CORSO INTEGRATO DI IMMUNOLOGIA ED IMMUNOPATOLOGIA. Docenti: Prof.ssa Angela Santoni Prof. Fabrizio Mainiero Prof. Marco Cippitelli

Transcript

1 CORSO INTEGRATO DI IMMUNOLOGIA ED IMMUNOPATOLOGIA Docenti: Prof.ssa Angela Santoni Prof. Fabrizio Mainiero Prof. Marco Cippitelli Anno Accademico II semestre

2

3 Statistica... CORSO DI IMMUNOLOGIA ed IMMUNOPATOLOGIA - ANNO ACCADEMICO 2009/ iscritti al III anno 84% degli iscritti è stato ammesso all esame 16% degli iscritti non è stato ammesso all esame % degli ammessi ha sostenuto l esame: 63% a gennaio febbraio 28% a giugno luglio 9% a settembre Degli studenti che hanno sostenuto l esame: 40 % ha superato l esame con votazione 30 o 30 e lode 36% ha superato l esame con votazione % ha superato l esame con votazione % ha superato l esame con votazione % non ha superato l esame

4 Nuova edizione 2010 Nuova edizione 2010 Inoltre... articoli consigliati per alcuni argomenti.

5 INTRODUZIONE AL SISTEMA IMMUNITARIO

6 PERCHE STUDIAMO IL SISTEMA IMMUNITARIO? L IMPORTANZA DEL SISTEMA IMMUNITARIO!! Un esempio??

7 Anni passati vs

8 IL SUCCESSO PIU IMPORTANTE DELLA VACCINAZIONE L ERADICAZIONE DEL VAIOLO 1979 (OMS)

9

10 GLI INSUCCESSI DELLA VACCINAZIONE QUANTI VACCINI ANCORA DA PREPARARE!! Plasmodium Falciparum Mycobacterium Leprae HIV Malaria Lebbra AIDS...e altri...

11

12 Global Alliance for Vaccination and Immunization Nasce il 31 gennaio del 2000 Nei primi dieci anni ha distribuito 4.5 miliardi di dollari in 70 paesi in via di sviluppo Sono stati vaccinati oltre 325 milioni di bambini con la prevenzione di 5 milioni di morti future per infezione L Italia è il terzo paese E si propone di salvare 3.9 milioni di vite nei prossimi cinque anni

13 Quali pericoli hanno determinato l'evoluzione del sistema immunitario? L'invasione di organismi multicellulari e complessi da parte di: MICROORGANISMI GENI (acidi nucleici) ESTRANEI CELLULE PROPRIE MUTATE

14 THE IMMUNE SYSTEM HAS EVOLVED FOR THE PROTECTION AGAINST PATHOGENS Microorganisms come in many different forms and a wide variety of immune responses are required to deal with each type of infection.

15 Gli agenti patogeni colonizzano differenti distretti corporei DIVERSE STRATEGIE DI DIFESA DA PARTE DELL OSPITE

16 SONO MOLTEPLICI LE VIE DI INGRESSO DEI PATOGENI!

17 Il SISTEMA IMMUNITARIO per sconfiggere patogeni diversi utilizza numerose strategie di difesa che prevedono meccanismi: differenti specializzati interattivi e tra loro integrati e. molto molto complessi

18 I diversi meccanismi immunitari possono essere raggruppati in due categorie principali: - Risposte immunitarie naturali o innate, sempre presenti, che intervengono subito e che riconoscono molecole comuni e diffuse tra i microrganismi - Risposte immunitarie acquisite o adattative, che si attivano solo in alcuni casi, tardivamente, sulla base dei segnali delle risposte naturali e che sono estremamente specifiche verso la molecola (Ag) che le ha indotte

19 I MECCANISMI IMMUNITARI INNATI ED ADATTATIVI FUNZIONANO NEL NOSTRO ORGANISMO TRAMITE: Molecole solubili presenti nei liquidi organici (umori): IMMUNITA UMORALE Cellule presenti nei tessuti o in movimento nella linfa, nei linfonodi e nel sangue (ricircolo): IMMMUNITA CELLULARE

20 Un pochino di storia Elie Metchnikoff and his drawings of bacterial phagocytosis

21 Un pochino di storia Paul Ehrlich and his drawings of the formation and effector functions of antibodies

22 Un pochino di storia Synergy between specific antibodies and nonspecific phagocytes

23 LE CELLULE DEL SISTEMA IMMUNITARIO

24

25 RECOGNITION MOLECULES OF INNATE AND ADAPTIVE IMMUNITY Figure 2-10

26 SPECIFICITY OF INNATE AND ADAPTIVE IMMUNITY and for danger signals TLR4 Damaged host cells are recognized!

27 Quindi, per esempio: PENETRAZIONE RISPOSTE IMMUNITARIE NATURALI FASE EFFETTRICE CARATTERIZZATA DALL ATTIVAZIONE DI DIVERSI MECCANISMI DI REAZIONE RICONOSCIMENTO IMMUNITARIO IN ORGANI SPECIALIZZATI (es. Linfonodi) RISPOSTE IMMUNITARIE ADATTATIVE

28

29 Più in dettaglio. LE BARRIERE EPITELIALI

30

31

32 THE INTERPLAY BETWEEN INNATE AND ADAPTIVE IMMUNITY

33 PROTECTION AGAINST INFECTIONS INVOLVES DIFFERENT IMMUNE MECHANISMS Innate immunity

34 THE CELLS OF INNATE IMMUNITY Figure 1-4

35 I COMPONENTI CELLULARI DELL IMMUNITA INNATA

36 THE SPECIFICITY OF INNATE IMMUNITY TLR

37

38 LA FAGOCITOSI adesione fagosoma fagolisosoma digestione rilascio prodotti degradazione

39 THE NATURAL CYTOTOXIC LYMPHOCYTES Figure 1-6

40

41 THE ANTIGEN-PRESENTING CELLS OF INNATE IMMUNITY ACCESSORY and EFFECTOR FUNCTION ACCESSORY FUNCTION INFLUENCE THE NATURE OF ADAPTIVE IMMUNE RESPONSES

42 I COMPONENTI SOLUBILI DELL IMMUNITA INNATA

43 I COMPONENTI SOLUBILI DELL IMMUNITA INNATA: IL SISTEMA DEL COMPLEMENTO: un sistema enzimatico del plasma.

44 I COMPONENTI SOLUBILI DELL IMMUNITA INNATA: IL SISTEMA DEL COMPLEMENTO chemotaxis degranulation

45 I MEDIATORI SOLUBILI DELL IMMUNITA INNATA IL COMPLEMENTO LE COLLECTINE LA PROTEINA C-REATTIVA, LE PENTRAXINE I FATTORI DELLA COAGULAZIONE LE CITOCHINE INFIAMMATORIE

46 I COMPONENTI SOLUBILI DELL IMMUNITA INNATA: LE CITOCHINE Macrophage

47 Molecole secrete nel microambiente: Le citochine & Co cito china (cito=cellula) + (κινεο = mettere in movimento)

48 Le citochine Cito china: metto in moto la cellula Inter leu china: nome storico (IL 1, IL 2, IL 3 IL 22, IFN-α, β, γ Chemio china: citochina con prevalente attivita' chemiotattica CSFs (colony stimulating factors): citochine che agiscono prevalentemente sul midollo

49 Le citochine: secrezione e caratteristiche Ormoni - Secrezione trasmettitori polarizzata autocrina paracrina endocrina PM Daltons Vita media: minuti Inibitori nel siero Catabolismo renale

50 Le citochine: i recettori 1. Molto specifici: costante di dissociazione M 2. Espressi solo da alcune tipi cellulari 3. Costituiti da varie catene diverse 4. Alcune catene vengono espresse solo in particolari stati funzionali della cellula

51 Cellula senza il recettore della citochina ( ): la cellula ignora il segnale V V

52 Cellula senza il recettore della citochina ( ): la cellula ignora il segnale V V Cellula che esprime il recettore, e che risponde alla citochina

53 V V V Trasduzione del segnale captato selettivamente dal recettore

54 V V V. Attivazione di un particolare programma genetico della cellula

55 LE CARATTERISTICHE PRINCIPALI DELLE CITOCHINE ORMONI LOCALI PLEIOTROPISMO RIDONDANZA SINERGISMO ANTAGONISMO CASCATA DELLE CITOCHINE

56 LE CARATTERISTICHE PRINCIPALI DELLE CITOCHINE

57 THE CELLS OF ADAPTIVE IMMUNITY LE CELLULE DEPUTATE AL RICONOSCIMENTO DELL ANTIGENE

58

59 SOMATICALLY GENERATED ANTIGEN RECEPTORS ON B AND T LYMPHOCYTES BCR ITAM

60 THE DIVERSITY OF LYMPHOCYTE ANTIGEN RECEPTORS IS GENERATED BY SOMATIC RECOMBINATION Figure 1-18

61 THE GENERATION OF DIVERSITY AND SELF/NONSELF DISCRIMINATION Figure 1-14 part 1 of 2 Each lymphocyte bears a single type of receptor with a unique specificity How many antigens can be recognized?

62 THE CLONAL SELECTION THEORY Sir Frank Macfarlane Burnet Courtesy of The National Library of Medicine Each lymphocyte bears a single type of receptor with a unique specificity How many antigens can be recognized? Redrawn from F. M. Burnet's The Clonal Selection Theory of Acquired Immunity (1959) with permission from Cambridge University Press Arthur M. Silverstein, Nature Immunol 2002

63 LA TEORIA DELLA SELEZIONE CLONALE

64 I LINFOCITI B RICONOSCONO L ANTIGENE IN FORMA NATIVA I LINFOCITI T RICONOSCONO L ANTIGENE IN FORMA DENATURATA E ASSOCIATO A MOLECOLE SELF

65 LE DIVERSE FASI DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA

66 Le cellule dell immunità adattativa: i Linfociti Piccolo Linfocita ANTIGENE Attivazione Linfoblasto Proliferazione Plasmacellula Linfocita T effettore Differenziazione

67 PHASES OF ADAPTIVE IMMUNE RESPONSES

68 L attivazione dei linfociti richiede almeno due segnali!

69 IN THE ABSENCE OF COSTIMULATION T CELLS BECOME ANERGIC

70 THREE SIGNALS ARE REQUIRED FOR LYMPHOCYTE ACTIVATION Cytokines 3 MHC-antigenic peptide Costimulatory molecules

71 THREE SIGNALS ARE REQUIRED FOR LYMPHOCYTE ACTIVATION

72 THE SPECIALIZED ANTIGEN-PRESENTING CELLS

73 DENDRITIC CELL - T LYMPHOCYTE INTERACTION

74 Y T CELL ACTIVATION Pathogen APC Signal 1 T APC APC Signal 2 T Signal 3 Y YT T T T T T T T

75 QUALI SONO LE FUNZIONI DEL LINFOCITA T ATTIVATO? Rilascia citochine (Linfocita T helper) e guida: le cellule dell immunità innata l attivazione dei Linfociti B (produzione degli anticorpi) l attivazione dei Linfociti T citotossici Uccide le cellule infettate (Linfocita T citotossico Linfocita T citotossico) effettori e di memoria quando incontrano lo stesso

76

77 T EFFECTOR CELLS Figure 8-27

78 La funzione Figure helper 1-31 dei linfociti T

79 LE CITOCHINE DELL IMMUNITA ADATTATIVA helper CITOCHINE

80 La funzione citotossica dei linfociti T

81 IL LINFOCITA T CITOTOSSICO (CTL)

82 La funzione dei linfociti B

83 L anticorpo: una molecola versatile

84 ANTIBODY EFFECTOR FUNCTIONS Figure 9-1

85 E NK N N TK N TH N NK BM TK TH B TK TK TH BM T TK TH Tm B TH TH BM B B Tm B B B B

86 ADAPTIVE IMMUNITY INNATE IMMUNITY Lymphocytes B antibodies aid recognition Phagocytes T activation cytokines antigen presentation activation cytokines 1. L immunità innata istruisce e determina la natura della risposta immunitaria adattativa 2. I mediatori dell immunità acquisita potenziano la risposta immunitaria innata

87 Le varie fasi dell infezione e le difese dell ospite Poche ore! Alcuni giorni!

88

89 Diverse strategie di difesa per combattere patogeni presenti in compartimenti diversi!

90 INVASIONI & DIFESE Microrganismi Risposta immunitaria 1. Circolanti Immunità Umorale, Anticorpi 2. Secernenti tossine Immunità Umorale, Anticorpi 3. Nascosti dentro le cellule Immunità Cellulare, i Linfociti T Killer, le cellule NK, i Macrofagi 4. Localizzati nei tessuti Immunità Umorale e Cellulare

91 I MICROORGANISMI PATOGENI HANNO SVILUPPATO NUMEROSE STRATEGIE DI EVASIONE DEL SISTEMA IMMUNITARIO! - Mutano - Impediscono il loro riconoscimento da parte del sistema immunitario. - Bloccano la migrazione delle cellule del sistema immunitario nel sito dell infezione. - Bloccano l azione delle cellule del sistema immunitario. - Impediscono la morte della cellula che infettano..un sicuro nascondiglio.

92 Il sistema immunitario può essere causa di malattia: Un piccolo prezzo da pagare per una difesa efficace contro le infezioni! Immunità Naturale Patogeno Immunità Adattativa Protezione Danno Immunologico

93 QUANDO IL SISTEMA IMMUNITARIO FALLISCE.