ANTICORPI

Immunità specifica

Agisce in senso specifico, ossia per ogni

tipo di stimolo viene innescata una

risposta che vale per quello stimolo e non

per altri. Questa specificità assicura un

alto grado di efficienza, in quanto evita le

risposte non necessarie. Ha memoria

immunologica.

I componenti dell’immunità specifica

sono i linfociti ed i loro prodotti, gli

anticorpi.

L’immunità specifica può essere di 2 tipi

* umorale (mediata da anticorpi).Le

cellule responsabili dell’immunità

umorale sono i linfociti B.

* cellulo-mediata (mediata dai linfociti T).Le cellule responsabili dell’immunità cellulo-mediata sono i linfociti T.

Cellule dell’ Immunità Specifica

•Linfociti B (Anticorpi)

•Linfociti T

GLI ANTICORPI

Gli anticorpi sono molecole prodotte in risposta ad un antigene e sono capaci di formare un legame specifico con la sostanza che li ha indotti.

Gli anticorpi sono glicoproteine ed appatengono alla famiglia delle GLOBULINE (proteine globulari del siero).

Le Ig, o molecole anticorpali, sono glicoproteine costituite da due tipi di catene legate da ponti S-S, e da una quota di 4-18% di carboidrati. L'unità di base delle Ig ha un PM di circa 150 KD. Consta di due catene leggere denominate L (light) e di due pesanti denominate H (heavy). Le catene sono unite tra loro soprattutto da ponti S-S ed in minor misura da forze non covalenti.

STRUTTURA DELLE IMMUNOGLOBULINE

Ciascuna catena è costituita da una parte costante (CH e CL) ed una variabile (VH e VL). Nelle regioni V, equivalenti al sito di legame per l'Ag la sequenza di Aa varia nei diversi anticorpi. Le catene sono ripiegate tridimensionalmente in loops o domains (domini globulari), determinati da legami S-S intracatena: le catene leggere hanno una sola VL ed una CL. Le pesanti hanno invece VH, CH1, CH2, CH3.

Catene leggere

E’ stato dimostrato che le catene leggere

della maggior parte dei vertebrati esistono in

due forme strutturalmente distinte

Kappa e lambda

Qualsiasi tipo di catena leggera può

combinarsi con ciascuna catena pesante,

però, in ogni Ig, sia le catene pesanti che

quelle leggere sono dello stesso tipo.

CLASSI E SOTTOCLASSI DELLE IMMUNOGLOBULINE

Nell’uomo vi sono 5 classi principali ed

alcune sottoclassi di immunoglobuline con

proprietà chimico-fisiche (peso molecolare,

carica…), biologiche (opsonizzazione) e

sierologiche (reazione con l’antigene) diverse

che dipendono essenzialmente dalla struttura

primaria delle catene pesanti.

Possiamo distinguere cinque tipi di catene pesanti che

determinano la classe dell’anticorpo:

•Gamma: γ IgG

•Alfa: α IgA

•Mu: µ IgM

•Delta: δ IgD

•Epsilon: ε IgE

Tutti gli isotipi di immunoglobuline, con

l’eccezione delle IgD sono bifunzionali:

•Legano l’antigene

•Presentano una o più funzioni effettrici.

FUNZIONI DELLE IMMUNOGLOBULINE

IgG

Caratteristiche delle IgG

•Costituiscono la principale componente delle immunoglobuline; hanno un peso molecolare di 150kDa e si presentano come MONOMERI

•Sono in grado di legarsi ad un gran numero di cellule (granulociti, macrofagi e cellule NK).

•Sono in grado di attraversare la placenta

•Sono in grado di attivare il complemento (Attraverso la via classica; tranne sottotipo Ig4)

IgM

Caratteristiche delle IgM

•Possono trovarsi sia in forma MONOMERICA (presenti sulla membrana del linfocita B maturo), o in forma PENTAMERICA (circolanti nel siero).

•Sono le prime Immunoglobuline ad essere prodotte.

•Sono presenti in concentrazioni piuttosto basse (8-10%).

•Hanno un’elevata capacità di attivazione del complemento.

IgA

Caratteristiche delle IgA

•Rappresentano la seconda classe di Ig circolanti con circa il 15% ma si trovano in percentuale molto più alta nelle secrezioni (Latte, saliva, lacrime, secrezioni nasali) e a livello delle mucose del tratto bronchiale e digerente dove svolgono un importante ruolo nei meccanismi di difesa in quanto impediscono l’aderenza dei microrganismi all’epitelio impedendone la proliferazione

•Si trovano in forma MONOMERICA (Ig di membrana) o in forma DIMERICA (Ig nel siero).

Il ruolo delle IgA a livello delle mucose è

importantissimo (unici due apparati che

mettono in comunicazione l'interno con

l'esterno sono digerente ed il respiratorio) Le

IgA sono prodotte in forma dimerica;

Le cellule che producono le IgA si trovano

nella tonaca mucosa, proprio al di sotto dell'

epitelio.

Il recettore legato alla IgA viene quindi internalizzato

per endocitosi nella cellula epiteliale della mucosa, e

viaggia in una vescicola endocitotica fino al versante

luminale della cellula: a questo punto, la vescicola si

fonde con la membrana plasmatica e la porzione del

recettore poli-Ig contenente i cinque domini Ig viene

clivata e secreta nel lume assieme alla IgA,

prendendo così il nome di "componente secretoria".

Le IgA secrete nel lume vanno a mischiarsi nel muco

prodotto dalle cellule epiteliali e costituiscono una

prima barriera difensiva contro i microbi.

IgE

Caratteristiche delle IgE•Le IgE umane hanno circa un peso di 190 kDa e sono presenti nel siero delle persono normali alla concentrazione di 0.003%

•Una volta prodotte, si legano ai recettori per il frammento Fc espresso dai mastociti, si aggregano e danno inizio ad un processo detto di DEGRANULAZIONE mediante il quale si liberano i mediatori chimici tra cui l’ISTAMINA.

•Negli individui non allergici, un’elevata concentrazione di IgE indica una infestazione di tipo parassitario.

IgD

Caratteristiche delle IgD

•Si presentano come monomeri ed

hanno un peso di circa 150 kDa.

•Costituiscono circa l’1% delle Ig

circolanti.

•La loro funzione tuttavia non è chiara:

sembra che queste immunoglobuline

abbiano funzione di recettore per

l’antigene.

Come può un genoma di per sé

limitato, fornire le informazioni

richieste per il vasto repertorio di

molecole di anticorpo che un

individuo può sintetizzare

Eventi di ricombinazione somatica erano

capaci di coinvolgere una quantità

limitata di materiale genetico e produrre

un numero quasi infinito di

combinazioni, creando un vasto

repertorio di recettori per gli antigeni.

•RICOMBINAZIONE SOMATICA

•MUTAZIONE SOMATICA

Teoria dell’inizio XX secolo

Riarrangiamento della catena pesante (1)

Il DNA germinale che codifica per le catene delle

immunoglobuline mostra un elevato livello di

complessità: l’informazione per le regioni VARIABILI è

presente in segmenti genici V, D e J che combinano a

livello del DNA.

La ricombinazione dei segmenti VDJ genera una

sequenza continua che codifica per il dominio

V,separata dai domini C.

Il DNA che codifica per l’inizio e la fine del gene C

viene trascritto in un RNA eterogeneo (hnRNA). Questo

RNA viene elaborato e si ottiene un mRNA che codifica

per i segmenti V e C che verranno tradotti in proteina.

Riarrangiamento della catena pesante (2)

Il locus della catena pesante è sul cromosoma 14. Il riarrangiamento produttivo del locus genico Vh è un evento obbligatorio nella generazione delle cellule B e precede il riarrangiamento delle catene leggere.Segmenti V da 38-45Segmenti D da 1-23Segmenti J da 1-6

Riarrangiamento della catena leggera (1)

Il locus della catena leggera k è sul cromosoma 2. Segmenti V da 31-35Segmenti J da 1-5

Il locus della catena leggera è sul cromosoma 22. Segmenti V da 29-33Segmenti J da 7-11

Ricombinazione delle catene pesanti/leggere

La ricombinazione dei segmenti genici germinali è un aspetto chiave nella generazione del repertorio primario degli anticorpi. Come avviene?Ciascun segmento V, D e J è affiancato da sequenze segnale per la ricombinazione (RSS)

•Un eptamero (i 7 nucleotidi CACAGTG) •un nonamero (i 9 nucleotidi ACAAAAACC) separati da un sequenza spaziatrice che può contenere o 12 o 23 bp.

Il processo di ricombinazione è attivato da due proteine chiamate RAG 1 e RAG 2 (geni attivanti la ricombinazione)

•Il complesso RAG1 e RAG2 riconosce le sequenze RSS e porta queste due sequenze ad unirsi complesso sinaptico

•Le due proteine RAG iniziano a tagliare nella parte 5’ dell’eptamero e della regione codificante

•Le proteine RAG trasformano questo taglio in una vera e propria rottura del doppio filamento

•lo spezzone di DNA contente le RSS viene rimosso sotto forma di anello (per i legame fra le sequenze segnale) e la conseguente unione dei segmenti (possibile azione della desossiribonucleotidil transferasi terminale)