Universit degli studi di Pisa Fondamenti di Immunologia

Università degli studi di Pisa Fondamenti di Immunologia e e Reumatologia Dott. ssa Marta Mosca Ricercatore in Reumatologia Dipartimento di Medicina Interna

Argomenti • Epidemiologia delle malattie reumatiche, il peso sociale delle malattie reumatiche • Il sistema immunitario • Malattie autoimmuni sistemiche: – lupus eritematoso sistemico, – sindrome di Sjögren, – sclerodermia, – sindrome da anticorpi anti-fosfolipidi, – miopatie infiammatorie idiopatiche, – vasculiti sistemiche • Artrite reumatoide • Osteoartrosi • Osteoporosi • Fibromialgia • Polimialgia reumatica • Le immunodeficienze

Epidemiologia delle malattie reumatiche

Cosa sono le malattie reumatiche? • Condizioni morbose che determinano disturbi a carico dell’apparato locomotore e in generale dei tessuti connettivi di tutto l’organismo. • La reumatologia è la branca che studia tali condizioni.

La classificazione delle malattie reumatiche Reumatismi infiammatori Osteoartrosi e altre forme degenerative . 1 Artrite reumatoide e varianti, Spondiloartriti e artriti sieronegative. 2 Cronici dell’infanzia. 3 Transitori o ricorrenti . 1 Osteoartrosi primaria. 2 Osteoartrosi secondaria. 3 Degenerazione disco intervertebrale. 4 Artropatia iperostosante dismetabolica. 5 Artropatia acromegalica. 6 Condromalacia della rotula Connettiviti . 1 Lupus eritematoso. 2 Sclerodermia. 3 Polimiosite/dermatomiosite. 4 Sindrome di Sjögren. 5 Fascite diffusa. 6 Sindromi overlap. 7 Vasculiti. 8 Polimialgia reumatica. 9 Panniculite ricorrente. 10 Policondrite ricorrente Artropatie da alterazioni metaboliche 1. Artriti da microcristalli. 2 Artropatie da deposito Artriti da agenti infettivi. 1 Artriti infettive. 2 Artriti reattive Sindromi neurologiche e neurovascolari. 1 Neuropatie da compressione. 2 Sindromi algodistrofiche. 3 Artropatie neurogene Malattie dell’osso 1. Osteoporosi. 2 Osteomalacia. 3 Malattia di Paget. 4 Osteite condensante di ileo/ pube. 5 Osteonecrosi asettiche. 6 Osteiti infettive e tossiche Neoplasie e sindromi paraneoplastiche 1. Neoplasie delle articolazioni. 2 Sinovite villonodulare. 3 Sindromi paraneoplastiche

• Malattie infiammatorie e malattie non infiammatorie, es artrite reumatoide e artrosi • Malattie: – Autoimmunitarie, es LES – Degenerative, es osteoartrosi – Infettive, es artriti settiche – Metaboliche, es gotta

Epidemiologia

Età di insorgenza delle principali malattie reumatiche Artrite reumatoide Artrite psoriasica Connettiviti Fibromialgia Osteoporosi Artriti giovanili 0 10 Osteoartrosi Gotta Spondilite anchilosante Polimialgia reumatica 20 30 40 Età 50 60 70 80 90 e oltre

Prevalenza malattie reumatiche (espresso come n° casi/100, 000 abitanti) Osteoartrosi Artrite reumatoide Artrite psoriasica Spondilite anchilosante 20, 000 300 -2000 100 -200 Sjogren LES Sclerodermia 300 -1500 20. 3 19 -75 Polimiosite-dermatomiosite 4

Caratteristiche cliniche comuni • Malattie croniche • Andamento che alterna riacutizzazioni e remissioni • Potenzialmente invalidanti • Possibile impegno multiviscerale • Valutazioni ambulatoriali regolari • Necessità di terapie croniche

La Reumatologia…. . • Branca molto eterogenea • Include malattie ad eziologia e patogenesi estremamente differente • Pazienti di ogni fascia di età e sesso • Alcune malattie reumatiche sono molto frequenti (osteoartrosi, osteoporosi, fibromialgia, artrite reumatoide)

Approccio al paziente reumatico

La valutazione del malato reumatico • Valutazione della attività di malattia • Valutazione del danno prodotto dalla malattia • Valutazione della qualità di vita: – health assessment questionnaire – SF 36 – altro…. .

Il dolore in reumatologia • Il dolore cronico è una fonte principale di stress • Il controllo del dolore è centrale per il benessere psicologico del paziente e per limitare la sua invalidità • Nel tempo il dolore causa intolleranza, irritabilità, demoralizzazione, perdita di concentrazione Circolo vizioso in cui il dolore causa inattività e depressione che a loro volta aumentano il dolore

Tipo di dolore Infiammatorio Meccanico Fibrositico Nevralgico Osteoporotico Sede Articolare Extra-articolare Territorio di un nervo Vertebrale Costanza nella sede Fisso Migrante Fisso Costanza nel tempo Persistente Incostante Persistente Massima intensità Mattutina Serale Variabile mattutina Variabile Serale Carattere Tensivo Gravativo Trafittivo Gravativo Dolore notturno Presente In fase avanzata Presente In fase iniziale In fase avanzata Effetto del movimento Si accentua Compare Variabile Si accentua Effetto del riposo Persiste Scompare Talora aumenta Secondo postura Talora si attenua Effetto calore locale Variabile Si attenua Modesto Effetto freddo locale Si attenua Si accentua Modesto Effetto meteorologico Modesto Evidente Molto evidente Modesto Dolorabilità pressione Articolare Punti trigger Decorso nervoso Vertebrale Manovre per accentuarlo Mobilizzazione articolare Mobilizzazione mobilizzazione articolare brusca arti Compression e indiretta nervo Percussione corpi vertebrali obiettività Articolare artrosica Assente Vertebrale, cifosi Articolare infiammatoria Assente

Artrite reumatoide Sindrome di Sjögren Spondilite anchilosante Artrosi Dolore articolare, infiammazione di una articolazione (oltre 100 malattie specifiche) Gotta Artrite reumatoide giovanile Sclerodermia Lupus eritematoso sistemico

Gestione psicosociale delle malattie reumatiche • Una assistenza completa al paziente richiede che il medico sia attento alle necessità psicologiche del paziente stesso • Il danno psicologico fa parte di molte malattie croniche • E’ quindi importante che il medico sia capace di aiutare il paziente a superare anche tali problemi • Nella gran parte delle malattie reumatiche, tra medico e paziente si sviluppa una relazione che dura tutta la vita nella quale gli aspetti del normale vivere quotidiano e le fasi della malattia si intersecano in modo complesso

Il peso sociale delle malattie reumatiche

Impatto sociale • La artrite e le malattie muscoloscheletriche sono più frequenti e sono causa di disabilità molto più delle malattie cardiache o del cancro • Malattie CRONICHE!!!

Malattie croniche causano invalidità Malattie reumatiche Malattie della colonna Malattie cardiache Malattie polmonari Ipertensione Rigidità o deformità di un arto Diabete Cecità o riduzione della vista Sordità o riduzione dell’udito Ictus 0 2 4 6 8 10 12 14 Percentuale delle disabilità Source: MMWR, 1994 16 18

Il sistema immunitario

Definizione Complesso sistema di cellule e molecole che collaborano strettamente fra di loro con lo scopo di difendere l’organismo contro agenti esterni

Risposta immunitaria Reazione a sostanze estranee all’organismo (microbi, trapianti, proteine ambientali), indipendentemente dal significato fisiologico o patologico della stessa.

I tipi di risposta immunitaria • Immunità naturale: è presente dalla nascita e include elementi non specifici (barriere fisiche, enzimi, macrofagi), non è specifica e non ha memoria. • Immunità acquisita: le sue caratteristiche principali sono la specificità e la memoria.

Risposta immunitaria acquisita (specifica) • Si tratta di una risposta immunologica in cui le cellule responsabili sono in grado di riconoscere l’agente penetrato nell’organismo come estraneo e di reagire contro di esso • Viene mantenuto un “ricordo” di tale reazione che facilita l’eliminazione dell’agente estraneo in successivi incontri • L’agente estraneo viene definito ANTIGENE

Le cellule della risposta immune acquisita • Cellule presentanti l’antigene (APC) • Linfociti T (thymus derived) • Linfociti B (bone marrow derived)

I tipi di risposta immune acquisita • Risposta umorale: – mediata dagli anticorpi – le cellule di questo tipo di immunità sono i linfociti B – difesa principale contro microbi extracellulari e tossine • Risposta cellulo-mediata: – le cellule di questo tipo di immunità sono i linfociti T – difesa principale contro microbi intracellulari (ex virus)

Gli anticorpi • Gli anticorpi o immunoglobuline sono delle proteine presenti nel siero • La maggior parte degli anticorpi sono presenti nella frazione delle gamma-globuline del siero • Si legano in modo specifico all’antigene che ne ha causato la produzione • Gli anticorpi sono secreti dai linfociti B • Gli anticorpi possono essere di diverse classi: Ig. G, Ig. A, Ig. M, Ig. E, Ig. D

Fasi della risposta immune • Fase del riconoscimento: legame dell’antigene a recettori specifici. • Fase di attivazione: in risposta all’antigene i linfociti proliferano e si differenziano (in cellule effettrici o memoria). • Fase effettrice: eliminazione dell’antigene.

La risposta immune acquisita Plasmacellule Attivazione e proliferazione ANTIGENE Anticorpi Attivazione ICAM-1 LFA- 1 Antigene + Class II MHC B-cell CD 40 L TCR-CD 3 complex B 7 -1/B 7 -2 CD 40 IL-2 IFN-g CD 28 Macrofagi attivati TNF alfa IL-6 IL-1 Macrofago IL-2 R CD 2 LFA-3 CD 8/CD 4 T cells (IL-1) APC CD 4+ T-cell CD 4+ T cell attivata T-cells

I tessuti linfoidi • Tessuti linfoidi primari: – rappresentano le sedi in cui i linfociti vanno incontro a maturazione – midollo osseo e timo • Tessuti linfoidi periferici: – sedi in cui vengono iniziate e si sviluppano le risposte dei linfociti agli antigeni – linfonodi, milza, tessuti linfoidi associati alle mucose, sistema immunitario cutaneo

Cosa è la autoimmunità? • Sviluppo di una risposta immunitaria nei confronti dei propri antigeni (il cosiddetto “self”) • Nel 1900 Paul Erlich descrisse tale condizione come “horror autotoxicus” proprio per indicare le reazioni immunitarie dannose rivolte contro il self • Si distinguono due tipi di malattie autoimmuni – malattie organo-specifiche: ex tiroidite autoimmune, vitiligine, psoriasi…. – malattie sistemiche: connettiviti….

Cosa sono gli auto-anticorpi? auto • Immunoglobuline • Sono rivolti contro antigeni “propri” (SELF) • Possono essere “organo-specifici” (per esempio gli anticorpi rivolti contro antigeni della tiroide) o “non organo-specifici” (per esempio gli anticorpi anti-nucleo)

Gli autoanticorpi Significato clinico • Valore diagnostico: anticorpi marker • Valore clinico/prognostico: correlazione fra anticorpi di determinate specificità e danno d’organo o attività di malattia

Autoanticorpi più comunemente ricercati nelle malattie autoimmuni sistemiche: • Anticorpi antinucleo, anticorpi anti-ds. DNA, anticorpi anti-ENA • Anticorpi anti-fosfolipidi • Fattore reumatoide

Gli anticorpi anti-nucleo

Anticorpi antinucleo Definizione • Anticorpi non-organo antigeni “self” • Antigeni a sede citoplasmatica specifici nucleare, rivolti contro nucleolare e • Tali antigeni sono: – Intracellulari, normalmente inaccessibili – Filogeneticamente conservati – Implicati in importanti funzioni cellulari (sintesi proteica, polimerizzazione di acidi nucleici, varie funzioni di trasporto)

Anticorpi antinucleo Classificazione • Anticorpi diretti contro dessossiribonucleoproteico (DNA) l’acido • Anticorpi diretti contro proteine associate al DNA • Anticorpi diretti contro proteine associate all’acido ribonucleoproteico (RNA), a localizzazione non esclusivamente nucleare ma anche nucleolare o citoplasmatica

Anticorpi antinucleo Classificazione degli autoantigeni Antigene Associazione clinica Acidi nucleici (nucleo) ss. DNA ds. DNA LES, mal. infettive LES Proteine associate al DNA (nucleo) Istoni Topoisomerasi I (Scl 70) proteine centromeriche KU PCNA LES, LES da farmaci Sclerodermia LES, sclerodermia, miosite LES Proteine associate all’RNA Nucleari • Sm • RNP LES, MCTD Nucleolari • U 3 RNP • PM/Scl • RNA polimerasi 1 Sclerodermia Citoplasmatiche Ro/SSA La/SSB Jo 1 Sjogren, LES PM

Anticorpi diretti contro il DNA • Anti-ss. DNA – Riconoscono le singole basi puriniche e pirimidiniche – Presenti nel Lupus Eritematoso Sistemico (LES) attivo e nel LES indotto da farmaci, ma anche in corso di epatiti autoimmuni e di malattie infettive. – Scarsa utilità clinica. • Anti-ds. DNA – Riconoscono la sequenza delle basi puriniche e pirimidiniche o lo scheletro del ribosio-fosfato – Marcatori specifici del LES

Anticorpi diretti contro proteine associate al DNA • Anti-istoni – Componenti proteiche dei nucleosomi. – 95% dei casi di LES da farmaci, anche in altre malattie autoimmuni. • Anti-Topoisomerasi I – Regione C terminale della DNA-Topoisomerasi I – Specifici per la Sclerodermia, nella forma sistemica diffusa • Anti-centromero (ACA) – Antigeni centromerici – Associati alla Sclerodermia, nella variante sistemica limitata • Anti-Ku – Eterodimero associato alla cromatina – Associati a sindrome overlap Sclerodermia-Polimiosite, connettivite mista (MCTD) • Anti-PCNA – Proteina nucleare coinvolta nella proliferazione cellulare – Associato al LES (2 -3% dei pazienti) LES,

Anticorpi diretti contro proteine associate all’RNA • Anti-Sm e sn. RNP – Autoanticorpi diretti contro “small nuclear ribonucleoproteins”, costituite da RNA complessato con proteine di vario peso molecolare. • Anti-Ro/SSA e La/SSB. – Hanno come target due distinte ribonucleoproteine. L’antigene Ro è costituito da una proteina di 60 k. D o da una di 52 k. D associata a RNA a basso peso molecolare. L’antigene La è una ribonucleoproteina con peso molecolare di 48 k. D. • Anticorpi anti-proteina P ribosomiale. – Hanno come target le proteine ribosomiali PO, P 1, P 2 • Anti- aminoacil-t. RNA sintetasi – enzimi che catalizzano il legame di ciascun aminoacido con il rispettivo t. RNA (anti-Jo 1, PL 7, PL 12, OJ, EJ)

Anticorpi anti-ENA • La maggior parte degli anticorpi del secondo e terzo gruppo sono detti anti-ENA (Extractable Nuclear Antigens) che riconoscono antigeni nucleari facilmente estraibili in tampone salino fosfato • Gli anticorpi anti-ENA più frequenti sono:

Anti-Sm marker di LES; presenti nel 15 -30% dei pazienti Anti-U 1 RNP ad alto titolo costituiscono criterio diagnostico per la diagnosi di connettivite mista Anti-SSA/Ro 60%-90% nella sindrome di Sjogren; 30% dei pazienti con LES. Lupus cutaneo subacuto. Lupus neonatale Anti-SSB/La Sia nei pazienti con SS che in quelli con LES sono presenti con frequenza inferiore rispetto agli anticorpi anti SSA/Ro. Associazione con Lupus neonatale Anti-proteina P ribosomiale LES, correlati con manifestazioni neuropsichiatriche, impegno epatico e renale. Anti-Jo-1 specifici per polimiosite/dermatomiosite

Anticorpi anti-ENA: specificità rare Anti-PM-Scl: Miosite Anti-U 3 -RNP (fibrillarina): Sclerodermia (5% dei pazienti) Anti-RNA polimerasi I e III Sclerodermia (20%) Anti-proteina P ribosomiale LES, impegno neurologico Anti-PCNA LES in fase attiva

Gli anticorpi anti-fosfolipidi

Anticorpi anti-fosfolipidi • Gli anticorpi anti-fosfolipidi più comuni sono detti anti-cardiolipina e Lupus anticoagulant (LAC) • Tali anticorpi sono rivolti principalmente contro proteine che si legano ai fosfolipidi presenti nelle membrane delle cellule • Il legame tra gli anticorpi e le proteine interferisce con la normale funzione delle proteine stesse e causa un aumentata incidenza di trombosi arteriose e/o venose e di problemi ostetrici

Il fattore reumatoide

Fattori reumatoidi • Autoanticorpi diretti contro determinantigenici localizzati sul frammento Fc delle Ig. G umane • I fattori reumatoidi appartengono principalmente alla classe immunoglobulinica Ig. M, possono appartenere anche alle classi Ig. G, Ig. A, Ig. E • Fattori reumatoidi sono rilevabili nel 1 -2% della popolazione sana

• I FR sono presenti nelle connettiviti sistemiche, nelle infezioni acute e croniche, nelle neoplasie maligne • Tuttavia nella AR sono presenti ad alti livelli, e sono presenti in frequenza maggiore