ANTICORPI

Immunità specifica Agisce in senso specifico, ossia per ogni tipo di stimolo viene innescata una risposta che vale per quello stimolo e non per altri. Questa specificità assicura un alto grado di efficienza, in quanto evita le risposte non necessarie. Ha memoria immunologica. I componenti dell’immunità specifica sono i linfociti ed i loro prodotti, gli anticorpi.

L’immunità specifica può essere di 2 tipi * umorale (mediata da anticorpi).Le cellule responsabili dell’immunità umorale sono i linfociti B. * cellulo-mediata (mediata dai linfociti T).Le cellule responsabili dell’immunità cellulo-mediata sono i linfociti T.

Cellule dell’ Immunità Specifica Linfociti B (Anticorpi) Linfociti T

GLI ANTICORPI Gli anticorpi sono molecole prodotte in risposta ad un antigene e sono capaci di formare un legame specifico con la sostanza che li ha indotti. Gli anticorpi sono glicoproteine ed appatengono alla famiglia delle GLOBULINE (proteine globulari del siero).

Le Ig, o molecole anticorpali, sono glicoproteine 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 circa 150 KD. Consta di due catene leggere denominate L (light) e di due pesanti denominate H (heavy). Le catene sono unite tra loro soprattutto da ponti S-S ed in minor misura da forze non covalenti.

STRUTTURA DELLE IMMUNOGLOBULINE

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.

Catene leggere E’ stato dimostrato che le catene leggere della maggior parte dei vertebrati esistono in due forme strutturalmente distinte Kappa e lambda Qualsiasi tipo di catena leggera può combinarsi con ciascuna catena pesante, però, in ogni Ig, sia le catene pesanti che quelle leggere sono dello stesso tipo.

CLASSI E SOTTOCLASSI DELLE IMMUNOGLOBULINE Nell’uomo vi sono 5 classi principali ed alcune sottoclassi di immunoglobuline con proprietà chimico-fisiche (peso molecolare, carica…), biologiche (opsonizzazione) e sierologiche (reazione con l’antigene) diverse che dipendono essenzialmente dalla struttura primaria delle catene pesanti.

Possiamo distinguere cinque tipi di catene pesanti che determinano la classe dell’anticorpo: Gamma: γ  IgG Alfa: α  IgA Mu: µ  IgM Delta: δ  IgD Epsilon: ε  IgE

FUNZIONI DELLE IMMUNOGLOBULINE Tutti gli isotipi di immunoglobuline, con l’eccezione delle IgD sono bifunzionali: Legano l’antigene Presentano una o più funzioni effettrici.

IgG

Caratteristiche delle IgG Costituiscono la principale componente delle immunoglobuline; hanno un peso molecolare di 150kDa e si presentano come MONOMERI Sono in grado di legarsi ad un gran numero di cellule (granulociti, macrofagi e cellule NK). Sono in grado di attraversare la placenta Sono in grado di attivare il complemento (Attraverso la via classica; tranne sottotipo Ig4)

IgM

Caratteristiche delle IgM Possono trovarsi sia in forma MONOMERICA (presenti sulla membrana del linfocita B maturo), o in forma PENTAMERICA (circolanti nel siero). Sono le prime Immunoglobuline ad essere prodotte. Sono presenti in concentrazioni piuttosto basse (8-10%). Hanno un’elevata capacità di attivazione del complemento.

IgA

Caratteristiche delle IgA Rappresentano la seconda classe di Ig circolanti con circa il 15% ma si trovano in percentuale molto più alta nelle secrezioni (Latte, saliva, lacrime, secrezioni nasali) e a livello delle mucose del tratto bronchiale e digerente dove svolgono un importante ruolo nei meccanismi di difesa in quanto impediscono l’aderenza dei microrganismi all’epitelio impedendone la proliferazione Si trovano in forma MONOMERICA (Ig di membrana) o in forma DIMERICA (Ig nel siero).

Il ruolo delle IgA a livello delle mucose è importantissimo (unici due apparati che mettono in comunicazione l'interno con l'esterno sono digerente ed il respiratorio) Le IgA sono prodotte in forma dimerica; Le cellule che producono le IgA si trovano nella tonaca mucosa, proprio al di sotto dell'epitelio.

Il recettore legato alla IgA viene quindi internalizzato per endocitosi nella cellula epiteliale della mucosa, e viaggia in una vescicola endocitotica fino al versante luminale della cellula: a questo punto, la vescicola si fonde con la membrana plasmatica e la porzione del recettore poli-Ig contenente i cinque domini Ig viene clivata e secreta nel lume assieme alla IgA, prendendo così il nome di "componente secretoria". Le IgA secrete nel lume vanno a mischiarsi nel muco prodotto dalle cellule epiteliali e costituiscono una prima barriera difensiva contro i microbi.

IgE

Caratteristiche delle IgE Le IgE umane hanno circa un peso di 190 kDa e sono presenti nel siero delle persono normali 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 tra cui l’ISTAMINA. Negli individui non allergici, un’elevata concentrazione di IgE indica una infestazione di tipo parassitario.

IgD

Caratteristiche delle IgD Si presentano come monomeri ed hanno un peso di circa 150 kDa. Costituiscono circa l’1% delle Ig circolanti. La loro funzione tuttavia non è chiara: sembra che queste immunoglobuline abbiano funzione di recettore per l’antigene.

Come può un genoma di per sé limitato, fornire le informazioni richieste per il vasto repertorio di molecole di anticorpo che un individuo può sintetizzare

Teoria dell’inizio XX secolo Eventi di ricombinazione somatica erano capaci di coinvolgere una quantità limitata di materiale genetico e produrre un numero quasi infinito di combinazioni, creando un vasto repertorio di recettori per gli antigeni. RICOMBINAZIONE SOMATICA MUTAZIONE SOMATICA

Riarrangiamento della catena pesante (1) Il DNA germinale che codifica per le catene delle immunoglobuline mostra un elevato livello di complessità: l’informazione per le regioni VARIABILI è presente in segmenti genici V, D e J che combinano a livello del DNA. La ricombinazione dei segmenti VDJ genera una sequenza continua che codifica per il dominio V,separata dai domini C. Il DNA che codifica per l’inizio e la fine del gene C viene trascritto in un RNA eterogeneo (hnRNA). Questo RNA viene elaborato e si ottiene un mRNA che codifica per i segmenti V e C che verranno tradotti in proteina.

Riarrangiamento della catena pesante (2) Il locus della catena pesante è sul cromosoma 14. Il riarrangiamento produttivo del locus genico Vh è un evento obbligatorio nella generazione delle cellule B e precede il riarrangiamento delle catene leggere. Segmenti V da 38-45 Segmenti D da 1-23 Segmenti J da 1-6

Riarrangiamento della catena leggera (1) Il locus della catena leggera k è sul cromosoma 2. Segmenti V da 31-35 Segmenti J da 1-5 Il locus della catena leggera l è sul cromosoma 22. Segmenti V da 29-33 Segmenti J da 7-11

Ricombinazione delle catene pesanti/leggere La ricombinazione dei segmenti genici germinali è un aspetto chiave nella generazione del repertorio primario degli anticorpi. Come avviene? Ciascun segmento V, D e J è affiancato da sequenze segnale per la ricombinazione (RSS) Un eptamero (i 7 nucleotidi CACAGTG) un nonamero (i 9 nucleotidi ACAAAAACC) separati da un sequenza spaziatrice che può contenere o 12 o 23 bp.

Il processo di ricombinazione è attivato da due proteine chiamate RAG 1 e RAG 2 (geni attivanti la ricombinazione) Il complesso RAG1 e RAG2 riconosce le sequenze RSS e porta queste due sequenze ad unirsi  complesso sinaptico Le due proteine RAG iniziano a tagliare nella parte 5’ dell’eptamero e della regione codificante Le proteine RAG trasformano questo taglio in una vera e propria rottura del doppio filamento lo spezzone di DNA contente le RSS viene rimosso sotto forma di anello (per i legame fra le sequenze segnale) e la conseguente unione dei segmenti (possibile azione della desossiribonucleotidil transferasi terminale)