Il sistema immunitario. L immunità acquisita

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1 Il sistema immunitario L immunità acquisita

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3 I due tipi di immunità Esistono due tipi di immunità: si riferisce alle difese presenti fin dalla nascita, che danno risposte rapide si riferisce alle difese che prevedono il riconoscimento di un patogeno che ha superato le difese dell immunità innata

4 Antigeni e anticorpi L antigene, è definito anche Generatore di anticorpi, è tutto ciò che è estraneo all organismo capace di innescare una risposta immunitaria. L anticorpo, è proteina specifica in circolo nel nostro corpo capace di distruggere e neutralizzare l'effetto degli antigeni.

5 Legame anticorpo-antigene Gli antigeni hanno regioni specifiche a cui si legano gli anticorpi. Questi ultimi, in genere, riconoscono determinate regioni, i determinanti antigenici (o epitopo), presenti sulla superficie di un antigene. Molecole di anticorpo A Siti di legame per l antigene Antigene Determinanti antigenici Molecola di anticorpo B

6 La forma è l immagine plastica della funzione La forma degli anticorpi ricorda quella di una Y costituita da due catene pesanti, e due catene leggere. Ciascuna catena contiene una regione costante (C) e una variabile (V). Le regioni variabili (V) creano un sito di legame per l'antigene. Le regioni costanti (C) partecipano all eliminazione dell antigene legato. Le regioni C delle regioni pesanti in base alla loro localizzazione nell organismo e il modo in cui operano si distinguono in 5 classi di anticorpi: IgA, IgD,IgE,IgG,IgM. Siti di legame per l antigene C È presente un enzima, il Lisozima che ha il compito di distruggere batteri e virus C Catena pesante Catena leggera

7 L immunità attiva e passiva In base a come gli antigeni entrano nell organismo di distinguono: L immunità attiva, cioè le resistenza a uno specifico invasore, viene solitamente acquisita dopo un infezione naturale, ma può essere innescata con una procedura medica, nota come vaccinazione. È anche possibile sviluppare un immunità passiva, ricevendo anticorpi già pronti. Per esempio acquisendo anticorpi attraverso il latte materno o da un siero contenente anticorpi specifici.

8 Il vaccino La vaccinazione è l acquisizione di una immunità artificiale che si attua attraverso il contatto con un vaccino che contiene un agente patogeno (o parte di esso) opportunamente trattato in modo da avere perso la capacità infettiva, ma non quella antigenica in modo da attivare i linfociti T e B.

9 I linfociti: una duplice difesa Le cellule responsabili della risposta immunitaria sono i linfociti. Essi danno vita a una duplice modalità di difesa: Immunità umorale, alcuni linfociti immaturi continuano a svilupparsi nel midollo osseo e si specializzano diventando linfociti B (o cellule B) Immunità mediata da cellule, altri passano dal midollo osseo al timo dove si specializzano, diventando linfociti T (o cellule T). Midollo osseo Cellule staminali Linfociti immaturi Linfociti B Immunità umorale Altre parti del sistema linfatico Per via sanguigna Recettori antigenici Per via sanguigna Linfonodi, milza e altri organi linfatici Timo Linfociti T Immunità mediata da cellule Processo finale di maturazione dei linfociti B e T in un organo linfatico

10 Il processo di clonazione Selezione clonale è la capacità del sistema di difendere l'organismo da moltissimi antigene. L'antigene entra in contatto con linfociti T e B ma interagisce solo con quelli che possiedono recettori specifici in grado di riconoscerlo. Queste poche cellule, attivate dall antigene, generano un clone, una popolazione di cellule geneticamente identica, costituito da migliaia di cellule specifiche per quell antigene. Esistono due tappe della selezione clonale: 1. la prima risposta immunitaria è la più lenta, perchè quando gli antigeni entrano nei linfonodi per la prima volta, i determinati antigenici presenti si legano ai pochi linfociti B con specifici recettori complementari. Dopo di che,, inizia la clonazione, il primo gruppo creato sono le cellule effettrici o plasmacellule, in caso di linfociti B, il secondo gruppo sono le cellule della memoria meno numerose ma determinanti durante la seconda risposta immunitaria. 2. la seconda risposta immunitaria, più veloce della prima, in questo modo se l'organismo sarà soggetto nuovamente all'antigene le cellule della memoria si attiveranno immediatamente per riavviare nuovamente il processo della selezione clonare.

11 Gli anticorpi individuano e rendono riconoscibili gli antigeni Il legame tra anticorpi e antigeni inattiv a gli antigeni tramite Neutralizzazione Agglutinazione di cellule Precipitazione di antigeni in soluzione Attiv azione del complemento Virus Batteri Molecole del completamento Batteri o Molecole di antigeni Cellula estranea Foro Favoriscono la Fagocitosi Porta alla Lisi della cellula Macrofago

12 Linfociti T La risposta immunitaria mediata da cellule si basa sulla distinzione delle strutture che appartengono all organismo (molecole self) da quelle estranee (molecole non self). I linfociti T reagiscono soltanto in presenza di antigeni sulla superficie delle cellule del corpo. I quattro tipi principali di linfociti T sono: linfociti T helper: aiutano le altre cellule a combattere l invasore; linfociti T suppressor: inibiscono la risposta immunitaria B e T; linfociti T citotossici: uccidono le cellule del corpo infettate; linfociti T della memoria: rimangono di riserva nel tessuto linfatico.

13 Linfociti T helper Il macrofago frammenta la particella estranea in una serie di antigeni (molecole non self) a cui si legano le proteine self. Il complesso formato dalla proteina self e l antigene è detto complesso self-non self e si trova sulla superficie delle cellule che si chiamano APC (cellule che presentano l antigene). Il complesso riconosce e si lega ai linfociti T helper (questo legame può essere stimolato da proteine come l'interleuchina-1). Il linfociti T helper attivati promuovono la risposta immunitaria in diversi modi, principalmente con la secrezione di proteine stimolatrici. Una di queste proteine è l'interleuchina-2, che ha tre funzioni principali: promuove la crescita e la moltiplicazione del linfociti T helper; attiva i linfociti B, stimolando l immunità umorale; attiva i linfociti T citotossici.

14 Linfociti T citotossici I linfociti T citotossici sono gli unici che uccidono direttamente le cellule infettate. I linfociti T citotossici, una volta attivati, questi riconoscono il complesso self-nonself esposto sulle cellule. I linfocita T citotossico si lega alla cellula infettata e sintetizza la proteina perforina, la quale fora la membrana della cellula infettata, consentendo il passaggio di enzimi. Questo causa la morte della cellula per apoptosi. 1 Il linfocita T citotossico si lega alla cellula infettata Complesso self-non self Cellula infettata Antigene estraneo 2 La perforina produce fori nella membrana della cellula infettata Formazione del foro 3 Lisi della cellula infettata Molecola di perforina Linfocita T citotossico Enzima che può indurre l apopto si

15 Complesso maggiore di istocompatibilità Il sistema immunitario reagisce soltanto contro molecole estranee e non contro le proprie. Ogni individuo ha una propria impronta molecolare, costituita da particolari proteine presenti sulla superficie delle cellule, proteine self, che insieme formano il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC). Le proteine self sulla superficie delle cellule sono in realtà di due tipi: MHC di classe I, si trovano in tutte le cellule con nucleo e si legano a frammenti di proteine provenienti da patogeni invasori esponendoli all esterno della cellula infettata e rendendola riconoscibile dai linfociti T; MHC di classe II, si trovano in particolari cellule del sistema immunitario, tra cui i macrofagi, linfociti B e T attivati.

16 I disturbi del sistema immunitario Nelle malattie autoimmuni, come la sclerosi multipla, il sistema immunitario agisce contro le molecole del proprio organismo; nelle malattie da immunodeficienza, invece, il corpo è privo di una o più componenti del sistema immunitario, una condizione che rende le persone particolarmente esposte a infezioni ricorrenti. Le allergie sono causate da una reazione eccessiva agli allergeni presenti nell ambiente. Il contatto con un allergene causa il rilascio di istamina, responsabile dei sintomi allergici, come lo shock anafilattico, che consiste in brusco calo pressorio e nella tachicardia che può portare alla morte.

17 H I V Hiv è l acronimo della denominazione inglese del virus dell immunodeficienza umana (Human Immunodeficiency Virus), appartenente al genere dei Lentivirus, che a sua volta rientra nella famiglia dei Retroviridae. Il virus Hiv è la causa della sindrome da immunodeficienza acquisita (Aids). Le sue principali caratteristiche sono, come esprimono i nomi di genere e famiglia di appartenenza, il comportamento da virus lento, cioè di virus che infetta l organismo ospitante, ma i sintomi tipici compaiono solo dopo un certo periodo di tempo.

18 Come agisce? L Hiv è un retrovirus, possiede cioè come patrimonio genetico tipico un filamento di acido ribonucleico (Rna). L enzima trascrittasi inversa, presente in questi virus, permette la sintesi del Dna a partire dall Rna virale, che è usato come stampo quando l Hiv infetta una cellula. In tal modo il filamento di Dna virale può integrarsi nel Dna ospitante e istruire la cellula a sintetizzare i componenti necessari alla formazione di nuovi virus. Sulla superficie esterna del virus sporgono molecole di glicoproteine che svolgono una funzione di riconoscimento delle cellule bersaglio e facilitano la penetrazione dell Hiv.

19 La trascrizione del DNA La trascrizione è la formazione di uno specifico RNA a partire da uno specifico DNA. All interno di ciascun gene viene trascritto uno solo dei due filamenti del DNA, il filamento stampo. Il filamento complementare resta non trascritto. La trascrizione può essere suddivisa in tre stadi distinti: Inizio; Allungamento; Terminazione. helli.it/sadavabiologia/latrascrizione-dal-dna-allrna#

20 L inizio Il primo stadio, che dà inizio alla trascrizione, richiede un promotore, una speciale sequenza di DNA alla quale si lega molto saldamente la RNA polimerasi. I promotori sono importanti sequenze di controllo che «dicono» all RNA polimerasi tre cose: da dove far partire la trascrizione, quale filamento del DNA trascrivere e in quale direzione procedere.

21 L allungamento Dopo che l RNA polimerasi si è legata al promotore, incomincia il processo dell allungamento. La RNA polimerasi apre il DNA a circa 10 basi per volta e legge il filamento di stampo in direzione 3'-5'. Il nuovo RNA si allunga verso l estremità 3' partendo dalla prima base che costituisce l estremità 5'. Di conseguenza l RNA trascritto è antiparallelo al filamento di stampo del DNA. L RNA polimerasi, però, non revisiona né corregge il proprio lavoro. Gli errori di trascrizione si verificano al tasso di uno ogni basi ma, poiché le copie di RNA sono eseguite in gran numero e spesso hanno una vita relativamente breve, tali errori non sono potenzialmente dannosi come le mutazioni del DNA.

22 La terminazione Analogamente al sito di inizio che precisa il punto di partenza della trascrizione, sul filamento stampo del DNA ci sono particolari sequenze di basi che ne stabiliscono la terminazione. Negli eucarioti il primo prodotto della trascrizione, o trascritto primario, è più lungo dell mrna maturo e deve andare incontro a un notevole processo di trasformazione prima di essere tradotto.

23 Aids, "Scoperta una sostanza che agisce come uno scudo anti-hiv sulle scimmie" Un gruppo di studiosi americani ha identificato un inibitore molto potente che protegge dal virus. Lo 'scudo' che protegge gli animali.la sperimentazione è durata 34 settimane e le scimmie non si sono ammalate dopo che è stato loro iniettata la versione del virus che provoca la malattia. "Riusciamo a indicare un modo per ottenere una protezione per gli animali. E' una specie di 'vaccino di lunga vita' che risulta efficace", ha spiegato Farzan, che lavora presso lo Scripps Research Institute. Il prototipo di farmaco, l'ecd4-ig, si è dimostrato particolarmente efficace sulla variante del virus che colpisce le scimmie. Le cavie della sperimentazione sono riusciti a evitare il contagio, nonostante la ripetuta esposizione al virus. L'ecd4-ig comprende due imitazioni dei recettori ai quali si lega l'hiv sulle cellule-killer Cd4, uno dei principali bastioni di difesa messi in campo dal sistema immunitario. Secondo Farzan, il farmaco ha fornito alle scimmie una "protezione fortissima". Ulteriori ricerche, che saranno rese pubbliche la prossima settimana in una conferenza a Seattle, dimostrano - secondo Farzan - che gli animali trattati "continuano a essere protetti anche dopo l'inoculazione da otto a sedici volte della dose infettiva, fino a un anno dall'assunzione".

24 Ebola È un virus è estremamente aggressivo, appartenente alla famiglia dei Filoviridae. Ebola provoca una serie complessa e rapidissima di sintomi, dalle febbri emorragiche al dolore ai muscoli e agli arti e numerosi problemi al sistema nervoso centrale. Il periodo di incubazione (dal momento del contagio all'insorgenza dei primi sintomi) va da 2 a 21 giorni. La prima scoperta del virus risale al 1976, in Congo e Sud Sudan. Il materiale genetico è RNA, che va incontro a mutazioni non particolarmente rapide e contiene solo sette geni. Sono stati isolati finora cinque ceppi diversi del virus, di cui quattro sono letali per l'uomo.

25 Ebola (2) Come riportato dall Organizzazione mondiale della sanità (Oms), virus ad Rna del genere Ebola fanno parte della famiglia dei Filoviridae (filovirus). A questa famiglia appartengono anche il genere Marburgvirus e il genere Cuevavirus. Sono stati identificati cinque diverse specie di virus ebola: Bundibugyo ebolavirus (Bdbv) Zaire ebolavirus (Ebov) Reston ebolavirus (Restv) Sudan ebolavirus (Sudv) Taї Forest ebolavirus (Tafv). Al momento non vi sono medicinali autorizzati all uso umano per trattare o prevenire Evd. Negli ultimi dieci anni ricerche condotte in laboratorio e su modelli animali hanno dato risultati promettenti. Tuttavia le molecole studiate non sono state ancora valutate per la sicurezza e l'efficacia nel trattamento o nella prevenzione di Evd nell uomo. Il 4 e 5 settembre 2014 si è svolta una ampia consultazione dell Oms volta ad accelerare la valutazione di potenziali terapie e vaccini contro il virus Ebola. Gli esperti hanno concluso che l uso di terapie con sangue intero e con sieri da soggetti convalescenti debba essere considerato prioritario. Studi di sicurezza verranno iniziati dal mese di settembre 2014 negli Stati Uniti, in Europa e in Africa su due vaccini candidati.

26 Diagnosi La diagnosi precoce della malattia è difficile, perché i primi sintomi come gli occhi rossi ed il rash cutaneo, sono aspecifici e si vedono spesso nei pazienti con malattie più comuni. I test di laboratorio utilizzati nella diagnosi includono: Entro pochi giorni dopo che i sintomi iniziano Test ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) IgM PCR L isolamento del virus Più tardi nel corso della malattia o dopo il ricovero Anticorpi IgM e IgG In pazienti deceduti Test di immunoistochimica PCR L isolamento del virus

27 Cura e terapia Il trattamento standard per l ebola si limita purtroppo al solo supporto del paziente ed alla gestione dei sintomi, in quanto non esistono ad oggi farmaci specifici: somministrazione di liquidi ed elettroliti attraverso flebo, mantenendo il suo stato di ossigenazione e pressione sanguigna eventualmente con trasfusioni, trattando eventuali sovra-infezioni. Iniziare tempestivamente il trattamento è importante, ma purtroppo non semplice in quanto la diagnosi precoce non è banale.

28 Ebola, il virus rimane nell occhio per mesi L inquietante scoperta dopo il caso di Ian Crozier Il virus dell Ebola può annidarsi per mesi nell occhio di chi guarisce dalla malattia, provocando danni che possono arrivare fino alla perdita della vista. L inquietante scoperta è stata descritta dai medici della Emory University, che hanno descritto il caso di Ian Crozier sul New England Journal of Medicine. Il medico statunitense contagiato in Sierra Leone è stato costretto a tornare sessanta giorni dopo la guarigione perché avvertiva un intensa pressione all occhio sinistro, una perdita progressiva della vista e un dolore intenso. In un primo momento, questi sintomi avevano fatto pensare ad un uveite, una infiammazione della parte interna dell occhio. Ma le analisi di tessuto prelevato dall interno del globo oculare hanno rivelato però la presenza del virus Ebola nell umor acqueo, il liquido tra la cornea e il cristallino, mentre la congiuntiva e le lacrime, che potrebbero essere causa di un infezione, non hanno mostrato la presenza del virus. Il medico, il cui occhio da blu è anche diventato verde, è stato trattato con diversi farmaci senza successo, e stava quasi per perdere la vista, finché una terapia sperimentale, che non è stata rivelata, lo ha fatto guarire.

29 Grazie per la cortese attenzione Alessia Ciacco e Erika Tenuta Classe IV A Anno scolastico 2014/2015