CAPITOLO 6

Corso di Introduzione alla immunologia Suina

COME SI ATTIVANO I LINFOCITI?

 

Le citochine intervengono nell'attivazione e nella differenziazione dei linfociti T e B, nella regolazione del numero di linfociti necessari in ogni momento e nella durata della loro vita media, compressi i linfociti memoria. In definitiva, le citochine regolano le principali attività di queste importanti cellule del sistema immunitario. 

 

Come abbiamo visto in cooperazione cellulare nella risposta immunitaria, l'attivazione dei linfociti T e B avviene mediante un processo complesso nel quale intervengono, oltre ad entrambi i linfociti, le cellule presentatrici di antigene ed il proprio antigene

In questo importante processo della risposta immunitaria acquisita, intervengono anche le citochine, favorendo l'attivazione dei linfociti T e B. 

Perché si attivino  i linfociti T  ed entrino nella fase G1 del ciclo cellulare, servono due segnali, uno proveniente dall'interazione con l'antigene e l'altro co-stimolatore.   

Schema della cooperazione cellulare

 

Schema della cooperazione cellulare nella risposta immunitaria acquisita. Le citochine hanno un ruolo molto importante in questi processi. 

Come conseguenza di questa stimolazione viene secreta la citochina IL 2, la quale permette la proliferazione e differenziazione dei linfociti T in due sottotipi cellulari di linfociti T cooperatori CD4+ (T helper) i linfociti Th 1 (T helper 1) ed i linfociti Th 2 (T helper 2). Entrambe le popolazioni producono differenti tipi di citochine.


I linfociti Th 1. Sono legati fondamentalmente all'attivazione dei macrofagi nei processi di eliminazione di antigeni intracellulari, mediante l'attivazione della fagocitosi, o nei processi d'attivazione delle cellule NK, per indurre la citotossicità nelle cellule infette. D'altra parte, come risposta ad una stimolazione antigenica producono citochine pro-infiammatorie.  

Queste citochine promuovono la differenziazione di effettori citotossici. Le più importanti sono: 
IL 2. Interleuchina 2
TNF a b g. Fattore di Necrosi tumorale
IFN g. Interferone.

I linfociti Th 2. Sono legati all'attivazione e differenziazione dei linfociti B. I linfociti Th 2 riconoscono l'antigene nella superficie dei linfociti B, insieme alle molecole del SLA-II, e inducono l'espansione clonale delle cellule B e la conseguente differenziazione a cellule plasmatiche produttrici di anticorpi. I Th 2 sono anche legati all'attivazione degli eosinofili

 

 

Le principali citochine secrete da queste cellule sono:

 

IL 4 IL 5 IL6 IL10 IL 13

 

Oltre ai sottotipi di linfociti cooperatori Th 1 e Th 2 è stato descritto un linfocito cooperatore Th 0 che sembra essere legato ad un processo intermedio di differenziazione tra Th1 e Th2. Il Th 0 può secernere citochine di entrambi i gruppi cellulari (Th 1 e Th 2).

Attivazione dei linfociti B

Attivazione dei linfociti B

Nella specie suina non sono stati generati fino al momento cloni di linfociti cooperatori con gruppi definiti di citochine, ma sono state descritte risposte immunitarie del tipo Th1 o Th2.

Per quanto riguarda i linfociti CD8+, i quali sono per la maggior parte citotossici, è stato descritto che secernono citochine del tipo Interferone (IFN-g) e Fattore di Necrosi Tumorale (TNF-b) le quali attivano meccanismi citotossici in macrofagi e granulociti, e quindi hanno un gruppo Tc1, simile al Th1. 

PRINCIPALI CITOCHINE RELAZIONATE NELLA RISPOSTA IMMUNITARIA ACQUISITA
CITOCHINA STRUTTURA C. PRODUTTRICE FUNZIONE
IL 1 Monomero (18 kD) Macrofagi

Aumento della temperatura

Attivazione dei Linfociti T e Macrofagi.

IL 6 Monomero (26 kD)

Linfociti Th2

Macrofagi

Attivazione linfociti T e B
IL 12 Eterodimero (75 kD)

Macrofagi

Neutrofili

C. Dendritica

Differenziazione di Linfociti th1 

Attivazione di celluleNK

IL 16 Omodimero (13 kD) Linfociti T CD8 Induzione del recettore per IL2
TNF a Omotrimero (17 kD)

Macrofagi

Linfociti

Cellule NK

Mastociti

Infiammazione locale

Cambiamenti di permeabilità

Aumento della Temperatura

IFN a Monomero (18 kD) Linfociti Attivazione SLA I
IFN b Monomero (20 kD) Fibroblasti Attivazione NK
IFN g Omodimero

Linfociti

Cellule NK

Induzione di SLA I e SLA II

Presentazione di antigeni.

 

Come si studiano le citochine?

 

Lo studio delle citochine presenta diversi problemi. Alcuni sono legati alle loro caratteristiche come ad esempio la bassa concentrazione, media vita media breve e la ridondanza di effetti biologici, che rendono difficile il loro studio. Altri problemi sono associati alla mancanza di reagenti per lo studio delle citochine in specie diverse, eccetto per le specie murina ed umana, anche quest'ultimo problema, grazie all'ottenimento di citochine ricombinanti, è in via di soluzione.  

 

I metodi più utilizzati sono:

 

Metodi immunologici
Metodi molecolari.

 

I metodi immunologici. L'ottenimento di diverse citochine ricombinanti ha permesso di produrre anticorpi monoclonali  e sviluppare diversi metodi di valutazione immunologica per varie citochine. Questi metodi, fondamentalmente immunoenzimatici del tipo ELISA, presentano un'elevata sensibilità e specificità per la captazione e quantificazione di citochine, ma hanno l'inconveniente che possono rilevare e quantificare citochine non attive biologicamente.


Produzione di anticorpi monoclonali 

 

Schema della produzione di anticorpi monoclonali 

I metodi molecolari sono stati sviluppati grazie alla conoscenza di diverse sequenze di un gran numero di citochine, che ha permesso l'adattamento di tecniche di amplificazione di PCRpermettendo di rilevare diverse citochine in diversi tessuti o cellule. Queste tecniche, che oggi possono essere anche quantitative, permettono di  rilevare e quantificare le diverse citochine, anche se come nel caso dei metodi immunologici, la loro rilevazione non  implica necessariamente, attività biologica.

Gel di PCR

Immagine di un gel di PCR

 

Nel caso dello studio delle citochine suine, nonostante l'importanza che la specie suina ha come modello per la ricerca nei trapianti, negli xenotrapianti e come specie d'allevamento, ci sono ancora diversi problemi. Da una parte, sono molto poche le citochine clonate di questa specie, rispetto alle altre 

 

 

NUMERO DI CITOCHINE CLONATE
Specie umana e murina 36
Specie bovina 23
Specie ovina 20
Specie suina 19
Specie felina ed equina  11
Specie avicola  7
Specie canina 5
Specie acquatiche  4 (pesci)

 

e soprattutto il numero di reagenti disponibili, per lo studio del funzionamento e la regolazione delle citochine suine, è scarso. La produzione di citochine ricombinanti è, attualmente, molto limitata e non sono disponibili in ambito commerciale, fattore che limita la produzione di anticorpi monoclonali. Attualmente, la migliore opzione per lo studio delle citochine è l'utilizzo delle tecniche molecolari di PCR quantitativa. 

 

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