Linfociti T Citotossici

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1 Linfociti T Citotossici I linfociti T citotossici(ctl) sono coinvolti nella distruzione di cellule infette. I CTL riconoscono l antigene legato alle molecole MHC di classe I Una volta avvenuto il contatto tra CTL e Cellula infetta la cellula T rilascia dei granulinel sito di contatto tra il TCR e il complesso antigene-mhc

2 Linfocita T CD8 + Citotossico Linfociti T Citotossici Degranulazione CD8 TCR I granuli contengono perforineche, penetrando nella membrana cellulare, provocano la formazione di un foro. I granzimiprodotti dalle CTL possono ora penetrare nella cellula bersaglio e innescare il processo di apoptosi. Cellula infetta

3 Linfocita T CD8 + Citotossico Linfociti T Citotossici Degranulazione CD8 TCR I granuli contengono perforineche, penetrando nella membrana cellulare, provocano la formazione di un foro. I granzimiprodotti dalle CTL possono ora penetrare nella cellula bersaglio e innescare il processo di apoptosi. Cellula infetta

4 Linfocita T CD8 + Citotossico Linfociti T Citotossici Degranulazione CD8 TCR I granuli contengono perforineche, penetrando nella membrana cellulare, provocano la formazione di un foro. I granzimiprodotti dalle CTL possono ora penetrare nella cellula bersaglio e innescare il processo di apoptosi. Cellula infetta

5 Linfocita T CD8 + Citotossico Linfociti T Citotossici Degranulazione CD8 TCR I granuli contengono perforineche, penetrando nella membrana cellulare, provocano la formazione di un foro. I granzimiprodotti dalle CTL possono ora penetrare nella cellula bersaglio e innescare il processo di apoptosi. Cellula infetta

6 Linfocita T CD8 + Citotossico Linfociti T Citotossici Degranulazione CD8 TCR I granuli contengono perforineche, penetrando nella membrana cellulare, provocano la formazione di un foro. I granzimiprodotti dalle CTL possono ora penetrare nella cellula bersaglio e innescare il processo di apoptosi. Cellula infetta

7 Linfocita T CD8 + Citotossico Linfociti T Citotossici Degranulazione CD8 TCR I granuli contengono perforineche, penetrando nella membrana cellulare, provocano la formazione di un foro. I granzimiprodotti dalle CTL possono ora penetrare nella cellula bersaglio e innescare il processo di apoptosi. Cellula infetta

8 Linfocita T CD8 + Citotossico Linfociti T Citotossici Degranulazione CD8 TCR I granuli contengono perforineche, penetrando nella membrana cellulare, provocano la formazione di un foro. I granzimiprodotti dalle CTL possono ora penetrare nella cellula bersaglio e innescare il processo di apoptosi. Cellula infetta

9 Linfocita T CD8 + Citotossico Linfociti T Citotossici Degranulazione CD8 TCR I granuli contengono perforineche, penetrando nella membrana cellulare, provocano la formazione di un foro. I granzimiprodotti dalle CTL possono ora penetrare nella cellula bersaglio e innescare il processo di apoptosi. Morte per apoptosi Cellula infetta

10 Linfociti T Citotossici Degranulazione Le membrane dei CTL non sono danneggiate dalle perforine Per evitare che le perforinee i granzimiagiscano su cellule diverse dalla cellula bersaglio, queste vengono rilasciate in prossimitàdel sitodilegametrailctl e la cellulainfetta. Oltre all azione citotossica, i linfociti T CD8 + contribuiscono alla risposta immunitaria mediante la secrezione di citochine: Interferone-γ = inibisce la replicazione del virus nelle cellule infette incrementa la processazione e presentazione dell antigene attiva I macrofagi presenti nelle vicinanze

11 Le cellule Natural Killer Le cellule NaturalKiller(NK) fanno parte di un altra classe di linfociti, diversa dai T e dai B. Vengono anche chiamati linfociti grandi granulari a causa delle dimensioni maggiori rispetto ai linfociti B e T, e per la presenza di granuli preformati nel citoplasma. Partecipano alla distruzione di cellule estranee Sono in grado di uccidere in assenza di una specifica stimolazione antigenica. Come fanno a riconoscere le cellule estranee?

12 Le cellule Natural Killer Il bersaglio molecolare delle NK sembra essere l assenza di appropriate proteine MHC di classe I. Le NK possiedono dei recettori in grado di riconoscere le cellule normali e le loro proteine di classe I. Il legame con questi recettori disattiva il meccanismo di uccisione.

13 Le cellule Natural Killer Le NK NON UCCIDONO le cellule che riconoscono FRONTIER A BORDER

14 Le cellule Natural Killer Le NK UCCIDONO le cellule che non possono riconoscere. FRONTIER A BORDER

15 Le cellule Natural Killer Il meccanismo di uccisione èlo stesso dei CTL. Avviene attraverso il rilascio di perforine e granzimi. Dopo la distruzione di una cellula bersaglio, le cellule NK sono ancora in grado di funzionare

16 Le cellule Natural Killer Il principale Target delle cellule NK sono: Cellule infettate da Virus Cellule Tumorali Questi due tipi cellulari, seppure appartenenti al proprio organismo, presentano delle alterazioni dell espressione genica. Esprimono livelli molto bassi di MHC di classe I

17 Le cellule Natural Killer La maggior parte delle cellule tumorali che si staccano dal tumore primario, entrando in circolo, vengono eliminate nell arco di 24 ore dalle cellule NK. Solo quelle poche cellule che riescono a sfuggire alle NK formeranno delle metastasi.

18 Le cellule Natural Killer Le cellule NK sono implicate nei meccanismi di rigetto nel trapianto d organo. Anche piccole differenze nella struttura delle MHC di Classe I porta ad un non riconoscimento da parte delle NK che uccidono la cellula/tessuto trapiantato.

19 I Linfociti T-helper Esistono due tipi di linfociti T-helper: -T H 1 = attivano i macrofagi -T H 2 = attivano le cellule B

20 I Linfociti T-helper T H 1 e l attivazione dei macrofagi I macrofagiprocessano e presentano l antigene ai linfociti T, legandoli a proteine MHC di Classe II I macrofagisono in grado di fagocitare antigeni o cellule batteriche per intero. In alcuni casi la cellula batterica riesce a sopravvivere e moltiplicarsi all interno del fagosoma. L interazione con le cellule T H 1 permettera al macrofago di essere attivato.

21 I Linfociti T-helper T H 1 e l attivazione dei macrofagi Attraverso la secrezione di diverse citochine, i linfociti TH1 sono in grado di attivare i macrofagie altri fagociti non specifici - IFN-γ(interferon gamma) - GM-CFS (granulocytemacrophage colony stimulating factor) - TNF-α(tumor necrosis factor-α). Interazione CD40 col ligando

22 I Linfociti T-helper T H 1 e l attivazione dei macrofagi Effetti dell attivazione dei macrofagi: - Aumentata fusione fagosomalisosoma - Aumentata produzione di molecole reattive e microbicide(radicali dell ossigeno, ossidodiazoto, proteasi) -AumentatasintesidiMHC diclasse II

23 I Linfociti T-helper T H 1 e l attivazione dei macrofagi I linfociti T-helperproducono le sostanze effettrici solo su richiesta (I linfociti T-citotossici le hanno gia presenti nel citoplasma) Dopo l incontro con l antigene esposto sul macrofago, occorrono diverse ore perché il linfocita T sintetizzi le citochine effettrici e le molecole di superficie necessarie In questo periodo il contatto macrofago-linfocitat viene mantenuto.

24 I Linfociti T-helper T H 1 e l attivazione dei macrofagi Il ligandocd40 viene espresso nelle vicinanze del legame col macrofago. Le citochinevengono rilasciate nelle vicinanze del sito di contatto In questo modo èassicurata un azione di tipo selettivo nei confronti del macrofago infetto

25 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B I linfociti T H 2 svolgono un ruolo fondamentale nell attivazione dei linfociti B. I linfociti B attivati si differenzieranno i plasmacellule in grado di produrre anticorpi specifici. Come sono coinvolte le cellule T H 2?

26 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B I linfociti B maturi, sono rivestiti di anticorpi specifici che fungono da recettori per l antigene. Quando un antigene si lega al recettore la cellula B non produce immediatamente anticorpi ma si comporta come una cellula presentante l antigene.

27 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B I linfociti B internalizzail complesso antigene-anticorpo, e dopo averlo processato, presenta l antigene sulla membrana legato alle proteine MHC di Classe II. Anticorpo di superficie Linfocita B

28 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B I linfociti B internalizzail complesso antigene-anticorpo e, dopo averlo processato, presenta l antigene sulla membrana legato alle proteine MHC di Classe II. Anticorpo di superficie Antigene libero Linfocita B

29 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B I linfociti B internalizzail complesso antigene-anticorpo e, dopo averlo processato, presenta l antigene sulla membrana legato alle proteine MHC di Classe II. Linfocita B

30 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B I linfociti B internalizzail complesso antigene-anticorpo e, dopo averlo processato, presenta l antigene sulla membrana legato alle proteine MHC di Classe II. Linfocita B

31 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B I linfociti B internalizzail complesso antigene-anticorpo e, dopo averlo processato, presenta l antigene sulla membrana legato alle proteine MHC di Classe II. Linfocita B

32 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B I linfociti B internalizzail complesso antigene-anticorpo e, dopo averlo processato, presenta l antigene sulla membrana legato alle proteine MHC di Classe II. Linfocita B

33 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B Il linfocita T-helper 2 riconoscerà il complesso antigene-mhc che risponderà con la produzione di citochine

34 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B Il linfocita T-helper 2 riconoscerà il complesso antigene-mhc che risponderà con la produzione di citochine TCR Linfocita T H 2 CD4 Linfocita B

35 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B Il linfocita T-helper 2 riconoscerà il complesso antigene-mhc che risponderà con la produzione di citochine TCR Linfocita T H 2 CD4 Linfocita B IL-4 IL-5

36 I Linfociti T-helper T H 2 e l attivazione delle Cellule B Le interleuchine4 e 5 sono in grado di agire sulle cellule B rendendole capaci di produrre e secernere anticorpi solubili.

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38 Gli Anticorpi Gli anticorpi sono componenti fondamentali per un efficace risposta immunitaria specifica. Consentono di instaurare una risposta immunitaria nei confronti di patogeni extracellulari e proteine solubili dannose (tossine)

39 Gli Anticorpi Gli anticorpi, o immunoglobuline, sono proteine in grado di legarsi con gli antigeni. Presenti in molti fluidi corporei, e nella frazione sierica del sangue. Il siero contenente anticorpi specifici per un dato antigene è chiamato anche antisiero.

40 Gli Anticorpi Esistono 5 principali classi di immunoglobiline: IgG IgA IgM IgD IgE Circa l 80% delle immunoglobuline di un individuo sono costituite da IgG.

41 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo G (IgG) Peso molecolare = 150 kda Quattro catene polipeptidiche Legate da ponti disolfuro - Due catene leggere - Due catene pesanti OgniIgGha due sitidi legame con l antigene (bivalenza)

42 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo G (IgG) Catene Leggere: La regione N-terminale contiene un dominio variabile (V L ) che cambia per ogni tipo di anticorpo. Questa costituisce il sito di legame per l antigene. La regione C-terminale è costituita daun dominiocostante(c L ) identico per tutte le IgG.

43 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo G (IgG) Catene Pesanti: Ogni catena pesante contiene quattro domini distinti. Un dominiovariabile( V H ) all estremitàn-terminale, e tredominicostanti(c H 1, C H 2 e C H 3) verso l estremità C-terminale

44 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo G (IgG)

45 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo M (IgM) A differenza delle IgG, le IgM possiedono un quarto dominio costante sulla porzione C-terminale delle catene pesanti. La regione costante della catena Pesante definisce la classe di Immunoglobuline IgG= sequenza gamma (γ) IgM= sequenza mu(µ) IgA= sequenza alfa (α) IgE= sequenza epsilon(ε) IgD= sequenza delta (δ)

46 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo M (IgM) Le IgMsi presentano spesso come un aggregato di cinque molecole di immunoglobuline unite tra loro da delle piccole sequenze peptidiche chiamate catene J.

47 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo M (IgM) Le IgMsono le prime ad essere prodotte, ma sono quelle con la minore affinitàper l anticorpo. Questo ècompensato dalla polivalenza delle IgMche, essendo pentamerica, possiede 10 siti di legame con l antigene (avidità). Scarsa affinità Alta avidità

48 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo A (IgA) Le IgAsono strutturalmente simili alle IgGma si presentano sottoforma di dimeri. Sono presenti nelle secrezioni corporee: -Saliva -Lacrime -Latte materno -Colostro -Secrezioni gastrointestinali -Muco del tratto respiratorio -Muco del tratto urogenitale

49 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo A (IgA) Le IgAsecretorie sono costituite da due monomeri legati tra loro da una catena Je da una proteina ricca di carboidrati chiamata frammento secretorio. Le IgAsi trovano anche nel siero sottoforma di monomeri Non associati ad una catena J o al frammento secretorio

50 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo E (IgE) Le IgE si trovano nel siero in piccolissime quantità. Sono importanti in quanto mediano l ipersensibilità di tipo immediato. Come le IgM, hanno una quarto dominio costante. Questa regione aggiuntiva Serve alle IgEper legarsi alla superficie dei mastociti (reazioni allergiche).

51 Gli Anticorpi Immunoglobuline di tipo D (IgD) Le IgD si trovano nel siero a basse concentrazioni. La loro funzione nella risposta immunitaria non è chiara. Sono abbontantisulla superficie delle Cellule B e svolgono un ruolo importante nel legare l antigene assieme alle IgM monomeriche.

52 Gli Anticorpi

53 La Produzione di Anticorpi Gli antigeni sono convogliati attraverso la circolazione sanguigna e linfatica, agli organi linfoidi secondari: - Milza, linfonodi, tessuto linfoide associato alla mucosa (MALT) Una volta che la cellula B viene a contatto con l antigene, questo viene internalizzato, processato e presentato ai linfociti T H 2 che attivano il linfocita B I linfociti B attivati si moltiplicano a formare: - Plasmacellule(cellule secernenti anticorpi) - Cellule della memoria Le plasmacellule durano solo pochi giorni ma producono una grande quantità di anticorpi IgM(risposta anticorpale primaria)

54 La Produzione di Anticorpi Prima della comparsa in circolo di specifici anticorpi vi èuna fase di latenza, seguita da un graduale aumento del titolo anticorpale (quantità) e infine da un lento declino della risposta primaria. IgM

55 La Produzione di Anticorpi Le Cellule della Memoria possono vivere per diversi anni. Se, in un tempo successivo, avviene una riesposizione allo stesso antigene, le cellule memoria non hanno più bisogno di essere attivate dalle cellule T, ma prontamente si trasformano in plasmacellule capaci di produrre IgG. Questo tipo di risposta (rispostaanticorpalesecondaria), èil risultato della memoria immunologicae consente una veloce crescita del titolo anticorpalefino a livelli volte superiori rispetto alla prima esposizione all antigene.

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57 La Produzione di Anticorpi Oltre a determinare una piùrapida e abbondante produzione di anticorpi, la risposta secondaria, in un processo definito commutazione di classe, consente ai linfociti B di sostituire alla produzione di IgM la produzione di IgG. IgG IgM

58 Commutazione di classe degli Anticorpi durante la risposta immunitaria Titolo Abs circolanti 1 risposta controag A IgM anti-a 2 risposta controag A IgG anti-a 1 risposta controag B IgM anti-b A Proliferazione dei cloni per l AgA A B GIORNI Proliferazione dei cloni per l AgB

59 La Produzione di Anticorpi Nel tempo il titolo declina lentamente, ma può, a seguito di una successiva esposizione allo stesso antigene, provocare un altra risposta secondaria. La risposta secondaria èalla base della procedura di immunizzazione conosciuta come iniezione di richiamo, (per esempio le iniezioni antirabbiche fatte annualmente agli animali domestici), capace di mantenere alti i livelli di anticorpi circolanti specifici per alcuni antigeni e di garantire una duratura protezione attiva nei confronti delle malattie infettive

60 Meccanismi effettori degli Anticorpi Gli anticorpi non sono di per sémolecolead azionetossicao distruttiva nei confronti dei patogeni. Il lororuoloèsolo quello di legarsi strettamente a loro, il che attiva una serie di processi che porteranno alla debellazione dell infezione Le principali modalità di azione degli Anticorpi sono: - Neutralizzazione - Opsonizzazione - Attivazione del Complemento

61 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine NEUTRALIZZAZIONE Gli anticorpi rivestono completamente la superficie del patogeno bloccando tutti i siti di superficie che il microbo utilizza per la propria crescita e replicazione. Questo impedisce al patogeno di legarsi ad una cellula ospite ed infettarla. Questi anticorpi vengono detti Anticorpi Neutralizzanti Essi agiscono anche nei confronti di tossine microbiche e veleni animali

62 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine NEUTRALIZZAZIONE ` ` ` ` Ỳ` Inibizione adesione alla cellula ospite Inibizione interazione tossina con recettore Ỳ` Previene invasione/infezione Previene tossicità ANTICORPI NEUTRALIZZANTI

63 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine NEUTRALIZZAZIONE

64 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine NEUTRALIZZAZIONE

65 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine OPSONIZZAZIONE Gli anticorpi rivestono completamente la superficie del patogeno favorendo la fagocitosi.

66 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine OPSONIZZAZIONE Batteri in spazi extracellulari + Ab OPSONIZZAZIONE Legame Fc su recettori dei fagociti Fagocitosi Ab-mediata

67 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine OPSONIZZAZIONE

68 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine ATTIVAZIONE DEL COMPLEMENTO Il complemento èformato da diverse proteine presenti nel siero, molte delle quali dotate di attivitàenzimatica. Queste proteine sono attivate, in maniera sequenziale e ordinata, da complessi antigene-anticorpo sulla cellula batterica senza bisogno di uno specifico segnale. L attivazione del complemento provoca, attraverso un danneggiamento della membrana cellulare, lisi o perdita di costituenti cellulari.

69 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine ATTIVAZIONE DEL COMPLEMENTO Le singole proteine del complemento sono designate come C1, C2, C3, e cosìvia. Solo gli anticorpi delle classi IgGe IgMsonoin gradodiattivareil complemento.

70 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine ATTIVAZIONE DEL COMPLEMENTO Il processo può essere riassunto nei seguenti stadi: (1)legame dell anticorpo all antigene (iniziazione); (2)Riconoscimento del complesso antigene-anticorpo da parte di C1 e successivo inserimento, a un sito adiacente di membrana, di C2-C4 con conseguente legame e attivazione di C3; (3)L attivazione di C3 catalizza la formazione, in un secondo sito di membrana, del complesso C5-C6-C7, il legame di C8 e C9 a tale complesso determina danno della membrana e lisi cellulare

71 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine ATTIVAZIONE DEL COMPLEMENTO

72 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine ATTIVAZIONE DEL COMPLEMENTO

73 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine ATTIVAZIONE DEL COMPLEMENTO Alcuni dei prodotti dell attivazione del complemento sono forti chemioattrattoriche, essendo causa di processi infiammatori nel sito di deposizione del complemento, sono chiamati anafilotossine. Le reazioni in cui ècoinvolto il C3 comportano attrazione chemiotatticae attivazione dei fagociti, con conseguente incremento della fagocitosi. Quelle invece coinvolgenti il C5 causano attrazione di cellule Te rilascio di citochine.

74 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine COMPLEMENTO E OPSONIZZAZIONE Nei confronti di alcuni tipi di batteri (Gram-negativi) il complemento ha attivitàbattericida e litica; Altri tipi di batteri (Gram-positivi) invece, non vengono uccisi neppure in presenza del complemento. Il complemento, tuttavia, può indurre l uccisione del patogeno tramite opsonizzazione.

75 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine COMPLEMENTO E OPSONIZZAZIONE Batteri nel plasma + Ab & COMPLEMENTO Opsonizzazione Complemento & Fc receptor Fagocitosi

76 Meccanismi effettori contro patogeni& tossine COMPLEMENTO E OPSONIZZAZIONE Quando un anticorpo interagisce con un antigene sulla superficie cellulare, èmolto probabile che la cellula sia fagocitata. Quando il complemento è fissato al complesso antigene-anticorpo sulla superficie cellulare, la fagocitosi saràancora piùprobabile. Questo dipende dal fatto che molti dei fagociti, compresi macrofagi, possiedono recettori sia per gli anticorpi sia per il C3