Domande d'esame di immunologia, Università del Piemonte Orientale

IMMUNOLOGIA DI BASE

1- Il sistema Immunitario: funzioni, cellule, organi Il sistema immunitario è composto da tutti gli organi e le cellule che hanno la funzione di: 1) Proteggerci dai microorganismi patogeni -> il sistema immunitario è in grado di distinguere i microorganismi self dai microorganismi non self e quindi patogeni. 2) Proteggerci dalle neoplasie -> 3) Rigetto nei trapianti -> è in grado di riconoscere una cellula self da una cellula non self e quindi rigetta il tessuto non self. È composto da 2 branche: · Immunità innata (o aspecifica) -> interviene subito e ha lo scopo di rallentare l'infezione patogena. Si dice aspecifica perché è in grado di distinguere i patogeni ma li combatte sempre nello stesso modo. · Immunità adattativa (specifica o acquisita) -> Interviene dopo 7 giorni dall'inizio dell'infezione ma è una risposta immunitaria che è specifica per quel determinato agente patogeno e quindi è più efficacie. La componente umorale dell'immunità innata è il complemento mentre la componente umorale dell'immunità adattativa sono gli anticorpi secreti dai linfociti B. La componente cellulare dell'immunità innata sono tutti i leucociti tranne i linfociti: macrofagi/monociti, cellule dendritiche, granulociti, mastociti, cellule NK. La componente cellulare dell'immunità adattativa sono i linfociti B ed i linfociti T. Ciò che distingue la risposta immunitaria adattativa da quella innata è: 4) Distinzione tra self e non self -> risposta immunitaria adattativa distingue tra self e non self grazie al processo di maturazione dei linfociti B e T che consiste nella selezione negativa. 5) Specificità -> la risposta immunitaria adattativa si modella in base al patogeno che deve combattere e quindi riesce a combatterlo in maniera più efficacie. La risposta immunitaria innata invece è in grado di riconoscere il tipo di patogeno ma combatte tutti i patogeni nello stesso modo. La specificità viene garantita dalla ricombinazione VDJ. 6) Memoria -> la risposta immunitaria adattativa è in grado di creare una memoria. Grazie al processo di switch isotipico (frammento costante) e l'ipermutazione somatica (frammento variabile).

La risposta immunitaria

2- La risposta immunitaria La risposta immunitaria viene attivata a seguito di un danno o a seguito di un'infezione patogena. L'immunità innata è la prima componente che interviene: il complemento essendo una componente molecolare si attiva sempre e subito quando rileva un danno. Il complemento svolge 2 funzioni importanti tra cui: 7) Attivazione del processo infiammatorio tramite le anafilotossine C3a, C4a e C5a che vanno a modificare lo stato infiammatorio dell'endotelio vascolare nella zona infiammata e agiscono come fattori chemiotattici in modo da segnalare ai monociti di traslocare dal vaso sanguigno al sito di infezione differenziando in macrofagi. 8) Opsonizzazione -> I macrofagi vanno a riconoscere il patogeno tramite i TLR oppure se non possiedono il TLR adatto vanno a riconoscere la componente del complemento deputata all'opsonizzazione, ovvero C3b o il frammento costante delle IgG. Downloaded by Virginia Casetta (virginiacasetta001@gmail.com)Una volta riconosciuto il patogeno, il macrofago lo fagocita e lo processa per poter presentare sulle molecole MHC i peptidi antigenici ai linfociti B e T. Per poter presentare i peptidi antigenici i macrofagi devono essere trasportati negli organi linfatici secondari, perché è l'unica sede anatomica dove può avvenire la presentazione dell'antigene ai linfociti T e B. Se si trovano nei tessuti i macrofagi vengono trasportati attraverso i vasi linfatici ai linfonodi mentre se i macrofagi si trovano nel sangue vengono trasportati alla milza. L'attivazione della risposta immunitaria innata avviene subito mentre l'attivazione della risposta immunitaria adattativa impiega 7 giorni. Nell'arco di 15 giorni si avrà il massimo della risposta immunitaria e dopo 3 settimane tutti i linfociti muoiono per apoptosi tranne i linfociti B della memoria.

Organi linfatici primari e secondari

3- Gli organi linfatici primari e organi linfatici secondari Gli organi linfatici primari sono: timo e midollo osseo. Al loro interno vengono prodotti i linfociti B e T. I linfociti B vengono prodotti nel midollo osseo. I linfociti T vengono prodotti nel timo. La cellula staminale totipotente però si trova nel midollo osseo e perciò un linfocita B completerà la maturazione sempre nel midollo osseo mentre un linfocita T per maturare dovrà migrare nel timo. Nel midollo osseo i linfociti B vanno incontro ad un processo di maturazione che prevede: 9) Ricombinazione VDJ 10) Selezione negativa Nel timo i linfociti T vanno incontro ad un processo di maturazione che prevede: 11) Ricombinazione VDJ 12) Selezione positiva 13) Selezione negativa Gli organi linfatici secondari sono: milza, linfonodi e MALT. In questi organi avviene l'incontro con l'antigene e come conseguenza dell'incontro con l'antigene avvengono anche i meccanismi di miglioramento del recettore, ovvero lo switch isotipico e la ipermutazione somatica. Ricevono l'antigene con modalità diverse: 14) La milza riceve l'antigene per via ematica (sepsi), 15) I linfonodi tramite i vasi linfatici provenienti dai tessuti 16) Il MALT riceve l'antigene dalle mucose, quindi tutti i distretti corporei che sono esposti all'esterno. I vasi linfatici nascono a fondo cieco e si fondono l'uno con l'altro fino a diventare sempre più grossi, hanno un sistema valvolare come le vene perché non c'è un cuore che pompa la linfa ma la linfa circola grazie ai muscoli che circondano i vasi. Più vasi afferenti arrivano al linfonodo ed incontrano vari strati: 17) Corticale -> linfociti B con l'anticorpi in superficie riconoscono l'antigene in forma nativa, lo internalizzano, lo processano in peptidi antigenici e lo espongono sulle molecole MHC-II perché sono delle APC professioniste. 18) Para corticale -> linfociti T che vengono attivati quando i linfociti B che presentano l'antigene migrano dalla zona corticale alla zona midollare. 19) Midollare -> linfociti B attivati Downloaded by Virginia Casetta (virginiacasetta001@gmail.com)

Immunità innata: macrofagi e riconoscimento dell'antigene

4- Immunità innata: i macrofagi e il riconoscimento dell'antigene I macrofagi sono in grado di riconoscere 2 tipi di antigeni: 1) DAMP (Danger-associated Molecular Patterns) > sono antigeni che attivano il processo infiammatorio e si dividono in: · PAMP (Pathogen-Associated Molecular Patterns) -> sono gli antigeni posti sulla superficie di particelle microbiche. . Allarmine > materiale necrotico, sono molecole self che vengono riconosciute dai macrofagi come dannose perché in condizioni fisiologiche si trovano all'interno delle cellule. Se un macrofago lega un'allarmina significa che una cellula è andata incontro a necrosi e quindi scatena il processo infiammatorio. 2) ACAMP (Apoptotic cell-associated Molecular patterns) -> materiale apoptotico che deriva dall'apoptosi, ovvero un processo fisiologico. In questo caso i macrofagi fagocitano il materiale apoptotico ma non presentano nulla ai linfociti e quindi non scatenano il processo infiammatorio. I macrofagi riescono a riconoscere i patogeni grazie a 2 meccanismi: Diretto -> esprimono sulla loro superficie dei recettori TLR con cui riconoscono certe molecole presenti solo sui patogeni. Il problema è che i macrofagi possiedono circa 10-14 TLR che riconoscono grosse classi di batteri ma non a sufficienza e perciò esiste anche un riconoscimento indiretto. Indiretto -> è un riconoscimento mediato da un'opsonina, ovvero una molecola che si lega alla superficie del patogeno e permette ai macrofagi che non possiedono il TLR adatto di riconoscerlo comunque. Le opsonine sono C3b o le IgG (frammento costante delle IgG che viene riconosciuto dal Fcg-R) I TLR possono essere: Extracellulari -> TLR che riconoscono antigeni espressi sulla superficie del patogeno. Intracellulari -> che riconoscono DNA o RNA estraneo.

Immunità innata: il complemento (attivazione e funzioni)

5- Immunità innata: il complemento (attivazione e funzioni) Il complemento è la componente umorale dell'immunità innata ed è composto da 9 molecole che vanno da C1 a C9. Svolge 4 funzioni: 1. Lisi > il complemento forma un poro sulla superficie della cellula che non riesce più a mantenere il gradiente di concentrazione e muore. La lisi viene mediata da tutti e 9 i componenti del complemento. 2. Opsonizzazione -> il complemento lega i batteri che non riescono ad essere rilevati dal fagocita in modo da renderli rilevabili al fagocita. Viene mediata da C3b. 3. Attivazione del processo infiammatorio > le anafilotossine C3a, C4a e C5a modificano lo stato infiammatorio dell'endotelio vascolare e agendo da fattori chemiotattici richiamano dal circolo sanguigno i leucociti nella zona di infiammazione. 4. Rimozione di immunocomplessi Ag/Ab -> il C3b lega il frammento costante degli anticorpi che formano un immunocomplesso e segnala al macrofago di eliminare quell'immunocomplesso. I meccanismi di attivazione del complemento sono: 1. Via classica > è la via di attivazione più potente e si attiva a seguito dell'interazione del complemento con un anticorpo legato all'antigene. La via classica porta alla formazione di un poro sula superficie del patogeno con conseguente morte. Downloaded by Virginia Casetta (virginiacasetta001@gmail.com)2. Via alternativa e via lectinica -> riconoscono entrambe componenti della superficie batterica. Non sono vie di attivazione complete come la via classica ma permettono comunque di produrre le anafilotossine, ovvero le componenti che scatenano il processo infiammatorio.

Immunità acquisita: linfociti B e ciclo vitale

6- Immunità acquisita: i linfociti B e ciclo vitale È costituita dai linfociti B che svolgono la loro funzione producendo anticorpi e linfociti T (Linfociti T-helper, producono citochine che servono a tutte le cellule del sistema immunitario e linfociti T citotossici che uccidono la cellula che gli ha presentato l'antigene). Per attivare un linfocita T-helper bisogna avere una cellula professionista (macrofagi, cellule dendritiche e linfociti B). La cellula che presenta l'antigene non subisce nessun attacco da parte del linfocita T-helper ma produce le citochine. Il linfocita T-citotossico invece quando la cellula gli presenta l'antigene la uccide perché l'antigene presentato può essere un antigene tumorale o virale. Un linfocita B è in grado di riconoscere l'antigene grazie agli anticorpi che sono dei recettori espressi sul linfocita B. Una volta che riconosce l'antigene prolifera e differenzia in plasmacellula (citoplasma aumenta) e secerne anticorpi in modo tale che possano svolgere la loro funzione. L'anticorpo per essere funzionante deve essere staccato dalla membrana, perché la porzione effettrice dell'anticorpo deve essere staccata dalla membrana. Una volta che la risposta immunitaria ha svolto i suoi compiti, dopo 3 settimane tutti i linfociti muoiono tranne i linfociti B della memoria. I linfociti B della memoria hanno di diverso che esprimono sulla loro superficie degli anticorpi che hanno svolto lo switch isotipico (sono di una classe diversa (IgG)) e l'ipermutazione somatica ovvero il processo che migliora l'affinità tra la tasca di legame e l'antigene. Negli organi linfatici primari i linfociti B vanno incontro a: · Ricombinazione VDJ -> riarrangiamento genico che permette di costruire l'esone che codifica per la parte variabile dell'anticorpo. · Selezione negativa -> per eliminare i linfociti B che sono autoreattivi, ovvero che sono in grado di riconoscere il self. Tutti quelli che superano la selezione negativa vanno negli organi linfatici secondari, la maggiorparte muore dopo pochi giorni senza aver incontrato nessun antigene. Se però riconoscono l'antigene allora si attivano e vanno incontro a 2 processi: 1. Switch isotipico 2. Ipermutazione somatica

Maturazione dei linfociti B (ricombinazione VDJ, selezione negativa)

7- Maturazione dei linfociti B (ricombinazione VDJ, selezione negativa) La ricombinazione VDJ è quel processo che avviene nel midollo osseo per produrre l'esone VDJ che è quello capace di codificare per la tasca di legame. Per produrre un anticorpo bisogna avere un gene VDJ (che in natura non esiste) e un esone tra gli esoni Ca, Cy, C8, CE, Cu che sono gli esoni che codificano per la porzione costante dell'anticorpo. Downloaded by Virginia Casetta (virginiacasetta001@gmail.com)