Corso di Introduzione alla Immunologia Suina

 CARATTERISTICHE DEI LINFOCITI SUINI 


I linfociti suini si producono in grandi proporzioni negli organi linfatici primari. Nel midollo osseo si producono i linfociti B, responsabili della
risposta umorale e nel timo i linfociti T, responsabili della risposta cellulare. Una parte di questi linfociti migra verso gli organi linfatici secondari per  formare le zone T o B dipendenti.  Queste cellule sono le responsabili delle tre principali caratteristiche del sistema immune:

DIFFERENZA TRA IL PROPRIO, SPECIFICITA' E MEMORIA.


Dal punto di vista morfologico, con la microscopia ordinaria, non si rilevano differenze tra i linfociti T e linfociti B.  Tutte due i linfociti sono cellule la cui misura varia tra i 7 e 9 micron, presentano un nucleo voluminoso e scarso citoplasma. Nella microscopia elettronica a scansione si evidenziano alcune notevoli differenze. I linfociti T presentano una superficie morbida e piatta, mentre i linfociti B hanno una superficie con molteplici proiezioni, che corrispondono alle immunoglobuline di superficie.

Immagine di linfociti T e B (SEM)

Immagine di linfociti  T e B ottenuta attraverso microscopia elettronica a scansione

Linfocita colorato con Giemsa

Osservazione di un  linfocita colorato con Giemsa, osservato attraverso microscopia ordinaria

Negli ultimi decenni, sono stati delineati molti marcatori di superficie per differenziare le diverse popolazioni di linfociti, anche se è stato lo sviluppo degli anticorpi monoclonali (AcM), prodotti a partire dalle diverse cellule linfocitarie suine, che hanno permesso di differenziare le diverse popolazioni e raggrupparle secondo i suoi antigeni di membrana e le sue funzioni. 

Gli AcM hanno permesso di definire una terza popolazione linfocitaria, denominata, fino a poco tempo fa cellule nulle, per la assenza di marcatori tradizionali dei linfociti T o B (formazione di una struttura a rosetta con gli eritrociti di montone e immunoglobuline di superficie, rispettivamente). Queste cellule nulle, che nel suino possono rappresentare tra il 9 ad il 19% dei linfociti circolanti, sono in realtà una sottopopolazione di linfociti T (linfociti T g-d)

 

Principali recettori utilizzati tradizionalmente per differenziare i linfociti T dai B

Linfociti B: Immunoglobuline di superficie.
Linfociti T:

Struttura a rosetta con eritrociti di montone.

Esterasi positivi.

Rosetta


Linfociti T di suini formanti una struttura a rosetta

 con eritrociti di montone.

I linfociti B di suino sono prodotti nel midollo osseo in un numero approssimativo tra i duecento ed i quattrocento milioni al giorno, il che dimostra l'enorme capacità di risposta del sistema immunitario.    Ricordate che un linfocita B produce un anticorpo specifico (1 cellula = 1 tipo di anticorpo). Nel sangue periferico, i linfociti B del suino si suppone siano tra l'8 ed il 18% dei linfociti totali. La membrana dei  linfociti B è formata da un gran numero di molecole, molte delle quali sono state studiate grazie agli AcM. Tra queste è importante segnalare quelle conosciute come complesso BcR (B Cell Receptor) o recettori delle cellule B.  

Linfocita B.

schema di un linfocita B

 Il BcR è formato da diverse catene. Alcune variabili (sono immunoglobuline), nelle quali ogni linfocita B presenta delle variazioni a seconda del tipo di immunoglobuline (IgM e IgG fondamentalmente) o (IgA e IgE) o a seconda del tipo di antigene. Le altre due catene sono fisse (formate da due catene a e b), e comuni a tutti i linfociti B. La funzione delle catene variabili, che in realtà sono immunoglobuline  è di reagire con l'antigene specifico, invece quella delle catene fisse servono a trasmettere il segnale all'interno della cellula per l'inizio della produzione di anticorpi.



BcR dei linfociti B


Dettaglio del complesso BcR dei linfociti B

I linfociti B, sono quindi caratterizzati dalla presenza di  immunoglobuline nella loro superficie,  fondamentalmente del tipo IgM e IgG,  permettono loro di reagire con l'antigene nella sua forma nativa  (i linfociti T non possono reagire con l'antigene nella sua  forma nativa) (Capitolo 3). La maggiore parte degli antigeni con cui reagiscono i linfociti B sono anche di natura proteica, ma possono reagire con polisaccaridi. L'inizio della reazione con l'antigene è sempre rivolta contro le immunoglobuline di membrana (segnale BcR), ma la produzione di anticorpi necessita della collaborazione dei linfociti CD 4+ nella maggiore parte dei casi.. (capitolo 3). Gli antigeni che necessitano di quella cooperazione con CD 4 vengono denominati: Antigeni T dipendenti (sono la maggioranza).  Altri antigeni come certi lipopolisacaridi o polisaccaridi batterici, non hanno bisogno di linfociti T per la stimolazione e produzione di anticorpi.  Questi antigeni sono denominati: Antigeni T indipendenti.   


Attraverso gli AcM è stato possibile differenziare altri marcatori di linfociti B. Questi marcatori sono stati raggruppati nei cosiddetti “cluster” di differenziazione (CD), in virtù delle loro differenze antigeniche e funzionali.

 

PRINCIPALI CD SVILUPPATI 
PER LO STUDIO DEI LINFOCITI B

  • CD1: L'antigene CD1 che presenta una grande omologia con il SLA I, si osserva nei linfociti B (sIg+) del sangue periferico in una proporzione che varia dal 30 al 60%  e nei  linfociti T della zona corticale del timo all'incirca del 60% del totale.
  • CD 21: Si osserva nella membrana dei linfociti B maturi.
  • CD 45: Si osserva nei linfociti B ed in alcune sottopopolazioni di linfociti T.
  • SWC7: Si localizza nei linfociti B situati negli organi linfatici, dato che nei linfociti del sangue periferico non compare.

Un linfocita B stimolato, tanto da antigene T dipendenti come da T indipendenti, si trasforma in un clone di cellule plasmatiche che produrranno e segregheranno anticorpi in gran quantità. Questi Ac sono specifici conto l'epitopo che induce la risposta immunitaria. Questa risposta immunitaria, mediata soltanto da anticorpi, viene denominata: risposta umorale. Il linfocita B stimolato o cellula plasmatica presenta una morfologia diversa da quella originaria del linfocita B (nucleo grande e piccolo citoplasma) e maggiormente tipica di una “cellula – riproduttrice” con un nucleo piccolo ed un grande citoplasma. Queste cellule sono localizzate fondamentalmente nei gangli linfatici, polpa rossa della milza, midollo osseo e mucose intestinali e respiratorie. “In vivo” la sua vita media è molto corta (da 2 a 3 giorni), “in vitro” anche meno, arrivando a sopravivere soltanto alcune ore.

Trasformazione in cellule plasmatiche. 

Schema della stimolazione di un linfocita B, trasformazione in cellule plasmatiche e la produzione di anticorpi.

I linfociti T di suino si producono nel timo ed in minor proporzione nelle zone T dipendenti dagli organi linfatici secondari. A differenza dei linfociti B, non presentano immunoglobuline sulla loro superficie, però formano una struttura a rosetta con gli eritrociti di montone. I linfociti T hanno un ruolo fondamentale nella risposta immunitaria.  Da un lato i meccanismi di presentazione d'antigeni ai linfociti B per la produzione d'anticorpi e dall'altra parte, come responsabili della immunità cellulare (risposta immunitaria mediata da cellule e non da anticorpi).

Schema della formazione di rosette nei linfociti T di suino con eritrociti di montone.


Nella membrana dei linfociti T, anche del SLA, si possono differenziare due tipi diversi di ricettori specifici per gli antigeni, denominati TcR dalle parole inglesi “T cell receptor”.  Questi ricettori sono:

Recettori a-b  (TcR a-b). Rappresentano tra il 40 al 60% dei linfociti del sangue periferico. I LINFOCITI T a b sono:  Linfociti cooperatori CD4+ e Linfociti Citolitici CD 8+

Recettori g- d (TcR g-d).
Presenti nella maggioranza delle cellule denominate in precedenza cellule nulle Attualmente sono LINFOCITI T gd



Questi ricettori sono formati da due catene pesanti  e da due catene leggere, somiglianti alle catene delle immunoglobuline. La loro funzione è quella di reagire agli antigeni che sono presentati attraverso le cellule presentatrici di antigeni e associate al SLA. 

Schema del complesso TcR dei linfociti T suini. Formato da le loro catene pesanti e leggere, composte da una parte variabile, che reagisce con l'antigene, ed una parte constante

Detalle de un linfocito T.


Come nel caso dei linfociti B, grazie alla produzione di AcM
a partire dai linfociti suini, è stato possibile differenziare diverse sottopopolazioni di linfociti T di suini, raggruppandoli nei così denominati “cluster” di differenziazione (CD) in virtù delle loro differenze antigeniche e funzionali.

Grazie a questi marcatori, è stato possibile stabilire che il suino presenta alcune differenze con altre specie animali e con l'uomo.  Nel suino si osserva una popolazione di linfociti, positivi in doppio a CD4+ e CD8+ (CD4+CD8+) che aumentano in proporzione con l'età del animale. Quando l'animale ha una settimana di vita, la percentuale di  CD4+CD8+ rappresenta meno del 2% dei linfociti e ai 3 anni d'età la percentuale oscilla attorno al 30%. La funzione di questi linfociti, positivi in doppio, si credeva inizialmente legata alle cellule-memoria.  Negli ultimi tempi è stata relazionata con la attività cooperativa dei linfociti T nelle infezioni primarie. Sembrerebbe che esistano due popolazioni di cellule cooperative, le CD4+CD8- e le CD4+CD8+. Tute e due le popolazioni agiscono nella cooperazione cellulare nella risposta primaria, al meno  “in vitro”, mentre nella risposta secondaria sembrano agire soltanto le CD4+CD8+. D'altra parte, si sa che queste popolazioni cellulari positive, oltre ad aumentare l'età, si localizzano in proporzioni importanti nelle tonsille (50%) e nei gangli (30%) dell'animale adulto. Per quanto riguarda i linfociti citotossici, si possono differenziare due sottopopolazioni di CD4-CD8+ in virtù dell'espressione del CD 6.  Così, i  linfociti che esprimono l'antigene CD 6- sono relazionati con la citotossicità spontanea mentre i CD 6+  SLA I,  si relazionano con la citotossicità di cellule infette da virus.

PRINCIPALI CD SVILUPPATI PER LO STUDIO DEI DIVERSI LINFOCITI T 

CD 1: Si trovano nel 60% dei linfociti T della zona corticale del timo. Hanno una grande omologia con il SLA I.

CD 2: Presenti nella maggior parte dei linfociti T con recettori TcR a-b (LINFOCITI T a b). I linfociti T con TcR gd (INFOCITI T g d) o sono negativi a CD2- o vengono espressi in percentuali molto basse (3 a 6%).  Questi linfociti (g- d), denominati anteriormente cellule nulle, sono identificati dall'anticorpo monoclonale SWC6

CD 3: Presente nei linfociti relazionati con l'attivazione e soppressione cellulare. Di grande importanza negli xenotrapianti.

CD 4: Presenti nei linfociti T cooperativi e nei responsabili della risposta d'ipersensibilità ritardata.  I linfociti CD4+ riconoscono il SLA II.

CD 6: Presente nelle cellule  legate alla citotossicità.

CD 8: Si localizzano nei linfociti T responsabili della citotossicità. I linfociti CD 8+ riconoscono il SLA I.

CD 16: Per differenziare cellule NK.

Infine, un'altra peculiarità dei linfociti T suini, è l'espressione del SLA II nella membrana. A differenza dell'uomo o del topo, i cui linfociti T non attivati, non presentano l'antigene di istocompatibilità di classe II.
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