LINFOCITI B e IMMUNITA UMORALE. I linfociti B riconoscono gli antigeni conformazione naturale (Ag solubili )

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1 LINFOCITI B e IMMUNITA UMORALE I linfociti B sono responsabili dell IMMUNITA UMORALE o anticorpomediata. I linfociti B riconoscono gli antigeni conformazione naturale (Ag solubili ) sono i precursori delle plasmacellule producono anticorpi circolanti (immunità umorale) capaci di legare gli antigeni Es.: batteri extracellulari esotossine microbiche virus nella fase extracellulare parassiti nella loro

2 markers di membrana dei sottotipi di linfociti cellula Principali proteine espresse sulla membrana Linfocito B Linfocito T BCR, MHC classe II, CD19, CD21 TCR, CD3 T citotossico CD8 T helper CD4 T reg CD4, CD25 Natural killer CD16, CD56

3 BCR (B cell receptor) e BCR-complex Il RECETTORE per l Ag delle cellule B è rappresentato dal BCR o IMMUNOGLOBULINA di membrana (mig), glicoproteina che ha la stessa struttura o specificità degli anticorpi che vengono secreti dalle cellule B nel corso delle risposte umorali. Il BCR-complex è formato dal BCR (che lega l antigene) e da CD79 (che trasduce il segnale all interno della cellula ). Il CD79 è una proteina transmembranaria composta da 2 distinte catene: CD79α e CD79β. Entrambe le catene contengono motivi ITAM (Immuno-Tyrosine-Activating Motifs) nella loro porzione intracitoplasmatica. Questi motivi ITAM permettono la trasduzione del segnale attivatorio all'interno della cellula. Differenti catene dotate di ITAM sono associate a vari recettori attivatori del sistema immune (es. al TCR nei T, agli NCR nelle NK).

4 Ig di membrana (mig) e anticorpi solubili Le immunoglobuline possono esistere sia in forma legata alla membrana dei linfociti B, dove fungono da recettori per l antigene (BCR o mig), sia in forma solubile (Ig o anticorpo). Gli anticorpi circolano nel sangue e sono presenti nelle secrezioni dove svolgono la funzione effettrice dell immunità umorale neutralizzando ed eliminando i microbi e le loro tossine.

5 IMMUNOGLOBULINE (Ig) Le Ig sono formate da 2 coppie di catene identiche legate da ponti S-S intercatenari 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 Ogni dominio consta di 110 aminoacidi. All estremità N-terminale, a livello delle regioni variabili, esistono SEGMENTI IPERVARIABILI. L insieme delle regioni ipervariabili della 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. La parte di Ag che lega il sito combinatorio specifico è detta EPITOPO (o determinante antigenico). La singola molecola di antigene può contenere diversi epitopi riconosciuti da anticorpi differenti.

6 Struttura dell anticorpo

7 CATENE LEGGERE vle catene leggere sono di 2 tipi: k e λ vpeso Molecolare 23 kd. In ogni molecola di Ig le due catene leggere sono o k o λ mai una di un tipo e l altra dell altro. Sono costituite da un polipeptide di 214 aminoacidi (aa): vi primi 110 aa (VL) sono estremamente diversi in Ig prodotte da linfociti B diversi. vi restanti ~ 110 (CL) sono identici Nell uomo ogni 100 Ig 70 sono k e 30 sono λ

8 vle catene pesanti sono di 5 tipi. CATENE PESANTI vil peso molecolare varia a seconda del numero di domini CH presenti in ciascuno dei tipi di Ig (peso molecolare medio ~ 55 Kd). vsono 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 variisotipi sidifferenziano per le caratteristiche biologiche e le funzioni effettrici. Funzioni effettrici: dipendono dai domini CH (regione Fc) e consistono in: vfissazione del COMPLEMENTO (solo alcuni isotopi sono in grado di fissare il complemento in particolare: IgG1, IgG2, IgG3 ed IgM) lisi del patogeno vattacco a RECETTORI DI MEMBRANA per la porzione Fc delle Ig (Fc Receptors) OPSONIZZAZIONE e CITOTOSSICITA Ab-dipendente (ADCC).

9 FRAMMENTI IMMUNOGLOBULINA (Ig) Mediante digestioni enzimatiche è possibile ottenere frammenti distinti: i bracci laterali della Y, che risultano costituiti dall intera catena leggera e dalla 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 e viene denominata Fc (fragment crystallizable). An antibody digested by papain yields three fragments: two Fab fragments and one Fc fragment An antibody digested by pepsin yields two fragments: a F(ab')2 fragment and a pfc' fragment

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11 Caratteristiche delle classi principali degli anticorpi nell uomo Classe anticorpale Caratteristiche IgM IgD IgG IgA IgE Catene pesanti µ δ γ α ε Catene leggere Κ o λ Κ o λ Κ o λ Κ o λ Κ o λ Numero di unità costituite da 4 catene o 2 1 Percentuale del contenuto totale di Ig nel sangue 10 < < 1 Attivazione del complemento Passaggio attraverso la barriera ematoplacentare Stabilisce legami con macrofagi e neutrofili Stabilisce legami con mastociti e granulociti basofili

12 FUNZIONI DEGLI ANTICORPI: Neutralizzazione di microbi e tossine bloccando il loro legame alle cellule. Opsonizzazione dei microbi come stimolo per la fagocitosi. Attivazione della via classica del complemento da parte delle IgM e delle IgG. Induzione citotossicità cellulare anticorpo-dipendente (ADCC) mediata da cellule NK Immunità prenatale mediata da IgG materne che attraversano la placenta Immunità neonatale mediata da IgA che attraversano l epitelio intestinale del neonato Immunità delle mucose mediata dalla secrezione di IgA Ipersensibilità mediata da IgE.

13 LA MATURAZIONE DEI LINFOCITI B AVVIENE NEGLI ORGANI LINFOIDI PRIMARI (MIDOLLO OSSEO): FASE AG-INDIPENDENTE Inizia dalla CELLULA STAMINALE LINFOIDEe terminacon i linfociti B MATURI VERGINI o NAIVE. 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.

14 Recettori dei linfociti maturi Ø I linfociti maturi posseggono una serie di recettori di membrana suddivisibili in 5 FAMIGLIE: 1. Recettori per l Ag 2. Recettori per fattori di crescita 3. Recettori per lo Homing (consentono al linfocita di essere indirizzato verso un organo linfoide secondario oppure verso un organo specifico in cui vi è proliferazione di patogeni) 4.Recettori per le interazioni tra cellula e cellula (es. mol. di adesione) 5. Recettori di funzione non conosciuta ma utili per distinguere i vari tipi cellulari ed il loro grado di differenziamento

15 Maturazione dei linfociti

16 Maturazione dei linfociti B

17 RICOMBINAZIONE GENICA Riarrangiamento delle Ig Nel corpo umano, secondo una stima, circolano diversi miliardi di differenti linfociti. Un valore così elevato dovrebbe essere conseguenza di una quantitativo ugualmente numeroso di informazione genica che, in altre parole, avrebbe il compito di codificare una proteina per ogni linfocita. Avere diversi miliardi di geni che codificano esclusivamente per il pool di linfociti non è una soluzione fattibile. La natura ha risolto questo problema adottando un efficiente SISTEMA di RICOMBINAZIONE GENICA Questo sistema di ricombinazione genica consiste in un processo casuale mediante il quale UN NUMERO RELATIVAMENTE PICCOLO DI GENI VIENE RICOMBINATO PER DETERMINARE UNA VARIABILITÀ DELL'ORDINE DI DIVERSI MILIARDI DI CODIFICHE DIFFERENTI. La ricombinazione genica è un processo che avviene all'interno del linfocita B immaturo e il suo completamento determina la creazione di un linfocita B funzionale.

18 Stadi della maturazione dei Linfociti B

19 Diversità anticorpale

20 LINFOCITI B VERGINI MATURI Una volta terminata questa fase si formano i linfociti B vergini (migd+, migm+).

21 L INCONTRO CON L ANTIGENE AVVIENE NEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI: FASE AG-DIPENDENTE I linfociti vergini escono dagli ORGANI LINFOIDI PRIMARI, vanno nel sangue e da qui migrano negli ORGANI LINFOIDI SECONDARI (ad es. ai LINFONODI), utilizzando gli HOMING RECEPTORS. ²I linfociti sono dotati di una CAPACITÀ DI RICIRCOLAZIONE MOLTO VIVACE, che permette loro di muoversi continuamente ATTRAVERSO IL SANGUE E LA LINFA. ²Il processo attraverso cui le varie sottopopolazioni linfocitarie utilizzano diverse vie di migrazione tessutale è denominato TRAFFICO O HOMING LINFOCITARIO.

22 L INCONTRO CON L ANTIGENE AVVIENE NEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI: FASE AG-DIPENDENTE ²In generale, i linfociti T e B vergini tendono a MIGRARE NEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI (linfonodi, milza, Malt), DOVE INCONTRERANNO L ANTIGENE (e sospenderanno in quel momento la loro attività ricircolatoria). ²Gli organi linfoidi secondari, infatti, assicurano un microambiente specializzato che favorisce L ESPANSIONE CLONALE DEI LINFOCITI ATTIVATI DALL ANTIGENE E LA LORO DIFFERENZIAZIONE IN CELLULE EFFETTRICI E IN CELLULE MEMORIA.

23 ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI L incontro con l Antigene innesca una serie di processi di proliferazione e differenziamento cellulare che determinano una ESPANSIONE CLONALE (cioè un aumento del numero di cellule del clone antigene-specifico); la GENERAZIONE DI CELLULE EFFETTRICI (cioè di cellule attivamente coinvolte nella risposta immunitaria) e la GENERAZIONE DI CELLULE MEMORIA (cioè di cellule che produrranno una risposta più efficiente in occasione di un successivo incontro con lo stesso Ag). 1.RICONOSCIMENTO 2.ESPANSIONE CLONALE 3.DIFFERENZIAMENTO Ag CELLULE EFFETTRICI CELLULE MEMORIA

24 Risposta effettrice del clone attivato

25 delezione clonale

26 LE CELLULE EFFETTRICI DEI LINFOCITI B SONO LE PLASMACELLULE v Sono cellule grandi con diametro 8-20 um. v Nucleo eccentrico, cromatina a ruota di carro. Nucleolo al centro del nucleo v Citoplasma esteso v Sono in grado di secernere ANTICORPI MONOCLONALI (mab) detti anche IMMUNOGLOBILINE (Ig) specifiche per un determinato antigene (Ag) Ø Le Ig sono di natura glicoproteica Ø RER e GOLGI ben sviluppati. Ø vescicole di secrezione (sintesi di Ig in 2-5 minuti).

27 Plasmacellule sono le cellule produttrici degli anticorpi circolanti o Immunoglobuline (Ig) di diverse classi: IgM, IgG, IgE, IgA, IgD hanno forma ovoidale e contengono, in posizione leggermente eccentrica, un nucleo rotondeggiante la cui cromatina è disposta in zolle che assumono un aspetto particolare detto a ruota di carro o a quadrante di orologio il citoplasma è molto ricco di reticolo rugoso che serve per la sintesi delle proteine anticorpali il citoplasma è perciò 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 positive denominate corpi di Russel che non contengono i prodotti di secrezione come ritenuto in passato; probabilmente sono il deposito di prodotti di sintesi non utilizzabili

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