La classificazione di Gell e Coombs vale ancora tutt'oggi. Le reazioni sono classificate in 4 tipi.
Le prime tre reazioni sono più veloci a manifestarsi (addirittura la prima avviene in pochi secondi o minuti) e sono mediate da anticorpi. Nel 1° tipo gli Anticorpi sono IgE, invece nel 2° e nel 3° abbiamo IgG. Infine la 4° ,detta ritardata, si manifesta con una latenza fino alle 72 ore ed è dovuta ad antigeni solubili; un esempio classico è la reazione tubercolare (è cellulo-mediata). Le cellule sono le Th1 e i macrofagi attivati.

IPERSENSIBILITA' DI TIPO I
Le reazioni , anche dette di allergia o atopia, sono mediate da IgE. Possiamo avere manifestazioni cliniche di diverso tipo, più o meno grave: dalla banale rinite allergica, alla reazione di orticaria acuta, all'asma. Anche le allergie alimentari sono comprese in questo gruppo. Sono date da sostanze proteiche che possono venire chiamate allergeni. Sono sostanze vegetali (pollini) o farmaci. Le vie di penetrazione più comuni sono la via inalatoria o la via gastroenterica; nel caso di farmaci o veleni di insetti possiamo avere la via percutanea, con passaggio nel circolo sistemico.
Immaginiamo che un polline venga inalato, a livello della mucosa respiratoria c'è solubilizzazione di questo allergene (Ag) e passaggio nel tessuto sottostante. A livello di questo tessuto, essendoci penetrazione di Ag, si può innescare infiammazione. Eventualmente le cellule innate possono svolgere una regolazione della risposta allergica. L'allergene può essere captato dalle cellule dendritiche del tessuto; esse lo processano e lo portano ai linfonodi dove i peptidi antigenici sono presentati alle Thelper che sono ancora naive. Le Thelper, in seguito al fatto che gli allergeni inducono di per sè produzione citochinica di tipo 2 (IL4,IL5 e anche IL13), determinano lo spostamento verso Th2. Le Th2, sempre presso il linfonodo, entreranno in contatto anche con i linfociti B, quelli chiaramente specifici per l'Ag. I B attivati dalle Th2, attraverso il dotto toracico e il sangue, tornano ai tessuti dove le Th2 diventano effettrici e producono le citochine tipiche di Th2 (IL4,IL5,IL13) attive sui linfociti B (switch isotipico). Invece di indirizzarsi verso le IgG, come avviene nel soggetto non allergico, il linfocita B nel soggetto allergico produrrà IgE. Quindi IL4 e IL13 determinano differenziamento in plasmacellule IgE secernenti. Queste IgE prodotte in quantità, diffondono nel tessuto attraverso il circolo linfatico ed ematico. Nel sangue incontreranno i basofili e nei tessuti incontreranno i mastociti. Questi tipi cellulari sono essenziali nella reazione di tipo 1° perchè al momento di un nuovo contatto con l'Allergene sono indotte a rilasciare i mediatori tipici dell'allergia. Cosa succede allora? Le IgE che sono rilasciate in circolo e diffondono nei tessuti, vanno a legarsi su recettori che sono specifici per la porzione Fc delle IgE, FCepsilonR1, detti recettori ad alta affinità per IgE. Avremo, in questo modo, sia in circolo sia nel tessuto, mastcellule e basofili "armati" di recettori specifici con IgE specifiche per quel dato allergene che ha iniziato la reazione. Questa è la fase di sensibilizzazione.
Dicevamo che le reazioni di ipersensiblità avvengono sempre al secondo contatto. Ebbene nel caso di una successiva ondata di allergene che penetra a livello di mucose, nel tessuto questo allergene troverà molte mastcellule armate, ossia sensibilizzate con le loro IgE specifiche sul recettore. Gli allergeni potranno così legarsi alle loro IgE specifiche. Si determina a questo livello un cross legame tra 2 IgE vicine sulla superficie del mastocita. La mastcellula viene allora attivata dal legame con l'allergene che fa da ponte tra 2 IgE continue e ciò determina la degranulazione delle mastcellule. I granuli delle mastcellule contengono mediatori sia della risposta allergica sia della risposta infiammatoria. Abbiamo mediatori preformati come istamina, serotonina ed eparina. Poi ci sono mediatori che sono prodotti al momento del cross-legame.,quindi leucotrieni, prostaglandine e poi TNF o chemochine. Queste sostanze si liberano a livello tissutale, ad esempio allergia respiratoria o allergia alimentare, considerando che i mastociti sono numerosi nei connettivi sottoepiteliali dei tratti respiratorio e gastroenterico. Questi mediatori sul tratto respiratorio danno vasodilatazione, edema, costrizione della muscolatura liscia dell'albero respiratorio (broncocostrizione). A livello gastroenterico si ha attivazione della muscolatura liscia con aumento della persitalsi. Dato che le mastcellule producono anche citochine e chemochine, si avrà extravasazione e risposta infiammatoria localizzata.

Cenni sugli allergeni
Sono sostanze perlopiù proteiche e devono avere alcune caratteristiche comuni.
- Attività a basse dose. Bastano piccole dosi. Addirittura una presentazione dell'Ag a basse dosi sarebbe l'elemento atto a favorire lo spostamento della risposta verso Th2. Nel caso la presentazione ottimale è dovuta a cellule dendritiche di tipo mieloide.
- In molti casi si è notato che gli allergeni hanno attività enzimatica. Ad es. l'estratto del Dermatophagoides (acaro comune). Il Der P1 è una proteasi cisteinica che ha funzione tipica sulle giunzioni strette degli epiteli. Alcuni allergeni hanno azione proteolitica su determinate proteine recettoriali dei linfociti T e B per es. su CD25 (catena del recettore per IL2) che quindi può interferire con risposta delle Th1 all'IL2 e spostare la risposta verso Th2. A proposito del Dermatofagoide, Der P1, si fa strada attraverso le giunzioni strette e riesce a penetrare tra una cellula e l'altra.
Ricordiamo le allergie occupazionali, legate a certe attività lavorative. Per es. in manipolazioni di certe sostanze di natura proteica si osservano fenomeni di allergia. Due esempi sono la papaina, enzima derivato dalla papaia che rende le fibre della carne più tenere ed è utilizzata nell'industria alimentare e la subtilisina, addittivo enzimatico usato spesso nei detersivi. Si è visto che se inoculiamo papaina nei topi si induce una risposta IgE. La Chimopapaina è usata per rimodellare i dischi intervertebrali nei pazienti affetti da sciatica e può determinare anafilassi.
Un discorso può essere legato a quello degli alimenti transgenici, un gene ricavato da noce brasiliana codifica per una proteina ricca in Cys e Met; ebbene alcuni di questi geni vengono trasferiti artificialmente per es. nella Soya. Se un individuo ingerisce un alimento nel quale è trasferito geneticamente un tratto che codifica per una sostanza verso cui è allergico, si può avere reazione.

Gli Anticorpi IgE
Sono in forma monomerica e sono più pesanti delle IgG. Presentano un dominio C in più, Cepsilon4. Sono la classe anticorpale identificata per ultima. I Giapponesi hanno identificato un mieloma IgE. Normalmente nel soggetto normale, i livelli sierici non sono elevati: 0.1-0.4 mg/ml. Ma anche nell'allergico non sono elevatissime: 1mg/ml. La differenza c'è. IgE però ha un'emivita breve rispetto ad altre immunoglobuline. Nell'allergico le IgE sono poi quasi tutte sequestrate dai basofili e dai mastociti. In condizioni fisiologiche il non-allergico fa IgE in risposta a infestazioni parassitarie. Le IgE infatti vanno ad armare in questo caso i granulociti eosinofili, tossici contro i parassiti. L'eosinofilo ha recettore per IgE, riconosce epitopi antigenici sulla superficie del parassita ed attiva lisi. Le IgE non passano la placenta. Le IgE sono sintetizzate attraverso il differenziamento verso Th2 grazie alle citochine che sulla B stimolano switch isotipico verso IgE (IL4, IL5, IL13). L'elemento più discusso è come sia possibile che ad un certo punto il soggetto diventi allergico, e quindi la sua risposta verso determinate sostanze diventi IgE invece di IgG. Si sono fatti studi su animali. La natura dell'allergene gioca un ruolo essenziale. E' poi importante la presentazione dell'allergene da parte di dendritiche con funzioni precise e che siano in grado di rispondere a determinate chemochine. Ad es. la presenza di certe chemochine, attive sui monociti, che sopprimono la produzione di citochine che indirizzano verso Th1. Se c'è già una risposta infiammatoria con cellule dell'immunità innata presenti nel sito di penetrazione, non si andrà necessariamente verso Th2. Infatti se l'ambiente è ricco di IL1 o IL12 sarà favorita la risposta Th1 infiammatoria.

Teoria dell'Igiene.
In quest'ottica si basa anche l'ipotesi dell'igiene, secondo cui, nella prima infanzia soprattutto, si tende ad entrare facilmente in contatto con certi patogeni. Il Sistema Immunitario diventerà così capace di generare risposte Th1. Il neonato tende di suo a rispondere con generazione Th2 per cui, se c'è un contatto idoneo con patogeni, il Sistema Immunitario del neonato imparerà a rispondere con Th1. Se il neonato viene tenuto in ambiente troppo asettico e pulito e il sistema Immunitario non si cimenta con patogeni appropriati, questo non diventerà capace di fare risposte di tipo "infiammatorio" Th1 e quindi svilupperà allergie.

Un altro elemento importante nella produzione di IgE è il segnale costimolatorio ossia interazione CD40 delle cellule B e CD40ligando delle T. Questo è essenziale per lo switch isotipico. Esiste un'immunodeficienza dove c'è un difetto genetico del CD40ligando per cui non si ha segnale e gli individui affetti faranno soltanto IgM e non potranno fare altre classi.

Cause dell'allergia.
Ricordiamo intanto che oltre alla fase immediata esiste anche una fase tardiva. La prima si basa sul rilascio di istamina, prostaglandine e leucotrieni; mentre la seconda è dovuta alle citochine infiammatorie rilasciate dai mastociti. E' una fase che tende a cronicizzare; quando si instaura la tardiva è anche più difficile la terapia.
Gli allergici possono avere genitori allergici ma il fattore ambientale gioca un ruolo importante. Quindi vanno considerati sia fattori genetici sia la famosa ipotesi dell'igiene già detta. L'atopia o allergia è quindi su base familiare. Sono stati identificati numerosi loci genetici nei quali determinati polimorfismi possono essere elementi predisponenti all'insorgenza della stessa. Studi su famiglie di soggetti atopici hanno consentito di identificare loci genetici su cromosoma 11 e cromosoma 5. Sul cromosoma 11, un polimorfismo può essere a carico del gene che codifica per una subunità del recettore FCepsilonR1. Sul cromosoma 5, invece c'è una serie di geni candidati all'aumento di suscettibilità e, tra questi, geni che codificano per citochine coinvolte nella reazione allergica. Per es. variazione nel promotore del gene per IL4 si associa con aumentati livelli di IgE. Sempre sul cromosoma 5 c'è la famiglia dei TIM (Tcell Immunoglobulobulin Mucina Domain) che codifica per proteine di superficie di cellule T; si è visto che variazioni di questi sono correlate a maggior reattività delle vie aeree verso allergia. Un altro gene è quello che codifica per subunità p40 dell'IL12 che ha attività opposta alle citochine favorenti l'allergia; in questo caso variazioni di questo gene danno minor produzione di IL12 e a prevalenza di citochine Th2. Poi ci sono fattori legati alla presenza di determinati alleli HLA. Per es. la maggior capacità di produrre IgE sembra essere legata a determinati alleli HLA di classe II: in particolare alcune associazioni di questi alleli di classe 2 con peptidi derivati da allergeni. La presenza di certi alleli HLA cl.II predisporrebbe il soggetto a presentare meglio peptidi di certi allergeni.
Esistono test diagnostici clinici. Test cutanei per valutare reazioni a determinati allergeni. C'è possibilità di dosare IgE siero attraverso test radioimmunologici di laboratorio: il PRIST ci consente di dosare le IgE totali; il RAST dosa le IgE specifiche per un dato allergene.

IPERSENSIBILITA' di TIPO II
Anche queste prevedono sensibilizzazione come tutte. Sono mediate dalla classe IgG in prevalenza. Nella classificazione sono presenti anche le reazioni da trasfusione in cui sono coinvolte IgM. Possiamo mettere come esempi:
- anemia emolitica da farmaci o trombocitopenia a seconda del target
- malattia emolitica del neonato

L'Ag nelle reazioni di II tipo è cellulare. Sono Ag che son presenti o sui globuli rossi o sulle piastrine. Gli Anticorpi, riconoscendo gli Antigeni, possono danneggiare la cellula che li esprime con meccanismi diversi: lisi mediata dal complemento oppure attivazione di cellule effettrici che hanno recettori per Fc delle IgG, in modo tale che la lisi avviene per meccanismo della Citotossicità Cellulare Anticorpo Dipendente (ADCC).
Abbiamo la cellula bersaglio con gli Antigeni di membrana. Gli anticorpi che vengono prodotti contro questi vanno a legare gli epitopi. Poi può intervenire un fagocita che interiorizza la cellula opsonizzata (macrofago) oppure se si attiva il complemento abbiamo due diverse modalità. Si può formare il MAC con lisi osmotica oppure di nuovo opsonizzazione e fagocitosi.
La ADCC è un meccanismo di lisi cellulare dovuta al fatto che la cellula bersaglio, che esprime Antigeni di membrana, lega anticorpi IgG che, dalla parte del frammento Fc, sono legati ad effettori: granulociti, cellule NK o macrofagi. Questo determina rilascio di radicali liberi e mediatori litici e infine la citolisi.

Anemia emolitica (da farmaci di solito)
Il meccanismo iniziale è la trasformazione delle proteine di membrana dovuta a legami con farmaci. Tipico quello della penicillina. Gli effetti sono fenomeni di anemia con distruzione di globuli rossi o trombociti. Altri farmaci sono ad esempio la chinidina usata per aritmie o antipertensivi come la metildopa. Molecole di farmaco possono legarsi a componenti di superficie di globuli rossi e di piastrine; legandosi si formano nuovi epitopi antigenici, riconosciuti come estranei: questo determina produzione di IgM e poi di IgG specifici per il coniugato farmaco-proteina di membrana (esempio: la penicillina legata a proteine di membrana degli eritrociti). Gli eritrociti vengono rivestiti dal complemento e fagocitati dal macrofago. I macrofagi potranno processare e quindi presentare peptidi derivati dal coniugato a Thelper, con risposta indirizzata verso Th2 ma, in questo caso, non vengono prodotte IgE bensì IgG (anche se può esistere anche una forma di allergia IgE mediata della penicillina). Le IgG legheranno i residui del farmaco legati all'eritrocita; i globuli rossi potranno essere sia fagocitati sia lisati con ADCC o complemento. Il risultato finale è comunque la distruzione di molti G.R. con generazione di anemia.

Malattia emolitica del neonato
E' reazione di tipo II nei confronti dell'Antigene Rh che è presente sui globuli rossi. Gli Rh+ hanno l'antigene sugli eritrociti, i negativi no. Quando una donna Rh- va incontro a gravidanza con feto Rh+, la prima gravidanza è considerata fase di sensibilizzazione. Il passaggio di emazie dal feto alla madre è minimo. La sensibilizzazione vera e propria può avvenire solo al momento del parto: col distacco della placenta, c'è passaggio di una quantità più sostanziosa di sangue fetale nel circolo materno. La madre vede l'antigene e innesca una risposta immunitaria verso questo, con produzione di anticorpi che però non possono nuocere perchè il bambino è nato. Sono prodotte però anche cellule memoria. E' chiaro che in caso di una seconda gravidanza i pochi globuli rossi che possono passare dal feto alla madre sono sufficienti a riattivare la risposta immune: la seconda risposta è più rapida grazie alle memoria, c'è switch verso IgG e queste IgG prodotte dalla madre passano la placenta e giungono nel circolo fetale. Essendo specifiche per Rh andranno a legare i globuli rossi del feto e si avrà emolisi fetale, distruzione mediante le varie vie ADCC, fagocitosi, ma non attraverso il complemento in quanto le IgG lo fissano meno bene rispetto alle IgM (le IgM peraltro non passano la placenta). Gli eritrociti distrutti, rilasciano emoglobina che viene trasformata in bilirubina, tossica a livello renale e cerebrale. E quindi il danno è pesante per il feto. L'anemia può essere lieve per cui c'è compensazione con emopoiesi fetale. Oppure può essere grave con ittero e presenza di bilirubina non coniugata in grado di passare la barriera emato-encefalica, non ancora ben sviluppata, e legarsi alla frazione lipidica dei tessuti del SNC, determinando danni. Cosa possiamo fare per evitare la reazione? Si può fare profilassi. Alla madre che ha partorito il primo figlio che rischia di essere sensibilizzata contro Rh, si possono somministrare Ig anti Rh che vanno selettivamente a legare l'Rh dei globuli rossi fetali che sono penetrati nel circolo. Neutralizzano quindi l'Antigene, che non può essere visto dal Sistema Immunitario della madre, e allo stesso tempo facilitano l'eliminazione degli eritrociti fetali. La profilassi, introdotta dal 1970 ha determinato una drastica riduzione delle morti fetali, dovute a questa reazione. Una donna Rh- negativa che va incontro a gravidanza dovrà essere monitorata e sottoposta al test di Coombs per vedere se presenta in circolo anticorpi anti Rh.