Azioni del complemento. Attivazione di basofili e mast cell con liberazione di istamina

Transcript

1 Complemento Le due principali funzioni del complemento sono di favorire il processo flogistico e di alterare le membrane provocando la lisi cellulare o, comunque,rendendo le cellule suscettibili alla fagocitosi. La lisi cellulare si verifica quando tutti i fattori del complemento vengono sequenzialmente attivati e la tipica reazione a cascata viene portata a termine

2 Il sistema del complemento è composto almeno da 20 differenti glicoproteine dotate di diversa mobilità elettroforetica, la maggior parte delle quali sono presenti in circolo sotto forma di precursori inattivi in grado di esplicare, una volta attivati, azione proteolitica. Alcuni componenti sono presenti soltanto in minime quantità mentre il C4, C3, il fattore B ed il C1-INH sono tutti presenti in concentrazione maggiore di 10 mg/100 ml di sangue I fattori del complemento si attivano per legame o associazione con altre proteine ( ad es anticorpi) o in seguito a scissione proteolitica della molecola che determina la perdita di una parte di essa, lasciando libera la parte residua di esprimere la sua azione biologica o enzimatica

3 Azioni del complemento Attività anafilotossinica di C3a e C5a : Aumentata permeabilità vascolare Attivazione di basofili e mast cell con liberazione di istamina Attivazione di neutrofili e monociti con liberazione di IL1, IL6, TNFα Contrazione della muscolatura liscia Migrazione fibroblastica Aumento radicali O 2, enzimi lisosomiali, adesività cellulare

4 Azioni del complemento (2) Opsonizzazione ( su virus e batteri ) C3 promuove le reazioni di immunoaderenza C5a attiva e attrae (chemiotassi) cellule fagocitarie C1q aumenta la capacità di fagocitosi cellulare (Virus e batteri attivano il complemento sia in presenza che in assenza di anticorpi) Presentazione antigenica La frazione C3d si lega ai recettori CR2 sui linfociti B con attivazione di CD19 (regolazione della attivazione e differenziazione linfocitaria ) CD81 (mediazione di segnali di transduzione) Leu-13 (regolazione di processi proliferativi e di adesione cellulare)

5 Attivazione complementare Via classica : IgM, IgG leganti il complemento (IgG1 e IgG2) CRP ( proteina C reattiva) SAP ( amiloide serica P legante microbi patogeni) Costituenti nucleici Cellule apoptotiche Via alternativa : Agenti patogeni ICC contenenti IgA Autoanticorpi (es.fattori nefritici che stabilizzano enzimi attivanti C3) C3b (fissando il fattore B attiva il loop di amplificazione) Via delle lectine : MBL (lectina legante il mannosio) o Ficolina su agenti patogeni ICC

6

7

8 Via classica : sequenza di attivazione C1q + C1r + C1s = C1 Note : C1q è costituito da 6 subunità tutte in grado di legarsi alla frazione Fc di immunoglobuline che abbiano già interagito con il rispettivo antigene Per l'attivazione di C1q è necessario che almeno 2 subunità siano legate ad Fc e si trovino tra loro vicine. Questa condizione è presente nelle IgM che possiedono un numero di legami sufficienti alla interazione con C1q Per le IgG almeno due molecole anticorpali devono legarsi con l'antigene corrispondente Il legame tra immunoglobulina e C1q avviene solo nella regione C H2 di Fc Il frammento F(ab') 2 non attiva il complemento

9 C3 convertasi C1 C2 C4 C2b C2a C4b C4a C4b2a Note: C4b si lega alla membrana cellulare con un legame covalente e costituisce il punto di attacco di C2a. C4a viene rilasciato nel plasma dove esercita una debole attività anafilotossinica, C2b viene degradato Il complesso C4b2a possiede attività enzimatica e prende il nome di C3 convertasi che agisce sul fattore C3 in analogia con quanto avviene nella via alternativa

10 C3 convertasi C4b2a + C3 C3b C3a (anafilotossina) plasma ciclo di amplificazione inibizione attivazione C5 Note: Un solo complesso C4b2a scinde centinaia di molecole C3 I frammenti di C3b non hanno attività catalitica e non determinano la lisi cellulare. La loro azione consiste nell'aumentare la suscettibilità cellulare alla fagocitosi (opsonizzazione)

11 C5 convertasi C4b2a + C3b C4b2a3b (C5 convertasi) C5 C5b C5a C5b + C6,7,8,9 MAC Note: una piccola quantità di C3b resta sulla membrana cellulare creando con C4b2a il complesso C4b2a3b che scinde C5 C5b si attacca alla membrana cellulare ed innesca la serie di interazioni non enzimatiche che portano all'associazione degli altri componenti del complemento. C6, C7, C8 ed un numero variabile di molecole di C9 si aggregano in formazioni chiamate "unità di attacco alla membrana (MAC) C5a è una potente anafilotossina

12 Via alternativa Le sostanze in grado di attivare la via alternativa sono polisaccaridi e lipopolisaccaridi presenti sulla superficie di microorganismi, gli enzimi tripsinosimili e i complessi antigene-anticorpo nei quali siano coinvolti anticorpi non in grado di attivare C1, come ad esempio le IgA e le IgG della sottoclasse IgG4. Nel siero e in altri liquidi organici le molecole di C3 vanno incontro ad una lenta attivazione, probabilmente dovuta all'interazione in fase fluida con il fattore B. Le molecole C3b che ne derivano non essendo attaccate ad una superficie, vengono rapidamente degradate dalle proteine di controllo presenti nel plasma. Se C3b viene in contatto con particelle in grado di attivare Ia via alternativa, la superficie di queste protegge C3b dall'attacco delle proteine di controllo presenti nel plasma ed è in grado di legarsi al fattore B ( proteina serica ) e al fattore D che danno vita alla convertasi C3

13 C3 convertasi nella via alternativa C3 H 2 O Idrolisi lenta del C3 plasmatico C3a C3b(H 2 0) Fattore D Fattore B Ba Bb C3 C3bBb C3a C3b MAC Ciclo di amplificazione Note: Nella via alternativa la scissione del fattore C3 l'attivazione degli altri fattori avvengono indipendentemente dalla presenza di anticorpi fissanti il complemento Il C3b ottenuto nella via alternativa possiede le stesse caratteristiche di quello presente nella via classica ed è pertanto in grado di formare una C5 convertasi e un ciclo di amplificazione

14 Ciclo di amplificazione + fattore B C3b C3Bb (agisce come convertasi su C3) + Properdina (fattore di stabilizzazione) C3 C3a Si ha amplificazione se Fattore B > RCA (fattori che regolano l'attività complementare) Si ha inibizione se Fattore B < RCA

15 Via delle lectine Equivalente alla via classica parte dal legame tra la lectina MBL ( mannose binding lectine) e superfici batteriche che presentino polisaccaridi contenenti mannosio Questo legame attiva due serinproteasi : MASP-1 e MASP-2 simili a C1r e C1s che si legano a MBP,equivalente di C1q, creando un complesso trimolecolare che agisce su C4 e C2 MASP-1 MASP-2 MBL C4a C4 C4b Patogeno C4b2a ( C3 convertasi ) C2a C2 C2b A partire dalla C3 convertasi il ciclo si compie come nella via classica

16 Fattori che regolano l'attività complementare Nella via classica sono controllate due fasi : Attivazione di C1 Formazione della convertasi C3 Attivazione di C1 : bloccata da C1 inibitore che impedisce il legame tra le subunità C1q e C1s Formazione della convertasi : è controllata da più fattori C4bp (proteina di legame) si lega a C4b favorendo il distacco di 2a e la suddivisione di C4b in C4c e C4d DAF (decay accelerating factor) accellera la dissociazione dei recettori della convertasi CR1 (recettore) lega C3b e C3a impedendo la formazione della convertasi C4b2a ha una emivita breve essendo molto instabile.dopo pochi minuti dalla sua formazione la convertasi perde 2a che si stacca

17 Nella via alternativa il controllo è principalmente dovuto al fattore I ed altri cofattori Attivazione di I : CR1 agisce come cofattore fissando C3b ed i suoi prodotti di degradazione C3c e C3b C4b agisce come cofattore attivante MCP (CD46) è un cofattore di membrana attivante I, blocca la C3 convertasi anche nella via classica Fattore H; cofattore principale di I, blocca la formazione della C3 convertasi nella sola via alternativa I

18 Altri fattori di regolazione complementare Inattivatore delle anafilotossine : blocca l'attività C3a e C5a HFR (fattore di restrizione) : lega C5 C9 impedendo a C9 il legame sulla superficie cellulare MIRL (CD59) : inibitore di membrana della reazione di lisi. Blocca C9 Proteina S : lega C5 C7 in soluzione impedendo l'attacco alla membrana

19 Inattivazione di C3b L'attacco di C3b sulla membrana cellulare avviene sia nella via classica che in quella alternativa. La sua inattivazione è fondamentale nella regolazione dell'attività del complemento ed avviene principalmente ad opera de fattori H e I Fattore H ( lega C3b ) Fattore I ( proteolisi ) C3b C3b + H C3c + C3d C3d rimane permanentemente legato alla membrana della cellula e interagisce con i recettori dei fagociti (CR2) La sua presenza è da considerare come residuo di una attività anticorpale antieritrocitaria in vivo Nei sieri antiglobuline umane per i test di laboratorio rappresenta la principale specificità anticomplementare

20 Si stima che se i 2/3 delle molecole C3d legate ad ATG sono presenti sui linfociti B, determinano un incremento di vari log nella sintesi anticorpale

21 Quale strada per C3b? MAC (emolisi intravascolare) C3d (emolisi extravascolare) Non è definito il motivo per cui alcuni anticorpi antieritrocitari favoriscono la opsonizzazione e la fagocitosi, mentre altri portano alla lisi attraverso il MAC Si ritiene, sulla base di dati sostanziali, che la specificità isotipica e la sottoclasse dell'anticorpo, così come la natura dell'antigene, (densità antigenica, legame col citoscheletro) abbiano un ruolo preminente Va considerata inoltre la possibilità che la opsonizzazione dei globuli rossi, data da C3b e anticorpo, attivi la fagocitosi prima che avvenga la lisi. Queste ipotesi correlano con i dati clinici e di laboratorio che evidenziano una tipica associazione tra emolisi extravascolare e IgG immuni ed emolisi intravascolare ed IgM (in particolare quella naturali associati al sistema ABO)

22 Emolisi extravascolare Si definisce come emolisi extravascolare la eliminazione di eritrociti ricoperti di IgG o di IgG e C3b ad opera dei fagociti del sistema reticolo endoteliale. questa condizione si realizza prevalentemente nella milza e nel fegato al di fuori dello spazio intravascolare L'insorgenza di una emolisi extravascolare è un evento che si realizza in ritardo rispetto alla trasfusione di globuli rossi non compatibili (alcuni giorni),in quanto gli anticorpi sono raramente già circolanti e devono raggiungere un titolo appropriato per la quantità di antigene presente Va considerato che questo tipo di eliminazione di cellule alterate è simile, ma non và confuso, col processo fisiologico di emocateresi che si ha per i globuli rossi autologhi alla fine del loro ciclo vitale. L' emolisi extravascolare è un evento patologico legato ad una ampia eliminazione di cellule che una volta attivata procede rapidamente sostenuta dalla presenza in circolo dell antigene estraneo, con quadri clinici anche di grave entità.

23 Emolisi intravascolare L'emolisi intravascolare si ha per trasfusione di emazie incompatibili che condizionano una rapida formazione di MAC da parte del complemento, portando le cellule ad una lisi che avviene all'interno dei vasi sanguigni. La distruzione eritrocitaria avviene in tempi rapidissimi dopo la somministrazione del sangue incompatibile,con gravi conseguenze patologiche ( anche mortali) dovute alla liberazione del contenuto eritrocitario (in particolare emoglobina) nel circolo ematico. Si tratta pertanto di una condizione che non ha analogie in natura, legta ad errori trasfusionale nell'ambito del sistema ABO

24

25