Articoli di Medicina e Chirurgia

Il sisitema immunitario è un esercito mobile che deve andare a cercare i possibili invasori attraverso due vie: il sangue e la linfa; le cellule tuttavia si muovono anche nei tessuti soprattutto quando si ha stato infiammatorio. Cosa regola il circolo delle cellule immunitarie? In realtà è regolato da una serie di segnali che attraggono particolari cellule; questi segnali sono dovuti a messaggeri solubili chiamati chemochine. In un sito, bersaglio di invasione batterica, sono costitutivamente presenti cellule dell’immunità innata che rallentano l’avanzare del nemico producendo messaggeri solubili responsabili della risposta infiammatoria. Queste sostanze sono le citochine pro infiammatorie primarie: Tumor Necrosis Factor alfa, IL1, IL6; esse cioè causano l’infiammazione acuta. Sono inoltre responsabili della produzione di particolari messaggeri (chemochine) che regolano il traffico delle cellule difensive; alcune agiscono su certe cellule altre su altre in base al tipo di recettore che queste cellule possiedono; se ne conoscono oltre 50 con 16 recettori riconosciuti. In sostanza potranno rispondere a quella chemochina solo le cellule che hanno il recettore specifico per la stessa. Quindi la possibilità di migrare dipende da questi fattori. Importante ricordare che alcune chemochine sono prodotte in seguito a stimoli precisi legati all’infezione (chemochine inducibili)e queste sarnno in grado di richiamare solo una particolare popolazione (p.es. IL8 secreta da macrofagi e cell endoteliali richiama soprattutto neutrofili e cellule T perchè hanno recettori specifici per IL8). Esistono poi chemochine prodotte in maniera costitutiva ,cioè sempre, che regolano l’afflusso di linfociti T e cellule dendritiche immature ( che hanno il recettore CCR7)ai linfonodi. Esse sono CCL 19 e CCL21 prodotte dalle cellule ad endotelio alto del linfonodo oppure da cellule dendritiche mature già presenti. Quindi si capisce come il traffico dei leucociti sia estremamente regolato ed arriveranno in un dato sito solo le cellule necessarie.

L’immunità innata è la nostra prima barriera difensiva ed è costituita da vari tipi cellulari:i macrofagi, le cellule dendritiche, i linfociti natural killer e da un certo punto di vista anche dai linfociti B. Questi tipi cellulari durante la loro attivazione,conseguente all’incontro con il patogeno, sono in grado di produrre determinate sostante tra cui le cosiddette proteine di fase acuta che sono in grado di legare e neutralizzare i patogeni o i loro prodotti tossici; ad es. ricordiamo la proteina C-reattiva (appartenente alla famiglia delle sempractine) che viene prodotta nel corso di patologie infiammatorie. Le proteine di fase acuta vengono prodotte rapidamente dal fegato che riceve segnali da una delle principali citochine proinfiammatorie primarie (IL6) quando è presente uno stato infiammatorio. Le proteine di fase acuta quindi:
- sono prodotte rapidamente
- alcune si legano a certi patogeni altre ad altri in modo da coprire grosso modo il range dei patogeni
- costituiscono un primo tampone per bloccare le infezioni
L'immunità innata è formata da cellule e fattori solubili in grado di tamponare in tempi brevi un'infezione. E' importante non solo perchè contiene le infezioni prima che arrivi la specifica, quindi permette alla specifica di svilupparsi senza che l'ospite muoia, ma è anche in grado di bloccare ed eliminare il 90% delle infezioni che noi contraiamo. Noi ci accorgiamo dell'infezione solo quando essa arriva a livello clinico. Da una singola cellula infettata da virus si formano migliaia di nuovi virus con tempi di replicazione di circa 20-30 min. Quindi l'ospite sarebbe ucciso senza i meccanismi dell’immunità innata (cellule, proto-anticorpi e citochine). Particolari citochine sono gli interferoni, molecole che interferiscono con la replica dei virus, prodotti rapidamente da diversi tipi di cellule. Se ne conoscono di 3 tipi:
─ alfa: prodotto soprattutto da c. dendritiche di tipo plasmocitoide,
─ beta: prodotto da molti tipi cellulari (esempio fibroblasti)
─ gamma: secreto prevalentemente da linfociti T Helper, T citotossici, NK e in parte anche da monociti-macrofagi.
Quindi le citochine sono in grado di contenere la replicazione virale oppure di attivare cellule effettrici. Gamma-IFN oltre all'azione antivirale, è anche la citochina più potente nell'attivazione dei macrofagi che acquisiscono maggiore azione fagocitaria diventando “super-macrofagi” in grado di distruggere ad es. micobatteri (agenti eziologici della tubercolosi) normalmente resistenti alla fagocitosi. In sostanza, dunque, queste sostanze agiscono contro il patogeno oppure potenziano l’attività delle cellule effettrici(gamma-IFN e G-CSF (granulocite-colony stimulating factor)).
Visto questo contenimento dell'infezione da parte dell'i. innata ci si può chiedere come fanno queste cellule innate a riconoscere i patogeni se non hanno recettori specifici. In realtà tutti i macrofagi hanno recettori i n grado di riconoscere ad es. LPS (lipopolisaccaride) dei batteri; le cellule innate hanno in superficie i recettori in grado di riconoscere sostanze e strutture associate a patogeni (PAMP: pathogens associated molecular pattners), sono quindi in grado di discriminare self e non self. La stessa fagocitosi è aiutata (dimentichiamo per un attimo gli anticorpi )anche da proto-anticorpi che favoriscono la fagocitosi perchè opsonizzano i batteri riconosciuti da recettori espressi dai fagociti (PRR: pattner recognisation receptor). Oppure ci sono recettori in grado di riconoscere direttamente il patogeno, come i residui di mannoso (zuccheri presenti sui microrganismi e non tipici dell'ospite).Il riconoscimento dunque comporta miglior fagocitosi ma soprattutto produzione di citochine e chemochine.
Facciamo un esempio importante di risposta innata in cui non interviene affatto l'i. specifica e si può avere eliminazione del patogeno. Molte infezioni infatti vengono bloccate sul nascere dall'i. innata. L'esempio è quello di un infezione a livello tissutale da parte di un gram negativo. LPS del batterio ha potente capacità di stimolo per i macrofagi che esprimono infatti un recettore che fa parte dei Toll-like receptor e che è in grado di riconoscere diversi componenti microbici. In particolare TLR 4 riconosce prevalentemente l' LPS. TLR4 è un eterodimero che contiene il CD14, marcatore dei macrofagi. Una cellula CD14 + appartiene quindi alla linea monocito-macrofagica. L’LPS attiva i macrofagi tissutali che divengono in grado di produrre rapidamente TNF alfa, IL1 e IL6. TNFalfa è pleiotropica, di fatto è in grado di mediare molte funzioni:
▪ attiva le cellule endoteliali che hanno costitutivamente recettori per TNFalfa. La cell endoteliale risponde producendo:
- fattori pro-coagulanti in modo da limitare la diffusione dei batteri,
- chemochine come IL8 che agisce soprattutto richiamando granulociti neutrofili che sono cellule fondamentali per le difese contro i batteri.
- molecole di adesione. Queste sono le selectine espresse molto rapidamente (p-selectine sono preformate ed espresse appena ricevono il segnale di TNFalfa). La p-selectina ha un picco di espressione in 20 minuti, poi viene espressa e-selectina che ha funzione simile. Esse hanno il ruolo di rallentare il flusso dei granulociti nel vaso. Successivamente (qualche ora) sono espresse altre molecole di adesione che si chiamano integrine (ICAM e VICAM). Esse sono in grado di mediare un'adesione ferma dei granulociti: le selectine fanno accumulare granulociti in zona e le integrine sono in grado di bloccarli. Questo è importante per il passaggio dei granulociti.
▪ allarga gli spazi tra una cellula endoteliale e l'altra. Ecco che ora il granulocita può passare: diapedesi. Parte in questo modo la risposta infiammatoria acuta che in breve tempo permette l'eliminazione dei batteri senza l'intervento dell'immunità specifica; spesso noi neanche ci accorgiamo di questo. E' bene sapere che questo stesso meccanismo ha un rovescio della medaglia quando la carica batterica è più elevata, ossia se l'infezione anche se localizzata è molto estesa (ascesso peritoneale p.es.) oppure se si hanno batteri a livello sistemico (setticemia). Cosa succede? Il meccanismo è simile ma invece che riguardare per es. un mmq di cute, è a livello sistemico. Quando abbiamo molti batteri che attivano grandi quantità di macrofagi, il TNF aumenta la permeabilità vasale (come detto prima, distanzia le cellule endoteliali per permettere il passaggio di proteine etc..). Ma un aumento della permeabilità vasale a livello sistemico porta ad edema generalizzato ma soprattutto a ipotensione fino ad arrivare allo shock settico. Ma a livello sistemico TNF agisce anche a livello ipotalamico sui centri di termoregolazione mediante liberazione di prostaglandine, quindi provoca aumento della temperatura corporea che comporta aumento della frequenza e quindi del lavoro del cuore. Altro effetto dannoso, quando su scala sistemica, è la coagulazione che diventa coagulazione intravasale disseminata. Infine il TNF ha un'azione inotropa negativa sul cuore che aggrava la situazione circolatoria. La letalità dello shock settico è elevata. Ricordiamo che LPS è rilasciato in seguito a lisi batterica; ci sono antibiotici batteriolitici che causano disgregazione dei gram negativi potendo determinare massiva liberazione di LPS ed aggravamento della situazione del paziente.

I linfociti B riconoscono un antigene perlopiù proteico, una proteina globulare presente esternamente al patogeno che ha la forma di un gomitolo costituito da una catena polipeptidica che può contenere parti distanti della catena primaria che si trovano vicine a causa del ripiegamento.. Gli anticorpi e le cellule B riconoscono quindi determinanti di tipo conformazionale, ossia le conformazioni dell'antigene stesso. Gli anticorpi sono i principali prodotti delle cellule B che però non sono in grado di migrare all’interno delle cellule. Il S.I. ha sviluppato una nuova strategia per sapere cosa avviene dentro le cellule: gli antigeni di istocompatibilità che hanno la funzione di presentare al sistema immunitario ciò che succede all'interno della cellula. Come avviene questo? Con la continua presentazione (le molecole hanno turn-over rapido) di pezzi di proteina catturati all'interno della cellula. Se la cellula è infettata da virus questi pezzi di proteina saranno peptidi virali ben diversi dai peptidi della cellula sana. Gli antigeni di istocompatibilità sono quindi molecole che permettono la risposta dei linfociti T e si distinguono in 2 tipi diversi:
∙ classe 1, nell'uomo HLA-A,B,C (presenti nelle cellule mononucleate)
∙ classe 2, che sono HLA-DR-DP-DQ (presenti esclusivamente nelle cellule presentanti l’antigene).
Queste molecole sono necessarie per il riconoscimento dei peptidi derivati dall'Antigene da parte delle cellule T. Gli antigeni di classe I portano in superficie peptidi derivati da proteine che si trovano a livello citosolico dove si ha una continua degradazione proteica, grazie all'intervento di vari sistemi enzimatici, il più importante dei quali è sicuramente quello del proteasoma, una struttura formata da una serie di proteasi (endo e eso-peptidasi). E' una sorta di tubo cavo attraverso cui passano le proteine ubiquitinate (ossia marcate dall’ubiquitina) che vengono tagliate, in quanto riconosciute come proteine da eliminare. I peptidi derivati, vengono catturati da un trasportatore, denominato TAP, costituito da un eterodimero proteico. TAP trasporta peptidi liberati dal proteasoma all'interno del reticolo endoplasmatico rugoso (RER), sito dove sono prodotti tra l'altro gli HLA classe I e, grazie ad un'ulteriore molecola adattatrice, i peptidi vengono trasportati sulle molecole di classe I. Il peptide si unisce quindi agli HLA I ed ad una molecola monomorfica, cioè sempre uguale a se stessa: la beta2-microglobulina. Si forma in questo modo un complesso formato da 3 componenti: l'Antigene di istocompatibilità , la beta2-globulina ed il peptide; è fondamentale che ci siano tutti e 3 i componenti, se no non viene presentato in membrana nulla.. Una volta montato il complesso tri-molecolare sulla superficie della cellula, i linfociti T, con specificità antigenica, che passano in pattugliamento, possono riconoscere il peptide. E’ bene sottolineare che questo processo di presentazione è continuo: potranno quindi essere presentati anche pezzi di proteine self ma, per fortuna, non abbiamo linfociti T capaci di riconoscerli. Ma se la cellula è infettata da virus, la maggior parte delle proteine prodotte saranno virali, ed i frammenti di esse, tagliati dal proteasoma, saranno riconoscibili dal S.I. con conseguente attivazione e proliferazione di quei linfociti specifici per l'antigene. Questo è più o meno come funziona il riconoscimento da parte di cellule T citotossiche (sottopopolazione CD8 positiva). E' concettualmente simile ma un po' diverso il riconoscimento nell'ambito di classe II. Gli antigeni di classe II fanno parte della via esogena di presentazione dell'antigene (prima abbiamo parlato di quella endogena). Si riferisce quindi agli antigeni che derivano dall'esterno; le cellule fagocitarie catturano patogeni e li digeriscono a livello dei loro fagosomi; le proteine degradate vengono, a questo punto, tagliate in peptidi a livello dei fagolisosomi (grazie al noto corredo di proteasi acide che agiscono tra pH 4 e 5). A livello del fagolisosoma arriva l'antigene di istocompatibilità di classe II, fatto ovviamente nel RER anche lui, ma portato qui da una proteina, chiamata catena invariante, che agisce da trasportatore. A questo punto i peptidi si legano all'apposita tasca delle molecole di classe II e vanno a finire assieme in membrana. L'antigene di classe II è un eterodimero formato da una catena alfa e una catena beta. In questo caso i linfociti che riconoscono l’antigene sono i T helper (CD4 + ). A questo punto i T helper attraverso il TCR (T cell receptor) riconoscono il complesso HLA-peptide ,vengono attivati e iniziano a produrre citochine (linfochine: citochine linfocitarie). Come dice il nome gli Helper sono in grado di aiutare. Ma cosa? Per la prima volta sono state scoperte per la produzione di anticorpi; le cellule B quando riconoscono l’antigene, non sono in grado di proliferare ma hanno bisogno dell'aiuto delle linfochine prodotte prevalentemente da T helper (IL4, IFNgamma ma soprattutto IL2). I T helper quindi si chiamano così perchè sono in grado di aiutare i linfociti B e i T citotossici (che non sono in grado di farsi le loro citochine di crescita).
A differenza dei linfociti B, per i T si ha riconoscimento di determinanti sequenziali, ossia di determinanti antigenici individuati da aminoacidi uno vicino all'altro nella catena primaria. La cosa non è strana perchè abbiamo visto che il gomitolo proteico viene tagliato a pezzi da proteasi; è ovvio che la T riconosce questi tratti peptidici nella loro sequenza aminoacidica. La lunghezza di questi peptidi varia per classe I e classe II. Per la classe I la maggior parte dei peptidi ha una lunghezza di 9 aminoacidi (min 8, max 10) e il peptide, trovando alloggiamento in una tasca molecolare chiusa, è limitato strutturalmente. Invece nella classe II la tasca è aperta per cui il peptide può variare tra 10 e i 18-20 aminoacidi.

I meccanismi di difesa possono essere classificati in due branche, quelli cosiddetti innati e quelli adattativi o specifici.
L’immunità innata interviene più rapidamente per difenderci dai patogeni; è l'immunità più antica: molti dei suoi meccanismi sono presenti nei precordati. Successivamente si è evoluta quella specifica, che nella filogenesi consiste nell’aggiungere recettori clonalmente distribuiti con molte possibili specificità. L’innata interviene subito, poiché le cellule che vi appartengono sono tutte simili tra loro e, non avendo recettori specifici per i vari antigeni, possono intervenire così come sono. Invece le cellule B e le T, che hanno recettori con ampia diversità, iniziano l’attività quando la cellula, che ha il recettore specifico per un dato antigene, lo riconosce con conseguente espansione clonale.

Le cellule dell’immunità innata hanno due fondamentali caratteristiche:
1) sono omogenee e possono intervenire subito
2) sono già cellule effettrici e quindi non han bisogno di maturazione funzionale.

Le cellule specifiche dell'immunità adattativa:
1) solo poche cellule riconoscono i vari antigeni del patogeno
2) le cellule che riconoscono sono perlopiù dei precursori inattivi. Per esempio le citotossiche in realtà non hanno il macchinario citotossico, ma sono cellule inattive che durante la risposta, non solo si espandono clonalmente, ma acquisiscono le loro proprietà effettrici.

La prima risposta anticorpale ad un virus, per esempio, è la produzione di IgM a bassa affinità che iniziano a comparire dopo una settimana, quindi se non esistessero altri meccanismi di contenimento, l’individuo ospite sarebbe già sopraffatto dal virus in crescita esponenziale. Tra questi meccanismi un ruolo fondamentale è di competenza dell’immunità innata.
Per cellule dell’immunità innata ormai si tende a parlare di cellule immunitarie effettrici, quindi si comprendono non solo gli NK (natural killer) che sono linfociti, ma anche i monociti-macrofagi, le cellule dendritiche (cellule presentanti l’antigene-APC) e i mastociti.
Alcune sono specializzate per un certo tipo di difesa, per esempio i granulociti neutrofili a vita molto breve (intorno alle 12 ore), sono cellule mobili che arrivano rapidamente nei siti infiammatori e hanno un ruolo fondamentale per le difese contro batteri extracellulari.

Ci sono purtroppo individui che nascono con grave difetto dei neutrofili e ci sono situazioni acquisite, come leucemie acute o l'aplasia midollare, che forniscono testimonianza della loro utilità. In condizioni di aplasia, l’emopoiesi si blocca e i neutrofili, che hanno il ricambio più rapido, sono i primi a soffrire. Nelle leucemie c’è un'invasione midollare importante: un tappeto di blasti nel midollo occupa lo spazio utilizzato normalmente dall’emopoiesi normale e le cellule leucemiche producono, inoltre, fattori che inibiscono l’emopoiesi normale; si capisce come mai spesso pazienti con leucemie acute si presentano con gravi deficit di granulociti, che, se scendono sotto i 500 / mmc, predispongono a un rischio maggiore di infezioni gravi. Queste infezioni sono, in effetti, dovute a batteri extracellulari e testimoniano come i granulociti giochino un ruolo fondamentale contro questo tipo di patogeni e che, un loro deficit funzionale o la loro assenza, causino problemi gravi spesso fatali; la mortalità per leucemia acuta interviene spesso per emorragie (piastrinopenia per lo stesso problema di inibizione dell’emopoiesi) o per infezione. I neutrofili quindi sono fagociti specializzati ma non funzionano da soli; si è visto che una situazione patologica analoga si ha anche quando mancano anticorpi(appartenenti alla risposta adattativa). Gli anticorpi possono eliminare i batteri sia con meccanismo mediato dal Complemento sia attraverso l'opsonizzazione (rendere più sensibili alla fagocitosi) dei batteri che vengono fagocitati dai neutrofili. Questo spiega il motivo per cui la mancanza di granulociti o di anticorpi determina situazioni affini.

Le cellule dendritiche sono le cellule principali che presentano l'Antigene, se non ci fossero non potrebbe partire una risposta specifica, quindi adattativa. Vanno distinte tra mieloidi e plasmocitoidi. Quelle mieloidi possono derivare sia da precursori CD34 immaturi sia da monociti circolanti.
Il monocita, quando sono presenti segnali che gli dicono che deve migrare ai tessuti ed iniziare differenziamento, si trasforma in cellula dendritica. Ma quali sono i segnali? I segnali sono citochine prodotte da cellule dell'immunità innata che rispondono ad agenti infettanti, quindi ad esempio GM-CSF (fatto da vari tipi cellulari tra cui cellule endoteliali, macrofagi, NK) abbinato ad un'altra citochina perlopiù IL4. Essa può esser prodotta sia da linfociti T sia da mastcellule che sono cellule fisse nei tessuti che si trovano in sede pervasale, quindi in siti strategici, e che presentano granuli contenenti istamina (potente agente pro-infiammatorio) ed eparina. Quindi il monocita va nei tessuti per effetto di chemochine e lì trova nel microambiente condizioni che gli permettono di evolvere in cellula dendritica immatura. La cellula endritica immatura è in grado di catturare con grande efficienza l'Antigene grazie alla fagocitosi. Dal punto di vista di marcatori la riconosciamo perchè esprime CD1 (un tipo di CD1). Inoltre mentre il monocita esprime il recettore CD14, tipico recettore dei macrofagi per LPS, queste tendono a perderlo. Comunque CD1 permette di identificarle. In realtà la cellula dendriticha immatura esprime antigeni di istocompatibilità a basso livello in quanto la sua funzione non è quella di presentare l’antigene ma di catturarlo. E' inoltre in grado di produrre grandi quantità di citochine pro-infiammatorie primarie: TNFalfa, IL1, più chemochine in grado di richiamare altre cellule difensive. Questo perchè? Pèrchè la cellula dendritica immatura, se cattura patogeni e riceve da essi segnali attraverso TLR (toll like receptor), è in grado di rispondere agli agenti estranei ed innescare la tipica risposta infiammatoria. Quindi, il fatto che la cellula dendritica immatura che cattura patogeni sia anche in grado di segnalare che qualcosa non va grazie alla produzione di citochine proinfiammatorie primarie e di chemochine, è fondamentale per avere una risposta rapida ed efficace.

Tutto avviene nei tessuti dove sono presenti cellule dendritiche immature precedentemente differenziate a partire da monociti (quelle presenti a livello cutaneo sono chiamate cellule di Langerhans). In questo caso la citochina che ne permette il differenziamento è il Transforming Growth Factor alpha - (TGFα). Le cellule dendritiche immature, a questo punto, possono catturare il patogeno, processarlo e montarlo sui suoi Antigeni di istocompatibilità in modo da poterlo presentare efficacemente alle cellule competenti( i linfociti T). A tal fine deve fare due cose: primo deve migrare ai linfonodi, perchè nelle stazioni linfoidi si ha l'incontro ottimale tra cellule dendritiche e cellule T, eventualmente cellule B; poi deve essere in grado di presentare in maniera idonea il patogeno. A questo fine devono quindi andare incontro a maturazione; questo richiede determinati segnali: prodotti dell'i.innata, prodotti microbici e in generale qualsiasi stimolo che agisca sui TLR ad. es. LPS (su TLR4) , RNA-doppia elica (tipico dei virus, su TLR3), la flagellina (su TLR5), ma anche elementi di gram+ ad. es. peptidoglicano (su TLR2). Quindi ci sono molte possibilità da parte dei patogeni di agire sulle cellule dendritiche immature e indurne la maturazione. Essa può essere anche indotta da citochine prodotte da cellule dell'immunità innata quali TNFalfa, IL1 e IFN alfa e beta. Questi sono gli stimoli più importanti. Questi segnali in breve tempo (24ore) inducono maturazione e la cellula dendritica diventa capace di esprimere all'esterno grandi quantità di Antigeni di istocompatibilità di classe I e II; ma non solo, c'è da ricordare che maturando esprimono anche co-recettori ad es. membri della famiglia B7 (CD80 e CD86) che vengono riconosciuti da un recettore espresso su linfociti T naive. Vediamo ora come fa la cellula a migrare. Migra grazie al fatto che acquisice sulla sua superficie anche un recettore (CCR7) per chemochine prodotte selettivamente da cellule del linfonodo che sono CCL19 e CCL21.. Queste nomenclature stanno ad indicare: L lingando (chemochina), mentre R sta per recettore. Una chemochina è prodotta dalle cellule dell'endotelio alto tipiche dei linfonodi e l'altra da cellule dendritiche mature già presenti a livello del linfonodo. Quindi le c.dendriche che hanno CCR7, saranno in grado di seguire il gradiente chemochinico con la quantità massima a livello lifonodale che verrà poi progressivamente diluita allontanandosi lungo il linfatico: proprio questo gradiente orienta la migrazione della c.dendritica che intanto sta esprimendo le nuove molecole dette prima (in pratica matura mentre migra). In più acquisisce prolungamenti citoplasmatici (dendriti) di lunghezza 10 volte superiore a quella del corpo cellulare. Le ramificazioni sono piene di antigeni di istocompatibilità e questo aumenta notevolmente la superficie del riconoscimento. A questo punto la cellula dendritica matura è in condizioni ottimale per svolgere il compito di Antigen Presenting Cell:
• esprime grandi quantità di Antigeni di istocompatibilità e molecole co-stimolatorie essenziali per attivare le T-naive
• possiede le ramificazioni che formano una sorta di rete in cui si fermano le cellule T.
Se ricordiamo bene, il processo di maturazione delle cellule dendritiche, fenomeno fondamentale per l'evoluzione della risposta immunitaria da innata ad adattativa, avviene unicamente grazie a segnali dell'immunità innata o prodotti microbici. Non bisogna tralasciare,tuttavia, il fatto che c. dendritiche immature si trovino sempre nei nostri tessuti perchè uno stimolo, seppur minimo, lo ricevono continuamente. Cellule di Langerhans le troviamo costitutivamente nella cute e nelle varie porte di entrata dell'organismo per batteri. In pratica nei tessuti troviamo sempre c.d. immature e nel giro di 24-48 ore sono in grado di far partire una risposta specifica.
NOTA: Quanto descritto è la maturazione di c. dendritiche a partire da monociti, ma ovviamente come tutte le cellule emopoiteiche possono derivare anche da precursori emopoietici caratterizzati dall'espressione di un marcatore: il CD34 (detto prima, n.d.r.), marcatore delle cellule staminali emopoietiche. In questo caso oltre a IL4 e GM-CSF sono necessarie anche altre citochine che permettono la proliferazione delle cellule staminali (IL3 e altre).

Le cellule dendritiche mature, giunte al linfonodo, richiamate da chemochine, devono a questo punto esplicare la loro principale funzione: presentare il patogeno ai linfociti T-naive che non sono mai venuti in contatto con l’antigene e quindi sono difficili da attivare. Non basta infatti il solo riconoscimento dell'Antigene presentato dalle APC (Antigen Presenting Cell), ma occorre un secondo segnale, dato dall'interazione di un ulteriore recettore espresso dalle cellule T ( CD28 ) con CD80 e CD81(molecole co-stimolatorie). Tra l'altro CD28 è espresso solo da cellule T naive mentre è perduto nelle cellule memoria. A questo punto la cellula T naive che incontra il peptide è attivata; occorrono molte ore (30-40). Occorre in realtà un accumulo di segnali. L'attivazione della T comporta un aumento di volume e l'espressione ex-novo di molecole di superficie, tra cui ad es. recettore per la transferrina (non espresso da quelle non attivate) e i recettori per IL2 ( IL2R); questi sono espressi ex-novo in seguito ad attivazione di cellule T, ma la Thelper quando è attivata ha come funzione principale quella di produrre citochine, che chiamamo linfochine. Fra queste IL2 è necessaria e sufficiente per indurre proliferazione dei T attivati. Quindi IL2 agirà :
- con meccanismo autocrino: la stessa cellula che la produce risponderà ad essa
- con meccanismo paracrino: potrà dare segnali ad altre cellule: T citotossici e linfociti B .
Si capisce facilmente come il fenomeno per cui solo le T attivate esprimano recettore per IL2, permette di evitare che proliferino in modo indiscriminato tutte le cellule T che passano per il linfonodo. Questa è la base logica per la quale la risposta specifica tende a mantenersi clonale o meglio oligoclonale, limitata cioè a quel clone o meglio quei cloni (in realtà più d'uno, perchè vari peptidi provengono da un patogeno).

Le cellule NK sono una popolazione di linfociti già pronta ad uccidere; hanno infatti granuli citoplasmatici comprendenti perforina e Granzyme A e B.
La perforina è simile al C9 del complemento; esiste in due forme: attiva (idrofobica) e inattiva (idrofila). Essa polimerizza formando pori acquosi sulla cellula da uccidere. Le molecole più importanti sono granzyme A e B che inducono apoptosi (morte programmata simil suicidio) nella cellula stessa. La lisi della cellula bersaglio sia essa tumore o infettata da virus avviene grazie a 2 meccanismi: una lisi osmotica dovuta ai pori, ma soprattutto per il fatto che attraverso questi pori vengono introdotti nel bersaglio granzyme A e B inducenti apoptosi, in modi differenti:
A: causa grossolani tagli al DNA
B attiva le vie classiche dell'apoptosi (cascata delle caspasi).

Come fanno gli NK a discriminare fra una cellula tumorale ed una normale? La strategia è peculiare. Si è visto come le NK esprimono sulla loro superficie recettori in grado di riconoscere HLA I, ma si tratta di recettori che trasmettono inibizione, non come il TCR-receptor. Quando NK incontra il bersaglio tumorale i granuli tendono a polarizzarsi, ossia a migrare nella zona di contatto con la cellula bersaglio, facilitando quindi una concentrazione maggiore di sostanze fondamentali.
Ma come fanno ad eliminare cellule tumorali e risparmiare quelle normali? Esprimono recettori specifici per HLAcl.I inibitori. Gli HLA I sono espressi come noto su tutte le cellule normali dell'organismo: quando NK incontra una cellula normale vede, attraverso il recettore, HLA I e il segnale che riceve è di tipo inibitorio. Ma durante la trasformazione neoplastica o in certi casi di infezione virale (ben l’85% dei carcinomi metastatici ha difetti di espressione di HLA I), non vengono espressi affatto HLA I. Questo è un meccanismo attraverso cui il tumore cerca di evadere il sistema immunitario, ricordiamo che T citotossiche riconoscono gli Antigeni in contesto di HLA I. Il tumore che non esprime HLA I riesce ad evadere dal controllo da parte di Tcitotox. Ecco che la cellula NK non è più inibita e quindi uccide. Come fa ad essere attivata quando viene a contatto con la cellula tumorale? Molto semplicemente la cellula tumorale esprime molecole riconosciute da recettori attivatori espressi sugli NK. I ligandi riconosciuti dai recettori attivatori tendono ad essere espressi prevalentemente da cellule tumorali o cellule stressate in genere (stress termico p.es.). La NK riconosce queste molecole e viene attivata, in più non è inibita da HLA I; quindi si attiva il suo macchinario citolitico e uccide la cellula tumorale. Ricapitolando: una cellula normale non stressata viene risparmiata perchè:
1) non ha molecole riconosciute da recettori attivatori
2) anche se ce le avesse è in grado di inattivare NK perchè esprime Ag Classe I. (duplice meccanismo di controllo).
Una cellula normale attivata (p. es. durante l'infiammazione) esprime queste molecole attivatorie ma continua ad esprimere HLA I quindi è salva. La cellula tumorale, in cui sono presenti molecole attivatorie ma non HLA I in grado di bloccarne l'attività, può essere uccisa da NK.
Le NK, tuttavia, non si sono evolute per difenderci dai tumori, questo è solamente un effetto collaterale. In realtà l'evoluzione delle NK serve per le difese rapide contro i virus. La cellula infettata da virus è stressata e non stupisce che esprima quelle molecole riconosciute dai recettori attivatori. Inolre ci sono virus, che hanno acquisito meccanismi per down-regolare HLA I, proprio per sfuggire ai T citotox. Questi sono gli Herpesvirus soprattutto Citomegalovirus che produce almeno 4 proteine diverse che bloccano l'espressione di HLA I sulla superficie. Di fatto NK hanno questi meccanismi di sicurezza, attivazione ed inattivazione e sono in grado di intervenire molto rapidamente. Primo perchè hanno già un macchinario citolitico preformato (sono "natural" killer), secondo perchè non hanno distribuzione clonale dei recettori, quindi tutte sono in grado di intervenire subito senza bisogno di espansione clonale. Le cellule NK sono essenziali quindi per contenere i primi stadi dell'infezione virale. E' fondamentale che intervengano meccanismi innati quali: prima molecole solubili come INFbeta (prodotti da tutti i tipi cellulari ad es. i fibroblasti), poi INFalfa (prodotto da leucociti ma soprattutto cellule dendritiche plasmocitoidi). Un virus che infetta una cellula tende a produrre centinaia o migliaia di virioni, quindi l'infezione cresce esponenzialmente e se non ci fossero sistemi di controllo, l'ospite sarebbe ucciso. Interferoni e NK permettono di bloccare l'infezione; le risposte T citotossiche intervengono da 3 a 5 giorni dopo (parliamo di infezione primaria) quindi, senza i meccanismi sopracitati, l'ospite sarebbe ucciso . Gli NK sono linfociti mobili richiamati da chemochine e produttori di chemochine e citochine: sono in grado dunque sia di dare che di ricevere segnali.