CAPITOLO 4

Corso di Introduzione alla Immunologia Suina

IMMUNOGLOBULINE DEL SUINO

Le immunoglobuline sono l'insieme delle proteine prodotte dai linfociti B stimolati (cellule plasmatiche) da un antigene

Si trovano nel siero e nei fluidi tissutali di tutti i mammiferi nella forma secreta (ANTICORPI) od unite alla membrana dei linfociti B (RECETTORE BcR). Sono le mediatrici della risposta umorale. Nel suino sono stati descritti quattro tipi di immunoglobuline, denominate:

  IgM, IgG, IgA ed IgE.


COME SI PRODUCONO LE IMMUNOGLOBULINE?

Le immunoglobuline sono prodotte dopo la stimolazione da parte di un linfocita B (da antigeni T dipendenti o T indipendenti) e la sua successiva trasformazione in cellula plasmatica. Le cellule plasmatiche non si dividono, non cambiano d'isotipo, non esprimono SLA II e non esprimono immunoglobuline sulla loro superficie.  Per tanto, non possono interagire con nessun tipo di antigene. Sono cellule-produttrici di Immunoglobuline.

Trasformazione in cellula plasmatica

Schema di un linfocita B e la sua trasformazione in cellula plasmatica

Le immunoglobuline, prodotte da ciascun clone di cellule plasmatiche, saranno specifiche rispetto all'epitopo induttore della risposta immunitaria. Esisteranno tanti cloni produttori di anticorpi quanti sono gli epitopi che hanno indotto la risposta immunitaria. (Il numero di cloni produttori di anticorpi è legato alla quantità di epitopi che inducono la risposta immunitaria). In una risposta indotta da un antigene (formato da diversi epitopi) avremo diversi cloni di cellule plasmatiche che secernono anticorpi specifici per ogni epitopo.

Data l'enorme complessità strutturale che possiede la maggior parte degli antigeni, quando si produce una risposta umorale verso qualunque di loro, si induce la produzione di un gran numero di anticorpi diversi, diretti ai diversi epitopi che compongono l'antigene induttore della risposta immunitaria. Per questo, la risposta immunitaria umorale è policlonale, dato che esistono migliaia di cloni stimolati che secernono anticorpi diversi.

La risposta immunitaria mediata dagli anticorpi, è denominata risposta umorale.
La risposta umorale è policlonale, e può essere una risposta primaria o secondaria
 

STRUTTURA DELLE IMMUNOGLOBULINE

Strutturalmente, le immunoglobuline dei suini, così come in altre specie, sono glicoproteine formate fondamentalmente da quattro catene polipeptidiche. Due di esse, denominate PESANTI o catene H (Heavy: pesante), con un peso molecolare da 55 a 77 kilodalton (kDa), e due LEGGERE o L (Light: Leggera) con un peso molecolare da 23 a 26 kDa. Il rapporto strutturale tra le due catene H e le due L si mantiene costante. Le due catene pesanti si uniscono tra loro  in modo covalente mediante ponti di zolfo. La catena pesante si unisce alla catena leggera mediante un ponte disolfuro. Ognuna delle catene possiede una regione costante ed una variabile. 

Preteasi

Struttura base delle immunoglobuline

Struttura base delle immunoglobuline, formata da due catene pesanti (rosso) e due catene leggere (giallo).

Se una molecola di immunoglobulina è trattata blandamente con degli enzimi proteolitici, come la pepsina o la papaina, si divide in due frammenti denominati: Fab, dell'inglese “antigen binding Fragment” e Fc (Crystalizable Fragment). Nel primo frammento (Fab), risiede la specificità dell'immunoglobulina, e quindi la sua capacità di reagire con l'antigene, mentre il secondo frammento (Fc) attua le funzioni effettrici delle immunoglobuline (fissazione del complemento, recettori cellulari, etc.)

 

Sia le catene pesanti sia quelle leggere, sono formate da strutture proteiche conservate denominate “Dominio di Immunoglobuline”. Questi domini sono formati da circa 110 amminoacidi. Le catene leggere sono formate da due domini, uno variabile (VL) ed un'altro costante (CL); le catene pesanti sono formate da  una parte variabile (VH) e tre (IgG e IgA) o quattro (IgM e IgE) costanti (CH1, CH2, CH3 e CH4). I domini sono identici tra le due catene leggere e le due catene pesanti. 

Nelle catene H, esiste anche un'ulteriore regione, la quale non forma parte dei domini ed è chiamata regione cerniera. La regione cerniera è localizzata tra i domini CH1 e CH2 e permette la mobilità alle immunoglobuline

Le analisi degli amminoacidi della regione cerniera, dimostrano che questa è formata da un gran numero di molecole di prolina,  che permettono la sua flessibilità, ma anche la sua vulnerabilità all'attacco delle proteasi, da lì, la sua frammentazione in Fab e Fc. 

 

Clic. Immunogloguline in movimento

 

 Struttura dei domini delle immunoglobuline

Struttura dei domini delle immunoglobuline. Nelle catene leggere esistono due domini, uno variabile (VL) ed un'altro costante (CL). Le  catene pesanti presentano un dominio variabile (VH) e tre o quattro costanti (CH). 

 

I domini variabili (VL e VH) hanno la funzione di unione con l'antigene e quindi, sono i responsabili della specificità dell'immunoglobulina, mentre i domini costanti permettono la differenziazione dei cinque isotipi di catene pesanti (m,g,e,a,d) che formano le immunoglobuline (IgM, IgG, IgE, IgA e IgD), e dei due tipi di catene leggere: K e l.  Inoltre, sono i responsabili delle funzioni effettrici delle immunoglobuline (fissazione del complemento, recettori cellulari, etc.)

Localizzazione dei siti di legame con l' antigene

Localizzazione dei siti di legame con l' antigene

Le diversità osservate nelle zone variabili di entrambe le catene (L e H) si localizzano in tre segmenti, composti da circa 10 amminoacidi, denominati regioni ipervariabili, conosciuti anche come: CDR1, CDR2 e CDR3 (Complementary Determining Regions o Regione determinante di Complementarietà). Questi segmenti formano il sito di legame con l'antigene. Ogni molecola di immunoglobulina ha due siti di legame con l'antigene.

Nella struttura delle immunoglobuline, gli idrati di carbonio giocano un ruolo importante, sopratutto nella regione costante delle catene pesanti, ed in particolare nella zona CH2 e nella regione cerniera. Mentre nelle regioni variabili delle catene pesanti rappresenta solo  il 15% circa. Il ruolo degli zuccheri non è del tutto chiaro, ma sembra legato al catabolismo ed anche ad alcune delle funzioni effettrici delle immunoglobuline, è stato possibile provare che le IgG deglicosilate perdono o diminuiscono la loro capacità di unirsi ai recettori cellulari ed indurre ADCC, oltre alla capacità di attivare il complemento.

ADCC

Schema della reazione di citotossicità mediata  dagli anticorpi. La specificità la fornisce l'anticorpo e l'azione citotossica è data dalla cellula.

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