: Avere anticorpi afucosilati = maggiore attività patogenetica, Mentre avere anticorpi sializzati = avere anticorpi che invece inducono una risposta antinfiammatoria in qualche modo. Il meccanismo di modificare la glicosilazione degli anticorpi viene utilizzato dal nostro organismo in risposta a delle infezioni ed in risposta alle vaccinazioni. Il profilo di glicosilazione passa da un profilo normale ad un profilo proinfiammatorio; infatti, > 70 aumenta le capacità degli anticorpi contro gli antigeni IgG1 infettivi o vaccinali così da migliorare le performance FcR di Ig dell’anticorpo quando è necessario. Siali In alcuni casi il fatto che il nostro organismo utilizzi della questi meccanismi ci si ritorce contro, con il H Durante le infezioni e dopo una vaccinazione, gli H meccanismo dell’ipersensibilità, ma sono molto anticorpi indotti subiscono uno shift nel profilo di D glicosilazione verso un fenotipo pro infiammatorio utilizzati nella produzione di farmaci ad uso terapeutico. Esempio: uno dei farmaci biologici più utilizzati è l’anticorpo anti- CD20 che è un antigene espresso sui linfociti T, ci sono tutta una serie di malattie che sono malattie da autoanticorpi o malattie nel quale c’è un infiltrato linfocitario di tipo B molto importante che vengono curate con questo farmaco. Nel 1997 il primo anticorpo prodotto anti CD20 si chiama Rituximab (tutti gli anti-anticorpi che finiscono per -zimab sono generati nel topo, quindi una grossa parte è murina) riconosciuto come non self, e si monta nel nostro organismo una risposta anticorpale contro questi anticorpi, ma le nostre cellule riconoscono questi anticorpi come non facenti parte del nostro organismo; quindi, le interazioni sono relativamente forti ma funzionali perché comunque questo farmaco induce ad IgG. Il Rituximab è fucosilato sull’asparagina 297. Il farmaco viene utilizzato per anni fino a quando nel 2009 viene sintetizzato lo Obinutuzumab che è uno -zumab quindi è un anticorpo umanizzato, la parte murina è diminuita drasticamente e viene riconosciuto meglio come self, ci viene montata meno una risposta e quindi dura di più nel tempo ed è un anticorpo afucosilato, quindi aumenta l’affinità per la signal receptor, aumenta la capacità di indurre ADCC, diminuisce la possibilità di indurre CDC, ma comunque la funzionalità dell’anticorpo è migliorata nell’indurre distruzione dei linfociti B. IPERSENSIBILITA’ DI TIPO III Cenni storici La reazione di ipersensibilità di tipo III è simile a quella di tipo II, anche in questo caso l’antigene non è eliminabile ma è solubile. Quindi le reazioni antigene-anticorpo si verificano in un liquido, e non in un tessuto; quindi, il risultato è che si formano degli immunocomplessi. È stata scoperta per la prima volta da Pirquet e Schick nel 1905: all’epoca per combattere le infezioni, dopo aver scoperto il batterio causa dell’infezione, venivano immunizzati gli animali e poi iniettavano il siero immune degli animali negli uomini per migliorare la risposta al batterio, un esempio è la difterite. In questo tipo di analisi gli studiosi si accorsero che se si fosse immunizzato il cavallo con un determinato antigene, il tipo di reazione sarebbe stato che si venivano a formare delle piaghe necrotiche tante più quanto maggiore era il numero di immunizzazione che veniva fatta. Questo tipo di sintomo era paradossalmente contrario a quelli che si vedono di solito nelle reazioni infiammatorie, nelle quali c’è un antigene tissutale che richiama la cellula dal circolo verso il tessuto e, una volta arrivate al tessuto, creano danno. In questo caso il danno è tissutale e precedente all’intervento delle cellule che sono circolanti. Nelle reazioni di ipersensibilità di tipo III uno dei fattori principali è la formazione di immunocomplessi, ovvero complessi che si formano tra antigene e anticorpo. Gli immunocomplessi Sono sempre dannosi? No. È un’interazione fondamentale nella nostra risposta, gli immunocomplessi possono essere: iconosciuti da cellule dendritiche veicolati da cellule dendritiche nelle risposte delle cellule dendritiche stesse (follicolari, tissutali) svolgono azioni di regolazione della normale azione del sistema immunitario L’immunocomplesso di per sé non è per niente dannoso. Nel periodo di interazione con le proteine del complemento facilita la disgregazione; quindi, ci sono dei meccanismi intrinseci nel nostro organismo che permettono di gestire gli immunocomplessi. Gli immunocomplessi vengono portati, tramite i globuli rossi, fino al fegato e milza dove vengono DOI: 10.1038/s41541-018-0095-z normalmente degradati. Gli immunocomplessi opsonizzati dalle proteine del complemento legano i globuli rossi, che hanno i recettori per le proteine del complemento, al fegato e milza. A questo livello gli immunocomplessi con i globuli rossi trovano i macrofagi tissutali che hanno dei recettori per le proteine del complemento molto più affini a quelle che hanno gli eritrociti; quindi, quest’ultimi cedono l’immunocomplesso opsonizzato con le proteine del complemento, lo legano alla membrana dei macrofagi, i quali fisiologicamente lo degradano. Questo accade normalmente agli immunocomplessi che si formano nel nostro organismo. tazione di Heidelberger Nella formazione degli immunocomplessi è importante la quantità d’antigene e anticorpo a disposizione. Curva di precipitazione di Heidelberger: e si Ab cR te La curva indica che man mano che la quantità di antigene e anticorpo arriva alla soglia di equivalenza, maggiore è la quantità di immunocomplessi capaci di precipitare. Quindi la condizione in cui degli immunocomplessi sono talmente ben costruiti da formare una sorta di rete tale per cui precipita, si verifica quando si hanno antigene e anticorpo nella stessa quantità. Se c’è tanto più di uno o dell’altro non si ha la formazione della rete e quindi di precipitazione, perciò l’eventuale formazione di immunocomplessi è minore. Nel caso degli immunocomplessi patogeni contribuiscono anche: Quantità di antigene e anticorpi disponibili Velocità di produzione: se si ha tanto antigene disponibile e viene prodotto tanto anticorpo si formano tanti immunocomplessi che non vengono degradati alla stessa velocità con cui si formano; quindi, in una reazione autoimmune con un antigene ubiquitario e disponibile in maniera pesante il risultato è che si formino tanti immunocomplessi che non vengono degradati, e quindi portano alla creazione di danni Carica: immunocomplessi cationici o anionici Dimensioni: immunocomplessi di dimensioni grandi o piccole. Quelli di dimensioni grandi vengono opsonizzati, sono abbondantemente ricoperti da complemento e vengono captati dai macrofagi, mentre quelli di dimensioni piccole vengono fagocitati o pinocitati e distrutti, quelli di medie dimensioni sono più problematici; infatti, esistono degli effetti immunopatologici che sono simili a quelli funzionali ma che diventano reazioni di ipersensibilità. Quindi gli Malattia da sie immunocomplessi circolanti legano il complemento, interagisconoSerumconsickness granulociti e–monociti Serum sickne richiamati dalle anafilotossine, attivano basofili, interagiscono con epitelio e con membrana sottostante, sono tutti elementi che possono contribuire a dar flogosi nelle malattie da Siero di cavallo preimmunizzato come immunocomplessi. trattamento contro lo penumococco Malattie da immunocomplessi: Dopo 5-10 giorni dalla Depos somministrazione → produzione di Ab Sistemiche contro le proteine del cavallo IC g Localizzate Formazione di immunocomplessi I Il prototipo della malattia da immunocomplesso è la I malattia da siero: patologia, sistemica, indotta IC g quando un siero eterologo viene somministrato ad un individuo. Es: un paziente con pneumococco viene IC p trattato con siero di cavallo iperimmune contro Febbre pneumococco. Quello che succede è che, in un determinato tempo, l’individuo inizia a fare anticorpi contro gli anticorpi di cavallo, (in quanto il siero di cavallo è eterologo e monta una risposta immune), cioè anticorpi contro le proteine del siero di cavallo, il risultato è che si formano immunocomplessi. Gli immunocomplessi si formano in circolo e vanno nel rene perché fa da filtro al sangue e all’interno del rene possono depositarsi a livello del mesangio se sono grandi (anionici) o negli strati sottoendoteliali (cationici); la stessa cosa accade per le articolazioni e lo spazio sottoendoteliare. In una malattia da siero si hanno le ferite, dolori articolari e porpora (deposito di immunocomplessi sottoendoteliale), il tutto accompagnato da febbre perché è una reazione sistemica. Quando si somministra una sostanza Malattia da siero Serum sickness – Serum sickness like reaction Caratteristiche Febbre Rush cutaneo Artralgia  Si Immunocomplessi No Immunocomplessi → https://www.uptodate.com/contents/serum-sickness-and-serum-sickness-like-reactions# eterologa, e il paziente sviluppa questi sintomi, significa che il paziente ha in corso una malattia da siero. Altre cause di reazioni di ipersensibilità di tipo III: Crioglobulinemia e HCV Indotta da immunocomplessi: deve esserci produzione costante di antigene e anticorpi Caratteristiche della vasculite correlata ad HCV Infezioni croniche: un virus che infetta A. Precipitato biancoin modo delle cronico e crioglobuline* produce in modo continuo lecentrifugato proteine Siero mantenuto virali. Quest’ultime a 4°C per 400g per 10’ 7 giorni quindi diventano fonte continua B. di antigeni Porpora che inducono una alle gambe produzione costante di anticorpi. Es. virus C. Ulcera cutanea dell’epatite C, perimalleolare agente eziopatogenetico della crioglobulenemia D. Biopsia mista, nella cutanea: arterite necrotizzante, necrosi fibrinoide, infiltrato infiammatorio quale vengono prodotti degli anticorpi, crioglobuline, che diffuso precipitano a freddo, (in provetta dopo qualche E. Immunodepositi cutanei diora il siero proteine da virali Depositi intraluminali (frecce rosse) trasparente diventa opalescente perché si sono formati Coinvolgimento spazi perivascolari (frecce blu) immunocomplessi a freddo che precipitano e indicano la presenza della crioglobuline) che* danno artrite necrotizzante, necrosi fibrinoide, infiltrato https://doi.org/10.1016/S1473-3099(05)70053-0 infiammatorio diffuso…si verifica questo fenomeno perché il virus dell’epatite C, che infetta gli epatociti, si replica e produce proteine, vengono dunque prodotti anticorpi, questi formano immunocomplessi, inoltre vengono prodotte ulteriori anticorpi IgM che hanno attività di fattore reumatoide, in quanto vengono prodotte contro le IgG (dovrebbe essere un meccanismo di regolazione ma in questo caso diventa meccanismo di amplificazione del danno). Il risultato è che si formano dei grossi immunocomplessi che provocano nefrite, vasculite etc… Perdita di tolleranza verso antigeni autologhi ubiquitari: nei liquidi biologici, accade in alcune malattie sistemiche come nell’artrite reumatoide. L’artrite reumatoide è malattia autoimmune multifattoriale: vengono prodotti anticorpi contro antigeni modificati in senso post- traduzionale, nei quali l’arginina viene modificata in citrullina; quindi, gli anticorpi si chiamato anti-proteine citrullinate. Questa modifica è ubiquitaria perché nel nostro organismo tante proteine sono citrullinate, e viene aumentata in caso di infiammazione, quindi tante proteine son ipercitrullinate fisiologicamente. I pazienti con artrite reumatoide sono suscettibili e questi antigeni diventano target di immunocomplessi. Il lupus eritematoso malattia multifattoriale nella quale c’è uno sbilanciamento della risposta policlonale, c’è la produzione di un elevato numero di autoanticorpi contro un elevatissimo numero di autoantigeni e nel lupus eritematoso sistemico anche il coinvolgimento del sistema dell’apoptosi. Apoptosi e LES Il nostro organismo N°normalmente ha nostro cellule stimato del 372.000 organismo: 372.000 x 109 miliardi di cellule e lo 0,4% di queste cellule 0,4% (1,5x109) ogni giorno vanno in apoptosi, va inquindi 1,5 miliardi di apoptosis. cellule ogni giorno muoiono per apoptosi, ci sono dei meccanismi volti adelle La clearance togliere cellulequesti apoptotiche è mantenuta scarti ogni giorni dall’organismo e in si basano uno stato di omeostasi grazie soprattutto su macrofagi, a recettori persegnali la che le fosfatidilserina e per il cellule apoptotiche espongono: “eat me complemento signals” tra cui il più importante è il flip flop In caso della fosfatidilserina checontrario possono è un fosfolipide di innescarsi processi necrotici membrana e sta che parte citoplasmatica portano al rilascio di e la DAMP (DNA, RNA, proteine) cellula la porta sull’esterno, oppure anche che mediano l’attivazione di cellule dell’immunità DNAasi che favorisce la degradazione innata del DNA e eliminazione di questo. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-47927-1.00015-3 Nel lupus eritematoso ci sono problemi su questi sistemi, cioè problemi sulla fosfatidilserina, difetto della DNAasi per cui il DNA rimane più disponibile per più tempo, il risultato è immunocomplessi che si formano perché con la diminuzione della clearance delle cellule apoptoiche può darsi che antigeni ubiquitari risultino ampiamente disponibili agli anticorpi che normalemnte nel lupus vengono prodotti perché è una patologia a carico del reparto B. Quindi si formano tanti immunocomplessi che peggiorano ancora la clearance delle cellule apoptotiche, si autoalimenta. Patologie localizzate: Alveoliti allergiche estrinseche: il termine “allergiche” è un errore storico perché davano gli stessi sintomi dell’asma, ma in questo caso si verifica quando per es. chi lavora negli allevamenti di uccelli entra in contatto respirando con prodotti degli uccelli perché respira odori delle feci degli uccelli e si formano IgG. Quando l’esposizione è limitata i soggetti non hanno grossi problemi, mentre chi ha esposizione prolungata porta alla formazione di immunocomplessi. Si ha un’alveolite che se non curata può diventare infiammazione cronica, che può degenerare in fibrosi e l’alveolo non funziona più. Basi cellulari dell’ipersensibilità di III tipo: Attivazione delle cellule del complemento: porta a formazione anafilossine, iperazione di proteine del complemento che possono funzionare da opsonine, deposito finale. In certe patologie di immunocomplessi circolanti si forma il deposito e in questo sito si ha anche attivaizone del complemento e danno da citolisi. Inflitrato: l’immagine rappresenta la sezione di un Target vaso dove terapeutici si è formato per ebloccare un trombo fibrinoide tutto le RIT-III intorno c’è infiltrato neutrofilico infiammatorio importante. Si hanno livelli di C3 e C4 ridotti nei pazienti Corticosteroidi cono lupus perché ci sono meno C3 e FANSperché sono consumati da fatto C4 circolanti che il paziente è pieno di immunocomplessi. Immunosoppressori Come si agisce a livello terapeutico? Anti-C5 Si utilizzano farmaci antiinfiammatori Anti-P Selectin classici e fattori che hanno a che fare con il complimento perché è uno degli elementi Anti-MAC-1/CR3 fondamentali per questo tipo di patologie. Serum sickness- oggi: https://doi.org/10.1002/9780470015902.a0001138.pub3 La malattia da siero è tutt’ora esistente per esempio si può vedere con iniezione del siero antivipera perché è un siero eterologo. Case report: Paziente con trombocitopenia immune presenta una reazione contro piastrine con autoanticorpi; quindi, è una reazione autoimmune di tipo II mista a tipo III perché si formano anche immunocomplessi. Viene utilizzato anticorpo anti CD20 di Rituximab e il livello di piastrine circolanti è 0, presenta come sintomi: sanguinamento genivale, petecchie, dolore articolare, etc… gli viene somministrato Rituximab e la conta delle cellule B cala, ma le piastrine non migliorano molto, le cellule T risalgono e il paziente riporta dolore alle mascelle, febbre, difficoltà di respirazione fino ad essere intubato. Questi sintomi sono dovuti allo sviluppo di anticorpi anti- Rituximab a seguito della somministrazione di Rituximab che ne hanno bloccato l’efficacia e nel frattempo hanno indotto la malattia da siero. La disponibilità dell’altro tipo di anticorpo, gli altri farmaci e lo switch a Serum sickness - oggi Obinutuzumab che non da serum sickness fanno in modo che calino CD20 e risalgano le piastrine, viene stubato e piano piano si risveglia. Altro articolo: una serie di pazienti in Nuova Zelanda assumono immunoglobuline Intagram esogene, create dalle industrie farmaceutiche mettendo insieme plasma e soggetti controllo. Nel 2000 la ditta cambia modo di produrre le immunoglobuline e le chiama Intagram B ma non avvisa nessuno, 7/49 pazienti riportano eventi di serum sickness, ma continuano il trattamento con antinfiammatori e paracetamolo, il risultato è che i pazienti riescono a gestire i sintomi nel tempo. La nuova modalità prevedeva che immunoglobuline prodotte in realtà aveva causato problemi. Quindi se la preparazione biologica ha cambiato modalità di preparazione i sintomi sui pazienti possono dipendere anche da questo. Lezione 3 Piccola parentesi sul compito in itinere La prova in Itinere si fa ⇒ nella prima settimana e mezzo dal rientro dalle vacanze di Natale (7-20 gennaio). Saranno solamente domande a risposta multipla e quindi più semplice dello scorso anno, ma comunque una domanda all’esame ci sarà (dice pratesi tranquilla). La prossima volta potrebbe essere l’ultima lezione di immunopatologia. → autoimmunità e immunodeﬁcienza verranno fatte la prossima volta → avremmo dovuto fare la immunopatologia dei tumori, se riusciremo a recuperare la lezione, verrà fatto a ﬁne corso (anche se sono cose che con la Gragnani abbiamo fatto); se la lezione è troppo prossima alla prova in itinere non sarà argomento. IPERSENSIBILITA’ di Tipo IV A di%erenza delle altre è un’ipersensibilità cellulo-mediata; prevede che ci sia un’iniziale sensibilizzazione. C’è una fase di Riconoscimento (una sensibilizzazione) nella quale l’antigene viene captato, prelevato dal tessuto (può essere un antigene esterno), le cellule che fanno captazione migrano dal tessuto ai linfonodi e presentano l’antigene ai linfociti T. C’è una fase di Reclutamento in cui i linfociti T migrano dal linfonodo al tessuto inﬁammato ed eserciteranno la fase E=ettrice. A seconda del linfocita T messo in gioco la fase E%ettrice presenta delle diversità: può essere Helper, citotossica ecc. Nella fase e%ettrice oltre ai T Helper nella prima parte ci sono i T Citotossici, i macrofagi M1, le cellule NK. Nella seconda parte ci sono i macrofagi M2 e i ﬁbroblasti. Le fasi sono consequenziali, come se per forza fossero una dietro l’altra, ma in realtà le cose sono spesso correlate fra loro e non seguono sempre questa logica sequenziale. Nella Reazione di ipersensibilità di IV tipo l’antigene è intracellulare se non può essere eliminato; quindi, quel qualcosa che sta cercando di eliminare l’antigene non riesce ad eliminarlo. Nel caso del II e III grado si aveva un trasferimento da animale ad animale tramite trasferimento di siero e che quel tipo di ipersensibilità è mediata da anticorpi, nel caso del IV grado si ha un trasferimento tra animali mediante passaggio di cellule e non di siero. Inoltre, la II e la III sono reazioni immediate; nel caso della IV si parla di una reazione ritardata. Per esercitare l’e%etto si ha bisogno di 48h dalla nuova esposizione dell’antigene. Piccola precisazione detta dal prof: non confondere mai il meccanismo con la malattia, poiché quest'ultima è sempre il risultato di molteplici meccanismi. Quando questo processo non riesce a eliminare l'antigene nella fase eQettiva, si veriﬁca l'ipersensibilità di tipo cellulo-mediata. È importante dire che si tratta comunque di un'ipersensibilità, che comporta una sensibilizzazione iniziale dell'individuo e una successiva riattivazione. In questa risposta, le cellule del sistema immunitario sono più coinvolte rispetto alla risposta ormonale. L'antigene coinvolto in questo caso è intracellulare. Questo tipo di reazione è ritardato e in inglese è noto come "Delayed-Type Hypersensitivity" (DTH), che si veriﬁca entro 48-72 ore dalla nuova esposizione all'antigene. TEST ALLA TUBERCOLINA Un esempio è il test di reazione alla tubercolina, ossia la reazione al PPD; se viene iniettato il PPD al topolino ci vogliono un paio di settimane prima che il topolino si sensibilizzi e al test si formi una papula. TEST DI MANTOUX: Questo test trasferito sull’uomo è il test di Mantoux, dove racconta se il soggetto ha avuto una precedente sensibilizzazione alla tubercolosi. Se il soggetto è entrato in contatto con il batterio (una tubercolosi con sintomi gravi, lievi o anche un contatto asintomatico), viene iniettato sottocute il PPD dopo anni e si forma questa papula che ha dimensioni variabili, misurabili e la sua misura può determinare il grado di funzionalità del SI. Questo test era l’unico test disponibile ﬁno al 2001 per valutare la positività al micobatterio tubercolosi. Aveva un sacco di limitazioni (chi veniva vaccinato diventava positivo, c’erano una serie di falsi positivi ecc.) e quindi nel tempo è stato ideato un nuovo metodo (che viene applicato anche ad altri tipi di batteri). Interferon gamma release Assay (IGRA) Viene fatto un prelievo di sangue che viene messo in provette di%erenti e in ognuna viene messo un mix di antigeni di%erenti (un mix di peptidi che sappiamo hanno la capacità di causare la risposta antigene speciﬁca). Le provette contengono dei mix di controllo, di test, di stimolatori della risposta T (attivatori policlonali). Il risultato è stimolare il sangue con tali miscele e vedere la quantità di Interferon Gamma che viene prodotta. Sono test molto speciﬁci e sensibili, hanno il vantaggio di non avere alcuna cross reattività con il Bacillo di Calmette e Guérin (BCG) e sono peptidi selezionati per essere selettivi per l’unico batterio Tubercolosi. Le limitazioni sono le limitazioni classiche di tutti i test di laboratorio come la Variabilità analitica, non distingue la Tubercolosi attiva da quella latente e ha alcune cross-reattività con batteri minori. Andando a vedere cosa succede nell’individuo la Tubercolosi e la Lebbra hanno sintomi diversi, ma possono avere dei meccanismi patogenetici comuni. In entrambi i casi l’antigene non viene eliminato, si crea un’inﬁammazione cronica e l’agente patogeno vive e stanzia all’interno del citoplasma degli agenti patogeni. TUBERCOLOSI E LEBBRA Causate da agenti patogeni diversi, Mycobacterium tuberocolosis e Mycobacterium leprae, sono caratterizzate dal fatto che in entrambi casi il patogeno non riesce ad essere eliminato dall’organismo, con innesco di un’infezione cronica. La tubercolosi viene distinta in: forma miliare → di%usione imponente, causa la formazione di piccoli focolai simili a chicchi di miglio. forma cavitaria → agente più conﬁnato e il tipo di lesione è meno di%usa ma più grossa; quindi, il danno è più limitato ma più imponente. Cos’è il Granuloma? Il granuloma è una struttura di varie dimensioni che si viene a formare quando il sistema immunitario risponde all’antigene ma non riesce ad eliminarlo e quindi tenta di controllare la di%usione di quell’antigene facendo sì che si crei questa struttura. È costituito da una parte centrale dove troviamo i macrofagi che sono accorsi tutti in un unico punto nel quale hanno trovato l’agente patogeno. I macrofagi cercano di fagocitare l’agente patogeno che resiste a tale processo quindi si innesca un meccanismo che porta il macrofago a morire, per cui il centro di questi granulomi è formato da micobatteri che vengono uccisi, micobatteri che continuano a sopravvivere e macrofagi che muoiono. Si chiama centro di Necrosi che è una Necrosi Caseosa (sembra formaggio che si sfarina). La risposta immunitaria, andando avanti, prevede che ci sia un’attivazione dei Linfociti T; quindi, intorno a questo centro si forma un anello di Linfociti T. Quando non ce la fanno nemmeno i linfociti T si va a creare un altro strato di ﬁbroblasti che hanno la funzione di creare una capsula necrotica con lo scopo di conﬁnare l’agente patogeno. Quindi il granuloma altro non è che il tentativo di conﬁnare l’agente patogeno, che però determina necrosi e ﬁbrosi del tessuto con conseguente alterazione della sua funzione. Un’altra caratteristica del granuloma sono le Cellule di Langhans, cellule multinucleate (giganti) date dalla fusione di tanti macrofagi di cui ancora non si sa il motivo e il meccanismo della loro formazione. I macrofagi vanno incontro a fusione delle membrane con tanti nuclei messi in ﬁla; sono capaci di fare fagocitosi. La Lebbra si distingue in due forme come la tubercolosi: lepromatosa → di%usione imponente tubercoloide → di%usione limitata Anche in questa si formano delle lesioni granulomatose con stesso tipo di struttura e signiﬁcato. [I granulomi non si formano solo in risposta ad agenti biologici, ma si formano anche in risposta ad agenti chimici; un esempio sono quei soggetti che respirano silicio costantemente. I macrofagi provano a fagocitare in maniera inerte le microparticelle di silicio e formano gli stessi processi visti in precedenza. Quale è la di%erenza di un granuloma da agenti biologici e da sostanze chimiche? In quest’ultimo non ci sono i linfociti T; le ﬁbre di silicio non sono presentabili su molecole MHC.] DERMATITE DA CONTATTO: Le dermatiti da contatti non hanno una eziopatogenesi di ipersensibilità di tipo I, non ci sono IgE di mezzo e non sono dermatiti immediate. Vengono fuori entro 24-48h dal contatto delle vescicole sierose con il rischio di infettivizzazione (possibilità che si formi un’infezione). Eziologia: si crea un edema nel derma, c’è un inﬁltrato linfocitario e la reazione porta allo scollamento dello strato corneo dallo stato sottostante ⇒ si formano queste vesciche. Quando la dermatite non viene gestita il risultato nel tempo può essere l’ipercheratosi e la ﬁbrosi quindi la formazione di una struttura ﬁbrotica in quel punto che porta alla perdita di funzione della cute in quel punto. Perchè si crea questo tipo di reazione? Gli agenti scatenanti sono normalmente dei composti chimici (nichel, cromo, composti del fosforo), nei quali non è tanto l’agente chimico in sé che viene riconosciuto, ma l'agente chimico “aptenizza” proteine self. Per esempio, l’albumina, quando viene modiﬁcata dall’interazione con nichel, cromo, ferro o con un farmaco, può essere riconosciuta dalle cellule T; quindi, l’agente scatenante rende riconoscibili sostanze già presenti nel nostro organismo. Si scatena quindi tutta una reazione che coinvolge le CD4, i CD8, macrofagi, NK. Gli eventi ﬁnali che si veriﬁcano a seguito di una dermatite da contatto e una Atopica sono simili, quindi motivazioni di%erenti scaturiscono sintomi simili. In questa patologia non è comunque solo un problema di questo gioco aptene-carrier, ma c’è il coinvolgimento dei ROS, dell’inﬂammasoma (che stimola un’inﬁammazione cronica), dei PRR. IMMUNITA’ e TRAPIANTI Il Trapianto può essere: Autologo ⇒ autotrapianto (viene fatto per esempio con cellule staminali del midollo osseo e in certi tipi di leucemie) Isologo ⇒ (tra due gemelli identici, anche se identici non lo saranno mai) Xenogenico ⇒ tra due specie diverse Allogenico ⇒ individui diversi ma della stessa specie (che però devono essere compatibili) Ortotopico ⇒ nella stessa sede dell’organo sostituito Eterotopico ⇒ in una sede diversa XENOTRAPIANTO Molto probabilmente lo xenotrapianto diventerà il futuro della trapiantologia, specialmente gli organi del maiale (molti simili a quelli umani; già sono in attività xenotrapianti da maiale). Il problema fondamentale dello xenotrapianto sono i retrovirus endogeni: circa l’8% del nostro genoma è formato da genoma dei retrovirus, tendenzialmente non fanno danno, ma per alcuni si pensa che possano essere riattivati da altri virus in attività nell’organismo, che potrebbero alterare lo stato di tolleranza delle nostre cellule. I retrovirus del maiale sono però diversi da quelli umani e non si conosce ancora cosa potrebbe succedere quando il retrovirus del maiale incontra quelli umani. Lo studio dei PERV (porcine endogenous retrovirus) nella storia degli Xenotrapianti è un elemento critico per capire se è o sarà possibile trapiantare o meno. Comunque il vantaggio di questi trapianti è che all’interno di questi animali è possibile eradicare completamente i PERV (ci sono già dei maiali che sono PERV free) su cui è possibile fare ingegneria genetica. Gli animali possono essere modiﬁcati: per esempio la alfa-galactosyl transferasi GGTA-1 è un antigene importante perché può essere riconosciuta da IgM naturali (gli stessi presenti nella risposta AB0), ma il maiale può essere fatto GGTA-1 knockout; quindi, si può modiﬁcare geneticamente per adeguare gli organi dei maiali per l’uomo. TRAPIANTO ALLOGENICO Donatore e ricevente diversi Succede con la donazione di sangue e di organo e ci deve essere una reazione di istocompatibilità altrimenti si va incontro ad ipersensibilità. Esperimento: Se ricavo un lembo di cute da un topo di ceppo A e la trapianto in un topo di ceppo B (topolini geneticamente di%erenti), al topolino di ceppo B non succede niente all’inizio, ma dopo 10-15 giorni il pezzo di cute viene rigettato. Se faccio la stessa cosa con gli stessi topolini (ceppo B ha quindi già compiuto lo stesso trapianto), il topolino di ceppo B fa molto prima a rigettare. La seconda risposta è stata molto più veloce della prima, quindi, c’è qualcosa che ha avuto memoria del fatto che quel tessuto era già stato incontrato. Quindi la risposta del topolino è speciﬁca e dotata di memoria. È una risposta immune adattativa, perché se prendo un topolino (nuovo) di ceppo B al quale è stata trapiantata la cute del ceppo A, nel momento in cui inoculo i linfociti del topolino che ha sviluppato la risposta in questo, succede che il rigetto avviene più velocemente; sono stati quindi i linfociti a riconoscere il tessuto e a causare questa risposta così velocemente. Quali sono i linfociti coinvolti in questo processo? I topolini vengono timectomizzati alla nascita (quando il timo è in massima funzione) perché da adulto il topolino mantiene la capacità di rigettare il tessuto. Quali linfociti T? Se non faccio alcun trattamento, c’è rigetto. Se faccio una terapia anti CD8+ (depleto il ricevente di tutto il sistema dei CD8+), c’è comunque rigetto. Se procedo con timectomia c’è attecchimento. Se procedo con timectomia e aggiungo i CD8+ c’è attecchimento. Se faccio una terapia anti CD4+ c’è attechimento. Se faccio timectomia e aggiungo i CD4+ c’è rigetto. Questo ci dice che i CD4+ sono i linfociti T più coinvolti nel rigetto dei trapianti. In realtà le cellule che agiscono sono altri tipi di cellule, ma alla base di tutto ci sono loro. Altro esperimento Questo esperimento dimostra come il tipo di risposta sia geneticamente determinata. I topolini di ceppo A possono scambiarsi tessuto. I topolini di ceppo A e B non possono scambiarsi tessuto perché hanno il locus di MHC di%erente; quindi, l’elemento che crea problemi è il locus dell’MHC. Il locus del MHC viene dettato in maniera codominante (esprimo gli alleli di entrambi i genitori) per cui un pezzo di tessuto trapiantato da un donatore ad un ricevente che esprime sia l’allele del donatore che un altro, viene accettato (il contrario non è possibile, abbiamo rigetto). Dal padre al ﬁglio è possibile, dal ﬁglio al padre no perchè abbiamo anche l’allele della madre. Il Minor Histocompatibility complex è dato da peptidi che possono essere esposti sul MHC che tendono ad essere diversi da individuo ad individuo. Possono essere molto identiﬁcati (specialmente legati al cromosoma Y), ciò è il motivo per cui gemelli MHC identici avranno un risultato di%erente di trapianto a seconda che il trapianto vada da maschio a femmina e da femmina a maschio. Maggior rigetto da maschio a femmina invece che da femmina a maschio, perché la femmina, infatti, non ha i peptidi che si trovano sul cromosoma Y e sviluppa una risposta speciﬁca. Reazioni alla base del rigetto d?

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