Suport LP Imunologie 2014-2015

UMF ”Carol Davila” București Disciplina de Fiziopatologie și Imunologie Facultatea de Medicină Dentară Anul de studii: III

© 2014-‐2015 1

SUPORT PENTRU LUCRĂRILE PRACTICE

DE IMUNOLOGIE

CAPITOLUL 1. PROVOCĂRILE SISTEMULUI IMUNITAR Organismul uman trebuie să facă față prin intermediul sistemului imunitar unor

provocări majore permanente. Supraviețuirea este condiționată de răspunsul la aceste provocări, cele mai importante fiind:

• Relația cu microorganismele înconjurătoare • Interacțiunea cu alte molecule provenite din mediul extern sau intern • Apariția de celule anormale în țesuturile proprii

Relația cu microorganismele înconjurătoare

În decursul vieții, organismul uman poate veni în contact cu: • Virusuri (dimensiuni între 5 – 500 nm) • Bacterii (dimensiuni între 500 – 10 000 nm) • Fungi (dimensiuni între 2 – 20 000 µm) • Paraziți (dimensiuni între 1 mm – 20 m)

Între acestea și organism putem deosebi următoarele tipuri de relații posibile:

• Comensalism – microorganismele beneficiază de pe urma interacțiunii, fără a produce efecte negative sau pozitive asupra gazdei

• Simbioză – gazda și microorganismele beneficiază în urma interacțiunii • Oportunism – microorganismele sunt puţin virulente şi devin patogene

numai când apărarea organismului este deficitară


© 2014-‐2015 2

• Patogenitate – microorganismele au capacitatea să depășească barierele fizice ale gazdei și sistemele de apărare locale și pătrund în mediul intern, unde se multiplică și produc distrugeri tisulare.

În prezent este recunoscut rolul extrem de important al florei bacteriene care

colonizează tegumentele și mai ales mucoasele, în special cea digestivă. Tegumentele și mucoasele reprezintă principalele porți potențiale de intrare pentru agenții patogeni. Numărul de bacterii aflate la nivelul mucoaselor tubului digestiv este de aproximativ 1014, fiind de 10 ori mai mare decât numărul total al celulelor din organismul uman. Supraviețuirea nu ar fi posibilă timp îndelungat în absența acestor specii bacteriene, care au multiple roluri:

• Împiedică multiplicarea altor specii patogene • Contribuie la dezvoltarea arhitecturii locale intestinale • Stimulează permanent sistemul imunitar • Asigură gazdei unele micronutriente esențiale, cum ar fi anumite vitamine • Metabolizează componente alimentare nedigerabile

Una dintre cele mai importante provocări ale sistemului imunitar este aceea de a

recunoaște microorganismele cu potențial patogen, menținând în același timp o relație de echilibru cu flora bacteriană aflată la nivelul porților de intrare. Interacțiunea cu alte molecule provenite din mediul extern sau intern

În afara microorganismelor patogene, o serie de molecule mici (cu masă sub 900

Daltoni), peptide sau proteine pot produce leziuni tisulare sau pot întrerupe anumite căi de comunicare intercelulare sau intracelulare, cu consecințe ce pot merge până la deces:

• Toxine – sunt substanțe cu origine bacteriană, fungică, vegetală sau animală; majoritatea toxinelor are structură proteică

• Prioni – sunt proteine infecțioase, de origine endogenă sau exogenă, cu structură tridimensională anormală, care determină leziuni neuronale

• Diverse medicamente sau alte substanțe cu origine exogenă • Diverse proteine cu origine endogenă, generate în timpul anumitor

procese patologice

Apariția de celule anormale la nivelul țesuturilor


© 2014-‐2015 3

La nivelul diverselor țesuturi pot apărea următoarele tipuri de celule cu caracteristici deosebite față de cele tisulare normale: celule neoplazice și celule aduse prin transplant. Mecanisme nespecifice de recunoaștere antigenică

Una dintre cele mai importante provocări ale sistemului imunitar este reprezentată de rata de replicare a multor agenți infecțioși. Unele specii bacteriene își pot dubla numărul la fiecare 20 -‐ 30 de minute, ceea ce înseamnă generarea a 100 de trilioane de bacterii în prima zi de infecție. De asemenea, în unele infecții virale, fiecare celulă infectată poate genera câteva mii de virioni în decurs de câteva ore. În lipsa unui răspuns imunitar rapid decesul se poate produce în câteva zile.

Sistemul imunitar este format din componenta înnăscută (nespecifică) și componenta adaptativă (specifică). Sistemul imunitar adaptativ este foarte eficient în combaterea infecțiilor virale sau bacteriene, care se asociază de obicei cu o rată mare de replicare. În plus, sistemul imun adaptativ poate recunoaște orice structură antigenică cu care vine în contact. Din păcate, activarea sistemului imun specific are un timp semnificativ de latență, fiind necesare de obicei peste 10 zile pentru ca acest tip de răspuns să fie eficient. În acest interval, apărarea este asigurată de sistemul imun nespecific, care se bazează pe o serie de structuri, factori solubili și celule preformate.

O condiție esențială pentru eficiența sistemului imun nespecific în cazul infecțiilor în care agentul patogen are o rată de replicare mare este capacitatea de recunoaștere rapidă a acestuia. Sistemul de recunoaștere nespecifică se bazează pe existența pe membrana anumitor celule imunitare a unui grup de receptori cunoscuți sub acronimul PRRs (pattern recognition receptors). Acești receptori au o variabilitate limitată, putând recunoaște structuri moleculare înalt conservate, care intră în structura celor mai multe tipuri de agenți patogeni. Aceste structuri moleculare nu intră în alcătuirea celulelor sau țesuturilor umane și sunt cunoscute sub denumirea de PAMPs (pathogen associated molecular patterns).

Receptori din grupul PRRs pot recunoaște și molecule rezultate în urma proceselor de distrugere tisulară, cauzate de procese non-‐infecțioase. Aceste molecule au fost denumite DAMPs (damage associated molecular patterns). Astfel, activarea PRRs determină activarea sistemului imunitar, indiferent dacă leziunea inițială a fost cauzată de un agent patogen sau de un agent fizic sau chimic.

Cele mai importante caracteristici ale PRRs sunt: • recunosc molecule care intra în alcătuirea mai multor specii de agenți patogeni • se leagă de componente esențiale din structura microorganismelor, necesare

pentru supraviețuirea acestora


© 2014-‐2015 4

• nu recunosc structuri moleculare specifice mamiferelor Receptorii din grupul PRRs

Se clasifică astfel: • solubili: proteinele care intră în alcătuirea complementului, anticorpii naturali • membranari: receptorii Toll-‐like, receptorul manozei, receptorii formil peptid • intracitoplasmatici: receptorii NOD-‐like, receptorii RIG-‐like

Receptorii solubili PRRs

Sunt molecule cu structură proteică, care se găsesc în sânge și alte lichide biologice, care se atașează de PAMPs aflate pe suprafața agenților patogeni. Cele mai importante roluri ale acestora sunt:

• distrugerea membranelor bacteriene • recrutarea de leucocite în țesuturile infectate • opsonizare – marcarea Ag pentru distrugere sau eliminare ulterioară

PRRs transmembranari

Acești receptori se găsesc pe suprafața membranelor celulelor imunitare sau pe membranele anumitor vezicule intracitoplasmatice (endozomi sau fagolizozomi). După contactul cu antigenele, transmit semnale activatoare, având drept rezultat activarea unor programe defensive intracelulare. Receptorii intracitoplasmatici

La nivel intracitoplasmatic există două tipuri mari de receptori specializați în recunoașterea microorganismelor intracelulare:

• receptorii NOD-‐like (Nucleotide Oligomerisation Domain contain protein) • receptorii RIG-‐like (Retinoic acid Inducible gene)

CAPITOLUL 2. ORGANIZAREA SISTEMULUI IMUN

Imunologia este ştiinţa biomedicală ce studiază funcţia de apărare a organismului și bolile produse prin dereglarea sistemului imun:

• Alergia = răspunsul imun faţă de un alergen (ex: astmul bronșic) • Autoimunitatea = răspuns anti-‐self (ex: screloza multiplă) • Rejecţia grefei = răspunsul imun faţă de ţesutul transplantat • Imunodeficienţa = răspunsul imun deficitar (ex: SIDA)


© 2014-‐2015 5

Imunologia clinică urmărește: • Imunosupresia = tratamentul bolilor autoimune • Imunostimularea = intervenţii imunoterapeutice (ex: vaccinuri)

Sistemul imun asigură apărarea organismului faţă de:

• Agresorii externi de natură biologică: bacterii, virusuri, paraziţi, fungi, celule străine • Propriile molecule sau celule modificate, cum sunt celulele infectate şi celulele

neoplazice Celulele sistemului imun

Celulele sistemului imun sunt distribuite difuz în tot organismul: — La porţile de intrare: tegumente şi mucoase – bucală, respiratorie, digestivă,

genitală — În interstiţiul organelor interne: ficat, plămâni, rinichi — În sistemul circulator: sânge şi limfă — În cavităţile seroase: pleură, peritoneu, pericard — În sistemul nervos central Există structuri specializate, aflate în organele limfoide, care au roluri esențiale

pentru buna funcționare a sistemului imun. Organele limfoide sunt: — organe limfoide primare (centrale) -‐ în care se formează leucocitele şi se

maturează limfocitele: măduva hematogenă şi timusul; la adult, măduva hematogenă este sursa tuturor leucocitelor din organism

— organe limfoide secundare (periferice) -‐ organele care captează agenții patogeni şi unde există un mediu favorabil interacţiunii între aceștia și limfocite: ganglionii limfatici, splina, țesutul limfoid asociat mucoaselor – MALT (mucous associated lymphoid tissue), țesutul limfoid de la nivel cutanat – SALT (skin associated lymphoid tissue)

Principalele celulele efectoare ale sistemului înnăscut sunt polimorfonuclearele (în special cele neutrofile), macrofagele (MF) și celulele natural killer (NK). Macrofagele și polimorfonuclearele sunt celule fagocitare. Celulele NK au activitate împotriva celulelor proprii infectate viral și celulelor tumorale.

Limfocitele sunt celulele esențiale pentru sistemul adaptativ. Limfocitele recunosc specific antigenele pentru că au pe suprafaţă receptori cu

structuri complexe. Un limfocit prezintă pe membrană un anumit tip de receptor care


© 2014-‐2015 6

recunoaşte o singură structură antigenică. Nu există limfocite care să recunoască mai multe tipuri de antigene.

Organismul vine în contact în timpul vieţii cu un număr foarte mare de antigene diferite, de ordinul milioanelor, astfel că este necesară existența unui număr foarte mare de subpopulații limfocitare care să aibă pe suprafaţă o varietate la fel de mare de receptori. Practic, în organism există zeci de milioane de subpopulații limfocitare, care diferă prin structura receptorilor de recunoaştere a antigenelor.

O subpopulaţie de limfocite are pe suprafaţă acelaşi tip de receptor pentru antigen şi deci recunoaşte acelaşi antigen. Această subpopulaţie sau „familie” rezultă dintr-‐o singură celulă mamă şi se numeşte clonă de limfocite. O clonă de limfocite cuprinde un număr foarte mare de limfocite identice. Diferenţierea clonelor se face prin reorganizarea aleatorie a genelor care codifică structura proteică a receptorilor pentru antigen.

Astfel, răspunsul imun antigen specific este asigurat de: LB, LT și APC (antigen presenting cells), iar răspunsul imun antigen nespecific de: MF, neutrofile, NK.

Celulele APC se împart în: — profesioniste – a căror funcție principală este procesarea și prezentarea

antigenelor către LT helper: MF, celule dendritice și LB — ocazionale – care, în anumite condiții, sub influența unor citokine exprimă pe

suprafață MHC II: fibroblaste, celule gliale, celule β pancreatice, celule epiteliale timice și tiroidiene, celule endoteliale

Efectele sistemului imun

Efectele sistemului imun sunt pozitive, prin protecţie împotriva structurilor non-‐self și eliminarea selfului alterat. Efectele negative sunt date de disconfortul generat de sindromul inflamator și afectarea selfului (autoimunitatea).

Inflamaţia este o reacţie nespecifică de apărare a organismului, cu caracter local sau general, în funcţie de severitatea şi de întinderea leziunilor produse de factorii patogeni. Când factorul patogen are o intensitate mică sau moderată, reacţia inflamatorie este un proces local. Dacă el are intensitate mare şi produce leziuni tisulare importante, se activează mecanismele de apărare din întregul organism şi apare reacţia sistemică postagresivă (RSPA).


© 2014-‐2015 7

Tipuri de răspuns imun

IMUNITATEA NESPECIFICĂ ( ÎNNĂSCUTĂ)

IMUNITATEA SPECIFICĂ (DOBÂNDITĂ)

- Antigen independentă - Fără timp de latenţă - Nu este antigen specifică - Nu apare memoria imunologică

- Antigen dependentă - Cu timp de latenţă - Antigen specifică - Apare memoria imunologică

BARIERE FIZICE - Piele - Mucoasa intestinală - Mucoasa respiratorie

- Nu are

FACTORI SOLUBILI

- Secreţii proteice şi neproteice - Ig (Ac) CELULE

- Fagocite - Celule NK - Eozinofile

- LT - LB

Celulele fagocitare A. NEUTROFILELE

Neutrofilele provin din măduva hematogenă, din celula suşă comună pentru monocite şi granulocite GM-‐CFU. Din seria granulocitară se diferenţiază neutrofilele (peste 90%), eozinofilele şi bazofilele.

Neutrofilele trăiesc în sânge sub 24h, chiar dacă nu extravazează spre un focar inflamator. Aproximativ jumătate din ele se deplasează lent, rostogolindu-‐se pe endoteliul vascular.

Neutrofilele sunt celule polinucleare, cu un diametru de aproximativ 12 microni, cu o formă variabilă (datorită permanentei emiteri de pseudopode). Nucleul este multilobat și prezintă granulații citoplasmatice care conţin lizozim, NADPH oxidază, lactoferină. Neutrofilele se mai numesc polimorfonucleare neutrofile (PMN) datorită nucleului multilobat. Reprezintă 60 -‐ 70% din totalul leucocitelor din sângele periferic.

Neutrofilele sunt primele celule care ajung intr-‐un focar inflamator. Sunt celule cu rol foarte important în imunitatea innăscută (nespecifică).

Neutrofilele străbat endoteliul capilar (diapedeză) și se deplasează în țesuturi (chemotactism) pentru a ajunge la nivelul focarului imun. Au rol important mai ales împotriva bacteriilor cu habitat extracelular, pe care le fagocitează. Markerul membranar


© 2014-‐2015 8

specific pentru neutrofile este CD67. B. MACROFAGELE

Macrofagele (MF) provin din monocite, care se găsesc în sânge, în ţesuturi şi în cavităţile naturale ale organismului. Monocitele au originea în măduva hematogenă, dintr-‐un precursor comun cu PMN, sub influenţa M-‐CSF şi GM-‐CSF.

Monocitele aderă de endoteliu datorită unor molecule de adeziune de pe suprafaţă. Sub acţiunea unor citokine (IFN şi IL-‐2) cu rol inductor produse de limfocite, monocitele se diferențiază, transformându-‐se morfologic şi funcţional în MF rezidente şi apoi în MF activate. MF activate sunt capabile să îndeplinească funcţia de APC. MF tisulare au o durată de viaţă de câteva luni, până la câțiva ani.

MF sunt prezente difuz în organism, la nivelul ţesutului conjunctiv şi în apropierea membranei bazale a vaselor sangvine mici. Ele se află în număr mare în zonele unde există un aflux important de antigene: plămâni, ficat, splină şi ganglionii limfatici.

Markerul membranar caracteristic pentru MF este CD14.

Funcțiile principale ale macrofagelor sunt: — fagocitoza – mecanism important de apărare nespecifică; — procesarea și prezentarea antigenului – rol de APC în apărarea nespecifică; — secreția de citokine și de mediatori ai inflamației – influențează atât imunitatea

înnăscută, cât și pe cea adaptativă; — participă la procesele de reparație tisulară prin activarea fibroblaștilor;

MF participă la răspunsul imun datorită funcţiei lor de APC și asigură:

¨ Captarea Ag -‐ MF captează în special Ag corpusculate: bacterii, virusuri, paraziţi mici, fragmente de celule self devenite antigenice; captarea este un proces imunologic nespecific, adică se face la fel, indiferent de structura Ag.

¨ Fagocitoza Ag -‐ pseudopodele emise de MF se unesc înglobând Ag corpusculat într-‐o vacuolă numită fagozom.

¨ Prelucrarea Ag -‐ fagozomul se uneşte cu lizozomii din citoplasma MF; Ag nativ endocitat este fragmentat de enzimele din lizozomi; din fragmentele rezultate este ales fragmentul cel mai imunogen, care se numeşte epitop.

¨ Conservarea epitopilor -‐ în MF se conservă o cantitate mică din epitopi, care sunt eliberaţi progresiv în următoarele zile; conservarea are rol în întreţinerea răspunsului imun mai mult timp şi în generarea unui răspuns imun mai intens printr-‐o stimulare mai puternică şi prelungită a limfocitelor.


© 2014-‐2015 9

¨ Prezentarea epitopilor -‐ epitopul selectat este cuplat cu moleculele MHC II şi este expus pe membrana MF; prin expunerea cuplului MHC II-‐epitop se face prezentarea epitopului spre LTH.

Succesiunea de evenimente care determină răspunsul celulelor fagocitare în infecţii:

aderarea vasculară –˃ diapedeza –˃ chemotaxia –˃ activarea –˃ fagocitoza şi moartea celulară

CELULELE NK NK fac parte din grupul mai numeros al limfocitelor mari, numite şi non-‐B non-‐T. Limfocitele non-‐B non-‐T au morfologie de LGL (large granular lymphocytes). NK au mai multă citoplasmă decât limfocitele mici. NK au rol în imunitatea înnăscută sau nespecifică. Ele intervin în primele momente ale unei infecţii virale şi elimină o parte dintre celulele self infectate. În acest mod ele oferă organismului răgazul pentru proliferarea clonelor de LB şi LT Ag-‐specifice, care vor eradica infecţia. De asemenea, celulele NK recunosc şi distrug celulele tumorale. Recunoaştererea celulei ţintă este imunologic nespecifică.

Markerii membranari caracteristici pentru NK sunt CD56 şi CD16.

Recunoaşterea celulei ţintă de către NK NK recunosc celula ţintă nespecific, prin mai multe mecanisme:

— recunoaşterea nespecifică mediată prin IgG: NK prezintă pe suprafaţă receptori FcγR, prin care recunosc şi distrug celulele opsonizate cu IgG.

— recunoaşterea prin receptori de tip lectinic: pe suprafaţa celulelor infectate viral apar structuri glicoproteice cu greutate moleculară mare. Aceste structuri sunt recunoscute prin receptori cu structură lectinică de pe membrana NK.

— recunoaşterea directă prin NK-‐R: se presupune că pe suprafaţa NK se află receptori NK-‐R care recunosc o structură prezentă fiziologic pe membrana tuturor celulelor somatice din organism. La celulele sănătoase aceste structuri ţintă sunt mascate de moleculele MHC I. Probabil că la celulele infectate viral sau malignizate scade expresia membranară a MHC I şi se demască ligandul membranar pentru NK, care se ataşează de celule şi le distruge.

Distrugerea celulei ţintă prin citotoxicitate extracelulară


© 2014-‐2015 10

LTC şi NK realizează liza celulei ţintă prin mecanisme asemănătoare, prin eliberarea unor mediatori care produc leziuni ale membranei şi apoptoză. Mediatorii sunt conţinuţi în granulaţiile vizibile în LTC activate şi în NK. Cei mai importanţi mediatori citotoxici sunt: perforina, limfotoxina, granzimele şi TNF.

C. CELULELE DENDRITICE

Celulele dendritice sunt specializate în prezentarea antigenelor. Se caracterizează printr-‐o structură arborescentă, cu un corp celular cu puţină citoplasmă perinucleară şi numeroase prelungiri ramificate care pătrund printre celulele din jur. Aceste pseudopode au un aspect caracteristic care a făcut să fie comparate cu dendritele neuronilor. Datorită lungimii lor, pseudopodele celulelor dendritice permit supravegherea unor spaţii întinse de ţesut cu ajutorul unui număr relativ mic de celule.

Celulele dendritice au rol de APC pentru că pot să capteze şi să prezinte antigenele. HLA (MHC)

HLA = Human Leukocyte Antigen = antigene de histocompatibilitate = MHC = Major

Histocompatibility Complex = complexul major de histocompatibilitate

MHC este format din molecule solubile sau aflate pe diferite suprafețe celulare, cu

roluri importante în funcționarea normală a sistemului imun. Complexul major de histocompatibilitate este implicat în imunitatea adaptativă

(specifică) având un rol esențial în discriminarea între self și nonself. De asemenea, intervine și în imunitatea nespecifică. Complexul major de histocompatibilitate mai este cunoscut sub numele de sistemul HLA (human leukocyte antigen).

Există 2 clase principale: • Moleculele MHC I sunt glicoproteine aflate pe suprafața aproape tuturor

celulelor nucleate și a trombocitelor. Au rolul de a prezenta antigenele peptidice interne limfocitelor T citotoxice. Neuronii și spermatozoizii nu prezintă molecule MHC I pe membrane. Limfocitele au pe suprafață numeroase molecule ale complexului major de histocompatibilitate de tip I -‐ până la 105 receptori/celulă.

• Moleculele MHC II se găsesc pe suprafața celulelor prezentatoare de antigen


© 2014-‐2015 11

(în special macrofage, monocite, celule dendritice și limfocite B). Au rolul de a prezenta antigenele procesate de către aceste celule limfocitelor T helper. Numărul moleculelor MHC II aflate pe suprafața monocitelor și macrofagelor neactivate este redus. Stimularea antigenică determină creșterea semnificativă a expresiei acestor receptori pe membrană.

Funcțiile MHC I și MHC II

Moleculele MHC I și MHC II au un rol esențial în recunoașterea antigenului de către limfocitele T. Aceste limfocite sunt implicate în generarea atât a raspunsului imun umoral cât și a celui celular. Spre deosebire de limfocitele B, limfocitele T nu pot recunoaște decât acele antigene prezentate în combinații cu moleculele MHC (mecanism de restricție MHC).

Limfocitele T helper recunosc doar antigene exogene prezentate împreuna cu MHC

II, iar limfocitele T citotoxice recunosc antigene endogene prezentate împreună cu MHC I. Moleculele MHC se asociază cu fragmente peptidice care au fost procesate anterior

în diferite compartimente ale celulei: • MHC I se leagă de peptide derivate din antigene endogene, care au fost

procesate în citoplasma celulei: proteine normale celulare, tumorale, virale, proteine care provin din bacterii cu habitat intracelular.

• MHC II formează complexe cu peptidele rezultate în urma procesării antigenelor exogene, care au fost internalizate prin fagocitoză de către celule specializate (mai ales macrofage și celule dendritice).

Toate celulele care prezintă pe suprafață receptori MHC I pot prezenta antigene

endogene limfocitelor T citotoxice. Această prezentare determină activarea limfocitelor T citotoxice, cu declanșarea raspunsului imun celular, care are drept finalitate eliminarea acestor celule neoplazice sau infectate cu germeni intracelulari. Astfel, celulele care prezintă antigene prin intermediul MHC I catre LT citotoxice sunt de fapt celule țintă pentru acestea din urmă.

Antigenele exogene pot fi procesate și prezentate limfocitelor T helper doar de către celule specializate care au pe suprafață molecule MHC II (celule prezentatoare de antigen).

CAPITOLUL 3. RELAŢIA AG-‐AC ŞI MECANISME DE RĂSPUNS IMUN

Imunoglobulinele sunt glicoproteine specializate în recunoaşterea moleculelor non-‐self. Se găsesc sub două forme, circulantă şi de membrană:


© 2014-‐2015 12

• Forma circulantă este reprezentată de moleculele de anticorpi, care se găsesc în plasmă, lichidul interstiţial şi secreţii. Anticorpii sunt sintetizați de plasmocite, celule care provin din LB activate în urma contactului cu antigenul.

• Forma membranară este reprezentată de monomeri de imunoglobuline, fixaţi pe suprafaţa LB. Aceste molecule intră în alcătuirea receptorilor pentru antigen ai limfocitelor B (B-‐cell receptors -‐ BCR). Au rol de de activare a LB.

Imunoglobulinele solubile sunt proteine care migrează pe electroforeză în principal în fracţiunea gamaglobulinelor. Imunoglobulinele nu migrează exclusiv în fracţiunea γ. Există clase importante de imunoglobuline care se regăsesc în fracţiunile α şi β ale electroforezei.

Cele mai multe antigene cu care organismul vine în contact au o structură complexă. În general, pentru un anumit antigen, sistemul imun va genera mai multe tipuri de anticorpi, care vor recunoaşte diferiţi epitopi. Fiecare anticorp recunoaşte specific un anumit epitop, de care se leagă cu o porţiune care are structură complementară cu a epitopului. Această porţiune se numeşte paratop, situs de legare sau situs combinativ.

Funcţiile anticorpilor

Anticorpii au un rol esenţial în îndepărtarea antigenelor solubile şi în distrugerea antigenelor corpusculate. Nu toate clasele de anticorpi prezintă aceleaşi proprietăţi funcţionale.

În cele mai multe cazuri, simpla legare a anticorpilor de antigene nu determină distrugerea bacteriilor sau îndepărtarea antigenelor moleculare. Legarea anticorpului de antigen se realizează prin intermediul fragmentului Fab, în timp ce fragmentul Fc este responsabil de funcţiile biologice. Acest fragment are capacitatea de a activa molecule efectoare ale sistemului imun şi de a fi recunoscut de către celule imunocompetente.

Funcţiile principale ale anticorpilor sunt:

• opsonizarea – favorizează fagocitoza Ag de către MF şi PMN. Aceste celule prezintă pe suprafaţa receptori pentru fragmentul Fc, numiţi FcR. Aceşti receptori permit legarea complexelor antigen/anticorp pe suprafaţa MF şi neutrofilelor. Legarea mai multor complexe imune pe suprafaţa fagocitelor determină iniţierea unui semnal de transducţie intracelulară care are drept rezultat fagocitoza acestora. Fagocitoza este un proces complex, prin care agentul patogen este internalizat şi devine ţinta unor mecanisme de distrugere care determină liza patogenului.

• activarea complementului pe calea clasică – este o proprietate pe care o posedă moleculele de IgM şi cele mai multe subclase de IgG.


© 2014-‐2015 13

• citotoxicitatea mediată celular dependentă de anticorpi (ADCC) – permite distrugerea celulelor proprii ale organismului care au fost infectate viral sau cu bacterii intracelulare. Celulele infectate viral produc proteine virale care servesc replicării virusului. Unele dintre aceste molecule sunt expuse pe suprafaţa celulei respective. Moleculele virale sunt recunoscute ca non-‐self, ceea ce declanşează un răspuns imun umoral, cu producerea de anticorpi care se fixează pe aceste molecule de suprafaţă. Celulele natural killer (NK), care au un rol important în răspunsul imun celular, prezintă receptori pentru fragmentul Fc. Astfel, anticorpii direcţionează celulele NK spre celulele infectate viral, cu liza acestora din urmă.

Structura anticorpilor

Similar altor molecule proteice, imunoglobulinele au o organizare spaţială

complexă, caracterizată prin structură primară, secundară, terţiară și cuaternară. Toate imunoglobulinele au o structură asemănătoare, reprezentată de o unitate tetracatenară. Planul de organizare al domeniilor imunoglobulinelor se regăseşte în multe alte proteine, de exemplu la unii receptori de suprafaţă. Proteinele care conţin cel puţin un domeniu imunoglobulinic constituie superfamilia imunoglobulinelor.

Toate tipurile de anticorpi au structură comună, fiind alcătuiţi din 4 lanţuri peptidice: două lanţuri identice uşoare (L) şi două lanţuri identice grele (H).

Fiecare lanţ uşor este legat de un lanţ greu printr-‐o punte disulfidică şi prin diferite alte legături noncovalente. Astfel se formează un heterodimer H -‐ L. Heterodimerii sunt legaţi între ei de asemenea prin punţi disulfidice şi legături noncovalente.

Numărul de legături disulfidice şi aşezarea acestora diferă în funcţie de familia de imunoglobuline.

Structura imunoglobulinelor este strâns legată de funcţiile pe care acestea trebuie

să le îndeplinească. Pe de o parte, anticorpii se leagă în mod specific de antigene, iar pe de altă parte pot forma legături cu o varietate de molecule efectoare şi celule.

Papaina este o enzimă care scindează molecula de imunoglobulină în trei fragmente: • două fragmente identice care au capacitatea de a lega antigene. Acestea au fost

denumite Fab -‐ antigen binding. Aceste fragmente sunt alcătuite dintr-‐un lanţ uşor L şi capătul N-‐terminal al unui lanţ greu H, legate prin punţi disulfurice. Fragmentele Fab conţin regiunea variabilă V. Existenţa a două situsuri de legare permite anticorpului să lege două molecule de antigen.

• un fragment Fc -‐ fragment cristalizabil, care nu prezintă capacitatea de legare a antigenelor. Acest fragment este alcătuit din resturile lanţurilor H. Fragmentul


© 2014-‐2015 14

Fc este diferit în funcţie de familia de imunoglobuline.

Există două tipuri de lanţuri uşoare L: λ şi κ. Nu există diferenţe funcţionale între anticorpii care au lanţuri λ faţă de cei cu lanţuri κ, iar motivul pentru care există această variaţie nu este cunoscut. Aceste două tipuri de lanţuri intră în alcătuirea tuturor claselor majore de imunoglobuline.

În schimb, diferenţele structurale existente între lanţurile grele H sunt definitorii pentru încadrarea imunoglobulinelor în anumite clase şi influenţează semnificativ funcţia acestora. Există 5 izotipuri majore de lanţuri grele H: γ, µ, α, δ, ε. Pe baza deosebirilor existente în structura lanţurilor H au fost descrise 5 clase de imunoglobuline: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.

Situsul combinativ Primii 100 de aminoacizi ai capetelor N-‐terminale ale lanţurilor H şi L prezintă o

variabilitate marcată între anticorpi cu specificitate diferită. Aceste segmente sunt denumite regiunile V: VL pentru lanţurile uşoare şi VH pentru lanţurile grele. Cu excepţia regiunilor variabile, structura imunoglobulinelor este relativ constantă pentru moleculele din această clasă. Clasele de imunoglobuline Imunoglobulinele G

Imunoglobulinele G (IgG) sunt distribuite egal în sectorul intravascular şi interstiţial. Moleculele de IgG sunt formate din două lanţuri grele γ şi două lanţuri uşoare κ sau λ. Există 4 subclase de IgG, pe baza diferenţelor existente la nivelul lanţurilor γ: IgG1, IgG2, IgG3 şi IgG4. � Au concentraţia plasmatică cea mai mare � Realizează imunizarea pasivă umorală a nou-‐născuţilor în primele luni de viaţă � Fixează complementul (IgG4) � Reprezintă peste 75% din totalul Ig circulante � Apar în RIU secundar � Sinteza lor este indusă de IL-‐4 Imunoglobulinele M

Imunoglobulinele M (IgM) reprezintă între 5 şi 10% din totalul imunoglobulinelor serice. Forma monomerică de IgM se află pe suprafaţa limfocitelor B şi intră în structura BCR.

Plasmocitele secretă IgM circulant ca pentameri. Monomerii sunt aranjaţi astfel


© 2014-‐2015 15

încât fragmentele Fc se află în centru iar cele 10 situsuri de legare al antigenului se află la periferia moleculei. Fiecare pentamer este format prin legarea monomerilor prin legături disulfurice, legături care se constituie între anumite zone ale lanţurilor grele, situate înspre capătul C-‐terminal. În plus, molecula de IgM conţine un lanţ suplimentar polipeptidic numit lanţul J (joining), care este necesar pentru polimerizarea monomerilor.

� Prima Ig produsă de fetus şi de către LB � IgM sunt mai eficiente decât IgG în activarea complementului � Participă la apărarea contra bacteriilor și virusurilor � Apare în RIU primar � Sinteza este stimulată de IL-‐2 Imunoglobulinele A (IgA)

IgA este clasa de imunoglobuline predominantă în secreţii: lapte matern, salivă, lacrimi, mucusul tracturilor digestiv, bronşic şi genitourinar. În ser, IgA reprezintă 10-‐15% din totalul Ig.

În sânge, IgA circulă în principal sub forma de monomeri. În secreţiile mucoase, IgA exista aproape exclusiv sub formă de dimeri (IgAs).

Moleculele de IgAs conţin un lanţ polipeptidic J şi o componentă secretorie, de asemenea de natură peptidică. Lanţul polipeptidic J este identic cu cel care se găseşte în pentamerii de imunoglobulină M. Componenta secretorie este sintetizată de celulele epiteliale.

Mecanismele de protecţie ale IgAs la nivelul mucoasei: — împiedicarea colonizării bacterene — neutralizarea particulelor virale — neutralizarea enzimelor şi toxinelor — acţiune sinergică cu factori ai sistemului de apărare înnăscut: lactoferina,

peroxidază, lizozim Imunoglobulinele E (IgE)

IgE este o clasă de imunoglobuline cu efecte biologice importante, cu toate că se găseşte în cantităţi reduse în plasmă – 0,3 micrograme/mL.

Lanţul greu epsilon este format din cinci domenii, unul variabil şi patru constante. Molecula de IgE nu are o zonă balama şi din această cauză este foarte rigidă.

Au rol în apărarea antiparazitară și intervin în reacţia de hipersensibilitate de tip 1,

care este responsabilă pentru o varietate de afecţiuni alergice, de la rinită alergică, urticarie, astm bronşic, până la şoc anafilactic.


© 2014-‐2015 16

IgE sunt anticorpi citofili, adică după ce sunt sintetizaţi nu rămân în lichidul

extracelular, ci se ataşează prin receptori specifici pe suprafaţa mastocitelor şi bazofilelor. Mastocitele şi bazofilele posedă un bogat echipament enzimatic şi de mediatori ai inflamaţiei, care se află în granulaţiile citoplasmatice. Legarea antigenului de imunoglobulinele E care se află pe suprafaţa acestor celule declanşează degranularea şi eliberarea mediatorilor inflamaţiei în ţesuturi, cu apariţia manifestărilor alergice. Antigenele

Sistemul imun are capacitatea fundamentală de a deosebi structurile proprii ale

organismului (self) de cele străine (non-‐self). Structurile non-‐self sunt eliminate prin mecanismele apărării imune.

Termenul de non-‐self nu implică obligatoriu originea exogenă a substanței respective. Există molecule sau celule proprii ale organismului, care au făcut parte din self, dar au suferit modificări și au devenit non-‐self. Antigenul este o substanţă recunoscută ca non-‐self de către sistemul imun al organismului. Într-‐o definiție folosită în prezent, termenul de antigen denumește o substanță de origine endogenă sau exogenă capabilă să determine un răspuns imun și să reacționeze specific cu moleculele rezultate în urma declanșării acestuia (anticorpi sau receptori celulari).

Această definiție subliniază cele două proprietăți fundamentale ale antigenului: imunogenitatea (capacitatea de a induce un răspuns imun) și specificitatea (capacitatea de a reacționa specific cu produsele sistemului imun activat).

Imunogenele sunt antigene complete, având atât capacitatea de a declanșa răspuns imun umoral sau celular, cât și de a se lega de produsele rezultate. Antigenele incomplete (numite și haptene) sunt capabile să reacționeze cu anticorpii sau receptorii de membrană, dar nu pot declanșa un răspuns imun, decât dacă sunt cuplate cu o altă moleculă (numită carrier). Clasificarea antigenelor în funcţie de origine

Majoritatea antigenelor sunt exogene: bacteriile, paraziţii, unele substanţe chimice industriale, alergenele ca polenul, praful de casă, alergenele alimentare.

O altă categorie importantă este reprezentată de antigenele endogene: autoantigenele, antigenele virale şi antigenele tumorale.


© 2014-‐2015 17

Autoantigenele sunt antigene proprii care în mod normal sunt sechestrate prin bariere anatomice. Aceste antigene sunt situate în aşa-‐numitele „situsuri imunologice privilegiate”, protejate prin bariere hemato-‐tisulare cu permeabilitate scăzută pentru substanţele hidrosolubile. În mod normal autoantigenele nu vin niciodată în contact cu celulele sistemului imun şi nu induc un răspuns imun.

Antigenele virale fac parte din categoria antigenelor endogene pentru că virusurile îşi includ genomul în genomul gazdei. Celula gazdă sintetizează proteinele virale antigenice pe aceleaşi căi metabolice ca proteinele proprii.

Antigenele tumorale se găsesc pe membranele şi în citoplasma celulelor canceroase. Ele nu se găsesc pe membranele sau în citoplasma celulelor normale din care a derivat tumora.

Antigenele cu care organismul vine în contact pot fi solubile sau corpusculate: — Antigenele solubile sunt molecule recunoscute ca non-‐self. De obicei antigenele

solubile sunt proteine cu greutate moleculară mare. Uneori antigenele solubile sunt polizaharide, acizi nucleici sau glicolipide.

— Antigenele corpusculate sunt structuri non-‐self mai complexe: virusuri, bacterii, protozoare, celule străine, celule infectate, celule neoplazice. De fapt, antigenele corpusculate sunt formate dintr-‐un număr foarte mare de molecule antigenice. Dintre ele, cele mai importante pentru recunoaşterea şi distrugerea antigenului corpusculat sunt antigenele de suprafaţă.

Sistemul complement

Sistemul complement este un sistem multienzimatic care participă la răspunsul imun şi la reacţia inflamatorie. În acest fel el face legătura între apărarea specifică şi nespecifică. Factorii sistemului sunt sintetizaţi în principal în ficat. Ca şi sistemul coagulării, complementul funcţionează pe principiul cascadei. Desfăşurarea răspunsului imun umoral

Caracteristicile RIU primar si secundar RIU primar este declanşat de primul contact cu un anumit antigen. LB virgine sunt

recrutate în organele limfoide periferice şi se înmulţesc în foliculii limfatici, în aşa-‐numiţii centri germinativi primari, care sunt activi cam trei săptămâni. RIU primar are o serie de caracteristici:

• Producţie de IgM, stimulată de IL-‐2, în titruri mici sau moderate • Latenţă de 4-‐5 zile de la contactul antigenic până la decelarea Ac specifici • IgM au o afinitate scăzută de legare a antigenului


© 2014-‐2015 18

RIU secundar apare la al doilea contact cu un anumit antigen şi continuă la următoarele contacte. După contactul cu antigenul, RIU secundar începe mult mai rapid decât RIU primar (în 2-‐3 zile), iar panta de creştere a titrului de anticorpi este foarte abruptă. Se formează LB de memorie. Cooperarea celulară şi proliferarea clonală se produc în centrii germinativi din foliculii limfatici secundari. După îndepărtarea din organism a antigenului, în circulaţie rămân doar anticorpii, cu titrul mult mai mare decât al anticorpilor din RIU primar.

Anticorpii sunt IgG cu titru mare care persistă mult, timp de mai mulţi ani. Frecvent aceştia conferă protecţie pentru toată viaţa faţă de antigenul corespunzător, ca în cazul anticorpilor antirujeolici, antirubeolici şi cei contra toxinei eritrogene a streptococului. Desfăşurarea răspunsului imun celular RIC are rol de apărare în trei condiţii patologice:

— eliminarea celulelor infectate cu microorganisme cu dezvoltare intracelulară: virusuri, bacterii (mycobacterii, Listeria, Brucella, Legionella)

— supravegherea şi distrugerea celulelor canceroase — rejecţia grefelor

RIC este implicat în recunoaşterea şi distrugerea:

— celulelor singenice devenite Ag: celulele infectate sau neoplazice — celulelor alogenice apărute prin grefă sau transplant

Recunoaşterea şi distrugerea celulelor antigenice se face prin două tipuri de celule:

LTC (LT citotoxice) şi celulele NK (natural killer). Acestea recunosc celulele non-‐self prin mecanisme diferite, dar le distrug printr-‐un mecanism comun, numit citotoxicitate extracelulară sau citotoxicitate mediată celular. La contactul cu celula ţintă, LTC şi NK eliberează nişte mediatori care:

• lezează membranele celulelor non-‐self, ducând la liza osmotică a celulelor • alterează nucleul celulelor ţintă, producând apoptoza lor

Principalele reacţii Ag-Ac şi aplicaţiile acestora 1. Testul pentru determinarea Ac antistreptolizina O – reacţia ASLO


© 2014-‐2015 19

— Testul permite stabilirea diagnosticului anginei streptococice sau de infecţie streptococică, ca şi a celui de reumatism articular acut (RAA)

— Menţinerea titrului ASLO ridicat chiar şi la câteva luni după puseul reumatismal permite stabilirea diagnosticului retrospectiv al bolii.

Principiul metodei: — Reactivul folosit: suspensie de particule latex de polistiren încărcate cu streptolizina

O stabilizată. — Reactivul a fost astfel preparat încât, în prezenţa unui titru ASLO normal de 200

U.I/mL sau mai crescut, să dea o aglutinare vizibilă a particulelor latex, fără diluarea serului.

Interpretarea testului: — Reacţia ASLO negativă: obţinerea unei suspensii lăptoase, fără aglutinare, ca cea

observată la controlul negativ — Reacţia ASLO pozitivă: obţinerea unei aglutinări observată în cercul probei

asemănătoare cu cea observată la controlul pozitiv Valori crescute: — > 200 U.I.: la pacienţii care au avut în ultimele trei luni o angină streptococică sau

alte infecţii streptococice — > 300 U.I.: în glomerulonefrita acută poststreptococică, scarlatină — 600-‐2500 U.I.: în RAA

2. Testul pentru identificarea proteinei C reactive

Testul este utilizat pentru identificarea CRP în ser în vederea diagnosticării unor afecţiuni inflamatorii sau pentru monitorizarea inflamaţiei. Valori crescute: — infecţii bacteriene: pneumonii — infarct miocardic, afecţiuni maligne, LES, stări post-‐operatorii — febră reumatică, afecțiuni reumatice diverse, colagenoze, TBC activă

3. Testul RPR Carbon – VDRL — Reactivul RPR Carbon este o suspensie stabilizată cu cristale de colesterol marcate

cu cardiolipin lecitină şi particule de mangal (pentru îmbunătăţirea interpretării rezultatelor). Reactivul are rol de Ag faţă de Ac prezenţi în organismul persoanelor infectate cu Treponema pallidum.

Interpretarea rezultatului: — Rezultat pozitiv: prezenţa unor nori cenuşii pe albul plăcuţei


© 2014-‐2015 20

— Rezultat negativ: lipsa unei reacţii de floculare uniforme şi a unei culori cenuşii 4. Testul pentru identificarea AgHBs — Testul pentru identificarea AgHBs este un test rapid, care se efectuează din ser, este

util în diagnosticul infecţiei cu virusul hepatitic B. — Rezultatul testului poate fi citit vizual, fără niciun instrument. — Testul se bazează pe principiul determinării semicantitative a AgHBs din ser, cu

ajutorul metodei imunoenzimatice de tip “sandwich”. Anticorpii monoclonali şi policlonali sunt folosiţi pentru identificarea AgHBs cu o înaltă sensibilitate. Testul durează circa 15 min.

5. Testul COOMBS — Test de diagnostic pentru anemiile hemolitice autoimune — Constă în reacția de hemaglutinare ¨ Testul DIRECT: detectează Ac anti-‐eritrocitari (AAc) fixați deja pe Ag de pe

eritrocitele bolnavului — Eritocitele se pun în contact cu ser anti-‐Ig, care determină aglutinare în urma

cuplării anti-‐Ig-‐AAc ¨ Testul INDIRECT: detectează Ac anti-‐eritrocitari (AAc) circulanți — Serul cu AAc provenit de la bolnav este pus în contact cu eritrocite normale care au

pe suprafață Ag eritrocitare — Are loc cuplarea AAc de Ag — Adăugarea de ser anti-‐Ig determină aglutinarea eritrocitelor


© 2014-‐2015 21

CAPITOLUL 4. TERAPII IMUNOSTIMULATOARE IMUNIZAREA ORGANISMULUI

Imunizarea organismului presupune ansamblul de măsuri prin care se oferă protecție specifică împotriva patogenilor frecvenţi şi agresivi.

Edward Jenner a descoperit vaccinul împotriva variolei (vărsatului de vânt) în anul 1700.

Imunizarea naturală activă constă în apariţia unui răspuns imun specific şi protector după o boală infecţioasă, în urma contactului natural cu agentul patogen. Ea se realizează prin mecanismul memoriei imunologice şi reprezintă o achiziţie a sistemului imun. Boala infecţioasă poate îmbrăca forme severe, uneori mortale, motiv pentru care imunizarea naturală nu este întotdeauna o variantă benefică de imunizare. De aceea cercetătorii au căutat încă de acum 200 de ani metode artificiale de imunizare.

Imunizarea naturală pasivă constă în moştenirea de către nou născut a unui titru

de anticorpi protectori de la mamă, faţă de bolile infecţioase pentru care mama este imunizată. Aceşti anticorpi sunt de tip IgG şi traversează placenta în timpul vieţii intrauterine. După naştere ei continuă să ajungă la copil prin intermediul laptelui matern. Astfel copilul este protejat în primele luni de viaţă de o serie de boli infecţioase. Însă titrul acestor anticorpi scade progresiv, astfel încât după vârsta de 5-‐6 luni copilul nu mai este protejat.

Imunizarea artificială activă constă în inducerea memoriei imunologice prin introducerea în organism a unor agenţi infecţioşi sau a unor antigene ale acestora prin intermediul vaccinurilor. Acestea nu sunt capabile să producă boala, dar pot induce un răpuns imun protector, similar cu cel obţinut după boală.

Imunizarea artificială pasivă constă în introducerea în organism a unor anticorpi

specifici preformaţi, prin intermediul serurilor sau imunoglobulinelor. Imunizarea pasivă nu induce un răpuns imun din partea organismului, nu declanşază mecanismele memoriei imunologice şi asigură o protecţie de scurtă durată.


© 2014-‐2015 22

IMUNOPROFILAXIA ACTIVĂ PRIN VACCINARE Imunizarea activă determină protecţie pe termen lung şi memorie imunologică.

Profilaxia asigurată prin vaccinare se numeşte imunizare activă şi este durabilă în timp.

Ea nu trebuie confundată cu imunizarea pasivă realizată prin administrarea de seruri hiperimune sau imunoglobuline specifice, care asigură o protecţie imediată dar de scurtă durată, de circa 3-‐4 săptămâni.

Vaccinul este un preparat care conţine fracţiuni antigenice din structura unui agent infecţios. El este capabil să inducă la individul vaccinat un răspuns imun protector împotriva respectivului agent infecţios. Acesta se instalează după un interval de timp necesar sintezei de anticorpi în urma vaccinării.

Apariţia unui răspuns imun în cursul vaccinării nu este suficientă pentru protecţie. Acesta trebuie să aibă o anumită intensitate şi este necesară apariţia memoriei imunologice, asigurată de limfocitele T şi B de memorie. Tipuri de vaccinuri: — Germeni vii atenuați (vaccinuri vii – bacteriene sau virale) — Germeni morți — Fracțiuni de germeni — Toxoizi (toxine secretate și detoxifiate) — Recombinanți de determinanți antigenici

Vaccinurile vii sunt utilizate pentru imunizarea împotriva unor infecţii virale: rujeolă (pojar), rubeolă, oreion, varicella, poliomielită, hepatită A.

Pentru că pot determina simptome de boală majore, vaccinurile vii sunt atenuate prin cultivarea agentului patogen pentru perioade îndelungate în condiţii anormale de cultură. Se vor selecta mutanţi care sunt adaptaţi supravieţuirii în cultura anormală, dar au patogenitate mai redusă în organism. Un exemplu este vaccinul împotriva Mycobaterium (BCG – bacilul Calmette Guerin). Acesta a fost obţinut prin creşterea Mycobaterium bovis pe un mediu cu o concentraţie crescută de bilă.

Pentru că au capacitate mare de replicare, microorganismele determină un răspuns

imun intens și prelungit, cu un titru înalt de anticorpi şi formarea de celule de memorie. Astfel, în cele mai multe cazuri, vaccinurile atenuate necesită doar o singură imunizare. În plus, în cazul vaccinurilor cu microorganisme intracelulare se declanșează și un răspuns imun celular.


© 2014-‐2015 23

Principalul dezavantaj al vaccinurilor atenuate este reprezentat de posibilitatea ca agentul patogen respectiv să revină la patogenitatea iniţială. Administrarea vaccinurilor vii atenuate este uneori urmată de reacţii adverse care mimează infecţia naturală cu agentul infecţios conţinut în vaccin. Sunt contraindicate la pacienţii imunodeprimaţi pentru că pot determina reacții adverse severe şi la gravide, din cauza posibilului efect teratogen.

Vaccinurile inactivate conţin virusuri sau bacterii lipsite total de putere patogenă. Induc, după administrări repetate, o imunizare activă. Pot fi utilizate la gravide şi imunodeprimați. Vaccinurile inactivate determină inducerea unui răspuns predominant umoral.

Există mai multe tipuri de asemenea vaccinuri: — Vaccinurile complete sau corpusculare, care conţin bacteria sau virusul în

întregime. Ele sunt inactivate prin diverse procedee: formol, căldură, betapropio-‐lactonă. Microorganismele astfel inactivate sunt incapabile să se replice în interiorul gazdei.

— Vaccinurile macromoleculare conţin fragmente antigenice sau subunităţi din structura virusului sau bacteriei: toxine detoxifiate (anatoxine), antigene capsulare (polizaharidice), antigene de membrană (proteice).

— Vaccinurile preparate prin recombinare genetică, cum ar fi vaccinul contra hepatitei B (Engerix B). Vaccinurile obţinute prin inginerie genetică sunt atenuate ireversibil prin îndepărtarea selectivă a genelor care sunt responsabile pentru virulenţa agentului respectiv.

Vaccinurile obținute prin inactivarea toxinelor bacteriene (vaccinuri cu

toxoizi): antidifteric, antitetanic, antiholeric, polivaccinuri de tip Polidin (stimularea imunităţii pentru strepto, staphylo şi meningococ).


© 2014-‐2015 24

Imunizarea pasivă prin seruri şi prin imunoglobuline Serurile hiperimune conţin anticorpi specifici preformaţi care acţionează imediat

după administrare. Ele pot fi seruri: heterologe şi homologe. Serurile heterologe — Sunt recoltate de la animale (cai) în prealabil imunizate activ, care posedă deci

titruri mari de anticorpi specifici. — Din cauza riscului de accidente anafilactice ele sunt din ce în ce mai puţin utilizate,

fiind înlocuite cu Ig umane specifice. — Se administrează în scop profilactic, imediat după un presupus contact cu agentul

infecţios (plagă tetanigenă, plagă rabigenă). Serurile homologe (umane): provin de la convalescenţi. Ele au fost abandonate din cauza riscului transmiterii unor virusuri, ca HIV şi virusurile hepatitice.

Imunoglobulinele umane se recoltează de la populaţia adultă şi sunt de 2 tipuri: — gamaglobuline standard (administrate în deficitele imune primitive cu

hipogamaglobulinemie, infecţii bacteriene severe recidivante la copiii infectaţi HIV, leucemie limfoidă cronică și pentru profilaxia rujeolei sau a hepatitei A după un contact infectant)

— gamaglobuline specifice (se utilizează Ig antitetanice, antirabice, antihepatită B, antivariceloase)

Durata răspunsului imun post contact natural sau vaccinare — Pentru toată viața – rujeola, rubeola, oreionul, varicela — Pentru 10 ani – HVB, antitetanic — Pentru câteva luni -‐ holera

Imunoprofilaxia secundară — DTP – diftero-‐tetanic-‐pertussis – luna a 2-‐a de viață și 3 rapeluri la 4, 6, 12 luni — HVB – administrat la naștere, lunile 2 și 6 — VPI (antipolio) – luna a 2-‐a de viață, cu rapel — BCG (antituberculos) – în primul an de viață

Momentul administrării vaccinurilor — Profilactic – pre-‐expunere — Terapeutic – post-‐expunere


© 2014-‐2015 25

Calea de administrare a vaccinurilor — Injectabil – i.m, s.c, i.d -‐ rapel

Reacții adverse la imunizare — Sindrom febril — Stare generală alterată — Artralgii — Tulburări neurologice — Reacții alergice — Sindrom inflamator – rubor, edem, durere

CAPITOLUL 5. REACȚIILE DE HIPERSENSIBILITATE – HS Clasificarea reacţiilor de HS după Gell şi Coombs

• HS de tip I sau anafilactică – apare prin sinteza în exces a unei clase anormale de Ig, mai precis a IgE.

• HS de tip II sau citotoxică – se datorează prezentării anormale a Ag pe membranele celulelor self non-‐APC. Faţă de aceste Ag se produc Ac citotoxici din clasele IgM şi IgG care distrug celulele ţintă.

• HS de tip III sau prin complexe imune – se caracterizează prin hiperproducţia de complexe imune circulante (CIC) sau la nivel tisular.

• HS de tip IV sau întârziată – este de fapt un RIC cu o intensitate anormal de mare, care produce leziuni tisulare importante.

HS de tip I, II şi III se mai numesc HS imediate pentru că manifestările clinice apar

rapid după contactul cu Ag declanşant. Ele au mediaţie umorală, adică sunt RIU patologice.

HS de tip IV se numeşte HS întârziată, pentru că manifestările clinice apar mai târziu şi durează mai mult. Ea are mediaţie celulară, este un RIC patologic.

Toate tipurile de HS se însoţesc de leziuni tisulare severe, produse prin procese inflamatorii:

• inflamaţii acute pentru HS I, II, III • inflamaţie cronică pentru HS IV

HIPERSENSIBILITATEA DE TIP I SAU ANAFILAXIA


© 2014-‐2015 26

HS de tip I este un RIU patologic declanşat la contactul organismului cu Ag din mediul ambiant faţă de care populaţia normală nu reacţionează.

Ag care pot să producă alergii se numesc alergene. Ele au câteva caractere comune: • sunt foarte frecvente în natură • sunt Ag complete timodependente • pot să inducă sinteza de IgE la indivizii atopici

Cele mai frecvente alergene sunt:

Alergene respiratorii -‐ polen -‐ spori -‐ praful din casă -‐ păr sau particule în suspensie

Alergene digestive -‐ lapte -‐ ouă -‐ ciocolată -‐ căpşuni

Alergene tegumentare -‐ păr de animale -‐ unguente, cosmetice, deodorante -‐ antiseptice

Alergene parenterale -‐ seruri heterologe, vaccinuri -‐ antibiotice -‐ veninuri

RI anormal se datorează unei hiperproducţii de IgE determinată genetic. Ea apare

mai ales la pacienţii cu fenotipul HLA A2. Predispoziţia acestor pacienţi la alergii se numeşte teren atopic.

La producerea HS I participă 3 elemente: • alergenul, care este de fapt un Ag banal, frecvent în natură, la care populaţia

normală răspunde cu un RIU asimptomatic. • celulele efectoare, care sunt mastocitele şi bazofilele pacientului, care sunt

normale. • IgE sintetizate în exces. De fapt sinteza în exces a IgE este singurul element

patologic. Ea este determinată genetic.

Schema desfăşurării HS I Etape: contactul antigenic sensibilizant şi contactul antigenic declanşator.

Contactul sensibilizant


© 2014-‐2015 27

Contactul sensibilizant este primul contact cu alergenul. Acest prim contact este clinic asimptomatic.

La primul contact Ag sunt recunoscute de sistemul imun, care răspunde printr-‐o producţie normală de IgM rapid înlocuită cu sinteza de IgE.

IgE sunt Ac citofili. Ei se fixează rapid pe bazofilele circulante şi pe mastocitele tisulare. Mastocitele şi bazofilele sunt celulele efectorii ale HS I. Ele au pe suprafaţă receptori de mare afinitate pentru IgE – Fc epsilon R1.

Contactul declanşator Contactul declanşator are loc după un interval de timp suficient ca să permită

sinteza IgE şi depozitarea moleculelor de IgE pe suprafaţa bazofilelor şi mastocitelor. Acest contact are manifestări clinice.

La contactul declanşator, alergenul este recunoscut de fragmentul Fab al IgE fixate în prima etapă pe membranele mastocitelor şi bazofilelor cu capătul Fc. Activarea celulară se face dacă cel puţin 2 molecule de IgE alăturate s-‐au legat cu alergenul. Formele clinice ale HS I Manifestările clinice depind de calea de intrare a alergenelor în organism:

• Dacă alergenul vine în contact cu epiteliul căilor respiratorii superioare – se produc rinita alergică sau febra de fân.

• Dacă alergenul pătrunde la nivelul epiteliului bronşic – se produce accesul de astm bronşic extrinsec sau alergic.

• Dacă alergenul pătrunde la nivelul epiteliului digestiv – se produce o gastro-‐enteropatie atopică, manifestată prin vărsături şi diaree.

• Dacă alergenul pătrunde la nivelul ţesut cutanat – se produce o dermatită alergică sub formă de urticarie sau de eczemă atopică.

• Dacă alergenul pătrunde direct în sânge – se produce cea mai severă manifestare, şocul anafilactic.

În funcţie de zona în care are loc contactul cu alergenul, formele clinice ale HS I sunt

locale sau generale.

Formele locale apar ca sindroame alergice care interesează un organ ţintă. Manifestările locale durează cât timp organismul este expus la alergen. Simptomatologia dispare în cel mult 24 h de la încetarea expunerii. Principalul mediator este histamina, de aceea se utilizează medicamentele antihistaminice. În cazurile mai severe se apelează la preparate cortizonice, cunoscut fiind efectul lor antiflogistic foarte intens.


© 2014-‐2015 28

Forma generală sau sistemică este reprezentată de şocul anafilactic, care prin gravitatea tulburărilor hemodinamice poate să ducă la moartea pacientului.

Şocul anafilactic Şocul anafilactic este forma generală a HS I, o reacţie anafilactică sistemică. Aceasta

apare când alergenul pătrunde în circulaţie în titru mare. Severitatea manifestărilor depinde de cantitatea de alergen şi de severitatea alergizării, adică de cantitatea de IgE fixată pe mastocite şi pe bazofile.

Eliberarea mediatorilor, în primul rând a histaminei, din bazofile şi din mastocitele periarteriolare induce vasodilataţie generalizată, cu hipotensiune arterială care poate ajunge la colaps. Hipotensiunea duce la hipoirigaţie tisulară, în special cerebrală, însoţită de semne neurologice: ameţeală, confuzie, pierderea conştienţei, comă. Se pot asocia semne digestive (vărsături, diaree) şi respiratorii (spasm laringian, bronhospasm). În lipsa tratamentului prompt, în primul rând vasoconstrictor, şocul anafilactic poate produce moartea. HIPERSENSIBILITATEA DE TIP II - CITOTOXICĂ

HS II are ca efect distrugerea mediată prin Ac a unor celule din organism. HS II este un tip de HS imediată care se datorează prezenţei anormale a unor Ag pe

membrana celulelor somatice non-‐APC. Faţă de aceste Ag se produc Ac citotoxici care realizează distrugerea celulei ţintă.

Mecanismul HS II Ac fixaţi pe membranele celulare sunt de tip IgG sau IgM. Ei se numesc Ac citotoxici

pentru că declanşează citoliza prin 2 mecanisme: • declanşarea cascadei complementului pe calea clasică şi generarea unei reacţii

inflamatorii acute • citotoxicitatea celulară Ac-‐dependentă sau ADCC.

Formele clinice ale HS II

Ac citotoxici se produc după o aloimunizare sau după o autoimunizare. Prin aloimunizare se produc Ac printr-‐un RIU faţă de celule sau ţesuturi străine. Exemplele curente sunt aloimunizarea posttransfuzională, feto-‐maternă şi post-‐transplant. Prin autoimunizare se produc Ac printr-‐un RIU faţă de propriile celule sau ţesuturi, prin ruperea toleranţei faţă de structurile self. Aceste fenomene se produc în cadrul bolilor autoimune:


© 2014-‐2015 29

anemiile hemolitice autoimune, lupusul eritematos sistemic, purpura trombocitopenică idiopatică.

Ac citotoxici pot să apară şi după administrarea unor medicamente care au rol de haptenă şi se ataşează pe celulele organismului, ducând la distrugerea lor, cum se întâmplă în trombocitopeniile medicamentoase.

HIPERSENSIBILITATEA DE TIP III HS III este un tip de RIU secundar anormal, caracterizat prin generarea unor cantităţi excesive de complexe imune care se depun în ţesuturi. Complexele imune se pot forma iniţial în circulaţie, sau se formează de la început la nivelul unui ţesut. În RIU normal complexele imune circulante sunt epurate prin fagocitoză. În HS III complexele imune activează complementul pe calea clasică şi produc leziuni tisulare de tip inflamator acut. Leziunile tisulare pot fi de 2 tipuri:

• localizate – dacă Ag declanşator pătrunde direct intratisular • generalizate sau multifocale – dacă Ag intră direct în circulaţie, se formează CIC

(complexe imune circulante) şi acestea se depun ulterior intratisular

Complexele imune în exces apar în RIU induse de trei grupe de Ag: • Ag eliberate de microorganisme în cursul unor infecţii persistente (infecţii cu

streptococi, cu stafilococi, unele viroze ca mononucleoza infecţioasă sau hepatitele cronice virale, unele parazitoze)

• autoantigenele care produc bolile autoimune, care sunt eliberate permanent în organism şi induc o producţie persistentă de Ac, cu generarea unor cantităţi mari de complexe imune

• unele Ag din mediu care sunt inhalate în mod repetat de pacient, sub formă de particule mici (spori, pulberi, praf)

• unele Ag injectate

HS III se produce în două etape: • generarea complexelor imune patologice; • producerea leziunilor tisulare de tip inflamator acut.

HIPERSENSIBILITATEA DE TIP IV


© 2014-‐2015 30

HS IV este un RIC patologic care are o intensitate foarte mare şi produce leziuni

tisulare. El se caracterizează morfologic prin infiltrate de celule inflamatorii în ţesuturile unde este prezent Ag.

Manifestările apar la intervale de timp diferite după expunerea la Ag, în funcţie de forma clinică. Ele apar mai târziu ca în celelalte tipuri de HS, de aceea HS IV se mai numeşte şi HS întârziată.

HS IV apare în anumite condiţii: • Când Ag declanşatoare au structură complexă şi APC le degradează lent şi

incomplet. În aceste situaţii se produce un RIC care durează mult şi are o intensitate anormal de mare.

• Când MF cu rol de APC sunt colonizate cu bacterii cu dezvoltare intracelulară, care rezistă la mecanismele bactericide ale MF.

În ţesutul unde se găsesc Ag, limfocitele activate secretă citokine care activează intens celulele efectorii. Se produce un aflux local de MF, precum şi activarea mastocitelor şi bazofilelor atrase prin chemotactism. Enzimele eliberate de MF şi mediatorii inflamaţiei eliberaţi de mastocite şi de bazofile produc leziunile tisulare. CAPITOLUL 6. METODE DE IMUNODIAGNOSTIC

Metodele de imunodiagnostic folosesc reacţiile antigen -‐ anticorp. Cu ajutorul lor se pot identifica antigene sau anticorpi în sânge sau alte produse biologice, condiţia necesară fiind cunoaşterea specificităţii testului respectiv.

Legarea antigenelor de anticorpi este determinată de interacţiunea specifică dintre epitopii antigenului şi paratopii anticorpilor. Din punct de vedere chimic această legătură este specifică, reversibilă şi exotermică.

Există două tipuri de utilizare a reacţiei antigen-anticorp:

• detectarea şi dozarea antigenelor, care sunt elementele necunoscute ale reacţiei (= seroidentificare).

• detectarea şi identificarea titrului de anticorpi din serul pacientului (aceasta este componenta necunoscută), iar antigenul este cunoscut, conţinut în kitul de diagnostic (= serodiagnostic).


© 2014-‐2015 31

Unele reacţii antigen-‐anticorp pot fi observate direct macroscopic, cum ar fi precipitarea sau aglutinarea complexelor imune, liza unor celule purtătoare de antigene pe membrană (bacterioliză, hemoliză). Alte reacţii sunt invizibile macroscopic şi pentru a fi puse în evidenţă se utilizează sisteme de evidenţiere cum ar fi anticorpi marcaţi cu fluorocrom (imunofluorescenţă), anticorpi marcaţi cu o enzimă (analiza imunoenzimatică) sau anticorpi marcaţi cu izotopi radioactivi (analiza radioimună).

Aceste metode sunt rapide, sensibile, specifice şi au un cost relativ redus. Sunt folosite pe scară largă în identificarea agenţilor patogeni, a grupelor de sânge, în cadrul testelor de sarcină sau în diagnosticul histopatologic.

Cele mai folosite metode de imunodiagnostic sunt:

• reacţia de fixare a complementului • relaţia de aglutinare • reacţia de imunoprecipitare • microscopia cu imunofluorescenţă • reacţiile imunoenzimatice • tehnica imunoblot • analiza radioimună

1. Reacţia de fixare a complementului

Reacţia de fixare a complementului se efectuează în două etape şi este utilizată pentru diagnosticul infecţiilor virale sau bacteriene. Se poate folosi pentru a identifica atât antigene cât şi anticorpi. Presupune existenţa a două sisteme antigen-‐anticorp şi prezenţa sistemului complement. Reacţia se bazează pe proprietatea sistemului complement de a interacţiona cu fragmentul Fc al anticorpilor de tip IgM şi IgG, cu condiţia ca aceştia să fie fixaţi pe antigenele specifice. Fragmentul Fc determină activarea componentei C1 a complementului, cu iniţierea cascadei pe calea clasică, ceea ce duce la interacţionarea componentelor acestui sistem cu membranele antigenice. Rezultatul final este formarea complexului de atac membranar care determină liza microorganismului respectiv. Reacţia este însoţită de martori pentru toate componentele.

Cele două etape de desfăşurare sunt: • Iniţial se pun în contact antigenul 1 (care poate fi necunoscut sau folosit pentru

diagnostic) cu anticorpul 1 (care poate fi serul cunoscut sau al pacientului). În plus se adăugă complement iar amestecul este incubat o oră la 37 grade Celsius. Dacă există antigene şi anticorpi complementari se vor forma complexe imune care vor fixa


© 2014-‐2015 32

complementul. Reacţia de fixare este însă invizibilă macroscopic. Pentru a pune în evidenţă legarea complementului se foloseşte a doua etapă.

• În partea a doua a reacţiei se adăugă la amestecul prezentat mai sus un sistem indicator, care se bazează pe fenomenul de hemoliză. Acesta este format din hematii de berbec (care reprezintă antigenul 2) combinate cu anticorpi specifici (serul hemolitic). Amestecul este incubat de asemenea timp de o oră la 37 grade Celsius.

Interpretarea rezultatelor: • Dacă sistemul complement a fost fixat în prima etapă (ceea ce presupune

formarea complexelor imune) nu mai există cantităţi suficiente pentru a determina hemoliză în etapă a doua. Astfel, absenţa hemolizei indică pozitivitatea testului.

• În schimb, prezenţa hemolizei arată faptul că sistemul complement nu a fost fixat în prima etapă, pentru că nu a existat o relaţie de legare a antigenelor cu anticorpii. Testul este negativ.

2. Reacţia de aglutinare

Această reacţie se bazează pe utilizarea unor anticorpi şi antigene cu valenţe multiple. Anticorpii pot lega mai multe antigene concomitent (cross-‐linking), ceea ce duce la aglomerarea antigenelor în soluţia respectivă, proces vizibil macroscopic.

Aglutinarea directă se bazează pe combinarea între anticorpi şi antigene naturale. Aglutinarea indirectă utilizează sisteme artificiale. De exemplu, în aglutinarea indirectă se pot folosi particule de latex acoperite cu antigene sau anticorpi, care vor face mai uşor vizibilă reacţia. Aglutinarea poate avea loc în godeuri, tuburi sau pe lame.

Hemaglutinarea presupune utilizarea hematiilor. Reacţia pozitivă este indicată de aglomerarea eritrocitelor. Cea mai cunoscută şi utilizată reacţie de hemaglutinare este identificarea grupelor de sânge. Eritrocitele diverselor persoane pot avea pe suprafaţă antigene numite A sau B, care determină tipul grupei de sânge. Există în populaţie persoane care nu au pe suprafaţă niciunul dintre aceste antigene (grupa 0) sau le prezintă concomitent pe ambele (grupa AB). Identificarea grupei de sânge se bazează pe punerea în contact a eritrocitelor pacientului cu anticorpi anti-‐A şi anti-‐B. Prezenţa aglutinării în cazul anticorpilor anti-‐A indică prezenţa pe suprafaţa eritrocitului a antigenului A (grupa A de sânge). Aglutinarea cu anticorpi de tipul anti-‐B indică grupa B de sânge. Lipsa aglutinării apare la persoanele cu tipul 0. Persoanele cu grup AB aglutinează cu ambele tipuri de anticorpi.


© 2014-‐2015 33

3. Reacţiile de precipitare

Sunt reacţii calitative şi cantitative, care pot fi efectuate în mediu lichid sau solid. În acest tip de reacţie antigenul este solubil şi este combinat cu un anticorp specific.

Formarea unei reţele tridimensionale de antigene reunite prin anticorpi determină precipitarea complexelor moleculare.

Reacţiile de precipitare necesită antigene multivalente, care pot lega în acelaşi timp mai mulţi anticorpi şi folosirea unor anticorpi cel puţin divalenţi. Este necesară folosirea unor cantităţi optime de anticorpi şi antigene, care permit precipitarea tuturor moleculelor. Excesul de antigene sau de anticorpi nu determină fenomenul de precipitare.

4. Reacţia de imunofluorescenţă

Reacţia de immunofluorescenta se bazează pe marcarea cu fluorocrom, o substanţă fluorescentă. Există două tipuri de reacţii: • Metoda directă este folosită doar în scopul de seroidentificare. Se prepară un frotiu

din materialul care conţine antigene (de exemplu biopsii tisulare, cultură). Peste acest frotiu se adaugă serul imun specific care conţine anticorpi marcaţi cu fluorocrom. După incubare preparatul este studiat la microscopul cu imunofluorescenţă. În caz de reacţie pozitivă se observă luminiscenţă locală. Este o metodă laborioasă şi necesită prezenţa de seruri imune marcate specifice pentru fiecare antigen care este căutat.

• Metoda indirectă poate fi utilizată pentru serodiagnostic dar şi pentru seroidentificare. Se pregăteşte un frotiu care conţine antigenele, peste care se aplică anticorpi nemarcaţi. Preparatul este spălat după perioada de incubare, astfel încât anticorpii care nu sunt fixaţi de antigene sunt îndepărtaţi. În următoarea etapă se adaugă imunoglobuline care recunosc fragmentul Fc al anticorpilor din probă, marcaţi fluorescent. Aceste reactiv de marcare poate fi identificat poate fi utilizat în numeroase reacţii. Probă este examinată la microscopul luminiscent.

5. Reacţiile imunoenzimatice

Aceste reacţii se bazează de asemenea pe specificitatea antigen-‐anticorp, punerea în evidenţă a reacţiei pozitive fiind făcută cu ajutorul unor anticorpi marcaţi cu enzime care produc modificări de culoare ale substratului reacţiei (ELISA – Enzyme-‐linked immunosorbent assay).

Există două tipuri folosite în principal: • Reacţia imunoenzimatică directă (metoda sandwich) – este utilizată doar în

identificarea antigenelor.


© 2014-‐2015 34

• Reacţia imunoenzimatică indirectă – este utilizată în serodiagnostic.

6. Reacţia imunoblot (Western blot)

Reacţia imunoblot permite identificarea antigenelor sau anticorpilor dintr-‐un amestec. Acestă tehnică este foarte importantă pentru confirmarea anumitor infecţii virale, cum ar fi infecţia HIV. Pentru diagnosticul acesteia se foloseşte iniţial o testare de tip ELISA, iar confirmarea se face cu ajutorul tehnicii Western blot.

7. Analiza radioimună

Această metodă folosește kituri de identificare care au godeuri a căror suprafaţă prezintă antigene fixate, cunoscute. Se adaugă seruri care conţin anticorpi de testat, care se combină cu antigenele omoloage. După spălare se adaugă un ligand radiomarcat şi după eliminarea excesului de izotopi se măsoară radioactivitatea, care este proporţională cu concentraţia de anticorpi. CAPITOLUL 7. IMUNITATEA ŞI CANCERUL

Sistemul imunitar trebuie să asigure concomitent supravegherea imună, prin care recunoaşte moleculele şi celulele nonself şi le elimină, dar şi fenomenul de toleranţă, prin care celulele proprii şi structurile tisulare nu sunt afectate.

Cel mai mare risc pentru afectarea procesului de toleranţă îl prezintă mecanismele răspunsului imun specific, deoarece receptorii de recunoaştere a acestuia sunt generaţi aleator, prin procese de recombinare a unor segmente genetice.

Cele mai importante mecanisme prin care se realizează toleranţa imună sunt:

• În cursul maturării limfocitelor B şi T celulele care recunosc structuri self sunt eliminate prin apoptoză.

• Deoarece în timpul procesului de maturare limfocitele nu pot veni în contact cu absolut toate structurile self caracteristice, ci mai ales cu cele care se găsesc în organele limfoide, există posibilitatea de maturare a unor limfocite cu specificitate pentru anumite molecule proprii. Din acest motiv celulele imunităţii


© 2014-‐2015 35

specifice prezintă un trafic restrâns, circulând doar în sânge, limfă şi organele limfoide secundare. Acest mecanism este valabil doar pentru celulele naive, care nu au venit încă în contact cu antigen.

• Pentru a putea trece în ţesuturi, limfocitele efectoare trebuie activate, proces care necesită o dublă stimulare: cea antigenică şi cea prin intermediul celulei prezentatoare de antigen, care oferă semnale suplimentare de activare.

Mecanisme patogenice de apariţie a cancerului

Fenomenele neoplazice reprezintă consecinţa afectării mecanismelor de control a proliferării. Fiecare celulă prezintă mecanisme care promovează proliferarea celulară precum şi căi intracelulare de limitare a multiplicărilor.

Proliferarea celulară este foarte importantă în procesele de creştere şi maturizare. La adulţi în cele mai multe ţesuturi proliferarea încetează, organele păstrându-‐şi aceeaşi dimensiune toată viaţa. Există însă ţesuturi care proliferează încontinuu: pielea şi mucoasele, unde în mod fiziologic proliferarea accentuată apare în tegumente și mucoase, aceasta fiind explicată prin faptul că există un grad accentuat de descuamare la acest nivel.

Neoplaziile sunt consecinţa perturbării echilibrului între proliferarea celulară și controlul diviziunilor.

Deoarece controlul proceselor de diviziune se bazează pe căi de transmitere intracelulară mediate de proteine, iar acestea sunt codate specific de anumite gene. Astfel, proliferarea necontrolată este rezultatul afectării anumitor gene care coordonează procesele intracelulare de diviziune. Aceste gene normale se numesc protooncogene, pentru că au potenţialul prin mutaţii să devină gene generatoare de cancer (oncogene).

Pentru că mutaţiile la nivelul genomului sunt evenimente frecvente, supravieţuirea celulară se bazează pe două sisteme foarte eficiente de control:

• procese de reparare a mutaţiilor; • mecanisme de răspuns în momentul în care procesele de reparare sunt ineficiente.

Sistemele intranucleare de reparaţie sunt alcătuite din enzime intranucleare care recunosc modificările la nivelul ADN şi le remediază. Marea majoritate a mutaţiilor sunt astfel anulate, cu condiţia ca acestea să fie minore. În cazul unor modificări mai extinse mecanismele de control pot opri pentru o perioadă proliferarea celulei respective, pentru a


© 2014-‐2015 36

oferi răgazul necesar sistemelor de reparare. Dacă afectare genetică este severă, alte mecanisme pot declanşa apoptoza celulei respective. Cea mai cunoscută şi studiată componentă a sistemului de apărare intracelular este proteina p53. Genele care codează sistemele de control se numesc antioncogene sau gene tumor supresoare.

Cel mai mare risc de apariţie a cancerului este asociat cu mutaţii la nivelul genelor care codează mecanismele de control. În cazul în care aceste defecte nu sunt rapid reparate celula respectivă va acumula încontinuu mutaţii. Atunci când sunt afectate şi mecanismele apoptotice există condiţiile pentru proliferare celulară necontrolată şi apariţia tumorilor. Este important de subliniat faptul că o singură mutaţie nu este suficientă pentru transformarea unei celule într-‐una neoplazică. Se consideră că sunt necesare între 4 şi 7 mutaţii pentru iniţierea unui proces tumoral. În general procesul neoplazic este o caracteristică a vârstelor mai înaintate, din cauza timpului necesar pentru a acumula numărul suficient de mutaţii.

O altă trăsătură importantă a procesului patologic neoplazic este continua acumulare de mutaţii, ceea ce face ca celulele rezultate în urma diviziunilor repetate să dobândească caracteristici morfologice complet noi, ceea ce reprezintă o provocare importantă pentru celulele sistemului imunitar.

Neoplaziile sunt clasificate astfel: tumori solide și cancere ale sistemului limfatic.

Cancerele solide sunt clasificate de asemenea în funcţie de tipul de celulă care proliferează: neoplaziile cu punct de plecare celule epiteliale se numesc carcinoame, iar cele care pornesc de la nivelul structurilor conjunctive se numesc sarcoame.

Cancerele sistemului limfatic pot fi leucemii (în care celula care proliferează are originea în măduva hematogenă) sau limfoame (celula afectată se găseşte în organele limfoide secundare: splină, ganglionii limfatici, ţesutul limfoid asociat mucoaselor).

Mutaţiile genetice asociate cu apariţia cancerului pot să apară spontan în timpul diviziunilor celulare, în cursul procesului de copiere a ADN-‐ului sau pot să apară ca urmare a efectului diverşilor agenţi:

• radiaţia UV, X sau alte tipuri de radiaţie ionizantă • fum de ţigară • virusuri oncogene • medicamente sau alte substanţe chimice • dieta bogată în anumite tipuri de grăsimi


© 2014-‐2015 37

Răspunsul imun nespecific şi apărarea antineoplazică

Răspunsul imun nespecific prezintă câteva avantaje importante în comparaţie cu cel specific în ceea ce priveşte eliminarea celulelor tumorale. Celulele sistemului imun nespecific asigură o supraveghere permanentă şi sunt răspândite în majoritatea ţesuturilor. Cele mai importante celule implicate în apărarea antitumorală sunt limfocitele natural killer şi macrofagele.

Limfocitele natural killer pot identifica celulele care prezintă pe suprafaţă molecule anormale sau niveluri scăzute ale complexului major de histocompatibilitate de tip I, modificări care iniţiază distrugerea celulei respective. Un dezavantaj al acestor celule în ceea ce priveşte apărarea antitumorală este faptul că distribuţia lor este mai ales la nivelul sângelui şi organelor limfoide, iar în ţesuturi se găsesc în număr limitat. Acestă caracteristică le limitează în mod semnificativ eficacitatea, deoarece celulele tumorale trebuie eliminate cât mai rapid, pentru a minimiza riscul de metastazare.

Macrofagele sunt celule fagocitare care pot interveni şi în distrugerea altor celule prin sinteza şi eliberarea de factor de necroză tumorală. Această substanţă poate distruge anumite tumori mai ales prin afectarea vaselor care asigură irigaţia ţesutului neoplazic respectiv. Macrofagele au capacitatea să recunoască celulele tumorale prin identificarea unor molecule anormale pe suprafaţa membranelor neoplazice. Pentru a sintetiza factor de necroză tumorală, macrofagele au nevoie de semnale care să le inducă stadiul de hiperactivare. Aceste semnale sunt oferite de moleculele proinflamatorii, iar în lipsa lor macrofagele nu au capacitatea de apărare antineoplazică. Deoarece stadiile iniţiale de dezvoltare tumorală nu se asociază cu eliberarea de markeri inflamatori, capacitatea macrofagică de apărare pentru acest tip de patologie este limitată.

În stadiile mai avansate, macrofagele pot contribui la limitarea extinderii tumorale

prin următorul mecanism: • Similar tuturor celulelor din organism, celulele neoplazice necesită în permanenţă aport

de oxigen şi substanţe nutritive, asigurat de vascularizaţia locală. • În tumorile cu rată mare de dezvoltare procesul de neoangiogeneză nu este la fel de

rapid, iar anumite celule tumorale pot fi distruse prin necroză, prin lipsa irigării sangvine.

• Necroza tumorală presupune eliberarea conţinutului celular în ţesut, ceea ce se asociază cu eliberarea unor markeri inflamatori. Aceştia pot activa macrofagele, care dobândesc capacitate de apărare antineoplazică.

În practica medicală capacitatea antitumorală a macrofagelor este folosită în


© 2014-‐2015 38

tratamentul anumitor neoplazii, cum ar fi tumorile de vezică urinară, care sunt injectate cu BCG (bacilul Calmette Guerin). Acesta este obţinut prin modificarea unor tulpini de Mycobacterium tuberculosis, pentru a deveni nepatogene. În schimb tulpinile BCG în concentraţie crescută hiperactivează macrofagele care pot astfel distruge tumora. Această metodă de tratament este foarte eficientă mai ales în eliminarea tumorilor superficiale.

Rolul sistemului imun specific în apărarea antitumorală

Sistemul imun specific este capabil să recunoască şi să distrugă celulele transformate neoplazic prin intermediul componentei sale celulare. Celulele efectoare ale răspunsului imun celular sunt limfocitele T citotoxice. Acestea pot să recunoască antigene tumorale prezentate de către celulele neoplazice prin intermediul complexului major de histocompatibilitate de tip I.

În general tumorile maligne au o rată de diviziune rapidă, ceea ce înseamnă că până la activarea limfocitelor T citotoxice tumorile sunt deja constituite. În schimb, sistemul imun adaptativ poate avea un rol în limitarea extinderii tumorale şi în prevenirea metastazelor, recunoscând celulele neoplazice care au migrat din ţesutul de origine prin sistemul limfatic sau prin sânge.

Răspunsul imun specific ar putea fi eficient și în apărarea împotriva cancerelor care au originea în sistemul limfatic (leucemiile şi limfoamele), deoarece celulele neoplazice sunt accesibile limfocitelor T citotoxice efectoare.

Sistemul imun adaptativ ar putea interveni în prevenirea tumorilor cauzate de infecţii virale, prin distrugerea celulelor infectate cu virusuri capabile să producă mutaţii. Şi în această situaţie sistemul imun prezintă limitări importante. Cele mai multe virusuri produc infecţii acute, cu distrugeri celulare importante şi activarea semnificativă a răspunsului imun celular şi a celui imun umoral, ceea ce duce la eliminarea surselor de virus şi neutralizarea particulelor virale prin anticorpi. Există însă virusuri care au dobândit capacitatea de a eluda mecanismele de apărare imune, mai ales prin evitarea mecanismelor intracelulare de avertizare şi prin faptul că sunt puţin patogene, având un ciclul replicativ lent, fără impact major asupra celulei respective. Din aceste motive celulele infectate sunt invizibile pentru sistemul imunitar şi nu pot fi distruse existând însă în schimb riscul ca, în timp, aceste celule să sufere modificări la nivelul ADN-‐ului cu apariţia mutaţiilor şi a transformării neoplazice.

În prezent se consideră că sistemul imun are o capacitate limitată de a împiedica apariţia patologiei maligne, dar poate contribui în stadiile mai avansate la limitarea extinderii tumorale şi la împiedicarea apariţiei metastazelor.


© 2014-‐2015 39

Documents

Suport LP Imunologie 2014-2015