Fase effettrice della risposta immunitaria Citotossicita’ : Fase effettrice della risposta immunitaria

Per citotossicità si intende l’azione tramite la quale una cellula uccide un’altra cellula. Di norma il fenomeno si verifica quando la cellula bersaglio è infetta o neoplastica. In casi patologici il fenomeno può riguardare anche cellule che di per sé sono normalissime: AUTOIMMUNITA’.

LA CELLULA INFETTA ESPONE ANTIGENI NON “SELF”,MENTRE LA CELLULA NEOPLASTICA PUO’ ESPRIMERE Ag TUMORE-SPECIFICI O AVERE MHC MODIFICATI. A volte la cellula Neoplastica ha difficoltà ad esprimere del tutto MHC e,quindi,non si hanno i meccanismi inibitori da parte delle cellule NK.

FASI della CITOTOSSICITA’ : A)-RICONOSCIMENTO DEL BERSAGLIO E FORMAZIONE DEL CONIUGATO. B)-ATTIVAZIONE DELL’EFFETTORE (SOLO SU ALCUNE CELLULE). C)-UCCISIONE DELLA CELLULA BERSAGLIO. D)-RICIRCOLAZIONE.

CARATTERISTICHE GENERALI DEI FENOMENI DI CITOTOSSICITA’ : 1)-è importante per combattere i patogeni intra-cellulari ovvero per bloccare la replicazione del Virus. E’ molto utile uccidere la cellula infettata. 2)-ci sono più tipi di cellule citotossiche.

La maggior parte sono rappresentate dai linfociti T-CD8,mentre una piccola parte può essere presente all’interno della popolazione T-CD4. 4)-durante l’effetto benefico della distruzione delle cellule infette un effetto patologico importante è la distruzione dei parenchimi nobili infettati.

Ad esempio come quello che succede nel parenchima epatico infettato dal Virus della Epatite B. Infatti per azione citotossica diretta o per i mediatori citotossici liberati in loco può essere distrutto tutto l’intero fegato.

5)-La citotossicità è presente fin dai primi organismi viventi 5)-La citotossicità è presente fin dai primi organismi viventi. Durante l’evoluzione si è integrato con le altre risposte immuni. L’evoluzione ha riguardato non tanto il meccanismo d’azione,quanto il meccanismo di riconoscimento del bersaglio.

CITOTOSSICITA’ DIVERSA A SECONDA DEGLI AGENTI INFETTIVI : 1)-PATOGENO ESOGENO: in questo caso si ha la presentazione dell’antigene in associazione a MHC II e conseguente attivazione dei CD4+ e dei B.

Gli anticorpi secreti dai B attivano il complemento e, tramite il legame tra il loro Fc ed il CD16(recettore per Fc di IGG), possono indurre una azione citotossica delle NK sul patogeno opsonizzato. Inoltre si ha anche attivazione di Monociti e Macrofagi anche essi in grado di “riconoscere” il patogeno tramite il legame CD16-Fc.

2)-PATOGENI INTRAVESCICOLARI: di solito contenuti nei macrofagi 2)-PATOGENI INTRAVESCICOLARI: di solito contenuti nei macrofagi. La presentazione avviene tramite il MHC II con conseguente attivazione dei CD4 e quindi delle cellule infette (macrofagi)tramite citochine prodotte dai CD4 stessi. Tutto questo stimola gradatamente l’attività di Killing dei patogeni intracellulari da parte dei macrofagi.

3)-PATOGENI INTRACELLULARI: la presentazione avviene tramite il MHC I 3)-PATOGENI INTRACELLULARI: la presentazione avviene tramite il MHC I. I Linfociti CD8 riconoscono tramite il TCR la cellula infetta e la uccidono.

4)-CELLULE NEOPLASTICHE: in queste di solito si ha la modificazione del MHC da parte delle cellule neoplastiche. Le cellule NK non “vedono” più l’MHC e, non essendo più inibite nella loro azione citotossica, uccidono la cellula neoplastica.

MECCANISMO CITOTOSSICO DI RICONOSCIMENTO: è un meccanismo “MHC RISTRETTO”. Vuol dire che un CTL(linfocita T citotosssico) specifico per un antigene, presentato su Classe I, può uccidere una cellula bersaglio solo se ha lo stesso MHC.

La restrizione MHC avviene a causa della selezione positiva dei linfociti T nel Timo durante l’Ontogenesi. La restrizione MHC è valida per i CTL(CD8 ed in parte per qualche cellula CD4) e per gli ADCC(citotossicità mediata da anticorpi). Oggi si sa che la restrizione MHC riguarda in qualche modo anche le cellule NK

Il fenomeno della Citotossicità è molto ben conservato nella evoluzione. Già negli anelidi(Eisenia Fetida) troviamo le cellule progenitrici di linfociti e macrofagi. Già a questo livello possiamo evidenziare fenomeni di riconoscimento ed uccisione di cellule non appartenenti all’organismo ospite (Xenogeniche).

Nella cavità celomatica di questo verme sono presenti delle cellule caratterizzate dalla presenza di numerose protuberanze (cellule “Capellute”). Queste sono in grado di legare molto strettamente le cellule bersaglio. Nella cavità celomatica sono presenti altre celluleimmunitarie con ruoli diversi.

Quindi già a questo livello abbiamo una specializzazione di ruoli all’interno del sistema immunitario. La cellula “Capelluta” contatta la cellula estranea e rilascia negli spazi extracellulari granuli citotossici che contengono una sostanza,simile nella sua azione, al fattore C9 del complemento.

Il contenuto dei granuli non uccide cellule “Self” Il contenuto dei granuli non uccide cellule “Self”. Uccide cellule che non forniscono un segnale inibitoriocome fanno le cellule Allogeniche (ovvero di un altro individuo della stessa specie).

Tutto ciò è molto simile a ciò che succede nell’uomo: 1)-specificità nel riconoscimento dell’antigene 2)-necessità del contatto fra cellule Nell’uomo le cellule CTL non sono danneggiate dal contenuto dei propri granuli per la protezione dovuta al condroitinsolfato A.

La presenza di un segnale inibitorio è tipica delle cellule NK nell’uomo. Questo segnale è indotto dal contatto tra molecole MHC 1 e molecole KIR (killer Inhibitor Receptors) presenti nelle cellule NK.

Se le molecole MHC sono assenti (cellule Neoplastiche) o sono alterate o hanno legato un peptide non “self”, non vengono riconosciute dai KIR delle cellule NK che, non più inibite nella propria azione, scatenano una azione citotossica. Le molecole KIR legano l’MHC I.

Ne esistono di 3 tipi tutti appartenenti alla famiglia delle Immunoglobuline: p70 ; p50 o CD158 ; p58 o CD158b. Altre molecole inibitorie non appartenenti alla famiglia delle Ig sono : le Lectine di tipo C e una particolare forma di MHC I l’HLA-G

Le molecole KIR possono inibire l’attività citotossica non solo delle NK,ma anche delle CTL dato che sono presenti anche sulla loro superficie. Molto importanti per l’esposizione dei KIR sono il TGF-B , l’IL-15 e alcuni prodotti virali che provano a proteggere la cellula, che hanno infettato,dalla sua eliminazione.

Un’altra fase importante è quella della formazione del coniugato Un’altra fase importante è quella della formazione del coniugato. In questa fase si ha un contatto molto stretto delle due cellule mediante una stretta interdigitazione delle membrane. Al contatto segue una polarizzazione dei granuli dall’interno della cellula verso il punto di contatto.

Quindi abbiamo visto che i linfociti T citotossici(CTL) hanno la capacità di uccidere le cellule bersaglio dopo esserne venuti a contatto. Questa azione di uccisione è composta da : 1)-riconoscimento del bersaglio 2)-attivazione del CTL 3)-il “bacio mortale” 4)-distacco dal bersaglio con ricerca di un altro bersaglio

Il contatto col bersaglio stesso provoca l’attivazione della cellula “Killer” che ancora non può esplicare la sua azione se non in presenza di varie molecole costimolatorie. È necessario cioè un secondo segnale.

Ricapitolando il primo contatto è un contatto fra molecole di carboidrati presenti sulla membrana delle due cellule o molecole di “Adesione” a cui segue il legame Ag:MHC-TRC.

IL secondo segnale,che necessariamente deve seguire al contatto fra antigene e TCR, è dato dalla interazione fra molecole della famiglia B7 e la molecola CD28,presente sui linfociti,che rappresenta la più potente via di attivazione.

In seguito a questo contatto l’attivazione del linfocita CTL determina la produzione e l’utilizzo di citochine e prevalentemente IL-2. Infatti ha anche il recettore per questa e quindi in grado anche di autostimolarsi (meccanismo autocrino).

I linfociti a riposo hanno una catena per l’IL-2 ad alta affinità che non è funzionale per dare attivazione. Il recettore per dare attivazione risponde solo ad una concentrazione di IL-2 di circa 10x9M. Nel momento del contatto con l’Ag il linfocita diventa linfocita parzialmente attivato.

Viene prodotto un nuovo recettore per l’IL-2 ad affinità più alta(10x11M). L’IL-2 legata al recettore può essere prodotta dal linfocita stesso o da un linfocita vicino (stimolazione autocrina o paracrina). Un linfocita pienamente attivato è più grande e contiene molti più granuli citotossici che si polarizzeranno verso il punto dove è avvenuto il contatto con l’Ag.

I granuli contengono diverse molecole I granuli contengono diverse molecole. Le principali sono: 1)-la Perforina: proteina che polimerizza sulla membrana plasmatica della cellula bersaglio,come fa la proteina C9 del complemento,formando dei pori di 16mm che provocheranno la lisi osmotica della cellula bersaglio.

2)-la Ganzimes: protesi sieriche che penetrano nel citoplasma della cellula bersaglio attivando meccanismi apoptogeni. 3)-altre Molecole: TNF-alfa e TNF-beta: citochine proinfiammatorie

Oltre a questo meccanismo citotossico ne esiste un secondo mediato da una proteina di membrana detta Fas o CD95. Questa proteina di membrana, di 35Kda circa,appartiene alla famiglia del CD40 e del recettore per il TNF. La sua trimerizzazione ne determina l’attivazione.

La sua trimerizzazione ne determina l’attivazione La sua trimerizzazione ne determina l’attivazione. Tale attivazione,determinata dal legame con il proprio recettore o ligando naturale(FasL), produce un segnale di morte cellulare programmata o apoptosi(AICD).

Esistono due forme di Fas(solubile e di membrana) Esistono due forme di Fas(solubile e di membrana). La forma di membrana è quella attiva o citotossica . La forma solubile ha,probabilmente, un compito protettivo nei confronti della cellula che la produce.

FASE DEL RICIRCOLO : dopo il colpo mortale il CTL si stacca dal bersaglio e va a cercare altre cellule bersaglio. Diversi colpi mortali sono possibili nel corso di un test di citotossicità. Questo serve ad indicare che un CTL/NK è in grado di lisare più cellule.