Immunit innata Immunit innata Risposta immediata Difese attive

Immunità innata

Immunità innata • Risposta immediata • Difese attive costitutive • Ampio raggio d’azione • Non si espande in maniera esponenziale • Può essere sopraffatta da un’elevata carica batterica • Non è dotata di memoria

Complementarietà dell’immunità innata e acquisita + Sempre “contro” Risposta rapida + Non necessita + di un primo contatto con l’Ag - Non “on” fino a quando non entra in contatto con un Ag - Risposta lenta + Risposta intensa Protezione migliore in caso di secondo contatto con l’Ag + - Può essere sopraffatta - Non è dotata di memoria Presentazione dell’Antigene Citochine

SISTEMA IMMUNITARIO Eventi cellulari e molecolari che caratterizzano le risposte umorali e cellulari MECCANISMI DI DIFESA ASPECIFICI MECCANISMI SPECIFICI PRIMA LINEA DI DIFESA SECONDA LINEA DI DIFESA TERZA LINEA DI DIFESA • CUTE • SALIVA • SECREZIONI MUCOSE RICCHE DI PROTEINE ANTIMICROBICHE • MUCO • ACIDITA’ LIQUIDI • LEUCOCITI FAGOCITARI • PROTEINE ANTIMICROBICHE • RISPOSTA INFIAMMATORIA • IMMUNITA’ UMORALE • CELLULARE (LINFOCITI E ANTICORPI)

Barriere fisiche e fisiologiche • Ruolo: Barriere fisiche impediscono l’ingresso dei microrganismi Barriere fisiologiche inibiscono la replicazione dei microrganismi

Cute Prima linea di difesa • impedisce l’ingresso di patogeni nei tessuti • Le cellule della cute in superficie producono cheratina Il sebo contiene acido lattico che mantiene il p. H acido (~4) Flora batterica normale (organismi commensali o simbionti) Ruolo della flora normale: • Competizione con i microrganismi esogeni per sede, nutrienti, O 2…(antagonismo microbico) • produzione di batteriocine, antibiotici, azione di batteriofagi… • Metaboliti (acido lattico abbassamento p. H acido-tolleranti)

Superfici delle Mucose • Non cheratinizzano • Goblet cells: secernono muco

Le regioni epiteliali di alcuni distretti non possono essere classificati né come cute né come mucose La cornea • E’ priva di flora batterica • Lacrime (lisozima)

Occhi: • Lavaggio lacrimale • lisozima Cute: • Barriera anatomica • Secrezioni antimicrobiche Apparato respiratorio: • Muco • Epielio ciliato • Macrofagi alveolari Apparato gastroenterico: • Acidità gastrica • Flora batterica intest. Sistema genito-urinario: • Lavaggio con l’urina • Acidità dell’urina • Lisozima • Acido lattico vaginale

Effettori enzimatici e proteici delle mucose Antibatterico Soprattutto su gram-positivi, perché idrolizza Nacetilglucosamina (NAG) e acido N-acetilmuramico (NAM) , portando a lisi la cellula batterica Lisozima o muramidasi E’ un enzima a carattere fortemente basico. Nell’uomo, è presente in diversi distretti tra cui il plasma, la saliva, il liquido lacrimale e il latte materno. Immunostimolante E’ in grado di produrre un quadro di immunostimolazione sistemica, dopo somministrazione orale, sia in modelli sperimentali preclinici sia in trials clinici nell’uomo, indipendentemente dalla sua attività enzimatica.

Effettori enzimatici e proteici delle mucose Per distruggere proteine di membrana di virus e batteri

Effettori enzimatici e proteici delle mucose Peptidi anti-microbici Si inseriscono nel doppio strato fosfolipidico di membrana e distruggono la permeabilità di virus e batteri gram-negativi defensine α-defensine β-defensine

Effettori enzimatici e proteici delle mucose Proteine che sequestrano il Ferro libero presente nell’organismo Lattoferrina nelle secrezioni delle mucose (saliva, lacrime, latte) e nei granuli dei granulociti neutrofili Protegge i neonati da infezioni all'apparato gastrointestinale Entrambe sottraggono il ferro ai microbi, inibendone le loro attività enzimatiche. Legando lo ione ferrico inibiscono l'attività e le capacità aggregative dei batteri gram-negativi e dei virus verso le membrane cellulari. Poiché alcuni batteri richiedono Fe per poter effettuare la replicazione cellulare, ne impedisce la proliferazione Protegge i neonati da infezioni all'apparato gastrointestinale. N. B. Alcuni batteri (Esc. Coli) possiedono chelanti del ferro che permettono al microrganismo di procurarselo anche in presenza di lattoferrina. Transferrina nel sangue

Complemento E’ un complesso sistema multifattoriale, costituito da oltre 30 proteine, che ha la funzione di modulare ogni fase della risposta immunitaria. • E’ un costituente importante dell’immunità innata e dell’immunità adattativa; • è uno dei primi sistemi attivati in risposta ad una infezione • E’ tra le forme di difesa più primitive contro le infezioni e filogeneticamente più antico • Le molecole del complemento si trovano nel sangue o nei liquidi biologici, in forma inattiva (proenzimi o zimogeni) finché non sono attivati. • Il meccanismo di attivazione è un meccanismo a cascata, in cui il primo elemento agisce sul successivo , rendendolo attivo e quindi capace di agire sull’elemento successivo. • Il meccanismo terminale dell’azione del complemento è la formazione di un “complesso litico”, detto complesso d’attacco alla membrana (MAC), costituito dai fattori che vanno dal C 5 al C 9, che è in grado di eliminare i microbi.

Funzioni : Lisi : delle membrane cellulari , batteriche e dell’involucro lipoproteico di alcuni virus per azione del complesso litico (C 5 b-C 9) Complemento Opsonizzazione : delle cellule capaci di fagocitosi (C 3 b, C 4 b) Risposta infiammatoria : mediante liberazione di sostanze ad azione anafilattica (vasoattiva) e chemiotattica, che favoriscono il richiamo locale di cellule fagocitanti (C 3 a, C 5 a) Rimozione degli immunocomplessi: avviene tramite il legame tra un frammento del complemento (C 3 b) e i recettori presenti su alcune cellule.

Funzioni Biologiche del Complemento B CELL ACTIVATION regolazione dell’attivazione dei linfociti B e della risposta anticorpale

Funzioni del Complemento Benefiche per l’ospite: -lisi dei batteri e delle cellule infettate -opsonizzazione e fagocitosi -regolazione dell’attivazione dei linfociti B e della risposta anticorpale -clearance dei complessi immuni -clearance di cellule apoptotiche Dannose per l’ospite: -infiammazione -anafilassi

VIE DI ATTIVAZIONE DEL COMPLEMENTO

VIA della LECTINA Figure 2 -19 Attivazione dei linfociti B Solubilizzazione degli immunocomplessi

Attivatori del complemento Superfici microbich e cariche Carboidra ti batterici Prot. Fase Acuta Complessi Ag-Ab Altri attivatori Attivazione del Complemento Sistema delle chinine Fibrina (cascata della coagulazion e) Complemento (inattivo) Complemento (attivo)

VIA DELLA LECTINA (anticorpo indipendente) MBL (Mannan Binding Lectin) e’ una collectina presente nel siero, omologa al C 1 q Si lega ai gruppi di mannosio presente sulle superfici batteriche Interagisce con MASP 1 e MASP 2 (Mannan Associated Serine Protease), omologhe a C 1 r e C 1 s, che attivano C 4 e C 2 portando alla formazione della C 4 b. C 2 b, la C 3 convertasi della Via Classica, che scinde il C 3 in C 3 a e C 3 b

FATTORI DI INNESCO DELLA VIA ALTERNATIVA • Molti ceppi di batteri gram-positivi e gram-negativi • LPS dei batteri gram • L’acido teicoico della parete dei gram+ • Funghi e la parete dei lieviti (zymosan) • Alcuni virus e cellule infettate da virus • Alcune cellule tumorali • Parassiti (tripanosomi) -

Effettori cellulari dell’immunità innata

Effettori cellulari dell’immunità innata

Effettori cellulari dell’immunità innata

La trasduzione del segnale è necessaria per l’attivazione cellulare

Meccanismi di riconoscimento • Recettori endocitici : servono a stimolare l’endocitosi e la fagocitosi (es: recettore per il mannosio- CR 3 del complemento) • Collettine Solubili: sono pattern recognition receptors (conglutinina; CL-43: MBL; surfattanti A e D “SP-A e SP-D) sono specifiche per i carboidrati ad lato contenuto di Mannosio. Sono in grado di legare il virus dell’influenza e di inibirne la capaictà infettiva • Lectine di tipo C: molecole di membrana sulle cellule DC e di Langherans servono a catturare l’Ag e di internalizzarlo. Mediano l’interazione di DC e LC con altre cellule • Toll-like receptors : servono ad interagire con prodotti microbici denominati pathogen-associated molecular patterns (PAMPs)

Pathogen-associated molecular pattern (PAMP) Innate immune recognition components di pareti batteriche Gram-negative bacteria Gram-positive bacteria

Recettore Ligando (interno/esterno) TLR 1 TLR 2 TLR 3 TLR 4 TLR 5 TLR 6 TLR 7 TLR 8 TLR 9 TLR 10 Regola il TLR 2 Lipoarabinomannano (micobatteri) Acido lipoteicoico (batteri gram +) Peptidoglicano (batteri gram -) Doppia elica RNA LPS (batteri gram -) Flagellina (numerosi batteri) Regola il TLR 2 Singola elica RNA Sequenze specializzate Cp. G del DNA ? TLR 11 TLR 12 TLR 13 Toxoplasma profilin ? ?

Localizzazione cellulare dei TLRs I TLRs che riconoscono gli acidi nucleici si trovano nel cytosol

Delivery of LPS to TLR 4 by lipid transfer proteins • L’LPS richiede la partecipazione di altre proteine (co -recettori): CD 14, CD 55 e MD-2

Una volta che il TLR riconosce il suo ligando trasmette segnali di attivazione

La via meglio caratterizzata è quella dell’NF-κB Il legame con il ligando induce la dimerizzazione di TLR Reclutamento di altre molecole del segnale Multimerizzazione dei TIR (domini di morte) presente nella porzione C-terminale di My. D 88 e N-terminale di IRAK

Risposte innate nei confronti delle infezioni virali Nelle infezioni virali il più importante meccanismo d’interferenza è mediata dagli INTERFERONI

IFN sono una delle prime linee di difesa contro i virus in quanto indotta prima che qualsiasi altro meccanismo di difesa inizi a comparire (ad es. anticorpi, celllule T etc. . ) • • • IFN-alfa (detto anche IFN leucocitario) IFN-beta (IFN dei fibroblasti) IFN-gamma(anche noto come IFN immune) L’ IFN-α e IFN-β sono anche detti IFN di Tipo I, L’ IFN-γ è detto IFN di tipo II. Ci sono 20 sottotipi di IFN-α, ma solo 1 per IFN-β e 1 per IFN-γ. • IFN-κ (cheratinociti)

Risposta Immunitaria Risposta Sistemica