Appunti Immunopatologia AMADORI ZANOVELLO Medicina Padova - Cellular and molecular immunology Abbas, Appunti di Immunologia. Università degli Studi di Padova
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Appunti Immunopatologia AMADORI ZANOVELLO Medicina Padova - Cellular and molecular immunology Abbas, Appunti di Immunologia. Università degli Studi di Padova

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Appunti redatti a pc in forma schematica di Immunopatologia dalle lezioni del corso di Medicina e Chirurgia tenute dei professor ordinari di Immunologia dell'Università degli Studi di Padova, Alberto Amadori e Roberta Za...
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IMMUNOPATOLOGIA

IPOFUNZIONE: mancata o ridotta funzione  IMMUNODEFICIENZA

IPERFUNZIONE: quando il sistema immunitario non è più sotto controllo e vengono tolti i freni

DISFUNZIONE: autoimmunità

IMMUNOREAZIONI CLASSIFICAZIONE DI COOMBS E GELL

1. IMMUNOREAZIONI PATOGENE DI TIPO I : manifestazioni allergiche che si verificano i n risposta ad un antigene

innocuo con una produzione selettiva e preferenziale di IgE.

La reazione dell’antigene con l’anticorpo porta all’attivazione dei MASTOCITI che liberano specifici mediatori

che causano i sintomi allergici.

2. IMMUNOREAZIONI DI TIPO II P CITOTOSSICHE: l ’antigene è espresso sulle cellule SELF e non è eliminabile, le

IgG si legano per perdita di intolleranza agli antigeni self. Le cellule che fanno parte di questa risposta sono le

natural kil ler e i l sistema del complemento.

Le cellule self divengono il bersaglio di una costante risposta anticorpale (ES. tiroidite di Hashimoto).

3. REAZIONI DI IMMUNOCOMPLESSI DI TIPO III: l ’antigene è sempre presente, non è eliminabile ed è SOLUBILE.

Gli anticorpi formano immunocomplessi con l’antigene, attivano il complemento e reclutano cellule

infiammatorie.

Esempi:

-CRIOGLOBULINEMIA MISTA: perdita di tolleranza verso le immunoglobuline, in cui vengono prodotti

anticorpi contro altri anticorpi SOLITAMENTE IgG contro IgE.

-LUPUS: perdita di tolleranza contro DNA e istoni

4. REAZIONE DI IV TIPO (MEDIATA DA CELLULE): l ’antigene non è eliminabile ed è inglobato nella cellula

bersaglio. I protagonisti sono linfociti T e citochine che essi producono e i mediatori infiammatori prodotti dai

macrofagi attivati dalle citochine. La persistenza può portare a granulomi.

Spesso non si ha un solo tipo di reazione ma un mix. Esempio, LUPUS ERITEMATOSO SISTEMICO: è una malattia tipica

da immunocomplessi di III tipo, con antigene ubiquitario e solubile e anticorpi che si legano all’antigene; in essa sono

operanti anche reazioni di II tipo perché si perde tolleranza verso gli antigeni dei globuli rossi con conseguente

anemia. Gli immunocomplessi precipitano a l ivello del glomerulo renale ostruendolo; inoltre questi precipitano anche

nelle articolazioni.

Condizioni per instaurarsi di una immunoreazione patogena:

-presensibil izzazione

-danno tissutale

REAZIONI DI I TIPO

Alla base di queste reazioni c’è SEMPRE una precedente SENSIBILIZZAZIONE.

PRESENSIBILIZZAZIONE: l’antigene attraversa la mucosa, viene catturato da una APC che lo passa ai l infociti Th0 in

grado di riconoscerlo tramite i l loro TRC in quanto è esposto tramite un MHC di classe II.

In assenza di IL-12, in quanto la sostanza è innocua, i l infociti B, in presenza di IL-4 prodotta dai mastociti, devono

produrre anticorpi, in particolare IgE che vengono legate dai mastociti tramite l ’FCY RECEPTOR.

Successivamente si ritornerà in contatto con l’antigene dopo la presensibilizzazione, negl i individui non allergici non succede nulla, quelli con allergia hanno l’innesco di meccanismi che portano a danno tissutale.

Avviene quindi i l legame tra l ’antigene e i mastociti sensibil izzati che liberano i mediatori con conseguente sviluppo di

sintomi allergici. Questa è una sensazione di ipersensibilità che si manifesta nel 20-25% delle persone.

Esempio IPERSENSIBILITA’ ALLA TUBERCOLINA: i l soggetto se esposto in precedenza al batterio della tubercolosi

risponderà al test dell’ipersensibilità alla tubercolina perché iniettando nell’avambraccio l’antigene tubercolare in forma di tubercolina o PPT (PROTEIN PURIFIED DERIVATE, estratto di brodo di coltura di micobatteri).

-NB. ALLERGIA: quando sono implicate le IgE e i mastociti altrimenti si parla di intolleranza.

-ANAFILASSI CUTANEA PASSIVA:

1. Si inietta del siero sulla cute normale e in questo modo viene sensibilizzata e presenta IgE.

2. Si aspetta un tempo adeguato indeterminato.

3. Si inietta per via generale un antigene con un colorante diffusibile e dopo 5 minuti si vede che, dove si era

iniettato il siero, compare un ponfo eritematoso. Il ponfo si forma perché c’è vasodilatazione e uscita di l iquido.

-TEST ALLERGOLOGICO:

1. Sulla faccia volare dell’avambraccio viene praticata una scarificazione con una lametta per distaccare lo strato

superficiale dell’epidermide dal derma senza farlo sanguinare.

2. Vengono messe gocce di antigene/allergene a concentrazioni diverse.

3. Se il paziente è allergico si forma il ponfo eritematoso.

-SINDROMI ATOPICHE/ALLERGICHE:

1. POLLINOSI: comprendono tutte le manifestazioni stagionali, mimano un raffreddore. Gli occhi si arrossano, i l

naso gocciola, si può verificare oculorinite, congiuntivite, alcune volte asma e raramente orticaria.

2. ASMA BRONCHIALE: i l 50% delle forme asmatiche è di tipo allergico, l ’altro 50% è caratterizzato da asma

IDEOPATICA o INTRINSECA perché NON HA UNA CAUSA ESTERNA.

3. SHOCK ANAFILATTICO: grave reazione allergica a rapida comparsa che può causare morte. Le cause più

comuni comprendono punture di insetti, alimenti e farmaci. Si presenta in genere con una serie di manifestazioni cliniche tra cui prurito, angioedema della faccia e della gola, con rapido calo della pressione

arteriosa sistemica. Insieme al cortisone l’adrenalina è l’unica terapia.

4. ORTICARIA: solo una minoranza di queste è di origine allergica, le altre possono essere tossiche, da

intolleranza.

5. EDEMA ANGIONEUROTICO: labbra e palpebre gonfie al mattino, raramente la causa è allergica.

6. DERMATIE ATOPICA: quando è in forma pronunciata può essere grave, se questa si protrae nel tempo vanno

incontro a ittiosi (la pelle diventa squamosa), a eczemi sugli arti e sul collo, eczemi cronici o eczemi che si impetiginizzano ovvero che si infettano a causa delle lesioni e del prurito che porta i l paziente a grattarsi.

-ELEMENTI DELLE REAZIONI DI I TIPO:

1. ALLERGENI: antigeni associati all’allergia, sono molecole proteiche o glicoproteiche perché devono essere

presentate ai l infociti T dalle APC, non c’è quindi allergia ai l ipidi, ai fos folipidi, agli zuccheri perché non

vengono presentati dalle APC. Possono essere proteine molto diverse ma si è notato che la maggior parte sono ENZIMI. Questo è molto importante perché spiega la logica del diverso funzionamento tra Th1 e Th2, infatti:

-SE L’ANTIGENE ALLARMA LE APC legando i Toll-l ike receptors, viene indotta la produzione di IL-12 e la

risposta va verso Th1.

-SE L’ANTIGENE NON È ALLARMANTE le APC NON PRODUCONO IL-12 MA, ESSENDO GLI ALLERGENI ENZIMI,

tagliano C3 producendo C3a che assieme a C5a attiva i mastociti tissutali che producono IL-4 che indirizza i l l infocita sulla via dei Th2.

NB: C3a e C5a sono anafilotossine.

Gli allergeni spingono la risposta verso le IgE ma non possiamo definirli ANTIGENI CHE PRODUCONO IgE, perché ogni

antigene, dopo aver prodotto principalmente IgG e IgM può produrre anche IgE, sia in vitro che in vivo.

a) POLLINI: ad esempio delle GRAMINACEE, piante che fioriscono tra aprile e giugno e che sono responsabili del

70% degli allergici. Il polline delle graminacee è MOLTO IDROSOLUBILE, quindi, una volta entrato in una mucosa, ri lascia facilmente l’allergene contenuto; inoltre, essendo piccolo, penetra nelle mucose profonde accendendo le reazioni allergiche. La diffusione del tipo di allergie dipende dalla DIFFUSIONE DELLE SPECIE

VEGETALI.

Altri tipi di pollini allergenici sono quelli delle URTICACEE come la parietar ia officinalis e la parietaria judaica,

piante non urticanti che fioriscono intorno a marzo/maggio e hanno una seconda fioritura a settembre/ottobre; coinvolgono il 20% degli allergici.

Il polline di piate composite come le margherite causa allergie meno diffuse, hanno una scarsa distribuzione del polline che le rende clinicamente irri levanti.

b) ACARI: Ectoparassiti che esistono in due specie:

-DERMATOPHAGOIDES PTERONYSSINUS

-DERMATOPHAGOIDES FARINAE

Si cibano dei rifiuti di desquamazione della cute, appartengono alla famiglia della scabbia (che vive scavando gallerie tra epidermide e derma) pur rimanendo all’esterno dell’organismo. Sono organismi microscopici

sull’ordine dei 100-200 micron che si rendono “visibili” sulle lame di luce quando si sbattono letti o divani.

Sono innocui ma creano problemi a coloro che sono allergici ad una proteina contenuta n elle deiezioni

microscopiche di queste creature. I sintomi sono oculorinite e manifestazioni respiratorie.

c) PELI E FORFORE ANIMALI: Le allergie più comuni sono quelle ai peli e alla forfora di gatto, cane e coniglio;

inoltre lea proteina derivata dai peli e dalla forfora di gatto è molto volatile, si disperde dappertutto e si può trovare anche nelle case in cui non ce n’è nemmeno una. Alcuni soggetti hanno una reazione positiva ai peli e

alla forfora, ma non reagiscono in modo sistematico; altri invece possono auto desensibil izzarsi mediante vaccino o spontaneamente sebbene sia raro.

d) MICOFITI: funghi microscopici, muffe che vivono nell’ambiente e possono causare allergia. Alcune specie di

micofiti possono risultare patogene in immunodepressi e bambini come la candida albicans; altre specie non

sono patogene ma danno allergia. In questi casi determinare l’antigene è molto complesso dato l’alto numero di specie.

e) ALIMENTI: spesso più che allergia si tratta di intolleranza o di intossicazione. I sintomi sono asma, l ingua

rigonfia, diarrea. Bisogna tener conto di alcune variabili per capire se si tratta di un’allergia alla proteina dell’alimento o se si tratta di un’intolleranza a sostanze chimiche derivanti dalla decomposizione

dell’alimento; infatti con l’invecchiamento cambia la composizione proteica.

2. IgE:

NB: L’ALLERGIA NON È COLLEGATA AL NUMERO DELLE IgE: INFATTI È POSSIBILE CHE UN SOGGETTO NON

ALLERGICO ABBIA UN NUMERO DI IgE MAGGIORE DI UN SOGGETTO ALLERGICO.

-caratteristiche strutturali e proprietà chimiche:

la loro catena pesante è costituita da 5 domini, sono inoltre molto glicosilate. Possono legare o mastociti,

basofil i e eosinofil i tramite la regione cerniera (POTERE OMOCITOTROPICO) e non sono capaci di attivare i l complemento.

-emivita:

L’emivita delle IgE è molto breve quando sono legate ai mastociti tramite i l dominio CH2 della catena heavy.

Pur essendo molto resistenti sono termolabili quindi se sottoposte ad alte temperature (circa 60°) si denaturano perdendo il potere OMOCITOTROPICO. Nei fluidi corporei hanno vita breve perché tutte le Ig nei

fluidi vengono riciclate. Questo avviene perché vengono endocitate in vescicole che si fondono con i l isosomi

e successivamente vengono riespresse. Le IgG vengono captate dal recettore FcyRn mentre le IgE non si legano e non risultano protette dai l isosomi: le IgG vengono liberate e ritornano nel siero mentre le IgE vengono tritate da enzimi l isosomiali.

-produzione di IgE, IgG4 e switch isotipico:

IL-4 è un fattore necessario ma non sufficiente per la produzione di IgE, infatti essa dipende anche

dall’interazione fra CD4O espresso sui l infociti B e CD4O-ligando espresso sui l infociti T nell’ambito della

cooperazione che si svolge nel centro germinativo. Accade che, in presenza del sistema di interferone gamma e di CD4O-CD4O ligando, la direzione presa dai l infociti B sarà quella di produrre IgG in quanto INF-gamma ha un’azione antagonista a IL-4.

In presenza di IL-4 oltre alla produzione di IgE i l infociti B producono una sottoclasse di IgG: le IgG4, sono il 5 - 10% e, al contrario della maggior parte, non sono sotto la dipendenza di INF gamma ma di IL-4.

SWITCH ISOTIPICO: determinato per la produzione di IgE e IgG4 dalla presenza di IL-4 e CD4O-CD4O ligando,

attraverso questo processo si ha l’eliminazione di tutti gli esoni delle catene pesanti posti tra l’esone mu e rispettivamente l’esone epsilon o gamma4.

Livell i di IgE: i l ivell i di IgE sono diversi da individuo a individuo e non sono dovuti solo ad una risposta

immunitaria ma sono controllati dal genoma. In particolare i bassi l ivelli di IgE sono controllati da un gene dominante; alti l ivelli basali di IgE sono controllati da un gene recessivo. È per questo che un individuo non

allergico può avere livell i di IgE più alti di uno allergico. Inoltre i l controllo di IgE legato ad un antigene è effettuato dai geni HLA di classe 2. Alcuni individui in base all’assetto di Th1, Th2 e HLA producono preferibilmente IgE o IgG contro alcuni antigeni.

La componente ereditaria è fondamentale: se un genitore è allergico il fi glio ha il 30% di possibilità di esserlo,

se entrambi i genitori sono allergici le possibilità aumentano al 60-70%.

3. MASTOCITI E BASOFILI: ri lasciano i mediatori responsabili per i vari sintomi.

1. Basofil i: cellule isolate, piene di granuli metacromatici (nere in ematossil ina-eosina) che contengono mediatori, con un nucleo appena distinguibile al centro della cellula. Quando si attivano rilasciano i

granuli già pronti e ne producono di nuovi. Sono granulociti, cellule circolanti, non vanno quasi mai nei tessuti, hanno un’emivita molto breve ed escono dal midollo già maturi.

2. Mastociti : presentano la stessa struttura dei basofil i con granuli elettrondensi, ma si trovano nei

tessuti, hanno un’emivita lunghissima e una volta usciti dal midollo finiscono la maturazione dei

tessuti in cui svolgeranno la loro funzione.

- Possono essere considerati un unicum operativo  “mastociti basofili”

- FONDAMENTALE CARATTERISTICA COMUNE: espressione ESCLUSIVA del RECETTORE AD ALTA

AFFINITA’ PER LE IgE detto “FceReceptor” di tipo 1.

FceReceptor di tipo 1: è formato da una catena alfa che lega solo le IgE, una beta a serpentina e una gamma che

trasduce il segnale attraverso le regioni ITAM. L’affinità risulta talmente elevata che TUTTI I RECETTORI DI TIPO 1 PRESENTI SU MASTOCITI E BASOFILI SONO SATURATI DA IgE, IN TUTTI I SOGGETTI E INDIPENDENTEMENTE DAL’ALLERGIA.

FceReceptor di tipo 2: è formato da 3 catene avvitate una sull’altra e caratterizzate da delle porzioni globulari di

legame per le IgE; essi rappresentano proteine di tipo 2, con estremità N terminale posta a l ivello citoplasmico (come nel caso del TNF). Questo rende la molecola suscettibile al clivaggio, questo fa sì che essa possa lavorare sia come molecola transmembrana sia come citochina in seguito al taglio della membrana.

L’attivazione dei mastociti basofili può avvenire tramite:

1. Legame di IgE a recettore di tipo 1

2. Anticorpi anti IgE

3. Anticorpi anti biotipo (che si legano al sito combinatorio)

4. Anticorpi diretti contro il recettore per le Fc

5. IgE crosslinkate in vitro

6. LECTINE: producono un crosslinking delle IgE, traducendo il segnale così come farebbe un antigene per i l quale ci sono delle IgE specifi che, quindi le lectine SENZA PASSARE PER IL RICONOSCIMENTO ANTIGENICO,

incollano insieme le IgE provocando la degranul azione. Esse sono presenti in molti vegetali. Questi fenomeni vengono definiti PARA o SIMIL ALLERGICI e grazie ad essi è stato possibile notare che i mastociti dei soggetti allergici sono più fragili e più facil i da indurre a degranulare rispetto ai mastoc iti dei soggetti non allergici.

7. Vi sono anche sostanze che INDUCONO LA DEGRANULAZIONE INDIPENDENTEMENTE DALLE IgE attivando

quindi i mastociti basofili; queste sono ad esempio la MELLITINA contenuta nel veleno delle api , l ’ACTM sintetico e gli OPPIOIDI.

ATTIVAZIONE: comporta l’immediato rilascio dei granuli contenenti fattori performanti e la contemporanea

attivazione di vie metaboliche che portano alla produzione di prostaglandine, trombossani, leucotrieni e citochine. Inoltre l’attivazione della fosfolipasi C porta alla produzione di secondi messaggeri come DAG (diaci lglicerolo) e IP3 (inositolo trifosfato), i quali attivano la PKC anche grazie al calcio presente nel reticolo, la quale fosforila le catene

leggere della miosina. In questo modo il citoschel etro si riorganizza, i frammenti di ACTO-MIOSINA si ritraggono e i granuli vengono “strizzati” fuori dalla cellula, i l tutto in pochi secondi. Viene infine azionata anche la fosfolipasi A2 che stacca dal foglietto interno del bilayer l ipidico gli acidi gra ssi, solitamente acido arachidonico, che viene immesso in 2

vie metaboliche NEOATTIVATE:

1. LIPOSSIGENASIproduzione leucotrieni

2. CICLOSSIGENASIproduzione prostaglandine

4. MEDIATORI:

MEDIATORI PERFORMATI: vengono rilasciati IMMEDIATAMENTE, tra essi vi sono:

1. ISTAMINA: è i l più potente VASOATTIVO, è facilmente diffusibile e provoca

1. Vasodilatazione

2. Aumento permeabilità dei capillari

3. Modesto effetto bronco-costrittivo

2. EPARINA: è presente nei granul i per STIPARE l’istamina ad alte concentrazioni e ha effetti:

1. Anticoagulante

2. Funzione di tampone (grazie alla sua opposta polarità)

3. ENZIMI che tritano per esempio C3

4. TOSSINE – C3a, C5a – potenziano l’attivazione delle cellule

5. FATTORI CHEMIOTATTICI Già pronti e sono:

1. Fattore chemiotattico per gli eosinofili ECF

2. Fattore chemiotattico per i neutrofil i NCF

MEDIATORI NEOSINTETIZZATI: hanno bisogno di qualche ora per i l ri lascio e sono:

1. LEUCOTRIENI A, B e C: prodotti tramite l ipossigenasi hanno:

• AZIONE VASOATTIVA (meno potente dell’ISTAMINA)

• ENORME EFFETTO BRONCOCOSTRITTIVO (per questo si devono combattere in una reazione asmatica, non l’istamina)

• EFFETTO CHEMIOTATTICO

2. PROSTAGLANDINE, TROMBOSSANI E PAF (Fattore attivante piastrine)

Prostaglandine - azione broncocostrittrice

- aggregano piastrine

- azione vasodilatatrice

Pafaggrega localmente piastrine nel circolo micro capillare che si ottura causando danno ipossico

5. ORGANI BERSAGLIO:

PROVE ALLERGOLOGICHE

1. Deposito di una goccia sulla cutepomfo-eritematoso dopo 30 min. Dopo 5 minuti dalla comparsa del pomfo

si effettua una biopsia e si nota: tessuto disassociato con edema massiccio e cellule infi ltrate per la presenza di fattori chemiotattici, come neutrofil i e eosinofil i.

Dopo 1h non si vede più infi ltrato.

Dopo 7-8h si vede un tessuto irriconoscibile perché completamente infi ltrato.

2. Prove di scatenamentoi l paziente viene attaccato ad una macchina che misura i l flusso respiratorio, si

mettono piccole quantità di allergene e si vede la stessa reazione della cute solo sulla mucosa respiratoria e la macchina registra broncocostrizione grazie ad una diminuzione del flusso.

Dopo 3-4h il flusso diminuisce di nuovo e questo è dovuto alla l iberazione ritardata di prostaglandine e

leucotrieni.

ASMA: dopo anni i l paziente da allergico si trasforma in un BRONCHITICO CRONICO con lesioni anatomiche

che ne causano la disfunzione.

Le differenze tra individui affetti o non dà asma non sono a l ivello di allergeni ma di IgE. Nei topi si è visto che

se si inocula un allergene qualsiasi in un topo in entrambe le tipologie si avrà produzione di IgE, ma nel topo sano è minima, mentre nel topo malato vengono prodotte ininterrottamente e ad alte quantità. Ciò è dovuto

al fatto che questi topi allergici MANCANO DI UNA POPOLAZIONE DI LINFOCITI T SOPPRESSORI CHE REGOLANO LA RISPOSTA IMMUNITARIA NEL TIMO al l imite dell’immunodipendenza (sono dei topi particolari).

DERMATITE ATOPICA: i pazienti producono livell i di IgE molto elevati tanto che sono ai confini

dell’immunodeficienza.

LOW E HIGH RESPONDER

Sono due categorie di individui che se trattati con dosi alte reagiscono entrambi con elevata produzione di IgE

e IgG, mentre se trattati a basse dosi i low responder non reagiscono mentre negli high la reazione avviene

normalmente. Quindi nei soggetti immunizzati e high responder un’esposizione anche minima agli allergeni provoca una reazione molto forte.

Inoltre nel soggetto SANO le IgE che si legano agli allergeni sono poche e ancora meno saranno quelle legate

al mastocita, oltretutto le molecole si trovano distanti tra loro tanto da non permettere i l crosslinking. Quindi la diversa risposta agli allergeni sta nella quantità e nella qualità delle IgE.

I FATTORI GENICI E NON SONO:

1. LIVELLI DI IgE (non vincolante)

2. GENI R

3. N° DI MASTOCITI: di norma più numerosi nei soggetti allergici rispetto a quelli sani e con più recettori ad alta

affinità di tipo 1. Se stimolati in vitro inoltre ri lasciano più mediatori.

4. SBILANCIAMENTO DELL’IL-4: alcuni individui rispondono ad uno stimolo qualsiasi con grosse quantità di IL-4

5. ORGANI BERSAGLIO: gli organi bersaglio dei soggetti allergici sono più sensibili agli effetti delle sostanze che

possono indurre infiammazione

PREDISPOSIZIONE GENICA:

I fattori genici NON SONO gli unici e i più importanti ad indurre allergia, infatti l ’incidenza di allergia tra gemelli

omozigoti e dizigoti è la STESSA. Importanti da considerare sono fenomeni extragenici come ambiente, inquinamento, …

VACCINOTERAPIA – TERAPIA IPOSENSIBILIZZANTE o DESENSIBILIZZANTE

Può essere fatta sia per via orale che cutanea, IL SENSO È ESPORRE COSTANTEMENTE IL PAZIENTE A DOSI SEMPRE

CRESCENTI DI ALLERGENE PER FARLO ABITUARE.

Si presuppone la sostituzione di anticorpi IgG che sostituiscono le IgE e impediscono l’interazione tra IgE e antigene

anche se questa CORRELAZIONE IN REALTA’ NON C’E’ quindi non si sa bene il meccanismo.

TRAPI ANTI

Il trapianto di tessuti/organi si è scoperto basarsi sull’MHC. La risposta ad un trapianto infatti presenta le stesse

caratteristiche di una risposta immunitaria specifica.

Con l’acquisizione di questa informazione e l’uso di immunosoppressori quindi è stato possibile fare trapianti che non

tengono conto dell’istocompatibilità e mantenere un tessuto trapiantato indipendentemente dal match tra aplotipo

del ricevente e del donatore.

TRAPIANTI D’ORGANO E DI MIDOLLO

In genere quando un organo viene trapiantato, se non c’è compatibil ità tra donatore e ricevente, i LINFOCITI DEL

RICEVENTE riconoscono qualcosa di allogenico sulle cellule del tessuto trapiantato e lo attaccano, determinando in

tempi diversi una reazione di rigetto. Questo non avviene nei trapianti di midollo perché vengono eseguiti in una

condizione particolare di CONDIZIONAMENTO: si tratta i l paziente ricevente con sostanze tossiche di tipo

chemioterapico in modo da eliminare COMPONENTI LEUCOCITARIE MATURE E PROLIFERANTI PRESENTI NEL SANGUE

E I PROGENITORI MIDOLLARI.

Questo trattamento viene fatto:

• Prima del trapianto di midollo perché vi è la NECESSITA’ di SVUOTARE LE NICCHIE EMATOPOIETICHE DOVE I

NUOVI PROGENITORI DEVONO TROVARE SPAZIO

• Come trattamento per pazienti con patologie tumorali a carico di componenti T e B: l infomi e leucemie.

Il risultato complessivo è la completa IMMUNOSOPRESSIONE.

Nel caso dell’autotrapianto non vi sono problemi di reazione, quando invece si ricorre a donatori semiallogenici si può

avere una reazione particolare in quanto il MIDOLLO OSSEO NON È UN TESSUTO IMMUNOLOGICAMENTE INERTE

ovvero contiene anche linfociti maturi che vengano inoculati nel ricevente allora si ha che le cellule T del DONATORE

reagiscono contro quelle del ricevente. Si parla allora di MALATTIA DI TRAPIANTO VERSO L’OSPITE – GRAFT VERSUS

HOST DISEASE (GVHD).

Il danno associato è localizzato in particolare presso la cute e l’intestino, nei casi più gravi i l paziente può andare

incontro a “muta” ovvero la perdita degli strati superficiali della pelle.

PREVENZIONE:

• Ricercare una buona combinazione ricevente/donatore

• Si tratta i l trapianto in modo da eliminare i l infociti T maturi

Questo tipo di trapianto ha una percentuale di mortalità del 30% per questo in Italia, al contrario di altri paesi, non

viene effettuato come trattamento di malattie autoimmuni.

FETO COME ESEMPIO DI TRAPIANTO: i l feto durante la gravidanza esprime un aplotipo diverso da quello della madre,

ovvero quello del padre, quindi i l feto e tutto i l suo microambiente rappresentano un SITO IMMUNOLOGICAMENTE

PRIVILEGIATO. Ciò è possibile grazie ad una sorta di mantello che si viene a creare a d opera di meccanismi

immunoregolatori; ad esempio le cellule del trofoblasto esprimono molecole natural kil ler -inibitorie a protezione del

feto. Inoltre vi è una barriera fisica che impedisce il contatto tra le cellule della madre e quelle del feto.

TRASFUSIONE DI SANGUE: tiene conto degli antigeni dei gruppi sanguigni, ma non dell’MHC.

TIPOLOGIE DI TRAPIANTO

1. TRAPIANTO AUTOLOGO o AUTOTRAPIANTO: all’interno dello stesso soggetto. Non dà problemi di rigetto,

solo di infezione.

2. ISOTRAPIANTO o TRAPIANTO ISOSINGENICO: trapianto tra due individui geneticamente identici, non dà

rigetto.

3. ALLOTRAPIANTO: tra soggetti diversi di una stessa specie.

4. XENOTRAPIANTO: trapianto inter specie

Scimmie: non vengono sfruttate per motivi etici e prevenire i l salto di specie di a lcuni retrovirus tipici delle

scimmie e malattie associate.

Maiali: possiedono organi con struttura e dimensioni compatibil i. Il

principale ostacolo è la presenza nell’uomo di anticorpi naturali contro

carboidrati dei globuli rossi dei suini che causano r igetto iperacuto.

Inoltre non è presente una componente inibitoria nei confronti del

complemento umano.

ANTIGENI DELL’MHC

1. ANTIGENI DI CLASSE I: sono gli antigeni prodotti dai geni A, B e C e sono

quelli che indicano la risposta di rigetto nel trapianto. Tali geni A, B e C

esprimono due diversi alleli per cui tutte le cellule dell’organismo

presentano contemporaneamente tutte le sei possibili molecole di

classe I (NON SIAMO MOSAICI). (Gli eritrociti sono esclusi perché non

presentano MHC). CiO’ CHE VARIA E’ LA QUANTITA’ DI MOLECOLE CHE

VENGONO ESPRESSE NEI VARI TESSUTI; ad esempio la cute esprime un

numero più elevato rispetto al tessuto muscolare, questo spiega perché

la reazione di rigetto della cute è più forte di quella del muscolo (cuore ad es).

2. ANTIGENI DI CLASSE II: sono espresse costitutivamente sulle cellule dendritiche, in quantità minore sui

macrofagi e sui l infociti T attivati; in caso di forte infiammazione possono essere espresse eccezionalmente

anche in altri tessuti, per esempio endoteli o pancreas (infiammazione prolungata). Tali molecole sono

SENSIBILI ALL’AZIONE DELLE CITOCHINE.

APLOTIPI: sono ereditati da entrambi i genitori. Sia la madre che il padre presentano due aplotipi che verranno

distribuiti all’F1.

ESPERIMENTI HANNO PERMESSO DI CAPIRE LA NATURA IMMUNOLOGICA DEL RIGETTO reazione immunologica

specifica.

RIGETTO

Si è arrivati a capire che la reazione di rigetto del trapianto è una reazione immunologica specifica grazie ad una serie

di esperimenti:

1. Viene preso un topo A, gli si preleva un lembo di cute e questa viene trasferita al topo B. Il rigetto avviene nel

giro di 10 giorni e viene detto: FIRST SET REJECT/RIGETTO DI PRIMA FASE. Cute vascolarizzata e poi necrosi .

2. Si ripete l’operazione una volta che B guarisce e si può notare che il trapianto viene rigettato in soli 3 giorni e

si chiama: SECOND SET REJECT/RIGETTO DI SECONDA FASE. Cute non vascolarizzata, rigetto bianco.

Il topo B, a seguito del primo trapianto, HA GENERATO UNA RISPOSTA IMMUNITARIA SPECIFICA che lo ha dotato di

MEMORIA IMMULOGICA SPECIFICA.

Altro esperimento: ad un topo B naïve (non ha mai visto i l trapianto) vengono trasferiti l infociti prelevati da un topo

che aveva rigettato il trapianto dal topo A. Viene poi impiantato un lembo di cute di A nel topo B e si vede che il

rigetto avviene in 3 giorni come se avesse già visto i l trapianto.

SI DEDUCE QUINDI CHE LO STATO DI SENSIBILIZZAZIONE CHE COMPORTA MEMORIA IMMUNOLOGICA PUO’ ESSERE

TRASFERITO TRAMITE LINFOCITI (NON ANTICORPI) E CHE LA RISPOSTA IMMUNITARIA DI UN TRAPIANTO È UNA

RISPOSTA ECCEZIONALMENTE CELLULO-MEDIATA. I LINFOCITI SVOLGONO UNA PARTE IMPORTANTE NELLA REAZIONE

DI RIGETTO.

Un trapianto:

- Isosingeniconon rigettato

- Allogenicorigettato

- Parentale e F1/F1 e parentaleregole diverse in ceppi inbred (omozigoti per ciascun locus genico e sono

identici geneticamente tra di loro) è possibile in tutti i due casi, invece normalmente F1 accetta i l parentale

perché possiede gli aplotipi sia della madre che del padre, viceversa i geni tori non accettano F1 perché

questo ha anche l’aplotipo dell’altro genitore, si tratta di un trapianto SEMI -ALLOGENICO.

IMPORTANZA DELLA COMPATIBILITA’ DI MLA TRA DONATORE E RICEVENTE

MAGGIORE È IL NUMERO DI ALLELI NON CONDIVISI (MISMATCH) TRA DONATORE E RICEVENTE MINORE È LA

PERCENTUALE DI TRAPIANTI CHE SOPRAVVIVONO FINO A 5 ANNI NEL RICEVENTE.

ANCHE SE VENISSE TROVATO IL MATCH PERFETTO DI MLA A DISTANZA DI TANTO TEMPO IL TRAPIANTO VERREBBE

COMUNQUE RIGETTATO PERCHE’ ESISTONO DEGLI ANTIGENI MINORI: tutte le proteine polimorfe all’interno di

individui della stessa specie che differiscono per qualcosa nella sequenza amminoacidica.

Quasi ogni prodotto di geni polimorfi (geni presenti in più forme alleliche) può fungere da antigene minore.

I primi ad essere stati descritti sono gli antigeni del cromosoma Y.

La risposta di rigetto è così forte perché, essendo stata stimata una quota di l infociti del 2% in grado di riconoscere

direttamente una singola molecola MHC allogenica ogni volta che si procede ad un tra pianto, se non vi è tra donatore

e ricevente alcun matching, la quota di l infociti T in grado di riconoscere direttamente le molecole di MHC cresce in

proporzione al n° di alleli diversi (6 molecole allogeniche tra donatore e ricevente).

Questa alloreattività può essere spiegata dal fatto che il TCR può riconoscere la COMBINAZIONE di una molecola di

MHC self e un peptide non-self come antigene specifico e con alta affinità, ma, può anche riconoscere, con un’affinità

più bassa, molecole MHC allogeniche che possono contenere all’interno peptidi self e peptidi non-self (ciò non è

rilevante perché il TCR riconosce solo la combinazione dei residui amminoacidici).

N.B.: quando si presenta una cellula allogenica, tutte le molecole MHC allogeniche espresse su tale c ellula potranno

essere riconosciute dal TCR per CROSS-REATTIVITA’; invece quando una cellula presenta un antigene non self sulla

propria superficie, non tutte le molecole MHC espresse sulla cellula allogenica presentano lo stesso peptide e quindi

non tutte vengono riconosciute.

L’ALLOANTIGENE PUO’ ESSERE VISTO IN DUE MODI:

1. IL LINFOCITA T PUO’ VEDERE DIRETTAMENTE LA MOLECOLA ALLOGENICA SU UNA CELLULA DEL TRAPIANTO

- Accade durante la prima fase di rigetto

- Sono coinvolti molti l infociti T

- Linfocita T vede MHC direttamente senza bisogno di processazione e presentazione dei peptidi

derivati.

2. PRESENTAZIONE INDIRETTA ALLOANTIGENE

Le cellule del trapianto cominciano a morire in seguito all’infiammazione, vengono internalizzate dalle cellule

dendritiche del ricevente e vengono presentati i peptidi derivati dalle molecole

allogenicheRICONOSCIMENTO INDIRETTO DELL’ANTIGENE ai l infociti T. Questo iter fa parte di una fase

secondaria del rigetto.

TIPI DI CELLULE COINVOLTE:

Per capire quali cellule l infocitarie sono coinvolte in quel 2% direttamente attivo si può allestire un esperimento in

vitro detto REAZIONE LINFOCITARIA MISTA: le cellule del donatore vengono messe in presenza delle cellule del

ricevente (sangue periferico) all’interno di una coltura mista per circa 5 g iorni. Per interpretare i risultati si lasciano le

cellule del ricevente libere di attivarsi , invece le cellule del donatore vengono messe in condizione di rimanere vive,

ma non di proliferare. Dopo 5 giorni si recuperano le cellule rimaste e vengono messe a contatto con le cellule del

donatore per vedere se c’è produzione di citochine (CD4) o se vi è l isi cellulare (CD8). In genere entrambe le risposte

sono positive. I CD8 agiscono DIRETTAMENTE, i CD4 dopo PROCESSAZIONE e PRESENTAZIONE.

Questo comunque non toglie che i CD4 helper svolgono un ruolo PRIMARIO nel rigetto di trapianto perché le citochine

prodotte non solo aiutano i CD8, ma attivano anche i componenti delle risposte innate. Infatti promuovono

l ’infiammazione e la mantengono in uno stato cronico che è in gran parte la causa del rigetto a lungo termine

dell’organo.

MECCANISMI COINVOLTI NELLE REAZIONI DI RIGETTO:

1. CELLULE CHE PRESENTANO L’ANTIGENE:

Possono essere:

-APC del ricevente (riconoscimento indiretto)

-APC del donatore (riconoscimento diretto)

2. CD4 e CD8:

È stato dimostrato tramite esperimenti con topi knock-out per CD4 o CD8 che QUALORA NON AVVENGA IL

RICONOSCIMENTO DIRETTO (CD8) IL RIGETTO AVVIENE COMUNQUE, MENTRE I TOPI KNOCK-OUT PER CD4

NON RIGETTANO IL TRAPIANTO.

3. RISPOSTE IMMUNITARIE RITARDATE DTH: sono mediate da meccanismi cellulari e sono più importanti nella

risposta cronica

4. ANTICORPI: sono importanti in pazienti precedentemente sensibilizzati nei confronti degli stessi alloantigeni

o mediante precedenti trasfusioni, oppure perché in precedenza trapiantati. Ad ogni trapianto infatti i l

paziente mantiene una memoria immunologica nei confronti dell’alloantigene trapiantato: se c’è

un’uguaglianza di MHC fra l’organo precedentemente trapiantato e quello nuovo l’individuo possiede

anticorpi preformati e reagisce immediatamente, gli anticorpi infatti danneggiano l ’epitelio e attivano il

complemento creando un danno intraepiteliale.

5. CELLULE NK: non si conosce bene il loro ruolo.

6. CHEMOCHINE: sono prodotte dalle cellule endoteliali attivate e da lle piastrine e sono importanti in quanto è

stato notato che individui omozigoti per la perdita di un recettore delle chemochine, CCRS, hanno una

reazione di rigetto più bassa.

CLASSIFICAZIONE DELLE REAZIONI DI RIGETTO

1. REAZIONE IPERACUTA: nel lume dei vas i avviene una reazione immediata che causa una forte trombosi.

Caratteristiche:

• Reazione si svolge in pochi minuti fino ad un massimo di poche ore

• Quadro patologico:

1. Infarcimento emorragico

2. Trombosi massiva grossi e piccoli vasi

3. Infarcimento tissutale

• Immediatezza della reazione è dovuta ad ANTICORPI PREFORMATI (IgM o IgG): questi si

legano an antigeni riconosciuti sulla parete dell’epitelio, attivano il complemento che

provoca l’attivazione della coagulazione e si formano trombi.

ANTICORPI PREFORMATI: possono essere

1. NATURALI: sono anticorpi di cui si dispone appena dopo la nascita e che si dirigono verso i

sistemi maggiori creando fenomeni di alta reattività; questi fenomeni sono legati al fatto

che antigeni di natura carboidratica sono espressi sia sulla membrana dei globuli rossi sia

sulla parete dei batteri, quindi l ’organismo si immunizza nei confronti dei carboidrati

espressi dalla FLORA BATTERICA. QUESTI ANTICORPI SONO TUTTI IgM I QUANTO

CARBOIDRATI.

2. FORMATI TRAMITE SENSIBILIZZAZIONE PRECEDENTE: questi si formano ad esempio quando

il soggetto ricevente il trapianto abbia ricevuto trasfusioni in epoca precedente e abbia

sviluppato una sensibilizzazione verso molecole MHC trascinate dai leucociti presenti nel

sangue trasfuso e quindi possiede ANTICORPI ANTI-HLA che possono essere di classe IgG.

Questi anticorpi sono attivi da subito in quanto sia gli antigeni dei gruppi sanguigni sia l’HLA

sono espressi anche sulle cellule endoteliali dell’organo trapiantato, quindi non appena

questo viene vascolarizzato antigeni ed anticorpi vengono in contatto e si attiva la cascata

complementare.

2. REAZIONE ACCELERATA  GIORNI

3. REAZIONE ACUTA: meccanismo di rigetto che si attiva nel giro di una settimana circa dovuto alla presenza

nel soggetto ricevente di una sensibil izzazione nei confronti di alcuni antigeni MHC che rivede nel trapianto

con riattivazione di cellule T sensibilizzate, oppure dovuto ad una forte attivazione di cellule T naïve.

Quadro istopatologico:

Esistono due tipi di rigetto acuto:

1. CELLULARE: le infi ltrazioni leucocitarie sono distribuite nel tessuto

2. VASCOLARE: le infi ltrazioni leucocitarie sono concentrate attorno ai vasi

Si vedono fenomeni di necrosi del tessuto parenchimale, non dovuti ad anticorpi preformati ma ad

una normale risposta infiammatoria leucocitaria. I l infociti T una volta attivati producono citochine

(T-helper) e poi vi sono i CD8 citotossici specifici per gli antigeni HLA delle cellule del tessuto

trapiantato.

Monitoraggio: non vi è alcun agente nel sangue che ad oggi si dimostri decisivo per cui l ’unico modo

per verificare la presenza di infi ltrato è la biopsia.

Attivazione: i l l infocita T per attivarsi deve poter riconoscere un costimolo, un alloantigene o su una

cellula epiteliale o su una cellula parenchimale; questo avviene in caso di danno al tessuto epiteliale

(del vaso ad esempio) che porta ad un restringimento delle dimensioni cellulari che porta ad una

scopertura di altri alloantigeni sulla membrana basale che aumentano la portata

dell’attivazione/infiammazione.

Il danno epiteliale si può avere per ostruzione diretta del vaso da parte dei l infociti in proliferazione

oppure per ostruzione infiammatoria, in quanto i l infociti hanno proliferato nel parenchima, ma le citochine infiammatorie comportano comunque una prol iferazione delle cellule endoteliali che AUTO-OSTRUISCONO IL VASO. Quando infine l’infi ltrato comincia ad accumularsi in quantità significative, l ’intera parte del tessuto

viene “staccata” come fosse un pezzo unico.

4. REAZIONE CRONICA: mesi/anni

Nel corso degli anni si accendono dei fenomeni infiammatori quindi si cerca di contrastare questi fenomeni

inducendo il sistema immunitario ad una situazione di “allergia”. Questo obiettivo non è ancora stato raggiunto per cui si interviene sui singoli fenomeni i nfiammatori, che hanno le caratteristiche di un rigetto acuto, e di modificare lo stato di immunosoppressione del paziente anche se l’infiammazione inizialmente causa piccoli danni.

Quadro istopatologico:

• Simile a quello di un’infezione cronica

• La conclusione è la formazione di un TESSUTO CICATRIZIALE FIBROSO perché il

PARENCHIMA VIENE SOSTITUITO DA FIBROBLASTI e si può avere danno a carico dei vasi che si occludono.

• La cellula fondante è i l l infocita T helper che interviene PRODUCENDO CITOCHINE e

CONVOCANDO ALTRE CELLULE: inoltre ATTIVA I LEUCOCITI E IL PROCESSO DI CICATRIZZAZIONE.

È per questo che i vasi si ostruiscono, infatti anche se le cellule muscolari l isce della tonaca intima sono sensibili alle citochine dei T-helper che proliferano fino ad ostrui re i l vaso.

Il processo cronico infine è spesso riattivato da infiammazioni batteriche virali che portano il sistema immunitario ad avere un’allerta maggiore.

PREDISPOSIZIONE GENETICA AL RIGETTO DEL TRAPIANTO

Si è dimostrato che la capacità di generare una risposta immunitaria di tipo infiammatorio dipende dall’espressione

genica. In particolare in base alla struttura di alcune regioni promotrici è stato possibile suddividerle in:

• PRO-HIGH INFLAMMATION: che predispongono ad una risposta infiammatoria for te

• PRO-LOW INFLAMMATION: che predispongono ad una risposta infiammatoria debole

Si studiano inoltre dei polimorfismi nei recettori di alcune citochine (TNF o IL-10) e gli assetti che ne derivano; è quindi

possibile disporre una terapia immunologica “taglia ta su misura” del paziente (ad esempio anticorpi anti -TNF per

morbo di Crohn e artrite reumatoide).

PREVENZIONE DEL RIGETTO

• COSE MAGICHE ☺ : metodi che funzionano senza una reale funzione, ad esempio i Sali d’oro nel trattamento

dell’artrite reumatoide o i l fatto che nell’ambito dei trapianti si è visto che piccole trasfusioni di sangue prima

del trapianto sembrino aumentare la tolleranza (spiegazione-ipotetica- è che il sistema immunitario sia preso

d’assalto da un eccesso di antigene a tal punto da entrare in uno stato di anergia/paralisi, accentuata

dall’arrivo dell’organo che porta una quantità aggiuntiva di antigene.

• ANERGIA INDOTTA DA ANTICORPI CONTRO LE MOLECOLE ATTIVATORIE DEI LINFOCITI T:

- ANTICORPO ANTI CD-25: inibisce CD25, i l quale va a comporre i l recettore ad alta affinità dell’IL-2

sulla superficie del l infocita T attivato. Senza IL-2 i l l infocita T non cresce.

-ANTI-CTLA-4: molecole chimeriche che hanno la coda come un anticorpo e sono in parte simili ad un

CTLA-4; esse sono solubili e vanno a bloccare l’interazione tra cellule dendritiche e l infociti T a l ivello

del legame tra B7 delle APC e CTLA-4 (analogo di CD-28 dei l infociti ma con funzione diversa) dei

l infociti, bloccando così i l costimolo.

-ANTI CD40\-ANTI CD40 LIGANDO: blocca l’interazione tra i l infociti B e T.

• CELLULE T REGOLATORIE: inibiscono l’attivazione dei l infociti T, queste vengono inoculate nel paziente

• MICROCHIMERISMO: quando nel midollo osseo il ricevente possiede anche linfociti T del donatore del

trapianto; questo avviene tramite trapianto di midollo.

• INTRODUZIONE DI ALLOANTIGENI NEL TIMO DEL DONATORE: (distante dalla realizzazione) si è pensato di

rendere un individuo tollerante ad un antigene inserendolo nel timo alla nascita, prima che in esso si formi lo

spettro di antigeni considerati -self.

Per l’immunosoppressione generalizzata si usa:

• CICLOSPORINA: in passato veniva usata per inibire le reazioni infiammatorie in generale. La funzione è quella

di inibire l’azione di IL-2 bloccandone la produzione.

• SIROLIMUS (RAPAMICINA): agisce sulla proliferazione dei l infociti T, inibendo il segnale trasmesso dai

recettori dell’IL-2.

• AZATHIOPRINE: intervengono sul metabolismo delle purine, inibendo la sintesi di acidi nucleici e quindi la

proliferazione delle cellule.

• STEROIDI-CORTISONE-: hanno un effetto tossico sui l infociti T.

L’obiettivo a cui si cerca di arrivare è un’immunosoppressione specifica che riesca a colpire i l infociti T specifici per gli

antigeni introdotti con il trapianto: questo perché l’immunosoppressione aspec ifica prolungata nel tempo ha effetti

collaterali importantissimi. Tra questi vi sono:

• Aumento dell’esposizione del paziente ad infezioni virali: citomegalovirus (CMV), Papilloma virus,

Epstein-Barr virus (EBV) (quest’ultimo inoltre causa linfoproliferazione tramite stimolazione, da parte

di alcune proteine virali, della proliferazione dei l infociti T. Questo contesto favorisce la

trasformazione neoplastica. Per contrastare la l infoproliferazione s i util izza la TERAPIA ADOTTIVA: si

infondono linfociti T citotossici specifici per antigeni virali.

IMMUNOLOGIA DEI TUMORI

L’obiettivo dell’immunoterapia non è distruggere le masse tumorali, ma raggiungere siti a cui proprio la chirurgia e la

chemioterapia non possono arrivare e far acquisire una memoria immunologica che eviti o ritardi la ricomparsa della

malattia.

Il tumore è un’entità multi sfaccettata che non crea qualcosa di nuovo, ma sfrutta i meccanismi di regolazione

negativa di cui è dotato l’organismo.

L’immunoterapia è stata concepita grazie a due osservazioni:

1. Si era notata una quantità importante di infi ltrato linfocitario a l ivello del tumore, segno di UNA

RISPOSTA IMMUNITARIA CHE SEPPUR EVOCATA, NON SI ERA DIMOSTRATA EFFICACE E SUFFICIENTE

A CONTRASTARE LA CRESCITA NEOPLASTICA.

2. Nel melanoma maligno alcune lesioni cutanee scompaiono spontaneamente e questo è stato

interpretato come l’esito di una RISPOSTA IMMUNITARIA ANDATA A BUON FINE.

Queste osservazioni hanno fatto sempre pensare che il melanoma fosse un tumore immunogenico.

APPROCCI TERAPEUTICI:

Nel 2012 sono stati approvati agenti terapeutici che colpiscono CTLA-4 che blocca l’attivazione (grazie a CD28 e al

costimolatore B7 linfocita si attiva).

CTLA-4 e CD28 sono entrambi espressi sulla superficie del l infocita T ma sono usati a seconda del bisogno: CD28 per

attivare, CTLA-4 per spegnere spiazzando il legame CD28-B7.

Questo è stato fatto perché si è visto isolando i l infociti T dalla massa tumorale che questi funzionano sul tu more solo

in vitro come se in vivo fossero bloccati. Andando ad agire su CTLA-4 o PD1 usando degli anticorpi monoclonali che si

legano ad essi bloccandoli o usando anticorpi che si legano a B7 e impediscono il legame.

In questo modo si videro i primi effetti sul melanoma; questi risultati non furono visibili a breve termine come avviene

con la chemioterapia (trattamento altamente citotossico) ma a lungo termine.

CARATTERISTICHE DEI TUMORI:

1. Il cancro è innescato da una CRESCITA ANOMALA ED INVASIVA da parte di cellule che vanno incontro a

trasformazione neoplastica, perdendo delle caratteristiche e acquisendone altre.

2. Generalmente il cancro è una malattia della popolazione anziana, i l n° dei tumori cresce con l’età.

3. Il cancro è causato dall’accumularsi di mutazioni ingenti e particolari per cui è stato definito una MALATTIA

GENETICA.

4. I trattamenti tradizionali usati sono la radiazione, la radioterapia e la chemioterapia.

Il tumore quindi nasce come una crescita di cellule che acquisiscono nuove proprietà e va ntaggi con le mutazioni.

All’inizio la proliferazione viene classificata come benigna (ad esempio questo avviene per l’ADENOMA che colpisce i l

tessuto ghiandolare, esso ha la caratteristica di rimanere contenuto in una sorta di capsula di tessuto connettiv ale.

Successivamente quando la trasformazione neoplastica aumenta viene classificato come maligno (ad esempio quando

l ’adenoma riesce a superare il tessuto connettivale diventando ADENOCARCINOMA). Poi, con tempistiche che variano

a seconda dell’individuo, si passa alla METASTIZZAZIONE, ovvero qualche cellula si stacca dal sito primario e, a

seconda di dove si trova il tumore può seguire due vie diverse per la metas tatizzazione: la via ematica e la via l infatica.

EFFICIENZA DI METASTATIZZAZIONE: non è alta come si potrebbe pensare, infatti una volta che si stacca e viaggia nel

sangue o nella l infa per creare una nuova nicchia non sempre riesce a terminare il viaggio e muoiono prima di aver

trovato una nicchia adatta alla proliferazione.

DORMIENZA TUMORALE: quando la cellula metastatica arriva nella nicchia ideale, ma impiega anche anni prima di

riformare la massa tumorale. La cellula può uscire da questo stadio di dormienza a seguito di particolari stimoli

ambientali o infiammatori.

CONCETTO DI CANCRO COME “100 MALATTIE IN 1”: essendo che ogni tumore ha le proprie caratteristiche, che

variano in ogni soggetto, si è posta la base per le terapie individuali, personalizzate. Il cancro diventa una patologia

diversa per ogni individuo a causa dell’instabilità genetica, infatti dal clone neoplastico iniziale evolveranno, durante la

crescita del tumore, tanti cloni diversi tra loro perché nelle cellule insorgono diversi tipi di mutazioni (delezioni,

inserzioni, amplificazioni, mutazioni puntiformi) che mutano (dal punto di vita genetico) continuamente la

popolazione di cellule neoplastiche. Questo rende molto difficile l’immunoterapia poiché cambia i l bersaglio durante

la crescita del tumore stesso.

La cellula tumorale inoltre è in grado di modificare tutti i processi che caratterizzano e regolano la vita di una cellula

normale:

1. RECETTORI PER FATTORI DI CRESCITA: nella cellula normale questi vengono attivati e disattivati in base al

bisogno; la cellula neoplastica invece può mantenere sempre attivo un recettore, indipendentemente dal

l igando, ad esempio perdendo la parte extramembranaria e mantenendo attiva una pathway associata alla

porta intracellulare.

2. INIBIZIONE DA CONTATTO: controlla la proliferazione bloccando la crescita delle cellule normali nel momento

in cui contattano quella vicina. È mediata da integrine, caderine e altre molecole di adesione ed è una

caratteristica completamente sovvertita nella cellula maligna CHE NON HA PIU’ INIBIZIONE.

3. MECCANISMI LITICI: sono meccanismi a cui le cellule normali sono sensibili, ad esempio vi sono TNF e Fas

l igando (molecole citotossiche) che interagendo con il loro recettore attivano le vie dell’apoptosi. La cellula

tumorale DIVENTA RESISTENTE a queste vie.

4. MUTAZIONE DI P53: questa molecola NORMALMENTE in caso di danno al DNA ATTIVA LA VIA DI MORTE

CELLULARE, con la mutazione la cellula non muore e trae vantaggio selettivo dal danno al DNA.

CANCEROGENESI

È un processo MULTIFASICO:

1. INATTIVAZIONE GENI ONCOSOPRESSORI: la cellula normale acquisisce delle MUTAZIONI (fattori di c rescita

per esempio) CHE LE DANNO VANTAGGIO SULLE ALTRE CELLULE ANCHE SE NON È ANCORA PROPRIAMENTE

UNA CELLULA TUMORALE.

2. INATTIVAZIONE RIPARAZIONE DNA: acquisisce una SECONDA MUTAZIONE (esempio p53), la cellula diventa

ancora più instabile geneticamente e più resistente dell’apoptosi.

3. ATTIVAZIONE PROTO-ONCOGENI: perdi l ’inibizione da contatto, diventa capace di dirigere la matrice

extracellulare e quindi PUO’ MUOVERSI.

4. METASTASI: a questo punto è diventata una cellula NEOPLASTICA MALIGNA con capacità di raggiungere sedi

diverse da quella di origine (METASTASI).

CARATTERISTICHE DELLE CELLULE TUMORALI

1. Capacità replicativa i llimitata

2. Autosufficienza nella crescita: non hanno bisogno di un fattore specifico di crescita, spesso approfittano di

altri fattori presenti nell’ambiente.

3. Neo angiogenesi : la massa tumorale per crescere necessita di nutrimento e senza una ricca vascolarizzazione

andrebbe incontro a necrosi. Il tumore promuove neo angiogenesi, da vasi già esistenti o da cellule

mesenchimali, che va a rivascolarizzare i l centro della mass. Inoltre questi vasi sono diversi da quelli normali,

soprattutto nella parete, infatti facilitano l’uscita delle cellule neoplastiche dal loro sito in modo che migrino

altrove.

4. Capacità di invadere e metastatizzare: è permesso sia dall’acquisizione di nuove proprietà da parte della

cellula neoplastica sia dalla formazione di nuovi vasi.

5. Insensibilità a fattori che limitano la crescita

6. Resistenza all’apoptosi

7. Modifica del metabolismo: i l metabolismo delle cellule tumorali consente loro di vivere in condizioni sia

aerobiche che anaerobiche.

RUOLO DEL SISTEMA IMMUNITARIO NELLA CANCEROGENESI

Si è notato che il sistema immunitario quando riconosce antigeni tumorali fa una sorta di “selezione darwiniana” che

mette sotto pressione il tumore spingendolo a cambiare e a diventare più aggressivo. Infatti si è visto che un tumore

inoculato ad un topo nudo rimane uguale a quello iniziale anche in termini di mutazioni; quello inoculato in un topo

immunocompetente, invece, acquisisce molte mutazioni e cambia rispetto a quello iniziale.

N.B.: le mutazioni possono essere:

• DRIVER: guidano la trasformazione neoplastica e sono quindi fondanti.

• PASSEGGERE: non sono fondanti i l tumore, ma casuali. Si accumulano e diversificano il tumore.

Queste mutazioni intervengono sui prodotti genici, sulle proteine, andando a modificare le proteine self della cellula e

portando alla generazione di nuovi antigeni: prodotti di oncogeni mutati o prodotti di geni silenti in seguito

all’oncogenesi possono diventare neo-antigeni. Ciò permette al sistema immunitario di riconoscere il tumore anche se

spesso questi antigeni, derivando da antigeni self, non sono così immunogenici. Inoltre l’instabilità genetica può

permettere al tumore di perdere un antigene visto facilmente dal sistema immunitario.

Il tumore poi non è costituito solo da cellule tumorali, ma è provvisto anche di uno stroma, di fibroblasti, di cellule

immunitarie e di una vascolarizzazione. Proprio per queste caratteristiche si è pensato di attivare nuovi approcci

terapeutici andando a colpire sia la massa tumorale sia i l microambiente ad esso relativo. Il microambiente tumorale è

inoltre condizionato un modo immunosoppressorio quindi un possibile approccio consiste nel cercare di riorientare

questo ambiente in modo da renderlo attivo contro il tumore.

RAPPORTI TRA TUMORE E SISTEMA IMMUNITARIO

All’inizio dell’immunologia dei tumori erano stati riportati così di regressione tumorale spontanea in seguito ad episodi

di infezione; queste prime evidenze avevano fatto capire che c’era una risposta al tumore attivata in seguito ad

infezione. Infatti durante un’infezione si l ibera TNF che va causare necrosi del tumore anche se poi questo riesce a

riprendersi la crescita e a proseguire la sua evoluzione.

Successivamente ci fu un’altra scoperta che andò a confermare l’ipotesi che effettivamente c’è una risposta

immunitaria ai tumori. Vennero infatti util izzati topi di ceppi inbred immunizzati con carcinogeni chimici che

semplicemente spennellati sulla cute danno luogo a tumore. Appena il tumore indotto mediante il carcinogeno

chimico diventa evidente e palpabile viene chirurgicamente eliminato e temporaneamente propagato in vitro.

• Se le cellule tumorali vengono nuovamente trapiantate NELLO STESSO ANIMALE (dopo aver gli lasciato i l

tempo di recupero dall’intervento) CHE HA GIA’ VISTO IL TUMORE, QUEST’ULTIMO VIENE RIGETTATO. Ciò

significa che NEL PRIMO CONTATTO L’ANIMALE HA RICONOSCIUTO QUALCOSA NEL TUMORE – OVVERO

L’ANTIGENE – E HA SVILUPPATO UNA RISPOSTA IMMUNITARIA CHE NON SAREBBE STATA CAPACE DI FAR

REGREDIRE IL PRIMO TUMORE INDOTTO, MA CHE DANDO IL TEMPO ALL’ANIMALE DI POTER SVILUPPARE

UNA RISPOSTA SECONDARIA (più forte della primaria) É CAPACE DI FAR RIGETTARE IL TRAPIANTO. SI TRATTA

DI UNA RISPOSTA IMMUNITARIA CON MEMORIA IMMUNOLOGICA.

• Se le cellule tumorali vengono trapiantate IN UN ALTRO TOPO SINGENICO CHE NON HA MAI VISTO IL

TUMORE, IL TUMORE SI ACCRESCE, PERCHE’ L’ANIMALE NON ESSENDO STATO IMMUNIZZATO NON É IN

GRADO DI RISPONDERE O RISPONDE MA NON É IN GRADO DI RIGETTARE IL TUMORE.

• Prendendo linfociti TCD8 del primo animale immunizzato e trasferendoli in un topo naïve, che non ha mai

visto il tumore per poi trasferirvi i l tumore, L’ANIMALE RISULTA RESISTENTE, quindi si osserva che la

MEMORIA IMMUNOLOGICA É TRASFERIBILE TRAMITE CELLULE (non anticorpi).

Da questi esperimenti si deduce che: ESISTE UNA RISPOSTA IMMUNITARIA AI TUMORI, VERSO I NEOANTIGENI, E CHE

QUESTA SI BASA FORTEMENTE SUI LINFOCITI T CD8.

• Inoltre se su un topo SINGENICO (=geneticamente identi co a quello dell’esperimento precedente) si induce

mediante lo stesso carcinogeno chimico un altro tumore, trapiantando le cellule di questo secondo tumore al

topo guarito dal primo trapianto, con un’altissima probabilità l’animale non è più resistente e n on è più in

grado di rigettare i l tumore.

• Ciò indica che: OGNI TUMORE INDOTTO DA CARCINOGENI CHIMICI PRESENTA DEGLI ANTIGENI TUMORE

SPECIFICI CHE SONO INDIVIDUALI E NON CONDIVISI NEANCHE DA ALTRI TUMORI INDOTTI DALLO STESSO

CARCINOGENO CHIMICO. Inoltre OGNI VOLTA CHE CI SI TROVA DI FRONTE AD UN TUMORE INDOTTO DA UN

AGENTE CHIMICO CI SI TROVA DI FRONTE A UN’ENTITA’ DIVERSA DA UN PUNTO DI VISTA ANTIGENICO.

• Diverso è i l discorso se i l tumore è indotto da un virus: QUALSI ASI TUMORE INDOTTO DA UN VIRUS É

ANTIGENICAMENTE IDENTICO A QUALSIASI ALTRO TUMORE INDOTTO DALLO STESSO VIRUS; UN VIRUS

INDUCE TUMORI CHE CONDIVIDONO LE CARATTERISTICHE ANTIGENICHE. Infatti nei tumori indotti da virus gli

antigeni più forti immunologicamente, quelli che hanno permesso di fare anche i vaccini anti -HPV, sono le

proteine virali, che sono uguali in tutti i tumori indotti dal virus.

Le due situazioni quindi sono:

1. TUMORI INDOTTI DA VIRUS, con proteine virali monogeniche stabili

2. TUMORI INDOTTI DA CARCINOGENI CHIMICI, con mutazioni puntiformi, per cui ogni tumore ha il proprio

assetto antigenico.

TEORIA DELLA SORVEGLIANZA IMMUNOLOGICA (BURNET, 1970):

“quando una cellula aberrante-tumorale- con un potenziale proliferativo insorge nell’organismo, questa esprimerà

nuovi determinanti antigenici. Quando una quantità significativa di questi neo-antigeni sono presenti nell’organismo, il

sistema immunitario dell’ospite sarà in grado di generare una risposta immunogenica timo -dipendente, cioè mediata

da linfociti T, che alla fine eliminerà le cel lule aberranti con le stesse modalità con cui i l sistema immunitario distrugge

un trapianto”.

OVVERO OGNUNO È SOGGETTO A TRASFORMAZIONE NEOPLASTICA CON UN’ALTA FREQUENZA, MA LA MAGGIOR

PARTE DELLE VOLTE IL SISTEMA IMMUNITARIO VEDE LA CELLULA TUMORALE E LA DISTRUGGE.

A favore della teoria: la presenza di un infi ltrato linfo-monocitario fa presupporre che i l infociti presenti siano arrivati

perché richiamati da qualcosa: i NEOANTIGENI.

Contro la teoria: la maggior parte dei tumori spontanei nell’uomo sembrano non essere immunogenici e sembrano

non esprimere antigeni associati alla trasformazione neoplastica; inoltre i topi nudi, che mancano del timo e della

risposta l infocitaria e individui immunologicamente immunocompromessi, non hanno un’incidenza de i tumori del

100%.

In realtà è vero che topi nudi e immunodepressi sviluppano più tumori, ma sono tutti tumori di origine virale (ES. EBV).

Quindi IL SISTEMA IMMUNITARIO SVOLGE UN RUOLO NELL’ELIMINAZIONE DEI TUMORI, MA SOLO IN QUELLI INDOTTI

DA VIRUS, IN CUI L’ANTIGENE TUMORALE È UNA PROTEINA VIRALE. INVECE NEI TUMORI SPONTANEI O IN QUELLI

INDOTTI DAI CARCINOGENI CHIMICI GLI ANTIGENI, SE CI SONO, SONO POCO IMMUNOGENICI.

Viene poi dimostrata l’esistenza di ANTIGENI TUMORALI anche nell’uomo e quindi si arriva a questa conclusione:

NELL’UOMO I TUMORI SONO ANTIGENICI MA NON NECCESSARIAMNTE IMMUNOGENI.

Gli antigeni tumorali la risposta immunitaria dell’ospite, in gran parte dei casi, NON è EFFICACE. Si partì quindi con la

sperimentazione della vaccinoterapia (NB: i primi pazienti a cui vennero sperimentati, e in generale i primi a cui viene

somministrato un farmaco sperimentale, sono in stato pressoché terminale).

DIMOSTRAZIONE DELL’ESISTENZA DI ANTIGENI CARATTERISTICI DELLE TRASFORMAZIONI NEOPLASTICHE (Istituto di

Bruxelles-melanoma)

1. Eseguire biopsia melanoma

2. Prelevare cellule del sangue del paziente

3. Stimolare i l infociti del paziente con le proprie cellule tumorali un numero indefinito di volte fino a che, da

una di queste colture, non fossero emersi dei c loni di l infociti T capaci, in presenza delle cellule tumorali

proprie, di uccidere il tumore.

4. Questi l infociti T attivi vengono sottoposti a test di screening volti a dimostrare che sulle cellule del

melanoma erano espressi dei nuovi antigeni che, in vitro, venivano riconosciuti da determinati cloni di

l infociti T.

ANTIGENI TUMORALI

• ANTIGENI IDENTIFICATI TRAMITE ANTICORPI:

antigeni presenti sulla superficie della cellula tumorale

senza una componente intracellulare. Questa categoria

è stata considerata PREVALENTE a fini diagnostici,

mentre non le si dava significato a scopi terapeutici in

quanto non si era convinti che la risposta immunitaria

dei tumori fosse solo citotossica (parte dx

dell’immagine)

• ANTIGENI IDENTIFICATI MEDIANTE LINFOCITI T: (parte

sx dell’immagine) sono dei peptidi derivati dalla

processazione di proteine che, in seguito all’interazione

con la molecola HLA, vanno a costruire l’antigene vero e

proprio.

Altra distinzione tra antigeni:

• ANTIGENI TUMORE-SPECIFICI: sono gli antigeni che ciascun carcinogeno chimico induce nel tumore che

genera. Sono così specifici da essere quasi individuali per ciascun tumore e presenti solo nel tumore e non

nella controparte normale o in cellule di altri tessuti.

• ANTIGENI TUMORE-ASSOCIATI: molecole che possono essere espresse anche sulla controparte normale, ma

che in corso di trasformazione neoplastica vengono, ad esempio, espresse di più o di meno. Non sono

esclusivi della cellula tumorale.

Durante la terapia: nel primo caso si è sicuri che un’eventuale ri sposta immunitaria si concentrerebbe solo sulle cellule

tumorali, mentre nel secondo caso l’eventuale risposta immunitaria colpirebbe anche la controparte normale.

MECCANISMI ALL’ORIGINE DELLA COMPARSA DI ANTIGENI TUMORALI

1. MECCANISMI PUNTIFORMI: insorgono in peptidi self, autologhi della cellula che va incontro a trasformazione

neoplastica e creano nuovi epitopi riconoscibili dalle cellule T. Questi sono antigeni tumore specifici e sono

molto util izzati nell’immunoterapia anche se possono comparire e scomparire nel corso dell’evoluzione del

tumore.

2. RIATTIVAZIONE DI GENI SILENTI: è i l caso dell’Alfa -feto proteina (AFP) ovvero l’albumina fetale. In alcuni

tumori un gene che era stato spento viene riattivato e l’AFP riespressa; per questo viene util izzata in

diagnostica come marcatore tumorale (un altro marcatore che ha la s tessa origine è i l CEA,

Carcinoembryonic antigen). La riattivazione di geni della l inea germinale normalmente assenti in cellule

differenziate induce la presentazione di neoantigeni al sistema immunitario maturo.

3. OVERESPRESSIONE PROTEINE NORMALI SELF: la sovraespressione di proteine normali “SELF” da parte di una

cellula tumorale modifica la densità della presentazione del peptide, permettendo il riconoscimento da parte

delle cellule T. Costituisce un esempio di antigene tumore-associato. È i l caso della tirosina, AA che entra

nella via di produzione della melanina ed è espressa nei melanociti normali. Nei melanomi la melanina è

molto più espressa e tutto ciò che entra nella cascata di produzione della melanina può essere è più espresso

nelle cellule tumorali rispetto a quelle normali.

4. PROTEINE VIRALI:

Antigeni util izzati a scopo diagnostico come marker tumorali:

• Alfa-feto proteina (AFP)

• Carcinoembryonic antigen (CEA)

• Common acute lymphoblastic leukemia antigen (CALLA o CD10)

• Prostate specific antigen (PSA); associato anche ad infiammazione prostatica

• Mucin CA 125 (glycoprotein molecole on both normal ephitelium and carcinomas)

Questi marcatori SONO UN AIUTO, MA DI FRONTE AD UN’AUMENTATA ESPRESSIONE NON PERMETTONO UNA

DIAGNOSI CERTA DI TUMORE perché si possono trovare anche in altre situazioni. Inoltre POSSONO ESSERE UTILIZZATI

ANCHE PER LA RICERCA DI METASTASI ALTRIMENTI INVISIBILI O PER VALUTARE LA RICOMPARSA DI TUMORI IN

SOGGETTI OPERATI CHIRURGICAMENTE.

MECCANISMI IMMUNITARI POTENZIALMENTE ATTIVI SUL TUMORE

Il tumore può essere riconosciuto dagli anticorpi, da l infociti T CD8, dalle cellule NK (i tumori spesso perdono

l ’espressione delle molecole MHC e diventano bersaglio delle NK).

Il l infocita T-citotossico da chi viene attivato? Esso infatti non si attiva autonomamente sulle cellule tumorali perché

queste NON ESPRIMONO le molecole di CO-STIMOLO. Il tumore non attiva i l sistema innato quando si genera perché

non esprime come i patogeni “segnali di pericolo”. Comincia ad inviare segnali solo quando crescendo va a

comprimere i tessuti vicini e crea un danno.

Per una risposta efficace occorre che vi sia una cellula dendritica in grado di dare costimoli e che su di essa un

LINFOCITA T CD4+ veda l’antigene, si attivi e aiuti i l l infocita T-CD8+ che, in associazione all’MHC di classe I

contemporaneamente riconosce un’altra regione della cellula tumorale stessa.

Un’altra possibil ità è che la cellula dendritica presentante l’antigene, internalizzi gli antigeni tumorali della cellula

morente, l i presenti ai CD4+ che aiutano i CD8+ a vedere la cellula tumorale. Studiando inoltre i l microambiente

tumorale si è scoperto che tutte le cellule immunitarie che formano il microambiente tumorale sono principalmente

orientate in senso soppressorio. Come? I macrofagi si dividono in:

1. MACROFAGI INFIAMMATORI DI TIPO I: “mangiano” i patogeni

2. MACROFAGI DI TIPO II: macrofagi che, in seguito alla risposta infiammatoria, arrivano per pochi secondi e

HANNO UNA FUNZIONE DI RIPARO, SPENGONO TUTTA L’ATTIVAZIONE CELLULARE E RILASCIANO CITOCHINE

CHE, AVENDO FUNZIONI RIPARATORIE, VENGONO UTILIZZATE DALLE CELLULE TUMORALI PER LA PROPRIA

CRESCITA, ad esempio permettendo la vascolarizzazione.

Lo stesso vale per le cellule dendritiche e i l infociti T (spesso quelli che infi ltrano il tumore sono del tipo T-regolari che

con le citochine che producono o le molecole di membrana che espongono (es IL-10) soppressoria) servono a tenere

l ’ambiente immunitario orientato verso l’immunosoppressione.

TEORIA DELL’IMMUNOEDITING: (teoria dell’immunosorveglianza modificata). Dopo la comparsa di una cellula

tumorale si ha inizialmente la fase dell’eliminazione, con la distruzione delle cellule che si sono venute a creare.

Alcune cellule tumorali però, possono rimanere in un equilibrio costante con i meccanismi del sistema immunitario

che le controlla per un tempo indefinito. Durante questa crescita la cellula tumorale acquisisce stabilità, nuove

proprietà e inizia ad esprimere nuovi antigeni. Il sistema immunitario vede i nuovi antigeni e cerca di distruggere la

cellula tumorale, ma i cloni più immunogenici vengono eliminati, gli altri rimangono. Si stabilisce una sorta di

“selezione darwiniana”. Il controllo del sistema immunitario contribuisce a dare forma al tumore. Ad un certo punto i

cloni meno immunogenici eludono il controllo della risposta immunitaria e a quel punto il tumore cresce e non è più

controllabile.

Il sistema immunitario contribuisce a rieditare i l tumore che si accresce grazie a due forze:

1. L’instabilità genica

2. Il riconoscimento del sistema immunitario

I MMUNOTERAPI A DEI TUMORI

1. IMMUNOTERAPIA ATTIVA: l’obiettivo è quello di stimolare la risposta immunitaria dell’ospite contro il

proprio tumore (VACCINAZIONI)

2. IMMUNOTERAPIA PASSIVA: si generano meccanismi effettori all’esterno del paziente (fuori dall’ambiente

immunodepresso) per poi inserirl i una volta generato l’attivazione. Questi meccanismi effettori possono

essere anticorpi monoclonali e cellule.

FINE ZANOVELLO

REAZIONI DI I I TIPO

Durante le reazioni di II tipo avviene lo stesso processo che avviene durante un’infezione, ovvero il microbo attiva i l

complemento, i l quale andrà a depositarsi su di esso e verrà innescata una risposta anticorpale. Inoltre la presenz a

sulla superficie dei fagociti di recettori per le cellule Fc delle IgG e per C3B e C4B, ovvero i recettori CR1, CR2, CR3,

CR4, fa sì che il microbo vada incontro al fenomeno dell’immunoaderenza. La cellula grazie a questo segnale si attiva

mettendo in moto il BURST (SCOPPIO) OSSIDATIVO, ovvero l’estroflessione di un prolungamento citoplasmatico

accompagnata dal riarrangiamento del citoscheletro fondamentali per la fagocitosi del microbo. La differenza è che in

questo tipo di reazioni l ’antigene non si trova sulla superficie di una cellula self o non-self circolante (trapianto-

trasfusioni).

L’antigene evoca una risposta immunitaria con conseguente produzione di AUTO.ANTICORPI e l’attivazione del

COMPLEMENTO. Poiché l’antigene si trova espresso su una cellul a grande come un macrofago o su una membrana

basale si ha i l fenomeno della: FAGOCITOSI FRUSTATA: che consiste nel tentativo di distruggere la cellula l iberando

tutto i l carico enzimatico della cellula immunitaria attivata.

ATTIVAZIONE CELLULA IMMUNITARIA:

1. -legame di Ig al frammento per Fc

-legame di C3B/C4B ai recettoriinduzione BURST ossidativo

2. Nei macrofagi viene innescata la produzione di radicali l iberi dell’ossigeno e NO

3. Si ha l’attivazione vera e propria: la fosfolipasi A2 sfrutta l’acido arachidonico della membrana per sintetizzare

prostaglandine e leucotrieni

NB: BURST OSSIDATIVO la cellula consuma ingenti quantità di O2 per far fronte ad una maggiore richiesta di ATP e

glucosio.

La sommatoria degli eventi sopraelencati ha un effetto citotossico nei confronti del bersaglio. Le cellule dell’organismo

sono protette però da un sistema di difesa dato da DAF, CR1, CR2 e MRF, ma se l’attacco è mirato non è sufficiente.

La citotossicità, tramite anticorpi, è mediata dal complemento e da cellule -

ADCC (Antibody Dependent Cellular Citotoxicity). L’anticorpo realizza un

ponte tra l’antigene e la cellula effettrice, in modo che l’attacco dei

mediatori contenuti nella cellula citotossica possa essere scaricato

direttamente sulla cellula del sangue.

Oltre a mediatori citotossici vengono prodotte anche anafilotossine: che

attivano i mediatori per richiamare le cellule immunitarie circolanti nel

torrente sanguigno; leucotrieni, INF-gamma, IL-1, IL-6.

MODELLI ANIMALI: in essi è virtualmente possibile innescare una risposta contro tutti gli antigeni

1. GLOMULONEFRITE DI MASUGI: si inoculano anticorpi preformati, rivolti verso la membrana basale del rene di

coniglio, in un altro animale provocando danno tissutale.

2. NEFRITE DI HEYMANN: un coniglio immunizzato con le proteine dell’orbetto a spazzola del glomerulo renale

come antigene, sviluppa una risposta anticorpale contro queste stesse proteine.

3. NEFRITE DI STABLAY: l’animale immunizzato con proteine della membrana basale gl omerulare sviluppa

anticorpi contro di esse che attivano il complemento.

SI STEMA AB0

Il sistema AB0 e i l sistema Rh provvedono alla CODIFICA di antigeni espressi sulle cellule malate e sono entrambi

coinvolti nelle reazioni di II tipo citotossiche verso a ntigeni self e non-self, come quelle che possono avvenire in

seguito ad una trasfusione di sangue.

• SISTEMA AB0: è caratterizzato da UN SOLO LOCUS GENICO che comprende tre possibili antigeni, ovvero A, B

e 0 (nessun antigene).

• SISTEMA RHESIUS: presenta tre LOCI GENICI diversi i cui antigeni possono essere DOMINANTI o RECESSIVI.

L’antigene maggiore è l’Rh che può essere + o -, gli altri sono il C e l’E.

Nel locus ABO, per antigene 0 si intende la sostanza M, uno scheletro polisaccaridico formato da N-

acetilglucosammina, galattosio e fucosio.

Per la formazione di gruppi sanguigni diversi da 0 possono essere presenti alleli genici, co-dominanti che esprimono o il gene A o i l gene B:

- Chi possiede l’allele per i l gene A: ha lo scheletro comune a tutti di sostanza H con l’aggiunta terminale di

un’N-acetilglucosammina; - Chi possiede l’allele per i l gene B: aggiunge allo scheletro un galattosio.

• GRUPPO SANGUIGNO 0: ha geni 00 che codificano solo per la sostanza H

• GRUPPO SANGUIGNO A: può essere AA o A0

• GRUPPO SANGUIGNO B: può essere BB o B0

• GRUPPO SANGUIGO AB: può avere solo AB

ANTICORPI:

• Gruppo A: possiede anticorpi ANTI-B • Gruppo B: possiede anticorpi ANTI-A

• Gruppo AB: non ha anticorpi preformati

• Gruppo 0: presenta entrambi gli anticorpi

FORMAZIONE ANTICORPI ANTI-A e ANTI-B Alla nascita si hanno antigeni simili nel tubo gastroenterico, ma non anticorpi, vi è solo i l gruppo specifico nel genoma. Con la prima alimentazione antigeni simili ad A o B prodotti dai batteri del tubo gastroenterico. Al termine della

colonizzazione batterica del tubo enterico l’organismo non risponde più a quegli antigeni perché li considera SELF mentre risponde alle IgM, ovvero iso-emo-agglutinine (agglutinano il sangue) ideali perché:

1. L’antigene è polisaccaridico e non può essere presentato dalle APC, né può produrre switch isotipico e la cooperazione.

2. Se fossero IgG attraverserebbero la placenta provocando danni al feto. COMPATIBILITA’ NELLE TRASFUSIONI A può ricevere da A, 0 ma non da B o AB

B può ricevere da B, 0 ma non da A o da AB 0 può ricevere solo da 0, DONATORE UNIVERSALE AB RICEVENTE UNIVERSALE

SEGNI CLINICI DELLA REAZIONE TRASFUSIONALE • BRIVIDI e FEBBRE dovuti ai mediatori ri lasciati dalla reazione di l isi dei RBG e dal movimento delle cellule

immunitarie in queste circostanze. • DOLORE LOMBARE: perché l’emoglobina dalla l isi di RBG finisce per intasare i l fi ltro renale

• NAUSEA e VOMITO

PATOGENESI DELL’INCOMPATIBILITA’ AB0: Si forma un COMPLESSO tra i l globulo rosso A di un individuo e l’anticorpo anti -A del donatore che attiva i l complemento e quindi viene liberata emoglobina. Questa ottura i l rene provocando insufficienza renale, inoltre l ’attivazione del complemento attiva anche mediatori come C3a e C5a che attivano mastoc iti e basofil i i quali l iberano

mediatori che comportano vasodi latazione e quindi ipotensione che va ad aggravare l’insufficienza renale. Il complemento poi attiva i l sistema della coagulazione e si verifica quindi la COAGULAZIONE INTRAVASALE DIFFUSA (DIC) che può accendersi anche in caso di sepsi generalizzate in cui i l complemento è molto attivato. La fimbrina

depositata nelle arteriole e nei capillari a causa della coagulazione peggiorerà l’insufficienza renale e i l paziente potrà presentare emorragie importanti che favoriscono l’ipotensione.

REAZIONE DA TRAPIANTO: Esempio: trapianto renale in paziente 0+ da donatore A+. Anticorpi IgM anti -A presenti nel siero si attaccano a tutto l ’endotelio del rene (TUTTE LE CELLULE ESPRIMONO ANTIGENI AB0, non solo i globuli rossi) e si accende la reazione

infiammatoria: reazione complemento, distruzione dell’endotelio, attivazione della coagulazione. Le cellule del rene vanno incontro nel giro di poche ore ad un “infarcimento emorragico” e l’organo risulterà essere un enorme coagulo. NB: se un paziente A riceve una trasfusione da un soggetto B, i globuli rossi del ricevente. Questo non è molto importante perché viene immessa una piccola quantità di sangue che si disperde nell’organismo e ad oggi i globuli

rossi vengono precedentemente purificati. ERITROBLASTOSI FETALE: Il neonato affetto è itterico e anemico; presenta fegato e milza ingrossati; riporta delle petecchie e può avere danni

cerebrali anche permanenti. Questa patologia caratterizza i BAMBINI Rh+ nati da MADRI Rh-. Un individuo 0+Rh+ esprime sui globuli rossi l ’antigene H e l’antigene D, mentre un individuo 0+Rh- non presenta l’antigene D.

Nell’ultimo periodo della prima gravidanza il feto Rh+ fa fuoriuscire alcuni suoi globuli rossi nel circolo della madre Rh- ; la madre vede l’antigene per la prima volta e si immunizza. IMMUNIZZAZIONE PRIMARIA: produzione anticorpi anti Rh prima IgM e poi IgG, non è così sensibilizzata da fare danni

tramite le IgG perché gli antigeni Rh non sono oligosaccaridi come quelli AB0, ma sono GLICOPROTEINE e i l primo feto nascerà perfettamente normale. Seconda gravidanza: gli anticorpi nel siero della madre sono IgG, non più IgM, possono quindi passare la placenta arrivando nel circolo del feto dove provocano la l isi dei globuli rossi.

Ad ogni gravidanza la situazione peggiora perché la madre continua a ricevere globuli rossi dal feto e si sensibilizza sempre di più all’Rh fino a provocare nel feto un’EMOLISI A LIVELLO SPLENDIDO ED EPATICO. Il problema che porta a questa condizione è che gli anticorpi anti -Rh sono IgG, ma, l’antigene Rh essendo molto raro, le IgG non riescono a

fare cross-linking di due molecole vicine e non possono attivare i l complemento per cui i globuli rossi vengono opsonizzati, captati a l ivello del sistema reticolo l infocitario della milza e del fegato e vengono distrutti. Questa l isi intraparenchimale porta a splenomegalia e ad epatomegalia. Ci si accorse poi che la patologia è PIU’ GRAVE SE OLTRE ALL’OPPOSIZIONE TRA Rh POSITIVO E NEGATIVO MADRE E

FETO AVEVANO GRUPPO AB0 UGUALE. Infatti SE MADRE E FETO HANNO GRUPPO SANGUIGNO DIVERSO, QUANDO NEL CORSO DELL’ULTIMO SEMESTRE DI GRAVIDANZA GLI ANTIGENI FETALI PASSNO NEL CIRCOLO MATERNO, VENGONO DISTRUTTI PRIMA DI SENSIBILIZZARLA PER L’Rh. SOLUZIONE: se si dà alla madre nel periodo pre/peri -partuale degli anticorpi anti -D si distruggono gli RBG che passano

dal circolo fetale e la madre non si sensibilizzerà. DIFFERENZE TRA INCOMPATIBILITA’ AB0 E Rh:

• Incompatibil ità AB0: vengono prodotte IgE preformati che causano un’attivazione del complemento con lisi

trasversale dei globuli rossi. • Incompatibil ità Rh: prodotti IgG non preformati, non si ha attivazione del complemento, ma s i ha emocateresi

intraparenchimale epatica e splenica.

Esempio: trasfusione da donatore B+ Rh+ a:

1. B+Rh-: non è possibile perché vi sarebbe una sensibilizzazione contro Rh nel ricevente 2. 0+Rh+: non è possibile perché il gruppo 0 contiene anticorpi anti -A e anti-B 3. AB Rh-: uguale al caso 1 4. AB Rh+: possibile

5. A+ Rh*: non possibile REAZIONI DI II TIPO VERSO ANTIGENE SELF E MALATTIE

• ANEMIE EMOLITICHEERITROCITA

• LEUCOPENIEANTIGENE ESPRESSO DA LEUCOCITI

• PIASTRINOPENIEPIASTRINE, identificabile da petecchie cutanee

• MIASTENIA GRAVISRECETTORE ACETILCOLINA • SINDROME DI GOODPASTEURCOMPONENTI MEMBRANA BASALE DEL RENE E DEL POLMONE

• DIABETE DI TIPO ITIREOGLOBULINA E ANTIGENI TIROIDEI

L’azione dell’anticorpo può essere diretta anche contro un farmaco che ha aderito alla membrana come la PORPORA

DA SEDORMID (farmaco che aderisce alle piastrine).

TEST DI COOMBS: Si basa sul fenomeno di agglutinazione tramite l’aggiunta di anti -anticorpi in un campione di eritrociti, SI PUO’ OSSERVARE SE ESSI SONO RICOPERTI DI ANTICORPI A LORO VOLTA O MENO. SE NON LO SONO SI HA DEPOSITO DI GLOBULI ROSSI SUL FONDO, SE INVECE LO SONO SI ASSISTE A EMOAGGLUTINAZIONE.

QUESTO TEST PERMETTE DI SAPERE SE NEL PAZIENTE CI SONO GIA’ DEGLI ANTICORPI SPECIFICI. PUO’ ESSERE: • DIRETTO: si esegue in vivo e permette di capire se ci sono già anticorpi in circolo nel sangue del paziente

• INDIRETTO: si util izzano anticorpi “normali” e si aggiunge prima il siero del paziente e poi quello anti -

immunoglobuline. Se gli eritrociti agglutinano sono presenti anticorpi specifici. TEST DIRETTI/INDIRETTI A IMMUNOFLUORESCENZA

• IMMUNOFLUORESCENZA DIRETTA: si preleva il tessuto dal paziente (biopsia) e dopo l’aggiunta di

immunoglobuline fluorescinate contro anticorpi umani si osserva se in quel tessuto ci sono anticorpi (sintomo di malattia autoimmune). In questo modo si ha l’identificazione diretta sulla specifica cellula/tes suto.

• IMMUNOFLUORESCENZA INDIRETTA: ricerca di anticorpi nel siero tramite applicazione del siero del paziente

su tessuto normale e quindi aggiunta di anti -immunoglobuline. L’antisiero fluorescinato riconosce solo

eventuali anticorpi del paziente diretti contro quel tessuto. Si ha quindi l ’identificazione di anticorpi nel siero del paziente a seguito di incubazione con tessuti standard.

REAZI ONI DI I I TI PO (I MMUNOCOMPLESSI )

Quando l’antigene NON È ELIMINABILE, È PRESENTE IN CIRCOLO E VA A DEPOSITARSI SOTTOFORMA DI

IMMUNOCOMPLESSI IN DETERMINATI DISTRETTI. Presentano diverse cause:

-ANTIGENI MICROBICI: la causa è un’infezione persistente che il sistema immunitario (malattie croniche) non riesce ad eliminarle. -ANTIGENI AUTOLOGHI: diffusi in tutto l’organismo e che il sistema immunitario non riesce ad eliminare

-REAZIONI DA IMMUNOCOMPLESSI A LIVELLO DISTRETTUALE: avvengono ad esempio quando un antigene penetra in un compartimento chiuso come l’albero respiratorio provocando malattie polmonari dette: ALVEO LITI ALLERGICHE ESTRINSECHE

Gli immunocomplessi vanno a depositarsi sempre negli stessi posti indipendentemente dalla causa: 1. Vasi 2. Rene 3. Cute

MODELLI ANIMALI: • TOPI NZB/NZW: modelli artificiali rispetto al manto che hanno permesso che gli ormoni sessuali sono

importanti nella progressione di una malattia come il LUPUS ERITEMATOSO. Infatti i l sesso femminile è i l

prediletto e vi è un rapporto di malati tra maschi e femmine di 1M:10F. • CONIGLIO: ha permesso la scoperta delle malattie da siero del coniglio. Se si inocula a forte dose di siero

eterologo si innesca un processo a tre fasi: inizialmente ci sono solo antigeni l iberi, poi l ’animale inizia a produrre anticorpi e si formano immunocomplessi (momento di equilibrio di maggiore sofferenza per l ’animale-nefrite, artrite), infine l’antigene si esaurisce lasciando solo anticorpi.

MECCANISMI DI LESIONE: Gli immunocomplessi, che si formano con antigeni circolanti di qualsiasi natura e anticorpi relativi, vengono spinti contro le pareti del vaso, questo richiama reazioni di II tipo, ovvero cellule infiammatorie dotate di recettori per Fc e

C3b. Anche queste cellule vengono schiacciate contro la parete e danno vita al fenomeno di fagocitosi frustrata, l iberano enzimi danneggiando le cellule a cui sono adese (endotel io) e producono leucotrieni, prostaglandine, PAF (Platelet-Activating Factor) che attivano le piastrine formando microtrombi che contribuiscono a danneggiare i l sito.

In altre parole quindi vi è la produzione di anticorpi che legandosi agli antigeni forman o immunocomplessi, i quali attivano il complemento con successiva l iberazione da parte dei basofil i, attivati dalle anafilotossine, di mediatori, amine vasoattive e PAF. Le amine vasoattive provocano DIASTASI delle cellule endoteliali, ovvero aumentano la permeabilità.

Meccanismo: la cellula infiammatoria riconosce il frammento Fc delle Ig, riconosce il C3b legato all’immunocomplesso e quindi ri lascia enzimi che erodono la parete vasale.

TI PI DI REAZI ONE DA I MMUNOCOMPLESSI

Si dividono in: 1. GENERALI: coinvolgono i GLOMERULI RENALI (GLOMERULONEFRITE), LE ARTICOLAZIONI (ARTRITE), LA

VASCOLARIZZAZIONE (VASCULITE) E LA STRUTTURA CUTANEA (IDROCICLITE E PROBLEMI NEUROLOGICI) 2. LOCALI: FENOMENO DI ARTHUS E ALVEOLITI ALLERGICHE ESTRINSECHE

GLI IMMUNOCOMPLESSI LA CLEARANCE DEGLI IMMUNOCOMPLESSI, ovvero la capacità della via classica di impedire la formazione di

immunocomplessi di grandi dimensioni e la capacità della via alternativa di aumentare la solubilità, dipende da: 1. FUNZIOMALITA’ DEL SISTEMA RETICOLO ISTIOCITARIO: i l valore della concentrazione nel circolo generale

infatti è diverso da quello delle vene perché vengono trattenuti dalle cellule di Kupffer del reticolo istiocitario, veicolati l ì dai globuli rossi.

2. LE DIMENSIONI: esse sono correlate alla classe di IgG che li compongono; se sono complessi che contengono

IgM saranno più grandi rispetto a quelli che contengono Ig, a parità di antigene. MEGLIO IMMUNOCOMPLESSI ATTIVANO IL COMPLEMENTO E PIU’ SONO GROSSI, MENO SONO PERICOLOSI, IN QUANTO VENGONO BEN AGGANCIATI AL GLOBULO ROSSO, TRASPORTATI FUORI DAL FEGATO E VENGONO

FAGOCITATI DAI FAGOCITI. Il complemento inoltre è molto importante in quanto soggetti con deficit di C2e C4 (genetico) della via complementare classica sviluppano malattie da immunocomplessi perché non vengono rimossi bene. Anche il sistema RETICOLO ENDOTELIALE È IMPORTANTE, se vi sono molti immunocomplessi in circolo questo

si satura e persistono. I più pericolosi sono quelli di dimensioni MEDIE in quanto i complessi piccoli vengono pinocitati facilmente e quelli grossi sono molto visibili e attivano il complemento.

3. COMPOSIZIONE CHIMICA IMMUNOCOMPLESSI

4. RAPPORTO TRA ANTIGENE E ANTICORPO: i più pericolosi sono quelli che si formano all’EQUIVALENZA MOLARE TRA ANTIGENE E ANTICORPO, in quanto il lattice che si forma tra antigene e anticorpo ha una conformazione diversa a seconda che l’antigene sia in eccesso o in difetto.

NB: GLI ICC SI DEPOSITANO LADDOVE LIQUIDI BIOLOGICI VENGONO FILTRATI AD ALTA PRESSIONE PER PRODURRE ALTRI LIQUIDI BIOLOGICI

1. RENI: sangueURINA

2. ARTICOLAZIONI: plasma capsula articolarel iquido sinoviale 3. PLESSO CILIARE: plasma umore acqueo 4. PLESSO CAROTIDEO: plasmal iquor

REAZIONI DA ICC A LIVELLO LOCALE

1. FENOMENO DI ARTHUS: nasce da un veterinario scozzese – Arthus – che inoculava in animali altre dosi di antigeni e aveva notato che certi dopo alcune ore sviluppavano n’infiltrazione e poi poteva comparire una

lesione tissutale.

LA FISIOPATOLOGIA DEL FENOMENO DI ARTHUS È LA STESSA DI UNA REAZIONE DI III TIPO GENERALE, SOLO CHE INVECE DI SVOLGERSI DENTRO AD UN VASO, SI SVILUPPA FUORI IN UNA ZONA LOCALIZZATA.

Inoculando l’antigene in una zona clinica (sottocute) esso raggiunge un certo equilibrio antigene-anticorpo (non noto), forma con gli anticorpi ICC patogeni che attivano il complemento e quindi la degranulazione dei mastociti e la chemiotassi dei neutrofil i . Il ri lascio di enzimi da parte delle cellule infiammatorie provoca fagocitosi frustata

che, questa volta, CORRODE IL CAPILLARE DALL’ESTERNO provocando LESIONI NECROTICHE EMORRAGICHE. In pratica i l tessuto sottocutaneo va in necrosi e viene riempito da stravasi ematici dei capillari dei tessuti che perdono la loro integrità e ri lasciano sangue.

2. ALVEOLITI ALLERGICHE ESTRINSECHE Sono causate dalla precipitazione di immunocomplessi non a l ivello vasale, ma in un compartimento chiuso come quello alveolare dell’albero respiratorio. L’antigene entra, trova nel fluido che bagna gli alveoli una

certa concentrazione di anticorpi a questo punto gli ICC si formano e precipitano provocando gli stessi fenomeni che avvengono nel vaso provocando, in questo caso, polmonite. In realtà queste sono alveoliti (infiammazioni degli alveoli), allergiche perché in realtà i sintomi mimano l’allergia (asma). Infine vengono dette estrinseche perché provengono dall’esterno. Non ci sono IgE ma IgG; infatti, se si preleva il siero dal

paziente e lo si analizza, si ricava l’arco di precipitazione delle precipitine, infatti gli anticorp i vengono definiti così perché precipitano come gli immunocomplessi nel polmone del paziente.

DOSARE GLI IMMUNOCOLPESSI

Si possono usare sfruttando la loro caratteristica di legare C1q: si fissa C1q ad un supporto insolubile, si fa reagire i l siero e se gli ICC sono presenti si legheranno solo quelli IgG e IgM. Nei pazienti con lupus e artrite reumatoide si nota che vi sono livell i più alti che nei soggetti normali anche se questo

non è sufficiente come diagnosi. Un altro metodo è la PRECIPITAZIONE CON POLIETILENGLICOLE (PEG), un polisaccaride complesso; si fa quindi precipitare i l siero di cui si vogliono trovare gli ICC con una certa concentrazione di PEG, si centrifuga e si sedimentano a questo punto le Ig coniugate ad un antigene mentre quelle l ibere rimangono in surnatante (non precipitano): questo

perché il PEG permette agli ICC di formare dei lattici che tendono a precipitare, quindi dopo aver lavato i sedimenti si può capire i l l ivello degli immunocomplessi misurando Ig.

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