Gli organi linfoidi secondari: Lo sviluppo dei linfociti a livello degli organi linfoidi primari (o centrali), è seguito dalla loro migrazione negli organi linfoidi secondari (o periferici) Questi contengono organi ben definiti e capsulati come: la milza e i linfonodi; e agglomerati non capsulati di tessuto linfoide (MALT=tessuto linfoide associato alle mucose, GALT=tessuto linfoide associato all’intestino, BALT=tessuto linfoide associato ai bronchi)

Gli organi linfoidi secondari: MILZA La milza è un organo localizzato nel quadrante superiore sinistro dell’addome Rappresenta il sistema immunitario sistemico ed è responsiva verso gli antigeni trasportati attraverso il sangue E’ composta da una capsula di tessuto connettivo suddiviso da trabecole Il parenchima della milza è costituito da sostanza rossa e bianca. La prima formata da ammassi di globuli rossi che vanno incontro ad eliminazione da parte di macrofagi splenici La seconda è sede di riconoscimente dell’antigene

Gli organi linfoidi secondari: LINFONODI I linfonodi fanno parte di una rete che ha la funzione di filtrare gli antigeni presenti nella linfa Normalmente sono situati alla confluenza nei vasi linfatici e sono raggruppati in stazioni strategiche (collo, ascelle, inguine, cavità addominale, mediastino) che drenano varie regioni superficiali e profonde del corpo

Gli organi linfoidi secondari: LINFONODI (continua) I linfonodi umani hanno un diametro di 2-10 mm, una forma arrotondata simile ad un fagiolo, ed una depressione detta ilo, attraverso la quale entrano ed escono i vasi sanguigni.

Gli organi linfoidi secondari: LINFONODI (continua) Nel linfonodo possono essere riconosciute tre aree: Corticale: ricca di cellule B a livello dei follicoli, zona timo indipendente Paracorticale: ricca di cellule T Midollare (centrale): formata da cordoni contenenti cellule T e B abbondanti plasmacellule e macrofagi

Gli organi linfoidi secondari: LINFONODI (continua) Il linfonodo è una delle sedi principali dove avviene l’incontro tra linfociti vergini (naive) e l’antigene (spesso trasportato da cellule APC quali le dendritiche, che possono arrivare al linfonodo dal vaso linfatico afferente che drena, ad esempio, un distretto cutaneo o viscerale, e comunque presentato ai linfociti dalle APC) Dopo l’incontro avviene un processo di proliferazione I linfociti attivati lasciano il linfonodo dopo pochi giorni come cellule effettrici I linfociti che non incontrano l’antigene omologo, ritornano in circolo tramite il vaso linfatico afferente

I linfonodi si trovano alla confluenza dei vasi linfatici e formano una rete che drena e filtra la linfa che proviene dagli spazi extracellulari. Possono essere sia sottocutanei che profondi, tributari questi ultimi degli organi interni e dei tessuti profondi. I vasi linfatici si raccolgono poi nel dotto toracico che riversa la linfa nella vena succlavia sinistra e in tal modo di nuovo nella circolazione sistemica.

Gli organi linfoidi secondari: PLACCHE DEL PEYER Le placche del Peyer si trovano tra i villi dell’intestino tenue Sono ricoperte da un epitelio (epitelio follicolo associato, FAE) che consente il trasporto dei microrganismi patogeni nel tessuto linfoide. Questa particolare funzione è svolta dalle cellule “M” dotate di numerose micropieghe. Nelle tasche basali delle cellule M si trovano linfociti T e B, cellule dentritiche e macrofagi. Gli antigeni ed i microrganismi vengono trasferiti in queste tasche e verso il tessuto linfoide delle mucose.

A cosa serve il sistema immunitario: In base alla teoria evolutiva possiamo affermare che ci sono stati nel tempo vari passaggi con una logica precisa: le grandi funzioni vitali sono nutrirsi e riprodursi. La fagocitosi è un momento cruciale per un organismo unicellulare: nel corso dell’evoluzione si sono mantenuti tali meccanismi.

A cosa serve il sistema immunitario (continua): L’immunità si è sviluppata almeno all’inizio per combattere patogeni esterni. I meccanismi si sono raffinati moltissimo nel corso dell’evoluzione. C’è stata infatti un’azione selettiva verso molecole diverse con la stessa funzione (se un organo funziona a regime normale in caso di patologia comincia ad utilizzare le sue riserve funzionali fino a bruciarsi). Nel caso del sistema immunitario, che ha una grandissima riserva funzionale, se si esaurisce, si hanno immunodeficienze; mentre se viene selezionato in modo errato si possono avere fenomeni autoimmunitari.

A cosa serve il sistema immunitario (continua): L’evoluzione ha portato ad una pressione selettiva sul sistema immunitario da parte degli agenti patogeni. Possiamo distinguere i patogeni in 4 grandi categorie: Batteri parassiti extracellulari Batteri parassiti intracellulari Virus Parassiti multicellulari (elminti)

A cosa serve il sistema immunitario (continua): Per ogni categoria il sistema immunitario ha messo a punto strategie diverse: Se una cellula è infettata da un virus il sistema immunitario può fare in modo che alcune molecole intracellulari leghino componenti virali, le esprimano in superficie, e vengano poi riconosciute dai linfociti T citotossici che esplicano la loro azione. Nel caso di un batterio che produce tossine il sistema immunitario può produrre anticorpi che, andando in circolo, legano le tossine stesse a livello del loro sito attivo inattivandole. Nel caso di agenti patogeni intracellulari (ad es.: fagocitati da un macrofago) il sistema immunitario può agire tramite la produzione di citochine che attivano il macrofago stesso e ne aumentano le capacità di uccidere il patogeno.

GLI ANTIGENI: Il nome “antigene” deriva dal greco e significa: “qualcosa che genera una sostanza contro…”. Possiamo definire come antigene (Ag) qualsiasi molecola che reagisce con gli elementi del sistema immunitario, comprendendo sia sostanze esogene che endogene (nel caso di patologie autoimmuni).

GLI ANTIGENI (continua): Secondo una definizione molto generale, un antigene: È in grado di indurre una risposta immunitaria (ovvero di provocare la produzione di anticorpi o l’instaurarsi di una risposta cellulo mediata È in grado di reagire col sistema immunitario

GLI ANTIGENI (continua): Però, per essere precisi, qualunque sostanza in grado di suscitare una risposta immune si definisce immunogenica, e viene detta immunogeno. Bisogna quindi fare una netta distinzione operativa tra ANTIGENE ed IMMUNOGENO

GLI ANTIGENI (continua): L’antigene è quella sostanza in grado di legarsi ad uno specifico anticorpo (oppure a un linfocita T): tutti gli antigeni sono potenzialmente in grado di stimolare la produzione di anticorpi specifici, ma solo alcuni sono in grado di farlo realmente, perché la maggior parte si comportano da APTENI, ovvero ci riescono solo se legati ad una molecola (CARRIER) che li fa diventare immunogeni.

GLI ANTIGENI (continua): RICAPITOLANDO Una molecola può essere antigenica (cioè può reagire con i prodotti o componenti del sistema immunitario) ma non essere immunogenica (cioè non in grado DA SOLA di indurre una risposta immunitaria) “TUTTI GLI IMMUNOGENI SONO ANTIGENI, MA NON TUTTI GLI ANTIGENI SONO IMMUNOGENI”

GLI ANTIGENI (continua): EPITOPO o DETERMINANTE ANTIGENICO: parte di un antigene che entra in contatto con il sito di legame di un anticorpo o col recettore per l’antigene delle cellule T (gli epitopi sono praticamente le porzioni più importanti dell’antigene, capaci di evocare la risposta immunitaria) APTENE: molecola solitamente di piccole dimensioni in grado di agire come epitopo ma che di per sé non è in grado di evocare la risposta anticorpale CARRIER: induce una risposta immunitaria solo nel caso in cui il sistema immunitario sia venuto precedentemente a contatto col complesso aptene-carrier

GLI ANTIGENI (continua): 1921: Karl Landsteiner iniettando in un coniglio un estratto alcolico di rene (ridotto a piccoli frammenti) di cavallo notò che l’animale non produceva anticorpi; addizionando all’estratto un omogenato di rene (frammenti di dimensioni maggiori) il coniglio produceva anticorpi. L’importanza di tale esperimento risiede nel fatto che Landsteiner ha dimostrato che l’estratto alcolico è un APTENE, cioè non è immunogeno se inoculato da solo, ma solo insieme a una proteina CARRIER, in questo caso l’omogenato di rene.

GLI ANTIGENI (continua): Da questo esperimento si dedusse il concetto di aptene e Landsteiner formulò 2 regole generali: Gli anticorpi reagiscono maggiormente con apteni omologhi Il livello di reattività crociata verso un aptene indica il grado di specificità (per reattività crociata si intende il fenomeno per il quale un anticorpo che reagisce con una determinata molecola è in grado di reagire anche con un’altra molecola ma con una minire affinità)

GLI ANTIGENI (continua): Attraverso prove di sostituzione amminoacidica e cross-reattività Landsteiner ha stabilito l’importanza di alcune caratteristiche: POSIZIONE degli amminoacidi con cui reagisce l’anticorpo GRANDEZZA CARICA STEREOISOMERIA (stereoisomeri diversi danno risposte diverse)

Caratteristiche che deve avere una proteina affinchè funzioni da antigene: Peso molecolare (superiore a 5000 Da). Infatti, più una proteina è grande e complessa, più verrà spezzettata e frammentata (come vedremo, le molecole MHC hanno preferenza a legare e presentare frammenti peptidici, e non proteine intere) Complessità chimica Solubilità (necessaria per il trasporto) Estraneità (infatti l’antigene deve differenziarsi il più possibile dalla forma delle proteine self, altrimenti si ha l’instaurarsi di patologie autoimmuni)

Caratteristiche che deve avere una proteina affinchè funzioni da antigene (continua): Dose di somministrazione: sotto certe dosi, molte proteine non sono in grado di provocare una risposta immune. A dosi molto alte, d’altra parte, la risposta immunitaria è inibita. In alcuni casi, dosi troppo alte o troppo basse possono indurre stati irresponsivi noti come “tolleranza acquisita da bassa o alta dose”. Le risposte secondarie in genere necessitano di una dose più bassa di antigene, come conseguenza dell’instaurarsi della Memoria Immunologica. Via di somministrazione: di solito la via sottocutanea è la più potente.

Caratteristiche degli epitopi: I determinanti antigenici devono essere accessibili agli anticorpi I determinanti antigenici possono essere continui e discontinui I determinanti antigenici possiedono alcuni residui più importanti di altri Mobilità del sito antigenico

Caratteristiche degli epitopi (continua): I determinanti antigenici devono essere accessibili agli anticorpi Nel 1960 SELA studiò l’immunogenicità di diverse catene laterali amminoacidiche legate ad uno scheletro polilisinico (il sistema immunitario non reagisce contro polimeri di molecole identiche ripetute): se il determinante antigenico delle catene risulta inaccessibile agli anticorpi, non si ha la risposta immunitaria, che compare invece in seguito allo smascheramento degli epitopi (aumentando ad esempio la distanza fra catene)

Caratteristiche degli epitopi (continua): I determinanti antigenici possono essere continui e discontinui Negli anni ’60 Tassi, studiando la mioglobina di balena, trovò che nella molecola erano presenti delle regioni che provocavano la risposta immune anche dopo la loro frammentazione. Tali regioni risultavano essere su zone esposte e flessibili. Questi tipi di determinanti antigenici sono detti continui (o lineari) poiché dati da amminoacidi disposti in modo lineare nella sequenza primaria della proteina. Determinanti discontinui (o conformazionali) sono quelli che sono discontinui nella sequenza primaria ma che sono contigui in quella terziaria. Gli epitopi lineari sono riconosciuti sia dai linfociti T che dai B, mentre quelli conformazionali solo dai linfociti B.

Caratteristiche degli epitopi (continua): I determinanti antigenici possiedono alcuni residui più importanti di altri EPITOPI IMMUNO-DOMINANTI: durante l’ipermutazione somatica gli anticorpi ad affinità maggiore sono quelli diretti contro gli epitopi dominanti (epitopi immunodominanti) mentre quelli meno affini contro epitopi più nascosti. Nel corso di una risposta immunitaria si ha quindi una sorta di “Selezione Darwiniana” tra gli epitopi più importanti, verso i quali vengono prodotti anticorpi più “forti”. Gli epitopi immunodominanti sono quelli che si trovano sulle porzioni idrofiliche degli antigeni (perché più facilmente raggiungibili dagli anticorpi). Sono solitamente utilizzati nella preparazione di vaccini.

Caratteristiche degli epitopi (continua): Mobilità del sito antigenico L’antigene è dotato di una certa mobilità strutturale in modo da permettere all’anticorpo di “incastrarsi” bene (ricordando un po’ un meccanismo chiave-serratura, in cui però la chiave è fatta di gomma)

Le forza in gioco per il legame antigene-anticorpo: Sono tutti legami non covalenti: Ponti idrogeno Interazioni elettrostatiche Forze di Van der Waals Interazioni idrofobiche