immunità adattativa o acquisita• L’immunità adattativa è dovuta all’attività dei linfociti che,
a seguito del contatto con un antigene, producono risposte effettrici specifiche, cioè dirette solo contro quel determinato antigene.
• Per approntare le risposte dell’immunità acquisita sono necessari tempi più lunghi rispetto a quelli dell’immunità naturale, che è sempre immediatamente attiva nell’organismo.
• Le risposte possono essere diverse a seconda delle modalità con cui l’antigene viene identificato;
• l’antigene può essere riconosciuto in due distinte condizioni
• da ciò dipende la duplice natura della immunità acquisita: immunità umorale e immunità cellulo-mediata.
Sedi di distribuzione dei linfocitiper mezzo del sangue e della linfa i linfociti migrano nel connettivo e in alcuni organi diventano molto abbondanti in modo da costituire il tessuto linfoide
Organizzazione del tessuto linfoideIl follicolo linfatico o nodulo linfatico• costituisce la struttura di base degli organi linfatici. • ha forma rotondeggiante con un diametro che può
andare da alcuni decimi di mm a qualche mm.• è inserito nel contesto del tessuto connettivo, appare
delimitato rispetto al tessuto circostante. • E’ un aggregato sferoidale dove prevalgono i linfociti,• è formato anche da tessuto connettivo reticolare e
da cellule libere, macrofagi, cellule dendritiche, plasmacellule.
• Il compito è quello di permettere l’instaurarsi di rapporti tra le cellule che presentano l’antigene (macrofagi e cellule dendritiche) e i linfociti di ciascun sottotipo, per consentire le rispettive risposte effettrici.
Il tessuto linfoide può essere• tessuto linfoide diffuso: I follicoli linfatici si
ritrovano in forma isolata poco organizzata,accompagnati da un gran numero di linfociti isolati, sparsi nel tessuto connettivo (ad esempio tonsille, placche di Peyer, appendice)
• organi linfoidi secondari : i follicoli sono molto numerosi (milza e linfonodi) dove partecipano alla organizzazione della architettura istologica di tali organi.
Citologia dei Linfocitigeneralità• sono piccole cellule con un grande nucleo rotondo e
scarso citoplasma• si trovano in discreta percentuale (30% circa) tra i
globuli bianchi del sangue• dal sangue migrano nel connettivo • in alcuni organi diventano molto abbondanti in modo
da costituire il tessuto linfoide (timo, milza, linfonodi, tonsille, appendice, placche del Peyer)
esistono diverse famiglie o sottopopolazioni di linfociti; le principali di queste risultano essere
– linfociti B (bone marrow derived) 70%– linfociti T (Thymus derived) 25%– LINFOCITI NK 5%
markers di membrana dei sottotipi di linfociti
cellula Principali proteine espresse sullamembrana
Linfocito B BCR, MHC classe II, CD19, CD21
Linfocito T TCR, CD3
T citotossico “ “ CD8
T helper “ “ CD4
T reg “ “ CD4, CD25
Natural killer CD16, CD56
LINFOCITI T
Derivano dalle cellule staminali ematopoietiche del midollo osseo
Maturano nel Timo
LINFOCITI B
Maturano nel midollo osseo
BCR TCR
Antigeni solubili Antigeni + HLA
Immunità umorale Immunità cellulo-mediata
Riconoscono Ag sotto diversi aspetti
Negli organi linfoidi secondari
Incontro tra linfociti e AgProliferazione deilinfociti dotati direcettore specificoper quell�Ag
ESPANSIONE CLONALE(aumento del numero dicellule dotate di recettoreantigene-specifico)
N.B. Clone = insieme delle cellule che hanno lo stesso recettore per l�Ag.
Generazione di CELLULE EFFETTRICI Generazione di CELLULE MEMORIA(cellule attivamente coinvolte nella rispostaimmunitaria)
(cellule che produranno una rispostapiù efficiente in occasione di unsuccessivo incontro con lo stesso Ag)
I linfociti NON sono cellule terminalmente differenziateQuindi nel corso delle risposte immunitarie essi possono proliferare e poi differenziare in
elementi effettori o produrre anche cellule memoria dotate di lunga vita (anni o decenni).
Attività dei linfocitilinfociti B:• riconoscono gli antigeni solubili nella
loro forma naturale• producono anticorpi circolanti
capaci di legare gli antigeni • Realizzano l’immunità umorale• Gli anticorpi entrano nei liquidi
biologici (sangue, linfa, liquidi interstiziali, secrezioni).
sono i precursori delle plasmacellule • Il processo di sintesi e di secrezione
degli anticorpi viene attuato direttamente dai linfociti B oppure, su più vasta scala, dalle cellule che rappresentano il loro terminale differenziativo, le plasmacellule.
Esempio di antigeni:batteri extracellulariesotossine microbichevirus nella faseextracellulareparassiti
markers di membrana dei sottotipi di linfociti
cellula Principali proteine espresse sulla membrana
Linfocito B BCR, MHC classe II, CD19, CD21
Linfocito T TCR, CD3
T citotossico “ “ CD8
T helper “ “ CD4
T reg “ “ CD4, CD25
Natural killer CD16, CD56
BCR (B cell receptor)e BCR-complex
• Il RECETTORE per l � Ag delle
cellule B è rappresentato dal BCR
o IMMUNOGLOBULINA di
membrana (mIg), glicoproteina
che ha la stessa struttura e/o
specificità degli anticorpi che
vengono secreti dalle cellule B nel
corso delle risposte umorali.
Le immunoglobuline possono esistere:
in forma legata alla membrana dei linfociti B, dove fungono da recettori perl’antigene (BCR o mIg),
in forma solubile (Ig o anticorpo). Circolano nel sangue e sono presenti nellesecrezioni dove svolgono la funzione effettrice dell’immunità umorale: neutralizzanoed eliminano gli antigeni.
Ig di membrana (mIg) e anticorpi solubili
IMMUNOGLOBULINE (Ig)Le Ig sono formate da 2 coppie di catene identiche legate da ponti S-Sintercatenari assemblate in una struttura simmetrica a forma di Y:• 2 catene pesanti (o heavy) o catene H• 2 catene leggere (o light) o catene L
• Ogni catena è costituita da :•1 regione ( DOMINIO) VARIABILE•1 o più regioni (DOMINI) COSTANTI• All�estremità N-terminale, a livello
delle regioni variabili, esistono SEGMENTI IPERVARIABILI.
• L�insieme delle regioni ipervariabilidella catena pesante e della catena leggera costituiscono il SITO COMBINATORIO per l�Ag specifico.
• Ogni Ig possiede 2 siti combinatori per l�Antigene; è cioè BIVALENTE.
vLe catene leggere possono essere di 2 tipi: k e l
• In ogni molecola di Ig le due catene leggere sono o k o l mai una
di un tipo e l�altra dell’altro.
CATENE LEGGERE
Le catene pesanti sono di 5 tipi. µ, g, d, a, e, Sono codificate sul cromosoma 14.
Il tipo di catena pesante determina la classe o isotipo dell�anticorpo (5 classi o ISOTIPI):
IgM, IgG, IgD, IgA ed IgE.
Le Ig di membrana (mIg) possono essere solamente IgM o IgD
Le Ig secrete possono essere IgM, IgG, IgA ed IgE.
I vari isotipi si differenziano per le caratteristiche biologiche e le funzioni effettrici.
CATENE PESANTI
FRAMMENTI IMMUNOGLOBULINA (Ig)
Mediante digestioni enzimatiche è possibile ottenere frammenti distinti:• Le braccia laterali della Y, intera catena leggera e regione amino-terminale
della catena pesante, sono denominati Fab (fragment antigen binding);
• la coda della Y è la regione carbossilica di entrambe le catene pesanti eviene denominata Fc (fragment crystallizable).
Caratteristiche delle classi principali degli anticorpi nell’uomo
Classe anticorpaleCaratteristiche IgM IgD IgG IgA IgECatene pesanti m d g a eCatene leggere K o l K o l K o l K o l K o lNumero di unità costituite da 4 catene 5 1 1 1 o 2 1Percentuale del contenuto totale di Ig nel sangue 10 < 1 75 15 < 1
Attivazione del complemento++++ - ++ - -
Passaggio attraverso la barriera ematoplacentare - - + - -Stabilisce legami con macrofagi e neutrofili - - + - -Stabilisce legami con mastociti e granulociti basofili - - - - +
Altri Recettori dei linfociti maturiØ I linfociti maturi posseggono una serie di recettori di
membrana suddivisibili in 5 FAMIGLIE:
1. Recettori per l�Ag (BCR = mIg )2.Recettori per fattori di crescita3.Recettori per lo Homing (consentono al linfocita di essere indirizzatoverso un organo linfoide secondario oppure verso un organo specifico incui vi è proliferazione di patogeni)
4.Recettori per le interazioni tra cellula e cellula (es. mol. di adesione)5.Recettori di funzione non conosciuta utili per distinguere i vari tipicellulari ed il loro grado di differenziamento
LA MATURAZIONE DEI LINFOCITI B AVVIENE NEGLI ORGANI LINFOIDI PRIMARI (MIDOLLO OSSEO):
FASE AG-INDIPENDENTE
ØDurante queste tappe, i recettori per l�antigene presenti sui linfociti B
(BCR) subiscono un �processo di riarrangiamento�, in grado di generare
recettori BCR con specificità diverse nei confronti dei vari antigeni che
incontreranno.
ØAlla fine di questi processi maturativi, i singoli linfociti esprimeranno
recettori di membrana specifici per antigeni distinti.
ØLa specificità recettoriale è quindi determinata prima che avvenga
l�incontro con l�antigene.
Inizia dalla CELLULA STAMINALE LINFOIDE e termina con i linfociti B MATURI VERGINI o NAIVE.
• Nel corpo umano, secondo una stima, circolano diversi miliardi di differentilinfociti.
• Un valore così elevato dovrebbe essere conseguenza di una quantitativougualmente numeroso di informazione genica che, in altre parole, avrebbe ilcompito di codificare una proteina per ogni linfocita.
• Avere diversi miliardi di geni che codificano esclusivamente per il pool dilinfociti non è una soluzione fattibile.
• La natura ha risolto questo problema adottando un efficiente SISTEMA diRICOMBINAZIONE GENICA
• Questo sistema di ricombinazione genica consiste in un processo casualemediante il quale UN NUMERO RELATIVAMENTE PICCOLO DI GENI VIENERICOMBINATO PER DETERMINARE UNA VARIABILITÀ DELL'ORDINE DIDIVERSI MILIARDI DI CODIFICHE DIFFERENTI.
• La ricombinazione genica è un processo che avviene all'interno del linfocita Bimmaturo e il suo completamento determina la creazione di un linfocita Bfunzionale.
RICOMBINAZIONE GENICARiarrangiamento delle Ig
LINFOCITI B VERGINI MATURI
• Una volta terminata questa fase si formano i linfociti B vergini (mIgD+, mIgM+).
• I linfociti vergini escono dagli ORGANI LINFOIDI PRIMARI,vanno nel sangue e da qui migrano negli ORGANI LINFOIDISECONDARI (linfonodi, milza, Malt), ), utilizzando gli HOMINGRECEPTORS.
• I linfociti sono dotati di una CAPACITÀ DI RICIRCOLO MOLTO
VIVACE, che permette loro di muoversi continuamente ATTRAVERSO IL
SANGUE E LA LINFA.
• Il processo attraverso cui le varie sottopopolazioni linfocitarie utilizzano
diverse vie di migrazione tessutale è denominato � TRAFFICO O
HOMING LINFOCITARIO�.
L�INCONTRO CON L�ANTIGENE AVVIENENEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI:
FASE AG-DIPENDENTE
²NEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI (linfonodi, milza,
Malt), INCONTRERANNO L�ANTIGENE
²sospendono la loro attività di ricircolo
²Gli organi linfoidi secondari assicurano un microambiente
specializzato
²Ciò favorisce L � ESPANSIONE CLONALE DEI LINFOCITI
ATTIVATI DALL�ANTIGENE E LA LORO DIFFERENZIAZIONE
IN CELLULE EFFETTRICI E IN CELLULE MEMORIA.
L�INCONTRO CON L�ANTIGENE AVVIENENEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI:
FASE AG-DIPENDENTE
ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI
• L�incontro con l�Antigene innesca proliferazione e differenziamentocellulare che determinano una ESPANSIONE CLONALE
• aumento del numero di cellule del clone antigene-specifico• GENERAZIONE DI CELLULE EFFETTRICI (cellule attivamente
coinvolte nella risposta immunitaria)• GENERAZIONE DI CELLULE MEMORIA (cioè di cellule che
produrranno una risposta più efficiente in occasione di un successivoincontro con lo stesso Ag).
CELLULE EFFETTRICI
1.RICONOSCIMENTO 2.ESPANSIONE CLONALE 3.DIFFERENZIAMENTO
LE CELLULE EFFETTRICI DEI LINFOCITI B SONO LE PLASMACELLULE
v Sono cellule grandi con diametro8-20 um., hanno forma ovoidale
v Nucleo eccentrico, cromatina aruota di carro o quadrante diorologio
v Nucleolo al centro del nucleov Citoplasma estesov Sono in grado di secernere
ANTICORPI MONOCLONALI (mAb) o IMMUNOGLOBILINE (Ig) specifiche per un determinato antigene (Ag)
Ø RER e GOLGI sono ben sviluppati.Ø vescicole di secrezione (sintesi di
Ig in 2 - 5 minuti).
Plasmacellule• il citoplasma è intensamente basofilo
tranne che nella zona corrispondente all’apparato di Golgi che contiene le proteine sintetizzate e pronte per essere emesse all’esterno
• la liberazione degli anticorpi nella matrice extracellulare avviene in maniera costante e senza che si verifichino interruzioni della membrana citoplasmatica
• nel citoplasma sono anche presenti delle granulazioni PAS positivedenominate corpi di Russel
• non contengono i prodotti di secrezione come ritenuto in passato;
• probabilmente sono il deposito di prodotti di sintesi non utilizzabili
Attività dei linfocitilinfociti T: • riconoscono antigeni processati dalle APC (Antigen
Presentig Cells = APC) ed esposti sulla loro superficie cellulare come peptidi legati ai componenti del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC)
• Realizzano l’immunità cellulo-mediata• risposta effettrice che consiste: – nella distruzione della cellula bersaglio (cellula
estranea, cellula infettata da virus, ecc.) mediante la liberazione di granuli citotossici, (linfociti T citotossici)
– nell’invio di segnali ad altre cellule del sistema immunitario (linfociti T helper)
Linfociti T• Esprimono tutti sulla loro superficie TCR (T Cell Receptor) e CD3
sottopopolazioni principali:
linfociti T CD4+ helper (Th)
linfociti T CD8+ citotossici (CTL).
Esistono altre sottopopolazioni tra cui i linfociti Treg
cellula Principali proteine espresse sulla membrana
Linfocito B BCR, MHC classe II, CD19, CD21
Linfocito T TCR, CD3
T citotossico “ “ CD8
T helper “ “ CD4
T reg “ “ CD4, CD25
Natural killer CD16, CD56
markers di membrana dei sottotipi di linfociti T
Il recettore TCR espresso dai linfociti T non permette il riconoscimento di Agsolubili, ma soltanto di piccoli frammenti peptidici di proteine antigeniche,legati a molecole MHC sulla superficie delle cellule.
Il TCR riconosce i peptidi antigenici presentati all’interno della � tasca �recettoriale” delle proteine del MHC.
Da dove può derivare il peptide (antigene)?• Deriva dai sistemi di fagocitosi oppure dai proteasomi• i peptidi presentati sulle molecole MHC sono spessopeptidi autologhi e come tali vengono ignorati dalsistema immune.
• Se il peptide presentato è estraneo/non self (batterico,virale) allora si ha risposta immune
T CD4+T Helper
T CD8+T citotossici
Linfociti T
Uccidono cellule bersaglio (CTL).Sono importanti nella difesa contropatogeni intracellulari (virus), celluletumorali, e cellule allogeniche (rigettodei trapianti).
Cellule T effettrici con funzioni varie (Th1,Th2, Th17, Treg), basate essenzialmentesulla produzione di diversi tipi dicitochine.
Risposte effettrici dei linfociti T
CD4 e CD8 funzionano sia come molecole di adesione sia come corecettori.
I linfociti T citotossici CD8+ riconoscono peptidi endogeni(di origine virale o tumorale) in associazione a molecole MHCdi classe I.
I linfociti T helper CD4+ riconoscono peptidi esogeni inassociazione a molecole MHC di classe II.
Risposta effettrice dei linfociti T-helper CD4+
• Negli organi linfoidi periferici, il complesso molecolare
MHC classe II + peptide estraneo, esposto sulla
membrana delle cellule dendritiche/APC, viene
riconosciuto da un clone di linfociti T helper che
possiedono il TCR per quel peptide antigenico
(selezione clonale T).
• Si forma un punto di contatto in cui le membrane
delle due cellule stabiliscono una stretta interazione
molecolare = SINAPSI IMMUNOLOGICA• A questa partecipano, MHC classe II e peptide
antigenico, TCR e co-recettori CD4 e CD3, (molecole
co-stimolatorie e di adesione) .
• Alla selezione fa seguito l’espansione del clone di
linfociti T, e rilascio di citochine