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Malattie autoimmuni Le malattie autoimmuni sono forme morbose legate ad una disregolazione dei meccanismi di controllo della tolleranza nei confronti del self. Le risposte autoimmuni sono del tutto simili alle risposte ai patogeni ma in questo caso l’antigene che le attiva è un antigene self o autoantigene Quando sono attivate reazioni verso il self e non sono correttamente regolate possono causare una varietà di sindromi croniche chiamate malattie autoimmuni L’autoimmunità era stata chiamata da Paul Ehrlich horror autotoxicus L’incidenza delle malattie occidentali è del 5-7% autoimmuni nelle popolazioni Reazioni autoimmuni si possono verificare durante le normali risposte del sistema immunitario alle infezioni, tuttavia l’autoimmunità diventa malattia autoimmune quando porta a danni tissutali per l’organismo che ospita il processo. L’autoimmunità è una normale conseguenza riconoscimento MHC-ristretto del sistema immunitario del Una bassa rappresentanza di linfociti autoreattivi e di autoanticorpi è presente nell’organismo e può svolgere importanti funzioni fisiologiche Ad esempio il FATTORE REUMATOIDE (RF) riconosce immunoglobuline di classe G (IgG) aiuta la rimozione dal circolo di immunocomplessi potenzialmente pericolosi Gli anticorpi anti-idiotipo sono utili per la regolazione di risposte immunitarie eccessive Le malattie autoimmuni sono tradizionalmente suddivise in base ai bersagli dell’attacco del sistema immunitario. Se sono coinvolti antigeni espressi a livello di un particolare organo o ghiandola si parla di autoimmunità organo-specifica, come nel caso del Diabete Mellito, della Miastenia Grave, della Cheratite Erpetica Stromale. Se al contrario l’autoimmunità, non è limitata ad un singolo organo si parla di autoimmunità sistemica, come nel caso, del Lupus Eritematoso Sistemico e della Artrite Reumatoide. Figure 13-1 Molte malattie autoimmuni mostrano una certa frequenza tra i membri della stessa famiglia, questo suggerisce che la suscettibilità a tali malattie possa avere una base genetica Come i diversi geni contribuiscano allo sviluppo delle malattie autoimmuni non è noto. In genere sono coinvolti molteplici loci genici diversi In genere i diversi geni coinvolti hanno una penetranza bassa (non è infrequente trovare individui malati che non hanno le mutazioni o i polimorfismi genici associati con la malattia) quindi nessun gene può essere utilizzato come marker predittivo L’associazione di un dato allele con la malattia autoimmune si esprime in termini di RISCHIO RELATIVO IL rischio relativo misura l’incremento di frequenza di presentazione di una malattia negli individui con un determinato allele rispetto a quelli senza l’allele stesso In generale un rischio relativo maggiore di 1 indica l’associazione tra l’allele e la malattia.Più alto è il rischio relativo maggiore è l’associazione Spondilite anchilosante: Patologia infiammatoria che colpisce il sistema articolare della colonna vertebrale La patologia autoimmune può essere caratterizzata da: 1) produzione di anticorpi che reagiscono contro i tessuti dell’ospite; 2) produzione di cellule T effettrici che hanno reattività contro antigeni “self” dell’ospite. PATOGENESI DELLE MALATTIE AUTOIMMUNI Sia cellule che anticorpi possono mediare il danno tissutale I linfociti T possono funzionare da effettori direttamente responsabili del danno tissutale o come helper per la produzione di anticorpi Gli anticorpi possono attaccare i tessuti e gli organi bersaglio direttamente e attivare il complemento oppure possono formare immunocomplessi che precipitano nei piccoli vasi Nelle malattie sistemiche o non-tessuto specifiche è operante il meccanismo patologico anticorpo-mediato basato sulla formazione di complessi immuni Nelle malattie organo specifiche si osservano meccanismi patogenetici anticorpo- o cellulo-mediati diretti verso specifici antigeni espressi in specifici organi Il processo patologico comporta non solo una fase di riconoscimento specifico ma anche l’attivazione di funzioni effettrici verso il tessuto bersaglio esattamente come verso temibili patogeni estranei all’organismo In autoimmune diseases attributed to autoantibodies: Disease processes and tissue damage are due to Type II and Type III hypersensitivity reactions. In autoimmune diseases that have an autoreactive T cell component: Disease process and tissue damage due to Type IV hypersensitivity reactions. Type II Hypersensitivity Autoimmunity Autoimmune Diseases due to Type II Hypersensitivity Type III Hypersensitivity Autoimmunity Autoimmune Diseases due to Type III Hypersensitivity Type IV Hypersensitivity Autoimmune Diseases due to Type IV Hypersensitivity LUPUS ERITEMATOSO SISTEMICO La causa della malattia non è nota, più del 95% dei pazienti hanno alti titoli di Ig dirette contro componenti nucleari (anticorpi anti-nucleo, ANA) La deposizione dei complessi immuni a livello delle giunzioni dermoepidermiche provoca infiammazioni cutanee causate dall’attivazione del complemento Ipersensibilità di tipo III a livello di vari organi: reni, cuore, giunzioni articolari Eruzioni fotosensibili Artrite Reumatoide Malattia infiammatoria cronica con manifestazioni sistemiche ma che riguarda principalmente la sinovia articolare Ipersensibilità di tipo III Reattività dei linfociti CD4 Presenza di autoanticorpi denominati RF, anticorpi specifici per la porzione costante delle IgG SCLEROSI MULTIPLA Placche nel tessuto nervoso e nel midollo spinale, perdita di mielina. Il danno assonale interferisce con la trasmissione degli impulsi nervosi: perdita delle funzioni motrici, sensoriali, urinarie e gastrointestinali Attacco T-mediato del tessuto nervoso Figure 13-3 Figure 13-3 part 1 of 3 Miastenia Grave Una delle poche malattie autoimmunidi cui è noto l’autoantigene. E’ data dalla presenza di anticorpi che riconoscono il recettore per l’acetilcolina a livello della giunzione neuromuscolare. Bloccano il legame Ach-AchR e impediscono la trasmissione del segnale nervoso. Debolezza del movimento delle palpebre e nell’espressività facciale Debolezza degli arti e della muscolatura Il 60% dei casi mostra iperplasia del timo e il 10% timomi Etiologia ignota Forte associazione con HLA-D3, HLA-DQ2, HLAB8 Diabete Mellito Insulino-Dipendente Infiltrazione linfocitaria delle isole di Langerhans:insulite Molti gli autoantigeni Forte correlazione con alcuni HLA Causa ignota Tiroidite di Hashimoto Patologia infiammatoria caratterizzata dalla presenza del gozzo con o senza una diminuita produzione di ormoni tiroidei L’infiammazione è provocata da cellule Th1 con progressiva distruzione delle cellule follicolari tiroidee Un decremento della produzione degli ormoni tiroidei porta ad un aumento della produzione dell’ormone stimolante la tiroide (TSH) che stimola la proliferazione cellulare tiroidea (gozzo) Citochine, linfociti T citotossici e FAS-FASL sono tra le cause (non note)della distruzione della ghiandola Malattia di Graves Si instaura un ipertiroidismo e un gozzo dovuto a autoanticorpi stimolatori che si legano al TSHR Sono Ab IgG che legandosi ai recettori stimolano la crescita delle cellule folicolari tiroidee e incrementano la produzione di ormoni Proposed Mechanisms of Autoimmunity The cryptic bystander activation (C) describes theofnonspecific activation of self-reactive Th1 cells. The antigen modelmodel describes the initiation the autoimmune response by differential Activation of 2) and (1) theinterferons up-regulation of immune functions throughout processing of virus-specific self-peptides. Th1 Aftercells viral(1, infection to (IFNs) are secreted both by the tissue (3, 4) results in the increased infiltration of T cells to the site of infection and the activated virus-specific TH1 cells (2, 3) and virus-infected cells (4). This up-regulates the immune activationofofAPCs self-reactive Th1 cells by T-cell receptor (TCR)-dependent and TCR-independent functions (5) and can lead to APC engulfing self-peptides (6) (triangle). Cytokine activation mechanisms (5). Self-reactive T cells activated in this manner can then mediate self-tissue of APC can induce increased protease production and different processing of captured self-damage and further perpetuate the autoimmune (6). The presentation of these "cryptic" epitopes epitopes (triangle) resulting in "cryptic" response epitopes (star). can activate self-reactive Th1 cells (7) and lead to self-tissue destruction (8, 9). Of course, the abovedisplayed mechanisms are not mutually exclusive and the dotted arrows indicate some of the mechanistic intersection points that are possible. Molecular mimicry (A) describes the activation of cross-reactive TH1 cells that recognize both the In viral the epitope model (B), persistent viral infection (1) results in the activation ofin virus-specific epitopespread and the self-epitope (1). Activation of the cross-reactive T cells results the release of Th1 cells (2, 3), which mediate self-tissue damage (4) resulting in the release of self-peptides (5), which cytokines and chemokines (2) that recruit and activate resident and peripheral aremonocyte/macrophage engulfed by APCs and cells presented to self-reactive T-helper cells (sTH1) Continual damage and of that can mediate self-tissue damage (3).(6). The subsequent release release of self-peptides in theuptake spread of self-reactive immune response to multiple self- the self-tissue antigens results and their bytheantigen-presenting cells (APCs) perpetuates epitopes (6). autoimmune disease (4). Molecular Mimicry Herpes Stromal Keratitis L a C hera tite E rpe tica S trom ale (HS K ) una m alattia au to imm une de ll Õocc hio che ha com e org ano bersag li o la cornea (S tre il ein et al., 1997 ). L a cornea il tessu to traspare nte prese nte nell a par te frontale de ll Õocc hio pr im ar iam ente resp onsabil e de ll a m e ssa a fuoco de ll e imm ag ini sull a re tina. Ques to te ssuto com pre nde tre stra ti: un ep itelio fatto da c ell ule non chera tinizza nti, uno stro m a contenente chera to citi (fi broblas ti) imm ers i in una m atrice di tessu to conn ettivo e infi ne un endot e li o contenente ce ll ule che reg olano il contenuto di acqua nell o strom a. LÕHS K si svil uppa in segu ito all Õinfez ione de ll a par te sup er fi ciale de ll Õocc hio con il virus de ll ÕHerpe s di tipo 1 (HSV -1), u na m alattia infi amm ato ria rec idivante, spess o es tesa a entra m bi gli occ hi, nell a qua le le principali com pli caz ioni sono rapprese ntate d al glauc om a e da una irre vers ibil e com pr omi ssione de l te ssu to cornea le freque ntem ente condu ce nte a cec itˆ. L e ce ll ule T sono le pr incipa li re sponsabili d ell a distruz ione de l tessuto cornea le. LÕHS K la p rincipa le causa di cec itˆ n ei pa e si indus triali zz ati (Me tca lf a nd K au fm an, 1976) . Ne l topo lÕHSK indotta in m aniera riproduc ibil e 8-14 g iorni d opo lÕinocu laz ione di HSV -1 a li vell o de ll a cornea, amm ess o c he il topo s ia imm unocom pe tente. L a m alattia non pu ˜ , i nfatti, essere i ndott a nei topi sc id o nude, tot alm ente imm unocom pr om ess i. Inoltre la susce ttibili tˆ all a m alattia de ter mi nata in m anier a u nige nica domi nante da l locus de ll e imm unoglobuli ne ( Ig h). Qu indi cepp i d i topi inb red che hann o le varianti all eli che Òe/dÓ de l locus Ig h s ono altam ente susce ttibili , cepp i d i topi che hann o la var iante all eli ca ÒaÓ de l locus Igh sono parz ialm ente susce ttibili m entre i cepp i c he hanno la var iante all eli ca ÒbÓ sono res istenti Igh e/d: altamente suscettibili Igh a: mediamente suscettibili Igh b: resistenti + lÕHS K indotta da l cepp o K O S de ll ÕHSV -1 m ed iata da cloni T CD4 spec ifi ci pe r u n a ntige ne corneale b e c he cr oss-riconoscono anche un pep tide nell a reg ione CH3 de ll Õimm unoglobuli na IgG2a (pep tide 292 -308, Bpep ). I noltre stato a nche dim ostra to che un m ecca nism o di m olecu lar mimi cr y c he + coinv olge un s istem a a triplo riconoscim ento, in cui cloni T CD4 r iconoscono la prot eina de l caps ide vira le U L -6, i l pep tide Bpep e un pep tide c ornea le, esse nziale per l Õinduz ione de ll a m alattia (Zh ao et + al., 199 8). Sec ondo qua nto em ers o da ques ti studi le ce ll ule T CD4 s opra descr itte (c he riconoscono lÕantige ne cornea le, il Bpep e il pep tide di U L-6) , si attivano in segu ito al riconoscim ento de ll a pr ot ein a U L -6 de l caps ide di HSV -1 ( K OS ) e distrugg ono le ce ll ule de ll a cornea . T opi tra nsge nici pe r il TCR b che riconosce il pep tide 292 -30 8 (Bpep ) de ll ÕIgG 2a (C1 -6 TCR ) e che cr oss-riconosce anche il pep tide U L -6 s ono stati prodott i e sono risultati altam ente susce ttibili a HS K Da ques te osser vaz ioni si deduce, qu indi, che, nei topi susce ttibili , le ce ll ule T chera toge niche circ olanti e prese nti nei tessu ti li nfoidi per if er ici, so no attivate in segu ito all Õinfez ione vira le e all a prese nza de ll a pr oteina UL-6, pe r cu i p ossono rag giungere la cornea e iniziare il pr ocess o au toimm une. Ta li ce ll ule non sono rese toll era nti da ll e pr oteine de ll a cornea perc h , esse ndo essa un orga no imm unopr ivil eg iato, ques te pr oteine non sono access ibili . Vice versa nei topi res istenti le ce ll ule T b chera toge niche sono rese toll era nti da ll a prese nza de ll a pr oteina self IgG2a