Title: Diapositiva 1
1Immunologia
2Reazione Antigene-Anticorpo
Immunocomplesso reazione dellantigene con il
corrispondente anticorpo con formazione di un
complesso tenuto insieme da legame chimico , non
covalente che si forma tra i residui
amminoacidici dellAg (antigene) e quelli del
sito combinato dellanticorpo.
- Tipi di legame
- Legame idrogeno atomo di idrogeno è condiviso
da due atomi elettronegativi - Legame elettrostatici attrazione di carice
elettriche di segno opposto - Forze di Van der Waals movimento degli
elettroni di una molecola che la inducono a
comportarsi in maniera temporanea come un dipolo
, attraendole molecole vicine - Legami idrofobici determinati quando una
molecola idrofobica si trova in acqua. Le
molecole idrofobiche si aggregano per evitare il
solvente.
3Reazione Antigene-Anticorpo
- Fattori che influenzano limmunocomplesso
- Ph del mezzo
- forza ionica
- concentrazione dei due reagenti
Affinita somma algebrica delle forze attrattive
e repulsive tra antigene ed anticorpo
Avidità insieme delle forze dinterazione tra i
singoli siti combinatori dellanticorpo e
lantigene
4Immunoprecipitazione
Rappresenta la formazione di un complesso
tridimensionale detto lattice che determina un
precipitato visibile. Può essere utilizzata sia
in modo qualitativo che quantitativo
5Precipitazione quantitativa
Si ottiene facendo reagire quantità costanti di
anticorpo con quantità crescenti dantigene. La
precipitazione è dovuta alla formazione di un
reticolo di molecole antigene-anticorpo.
- Se riportiamo su coordinate cartesiane la
quantità di precipitato in funzione della
concentrazione crescente dantigene, otterremo un
curva in cui è possibile individuare tre zone - zona deccesso dellanticorpo qui è inibita la
precipitazione si ha un eccesso di anticorpo nel
solvente - zona di equivalenza qui la precipitazione è
massima - zona deccesso dellantigene qui si ha
linibizione della precipitazione si ha un
eccesso di antigene nel solvente
6Reazione di precipitazione
Le reazioni di precipitazione sono utilizzate per
evidenziare la presenza dellantigene oppure
dellanticorpo. Vengono utilizzati reazioni in
mezzi semisolidi (agar)
7Immunodiffusione doppia
- Metodo di Ouchterlony viene utilizzato per la
determinazione qualitativa tra gli antigeni,
ossia se essi sono identici o se hanno in comune
alcuni epitopi od al contrario se sono diversi .
Il metodo consiste - Si stratifica lagar in capsule petri
- Si praticano un determinato numero di pozzetti
rotondi ad una determinata distanza gli uni dagli
altri - Si aggiungono nei pozzetti adiacenti lantigene o
lanticorpo e si lasciano diffondere luno verso
laltro - Si effettua la lettura
8Immunodiffusione doppia
- Se gli antigeni sono identici si forma una
linea continua del precipitato
- Se gli antigeni sono diversi si hanno due
linee di precipitato che si incrociano
- Se lantigene A possiede degli epitopi in
comune con lantigene B si forma una linea di
precipitato non continua
9Immunodiffusione radiale
Viene detto anche metodo di Mancini . Usato per
la determinazione quantitativa dei livelli delle
immunoglobuline e dei componenti del complemento
presenti sia nel siero che in altri liquidi.
- Il metodo consiste
- Stratificare lagar in cui è stato aggiunto un
antisiero specifico in piastre di petri - Si effettuano dei pozzetti
- Si aggiunge lantigene
- Lantigene diffondendo dà origine ad un alone di
precipitazione - Il diametro dellalone è proporzionale alla
concentrazione dellantigene
10Immunoelettroforesi
Metodo utilizzato per lanalisi delle proteine
del siero . Essa si basa su una reazione di
precipitazione preceduta da una migrazione
elettroforetica del siero.
- Il metodo si basa
- Si stratifica lagar su un vetrino porta oggetto
- Si crea un pozzetto in cui si pone il siero da
esaminare - Si applica un campo elettrico
- Le proteine migreranno secondo la loro carica
elettrica e la loro mobilità - Separate le proteine si pratica un altro
pozzetto parallelo al senso di migrazione e vi si
aggiunge lantisiero - Si lascia diffondere lantisiero
- Nella zona di incontro tra antigene ed anticorpo
si forma la banda di precipitazione
11Western Blot ( Immunoblot )
Questo metodo viene utilizzato per identificare e
caratterizzare gli Ag sia nella ricerca sia nella
clinica.
- Il metodo consiste nel
- Separare gli antigeni attraverso lutilizzo di
un gel di poliacrilammide - Trasferire il gel su una membrana di
nitrocellulosa - Aggiungere un anticorpo specifico per lAg
ricercato marcato con un marcatore enzimatico - Lanticorpo si collocherà solo dove la reazione
sarà avvenuta permettendo di analizzare con
facilità la quantità e la presenza dellAg - In alternativa può essere utilizzato un
anticorpo marcato con un tracciante radioattivo.
12Western Blot ( Immunoblot )
13Agglutinazione
Linterazione tra un anticorpo e un antigene
corpuscolato ( presente su batteri, eritrociti,
leucociti, ecc) determina la formazione di
aggregati visibili, definita agglutinazione.
Lanticorpi in questo caso prenderanno il nome
di agglutinine.
- Possiamo distinguere
- agglutinazione batterica per individuare la
presenza nel siero di anticorpi specifici contro
i batteri - agglutinazione passiva per individuare
anticorpi specifici contro antigeni solubili (
proteici, polisaccaridi , apteni ) adsorbiti a
biglie di lattice ,usate come matrici per la
reazione di agglutinazione - titolo anticorpale del siero serve a
valutare la quantità di anticorpo presente in un
antisiero
14Titolo anticorpale del siero
- Modalità di esecuzione
- si aggiunge ad una serie di provette un ugual
volume di danticorpo a diluizione crescente - si aggiunge una quantità costante di antigene
corpuscolato - si lascia incubare e si attende lagglutinazione
- lultima reazione in cui avviene
lagglutinazione viene chiamata titolo del siero - nella prima fase lanticorpo si lega agli
antigeni situati nella membrana delle cellule - nella seconda le cellule rivestite
dallanticorpo si legano luna con laltra
formando aggregati tridimensionali.
15Inibizione dellagglutinazione
E un saggio altamente sensibile per evidenziare
piccole quantità di Ag ( es. droghe) oppure per
determinare se un soggetto è stato esposto ad
alcuni virus che causano lagglutinazione dei
globuli rossi ( es. rosolia , influenza, ecc)
In pratica se nel siero del paziente sono
presenti Ab contro un virus , essi reagiranno con
questo, quindi il virus non sarà più in grado di
agglutinare i globuli rossi aggiunti in un
secondo momento
Le reazioni dagglutinazione sono utilizzate
anche per determinare i gruppi sanguigni di un
paziente (emoagglutinazione) oppure per ricercare
un anticorpo legato ad un antigene ( test di
Coombs).
16Emoagglutinazione
Viene utilizzata per determinare il gruppo
sanguigno utilizzando anticorpi anti-A, anti-B,
anti-AB
17Test di Coombs
- Si basa sullutilizzo del siero di Coombs, ossia
lutilizzo di gammaglobuline eterologhe
(anti-immunoglobuline) ottenute immunizzando un
coniglio o una capra con immunoglobuline umane. - Si possono distinguere
- Test diretto si esegue per evidenziare gli
anticorpi incompleti legati alle emazie del
soggetto ,presenti in seguito a - malattie emolitiche nel neonato
- anemia emolitica autoimmune
- reazioni trasfusionali
- sensibilizzazione a farmaci
- Test indiretto si esegue per la determinazione
degli autoanticorpi anti-IgG nel siero del
paziente in esame. Si ricercano in particolare le
eventuali emolisine nel sangue materno in caso di
gravidanza a rischio (per malattia emolitica nel
neonato).
18Test di Coombs diretto
- I globuli rossi del paziente vengono lavati per
allontanare le IgG non legate alla membrana - I globuli rossi vengono posti direttamente a
contatto con il siero di Coombs - Si stabilisce cosi se i globuli rossi sono
stati ricoperti in vivo da IgG , come accade
nelle malattie emolitiche autoimmuni - Test positivo le emazie agglutinano ,
significa che gli Ab del coniglio si sono legati
agli Ab adesi sulla membrana degli eritrociti .
19Test di Coombs indiretto
- Gli eritrociti vengono lavati per rimuovere le
IgG non legate alle membrane . - Si incubano i globuli rossi del paziente o degli
eritrociti compatibili con il siero del paziente
e successivamente con il siero di Coombs. - Il test viene detto indiretto perche il siero
del paziente è incubato con eritrociti normali
per far aderire gli eventuali anticorpi
anti-eritrocitari. - Test positivo i globuli rossi agglutinano ,
quindi nel siero testato vi è la presenza di Ab.
20Immunoflorescenza
- Permette di legare ad alcuni anticorpi delle
sostanze fluorescenti , senza alterarne la
capacità di legarsi agli antigeni - Le sostanze fluorescenti in questione sono
- La fluorosceina
- La rodamina
- Le sostanze fluorescenti coniugate agli anticorpi
possono evidenziare al microscopio a fluorescenza
la presenza di - Antigeni di superficie di cellule viventi in
sospensione - Antigeni presenti nel citoplasma
- Antigeni presenti nei nuclei
- Il metodo viene utilizzato per identificare
- fenotipi cellulari
- i componenti del complemento
- antigeni tissutali
- antigeni tumorali
- batterici
- virali
21Immunoflorescenza diretta ed indiretta
- Esistono due metodi
- Metodo diretto lanticorpo specifico
coniugato al fluorocromo si fa direttamente
aderire agli antigeni cellulari - Metodo indiretto lanticorpo specifico (
anticorpo primario) non coniugato si fa aderire
agli antigeni cellulari , in una seconda fase ,
si aggiunge un anticorpo anti- anticorpo
primario, coniugato con il fluorocromo.
22FACS ( fluorescence- activated cell sorter )
Si basa sul principio della citometria a flusso .
Viene utilizzato un raggio laser e un rivelatore
di luce per contare le cellule
23FACS ( fluorescence- activated cell sorter )
- La citometria a flusso si basa sul seguente
principio - Un campione, contenente le cellule,è incubato
con un Ab monoclonale marcato con un fluorocromo - Le cellule che hanno legato ai loro antigeni di
membrana lAb fluorescinato vengono eccitati dal
raggio laser ed emettono la luce - Il rilevatore della luce misura sia la grandezza
sia il numero delle cellule che hanno legato lAb
marcato - Un computer analizza questi parametri e crea un
diagramma in cui sono riportate il numero delle
cellule e la loro tipologia
24RIA ( saggio radioimmunologico)
E una tecnica molto sensibile che può rivelare
la presenza di un antigene o di un anticorpo a
concentrazioni inferiori a 0,001 pg/ml. Il test
RIA si basa sulla competizione tra un antigene
radio marcato ed uno non marcato per un anticorpo
specifico ad alta affinità. Lantigene è
marcato generalmente con piccole quantità di un
isotopo radioattivo ( per es. I251 ) che emette
raggi gamma ( g )
25RIA ( saggio radioimmunologico)
- Se si vuole determinare la concentrazione di un
antigene X , presente nel siero , lo si purifica
e lo si marca con I 251 - Si allestiscono una serie di provette
contenenti una quantità costante dantigene X
radiomarcato e di anticorpi anti-antigene X - Si aggiunge una quantità crescente del siero
in esame , in cui è presente lantigene da
testare. - Lanticorpo si può legare sia allantigene
marcato sia allantigene non marcato, quindi i
due tipi dantigene competono per legare
lanticorpo. - Si misura con un contatore gamma la quantità
dantigene marcato rimasto in soluzione e quindi
per differenza si può determinare la
concentrazione di antigene non marcato.
26ELISA ( enzyme-linked immunosorbent assay)
- E una tecnica simile al RIA ma è più sicuro è
meno costoso - Viene utilizzata per evidenziare la reazione
antigene -anticorpo - Si utilizza un marcatore enzimatico
contrariamente al RIA in cui si utilizza un
marcatore radioattivo - Sono impiegati vari enzimi tra cui
- la b-galattosidasi
- La fosfatasi alcalina
- La perossidasi di rafano
- Il test si basa sul fatto che un enzima coniugato
ad un anticorpo reagisce con un substrato
incolore, detto substarto cromatogenico, e dà
origine a un prodotto di reazione colorato. - Lintensità del colore è proporzionale alla
quantità danticorpo marcato che si lega
allantigene.
27ELISA (metodo indiretto)
- Viene utilizzato per determinare la quantità di
anticorpi. Si basa sul seguente procedimento - In un micropozzetto ricoperto dantigene si
aggiunge il campione da analizzare ( siero o un
altro campione , in cui è presente lanticorpo da
testare, detto Ab primario e lo si lascia reagire
con lantigene. - Si aggiunge un anticorpo secondario anti-Ab
primario, coniugato ad un enzima. - Si lava via lAb secondario libero e si aggiunge
il substrato per lenzima. - La quantità di prodotto di reazione colorato,
che si forma , viene valutata mediante speciali
lettori spettrofotometrici - I lettori spettrofotometrici possono misurare
lassorbanza di una piastra a 96 pozzetti .
28ELISA (metodo indiretto)
Il test ELISA è utilizzato anche per determinare
la presenza di anticorpi sierici diretti contro
il virus dellimmunodeficienza umana ( HIV),
antigene eziologico dell AIDS. In questo caso
le proteine ricombinanti dellinvolucro e del
core dellHIV (Ag) vengono adsorbite nei
micropozzetti. E possibile evidenziare la
presenza di anticorpi sierici diretti contro
lHIV, mediante lELISA indiretto , entro 6
settimane dallinfezione
29ELISA (a sandwich)
- Viene utilizzato per determinare la quantità
dellantigene. - ELISA sandwich
- il micropozzetto è ricoperto con lanticorpo
primario - Viene aggiunto il campione contenente lantigene
da misurare - Dopo un periodo di incubazione si aggiunge un
anticorpo specifico per lantigene coniugato con
un enzima. - Si lava via lAb secondario libero e si aggiunge
il substrato dellenzima. - Lintensità del colore è proporzionale alla
quantità di anticorpo secondario marcato che si
lega allantigene, e quindi alla concentrazione
dellAg.
30ELISA (competitivo)
- ELISA competitivo
- E un test di inibizione la concentrazione
dellAg è inversamente proporzionale al colore
sviluppato. - Si incuba lanticorpo primario con il campione
contenente lAg da misurare - Si aggiunge la miscela Ag-Ab formatasi ai
micropozzetti contenenti lAg. - Maggiore è la quantità di Ag, presente nel
campione , minore sarà la quantità di anticorpo
primario libero. - Si aggiunge lanticorpo secondario, specifico
per lAb primario, coniugato con un enzima. - Dopo aver lavato via lAb secondario si aggiunge
il relativo substrato e si misura il prodotto di
reazione colorato
31Complemento
- E formato da un complesso sistema
multifattoriale, costituito da oltre 20 proteine
sieriche , che ha la funzione di distruggere i
batteri tramite la lisi o la fagocitosi. - Soggetti affetti da deficit quantitativo o
funzionale del complemento pur avendo livelli
normali di Ig, sono particolarmente esposti a
ripetute infezioni. - Le molecole del complemento si trovano nel
sangue o nei liquidi biologici, in forma inattiva
finche non sono attivati da microrganismi o altri
fattori. - Il meccanismo di attivazione è un meccanismo a
cascata, in cui il primo elemento agisce sul
successivo , rendendolo attivo e quindi capace di
agire sullelemento successivo. - Lattività è localizzata nella zona dinnesco
con una emivita degli elementi di un millesimo di
secondo. - Le molecole del complemento sono indicate con
una numerazione , che va da C1 al C9 , oppure con
le lettere maiuscole (B,D,P). - I frammenti derivati dalla molecola che ha
subito lazione enzimatica dellelemento che lo
precede nella cascata, sono indicati con le
lettere minuscole (es. C5a, C5b) . - Il meccanismo terminale dellazione del
complemento è la formazione di un complesso
litico, detto complesso dattacco alla membrana
(MAC), costituito dai fattori che vanno dal C5 al
C9.
32Complemento
- Il sistema del complemento può essere attivato ,
nelle sue fasi iniziali fino al fattore centrale
C3 , mediante 3 vie - Via classica viene attivata dallinterazione
fra l immunocomplesso ( formato da antigeni ed
anticorpi delle classi IgG ed IgM ), oppure fra
complessi formati da Ig aggregate o denaturate, e
il primo componente , il C1q. - Via alternativa o properdinica viene attivata
dalla presenza di particolari prodotti dorigine
batterica o virale, che interagiscono con il
componente C3 . Viene innescata in assenza di
anticorpi. - Via lectinica attivata dallinterazione tra
una proteina della fase acuta (lectina legante il
mannosio, MBL) e i residui di mannosio, presenti
nelle glicoproteine o carboidrati della
superficie dei microrganismi.
33Complemento
- I fattori del complemento svolgono molteplici
funzionalità biologiche - La capacità di lisi delle membrane cellulari ,
batteriche e dellinvolucro lipoproteico di
alcuni virus per azione del complesso litico
(C5b-C9) - La capacità della risposta infiammatoria
mediante liberazione di sostanze ad azione
anafilattica (vasoattiva) e chemiotattica, che
favoriscono il richiamo locale di cellule
fagocitanti (C3a, C5a) - Lopsonizzazione delle cellule capaci di
fagocitosi (C3b,C4b) - La rimozione degli immunocomplessi avviene
tramite il legame tra un frammento del
complemento (C3b) e i recettori presenti su
alcune cellule.
34(No Transcript)
35Via classica
- Il primo fattore attivato è C1 .
- Il fattore C1 è costituito da un complesso
tri-molecolare di 750 kDa legato in maniera non
covalente , C1q, C1r, C1s , in un rapporto
molare di 1/2/2 (C1qr2s2). - C1q è una proteina complessa, ricca in
idrossiprolina, idrossilisina e glicina che per
le sue caratteristiche elettroforetiche presenta
delle analogie con le Ig, mentre per la sua
struttura amminoacidica ricorda le proteine del
collagene. - La molecola C1q è costituita da 6 unità ognuna
costituita da tre distinte subunità A,B,C - E possibile distinguere una parte centrale
compatta , che lega C1r e C1 s , ed una struttura
più esterna che termina con una forma a calice. - La struttura a calice svolge la funzione di
riconoscere e legare particolari siti presenti
nelle Ig, i quali si evidenziano durante la
formazione dellimmunocomplesso. - La sub-unità C1q si deve legare ai domini CH2 di
almeno due anticorpi IgG adiacenti . - La sub-unità C1q si può legare ad un solo
anticorpo IgM perche dotato di molti domini CH3. - Esistono 4 sottoclassi di IgG nelluomo ciascuna
delle quali ha una differente affinità per C1q.
La più affine è IgG3 , seguita dallIgG1 e IgG2
mentre lIgG4 non attiva il complemento.
36Via classica
- C1s inattivo ha un peso molecolare intorno a 90
kDa ed è costituito da una sola catena
polipeptidica - Lattivazione di C1s comporta la formazione di
due catene una più grande (a) ed una più piccola
(b) , in cui si trova il sito enzimatico
necessario per lattivazione dei componenti
successivi . - Lattività enzimatica è di tipo serino-esterasi,
ed agisce su due substrati C4 e C2 che vengono
scissi rispettivamente in C4a e C4b , e in C2a e
C2b dando origine al complesso C4b2a, denominato
C3 convertasi che ha la capacità di attivare il
fattore C3.
37(No Transcript)
38Via classica meccanismi di controllo
- Le reazioni che caratterizzano la via classica
sono soggette al controllo di diverse proteine
solubili quali - C1 inibitore ( C1 INH ) questo fattore agisce
su C1, bloccando lattività enzimatica di C1s (
edema angioneurotico , dipende dallassenza di
questo fattore) - C4bp ( C4 binding protein) questo fattore si
lega al C4b, bloccando la formazione del
complesso C4b2a e permettendo , cosi, il legame
del fattore H, capace a sua volta di inattivare ,
oltre che il C3b, anche il C4b. - Fattore I questo fattore inattiva il C3b,
formando il C3b inattivo (iC3b). - Questi meccanismi sono necessari per mantenere
gli effetti dellinnesco della cascata del
complemento solamente a livello del sito
dattivazione.
39Via alternativa
- La via alternativa differisce dalla via classica
essenzialmente per due motivi - viene attivata in assenza di anticorpi
- inizia dal componente C3
- Costituisce un meccanismo di difesa
anti-infettiva aspecifico ed immediato - Può essere innescata da diverse sostanze
- lipolisaccaride (LPS) dei batteri gram-negativi
- endotossine batteriche
- particelle virali
- Va tenuta in considerazione che il componente C3
và in contro ad una lenta scissione spontanea
perche presenta al suo interno un legame molto
instabile , un legame tioestere. - Il C3 formatosi , alla presenza dei fattori
diniziazione lega la proteina B, e forma il
complesso C3bB. - Se C3b non si lega alle strutture estranee viene
trasformato in una molecola inattiva, il iC3b,
importante per l opsonizzazione.
40Via alternativa
- La proteina (fattore) B, una volta inserita nel
complesso, è scissa dalla proteina D in Bb e Ba. - Il complesso attivo C3bBb ( C3 convertasi della
via alternativa) , potenziato dalla properdina
(P) , è capace di scindere il C3 in C3a e C3b. - C3b può rientrare nel ciclo, generando un
meccanismo damplificazione del sistema , oppure
legarsi al complesso precedente e dare origine,
cosi , alla C5 convertasi della via alternativa
(C3bBbC3b) - La via alternativa è regolata dallazione di due
proteine solubili - la proteina H fattore di controllo anche nella
via classica . Si lega al C3b della C3 convertasi
occupando il posto di Bb, bloccando , cosi, la
successiva attivazione della cascata
complementare. - il fattore I cliva il C3b, legato al fattore
H, in iC3b, C3c e C3d.
41Via lectinica
- Viene attivata in assenza di Ab .
- E un meccanismo di difesa aspecifico
- Viene indicata come MBL , ossia la via della
lectina legante il mannosio - La sua attivazione dipende dal riconoscimento non
specifico di sostanze estranee (carboidrati). - Presenta analogie strutturali alla via classica.
- La MBL è simile al C1q, infatti dopo che si è
legata ad un microrganismo si unisce, per formare
un complesso attivo , ad un enzima , detto MASP
(MBL-associated serine-protease) , che è simile
al C1r e al C1s della via classica. - Il complesso MBL-MASP cliva il C4 e il C2 e porta
alla formazione di una C3 convertasi che ha come
conseguenza la formazione della C5 convertasi.
42Formazione del complesso dattacco alla membrana
( MAC )
La C5 convertasi provoca la scissione del C5 in
C5a e C5b. La C5a liberato contribuisce con le
sue capacità anafilattiche e chemiotattiche alla
risposta infiammatoria locale La C5b si lega al
C6 e al C7 per formare il complesso C5b-7, che
presentano la capacità di legarsi alle membrane
biologiche. Il complesso C5b-7 lega una molecola
del fattore C8 e circa 10 molecole di C9,
formando il complesso dattacco alla membrana
(MAC), il C5b-9. Il complesso dattacco alla
membrana (MAC) ha attività litica sulle membrane,
causando la formazione di pori di circa 10 nm di
diametro Attraverso i pori avviene il passaggio
dacqua e di Sali che portano alla lisi osmotica
della cellula o del microrganismo. La proteina S
si lega al complesso C5b-9, la quale blocca
lattività di lisi e quindi regola lattività
biologica del MAC.
43Fattori regolatori
- Esistono molecole di membrana ad attività
regolatoria tra cui - fattore accellerante il decadimento ( DAF) e la
proteina cofattore di membrana (MCP), che
agiscono sulla C3 convertasi della via classia e
della via alternativa. - fattore di restrizione omologa (HRF) e l
inibitore di membrana della reazione di lisi
(MIRL/CD59), che lega il complesso C5b-8 e blocca
il legame del C9 alle cellule autologhe.