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

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1 LINFOCITI B e IMMUNITA UMORALE UMORALE o anticorpo- I linfociti B sono responsabili dell IMMUNITA mediata. I linfociti B riconoscono gli antigeni nella loro 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

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: CD79a e CD79b. 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: in forma legata alla membrana dei linfociti B, dove fungono da recettori per l antigene (BCR o mig), in forma solubile (Ig o anticorpo). Circolano nel sangue e sono presenti nelle secrezioni dove svolgono la funzione effettrice dell immunità umorale neutralizzando ed eliminando gli antigeni.

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 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.

6 Struttura dell anticorpo

7 CATENE LEGGERE vle catene leggere possono essere di 2 tipi: k e l In ogni molecola di Ig le due catene leggere sono o k o l mai una di un tipo e l altra dell altro.

8 Le catene pesanti sono di 5 tipi. µ, g, d, a, e, Sono 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. CATENE PESANTI Le Ig di membrana (mig) possono essere solamente IgM o IgD Le Ig secrete possono essere IgM, IgG, IgA ed IgE. I vari isotipi si differenziano per le caratteristiche biologiche e le funzioni effettrici.

9 FRAMMENTI IMMUNOGLOBULINA (Ig) Mediante digestioni enzimatiche è possibile ottenere frammenti distinti: Le braccia laterali della Y, intera catena leggera e 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).

10 Caratteristiche delle classi principali degli anticorpi nell uomo Classe anticorpale Caratteristiche IgM IgD IgG IgA IgE Catene pesanti µ d g a e Catene leggere K o l K o l K o l K o l K o l 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

11 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.

12 Recettori dei linfociti maturi Ø I linfociti maturi posseggono una serie di recettori di membrana suddivisibili in 5 FAMIGLIE: 1. Recettori per l Ag (BCR = mig ) 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 utili per distinguere i vari tipi cellulari ed il loro grado di differenziamento

13 LA MATURAZIONE DEI LINFOCITI B AVVIENE NEGLI ORGANI LINFOIDI PRIMARI (MIDOLLO OSSEO): FASE AG-INDIPENDENTE Inizia dalla CELLULA STAMINALE LINFOIDE e termina con 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 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.

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

16 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 (linfonodi, milza, Malt), ), utilizzando gli HOMING RECEPTORS. I linfociti sono dotati di una CAPACITÀ DI RICIRCOLO MOLTO VIVACE, che permette loro di muoversi continuamente ATTRAVERSO IL SANGUE E LA LINFA. Il processo attraverso cui le varie sottopopolazioni linfocitarie utilizzano diverse vie di migrazione tessutale è denominato TRAFFICO O HOMING LINFOCITARIO.

17 L INCONTRO CON L ANTIGENE AVVIENE NEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI: FASE AG-DIPENDENTE ²NEGLI ORGANI LINFOIDI SECONDARI (linfonodi, milza, Malt), INCONTRERANNO L ANTIGENE ²sospenderanno la loro attività di ricircolo ²Gli organi linfoidi secondari assicurano un microambiente specializzato ²Ciò favorisce L ESPANSIONE CLONALE DEI LINFOCITI ATTIVATI DALL ANTIGENE E LA LORO DIFFERENZIAZIONE IN CELLULE EFFETTRICI E IN CELLULE MEMORIA.

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

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

20 Plasmacellule il citoplasma è 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 non contengono i prodotti di secrezione come ritenuto in passato; probabilmente sono il deposito di prodotti di sintesi non utilizzabili