Immunoterapia delle patologie autoimmuni Dr. Marinelli Oliviero Ph.D student in Molecular Biology and Cellular Biotechnology oliviero.marinelli@unicam.it

L'attivazione della risposta immunitaria, naturale o acquisita, è prodotta da una serie di meccanismi che, in modo coordinato, attivano diverse popolazioni cellulari e la secrezione di diverse molecole, con la finalità di eliminare l'agente estraneo. L'immunoterapia è un metodo per la cura delle patologie basato sull'impiego di sostanze che agiscono sul sistema immunitario. A seconda delle circostanze, l'immunoterapia ha quindi lo scopo di indurre, amplificare o sopprimere una risposta immunitaria nell'organismo.

Si possono distinguere due tipi di immunoterapia: Immunoterapia di soppressione Trattamento di allergie, patologie autoimmuni e prevenzione del fenomeno di rigetto post-trapianto. Immunoterapia di attivazione Immunoterapia antimicrobica (vaccini contro gli agenti infettivi) Immunoterapia oncologica Immunodeficienza, causata da patologie (ad esempio, l'AIDS) o di origine iatrogena (effetto collaterale di altri trattamenti, quali la chemioterapia o la radioterapia)

IMMUNOSOPPRESSIONE I farmaci immunosoppressori sono utilizzati nel trattamento di condizioni accomunate da una alterata o indesiderata risposta del sistema immunitario. Poiché inibiscono le capacità di difesa dell’organismo, possono determinare maggiore suscettibilità alle infezioni e facilitare lo sviluppo di linee cellulari neoplastiche. Alcuni farmaci presentano un effetto diffuso sul sistema immunitario, mentre altri agiscono su uno specifico bersaglio. L’efficacia dei farmaci specifici potrebbe risultare ridotta qualora la loro azione venisse bypassata da vie metaboliche alternative.

IMMUNOSOPPRESSIONE Gli IMMUNOSOPPRESSORI possono modificare direttamente la FASE EFFETTRICE, oppure interferire con i processi della FASE DI INDUZIONE, riducendo la proliferazione dei linfociti e determinando: l’inibizione dell’espressione genica delle citochine in generale l’inibizione della produzione e/o l’attività della interleuchina-2 (IL-2) l’inibizione della sintesi di purine e/o pirimidine

IMMUNOTERAPIA NEL TRATTAMENTO DELLE ALLERGIE In aggiunta alla terapia mirata a trattare l'anafilassi, ossia l'immediata reazione sistemica di ipersensibilità, gli immunologi spesso cercano di limitare l'insorgenza di reazioni allergiche attraverso trattamenti mirati ad alterare la risposta immunitaria allergene-specifica del paziente. L’immunoterapia specifica con allergeni (AIT) consiste nella somministrazione di dosi gradualmente crescenti di allergene, fino ad una dose di mantenimento, che viene poi solitamente somministrata ad intervalli regolari nel tempo. Si instaura un processo di desensibilizzazione.

IMMUNOTERAPIA NEL TRATTAMENTO DELLE ALLERGIE I meccanismi d’azione dell'AIT si possono schematicamente ricondurre a tre livelli, nell’ambito della cascata di eventi che caratterizza la reazione allergica: anticorpi circolanti: immunoglobuline E (IgE) e G (IgG); le cellule effettrici infiammatorie; linfociti

IMMUNOTERAPIA NEL TRATTAMENTO DELLE ALLERGIE 1) Anticorpi circolanti: immunoglobuline E (IgE) e G (IgG) Durante un ciclo di AIT sottocutanea, la concentrazione di IgE specifiche presenta un iniziale aumento, poi decresce variabilmente. Nel contempo, aumenta la produzione di IgG specifiche. 2) Le cellule effettrici infiammatorie In numerosi studi è stato dimostrato che l’AIT praticata per via sottocutanea agisce in vari modi (riduzione del reclutamento, inibizione dell’attivazione) sulle cellule effettrici della reazione allergica (soprattutto mastociti ed eosinofili).

IMMUNOTERAPIA NEL TRATTAMENTO DELLE ALLERGIE 3) Linfociti È ormai ampiamente riconosciuto che nel soggetto allergico vi è una prevalenza di linfociti T helper 2 (produttori di vari mediatori chimici quali IL-4, IL-5 e IL-13) rispetto ai linfociti T helper 1 (produttori di interferone γ e IL-2) più numerosi nei soggetti non allergici. I mediatori chimici (citochine) prodotti da questi due tipi cellulari facilitano (nel caso dei Th2) o inibiscono (nel caso dei Th1) lo sviluppo della cascata allergica in seguito al contatto con l’allergene. Evidenze sperimentali dimostrano che l'AIT è in grado di modificare il bilancio Th1/ Th2 in favore dei Th1, riportando quindi l’assetto immunologico verso la “normalità”. Questo fenomeno è noto come “switch Th2/Th1” o “deviazione immune”.

IMMUNOTERAPIA NEL TRATTAMENTO DELLE ALLERGIE 3) Linfociti Infine, ma non meno importante, è stato dimostrato che l'AIT induce l’espansione di un tipo cellulare con caratteristiche inibitorie allergene-specifiche, costituito dalla cellule T regolatorie.

IMMUNOTERAPIA NEL TRATTAMENTO DI PATOLOGIE AUTOIMMUNI Si parla di patologie autoimmuni quando il sistema immunitario dell'individuo reagisce contro autoantigeni. I soggetti normali non sono reattivi (sono tolleranti) verso i propri antigeni e l’autoimmunità è causata da disfunzioni della tolleranza immunologica. Artrite reumatoide Sebbene la causa della malattia sia ancora ignota, i dati delle più recenti ricerche in campo scientifico evidenziano alcuni fattori che sono importanti nell’attivazione e nel mantenimento dell’infiammazione. L’organo bersaglio principale dell’infiammazione è la membrana sinoviale, costituita da cellule che rivestono l’articolazione: tale membrana produce liquido sinoviale necessario per la lubrificazione e il nutrimento della cartilagine articolare. Le sostanze ad azione pro-infiammatoria rilasciate dalle cellule immunitarie determinano il gonfiore e il successivo danno della cartilagine e dell’osso presenti all’interno dell’articolazione.  Chron http://biotec.campusnet.unito.it/didattica/att/3b82.1956.file.pdf http://www.nature.com/nrgastro/journal/v7/n3/images/nrgastro.2010.1-f1.jpg

PATOLOGIE AUTOIMMUNI Le reazioni immunitarie nei confronti di autoantigeni (autoimmunità) sono la causa di numerose malattie umane. Si stima che le patologie autoimmuni colpiscano il 2-5% della popolazione dei paesi sviluppati e sono apparentemente in aumento. Le patologie a presunta origine autoimmune variano da quelle in cui risposte immunitarie specifiche sono dirette contro un particolare organo o tipo cellulare e provocano un danno tissutale localizzato, a patologie multisistemiche con lesioni in molti organi associate ad autoanticorpi multipli o a reazioni mediate da linfociti T contro più autoantigeni. In molte patologie sistemiche causate da immunocomplessi e autoanticorpi, le lesioni riguardano principalmente il connettivo e i vasi sanguigni degli organi colpiti e per questo motivo tali disordini sono spesso denominati collagenovascolari o connettivali, anche se le reazioni immunologiche non sono specificatamente dirette contro il connettivo o i vasi sanguigni.

Tolleranza Immunologica PATOLOGIE AUTOIMMUNI Tolleranza Immunologica La tolleranza immunologica nei confronti degli autoantigeni è la mancata reattività immunologica verso i propri antigeni tissutali. Durante lo sviluppo dei linfociti T e B, i recettori antigenici sono generati in modo casuale e si producono anche recettori che riconoscono gli autoantigeni. Esiste quindi un sistema per eliminare o controllare i linfociti autoreattivi: si parla quindi di tolleranza centrale e periferica.

Tolleranza Immunologica PATOLOGIE AUTOIMMUNI Tolleranza Immunologica

Tolleranza Immunologica PATOLOGIE AUTOIMMUNI Tolleranza Immunologica La tolleranza centrale consiste nella delezione antigene-indotta dei linfociti T e B autoreattivi, durante la maturazione negli organi linfoidi centrali generativi (timo per i linfociti T e midollo osseo per i linfociti B). Nel timo, molti antigeni proteici autologhi self sono processati e presentati dalle APC timiche, associati a molecole MHC autologhe. Qualsiasi linfocita T immaturo che incontri tale autoantigene va in apoptosi (delezione clonale o selezione negativa) per cui fra i linfociti T che completano la maturazione non ci sono cellule autoreattive.

Tolleranza Immunologica PATOLOGIE AUTOIMMUNI Tolleranza Immunologica Anche i linfociti B immaturi che riconoscono con elevata affinità autoantigeni nel midollo osseo vanno in apoptosi ma alcuni linfociti B autoreattivi possono non essere eliminati e vanno incontro ad un secondo ciclo di riarrangiamento dei geni per i recettori antigenici esprimendo cosi nuovi recettori non autoreattivi. Molti autoantigeni possono però essere assenti nel timo cosi i linfociti reattivi verso tali autoantigeni possono raggiungere la periferia. Falla analoga anche per i linfociti B con recettori per numerosi autoantigeni, fra cui tireoglobulina, collagene e DNA, possono essere presenti in soggetti sani.

Tolleranza Immunologica PATOLOGIE AUTOIMMUNI Tolleranza Immunologica Tolleranza periferica: i linfociti T autoreattivi che sfuggono alla selezione negativa nel timo possono potenzialmente causare effetti disastrosi se non vengono eliminati o inattivati. Esistono vari meccanismi periferici che silenziano i linfociti T potenzialmente autoreattivi.

Tolleranza Immunologica PATOLOGIE AUTOIMMUNI Tolleranza Immunologica Anergia: inattivazione funzionale indotta nei linfociti T dall’incontro con l’antigene, in determinate condizioni. L’attivazione dei linfociti T richiede peptidi antigenici associati a molecole MHC autologhe, insieme di segnali co-stimolatori (secondi segnali) forniti da APC come ad esempio alcuni membri della famiglia B7 (CD80, CD86). Le molecole co-stimolatorie sono scarsamente espresse nella maggior parte dei tessuti normali e quindi l’incontro tra linfocita T autoreattivo e autoantigeni tissutali può determinare l’anergia. I linfociti B diventano anergici se incontrano l’antigene in assenza di linfociti T helper specifici.

Tolleranza Immunologica PATOLOGIE AUTOIMMUNI Tolleranza Immunologica Soppressione mediata da linfociti T regolatori: la risposta dei linfociti T agli autoantigeni può essere attivamente soppressa da questa categoria di linfociti T. I Treg esprimono CD25, una delle catene del recettore di IL-2 e richiedono IL-2 per la differenziazione e la sopravvivenza. Questi controllano la risposta immunologica mediante secrezione di citochine immunosoppressive (IL-10, TGF-β) attenuando diverse risposte dei linfociti T e bloccare competitivamente le molecole B7 espresse dalle APC. Apoptosi attivazione-dipendente: il recettore di morte FAS interagendo con FAS-L può indurre morte nei linfociti maturi conseguente al riconoscimento di autoantigeni. Importante anche nella delezione dei linfociti B autoreattivi mediante il FAS-L espresso dai linfociti T.

PATOLOGIE AUTOIMMUNI Alcune mutazioni possono compromettere uno o più aspetti della tolleranza immunologica, causando autoimmunità patologica. In linea generale, si ritiene che la rottura della tolleranza immunologica verso gli autoantigeni e lo sviluppo dell’autoimmunità derivino da una combinazione fra fattori genetici ereditari di suscettibilità che influiscono sulla tolleranza dei linfociti, e fattori ambientali, come infezioni o danno tissutale, che alterano la presentazione degli autoantigeni.

ARTRITE REUMATOIDE L’ Artrite Reumatoide (RA) è una malattia infiammatoria cronica, autoimmune sistemica, che interessa principalmente le articolazioni. La patogenesi implica interazioni complesse e ancora poco conosciute, tra fattori di rischio genetici, l’ambiente e il sistema immunitario. Le alterazioni patologiche sono causate principalmente da un’infiammazione mediata da citochine la cui sorgente principale è rappresentata da linfociti T CD4+. Molti pazienti producono anticorpi diretti contro peptidi ciclici citrullinati (CCP) che possono contribuire alle lesioni articolari, con conseguente formazione di immunocomplessi e loro deposizione nelle articolazioni. Artrite reumatoide I ccp derivano da proteine i cui rwsidui di arginina sono convertiti in residui di citrullina dopo traduzione Gli anticopri sono marcatori con valenza diagnostica Sebbene la causa della malattia sia ancora ignota, i dati delle più recenti ricerche in campo scientifico evidenziano alcuni fattori che sono importanti nell’attivazione e nel mantenimento dell’infiammazione. L’organo bersaglio principale dell’infiammazione è la membrana sinoviale, costituita da cellule che rivestono l’articolazione: tale membrana produce liquido sinoviale necessario per la lubrificazione e il nutrimento della cartilagine articolare. Le sostanze ad azione pro-infiammatoria rilasciate dalle cellule immunitarie determinano il gonfiore e il successivo danno della cartilagine e dell’osso presenti all’interno dell’articolazione.  Chron http://biotec.campusnet.unito.it/didattica/att/3b82.1956.file.pdf http://www.nature.com/nrgastro/journal/v7/n3/images/nrgastro.2010.1-f1.jpg

ARTRITE REUMATOIDE E’ stato proposto che la malattia abbia inizio in soggetti geneticamente predisposti in seguito all’attivazione dei linfociti T helper CD4+ che rispondono ad alcuni agenti artritogeni, eventualmente microbici, o ad autoantigeni come CCP. Artrite reumatoide I ccp derivano da proteine i cui rwsidui di arginina sono convertiti in residui di citrullina dopo traduzione Gli anticopri sono marcatori con valenza diagnostica Sebbene la causa della malattia sia ancora ignota, i dati delle più recenti ricerche in campo scientifico evidenziano alcuni fattori che sono importanti nell’attivazione e nel mantenimento dell’infiammazione. L’organo bersaglio principale dell’infiammazione è la membrana sinoviale, costituita da cellule che rivestono l’articolazione: tale membrana produce liquido sinoviale necessario per la lubrificazione e il nutrimento della cartilagine articolare. Le sostanze ad azione pro-infiammatoria rilasciate dalle cellule immunitarie determinano il gonfiore e il successivo danno della cartilagine e dell’osso presenti all’interno dell’articolazione.  Chron http://biotec.campusnet.unito.it/didattica/att/3b82.1956.file.pdf http://www.nature.com/nrgastro/journal/v7/n3/images/nrgastro.2010.1-f1.jpg

ARTRITE REUMATOIDE Nella sinovia infiammata si ritrovano linfociti CD4+ Th1 e Th17, linfociti B, plasmacellule e macrofagi, nonché altre cellule infiammatorie. Nel liquido sinoviale si evidenziano numerose citochine, tra cui IL-1, IL-8, TNF, IL-6, IL-17 e IFN-γ. Le citochine prodotte dai linfociti T attivati reclutano leucociti come i macrofagi, i cui prodotti causano danno tissutale, e le cellule residenti nella sinovia sono attivate a produrre enzimi proteolitici come la collagenasi che media la distruzione di cartilagine, legamenti e tendini delle articolazioni. L’aumento dell’attività osteoclastica nelle articolazioni contribuisce alla distruzione dell’osso: ciò può essere causato dalla produzione della citochina RANK ligando della famiglia del TNF da parte dei linfociti T attivati. Artrite reumatoide I ccp derivano da proteine i cui rwsidui di arginina sono convertiti in residui di citrullina dopo traduzione Gli anticopri sono marcatori con valenza diagnostica Il tnf sembra avere un ruolo fondamentale dimostrato dalla notevole efficacia degli antagonisti del tnf. Sebbene la causa della malattia sia ancora ignota, i dati delle più recenti ricerche in campo scientifico evidenziano alcuni fattori che sono importanti nell’attivazione e nel mantenimento dell’infiammazione. L’organo bersaglio principale dell’infiammazione è la membrana sinoviale, costituita da cellule che rivestono l’articolazione: tale membrana produce liquido sinoviale necessario per la lubrificazione e il nutrimento della cartilagine articolare. Le sostanze ad azione pro-infiammatoria rilasciate dalle cellule immunitarie determinano il gonfiore e il successivo danno della cartilagine e dell’osso presenti all’interno dell’articolazione.  Chron http://biotec.campusnet.unito.it/didattica/att/3b82.1956.file.pdf http://www.nature.com/nrgastro/journal/v7/n3/images/nrgastro.2010.1-f1.jpg

MALATTIA DI CROHN La malattia di Crohn è una patologia cronica, che rientra nella categoria delle malattie infiammatorie intestinali (IBD) causate dall’attivazione inappropriata dell’immunità a livello della mucosa intestinale. Le cause sono incerte ma l’ipotesi più accreditata ritiene che la malattia sia dovuta alla combinazione di vari fattori, quali interazioni disfunzionali dell’ospite con i batteri intestinali, disfunzione dell’epitelio intestinale e risposte immunitarie mucose aberranti. Artrite reumatoide I ccp derivano da proteine i cui rwsidui di arginina sono convertiti in residui di citrullina dopo traduzione Gli anticopri sono marcatori con valenza diagnostica Il tnf sembra avere un ruolo fondamentale dimostrato dalla notevole efficacia degli antagonisti del tnf. Sebbene la causa della malattia sia ancora ignota, i dati delle più recenti ricerche in campo scientifico evidenziano alcuni fattori che sono importanti nell’attivazione e nel mantenimento dell’infiammazione. L’organo bersaglio principale dell’infiammazione è la membrana sinoviale, costituita da cellule che rivestono l’articolazione: tale membrana produce liquido sinoviale necessario per la lubrificazione e il nutrimento della cartilagine articolare. Le sostanze ad azione pro-infiammatoria rilasciate dalle cellule immunitarie determinano il gonfiore e il successivo danno della cartilagine e dell’osso presenti all’interno dell’articolazione.  Chron http://biotec.campusnet.unito.it/didattica/att/3b82.1956.file.pdf http://www.nature.com/nrgastro/journal/v7/n3/images/nrgastro.2010.1-f1.jpg

MALATTIA DI CROHN Studi di associazione nelle famiglie colpite hanno identificato il gene NOD2 (nucleotide oligomerization binding domain 2) come gene predisponente alla patologia. NOD2 codifica per una proteina che si lega ai peptidoglicani dei batteri intracellulari, attivando NF-kB. E’ stato ipotizzato che le varianti patogene di NOD2 siano meno efficaci nel riconoscere e combattere i germi endoluminali, che quindi riescono a penetrare nella lamina propria, scatenando risposte infiammatorie. Altri dati suggeriscono che i geni NOD2 regolino le risposte immunitarie prevenendo l’eccessiva attivazione da parte dei germi endoluminali. Artrite reumatoide I ccp derivano da proteine i cui rwsidui di arginina sono convertiti in residui di citrullina dopo traduzione Gli anticopri sono marcatori con valenza diagnostica Il tnf sembra avere un ruolo fondamentale dimostrato dalla notevole efficacia degli antagonisti del tnf. Sebbene la causa della malattia sia ancora ignota, i dati delle più recenti ricerche in campo scientifico evidenziano alcuni fattori che sono importanti nell’attivazione e nel mantenimento dell’infiammazione. L’organo bersaglio principale dell’infiammazione è la membrana sinoviale, costituita da cellule che rivestono l’articolazione: tale membrana produce liquido sinoviale necessario per la lubrificazione e il nutrimento della cartilagine articolare. Le sostanze ad azione pro-infiammatoria rilasciate dalle cellule immunitarie determinano il gonfiore e il successivo danno della cartilagine e dell’osso presenti all’interno dell’articolazione.  Chron http://biotec.campusnet.unito.it/didattica/att/3b82.1956.file.pdf http://www.nature.com/nrgastro/journal/v7/n3/images/nrgastro.2010.1-f1.jpg

MALATTIA DI CROHN La malattia di Crohn si associa alla polarizzazione dei linfociti T helper Th1 (dati recenti suggeriscono anche Th17). Complessivamente si tratta di un insieme di alterazioni che attivano l’immunità mucosa, sopprimendo la regolazione della risposta immunitaria. In aggiunta, sono stati osservati difetti delle giunzioni serrate di barriera dell’epitelio intestinale che, insieme a specifici polimorfismi NOD2, attivano la risposta immunitaria predisponendo alla malattia. Artrite reumatoide I ccp derivano da proteine i cui rwsidui di arginina sono convertiti in residui di citrullina dopo traduzione Gli anticopri sono marcatori con valenza diagnostica Il tnf sembra avere un ruolo fondamentale dimostrato dalla notevole efficacia degli antagonisti del tnf. Sebbene la causa della malattia sia ancora ignota, i dati delle più recenti ricerche in campo scientifico evidenziano alcuni fattori che sono importanti nell’attivazione e nel mantenimento dell’infiammazione. L’organo bersaglio principale dell’infiammazione è la membrana sinoviale, costituita da cellule che rivestono l’articolazione: tale membrana produce liquido sinoviale necessario per la lubrificazione e il nutrimento della cartilagine articolare. Le sostanze ad azione pro-infiammatoria rilasciate dalle cellule immunitarie determinano il gonfiore e il successivo danno della cartilagine e dell’osso presenti all’interno dell’articolazione.  Chron http://biotec.campusnet.unito.it/didattica/att/3b82.1956.file.pdf http://www.nature.com/nrgastro/journal/v7/n3/images/nrgastro.2010.1-f1.jpg

MALATTIA DI CROHN L’insieme delle evidenze sperimentali suggeriscono che il flusso transepiteliale di componenti batteriche luminali attiva la risposta immunitaria ed, il successivo rilascio di TNF e altri agenti immuno-mediati, induce l’epitelio ad aumentare la permeabilità dell’epitelio con ulteriore aumento del flusso con l’istaurarsi di un ciclo autoamplificante. Artrite reumatoide I ccp derivano da proteine i cui rwsidui di arginina sono convertiti in residui di citrullina dopo traduzione Gli anticopri sono marcatori con valenza diagnostica Il tnf sembra avere un ruolo fondamentale dimostrato dalla notevole efficacia degli antagonisti del tnf. Sebbene la causa della malattia sia ancora ignota, i dati delle più recenti ricerche in campo scientifico evidenziano alcuni fattori che sono importanti nell’attivazione e nel mantenimento dell’infiammazione. L’organo bersaglio principale dell’infiammazione è la membrana sinoviale, costituita da cellule che rivestono l’articolazione: tale membrana produce liquido sinoviale necessario per la lubrificazione e il nutrimento della cartilagine articolare. Le sostanze ad azione pro-infiammatoria rilasciate dalle cellule immunitarie determinano il gonfiore e il successivo danno della cartilagine e dell’osso presenti all’interno dell’articolazione.  Chron http://biotec.campusnet.unito.it/didattica/att/3b82.1956.file.pdf http://www.nature.com/nrgastro/journal/v7/n3/images/nrgastro.2010.1-f1.jpg

MIASTENIA GRAVIS La giunzione neuromuscolare è una struttura specializzata all’interfaccia tra terminazioni nervose sinaptiche e fibre muscolari. Gli impulsi nervosi depolarizzano la membrana presinaptica, stimolando l’ingresso di calcio e il rilascio di acetilcolina nello spazio sinaptico. L’ Ach diffonde nello spazio sinaptico e lega il suo recettore sulla membrana postsinaptica, inducendo la depolarizzazione della fibra muscolare e la contrazione, con meccanismo elettromeccanico. La miastenia grave è causata da autoanticorpi che bloccano la funzione dei recettori postsinaptici dell’ Ach nelle placche motrici, inducendone la degradazione e la deplezione. Nel 60% circa dei casi la malattia si associa a una forma specifica di iperplasia reattiva dei linfociti B timici (spesso chiamata iperplasia timica) e in un altro 20% dei casi al timoma, un tumore dell’epitelio timico (a seguito di una alterazione della tolleranza agli autoantigeni). Il quadro clinico della miastenia grave è spesso caratterizzato da ptosi palpebrale (palpebre abbassate) e diplopia (visione doppia).

MIASTENIA GRAVIS La terapia si basa su farmaci anticolinesterasici e immunosoppressivi, sulla plasmaferesi e sulla timectomia (nei pazienti con l’interessamento timico), con una sopravvivenza a 5 anni superiore al 95%.

LUPUS ERITEMATOSO SISTEMICO Il lupus eritematoso sistemico (LES) è una patologia autoimmune multisistemica con manifestazioni mutevoli e comportamento clinico variabile. Si tratta di una malattia remittente-recidivante con esordio acuto che può interessare qualsiasi organo sebbene principalmente siano coinvolti cute, reni, articolazioni. Il quadro clinico è variabile e caratterizzato da eritema fisso, presenza di squame cheratosiche, rash da fotosensibilità, ulcerazioni orali e nasofaringee etc..

LUPUS ERITEMATOSO SISTEMICO Diversi studi suggeriscono che varie componenti dell’immunità innata e adattativa sono implicate nella patogenesi. Interferoni di tipo I: le cellule del sangue mostrano una «firma molecolare» indicativa di esposizione all’interferone α, un interferone di tipo I prodotto soprattutto da DC plasmacitoidi ed alcuni studi mostrano che tali cellule nei pazienti con LES producano quantità patologiche di IFN- α. Attivazione del TLR: I TLR riconoscono DNA e RNA, specialmente TLR9 che riconosce il DNA e il TLR7 che riconosce l’RNA che generazione di segnali attivatori per i linfociti B specifici per gli autoantigeni nucleari. Fallimento della tolleranza immunologica dei linfociti B: coinvolge sia la tolleranza centrale che periferica, con conseguente aumento dei linfociti B autoreattivi. Geni di suscettibilità e fattori ambientali determinano un guasto della tolleranza immunologica e la persistenza di autoantigeni nucleari.

LUPUS ERITEMATOSO SISTEMICO Raggi UV e altri stimoli patologici ambientali inducono apoptosi cellulare. L’inadeguata eliminazione dei corpi apoptotici, dovuta in parte a difetti dei meccanismi di eliminazione, determina un sovraccarico di antigeni nucleari. Il polimorfismo di vari geni di suscettibilità al LES compromette la capacità di mantenere la tolleranza dei linfociti B e T verso gli autoantigeni, determinano la persistenza di linfociti autoreattivi funzionali. I linfociti B autoreattivi sono stimolati dagli autoantigeni nucleari e producono anticorpi specifici.

LUPUS ERITEMATOSO SISTEMICO I complessi antigene-anticorpo si legano ai recettori Fc dei linfociti B e delle DC e possono essere internalizzati. La componente di acido nucleico interagisce con i recettori TLR, stimolando nei linfociti B, la produzione di anticorpi e attivando le DC plasmacitoidi a produrre IFN-α che sostiene ulteriormente la risposta immunitaria e determina ulteriore apoptosi. Il risultato netto è un aumento di rilascio di antigeni e attivazione immunitaria con produzione di autoanticorpi ad alta affinità.

LUPUS ERITEMATOSO SISTEMICO Si presenta con un’enorme varietà di autoanticorpi: -Anticorpi antinucleo (ANA): si dividono in anticorpi anti-DNA, anti-istone, anti-proteine non istoniche legate a RNA e anti-antigeni nucleolari. -Autoanticorpi contro eritrociti, piastrine e linfociti -Autoanticorpi contro i fosfolipidi Il danno tissutale è in gran parte mediato dal deposito di immunocomplessi attraverso l’attivazione della cascata del complemento tramite via classica. Altri autoanticorpi possono indurre opsonizzazione di cellule del sangue, fagocitosi e citopenia. Autoanticorpi antifosfolipidi inducono un aumenta dell’incidenza di trombosi.

TIROIDITE LINFOCITICA CRONICA (di HASHIMOTO) La tiroidite di Hashimoto è caratterizzata da uno scompenso tiroideo progressivo, causato dalla distruzione autoimmune della tiroide. Si ha perdita della tolleranza immunitaria agli autoantigeni tiroidei. I pazienti generalmente sviluppano autoanticorpi circolanti anti-tiroide e deplezione progressiva dell’epitelio tiroideo (tireociti), sostituito da infiltrato di cellule mononucleate e fibrosi. La tireopatia è indotta da: -Citotossicità cellulo-mediata (linfociti T citotossici CD8+): essi causano la distruzione dei tireociti -Citotossicità mediata da citochine: l’iperattivazione linfocitaria causa la produzione di citochine infiammatorie (es. IFN-gamma) all’interno della tiroide, con conseguente reclutamento e attivazione macrofagica e danno follicolare. -Citotossicità mediata da anticorpi anti-tiroide: citotossicità anticorpo-dipendente anti-tireoglobulina e anti-perossidasi tiroidea.

TIROIDITE LINFOCITICA CRONICA (di HASHIMOTO)

IMMUNOTERAPIA NEL TRATTAMENTO DI PATOLOGIE AUTOIMMUNI Nonostante le patologie autoimmuni siano diverse sia nelle cause che nella progressione, molte delle attuali terapie cadono in un numero ristretto di categorie: immunosoppressori, inibitori della motilità e trasporto, inibitori dell'attivazione immunitaria e antigeni mimetici. Anche se alcuni degli immunosoppressori attualmente disponibili in commercio sono stati sviluppati per un uso oncologico o per la gestione dei pazienti trapiantati, attualmente sono note più di 80 malattie autoimmuni e alcune condizioni allergiche comuni in cui è possibile utilizzare tali farmaci. Gli immunosoppressori possono essere classificati in glucocorticoidi, piccole molecole e proteine.

FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI CONVENZIONALI GLUCOCORTICOIDI INIBITORI DELLA CALCINEURINA Ciclosporina A Tacrolimus INIBITORI DI mTOR Sirolimus Everolimus ANTIMETABOLITI Azatioprina Micofenolato mofetile Leflunomide Metotrexato CITOTOSSICI Ciclofosfamide

GLUCOCORTICOIDI Rappresentano i farmaci immunosoppressori di elezione e possono essere utilizzati sia nella fase di induzione della terapia che in quella di mantenimento. A dosi elevate evidenziano un effetto linfocitotossico, mentre a dosi più basse tali farmaci agiscono come immunosoppressori e antinfiammatori, limitando la produzione di citochine.

GLUCOCORTICOIDI I glucocorticoidi hanno effetti immunosoppressori e uno dei meccanismi coinvolti è legato all’attivazione di geni che regolano negativamente l’infiammazione. Un esempio riguarda l’espressione della proteina lipocortina. Questa proteina inibisce l’enzima fosfolipasi A2, responsabile della scissione dei fosfolipidi di membrana e della conseguente formazione di acido arachidonico, precursore di importanti metaboliti intracellulari, come prostaglandine, leucotrieni, trombossani e altre sostanze che svolgono un ruolo di mediatori chimici di fenomeni immunitari, quali anafilassi, allergia e infiammazione. L’induzione della sintesi di lipocortina, da parte dei glucocorticoidi, blocca la formazione di acido arachidonico e dei suoi metaboliti e può in parte spiegare l’effetto immunosoppressivo e antinfiammatorio dei glucocorticoidi. . Infatti, i glucocorticoidi inducono l’espressione di diversi geni antinfiammatori.

GLUCOCORTICOIDI In ogni caso, gli effetti antinfiammatori dei glucocorticoidi sono dovuti in modo prevalente all’inibizione dei fattori di trascrizione proinfiammatoria, come NF-kB, AP-1 e NFAT. Inibiscono l’espressione di diverse citochine, come IL-1, IL-6, IL-8, IL-11, IL-12, IFN-γ e TNF-α. Inoltre, modulano l’espressione di diversi recettori per le citochine, tra cui, TNF-α, IFN-γ, IL-1, IL-2, IL-6, IL-12. In particolare, è ridotta l’espressione per il recettore dell’IL-4 (che stimola la risposta TH2 ed è correlata alle reazioni allergiche). Questi meccanismi possono avere diverse conseguenze sulle risposte immunitarie, comprendono anche un’inibizione della migrazione dei leucociti (per inibizione dell’espressione di molecole di adesione ICAM-1 e E-selectine) e un’inibizione dello sviluppo dei linfociti T. L’endotelio vascolare ha un ruolo cruciale nelle risposte immunitarie direzionando i leucociti nel sito di infiammazione.

IMMUNOTERAPIA NEL TRATTAMENTO DI PATOLOGIE AUTOIMMUNI PICCOLE MOLECOLE Le piccole molecole con attività immunosoppressiva includono inibitori della calcineurina, come la ciclosporina, e farmaci ad attività antiproliferativa, come il sirolimus.

INIBITORI DELLA CALCINEURINA Inibiscono la sintesi dell’interleuchina-2 quindi prevengono l’attivazione dei linfociti T. Questo effetto giustifica il loro utilizzo anche nei casi di alterazioni dell’immunità cellulo-mediata. Svolgono un ruolo essenziale nella prevenzione del rigetto cellulare acuto degli organi trapiantati, nella psoriasi e nella sindrome degenerativa del rene (sindrome nefrotica). Vengono utilizzati nella terapia di molte patologie autoimmuni ad esclusione dell’artrite reumatoide in cui rivestono un ruolo di minore importanza. Generalmente, l’associazione di inibitori della calcineurina con micofenolato mofetile e prednisone evidenzia risultati migliori rispetto alla monoterapia.

INIBITORI DELLA CALCINEURINA

INIBITORI DELLA CALCINEURINA La Ciclosporina A è un peptide naturale ciclico di 11 aa, estratto dai funghi Trichoderma polysporum, Cyclindrocarpon lucidum e Beauveria nivea. E’ il capostipite di numerose molecole chimicamente correlate (ciclosporina A, B, C, D, E G H). Il Tacrolimus è un antibiotico macrolide prodotto dallo Streptomyces tsukubaensis. TACROLIMUS CICLOSPORINA A Si legano a bersagli molecolari intracellulari diversi ma affini, ed acquistano attività dopo legame con una immunofillina (ciclofilina per ciclosporina; FKBP-12 per tacrolimus)

CICLOSPORINA e TACROLIMUS La ciclosporina si complessa con la ciclofillina, il tacrolimus con FKBP-12, ed entrambi legano la calcineurina citoplasmatica, una serin-treonin fosfatasi, inibendone l’attività. Il blocco della attività fosfatasica della calcineurina previene la traslocazione della porzione citoplasmatica di NFAT (fattore nucleare delle cellule T attivate) CICLOSPORINA A CALCINEURINA TACROLIMUS Diminuita proliferazione clonale delle cellule T Ridotta induzione della proliferazione clonale di cellule T citotossiche da precursori T CD8+ Ridotta funzionalità delle cellule T effettrici che mediano la risposta cellulo-mediata Ridotta efficacia nella risposta delle cellule B dipendenti dalle cellule T inibizione della trascrizione dei geni che codificano per IL-2, IL-2R ed inibizione funzionale dei linfociti T. Incremento della sintesi di TGF

SIROLIMUS e EVEROLIMUS Il SIROLIMUS è un lattone macrociclico isolato dallo Streptomyces hygroscopicus. L’EVEROLIMUS è strutturalmente correlato, ma ha una diversa cinetica Agiscono attraverso la formazione di un complesso con una immunofillina, FKBP-12. Il complesso non influenza l’attività della calcineurina ma inibisce la chinasi bersaglio della rapamicina (mTOR), un enzima chiave nella progressione del ciclo cellulare. Sono potenti farmaci antiproliferativi Agendo come inibitori del mammalian target of rapamycin (mTOR), bloccando quindi l'attivazione e proliferazione delle cellule T. Sono associati ad un discreto rischio di effetti tossici quali anemia, leucopenia e trombocitopenia.

SIROLIMUS e EVEROLIMUS Inibizione della transizione G1 → S, con conseguente inibizione di molteplici cascate coinvolte nella trasduzione del segnale innescato dalle citochine Sono potenti farmaci antiproliferativi Agendo come inibitori del mammalian target of rapamycin (mTOR), bloccando quindi l'attivazione e proliferazione delle cellule T. Sono associati ad un discreto rischio di effetti tossici quali anemia, leucopenia e trombocitopenia.

MICOFENOLATO MOFETILE E’ un antimetabolita purinico derivato fungino, precursore del farmaco attivo. DNA RNA L’acido micofenolico si comporta come inibitore selettivo, non competitivo e reversibile del’enzima INOSINA MONOFOSFATO DEIDROGENASI, da cui dipende la via sintetica di DNA e RNA dei linfociti T e B. Both mycophenolate mofetil (MMF) and mycophenolate sodium (MMS) are almost completely hydrolyzed to the active moiety mycophenolic acid (MMA) by esterases

MICOFENOLATO MOFETILE DNA RNA Inibizione selettiva della proliferazione e delle funzioni linfocitarie, incluse la produzione di anticorpi, l’adesione, la migrazione cellulare. Both mycophenolate mofetil (MMF) and mycophenolate sodium (MMS) are almost completely hydrolyzed to the active moiety mycophenolic acid (MMA) by esterases

AZATIOPRINA E’ un antimetabolita purinico, derivato imidazolico della 6- mercaptopurina azatioprina 6-mercaptopurina acido 6-tioinosinico In seguito ad esposizione con nucleofili (es.: glutatione), l’azatioprina viene trasformata in 6-MP. Questa a sua volta è convertita in un falso nucleoside come l’acido 6-tioinosinico, che trasformato in 6-tio- GMP e poi in 6-tio-GTP viene incorporato nel DNA. Il metabolita fraudolento nella catena nascente determina quindi inibizione della proliferazione cellulare e delle funzioni linfocitarie

LEFLUNOMIDE E’ un inibitore della sintesi ex-novo di derivati pirimidinici. Il metabolita attivo della leflunomide (A77 1726), prodotto a livello plasmatico e intestinale, è captato dai linfociti T attivati, all’interno dei quali determina l’inibizione della diidro-orotato-deidrogenasi (DHODH), un enzima coinvolto nella neosintesi di basi pirimidiniche

METOTREXATO Chimicamente simile all’acido folico, il metotrexato agisce come antimetabolita. Penetra nelle cellule con trasporto attivo mediato dallo stesso carrier dei folati; nella cellula viene poliglutammato (1-4 residui di acido glutammico) riducendo la sua capacità di diffusione all’esterno. Competendo con l’acido folico per il legame alla diidrofolato reduttasi e alla timidilato sintetasi blocca la formazione dei cofattori enzimatici necessari alla sintesi purinica e pirimidinica.

METOTREXATO Inibizione della proliferazione soprattutto in cellule caratterizzate da elevato turnover, principalmente durante la fase S del ciclo cellulare Questo antimetabolita è utilizzato nel trattamento di alcune patologie autoimmuni quali psoriasi, artrite psoriasica, artrite reumatoide e morbo di Crohn. L' associazione a inibitori del TNF (Tumor Necrosis Factor) (infliximab o etanercept) o a leflunomide, ha mostrato di migliorare sensibilmente i sintomi dell’artrite reumatoide.

CICLOFOSFAMIDE La ciclofosfamide è un farmaco citotossico, appartenente alla categoria degli agenti alchilanti. E’ in grado di intercalare gruppi alchilici all'interno del doppio filamento di DNA attraverso la formazione di legami molto forti difficili da rompere. Le alterazioni così indotte sul DNA impediscono una corretta replicazione cellulare e successiva induzione di morte cellulare. La ciclofosfamide è utilizzata come opzione terapeutica di scelta nel trattamento della granulomatosi di Wegener, ma può essere utile anche nel trattamento di altre vasculiti come poliangite microscopica e lupus eritematoso sistemico.

ANTICORPI MONOCLONALI: RITUXIMAB Il rituximab è un anticorpo anti-linfociti B (anti-CD20), utilizzato per il trattamento del linfoma delle cellule-B. Recenti segnalazioni aneddotiche hanno evidenziato la sua efficacia nel trattamento di numerose patologie autoimmuni.

CD20 E’ una fosfoproteina idrofobica di 33 kda con quattro domini transmembrana e con due estremita’ terminali intracellulari e un unico dominio extracellulare di 44 residui amminoacidici (142 -184) CD20 e’ espresso durante il differenziamento delle cellule b (dalle cellule pre-b alle cellule b mature). la sua espressione viene persa durante il differenziamento in plasmacellule)

ANTICORPI MONOCLONALI: RITUXIMAB Il meccanismo di azione si esplica su tre livelli: Citotossicità mediata dall’attivazione del complemento (CDC), attraverso il legame con la frazione C1q; Citotossicità cellulare anticorpo-dipendente (ADCC) mediata dai recettori Fc espressi sulla superficie di granulociti, macrofagi, cellule “natural killer”; Induzione di apoptosi

ANTICORPI MONOCLONALI: RITUXIMAB

ANTICORPI MONOCLONALI: RITUXIMAB Trova impiego, in associazione a metotrexato, nel trattamento dell’artrite reumatoide attiva di grado grave in pazienti adulti che hanno mostrato inadeguata risposta o intolleranza ad altri farmaci antireumatici modificanti la malattia, comprendenti uno o più inibitori del fattore di necrosi tumorale (TNF) Ulteriori impieghi si hanno nel Lupus eritematoso sistemico, sindrome di Sjogren etc.

ANTICORPI MONOCLONALI: ALEMTUZUMAB L’alemtuzumab è un nuovo anticorpo monoclonale diretto contro molecole di superficie (definite CD52), ampiamente distribuite su linfociti, macrofagi e cellule dendritiche. Il suo utilizzo determina una marcata e prolungata deplezione di queste linee cellulari. A causa di tale effetto il farmaco aumenta il rischio di gravi infezioni. Allo stato attuale, il suo impiego è stato cautamente ampliato all’immunoprofilassi dei pazienti trapiantati e alle patologie autoimmuni.

ANTICORPI MONOCLONALI: ALEMTUZUMAB

ANTICORPI MONOCLONALI: TNF INHIBITORS INFLIXIMAB, ADALIMUMAB, CERTOLIZUMAB PEGOL, ETANERCEPT Infliximab, Adalimumab e Certolizumab pegol sono anticorpi monoclonali diretti contro il TNF, mentre l’Etanercept impedisce il legame del TNF al proprio recettore. Tali farmaci sono stati autorizzati per il trattamento dell’artrite reumatoide, spondilite anchilosante, nell’artrite psoriasica e nelle patologie infiammatorie dell’intestino. Il TNF-α (fig.1) è emerso da questi studi come un importantissimo regolatore dell’espressione di altre citochine pro-infiammatorie come l’interleuchina-1 e l’interleuchina-6, diventando così un bersaglio chiave per l’intervento terapeutico Il TNF-α induce varie azioni proinfiammatorie nelle cellule endoteliali, tra cui la produzione di citochine, l’espressione di molecole di adesione, la liberazione di sostanze procoagulatorie e l’induzione di sintetasi dell'ossido nitrico (NOS). Una sovrapproduzione di TNF conduce ad alcune malattie associate all’infiammazione, tra cui la sindrome di Behçet, il morbo di Crohn e tante altre.

ANTICORPI MONOCLONALI: TNF INHIBITORS INFLIXIMAB, ADALIMUMAB, CERTOLIZUMAB PEGOL, ETANERCEPT

ANTICORPI MONOCLONALI: BELIMUMAB Belimumab è un anticorpo monoclonale specifico per la proteina solubile umana che stimola i linfociti B (BLyS, chiamato anche BAFF e TNFSF13B). Belimumab blocca il legame del BLyS solubile, un fattore di sopravvivenza della cellula B, con i suoi recettori sulle cellule B. Pertanto, non lega le cellule B direttamente, ma con il legame BLyS, Belimumab inibisce la sopravvivenza delle cellule B, incluse le cellule B autoreattive, riducendo, la differenziazione delle cellule B a plasmacellule producenti immunoglubuline. I livelli di BLyS sono elevati nei pazienti affetti da lupus eritematoso sistemico e altre malattie autoimmuni.

ANTICORPI MONOCLONALI: BELIMUMAB