Immunologia: immunodeficienze primarie e secondarie, con focus su HIV

Malattie da Immunodeficienza Primaria

In coda all'argomento precedente, queste malattie si possono trattare in modi differenti:

• nella malattia granulomatosa cronica si utilizza la citochina INF-GAMMA, che permette di recuperare le funzioni macrofagiche difettose (azione di proteasi e defensine)
• nell'ADA (deficienza di adenosina deaminasi), ci sono delle replacement therapy con l'enzima mancante. Prima della terapia genica si usava l'ADA-PEG, in cui si univa covalentemente all'ADA l'enzima polietilene glicole che permetteva di rendere invisibile l'ADA ai monociti-macrofagi, aumentando l'emivita dell'enzima in circolo. Con la terapia genica, trapianto di midollo osseo autologo e rimpiazzo di cellule staminali abbiamo però risolto tutto questo.
• altra terapia utilizzata sono le immunoglobuline endovena, che vengono usate in pazienti con a- gamma globulinemia o con immunodeficienza combinata variabile, che hanno variabili di immunoglobuline: tale patologia è detta variabile sia riferendoci all'età di insorgenza (dall'infanzia all'adulto) ma anche per le classi di immunoglobuline che vengono poi prodotte. In questi casi si usa un pool tratto da individui sani e si somministra in questi soggetti per rimpiazzare le immunoglobuline.
• la terapia elettiva è però il trapianto di midollo osseo, in generale per le immunodeficienze primitive, sempre però sottostando alle regole menzionate nelle lezioni precendenti, ovvero trovare un donatore che "matcha" per una buona parte molecole MHC II (HLA-DQ HLA-DP HLA- DR) e MHC I (HL-A HL-B HL-C) del ricevente, facendo la tipizzazione. Ciò permette quindi soprattutto nel fenotipo SCID questa correzione. Il trapianto comunque non potrà mai condividere, se non nei gemelli monozigoti, tutto l'aplotipo, e dunque ciò comporta la necessità di effettuare immunosoppressione per prevenire ulteriori problemi. Anche un ospite debolmente immunocompetente (come sono gli SCID) rigenererà cellule staminali con aplotipi non corretti (nds. rispetto all'aplotipo del donatore).

Quando si fa un trapianto di midollo, sia i linfociti T che le APC che derivano dal tessuto trapiantato verranno selezionate per riconoscere gli aplotipi a livello timico del ricevente: avremo una selezione positiva e negativa sugli MHC del ricevente presentati a livello timico. La selezione avviene solo nello stroma timico: nella sindrome di DiGeorge questo però non è possibile, né tantomeno nel fenotipo nudo, dove si ha un difetto di FOX-

Trapianto di Midollo Osseo e Selezione Cellulare

Trapianto di midollo osseo.

Un allele MHC condiviso

N1 che provoca ipoplasia timica (mancanza stroma timico).

Macrofago

APC

Quando lo stroma timico è normale però ciò è possibile.

Cellule T

Le cellule del donatore vanno incontro a selezione sul MHC nel timo del recipiente

Le cellule T con restrizione MHCD possono essere attivato dalle APC MHCaID, e riconoscono le cellule MHC infette

O

Quando due individui condividono almeno un aplotipo MHC (donatore bicolore nella slide perché è AB, ricevente blu perché è solo B) (nds. non sono riuscito a trovare la slide di cui parla il prof), i macrofagi e le APC saranno bicolore se le introduciamo nello stroma timico, e subiscono una selezione positiva ma anche negativa, perché, arrivate in periferia, queste saranno cellule T con restrizione B (sappiamo che quando le cellule T passano le varie selezioni nel timo si ha una restrizione MHC, perché le CD8 verranno maturate a diventare monopositive sulle molecole MHC I, le CD4 sulle MHC II); quindi le cellule T possono essereattivate dalle APC del donatore perchè hanno questo sharing in comune, tuttavia possono anche riconoscere cellule B infettate. La comunanza di aplotipi, in questo caso, è positiva e permette di dar luogo allo sviluppo intratimico dei linfociti e di essere attivo nel riconoscimento periferico.

Le cellule T mature del trapianto riconoscono le cellule dell'ospite come estranee

Uccisione

T

Malattia "Graft Versus Host" (GVH)

Malattia "graft versus host" (GVH).

Malattia immunitaria sistemica

Nessuna risposta immunitaria dal trapianto privato delle cellule T. Le cellule staminali proliferano e ricostituiscono Il sistema immunitario dell'ospite

B

calkila

taminal

T

Abbiamo due possibilità: o abbiamo la GVHD (graft- versus-host disease), quando i linfociti T maturi nel midollo osseo del donatore attaccano l'ospite riconoscendolo come estraneo; ciò si può evitare diminuendo i linfociti T che prendiamo dalle cellule del donatore; d'altro canto, però (ad esempio nelle leucemie e linfomi), i linfociti T del donatore hanno la possibilità di indurre la graft-versus-leukemia disease, reazione positiva, come anche possiamo avere il rigetto, chiamato host-versus-graft disease (HVGD) quando le cellule staminali del donatore sono attaccate dai linfociti T del ricevente. In questo secondo caso, però, (SCID) c'è una minor probabilità che ciò si verifichi, perché il paziente è già immunodeficiente.

L'unica soluzione per il residuo di timociti che comunque vengono prodotti, è irradiare (nds. non si sente bene) il

Trapianto Riuscito e Terapie Mielo-ablative

Trapianto riuscito

midollo del ricevente in maniera da spazzare via i timociti maturi per poi fare spazio a nuove cellule staminali che devono entrare. Nei pazienti con SCID vedremo che possiedono terapie mielo-ablative di vario grado: si fa citoterapia o radiazioni ionizzanti a seconda della gravità della malattia (busolfan è un tipo di citoterapico).

Le cellule T mature del trapianto risconoscono le cellule dell'ospite come estranee

uccisione

T

cellula

staminali

Risposta dell'ospite contro il trapianto.

Rigetto del trapianto

Ora descrive la slide: la GVHD viene rappresentata nella parte superiore della figura, le cellule T vengono depletate e poi ci sarà un arricchimento di cellule staminali B e T. Nel rigetto, invece, le cellule T uccidono le cellule del donatore.

Per ovviare a tutti questi problemi di un possibile rigetto, la terapia genica con trapianto autologo risolve molti problemi. Si prende il midollo osseo o cellule staminali circolanti, anche dalle cellule periferiche del sangue non nucleate, da cui si possono ottenere le cellule staminali non circolanti senza ago aspirato; tuttavia, dobbiamo usare una citochina che induce mobilizzazione delle cellule staminali, GMCSF o IL-8. Quindi questa terapia genica prevede di prendere una copia del gene non difettivo e di introdurre le cellule staminali espanse in vitro; e poi, nei pazienti SCID si usano tecniche ablative per eliminare i linfociti T rimanenti.

C'è poi un ulteriore problema: visto che abbiamo introdotto una copia del gene wild-tipe, il paziente che non ha mai visto un gene wild-tipe prima potrebbe produrre una risposta immunitaria verso quest'ultimo; una terapia cito-soppressiva dovrebbe calmare anche questo tipo di risposte.

Immunodeficienze Secondarie

Le immunodeficienze primarie sono molto rare, al contrario delle immunodeficienze secondarie che sono molto frequenti (alcuni esempi sono il morbillo, HBV e HCV).

Una delle principali cause di queste malattie è la malnutrizione: il morbillo, ad esempio, è molto più cattivo in soggetti malnutriti. Si è visto che addirittura la malnutrizione sia potenzialmente causa anche di tubercolosi, perché provoca un difetto dell'immunità cellulo-mediata.La malnutrizione (soprattutto ipoproteica) va ad intaccare il S.I. e il tessuto adiposo, sede quest'ultimo di produzione di citochine e adipochine, ormoni che sensibilizzano o desensibilizzano i tessuti periferici all'azione dell'insulina. Le adipochine più importanti sono l'adiponectina, la leptina (sensibilizzano all'insulina), e la resistina (induce resistenza all'insulina). In questo caso la malnutrizione porta ad una diminuzione del tessuto adiposo e dunque di leptina, importante perché è un crocevia tra sistema endocrino e sistema immunitario: soggetti con difetti nel gene della leptina hanno una riduzione nelle risposte immunitarie e atrofia timica. A questo punto possiamo dire che la leptina è un immunomodulatore ed è responsabile della crescita e differenziazione dei TH-1. La carenza di leptina blocca immunità cellulo-mediata e sembra blocchi anche i linfociti T-reg. Anche qui abbiamo soppressione della risposta immunitaria ed elevata suscettibilità alle infezioni.

Altri eventi molto più frequenti legate alle immunodeficienze secondarie sono l'insorgenza di linfomi e leucemie, che depletano tutte le serie leucocitaria che vengono riversate nel sangue. Possiamo avere dunque un accumulo di progenitori mieloidi disfunzionali, oppure neutropenia, che porta ad aumentata suscettibilità di infezioni batteriche e funginee. Questo particolare aspetto può poi comportare metastasi negli organi linfoidi secondari o di altri organi. Le immunodeficienze secondarie possono insorgere anche a seguito di perdita della funzionalità della milza (ad esempio a seguito di traumi o anemia falciforme, una beta-globinopatia che provoca distorsione dei globuli rossi che intasano i sinusoidi splenici, provocando alla lunga infarti splenici che portano ad una fibrosi splenica o altre malattie). Tutta questa perdita di funzionalità della milza predispone alle infezioni da batteri opportunisti, quali streptococcus pyogenes; ciò evidenzia il ruolo protettivo dei fagociti della milza. Alcuni studiosi vedono anche nella perdita delle cellule B della zona marginale un problema (nds. non si sente bene, concetto poco chiaro); si dovrebbe dunque attuare in questi casi un vaccino anti-streptococco o una profilassi antibatterica a vita.

Negli ultimi anni si è provato anche ad usare terapie biologiche, cioè anticorpi monoclonali diretti contro alcune citochine tipo TNF-ALFA, (bentancet (?)), però questo porta ad infiammazioni di infezioni latenti tipo varicella zoster. Altro anticorpo è il ritulizimab (?) che blocca la proliferazione delle cellule B usato per curare linfomi a cellule b, anche questo però porta ad un aumento della riattivazione di virus come HBV.

Anche l'impianto di cateteri può portare ad una superficie che permette una crescita batterica importante.

AIDS

Rappresenta un ostacolo alle terapie, non solo perché molto diffusa ma anche perché infetta le cellule del sistema immunitario, portando ad una diminuzione notevole e sottosoglia normale dei linfociti CD4, target principale dell'HIV. Nella forma conclamata della malattia si avrà infatti infezioni da vari organismi opportunisti che poi diventano, in questo caso, patogeni, portando all'insorgenza di tumori, come il sarcoma di Kaposi, oppure i tumori derivanti dal virus di Epstein Barr.

Sono le cellule tumorali a non essere controllate dall'immunità o sono i virus che inducono queste cellule a non essere controllate? La risposta è che sono le cellule tumorali a non essere affatto controllate, perché anche i tumori non legati al virus insorgono nello stesso modo in cui insorgono i tumori legati a questi virus, eludendo comunque la risposta immunitaria, adattativa in particolare.

Questo virus fu scoperto nell'1981, isolato nell'1983 contemporaneamente in Francia e negli Stati Uniti, da Gallow e Montagny (quest'ultimo ha ricevuto anche il premio Nobel). Pare però che il virus sia comparso nell'uomo già negli anni '50.