La Fagocitosi Attuata da cellule chiamate fagociti (neutrofili e macrofagi) Deriva dal greco, phago, 'mangiare' e kytos, 'cellula‘ Processo di ingestione cellulare di particelle o sostanze estranee potenzialmente dannosi per l’organismo

Granulocita neutrofilo o Leucocita polimorfonucleato

Granulocita neutrofilo o Leucocita polimorfonucleato Il citoplasma ha granuli contenenti enzimi quali: lisozima, collagenasi, elastasi Prodotti dal midollo osseo stimolati dal granulocyte macrophage colony-stimulating factor (G-CSF) Un individuo adulto produce 1*1011 neutrofili/g che rimangono in circolo per circa 6 ore Se non viene ‘reclutato’ nella sede d’infezione entro poche ore dall’arrivo del microrganismo, va incontro a Morte Cellulare Programmata e fagocitato dai macrofagi di fegato e milza

Monocita

Monocita Andando incontro a divisione cellulare si differenziano nei tessuti in MACROFAGI, cellule effettrici dell’immunità innata e specifica per l’eliminazione dei microrganismi Originano nel midollo osseo e rimangono in circolo 1-2 g Risiedono in punti strategici di entrata dei microrganismi: tessuto connettivo epiteliale, interstizi degli organi …

Macrofago Neutrofilo Rimane in circolo per 1-2 giorni Rispondono più tardi ai microrganismi ma durano più a lungo Rimane in circolo per 6 ore Media le prime fasi della risposta infiammatoria

Fasi della fagocitosi riconoscimento INGESTIONE E FORMAZIONE DEL FAGOSOMA FORMAZIONE DEL FAGOLISOSOMA DIGESTIONE riconoscimento ingestione e formazione del FAGOSOMA fusione col LISOSOMA formazione del FAGOLISOSOMA digestione

ingestione del microrganismo Riconoscimento e ingestione del microrganismo I fagociti esprimono RECETTORI DI SUPERFICIE che: riconoscono il microrganismo nel torrente ematico e nei tessuti stimolano neutrofili e macrofagi a produrre Citochine e Sostanze Microbicide stimolano l’ulteriore migrazione di neutrofili e macrofagi verso la sede dell’infezione

RECETTORE LIGANDO REC. PER IL MANNOSIO Mannosio e Fucosio di glicoproteine e glicolipidi dei microbi REC. SCAVENGER lipoproteine a bassa densità (LDL) modificate (ossidate o acetilate) REC. TOLL-LIKE (TLR) LPS microbici, proteoglicani di origine batterica, sequenze CpG non metilate REC. A 7 ELICHE TRANSMENBRANA residui N-FormilMetioninici batterici, chemochine (CXC) ad es. IL8, prodotti proteolitici del complemento C5a, fattore attivante piastrine (PAF), prostaglandine E (PGE), leucotrieni (LTB4) REC. PER LE CITOCHINE IFNγ

Recettori per

Formazione del fagosoma Il fagocita estende delle estroflessioni di membrana intorno al microrganismo che si chiudono a cerniera attorno ad esso, formando una vescicola intracellulare detta FAGOSOMA

La fusione del LISOSOMA col FAGOSOMA dà il FAGOLISOSOMA Formazione del fagolisosoma La fusione del LISOSOMA col FAGOSOMA dà il FAGOLISOSOMA Il LISOSOMA è una vescicola (organello) responsabile della degradazione e digestione (distruzione) di molecole endogene ed esogene ingerite dalla cellula. La degradazione avviene grazie a enzimi idrolitici (dette "idrolasi acide“ quali lisozima, collagenasi, elastasi) contenuti nell'organello che degradano proteine, lipidi e carboidrati che li costituiscono.

Meccanismi di uccisione Meccanismi O dipendenti: produzione di ROS (radicali attivi dell’ossigeno)

Meccanismi di uccisione Meccanismi O indipendenti l’uccisione avviene tramite diverse sostanze contenute nei lisosomi: il lisozima, le proteine cationiche, le defensine e la lattoferrina.

Meccanismi di uccisione Meccanismi N dipendenti attraverso l’azione dell’enzima SINTETASI INDUCIBILE MONOSSIDO DI AZOTO (iNOS) che catalizza la conversione da ARGININA→CITRULLINA si formano nei composti reattivi dell’azoto come il Monossido di Azoto (NO)

nei FAGOLISOSOMI il monossido di azoto (NO) si può combinare con il perossido d’idrogeno (H2O2) o con il superossido (O2- ) per formare perossinitrito (ONO2-) radicale altamente reattivo che uccide i microbi, secondo le reazioni: H2O2 + NO2- → ONOO- + H2O O2- + NO → ONO2-

Autofagia Autofagosomi Pathway di degradazione intracellulare di sostanze citoplasmatiche come citosol, aggregati proteici e organelli, mediata dagli Autofagosomi formazioni a doppia membrana che legano e trasportano vescicole e lisosomi per la degradazione e il riciclaggio DIFETTI dell’AUTOFAGIA: associati a malattie infettive, neurodegenerazione e cancro Mitocondri→Mitofagia Perossisomi→Perossifagia Ribosomi→Ribofagia Batteri e virus→Xenofagia Vacuoli→Citoplasma a targeting vacuolare (CVT)

Fasi dell’autofagia INDUZIONE→individuazione del ‘cargo’ NUCLEAZIONE→ formazione dell’AUTOFAGOSOMA attorno al cargo ESPANSIONE e COMPLETAMENTO dell’ autofagosoma FUSIONE DELL’ AUTOFAGOSOMA coi LISOSOMI e formazione dell’ AUTOFAGOLISOSOMA DIGESTIONE e RICICLO macromolecole ottenute dalla degradazione

In condizione di presenza di nutrienti TOR e altre kinasi inducono iperfosforilazione di ATG13 e ipofosforilazione di ATG1 nel complesso ATG1/ATG13 promuovendone la loro dissociazione. In condizione di poco nutrimento ATG1 e ATG13 e le subunità accessorie ATG101 e FIP200 sono assemblate Il complesso ATG1/ATG13 attivato promuove il legame di ATG9 e l’inizio della formazione dell’Autofagosoma Il fattore VPS34 con altri cofattori media l’aggiunta di PI3P (fosfatidilinositolo 3 fosfato) alla fagospora che ne provoca la nucleazione Il complesso ATG12/ATG5/ATG16 permette invece l’espansione della fagospora e la sua chiusura mediata da ATG8 e PE (fosfatidiletanolamina) ATG8-PE mediata dal fattore FYCO permette l’aggancio dell’autofagosoma al microtubulo e il suo trasporto attraverso il tonoplasto Infine c’è la degradazione del ‘cargo’