Linfociti B

In merito all’immunità acquisita, ci focalizziamo soltanto su 2 tipi cellulari, anche se questi hanno numerosi sottogruppi, e cioè:

  • I linfociti B sono delle cellule che presentano sulla loro membrana degli anticorpi (o immunoglobuline, o Ig) che in moltissime circostanze ci proteggono, fanno parte cioè di quell’immunità che chiamiamo “protettiva”. Molti dei percorsi di studio che vengono fatti durante la messa a punto di un vaccino sono proprio dedicati alla costruzione, alla produzione ed alla sollecitazione di una risposta anticorpale, infatti gli anticorpi svolgono un ruolo di difesa che nella maggior parte dei casi ci permette di evitare una malattia. I linfociti B maturando diventano più grossi, cioè diventano delle plasmacellule, che si caratterizzano per avere un grosso nucleo rotondeggiante ed uno scarso citoplasma.
  • I linfociti T sono delle cellule abbastanza piccole, anch’esse con poco citoplasma.

Ben altra fisionomia hanno i fagociti (ovvero i monociti, i granulociti neutrofili ed i granulociti eosinofili), che hanno un citoplasma con molti granuli (vedremo comunque che ci sono dei granuli importantissimi anche nei linfociti T).

Elenco dei marcatori che ci aiutano a distinguere i linfociti B dai linfociti T:

  • Abbiamo i recettori per gli antigeni, che sono il TCR del linfocita T e l’immunoglobulina o anticorpo per il linfocita B. Si tratta di molecole recettoriali grazie alle quali ogni specifico linfocita può interagire con un ceppo microbico, ed incominciare il percorso di cui parleremo fra poco in questa lezione
  • Ci sono i recettori delle molecole anti-MHC
  • Abbiamo i recettori per gli anticorpi
  • Esistono i recettori per il complemento
  • Ci sono anche dei recettori per altre molecole di adesione

I linfociti infatti sono costellati da tutta una serie di glicoproteine che hanno un ruolo importantissimo nell’interazione cellula-cellula e nell’interazione cellula-microbo. Grazie all’identificazione di questi marcatori è stato possibile capire tanti aspetti della patogenesi delle malattie infettive, e grazie a questi marcatori è possibile seguire/rintracciare i linfociti nelle diverse sedi e quindi capirne il ruolo, capire dove sbagliano o se svolgono bene il loro ruolo di protezione dell’organismo.

Se i macrofagi, i fagociti o il sistema del complemento vedono esplicata la loro attività antimicrobica nel giro di poche ore o di minuti, i tempi dei linfociti per lo sviluppo di un’immunità acquisita sono molto maggiori, parliamo infatti di giorni o settimane. Si ha quindi un tempo morto / una finestra quantitativamente importante, che a volte ha un suo impatto nella storia clinica del soggetto.

Quello che è certo (ormai è definito da qualche decennio) è che la reattività o immuno-risposta antimicrobica di un linfocita (che sia B o che sia T), parte sempre e solo se il linfocita B o T entra in contatto con l’antigene (attraverso il TCR per il linfocita T, o attraverso l’immunoglobulina di superficie per il linfocita B). L’antigene può essere libero nel caso della cellula B, mentre dovrà essere complessato nel caso della cellula T, ma ne parleremo meglio dopo.

La reattività dei linfociti verso un microrganismo comincia quindi nel momento in cui c’è un contatto, fra il linfocita e l’epitopo del microrganismo, quest’ultimo attiva poi nel linfocita la proliferazione clonale. Si ha una proliferazione clonale quando il linfocita che ha percepito l’antigene inizia a replicarsi, cioè inizia un’espansione che va avanti per giorni e settimane, che potrà riprendere poi nel tempo grazie alla memoria immunologica (di cui parleremo fra poco). Questa popolazione clonale è costituita da cellule tutte uguali, quindi capaci di riconoscere lo stesso antigene e di reagire nello stesso modo nel momento in cui incontreranno di nuovo lo stesso antigene, quindi il trucco nel sistema immunitario è sviluppare una popolazione già istruita, che ha già visto quel microbo, l’obiettivo biologico è quello di espandersi in modo da essere pronti nel caso di un nuovo attacco di quello stesso microrganismo.

Queste cellule si replicano per molte generazioni, fino a quando non costituiscono 2 pool di cellule (questo vale sia per i linfociti B che per i linfociti T):

  • Il pool di cellule della memoria, che non è significativamente importante in termini di percentuale, è però preziosissimo da un punto di vista funzionale. Queste sono delle cellule che restano in circolo per lunghi periodi, anche per tutta la vita, nascondendosi nei vari linfonodi e sono in grado, ad un eventuale contatto successivo con quell’antigene che le ha fatte nascere e proliferare la prima volta, di scatenare la risposta secondaria. Questo è un pool un po’ nascosto, che a volte si auto-replica, e se si replica vuol dire che c’è stato (anche a distanza di anni) un nuovo contatto con quello stesso antigene che ha dato origine a queste cellule. Ogni contatto successivo al primo con quel determinato antigene scatena una reazione più veloce e potente perché le cellule della memoria, quando ri-incontrano la presenza di quel determinato antigene, ricominciano subito la proliferazione clonale ed in gran parte maturano a cellule effettrici. La differenza è che questa capacità di proliferare, di attivarsi, di produrre citochine, anticorpi e di essere effettrice (nel senso di avere un’attività “killer”) aumenta moltissimo nelle risposte successive a questo antigene, quindi l’efficacia antimicrobica della risposta secondaria (ma anche di quelle successive) sarà moltiplicata
  • Il pool di cellule effettrici rappresenta la maggior parte delle cellule, che oltre a proliferare, maturano e diventano così delle cellule effettrici, ovvero dei linfociti maturi terminalmente differenziati, che non sono più in grado di replicarsi. In particolare il linfocita B che matura diventa una plasmacellula che produce anticorpi, mentre il linfocita T che matura diventa un linfocita T-helper, o un linfocita T-soppressore o un linfocita T-citotossico (ma ci sono anche altre varie sottopopolazioni).

I LINFOCITI B

Sono le cellule dell’immunità umorale ed hanno come sensore un anticorpo di superficie. L’anticorpo ha la porzione intervariabile disposta verso l’esterno, mentre la porzione C/cristallizzante/costante è ancorata invece alla membrana del linfocita B. La zona intervariabile dell’anticorpo si può legare all’antigene con un abbraccio molto stretto e da quest’incontro origina la risposta immunitaria, in particolare avviene che l’antigene s’incunea all’interno della tasca molecolare dell’anticorpo con delle specifiche sequenze e degli specifici tipi di riconoscimento. Alcuni di questi tipi di riconoscimento sono stati studiati perché servono a capire la patogenesi di molte malattie, sempre al fine di costruire i nostri vaccini.

Abbiamo tanti linfociti B in circolo, ognuno con il suo tipo di anticorpo (o immunoglobulina) specifico, infatti solo i linfociti che hanno le immunoglobuline capaci di riconoscere quel determinato antigene, ad esempio nell’epatite B, saranno in grado d’interagire con l’antigene del virus epatitico e poi d’iniziare la proliferazione clonale e la maturazione delle cellule effettrici, in questo caso le plasmacellule. Si arrivano così ad avere delle plasmacellule differenziate che daranno origine ad anticorpi sierici o mucosali, ma affinchè questo si realizzi ci vogliono sempre 2-3 settimane.

Come detto nella precedente lezione, esistono 5 classi di anticorpi, si parla infatti delle IgM, delle IgG, delle IgA, delle IgD e delle IgE.

Analizziamo ora la tempistica (o la cinetica) di produzione degli anticorpi, il loro ruolo e le loro differenze nella funzione antimicrobica:

In ascissa abbiamo il tempo (in giorni) e in ordinata abbiamo la concentrazione degli anticorpi (detta anche titolo anticorpale):

– a distanza di 5-7 giorni da un’esposizione primaria (partendo al tempo zero), notiamo un primo picco, che rappresenta una prima produzione di anticorpi IgM, quindi a distanza di circa una settimana dal primo contatto con l’antigene, un individuo immunologicamente sano è in grado di produrre degli anticorpi della classe M. Accade dunque che in questa settimana i linfociti B riconoscono l’antigene, proliferano, maturano a plasmacellule e secernono degli anticorpi di classe M che troviamo in circolo con un’analisi sierologica

– a distanza di circa un’altra settimana poi vediamo la presenza di un altro picco, cioè abbiamo una produzione di IgG, mentre le IgM ormai non sono più presenti. Nello specifico abbiamo che la stessa plasmacellula attua uno “switch”, subisce cioè un cambiamento comportamentale, per cui se prima produceva le IgM, ora a causa di alcuni cambiamenti nel suo sistema molecolare costruisce le IgG. Le IgG prodotte (sono anche chiamate γ-globuline) sono quantitativamente di più delle IgM, non sono pentameriche e hanno degli altri vantaggi rispetto alla classe M delle immunoglobuline

– entrambe le curve però dopo poco muoiono, cioè nel corso del tempo la risposta immunitaria verso questi antigeni tende a scemare

– se si verifica un’esposizione secondaria per questo stesso antigene, ritornano ad essere prodotte prima le IgM e poi le IgG, ma quello che cambia è che ora le IgM iniziano ad essere prodotte molto prima (dopo al massimo 2 giorni, hanno infatti una cinetica più veloce) e le IgG (anch’esse sono prodotte più velocemente) vengono prodotte in una misura 5-10-20-50 volte maggiore, quindi anche la risposta è molto più alta quantitativamente. Questa differenza tra la risposta primaria e la risposta secondaria è dovuta alla cosiddetta memoria immunologica, cioè al fatto che le cellule della memoria (formatesi con la prima esposizione e rimaste poi nascoste nei linfonodi) vengono contattate durante la seconda esposizione dall’antigene estraneo, così da queste cellule della memoria parte una risposta molto più rapida, in maniera tale da garantire una più veloce ed efficace risposta antimicrobica. Oltre ad essere più rapida e potente, la risposta secondaria è specifica, ovvero la sua specificità di risposta è legata al fatto che le cellule della memoria riconoscono solo l’antigene dell’esposizione primaria, non gli altri

Ricordiamo che le IgM sono importanti perché vengono prodotte subito, sono la prima difesa umorale che abbiamo, i primi anticorpi circolanti che possono essere costruiti, invece le IgG sono le più abbondanti, sono quelle che in una risposta secondaria vanno a segno e che hanno un ruolo protettivo.

Tutti i soggetti vaccinati per una malattia sono protetti da quella malattia infettiva perché hanno già le IgG per quello specifico antigene, lo stesso vale per quei soggetti che si sono ammalati, sono guariti e hanno conservato una memoria immunologica, per cui non contraggono più la stessa malattia.

Come abbiamo già detto in precedenza le IgA proteggono le mucose, mentre le IgE sono importanti soprattutto nelle infezioni parassitarie, oltre che nelle allergie.

Come notiamo dalla tabella:

  1. Legame con l’antigene: tutti gli antigeni sono riconosciuti da un tipo di anticorpo, cioè tutti gli anticorpi sono in grado di legare un antigene.
  2. Fissazione del complemento: solo alcuni anticorpi sono coinvolti in questa funzione, in particolare il complemento può essere attivato dalla via classica, ma affinchè sia attivato dalla via classica ci vuole l’anticorpo, e non tutti gli anticorpi lo sanno fare. Questo significa che nel momento in cui immaginiamo una risposta antimicrobica potente ed efficace, anche complemento-mediata, non possiamo mai pensare alla presenza delle IgE o delle IgA, ma sempre e solo degli altri anticorpi, in particolare delle IgM e delle IgG, che sono le mediatrici per eccellenza dell’attivazione del complemento (questo è un fatto importante in termini di meccanismi patogenetici).
  3. Passaggio attraverso la placenta: le IgG passano abbondantemente attraverso la placenta, infatti le troviamo nei fluidi del feto, ciò significa che tutti gli anticorpi di questo tipo che la madre possiede possono passare naturalmente al feto, che viene in questa maniera protetto da possibili malattie.
  4. Legame ai macrofagi ed ai granulociti polimorfonucleati: fra gli anticorpi ve ne sono alcuni che legano molto bene i macrofagi ed i granulociti polimorfonucleati, in particolare questi sono le IgG, quindi quando parleremo di citotossicità anticorpo-mediata, parleremo soprattutto degli anticorpi del tipo IgG, tutte le altre immunoglobuline invece sono molto meno efficaci in questo legame.

Quindi il linfocita B produce gli anticorpi, soprattutto le IgM e le IgG, mentre produce in minore quantità le IgA, le IgE e le IgD.

Gli anticorpi che giocano il ruolo più importante sono:

– le IgM → in batteriemia (ovvero con la presenza di batteri nel sangue), nelle prime fasi dell’infezione

– le IgG → è l’immunoglobulina più abbondante all’interno del nostro organismo, le troviamo inoltre anche nel feto

– le IgA → si trovano soprattutto nelle superfici in contatto con l’esterno (ad esempio le mucose)