La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Immunità Umorale La produzione dei linfociti B avviene nel midollo osseo, ma viene completata negli organi linfoidi periferici (ad es. la milza). I linfociti.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Immunità Umorale La produzione dei linfociti B avviene nel midollo osseo, ma viene completata negli organi linfoidi periferici (ad es. la milza). I linfociti."— Transcript della presentazione:

1

2 Immunità Umorale

3 La produzione dei linfociti B avviene nel midollo osseo, ma viene completata negli organi linfoidi periferici (ad es. la milza). I linfociti B

4 Identificazione Tramite marcatori di membrana (CD) che oltre ad identificare le sottopopolazioni hanno attività uniche CR1 (CD 35) CR2 (CD 21) CD 19 CD 20 FcγRII CD 32 HLA-DR BCR Ig-α Ig-β

5

6 Repertorio Anticorpale E dato da tutte le specificità anticorpali disponibili in un individuo Il numero di anticorpi con specificità diversa per ciascun individuo dipende dal numero di lif.B che possiede e dal numero di Ag con cui è venuto in contatto

7 Riarrangiamento genico Ciascun tipo di segmento genico è presente in più copie nel genoma germinale. Durante il riarrangiamento genico, la selezione di un segmento caratterizzante ogni variante avviene casualmente per assicurare la variabilità Dopo che i linfociti B hanno incontrato e sono stati attivati dallAg avvene lipermutazione somatica. Mutazioni puntiformi nella regioni V, per un ulteriore variabilità

8 Sono presenti molti segmenti genici che insieme codificano per la regione VARIABILE Numero di segmenti genici funzionali nei loci delle Ig umane Segmento Catene leggere Catene pesanti κλH Variabile (V) Diversità (D)0027 Giunzione (J)546

9 IgH ORGANIZZAZIONE DEI LOCI IgH NELLUOMO NELLA LINEA GERMINATIVA Momento cruciale della differenziazione B-linfocitaria Ag- indipendente è il riarrangiamento dei geni V H delle Ig. Inizia con la traslocazione di uno o più dei geni D (diversity) accanto a uno dei geni J H (joining) e la delezione del DNA compresa fra i due geni. La traslocazione DJ si verifica su entrambi i cromatidi del cromosoma 14. Le fasi successive avvengono in uno solo, dove uno dei 45 o più geni V H (variable) viene traslocato accanto al DJ e forma un complesso continuo VDJ che codifica per l'intera regione variabile della catena pesante μ. Si forma così un trascritto V H DJ H -Cμ che viene prima elaborato con eliminazione delle zone ridondanti (splicing dell mRNA) e poi tradotto in una catena pesante μ. 14q32.33 regione del locus IGH

10 Linf. pro-B: derivano dalla cellula staminale, si distinguono dalle altre cellule immature per lespressione di molecole di superficie ristrette allo stipite B (CD19 e CD10). Nel citoplasma esprimono il TdT (deossinucleotidil transferasi terminale), enzima tipico di tutti i linfociti immaturi, B e T che è importante per il processo di rimaneggiamento dei geni delle Ig e del TCR. Nei linf. pro-B precoci si ha il riarrangiamento del locus della catena pesante che porta al congiungimento dei segmenti D con uno dei segmenti J, accompagnato dalla delezione del tratto di DNA interposto; successivamente nei linfociti pro-B tardivi uno dei segmenti genici VH si collega al complesso DJH.

11 IgK ORGANIZZAZIONE DEI LOCI IgK NELLUOMO NELLA LINEA GERMINATIVA regione del locus IGK 11.2 Si inizia dalla catena κ (in uno dei due cromosomi 2), con un riarrangiamento VJκ che segue le stesse regole utilizzate dal cromosoma 14 per le catene H (la differenza è l'assenza del segmento D). Un riarrangiamento produttivo VJκ porta ad un adeguato trascritto e alla successiva traduzione di una catena leggera κ. In un terzo circa dei piccoli linfociti pre-B, il riarrangiamento VJκ è improduttivo sia sul primo che sul secondo cromosoma.

12 Il primo riarrangiamento (VDJ) si verifica in cellule grandi e attivamente proliferanti. Il risultato finale del riarrangiamento è testimoniato dalla presenza dei linfociti pre-B, che presentano nel citoplasma catene pesanti μ non accompagnate da alcuna catena leggera. I grandi linfociti pre- B differenziano a piccoli linfociti pre-B che smettono di proliferare e si dedicano alla differenziazione iniziando a riarrangiare i geni che codificano per le catene L secondo una ben precisa gerarchia.

13 Una piccola percentuale delle catene citoplasmatiche μ vengono espresse sulla superficie cellulare in associazione con una catena leggera sostitutiva non polimorfica, diversa dalle catene L k e λ, formando i recettori pre-B, lespressione dei quali è necessaria per stimolare la proliferazione e far proseguire la maturazione dei linfociti B. Linf. pre-B: contengono nel loro citoplasma catene pesanti μ libere.

14 IgL λ ORGANIZZAZIONE DEI LOCI IgL λ NELLUOMO NELLA LINEA GERMINATIVA regione del locus IGH Il linfocita pre-B è così diventato un linfocita B vergine sIgM + che, attraverso il meccanismo di splicing dello RNA, produce anche IgD con la stessa specificità antigenica delle IgM che a queste si affiancano sulla superficie. I linfociti B maturi pronti per essere esportati negli organi linfoidi periferici sono quindi sIgM +, sIgD +. Il processo prosegue con il riarrangiamento in uno dei due cromosomi 22 (catene leggere λ). La catena leggera (κ o λ) è immagazzinata in vescicole del reticolo endoplasmatico dove si lega alla catena pesante μ. Le molecole di IgM complete vengono portate nella regione del Golgi e successivamente inserite nella membrana.

15 Linf. B immaturi: producono una catena leggera k o λ, che si associa alla catena pesante μ formando IgM monomeriche, espresse sulla membrana cellulare, dove svolgono la funzione di recettore antigenico. Non possiedono più catene μ citoplasmatiche e perde la positività per la TdT. Questi stadi avvengono nel midollo osseo e sono antigene indipendenti. Ciò è in relazione alla selezione negativa dei linf. per la tolleranza al self. I linfociti immaturi trattati con Ab anti- IgM, non esprimono IgM facilmente sulla membrana, anche con quantità basse di Ab, la scomparsa di esse non è seguita da risintesi, come avviene nei B maturi I linf. B immaturi non proliferano né si differenziano in risposta allAg. Ma lincontro con un Ag le porta in apoptosi o alla inattivazione funzionale.

16 La sequenza di DNA che codifica per la regione V si forma con la ricombinazione somatica di frammenti genici fra loro separati

17 Meccanismi di riarrangiamento genico della regione variabile La RICOMBINAZIONE V(D)J corretta è regolata da sequenze conservate di DNA non codificante adiacenti al punto di ricombinazione (sequenze-segnale di ricombinazione (RSSs) : Eptamero -Spaziatote- nonamero Lorganizzazione delle RSSs è tale che la ricombinazione unisce sempre un segnale 12 a un segnale 23 (REGOLA 12/23, che assicura il riarrangiamento nellordine corretto)

18 Giunzione per delezione: i segmenti genici da congiungere hanno lo stesso orientamento trascrizionale. Questo processo da origine a 2 prodotti una riarrangiata VJ che è la giunzione codificante e un prodotto di delezione (RSS-giunzione segnale e DNA interposto) LA RICOMBINAZIONE V(D)J Giunzione per inversione: i segmenti genici hanno orientamento trascrizionale opposto. In questo vengono mantenute le RSS-giunzione segnale e DNA interposto, e lorientamento di uno dei 2 segmenti congiunti viene invertito

19 La RICOMBINAZIONE V(D)J Coinvolge enzimi linfocitari Specifici Ubiquitari (DNA ligasi) e DNA Ku La RICOMBINAZIONE V(D)J Coinvolge enzimi linfocitari Specifici Ubiquitari (DNA ligasi) e DNA Ku V(D)J RICOMBINASI: RAG-1 e RAG-2 (Specifici per il sistema linfoide)

20 Taglio endonucleotidico (RAG1 e RAG2) : RAG1 riconosce il nonamero Alle strutture a forcina e alle terminazioni aperte delle RSS si legano gli enzimi riparativi (ligasi: Ku70:Ku80 etc) I complessi proteici si legano fra loro avvicinando i segmenti che si devono ricongiungere Il DNA viene tagliato in modo da formare delle strutture a forcina nelle terminazioni dei segmenti delle Ig Le forcine di DNA vengono tagliate casualmente. Possono essere aggiunte delle basi dalla TdT oppure eliminate da un endonucleasi per generare tagli imprecisi. La DNA ligasi IV ricongiunge le terminazioni si forma la GIUNZIONE CODIFICANTE

21 AGGIUNTA DEI NUCLEOTIDI PER RIPARARE ROTTURE ASIMMETRICHE O PER GENERARE NUOVE SEQUENZE

22 Ig DOMINI DELLE PROTEINE Ig

23 Linfociti B maturi vergini (naive): caratterizzati dalla co-espressione di IgM e IgD sulla superficie cellulare, oltre ai recettori C3 per il complemento, Fc per le Ig, e di antigeni MHC di seconda classe. Su ogni cellula entrambi gli isotipi espressi sono dotati di una medesima regione V ed hanno pertanto unidentica specificità antigenica.

24 STADI DELLA MATURAZIONE DEI LINFOCITI

25 DIVERSIFICAZIONE DEI GENI PER IL RECETTORE PER LANTIGENE NELLE CELLULE B (RICOMBINAZIONE SOMATICA) Unulteriore diversità anticorpale che avviene nelle unità geniche riarrangiate delle regioni V Mutazioni con sostituzioni nucletodiche e non per delezioni o inserzioni Avviene nei centri germinativi degli organi linfoidi secondari dopo unimmunizzazione con un Ag per dotare i recettori dei linf. B di maggiore affinità per lAg. Selezione di cellule B con maggiore affinità MATURAZIONE DI AFFINITA

26 © 2005 Elsevier

27 GLI ANTICORPI STRUTTURA E FUNZIONE DELLE VARIE CLASSI DI IMMUNOGLOBULINE GLI ANTICORPI STRUTTURA E FUNZIONE DELLE VARIE CLASSI DI IMMUNOGLOBULINE

28 1894 Ipotesi della catena laterale 1950 Selezione clonale delle cellule B David Talmage and Sir Frank Macfarlane Burnet Paul Erlich 1936 Karl Landsteiner Il sistema immunitario può reagire con un numero illimitato di Ag 1940 Linus Pauling Teroria dellIstruzione Ab molecole flessibili che si modellano con lAg

29 GLI ANTICORPI (Effettori della risposta adattativa umorale) Gli Ab o immunoglobuline (Ig) sono glicoproteine multimeriche, appatenenti alla famiglia delle GLOBULINE (proteine globulari del siero). Sono prodotte in risposta ad un Ag e sono capaci di formare un legame specifico con la sostanza che li ha indotti. Si trovano in forma solubile, o sono espresse nelle mebrane dei linf.B Catena leggera Catena pesante C C V V V C V C Siti di legame per lantigene

30 Le Ig, sono costituite da due tipi di catene legate da ponti S-S, e da una quota di 4-18% di carboidrati. L'unità di base delle Ig ha un PM di ~150 KD. Consta di due catene leggere L (light) e di due pesanti H (heavy). Le catene sono unite tra loro soprattutto da ponti S-S ed in minor misura da forze non covalenti. Ciascuna catena è costituita da una parte costante (CH e CL) ed una variabile (VH e VL). Nelle regioni V, equivalenti al sito di legame per l'Ag la sequenza di Aa varia nei diversi anticorpi. Le catene sono ripiegate tridimensionalmente in loops o domains (domini globulari), determinati da legami S-S intracatena: le catene leggere hanno una sola VL ed una CL. Le pesanti hanno invece VH, CH1, CH2, CH3.

31 FRAMMENTI PROTEOLITICI DI UNA IMMUNOGLOBULINA Le molecole Ig sono clivate dagli enzimi papaina (A) e pepsina (B). La digestione con papaina permette la separazione di due frammenti in grado di legare lantigene (frammenti Fab), dalla porzione dellanticorpo IgG che attiva il complemento e che si lega ai recettori Fc (frammento Fc). La digestione con pepsina genera un singolo frammento bivalente in grado di legare lantigene F(ab) 2

32 CLASSI E SOTTOCLASSI DELLE Ig Nelluomo esistono 5 classi principali ed alcune sottoclassi di Ig con proprietà chimico-fisiche (peso molecolare, carica…), biologiche (opsonizzazione) e sierologiche (reazione con lAg) diverse che dipendono dalla struttura primaria delle catene pesanti.

33 Si distinguono 5 tipi di catene pesanti che determinano la classe dellAb Catene α Catene μ Catene γ Catene ε Catene δ

34 Caratteristiche delle IgM Possono trovarsi sia in forma: MONOMERICA (presenti sulla membrana del linfocita B maturo) PENTAMERICA (circolanti nel siero). Sono le prime Ig ad essere prodotte durante la risposta immunitaria. Sono presenti in concentrazioni piuttosto basse (5-10%). Hanno unelevata capacità di attivazione del complemento.

35 Basta che una sola molecola di IgM si leghi ad un antigene per attivare la prima cellula del complemento, questo innesca una cascata di reazioni che provoca la perforazione delle cellule nemiche e la loro morte.

36 Le IgM hanno un dominio in più nella catena pesante rispetto alle IgG ed ha porzioni citoplasmatiche che ancorano la molecola alla membrana. STRUTTURA DI UNA IgM DI MEMBRANA

37 Caratteristiche delle IgG Sono le più abbondanti nel siero (~80%). Sono le uniche Ig veramente efficace conto i batteri, le loro tossine, i virus e gli altri agenti infettivi più diffusi. Sono in grado di legarsi ad un gran numero di polimorfonucleati (granulociti, macrofagi e cellule NK). Sono in grado di attivare il complemento (Attraverso la via classica; tranne il sottotipo IgG4) Sono in grado di attraversare la placenta Si presentano come MONOMERI

38 STRUTTURA DELLE IgG I siti che legano lAg sono formati dalla giunzione di domini variabili di catene leggere (V L ) e catene pesanti (V H ). Catene pesanti in blu e rosso. Catene leggere in verde e i carboidrati sono mostrati in grigio

39 Si possono distinguere 4 sottoclassi: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4. Le sottoclassi 1 e 3 stimolano la reazione del complemento e intervengono nella risposta immunitaria secondaria

40 STRUTTURA DELLA CATENA LEGGERA DI UN ANTICORPO Le regioni varabili (V) e costanti (C) si ripiegano indipendentemente in due domini IG. Ogni dominio è composto da due serie antiparallele di foglietti b (le frecce rosse e gialle). I tratti blu si riferiscono a due ponti disolfuro. VL CL

41 LEGAME DI UN ANTIGENE ALLANTICORPO

42 Caratteristiche delle IgA Rappresentano la II classe di Ig circolanti con ~ il 10-15%. Si trovano in % molto alta nelle secrezioni:Latte, saliva, lacrime, secrezioni nasali) e a livello delle mucose del tratto bronchiale e digerente dove impediscono laderenza dei microrganismi allepitelio impedendone la proliferazione Esistono sottoclassi IgA1 e 2, le IgA1 prevalgono nel siero, le IgA2 nelle secrezioni, anchesse dipendono da differenze antigeniche nella CH. Le IgA secretorie si trovano esclusivamente nelle secrezioni esterne, (lacrime, saliva, secrezioni intestinali, colostro), in cui il rapporto IgG/IgA è <1 In quelle non in contatto con l'esterno (sinovia, liquido amniotico, pleurico e peritoneale) il rapporto IgG/IgA è di 5:1, simile a quello del siero.

43 Le IgA che vengono immagazzinate nelle secrezioni mucose sono prodotte in forma dimerica, mentre quelle presenti nel siero sono in forma monomerica; Le IgA assorbite dal circolo sanguigno sono molto poche e infatti rappresentano soltanto il 25% delle Ig sieriche totali.

44 IgA e IgG e Immunità neonatale Nel latte materno sono presenti grandi quantità di IgA e di IgG, che vengono ingerite dal neonato e vanno a sterilizzarne l'apparato digerente proteggendolo dalle intrusioni di eventuali microbi. Le IgA sono molto importanti per la trasmissione di una prima forma di difesa dalla madre al lattante, che nei primi sei mesi di vita è incapace di produrre anticorpi suoi. Le IgG, inoltre, vengono anche assorbite nel circolo neonatale

45 IgE Sono presenti nel siero alla concentrazione di 0.003% Una volta prodotte, si legano ai recettori per il frammento Fc espresso dai mastociti, si aggregano e danno inizio ad un processo detto di DEGRANULAZIONE mediante il quale si liberano i mediatori chimici Negli individui non allergici, unelevata concentrazione di IgE indica una infestazione di tipo parassitario.

46 Caratteristiche delle IgD Si presentano come monomeri. Costituiscono circa l1% delle Ig circolanti. La loro funzione non è chiara: sembra che abbiano funzione di recettore per lantigene.

47 LINFOCITI B: COESPRESSIONE DI IgM E IgD Le IgD si ritrovano soltanto sulla superficie dei linfociti B immaturi, assieme alle IgM, ed hanno come unica funzione quella di attivare i linfociti B e di promuovere la loro maturazione verso lo stadio di plasmacellule quando vengono a contatto con lAg per il quale sono specifiche.

48 Isotipo Isotipo dell anticorpoSottotipoCatena H Concentr. nel siero (mg/ml) Emivita Plasmatica (giorni) Funzioni IgAIgA1, 2 (1 o 2) 3.56 Immunità delle mucose IgDNessuno Tracce3 Recettore per lag dei linfociti B naive IgENessuno Ipersensibilità immediata, difesa contro gli elminti IgGIgG1-4 (1,2,3 o 4) Opsonizzazione, attivazione del complemento, citotossicità Ab- dipendente e cellulare, immunità neonatale, feedback inibitorio delle cellule B IgMNessuno 1.55 Recettore per lAg dei linfociti B naive, attivazione del complemento ISOTIPI ISOTIPI DEGLI ANTICORPI UMANI

49 PROCESSI DI SELEZIONE NELLA MATURAZIONE LINFOCITARIA

50 Il linfocita pre-B è così diventato un linfocita B vergine sIgM + che, attraverso il meccanismo di splicing dello RNA, produce anche IgD con la stessa specificità antigenica delle IgM che a queste si affiancano sulla superficie. I linfociti B maturi pronti per essere esportati negli organi linfoidi periferici sono quindi sIgM +, sIgD +.

51

52

53 FLESSIBILITA DELLE MOLECOLE ANTICORPALI I due siti anticorpali che legano lAg si possono legare contemporaneamente a due determinanti separati da distanze diverse. (A) la molecola di Ig si lega a due epitopi espressi su una membrana cellulari ben distanziati fra loro. (B) lo stesso anticorpo si lega a due determinanti situati in posizione ravvicinata. Tale flessibilità è dovuta alla regione cerniera localizzata tra il primo e il secondo dominio costante della catena pesante (C H 1 e C H 2) che consente il movimento dei siti combinatori in maniera indipendente dal resto della molecola.

54 sistema immunitario54 Neutralizzazione Agglutinazion e di cellule Precipitazione di Ag in soluzione Attivazione del complemento Lisi della cellula Fagocitosi Virus Batterio Batteri Molecole di Ag Molecole del complemento Cellula estranea Macrofago Favoriscono laPorta alla Il legame Ab - Ag inattiva gli antigeni tramite Gli Ab promuovono leliminazione dellAg attraverso vari meccanismi


Scaricare ppt "Immunità Umorale La produzione dei linfociti B avviene nel midollo osseo, ma viene completata negli organi linfoidi periferici (ad es. la milza). I linfociti."

Presentazioni simili


Annunci Google