CHEMOCHINE.
Famiglia di numerose proteine con funzione di attivazione della chemotassi, richiamare le cellule in maniera direzionata.
Due funzioni:
• Agiscono sull'endotelio promuovendo l'adesione dei leucociti
• Forniscono i gradiente necessario alla migrazione leucocitaria nel sito infetto (a basse concentrazioni favoriscono la motilità, ad alte concentrazioni la inibiscono)
Vengono suddivise in due famiglie per motivi amminoacidici (sequenze di cisteine intervallate o non intervallate). I bersagli sono vari: monociti, NK, basofili, ecc. tutte queste cellule sono attratte dai segnali innescati dalle chemochine. L'attrazione di queste cellule da parte delle chemochine dipende da recettori accoppiati a proteine G. La chemochina troverà un recettore a 7 attraversamenti di membrana sulla cellula target e questa innescherà l'eterotrimero alfa-beta-gamma con produzione di cAMP, ecc. tipologie di cellule diverse presentano sulla propria membrana un portafoglio di opzioni, recettori per chemochine diverso. Il tipo di recettore esposto dipende dallo stato di attivazione della cellula target. Le chemochine debbono agire in maniera coordinata con l'azione delle citochine. Lo stato di attivazione della cellula target determina a quanti segnali e a che tipo di segnali chemochinici può rispondere la cellula flogistica o immunitaria.
CITOCHINE.
Azione e reazione sono difficili da distinguere proprio per la natura rapida dei segnali innescati.
Classificazione di natura didattica:
• Linfochine: secrete dai linfociti
• Monochine: prodotte da monociti e macrofagi
• Interleuchine: secrete in maniera più trasversale, da più popolazioni leucocitarie (circa 18 tipi di IL)
• Inteferoni: principali mediatori delle risposte antivirali
• Tumor necrosis factors: svolgono un ruolo rilevante nella flogosi ma anche nei meccanismi di controllo cellule-mediati
Nelle citochine abbiamo un po' di proteine diverse, si tratta di primi messaggeri diffusibili rilasciati nell'ambiente extracellualre e devono incontrare recettori sulle membrane. Sono proteine di piccole dimensioni (200/300 aa). Promuovono la crescita o differenziamento dei leucociti regolando i processi in maniera autocrina (IL-2, prodotta da T helper che è lo stesso ad usufruirne), paracrina (nell'ambito del tessuto in cui è in atto la risposta bisogna coordinare le azioni e quindi serve scambiare segnali nel distretto) o endocrina (le citochine finiscono le torrente ematico e possono innescare risposte anche a grande distanza). Sono recepite da recettori specifici ad alta affinità: il range di concentrazione a cui questi recettori attivano è notevolmente inferiore a quello dei fattori di crescita (pico o nano M confronto a micro M). Sono dotate di qualità quali pleiotropismo, ridondanza, sinergismo, antagonismo e induzione a cascata. Altra qualità importante di questi messaggeri: devono essere prodotti rapidamente ma altrettanto rapidamente devono essere rimossi. La proteina e il suo mRNA hanno un'emivita brevissima (minuti), questo è significativamente diverso da quello che riguarda ormoni, fattori di crescita.
La loro produzione è regolata a vari livelli:
• trascrizione indotta tramite specifici fattori (NfkB, NFAT)
• degradazione degli RNA mediata da specifiche sequenze
• (pro-) protein processing & secretion
Gli effetti governati, i meccanismi innescati, sono prevalentemente a breve distanza (autocrina e paracrina). Ambiente locale in cui vengono raggiunte le concentrazioni più elevate (nei linfonodi o nel tessuto in cui è in corso la risposta).
Intervengono sulla motilità. Hanno effetto sulla sopravvivenza (alcune inducono la morte apoptotica altre la sopravvivenza). Indurre l'apoptosi è un aspetto fondamentale nel momento in cui il sistema immunitario apprende (distingue il self dal non self). Non andare verso malattie autoimmuni è possibile grazie al fatto di poter indurre apoptosi. Le citochine sono messaggeri che lavorano a concentrazioni molto più basse richieste da ormoni e fattori di crescita e vengono secrete nell'ambiente extracellulare (pertanto sono diffusibili); quelle che vengono secrete una parte rimane dissolta nella matrice extracellualre, non vincolata, mentre una quota a parte si lega a componenti della matrice extracellulare e questo ha sia funzione di deposito che di potenziamento della loro azione (TGFbeta, IL-1, FGF). Altre citochine invece di essere rilasciate nell'ambiente extracellulare vengono esposte sulla membrana. Il più tipico esempio è quello del TNFalfa che esiste sia in una forma solubile che in una forma di membrana che innesca un recettore in un contatto cellula-cellula. Avevamo parlato di caratteristiche quali pleiotropismo, ridondanza, sinergismo, antagonismo e reazione a catena.
Pleiotropismo.
Il linfocita T helper (stazione di innesco della risposta adattativa) viene attivato e oltre a produrre IL-2 produce IL-4 che è una citochina pleiotropica perché incontra recettori su tipologie di cellule diverse. Il linfocita B verrà attivato e diventerà plasmacellula, il timocita andrà incontro a proliferazione (inizierà il cammino differenziativo), le mast cellule andranno incontro a proliferazione.
Ridondanza.
Il linfocita T helper attivato produce Il-5, IL-2 e IL-4. Queste 3 citochine possono evocare lo stesso tipo di risposta in una cellula, in particolar modo IL-2, 4 5 innescano proliferazione sul linfocita B.
Sinergismo.
IL-4 e IL-5 prodotte da linfocita T helper attivato, quando intervengono sulla stessa cellula causano il class switch (le immunoglobuline prodotte diventano IgE). Serve l'azione combinata delle due citochine per andare incontro a questo.
Antagonismo.
Il linfocita T helper attivato produce IL-4, se però produce anche interferone gamma gli effetti sul linfocita B vengono ad essere arrestati. IL-4 serve alla class switch, se è presente anche interferone gamma c'è antagonismo su questo effetto.
Induzione a cascata.
Le citochine prodotte dalla prima cellula reclutata dalla risposta immune (interferone gamma) ha un effetto sul macrofago che produce IL-12 che sul linfocita T helper attivato collabora ulteriormente alla sua attivazione e questo linfocita produrrà ancora più interferone gamma, T helper e IL-2. Alcune di queste citochine sono prodotte nelle prime fasi della risposta flogistica, in particolar modo abbiamo citato più volte IL-1, TNFalfa e IL-6 che svolgono azioni importanti anche di natura endocrina: sono responsabili dei rialzi di temperatura corporea. Il paracetamolo fondamentalmente agisce sull'azione che IL-1 a livello talamico, dove IL-1 attiva il sistema della termoregolazione per innalzare la temperatura, il paracetamolo blocca questo meccanismo. Queste citochine sono responsabili della produzione di proteine di fase acuta (proteine del complemento, fattori della coagulazione, ecc).
Espressione di adhesion molecules sull'endotelio vascolare e/o leucociti.
Produzione di chemochine.
Abbiamo una produzione locale di queste citochine in qualsiasi distretto questo avvenga che vengono rilasciate nel torrente ematico e hanno bersagli di varia distanza. Abbiamo bersagli talamici e ipotalamici, abbiamo un effetto sul rialzo febbrile, innesco dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene, produzione di corticosteroidi (che collaborano alla risposta flogistica), effetto epatico (produzione di proteine di fase acuta), risposta a livello del midollo ematopoietico (stimolo del midollo a produrre nuovi leucociti, tant'è che quando è in corso un quadro flogistico viene fatta la conta leucocitaria). Oltre a governare la risposta infiammatoria e immunitaria classica, le citochine giocano un ruolo fondamentale nel regolamentare il differenziamento delle cellule ematiche (questo anche in condizioni di pace).
Come fa il midollo a capire quando è il caso di aumentare la popolazione di neutrofili, basofili, piastrine, ecc?
Tramite un sistema strettamente regolato con feed back negativi dato proprio dalle citochine (ematopoietine). Ogni linea ha una serie di ematopoietine dedicate: per i globuli rossi è l'eritropoietina; il GCSF trova molte applicazioni di carattere medico nei soggetti sottoposti a chemioterapia classica che ha come effetto avverso la mielodepressione (effetto tossico sulla ematopoiesi) per aumentare le cellule del sangue dopo un attacco tossico. Gli interferoni hanno azione antivirale, creano un blocco alla replicazione dei virus, aumentano l'espressione dei corecettori che consentono l'interazione cellula-cellula tra componenti innate e adattative della risposta immune.
Due famiglie strutturali principali:
• ematopoietine
• TNF family
Questi messaggeri interagiscono con recettori di varia tipologia. Nei recettori per citochine rientrano recettori fatti più o meno come il cKit (singolo attraversamento di membrana, N-terinale che ricorda le immunoglobuline). Tra le citochine rientrano IL-1 e il MCSF (macrofage colon stimulated factor). Poi abbiamo i recettori propriamente detti di classe I. Questi recettori rispondono a quasi tutte le IL, prolattina, GH, ecc. Poi abbiamo quelli di classe II che rispondono agli interferoni. Abbiamo i recettori per il TNF e poi quelli per le chemochine. Escludimao recettori accoppiati a proteine G, quelli della superfamiglia delle Ig perché sono aderenti a quanto detto per i fattori di crescita, dei recettori per il fattore di crescita parleremo quando faremo l'apoptosi.
Parleremo della classe I e della classe II.