Terza parte. Prof. Leonardo Della Salda

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1 Terza parte Prof. Leonardo Della Salda

2 Rigetto del trapianto Si definisce trapianto la procedura dell espianto di cellule, tessuti o organi da un individuo ed il loro innesto, solitamente in un soggetto diverso. Donatore: colui che fornisce il tessuto Ricevente o ospite: destinatario del trapianto Rigetto: la reazione infiammatoria che porta al mancato attecchimento del trapianto. Tra individui geneticamente non correlati si assiste a un rigetto primario in 7-10 gg, un successivo trapianto, sempre tra i due individui, comporta un rigetto secondario che compare in 2-3 gg (memoria e specificità dell immunità acquisita).

3 Rigetto del trapianto Trapianto autologo: da un individuo allo stesso individuo. Trapianto singenico: tra due individui geneticamente identici. Trapianto omologo o allogenico: tra due individui diversi geneticamente ma della stessa specie. Trapianto eterologo o xenogenico: tra individui di due specie diverse.

4 Rigetto del trapianto La risposta immune agli alloantigeni può essere sia cellulare che umorale. I bersagli molecolari più importanti nel rigetto del trapianto sono le forme alleliche non self delle molecole MHC di classe I e II. Fino al 2% di linfociti T di un individuo è in grado di riconoscere e rispondere ad una singola molecola di MHC estranea. Il riconoscimento delle MHC allogenica è una sorta di reazione crociata da parte di un normale TCR, selezionato per riconoscere l MHC autologo in associazione con un certo polipeptide estraneo.

5 Rigetto del trapianto La risposta alle molecole MHC di classe I e II estranee può essere analizzata in vitro con la reazione leucocitaria mista... In generale: MHC classe I stimolano Linfociti CTL CD8 +. MHC classe II stimolano Linfociti Th CD4 +. Le reazioni più imponenti si verificano quando vi sia disparità sia per i loci di classe I che di classe II.

6 Rigetto del trapianto

7 Rigetto del trapianto Trapianti che stimolano una forte reazione di rigetto presentano APC di classe II. Ipotesi dei leucociti passeggeri. Meccanismo del danno: I linfociti CD4 + reclutano ed attivano i macrofagi iniziando il danno dei tessuto trapiantato attraverso un meccanismo di ipersensibilità di IV tipo. I linfociti CD8 + alloreattivi lisano direttamente le cellule endoteliali e parenchimli del trapianto. Gli alloanticorpi attivano il sistema ed il complemento damnneggiando i vasi sanguigni del tessuto trapiantato.

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9 Rigetto del trapianto Rigetto iperacuto E una evenienza nella pratica clinica scomparsa. Si ha occlusione trombotica dei vasi mediata da anticorpi preformati (IgM oigg) che si legano alle cellule endoteliali ed attivano il complemento.

10 Rigetto del trapianto Reazione iperacuta

11 Rigetto del trapianto Rigetto acuto Umorale Necrosi delle cellule dei vasi sanguigni dell organo trapiantato. Vasculite. cause: Mediato da anticorpi IgG rivolti contro gli alloantigeni delle cellule endoteliali e presuppone l attivazione del complemento.

12 Rigetto del trapianto Rigetto acuto

13 Rigetto del trapianto Rigetto acuto

14 Danno anticorpo mediato (Rene)

15 Rigetto del trapianto Rigetto acuto. Cellulare. Necrosi delle cellule parenchimali. Infiltrato di leucociti e macrofagi. cause: Lisi mediata da CTL CD8 + alloreattivi, lisi mediata da macrofagi attivati, lisi mediata da cellule NK.

16 Rigetto acuto

17 Rigetto del trapianto Rigetto cronico Fibrosi progressiva con perdita della normale architettura. cause: Ipersensibilità di IV tipo cronico Ischemia

18 Rigetto del trapianto Prevenzione e trattamento del rigetto di allotrapianto. 1. Il tessuto trapiantato può essere reso meno immunogenico riducendo al minimo le differenze antigeniche tra donatore e ricevente ( I gruppi sanguigni ABO) sempre compatibili). 2. La funzionalità del sistema immune del ricevente può essere modulata. a) I livelli di anticorpi preformati (che media il rigetto iperacuto) possono essere ridotti mediante plasmaferesi. b) E possibile indurre tolleranza verso l allotrapianto prima dell intervento, mediante ripetute trasfusioni di sangue. c) I linfociti T possono essere inattivati o uccisi mediante immunosoppressione

19 Rigetto del trapianto Malattia da reazione del trapianto verso l ospite (GVHD) E una risposta di rigetto nei confronti dell ospite indotta dalle cellule trapiantate. Rappresenta il limite principale nel trapianto di midollo allogenico.

20 Rigetto del trapianto GVHR Graft vs. host (GVH) reactions Si manifesta primariamente nel trapianto di midollo osseo, perchè in genere poche cellule immunitarie sono contenute negli organi parenchimali trapiantati Interessa la pelle, il tratto gastrointestinale, fegato, e polmone, generando sintomi simili amalattie autoimmuni sistemiche (SLE, scleroderma, etc.)

21 Rigetto del trapianto Graft vs. host (GVH) reactions Può anche manifestarsi in soggetti immunodeficienti a cui si effettua una trasfusione di sangue contenente linfociti HLA-incompatibili Il trattamento avviene con farmaci immunosopressivi quali cyclosporine (che inibisce la sintesi di IL-2) o globuline anti-timociti (anti-cd3)

22 Rigetto del trapianto GVHD acuta Necrosi delle cellule epiteliali della cute, fegato e tratto gastrointestinale. GVHD cronica Fibrosi e atrofia di uno o più degli antigeni suddetti, senza necrosi. La GVHD è innescata dal riconoscimento degli alloantigeni dell ospite da parte dei linfociti T trapiantati. Le cellule effettrici sono ritenute essere le cellule NK attivate da IL-2 (cellule LAK) che sono in grado di lisare cellule normali.

23 Rigetto del trapianto GVH acuto

24 Rigetto del trapianto GVH cronico

25 Autoimmunita Implica che una risposta immune è stata generata da antigeni self Tali risposte si manifestano normalmente, come anticorpi anti-idiotipo (anticorpi contro anticorpi). Queste risposte possono essere un meccanismo della regolazione immunitaria. La malattia si sviluppa quando vi è perdita della tolleranza immunitaria, per cause sconosciute

26 Autoimmunità Presume la presenza di una reazione autoimmune Prove cliniche o sperimentali attestano che gli autoanticorpi o I linfociti T attivati si formano per una risposta patologica e non per danno tesssutale. Mancanza di un altra causa ben definita della patologia.

27 Autoimmunità Perdita della tolleranza Tolleranza centrale: Delezione clonale dei linfociti T che rispondono agli antigeni self durante la maturazione delle cellule T nel timo, e di cellule B self antigenprimed nel midollo osseo Tolleranza periferica: cellule immunitarie che sfuggono dal controllo centrale, sono influenzate perifericamente, via delezione clonale, anergia, o soppressione attraverso cellule CD4+ (T H 2)

28 Inibizione della Risposta immune e tolleranza immunologica Tolleranza immunologica = blocco dello sviluppo, della crescita e della differenziazione di linfociti specifici indotto dall antigene. Essa deriva dalla interazione dell antigene con i relativi recettori linfocitari in condizioni in cui i linfociti, anzichè essere attivati vengono eliminati o resi non responsivi. Linfociti T soppressori = stimolazione indiretta (non dall antigene, ma da cellule regolatorie da esso stimolate) di linfociti ad azione soppressoria. Rete di idiotipi o anti-idiotipi complementari = risposta del sistema immune contro i lnfociti specifici stimolati dall antigene. Effetto regolatore delle citochine e degli anticorpi

29 Tolleranza immunologica Normalmente tutti gli antigeni self sono tollerogeni. Antigeni esogeni: molti possono essere immunogeni o tollerogeni a seconda della loro forma fisica, chimica, della dose, e della via di somministrazione. L esposizione ad un tollerogeno non induce immunità specifica e previene anche l attivazione linfocitaria nei confronti di successive somministrazioni della forma immunogena di quello stesso antigene. L inattivazione specifica dei linfociti indotta dall antigene è caratteristica fondamentale di tutte le forme di tolleranza.

30 Tolleranza immunologica 1) La tolleranza è immunologicamente specifica (delezione di linfociti T e/o B) 2) La tolleranza verso il self è acquisita 3) I linfociti immaturi o in fase di sviluppo sono più suscettibili alla tollerizzazione che non le cellule mature già funzionalmente competenti. 4) La tolleranza ad antigeni estranei può essere indotta anche in linfociti maturi se esposti in condizioni inadeguate per l attivazione

31 Tolleranza immunologica

32 Tolleranza immunologica Linfociti T soppressori Classe di linfociti in grado di inibire l attivazione delle risposte immuni, distinta dai linfociti T helper (HL) e citotossici (CTL). Possono essere critici nel prevenire la risposta immune verso antigeni autologhi non accessibili ai linfociti immaturi. Possono inibire le risposte immuni agli antigeni estranei.

33 Linfociti T soppressori Caratteristiche Le cellule T supressor sono indotte in genere dalle stesse condizioni di immunizzazione che portano alla anergia clonale (elevate concentrazioni di Ag o apteni senza adiuvanti) Sono CD 8+, la loro crescita e differenziazione è dipendente dai linfociti CD 4+ Nel topo vi sono sottopopolazioni diverse di linfociti T supressor specifiche per antigeni o determinanti idiotipici di TCR o Ig. Il riconoscimento dell antigene da parte del LTS sembra non essere ristretto per MHC. Gli effetti inibitori sono mediati da proteine di secrezione che sembrano essere specifiche antigenicamentecome le cellule (nel topo).

34 Linfociti T soppressori Meccanismo d azione 1. Le cellule TS possono riconoscere antigeni o idiotipi in maniera specifica ed esplicare la loro funzione attraverso differenti meccanismi effettori non specifici. 2. Producono (probabilmente) elevate quantità di citochine ad azione inibitoria (TGF-β) 3. Possono assorbire fattori indispensabili per la crescita e la differenziazione linfocitaria 4. Possono svolgere attività citolitica 5. Soppressori naturali (NK?)

35 Tolleranza immunologica Regolazione idiotipica La specificità di questa regolazione non è rivolta verso l antigene ma verso i recettori linfocitari che riconoscono l antigene (linfociti recettorispecifici). Ipotesi del Network idiotipico

36 Regolazione idiotipica

37 Tolleranza immunologica Feedback anticorpale Gli anticorpi prodotti in risposta ad un antigene sono in grado di inibire l ulteriore prosecuzione della risposta immune verso quell antigene. E importante per garantire l autolimitazione e il progressivo spegnimento delle risposte immuni. 1) Gli Ab (Ig) eliminano e neutralizzano l antigene, rimuovono lo stimolo che ha avviato la risposta immune. 2) Gli Ab inibiscono direttamente l attivazione dei linfociti B legandosi ai recettori per Fc sulla membrana delle cellule B. 3) I complessi antigene anticorpo possono regolare le risposte dei linfociti T. 4) I complessi Ag/Ab possono alterare la cascata delle citochine.

38 Feedback anticorpale

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40 Meccanismo dell autoimmunità

41 Meccanismo dell autoimmunità Anomala funzione delle cellule T Perdita della anergia delle cellule T Fallita attivazione della morte indotta da cellule T Ridotto numero di suppressor T-cells Somiglianza molecolare Rilascio di antigeni sequestrati Esposizione a diffusione di molecole self nascoste o ad epitopi Attivazione policlonale di cellule B (EBV, LPS?)

42 Meccanismo dell autoimmunità

43 Meccanismi di danno tessutale Le malattie autoimmuni sono tradizionalmente considerate malattie da ipersensibilità di III Tipo, ma reazioni di ipersensibilità di tipo II, tipo III e (raramente) tipo IV possono essere coinvolte In generale, quelle di tipo III (Ag-Ab complex) sono malattie sistemiche, mentre quelle di tipo II sono malattie organospecifiche.

44 Meccanismi di danno tessutale reazioni di ipersensibilità di Tipo I tipo II tipo III tipo IV Allergia alla caseina Anemia emolitica autoimmune Tiroidite autoimmunitaria Myashenia gravis diabete SLE Artrite reumatoide encefalite allergica sperimentale sclerosi multipla

45 Meccanismi di danno tessutale Malattie organo-specifiche: Ipo-ipertiroidismo Diabete mellito insulino-dipendente Polineurite equina e canina Meningite steroido-sensibile Mielopatia degenerativa Uveite equina ricorrente Sindrome di Vogt-Koyanagi- Harada Complesso del penfigo Dermatosi lineare IgA Alopecia areata Nefriti autoimmuni trombocitopenia autoimmune Myasthenia gravis Miopatia autoimmune dei muscoli masticatori

46 Meccanismi di danno tessutale Malattie sistemiche: Lupus eritematoso sistemico Lupus discoide Polineurite equina e canina Sindrome di Sjögren poliartriti erosive: artrite reumatoide poliartriti non erosive: poliartrite canina,felina ed equina dermatomiosite

47 Lupus eritermatoso sistemico

48 Lupus eritematoso sistemico

49 Systemic Lupus Erythematosus

50 Systemic Lupus Erythematosus Patogenesi Eziologia sconosciuta (perdita di tolleranza) Ambientale? (farmaci, radiazioni UV) Predisposizione genetica? (HLA DQ, Class III Ag) Estrogeni? La produzione di autoanticorpi contro antigeni nucleari è l aspetto caratteristico del SLE Un grande numero di immuno-complessi circolanti rende il SLE un prototipo di malattia di ipersensibilità di tipo III.

51 Patogenesi LES

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58 Patogenesi della Artrite reumatoide

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63 Immunologia dei tumori I tumori esprimono un ampia gamma di antigeni (neoantigeni) che possono stimolare immunità nei confronti del tumore e rappresentare il bersaglio elettivo. 1. Immunizzazione di un animale con cellule tumorali Ab 2. Rigetto del tumore in un animale precedentemente immunizzato (antigeni di trapianto tumore specifici) TSTA: proteine delle cellule neoplastiche processate e presentate dalle cellule stesse in associazione con molecole del MHC. Il rigetto dei tumori manifesta le caratteristiche della immunità specifica: specificità e memoria

64 Neoantigeni di membrana

65 Immunologia dei tumori Antigeni tumorali unici (dimostrati solo negli animali) Antigeni comuni a diversi tumori (antigeni tumore associati - TAA) Geni silenti Antigene della leucemia timica Geni oncofetali fetoproteina (AFP) antigene carcino embrionario (CEA)

66 Immunologia dei tumori Antigeni codificati dal genoma di virus oncogeni Rappresenta il principale tipo di antigene tumorale in grado di stimolare risposta protettiva da parte del sistema immune. Complessi antigene virale processato dalle cellule e molecole MHC di classe I DNA virus Virus Papova Adenovirus RNA virus Retrovirus Sarcoma di Rous Mielocitomatosi aviaria Sarcoma murino di Kirsten Leucemia murina Antigeni tumorali tessuto specifici

67 Neoantigeni

68 Immunologia dei tumori Meccanismi effettori dell immunità Risposte anticorpali Anticorpi circolanti dimostrabili in vivo (anti-tla - Leucemia timica, Ab EBV) attivazione del complemento (in vitro) citotossicità cellulare anticorpo-dipendente (in vitro) Linfociti T citotossici CTL ristretti per MHC di classe I (in vivo)

69 Risposta protettiva del sistema immunitario contro tumore

70 Immunologia dei tumori Cellule Natural Killer meccanismo litico non ristretto per MHC Attività citotossica anticorpo-dipendente cellule LAK (cellule killer attivate da linfochine) LT e macrofagi TNF, ITF, IL-2 Macrofagi Lisi mediata da macrofagi (recetore per Fc) Produzione di TNF Effetto tossico diretto sulle cellule tumorali 1. Legame del TNF al recettore ad alta affinità produzione di radicali liberi 2. proteine del citoscheletro Necrosi del tumore per mobilitazione di diversi meccanismi di risposta dell ospite reazione di tipo Shwartzman

71 Funzioni delle Natural Killer

72 Natural Killer

73 Controllo dei tumori

74 Immunologia dei tumori Evasione della risposta immune da parte dei tumori. 1. Immunodepressione (cani affetti da Spirocerca Lupi) 2. Scarsa immunogenicità del tumore (non approppriata espressione del MHC) ceppi inbread di topi con leucemia 3. Ridotta espressione del MHC 4. Tolleranza dell ospite verso il tumore

75 Immunologia dei tumori 5. Fenomeno Sneaking Through legato alla cinetica del tumore 6. Selezione di cellule tumorali mutanti 7. Modulazione antigenica (perdita dell espressione di superficie degli antigeni tumorali a seguito di legame con anticorpi) 8. Capacità di agire come fattori bloccanti degli antigeni tumorali. 9. Mascheramento Antigenico Molecole del glicocalice: mucopolisaccaridi ricchi di acido sialico 10. Prodotti tumorali in grado di determinare una immunodeficienza.