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Appunti di Immunologia...

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Immunologia Oveview e fagocitosi riferimenti ____

PROF DIELI March 12, 2012

• [email protected] • unipa.it/DOTTIMMUNOFARMACOLOGIA • 091/655-591/5902/5900 • 2 prove in itinere: 15/06 18/07 12/09 24/09 20/12 17/01 • 30 risposta muiltipla, 1 risposta aperta • 3/4 maggio I prova in itinere • 5/6 giugno II prova in itinere • testi consigliato: (in ordine di prezzo)

• anticorpi monoclonali: anticorpi somministrati per il riconoscimento di particolari molecole prodotte da agenti tumorali o patogeni; quindi riconosce selettivamente le molecole "maligne" salvando le cellule e le molecole sane. l'anticorpo monoclonale si crea in laboratorio e si costruisce in maniera tale che riconosca una particolare molecola. per costruire un anticorpo monoclonale bisogna conoscere l'antigene che si vuole eliminare. ____

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caratteristiche di immunità innata ed acquisita ____

• Immunità: i romani definivano immuni gli evasori fiscali, che erano immuni alle tasse -.• immunità Innata: presente fin dalla nascita, non specifica, rapida, assenza i memoria; è composta da barriere naturali (cute; mucose: la mucosa delle vie respiratorie è ciliata, che muovendosi e secernendo mucina che produce muco, intrappolano i microrganismi, e attraverso vari meccanismi vengono espulsi; la mucosa dello stomaco, che crea un ambiente acido che non favorisce la vita dei microrganismi; la saliva, le lacrime, secrezioni nasali; barriere chimiche del sangue come il lisozima), fagociti, mediatori solubili (complemento: proteine presenti in forma inattiva del sangue, che dopo la l'attivazione della prima, questa attiva le proteine simili a cascata inducendo l'eliminazione del microrganismo estraneo; nel sangue sono presenti anche le defensine), recettori per profili molecolari (questi recettori che si trovano sui fagociti o simili; hanno come ligandi dei substrati che fanno tipicamente parte di componenti estranee, Es.: mannosio si trova nella parete

(tetano), contatto con animali o morsi di insetti (zanzare zecche - Malaria e malattia di lime. zecca morde il cervio, succhia agente eziologico e nel morso successivo infetta il nuovo ospite). • la flora batterica è una via di sbarramento delle infezioni. induce la produzione di citochine che mantengono l'omeostasi del tratto genitale femminile e gastrointestinale ____

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fagocitosi ____

• capacità di alcune cellule di riconoscere un agente estraneo, o segnale di pericolo, tramite recettori per profili molecolari, capacità di legarlo, di internalizzarlo e di eliminarlo. nella fagocitosi è possibile riconoscere certe fasi: • (migrazione) riconoscimento; FAGOCITOSI; uccisione del microrganismo. • la fagocitosi è operata dai granulociti macrofagi e dai monociti polimorfonucleati; i monociti si trovano nel sangue, e per poter fagocitare un microrganismo entrato attraverso la cute e depositato nel connettivo, il fagocita deve prima MIGRARE dalla sua sede nel sangue fino al luogo dell'infezione. ____

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migrazione ____

• come fa a capire il fagocita la direzione verso cui deve migrare? • ESISTONO DELLE CELLULE che si trovano a livello dei tessuti, e non solo al livello del sangue.monocita=se circola nel sangue; macrofago= se è nei tessuti; ma si tratta della stessa cellula. il nostro organismo ha la caratteristica di disporre di macrofagi in diversi tessuti. vengono chiamati con nomi differenti in base alla loro sede anatomica: SNC= microglia; fegato=cellule di ******. • i macrofagi residenti nei tessuti, nel momento dell'infezione, iniziano a produrre citochine e chemiochine (mediatori chimici) responsabili del richiamo e del reclutamento orientato dei monociti macrofagi. le cellule residenti nei tessuti sono quindi i primi a dare l'allarme richiamando altre cellule con la loro attivazione. • chemiochine= citochine con funzione di far migrare in maniera orientata alcune cellule. è una

infezione guidato dalla chemiotassi. • tutte le azioni biologiche del fagocita, che vanno dall'espressione di molecole di membrana, dal loro cambiamento di forma, all'acquisizione della capacità di movimento, alla formazioni di enzimi litici sono tutte innescate da reazioni date interazioni tra citochine e/o chemiochine con i ligandi di membrana del leucocita stesso. ____

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riconoscimento ____

• il riconoscimento avviene grazie a recettori per profili molecolari non clonalmente distribuit(i i TLR sono esposti sulla superficie di tutti i macrofagi), detti recettori Toll-Like (TLR) - i recettori toll erano stati trovati nella drosophila (zzappagghione) • .questi recettori rispettano il self, e riconoscono strutture tipiche di entità non self. i recettori toll-like sono 9-10, nell'uomo, ed alcuni sono espressi come catena singola, altri come dimeri. • ad esempio: tlr1 si trova espresso insieme a tlr2 • il primo scoperto TLR4, riconosce lipopolisaccaride batterico (tipico dei gram negativi) • il TLR9 riconosce DNA ricco di isole di citosina e guanina, presenti generalmente nel DNA di molti virus e batteri, e quasi assenti in quello umano • TLR3 lega rna a doppia elica • i recettori tlr dopo aver legato il ligando, cambiano di conformazione sul versante interno,e

fagosoma e lisosoma. • se non si verificano queste condizioni, specialmente la prima, non vi è possibilità di uccidere il microrganismo. • gran parte dei microrganismo che riescono a sopravvivere all'internalizzazione ci riescono proprio perchè ostacolano una di queste due fasi (leishmanie, TCB). ____

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maturazione del fagosoma ____

• è necessaria un acidificazione del ph all'interno del fagosoma. questo ph piu acido induce un attivazione degli enzimi (che lavorano a ph acido: idrogenasi, prolasi collagenasi etc..); per questa acidificazione è necessaria una pompa atp-dipendente. • all'interno del fagosoma deve essere portato ferro: trasportatore per il ferro, e transferrina. senza il ferro il fagosoma non può maturare.(sembra sia un componente essenziale di alcune GTP-asi) • rimozione dalla membrada del fagosoma della proteina TACO. • TACO = proteina che ricopre ricca di aspartato. si trova sul versante interno della membrana cellulare. quando si forma un fagosoma per endocitosi, taco rimane sulla membrana esterna del fagosoma. quando taco è sulla membrana del fagosoma non vi può essere la fusione tra fagosoma e lisosoma. RAB7 (GTP-asi) è adibita alla rimozione di taco e alla conseguente promozione della

apparato membranoso (dei due apparati considerati) andrà a donare una porzione di membrana per ricostituire la membrana cellulare. • questo meccanismo è stato dimostrato nel novembre 2010 ____

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Immunologia - Cellula Dendritica e Linfociti cellule emopoietiche ____ teorie di differenziazione di una cellula staminale

PROF DIELI April 22, 2012

• tutte derivano da un unico precursore che ha sede nel midollo osso. da questa derivano cellule linfoidi, mieloidi (granulociti e monociti/macrofagi), cellule dendritiche, eritroidi megacariocitari (globuli rossi, e piastrine e elementi anucleati ). ____ • ipotesi a: una cellula staminale non differenzia direttamente in una cellula matura, ma si orienta verso un precursore, linfoide o mieloide. • ipotesi b: non vi è bisogno di precursori intermedi, ma una staminale a seconda dello stimolon che riceve nel midollo può diffderenziare in qualsiasi cellula senza passare attraverso precursori

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maturazione e migrazione ____

• la cellula dendritica in periferia riconosce un antigene, lo lega attraverso recettori per profili molecolari, e attraverso il vaso linfatico afferente raggiunge la regione paracorticale del linfonodo, andrà a riconscere ed attivare il linfocita presentandogli l'antigene. • in seguito ad attivazione dall'antigene, la cellula dendritica acquisisce mobilità. però ha anche una perdita di capacità funzionali: • durante la migrazione, nel linfonodo perde la capacità di riconoscere un antigene, per acquisire la proprietà di riuscire ad attivare il linfocita t nella maniera piu appropriata possibile. • quindi durante questa migrazione si ha un vcambiamento di molecole di membrana: questo meccanismo prende il nome di maturazione della cellula dendritica. • cellula dendritica immatura: posizionata in periferia; • cellulla dendritica matura: ha già legato l'antigene e si trova nella regione paracorticale in attesa

determinata strada di risposta immuntiaria :il linfocita matura nel timo, in seguito a presentazione dell'antigene da parte della cellula dendritica tramite MHC2, imparando a riconscere un antigene in altre cellule dell'organismo solo sotto forma di PEPTIDE ASSOCIATO ALL' MHC1: mai sei il peptide è dissociato, o l'MHC1 non presenta peptidi all'interno ____

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cellule stromali, migrazione e attivazione del linfocita t ____

• per migrare il linfocita t ha innanzi tutto necessità di legarsi, attraverso ad una l-selectina che lega un oligosaccaride esposto dalle cellule delle venule dell'endotelio alto; questo processo avviene affinchè possa attraversarlo con lo stesso procedimento con cui i fagociti migrano tra due cellule endoteliali nella loro migrazione. • il linfocita t vergine che è partito dal timo ed è arrivato alla paracorticale è mantenuto in vita dalle cellule stromali del linfonodo grazie alla loro produzione di INTERLEUCHINA 7 • le cellule stromali quindi assumono un ruolo attivo, diverso da quello che per tempo si è ipotizzato; infatti la produzione di chemiochine ed interleuchine è essenziale per l'attrazione di linfociti e cellule dendritiche, e per la sopravvivenza del linfocita in quella sede. • le cellule stromali sono essenziali per il mantenimento della memoria immunologica • affinchè un linfocita t si leghi ad una cellula dendritica in maniera appropriata devono avvenire

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complesso maggiore di istocompatibilità ____

• nel cromosoma sei nell'uomo vi sono i geni che codificano per il complesso maggiore di istocompatibilità. • esistono geni per molecola di istocompatibilità solo di classe prima e di classe seconda. le molecole per il mhc3 che si trovano nello stesso cromosoma non hanno un ruolo approssimabile a quello dei mhc1 e 2: i geni mhc3 codificano per diversi elementi che fanno parte del complemento (21-idrossilasi ad esempio, che non è neanche coinvolto nella risposta immunitaria) sono quindi chiamati mhc di classe 3 impropriamente. • esistono 3 geni per mhc1 e 3 per mhc2. quindi ogni gene codifica per una proteina. • se ogni cromosoma codifica 3 molecole per complesso, dato che abbiamo due cromosomi avremo 6 molecole per ogni tipo di complesso. • le molecole mhc nell'uomo prendono il nome di HLA Human Leucotice Antigen.

di PEPTIDE ASSOCIATO ALL' MHC1: mai sei il peptide è dissociato, o l'MHC1 non presenta peptidi all'interno. ____

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polimorfismo di MHC ____

• l'ultima delle caratteristiche dei mhc è il polimorfismo: presenza in una popolazione di numeriose varianti alleliche di uno stesso gene. • la molecola più polimorfica è la molecola HLA B, della quale esistono 559 varianti alleliche molecole che differiscono tra loro per la sequenza amminoacidica). • esempio: io esprimo 6 mhc1: 3 ereditate dal padre e 3 ereditate dalla madre. per quanto riguarda le molecole b esprimerò delle molecole che chiamoerò per convezione b1 quella di orginie paterna e b2 quella di origine materna. quanti esprimeranno la stessa molecola che esprimo io? • non considerando legami di parentela (dato che la trasmissione di queste molecole è autosomica)? • queste molecole sono essenziali nei trapianti di organo, in primis trapianto di midollo. se non vi è assoluta compatibilità il risultato sarebbe il rigetto dell'organo. • si chiama di istocompatibilità perchè è il piu importante dei sistemi che determina la

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sintesi di MHC di classe prima e processamento dell'antigene nella cellula dendritica ____

• il processamento di determinati organismi produrrà dei peptidi che si possono legare ai processi di istocompatibilità APPARTENENTI SOLTANTO a quel determinato individuo, data la grande varietà allelica data dal polimorfismo. se in seguito a processamento del virus influenzale il complesso mhc del mio corpo lega un peptide particolare; a parità di virus, il processamento che subirà lo stesso virus in un altra persona produrrà un peptide diverso che sarà in grado di essere legato dal mch della persona stessa. • la molecola di classe prima viene sintetizzata nel reticolo • prima tappa: sintesi della catena alfa, e legame di questa alla calnexina (una chaperonina accompagnatrice). che se la tiene legata nel reticolo endoplasmico fino alla sintesi della beta, 2-microglobulina; che costituisce la catena beta nelle molecole di classe prima.ricordiamo che le catene alfa sono polimorfiche nei complessi di classe 1, mentre le catene beta sono rappresentate

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sintesi di MHC di classe seconda ____

• mentre classe 1: processamento e presentazione di peptidi generati in sede intracellulare, classe 2: processamento e presentazione di peptidi generati in sede extracellulari • nel R.E si sintetizzano sia la catena alfa sia la catena beta insieme. • può accadere che dei peptidi self si possano già legare alla molecola di classe seconda: per impedire questo interviene un meccanismo molecolare "Ii" catena invariante. • la catena invariante impedisce che eventuali peptidi self si vadano a legare alla tasca della molecola di classe 2. è un meccanismo di tutela. • la mhc2 con la catena invariante, attraverso una vescicola va nel citosol e si fonde con un endosoma. • dentro l'endosoma si trovano degli enzimi, delle proteasi in particolare. man manco che il l'endosoma matura, e acidifica il suo ph, le proteasi digeriscono la catena invariante.

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recettori dei linfociti B ____

• i linfociti b utilizzano come recettore di membrana degli anticorpi (immunoglobuline). • l'anticorpo stesso è anche la molecola che secernono una volta attivati per eliminare un microrganismo. • è composto da due catene, una alfa e una beta. ogni catena è composto da due domini: C(vicina alla membrana) e V(quella più lontana) c=costante, V=variabile. • vi è anche una porzione intramembranaria, una transmembranaria e una intracitoplasmatica (che serve per la trasduzione del segnale) • la porzione intracitoplasmatica è molto corta rispetto a quella esterna alla cellula. dato che è corta avrà difficoltà nelle attivazioni di secondi messaggeri. • il fatto che la porzione intracitoplasmatica sia talmente corta che non possa essere trasdotto il segnale, fa si che debbano cooperare altre molecoe. le molecole che si integrano con questo

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ricombinazione somatica ____

• grazie ad un fenomeno detto ricombinazione somatica (Susumo Tonegawa, premio nobel, attualmente il rettore del MIT) • Susumo ci ha spiegato come viene generata questa diversità di recettori, con un esperimento molto semplice che fece negli anni 70 in svizzera, che era l'unico paese dove fosse consentito fare esami sul dna. • un gene C e un gene V si trovano molto distanti l'uno dall'altro in una cellula qualsiasi; in un linfocita i geni C e V sono giustapposti: nella maturazione di una cellula, di un linfocita, due geni che si trovano molto distanti tra loro, nel momento in uci la cellula staminale decide di maturare, due geni si posizionano uno accanto all'altro: questo fenomeno si chiama ricombinazione somatica o riarrangiamento. • mentre la porzione varbiabile della catena alfa è sintetizzata da due geni V e J, la porzione della

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maturazione dei linfociti T ____

• una cellula staminale si orienta verso una linea di differenziazione grazie alla presenza, nel midollo osseo, di fattori di crescita, la gran parte dei quali sono prodotti in loco dalle cellule stromali del midollo osseo. • interleuchina 7 : coinvolta nella maturazione, e nel mantenimento della vtalità dei linfociti t nella paracorticale del linfonodo. questa è la citochina che al livello del midollo osseo più di tutte determina la differenziazione di una cellula staminale a linfocita (T, helper e forse b). l'interleuchina è prodotta dalle celule stromali del midollo osseo. • perchè non siamo sicuri che intervenga anche nella maturazione dei linfociti b? • si genera un topo knok-out per quella molecola o quel recettore, cioè un topo che può far tutto tranne produrre una molecola selezionata. e così possiamo studiare come si omporta un organismo in assenza di alcune molecole. quindi esistono topi knok-out per l'interleuchina 7 o per il suo

quando la cellula ha già iniziato a differenziare • il primo segnale nello stadio dn3 che fa capire che sta differenziando per linfocita è che si ha un riarrangiamento nel gene per la catena beta del recettore mhc. • la cellula, a questo punto, ha una sotto- scelta di differenziazione: se il riarrangiamento prodotto è un riarrangiamento produttivo, si riarrangerà anche il gene per la catena alfa e ne conseguirà la sintesi di recettori alfa-beta; se il riarrangiamento di beta non è produttivo, è possibile operare dei riarrangiamenti per esprimere dei recettori gamma-delta (invece che formati da alfa-beta). ____

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selettività positiva ____

• a questo punto allo stadio doppio negativo segue direttamente uno stadio doppio positivo dopo itnerazione con le epiteliali della corticale: nella corticale questa cellula in maturazione interagisce con cellule epiteliali della corticale che esprimono sulla membrana molecole di istocompatibilità di classe 1 e 2. questi complessi espongono dei peptidi-self (o timici) che pervengono al timo tramite sangue o linfa (che derivano dal sangue, dalla linfa etc). • questa interazione salva il linfocita t dalla morte programmata. l'interazione tra un dato linfocita maturativo con i complessi mhc1 o 2 che esprimono peptidi self è assolutamente aleatoria. poichè il risultato finale di queste interazioni producono la "salvezza" della cellula, queste prendono il nome di selezione positiva. • questo è un processo di educazione chimica: il linfocita impara che da maturo dovrà riconoscere l'antigene in forma di peptide legato a mhc 1 o 2 (restrizione genetica a livello dell'antigene); il

tessuto ristretti, cioè antigeni non ubiquitari, la cui espressione è ristretta ad alcune cellule di alcuni tessuti. ____

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modalità di induzione della selezione ____

• un meccanismo legato all'affinità di legame tra il complesso peptide mhc ed il recettore del linfocita: non sappiamo con certezza sia vero. parliamo di ipotesi. • sta di fatto che chi interagisce si salva, chi non interagisce muore. • solo il 5% ha la possibilità di interagire con peptidi mhc-self. • anche nella selezione positiva il risultato della selettività è data dall'affinità di legame. se è estremamente bassa o estremamente alta viene eliminato il linfocita nascente. • l'affinità di legame deve essere intermedia, affinchè il linfocita sia selezionato correttamente. • il modello oggi più accettato è il modello di affinità di legame per spiegare i fenomeni di selezione sia positiva che negativa. un'affinità intermedia induce il linfocita a proseguire nella sua maturazione. • immaginamo che la selezione positiva e negaticva siano due eventi che avvengano in successione:

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il risultato finale della selezione timica ____

• le molecole di classe prima presentano peptidi di piccola dimensione a linfociti cd8 o citotossici. l'espressione di cd8 ha qualcosa in relazione con il timo. • il precursore che viene nella corticale è all'inizio doppio negativo, che non esprime ne cd4 ne cd8. • dopo aver superato la fase dn4 diventa doppio positivo nella zona corticale del timo • dopo di che il linfocita diventerà singolo positivo. la funzione di riconoscimento di queste cellule viene acquisita nel timo ad opera della selezione timica. • cd4 e cd8 sono popolazioni ...