immunità adattativa o acquisita• L’immunità adattativa è dovuta all’attività dei linfociti • a seguito del contatto con un antigene, producono

risposte effettrici specifiche, cioè dirette solo contro quel determinato antigene.

• Per approntare le risposte dell’immunità acquisita sono necessari tempi più lunghi rispetto a quelli dell’immunità naturale,

• Le risposte possono essere diverse a seconda delle modalità con cui l’antigene viene identificato;

• in altri termini l’antigene può essere riconosciuto in due distinte condizioni

• da ciò dipende la duplice natura della immunità acquisita: immunità umorale e immunità cellulo-mediata.

Linfocitigeneralità• sono piccole cellule con un grande nucleo rotondo e

scarso citoplasma• si trovano in discreta percentuale (30% circa) tra i

globuli bianchi del sangue• dal sangue migrano nel connettivo • in alcuni organi diventano molto abbondanti in modo

da costituire il tessuto linfoide (timo, milza, linfonodi, tonsille, appendice, placche del Peyer)

• esistono diverse famiglie o sottopopolazioni di linfociti; le principali di queste risultano essere

– linfociti B (bone marrow derived) 65-70%– linfociti T (Thymus derived) 20-25%– LINFOCITI NK 5-10%

markers di membrana dei sottotipi di linfociti

cellula Principali proteine espresse sullamembrana (MARKERS)

Linfocito B BCR, MHC classe II, CD19, CD21

Linfocito T TCR, CD3

T citotossico “ “ CD8

T helper “ “ CD4

T reg “ “ CD4, CD25

Natural killer CD16, CD56

LINFOCITI T

Derivano dalle cellule ematopoietiche staminali del midollo osseo

Maturano nel Timo

LINFOCITI B

Maturano nel midollo osseo

BCR TCR

Antigeni solubili Antigeni + HLA

Immunità umorale Immunità cellulo-mediata

Riconoscono Ag sotto diversi aspetti

Attività dei linfocitilinfociti B:• riconoscono gli antigeni solubili nella loro forma

naturale• sono i precursori delle plasmacellule • producono anticorpi circolanti capaci di legare gli

antigeni (immunità umorale)linfociti T: • riconoscono antigeni processati dalle APC (immunità

cellulo-mediata)• mediante cooperazione tra di loro e con altre

popolazioni di linfociti determinano distruzione di antigeni, cellule infettate ecc.

Sedi di distribuzione dei linfocitiper mezzo del sangue e della linfa i linfociti migrano nel connettivo e in alcuni organi diventano molto abbondanti in modo da costituire il tessuto linfoide

Organizzazione del tessuto linfoideIl follicolo linfatico o nodulo linfatico• costituisce la struttura di base degli organi linfatici. • ha forma rotondeggiante con un diametro che può

andare da alcuni decimi di mm a qualche mm.• è inserito nel contesto del tessuto connettivo, appare

delimitato rispetto al tessuto circostante. • E’ un aggregato sferoidale dove prevalgono i linfociti,

ma è formato anche da tessuto connettivo reticolare e da cellule libere, macrofagi, cellule dendritiche, plasmacellule.

• Il compito è quello di permettere l’instaurarsi di rapporti tra le cellule che presentano l’antigene (macrofagi e cellule dendritiche) e i linfociti di ciascun sottotipo, per consentire le rispettive risposte effettrici.

Il tessuto linfoide può essere

• tessuto linfoide diffuso: I follicoli linfatici si ritrovano in forma isolata poco organizzata,accompagnati da un gran numero di linfociti isolati, sparsi nel tessuto connettivo (ad esempio tonsille, placche di Peyer, appendice)

• organi linfoidi secondari : i follicoli sono molto numerosi (milza e linfonodi) dove partecipano alla organizzazione della architettura istologica di tali organi.

Negli organi linfoidi secondari

Incontro tra linfociti e AgProliferazione deilinfociti dotati direcettore specificoper quell’Ag

ESPANSIONE CLONALE(aumento del numero dicellule dotate di recettoreantigene-specifico)

N.B. Clone = insieme delle cellule che hanno lo stesso recettore per l’Ag.

Generazione di CELLULE EFFETTRICI Generazione di CELLULE MEMORIA

(cellule attivamente coinvolte nella rispostaimmunitaria)

(cellule che produranno una rispostapiù efficiente in occasione di unsuccessivo incontro con lo stesso Ag)

I linfociti NON sono cellule terminalmente differenziateQuindi nel corso delle risposte immunitarie essi possono proliferare e poi differenziare in

elementi effettori o produrre anche cellule memoria dotate di lunga vita (anni o decenni).

• Nell’immunità umorale i linfociti B riconoscono gli antigeni nella loro conformazione naturale e attuano la risposta effettrice finale cioè la produzione e la secrezione di anticorpi o immunoglobuline (Ig) nei liquidi biologici (sangue, linfa, liquidi interstiziali, secrezioni).

• Il processo di sintesi e di secrezione degli anticorpi viene attuato direttamente dai linfociti B oppure, su più vasta scala, dalle cellule che rappresentano il loro terminale differenziativo, le plasmacellule.

immunità umorale

I linfociti B riconoscono gli antigeni nella loroconformazione naturale (Ag solubili )

sono i precursori delle plasmacellule producono anticorpi circolanti (immunità umorale)capaci di legare gli antigeni

Es.:batteri extracellulariesotossine microbichevirus nella fase extracellulareparassiti

I linfociti B sono responsabili dell’IMMUNITA ’ UMORALE o anticorpo-mediata.

LINFOCITI B e IMMUNITA’ UMORALE

markers di membrana dei sottotipi di linfociti

cellula Principali proteine espresse sulla membrana

Linfocito B BCR, MHC classe II, CD19, CD21

Linfocito T TCR, CD3

T citotossico “ “ CD8

T helper “ “ CD4

T reg “ “ CD4, CD25

Natural killer CD16, CD56

Le immunoglobuline possono esistere:

in forma legata alla membrana dei linfociti B, dove fungono da recettori per l’antigene(BCR o mIg),

in forma solubile (Ig o anticorpo). Circolano nel sangue e sono presenti nellesecrezioni dove svolgono la funzione effettrice dell’immunità umorale neutralizzandoed eliminando gli antigeni.

Ig di membrana (mIg) e anticorpi solubili

IMMUNOGLOBULINE (Ig)Le Ig sono formate da 2 coppie di catene identiche legate da ponti S-Sintercatenari assemblate in una struttura simmetrica a forma di Y:• 2 catene pesanti (o heavy) o catene H• 2 catene leggere (o light) o catene L

• Ogni catena è costituita da :•1 regione ( DOMINIO) VARIABILE•1 o più regioni (DOMINI) COSTANTI• All’estremità N-terminale, a livello

delle regioni variabili, esistono SEGMENTI IPERVARIABILI.

• L’insieme delle regioni ipervariabilidella catena pesante e della catena leggera costituiscono il SITO COMBINATORIO per l’Ag specifico.

• Ogni Ig possiede 2 siti combinatori per l’Antigene; è cioè BIVALENTE.

vLe catene leggere possono essere di 2 tipi: k e l

• In ogni molecola di Ig le due catene leggere sono o k o l mai una

di un tipo e l’altra dell’altro.

CATENE LEGGERE

Le catene pesanti sono di 5 tipi. µ, g, d, a, e, Sono codificate sul cromosoma 14.

Il tipo di catena pesante determina la classe o isotipo dell’anticorpo (5 classi o ISOTIPI):

IgM, IgG, IgD, IgA ed IgE.

Le Ig di membrana (mIg) possono essere solamente IgM o IgD

Le Ig secrete possono essere IgM, IgG, IgA ed IgE.

I vari isotipi si differenziano per le caratteristiche biologiche e le funzioni effettrici.

CATENE PESANTI

FRAMMENTI IMMUNOGLOBULINA (Ig)

Mediante digestioni enzimatiche è possibile ottenere frammenti distinti:• Le braccia laterali della Y, intera catena leggera e regione amino-terminale

della catena pesante, sono denominati Fab (fragment antigen binding);

• la coda della Y è la regione carbossilica di entrambe le catene pesanti eviene denominata Fc (fragment crystallizable).

Caratteristiche delle classi principali degli anticorpi nell’uomo

Classe anticorpaleCaratteristiche IgM IgD IgG IgA IgECatene pesanti µ d g a eCatene leggere K o l K o l K o l K o l K o lNumero di unità costituite da 4 catene 5 1 1 1 o 2 1Percentuale del contenuto totale di Ig nel sangue 10 < 1 75 15 < 1

Attivazione del complemento ++++ - ++ - -Passaggio attraverso la barriera ematoplacentare - - + - -Stabilisce legami con macrofagi e neutrofili - - + - -Stabilisce legami con mastociti e granulociti basofili

- - - - +

LA MATURAZIONE DEI LINFOCITI B AVVIENE NEGLI ORGANI LINFOIDI PRIMARI (MIDOLLO OSSEO):

FASE AG-INDIPENDENTE

ØDurante queste tappe, i recettori per

l ’ antigene presenti sui linfociti B (BCR)

subiscono un “processo di riarrangiamento”, in

grado di generare recettori BCR con specificità

diverse nei confronti dei vari antigeni che

incontreranno.

ØAlla fine di questi processi maturativi, i

singoli linfociti esprimeranno recettori di

membrana specifici per antigeni distinti.

ØLa specificità recettoriale è quindi

determinata prima che avvenga l’incontro con

l’antigene.

Inizia dalla CELLULA STAMINALE LINFOIDE e termina con i linfociti B MATURI VERGINI o NAIVE.

• Nel corpo umano, secondo una stima, circolano diversi miliardi di differentilinfociti.

• Un valore così elevato dovrebbe essere conseguenza di una quantitativougualmente numeroso di informazione genica che, in altre parole, avrebbe ilcompito di codificare una proteina per ogni linfocita.

• Avere diversi miliardi di geni che codificano esclusivamente per il pool dilinfociti non è una soluzione fattibile.

• La natura ha risolto questo problema adottando un efficiente SISTEMA diRICOMBINAZIONE GENICA

• Questo sistema di ricombinazione genica consiste in un processo casualemediante il quale UN NUMERO RELATIVAMENTE PICCOLO DI GENI VIENERICOMBINATO PER DETERMINARE UNA VARIABILITÀ DELL'ORDINE DIDIVERSI MILIARDI DI CODIFICHE DIFFERENTI.

• La ricombinazione genica è un processo che avviene all'interno del linfocita Bimmaturo e il suo completamento determina la creazione di un linfocita Bfunzionale.

RICOMBINAZIONE GENICARiarrangiamento delle Ig

LINFOCITI B VERGINI MATURI

• Una volta terminata questa fase si formano i linfociti B vergini (mIgD+, mIgM+).

• I linfociti vergini escono dagli ORGANI LINFOIDI PRIMARI,vanno nel sangue e da qui migrano negli ORGANI LINFOIDISECONDARI (linfonodi, milza, Malt), ), utilizzando gli HOMINGRECEPTORS.

• I linfociti sono dotati di una CAPACITÀ DI RICIRCOLO MOLTO

VIVACE, che permette loro di muoversi continuamente ATTRAVERSO IL

SANGUE E LA LINFA.

• Il processo attraverso cui le varie sottopopolazioni linfocitarie utilizzano

diverse vie di migrazione tessutale è denominato “ TRAFFICO O

HOMING LINFOCITARIO”.

L’INCONTRO CON L’ANTIGENE AVVIENENEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI:

FASE AG-DIPENDENTE

²NEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI (linfonodi, milza,

Malt), INCONTRERANNO L’ANTIGENE

²sospenderanno la loro attività di ricircolo

²Gli organi linfoidi secondari assicurano un microambiente

specializzato

²Ciò favorisce L ’ ESPANSIONE CLONALE DEI LINFOCITI

ATTIVATI DALL’ANTIGENE E LA LORO DIFFERENZIAZIONE

IN CELLULE EFFETTRICI E IN CELLULE MEMORIA.

L’INCONTRO CON L’ANTIGENE AVVIENENEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI:

FASE AG-DIPENDENTE

ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI

• L’incontro con l’Antigene innesca proliferazione e differenziamentocellulare che determinano una ESPANSIONE CLONALE

• aumento del numero di cellule del clone antigene-specifico• GENERAZIONE DI CELLULE EFFETTRICI (cellule attivamente

coinvolte nella risposta immunitaria)• GENERAZIONE DI CELLULE MEMORIA (cioè di cellule che

produrranno una risposta più efficiente in occasione di un successivoincontro con lo stesso Ag).

1.RICONOSCIMENTO 2.ESPANSIONE CLONALE 3.DIFFERENZIAMENTO

LE CELLULE EFFETTRICI DEI LINFOCITI B SONO LE PLASMACELLULE

v Sono cellule grandi con diametro8-20 um., hanno forma ovoidale

v Nucleo eccentrico, cromatina aruota di carro o quadrante diorologio

v Nucleolo al centro del nucleov Citoplasma estesov Sono in grado di secernere

ANTICORPI MONOCLONALI (mAb) o IMMUNOGLOBILINE (Ig) specifiche per un determinato antigene (Ag)

Ø RER e GOLGI sono ben sviluppati.Ø vescicole di secrezione (sintesi di

Ig in 2 - 5 minuti).

Plasmacellule• il citoplasma è intensamente

basofilo tranne che nella zona corrispondente all’apparato di Golgi che contiene le proteine sintetizzate e pronte per essere emesse all’esterno

• la liberazione degli anticorpi nella matrice extracellulare avviene in maniera costante e senza che si verifichino interruzioni della membrana citoplasmatica

• nel citoplasma sono anche presenti delle granulazioni PAS positivedenominate corpi di Russel

• non contengono i prodotti di secrezione come ritenuto in passato;

• probabilmente sono il deposito di prodotti di sintesi non utilizzabili

Immunità cellulo-mediata• Nell’immunità cellulo-mediata i linfociti T riconoscono gli

antigeni che sono stati processati dalle cellule che presentano l’antigene (Antigen Presentig Cells = APC) ed esposti sulla loro superficie cellulare come peptidi legati ai componenti del complesso maggiore di istocompatibilità(MHC)

• A seguito dell’interazione con le APC (Antigen PresentingCells) i linfociti T attuano la risposta effettrice che consiste: – nella distruzione della cellula bersaglio (cellula

estranea, cellula infettata da virus, ecc.) mediante la liberazione di granuli citotossici, (linfociti T citotossici)

– nell’invio di segnali ad altre cellule del sistema immunitario (linfociti T helper)

Linfociti T• cosiddetti perché la loro differenziazione avviene nel Timo.

• Sono deputati all’immunità acquisita, immunità cellulo-mediata

• Non riconoscono l’antigene nella sua forma originaria,

• riconoscono l’antigene che deriva dalla frammentazione e successiva presentazioneattuata dalle APC

• Rappresentano il 60-80% dei linfociti circolanti.

• Esprimono tutti sulla loro superficie TCR (T Cell Receptor) e CD3

sottopopolazioni principali:

linfociti T CD4+ helper (Th)

linfociti T CD8+ citotossici (CTL).

Esistono altre sottopopolazioni tra cui i linfociti Treg

cellula Principali proteine espresse sulla membrana

Linfocito B BCR, MHC classe II, CD19, CD21

Linfocito T TCR, CD3

T citotossico “ “ CD8

T helper “ “ CD4

T reg “ “ CD4, CD25

Natural killer CD16, CD56

markers di membrana dei sottotipi di linfociti T

CD4 e CD8 funzionano sia come molecole di adesione sia come corecettori.

• CD4 lega il dominio b2 prossimale alla membrana di MHC II

• CD8 lega il dominio a3, prossimale alla membrana di MHC I.

Questo legame è necessario affinchè la cellula produca una risposta efficace:quindi CD4 e CD8 sono corecettori.

I linfociti T citotossici CD8+ riconoscono peptidi endogeni(di origine virale o tumorale) in associazione a molecole MHCdi classe I.

I linfociti T helper CD4+ riconoscono peptidi esogeni inassociazione a molecole MHC di classe II.

Risposta effettrice dei linfociti T-helper CD4+• Negli organi linfoidi periferici, il complesso molecolare

MHC classe II + peptide estraneo, esposto sulla membrana delle cellule dendritiche/APC, viene riconosciuto da un clone di linfociti T helper che possiedono il TCR per quel peptide antigenico (selezione clonale T).

• Si forma un punto di contatto in cui le membrane delle due cellule stabiliscono una stretta interazione molecolare = SINAPSI IMMUNOLOGICA

• A questa partecipano, MHC classe II e peptide antigenico, TCR e co-recettori CD4 e CD3, (molecole co-stimolatorie e di adesione) .

• Alla selezione fa seguito l’espansione del clone di linfociti T, e rilascio di citochine

risposta effettrice dei linfociti T citotossici CD8+• Quando una cellula T citotossica riconosce la

presenza di un peptide estraneo associato all’MHC di classe I su una cellula del suo stesso organismo (self, perché ha il suo stesso MHC di classe I), la uccide

• Il riconoscimento di MHC + peptide coinvolge la formazione di complesso multi-molecolare costituito dal TCR e dal co-recettore CD8 sulla membrana del linfocito e dall’MHC di classe I + peptide sulla cellula bersaglio.

• Si tratta di un meccanismo più complesso e selettivo rispetto a quello messo in atto dalle cellule NK