Transcript Diapositiva 1 - Patologia Sperimentale

IMMUNITA’ SPECIFICA
RECETTORI PER L’ANTIGENE
GLI ANTICORPI
STRUTTURA E FUNZIONE
DELLE VARIE CLASSI DI IMMUNOGLOBULINE
GLI ANTICORPI
Gli anticorpi sono molecole prodotte in risposta
ad un antigene e sono capaci di formare un
legame specifico con la sostanza che li ha
indotti.
Gli anticorpi sono glicoproteine ed appatengono
alla famiglia delle GLOBULINE (proteine
globulari del siero).
Le Ig, o molecole anticorpali, sono
glicoproteine costituite da due tipi di catene
legate da ponti S-S, e da una quota di 4-18%
di carboidrati.
L'unità di base delle Ig ha un PM di circa 150
KD. Consta di due catene leggere denominate L
(light) e di due pesanti denominate H (heavy).
Le catene sono unite tra loro soprattutto da
ponti S-S ed in minor misura da forze non
covalenti.
Ciascuna catena è costituita da una parte
costante (CH e CL) ed una variabile (VH e VL).
Nelle regioni V, equivalenti al sito di legame
per l'Ag la sequenza di Aa varia nei diversi
anticorpi.
Le catene sono ripiegate tridimensionalmente in
loops o domains (domini globulari), determinati
da legami S-S intracatena: le catene leggere
hanno una sola VL ed una CL. Le pesanti hanno
invece VH, CH1, CH2, CH3.
FRAMMENTI PROTEOLITICI DI UNA IMMUNOGLOBULINA
Le molecole Ig sono clivate
dagli enzimi papaina (A) e
pepsina (B) nel sito indicato
dalle frecce.
La digestione con papaina
permette la separazione di due
frammenti in grado di legare
l’antigene (frammenti Fab)
dalla porzione dell’anticorpo
IgG che attiva il complemento
e che si lega ai recettori Fc
(frammento Fc).
La digestione con pepsina
genera un singolo frammento
bivalente in grado di legare
l’antigene F(ab’)2
Caratteristiche delle IgG
•Costituiscono la principale componente delle
immunoglobuline; hanno un peso molecolare di
150kDa e si presentano come MONOMERI
•Sono in grado di legarsi ad un gran numero di
cellule (granulociti, macrofagi e cellule NK).
•Sono in grado di attraversare la placenta
•Sono in grado di attivare il complemento
(Attraverso la via classica; tranne sottotipo Ig4)
STRUTTURA DI UN ANTICORPO
Diagramma schematico di una IgG secreta. I siti che legano l’antigene sono formati dalla
giunzione di domini variabili di catene leggere (VL) e catene pesanti (VH).
Diagramma schematico di una IgM legata alla membrana di un linfocita B. le IgM hanno un dominio in
più nella catena pesante rispetto alle IgG ed ha porzioni citoplasmatiche che ancorano la molecola alla
membrana.
Struttura di una IgG umana ottenuta da cristallografia a raggi X. In questo diagramma le catene
pesanti sono colarate in blu e rosso, quelle leggere in verde e i carboidrati sono mostrati in grigio.
STRUTTURA DELLA CATENA LEGGERA DI UN ANTICORPO
Le regioni varabili (V) e costanti (C) si ripiegano indipendentemente in due domini IG. Ogni dominio
è composto da due serie antiparallele di foglietti b (le frecce rosse e gialle). I tratti blu si riferiscono
a due ponti disolfuro.
LEGAME DI UN ANTIGENE ALL’ANTICORPO
CLASSI E SOTTOCLASSI
DELLE IMMUNOGLOBULINE
Nell’uomo vi sono 5 classi principali ed alcune
sottoclassi di immunoglobuline con proprietà
chimico-fisiche
biologiche
(peso
molecolare,
(opsonizzazione)
e
carica…),
sierologiche
(reazione con l’antigene) diverse che dipendono
essenzialmente dalla struttura primaria delle
catene pesanti.
Possiamo distinguere cinque tipi di
catene pesanti che determinano la
classe dell’anticorpo:
•Gamma: γ

IgG
•Alfa: α

IgA
•Mu: µ

IgM
•Delta: δ

IgD
•Epsilon: ε

IgE
ISOTIPI DEGLI ANTICORPI UMANI
Isotipo dell’
anticorpo
Sottotipo
IgA
IgA1, 2
IgD
IgE
IgG
IgM
Nessuno
Nessuno
IgG1-4
Nessuno
Catena H
Concentr.
nel siero
(mg/ml)
Emivita
Plasmatica
(giorni)
Funzioni
a (1 o 2)
3.5
6
Immunità delle
mucose
3
Recettore per l’ag
dei linfociti B
naive
2
Ipersensibilità
immediata, difesa
contro gli elminti
23
Opsonizzazione,
attivazione del
complemento,
citotossicità Abdipendente e
cellulare,
immunità
neonatale,
feedback inibitorio
delle cellule B
5
Recettore per l’Ag
dei linfociti B
naive, attivazione
del complemento
d
e
g (1,2,3 o 4)
m
Tracce
0.05
13.5
1.5
IgM
Caratteristiche delle IgM
•Possono trovarsi sia in forma MONOMERICA
(presenti sulla membrana del linfocita B maturo),
o in forma PENTAMERICA (circolanti nel
siero).
•Sono le prime Immunoglobuline ad essere
prodotte.
•Sono presenti
basse (8-10%).
in
concentrazioni
piuttosto
•Hanno un’elevata capacità di attivazione del
complemento.
IgA
Caratteristiche delle IgA
•Rappresentano la seconda classe di Ig circolanti
con circa il 15% ma si trovano in percentuale
molto più alta nelle secrezioni (Latte, saliva,
lacrime, secrezioni nasali) e a livello delle mucose
del tratto bronchiale e digerente dove svolgono
un importante ruolo nei meccanismi di difesa in
quanto impediscono l’aderenza dei microrganismi
all’epitelio impedendone la proliferazione
•Si trovano in forma MONOMERICA (Ig di
membrana) o in forma DIMERICA (Ig nel siero).
•Abbiamo sottoclassi IgA1 e 2 anche in questo
caso dipendono da differenze antigeniche nella
CH. IgA1 prevalgono nel siero,
IgA2 nelle
secrezioni. Le IgA secretorie si trovano
esclusivamente
nelle
secrezioni
esterne,
(lacrime, saliva, secrezioni intestinali, colostro),
in cui il rapporto IgG/IgA è <1
•In quelle non in contatto con l'esterno (sinovia,
liquido amniotico, pleurico e
peritoneale) il
rapporto IgG/IgA è di 5:1,simile a quello
del siero
IgE
Caratteristiche delle IgE
•Le IgE umane hanno circa un peso di 190 kDa e
sono presenti nel siero delle persono normali alla
concentrazione di 0.003%
•Una volta prodotte, si legano ai recettori per il
frammento Fc espresso dai mastociti, si
aggregano e danno inizio ad un processo detto di
DEGRANULAZIONE mediante il quale si liberano i
mediatori chimici tra cui l’ISTAMINA.
•Negli
individui
non
allergici,
un’elevata
concentrazione di IgE indica una infestazione di
tipo parassitario.
IgD
Caratteristiche delle IgD
•Si presentano come monomeri ed hanno un
peso di circa 150 kDa.
•Costituiscono circa l’1% delle Ig circolanti.
•La
loro
funzione
tuttavia
non
è
chiara:
sembra che queste immunoglobuline abbiano
funzione di recettore per l’antigene.
FLESSIBILITA’ DELLE MOLECOLE ANTICORPALI
I due siti anticorpali che legano l’antigene si possono legare contemporaneamente a due determinanti
separati da distanze diverse.
In A la molecola di Ig si lega a due epitopi espressi su una membrana cellulari ben distanziati fra loro.
In B lo stesso anticorpo si lega a due determinanti situati in posizione ravvicinata.
Tale flessibilità è dovuta alla regione cerniera localizzata tra il primo e il secondo dominio costante della
catena pesante (CH1 e CH2) che consente il movimento dei siti combinatori in maniera indipendente dal
resto della molecola.
FORME SECRETE E DI MEMBRANA DELLE CATENE PESANTI DELLE IMMUNOGLOBULINE
ESPRESSIONE DELLE IMMUNOGLOBULINE DURANTE LA MATURAZIONE DEI LINFOCITI B
VALENZA E AVIDITA’ DELL’INTERAZIONE ANTIGENE-ANTICORPO
COMPLESSI ANTIGENE-ANTICORPO
ECCESSO DI ANTICORPI: immunocomplessi piccoli.
EQUIVALENZA: immunocomplessi grandi.
ECCESSO DI ANTIGENI: immunocomplessi piccoli.
MODIFICAZIONI NELLA STRUTTURA ANTICORPALE DURANTE LA RISPOSTA IMMUNITARIA UMORALE
STRUTTURA E FUNZIONE
DEL RECETTORE DEL LINFOCITA T
(TCR)
RECETTORE DEL LINFOCITA T E RECETTORE DEL LINFOCITA B
Il riconoscimento dell’antigene e di trasduzione del segnale sono mediate da proteine
diverse del complesso recettoriale dei linfociti T e dei linfociti B.
STRUTTURA DEL TCR
RECETTORI PER L’ANTIGENE E MOLECOLE ACCESSORIE
DOMINI DELLE PROTEINE Ig E TCR
RUOLO DEL TCR ab NEL RICONOSCIMENTO DELL’ANTIGENE
MATURAZIONE E SELEZIONE
DEI LINFOCITI B E T
STADI DELLA MATURAZIONE DEI LINFOCITI
PUNTI DI CONTROLLO NELLA MATURAZIONE DEI LINFOCITI
PROCESSI DI SELEZIONE NELLA MATURAZIONE LINFOCITARIA
ORGANIZZAZIONE DEI LOCI
Ig NELL’UOMO NELLA LINEA GERMINATIVA
DOMINI DELLE PROTEINE Ig E TCR
ORGANIZZAZIONE DEI GENI DEL TCR UMANO NELLA LINEA GERMINATIVA
RIARRANGIAMENTO DEI GENI DEL RECETTORE PER L’ANTIGENE NELLE CELLULE B
DIVERSIFICAZIONE DEI GENI PER IL RECETTORE PER L’ANTIGENE NELLE CELLULE B
(RICOMBINAZIONE SOMATICA)
RICOMBINAZIONE V(D)J
REGOLAZIONE TRASCRIZIONALE DEI GENI Ig
DIVERSIFICAZIONE GIUNZIONALE
AGGIUNTA DEI NUCLEOTIDI PER RIPARARE ROTTURE ASIMMETRICHE O PER GENERARE NUOVE SEQUENZE
RICOMBINAZIONE E ESPRESSIONE DEI GENI DELLE CATENE PESANTI E LEGGERE DELLE Ig
MATURAZIONE DEI LINFOCITI: RECETTORI DELLE CELLULE PRE-B E PRE-T
LINFOCITI B: COESPRESSIONE DI IgM E IgD
STADI DELLA MATURAZIONE DEI LINFOCITI B
STADI DELLA MATURAZIONE DEI LINFOCITI T
MATURAZIONE DEI LINFOCITI T NEL TIMO
RICOMBINAZIONE ED ESPRESSIONE DEI GENI DELLE CATENE a E b DEL TCR
ESPRESSIONE DI CD4 E CD8 SUI TIMOCITI
PROCESSI DI SELEZIONE NEL TIMO
MATURAZIONE E SELEZIONE DEI LINFOCITI T IN UN MODELLO MURINO TRANSGENICO PER IL TCR
RUOLO DEI PEPTIDI NELLA SELEZIONE POSITIVA