04 Lezione dalla 4 alla 7 Modulo 2 - ctf novara

Lez 4 Infiammazione acuta
Glifo egizio che indicherebbe “infiammazione”
Difesa e Riparo

Infiammazione
(o flogosi: angioflogosi e istoflogosi) :
• Acuta: si sviluppa in un arco di tempo relativamente breve (minuti,
ore, pochi giorni). Caratterizzata dall'accumulo di liquidi e proteine
plasmatiche (edema) oltre che dal reclutamento di una popolazione di
leucociti fra cui predominano i neutrofili
• Cronica: L'infiammazione cronica è un processo di più lunga durata
•
in cui in generale predomina l'accumulo di linfociti e macrofagi. Spesso
accompagnata da da formazione di nuovi vasi e da rimodellamento del
tessuti con fibrosi.

Segni cardinali dell’infiammazione
Celso (primo secolo dopo Cristo):
-Calor (calore)
-Rubor (arrossamento)
-Tumor (turgore)
-Dolor (dolore)
Virchow (secolo 19):
-Functio lesa (perdita di funzione)
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
Elia Metchncoff (fine 800)
-ruolo dei fagociti
William Avery (anni 30 del 900)
-proteina C reattiva (PCR),
reagisce con polisaccaride C dello pneumococco

• Innata
• Limitata capacità
di riconoscimento
• Barriere fisiche: a)
(epiteli, sostanze microbiche prodotte
da epiteli; b) componenti
ematiche:complemento e mediatori
dell’infiammazione; c) fagociti:
neutrofili, macrofagi e cellule NK
• Specifica o adattativa
• Alta capacità di
riconoscimento (specializzazione verso
antigeni diversi)
•Memoria
• Componenti: linfociti e
loro prodotti (anticorpi)

Fase di riconoscimento – fase effettrice

TABELLA 1 - STRATEGIE DI RICONOSCIMENTO DIVERSE UTILIZZATE DAI RECETTORI DELL'IMMUNITÀ INNATA E ADATTATIVA
_______ _______________ ________________ _______________ _______________ ________________ _______________ __
Immunità innata Immunità adattativa
_______ _______________ ________________ _______________ _______________ ________________ _______________ __
Cellule Diverse, in particolare fagociti, Linfociti T e B
cellule NK, cellule dendritiche
Tempo per l'attivazione Minuti-ore Giorni-settimane
delle difese
Memoria No Si
Recettori: Pattern recognition receptors: Anticorpi, T cell receptor
TLR, MBL, pentrassine
- specificità Bassa Elevatissima
- affinità Bassa-elevata Elevata-elevatissima
- geni che li codificano In forma germinativa, non Riarrangiati
riarrangiata
- repertorio Limitato (10 10 specificità)
- espressione cellulare Più tipi sulla stessa cellula Distribuzione in modo
clonale (una cellula, un
recettore con una specificità)
Strutture Spesso essenziali per la vita dei Epitopi casuali
riconosciute patogeni
_______ _______________ ________________ _______________ _______________ ________________ _______________ ___
MBL: lectina legante il mannosio

TABELLA 2 - RECETTORI DELL'IMMUNITA' INNATA E DELL'INFIAMMAZIONE
_______________________________________________________________
Solubili, presenti nel sangue Fattori del complemento (C3)
e nei liquidi biologici Collettine:
Lettina legante il mannosio (MBL)
Proteina A del surfattante (SP-A)
Proteina D del surfattante (SP-D)
Pentrassine:
- Corte (proteina C reattiva), prodotte
fegato
- Lunghe (PTX3), prodotte nei tessuti
extraepatici
Di membrana Recettori per i peptidi formilati
Recettori lettinici (es.recettore per il mannos
Recettori "spazzini" (scavenger)
CD14
Recettori della famiglia Toll (toll-like receptor
TLR)
Citoplasmatici NOD
_______________________________________________________________

Classi di “Pattern Recognition Receptors”
es: TLR9: sequenze CpG, tpiche i del
DNA ipometilato dei batteri
ante-antebodies: Dominio molecolare tipo collagenico.
Riconoscono strutture circolanti di funghi e batteri
Riconoscono cellule apoptotiche.
Controllano autoimmunità
RIG-I-like receptor (RLR)
IFN-dependent-
TRIF-IRF3

Struttura delle collettine (ante-antibodies)
MBL, SP-A, SP-B

I recettori 7TM
della famiglia fPR come PRR
PRR a 7 domini transmembrana
Recettori lettinici (es.: recettore per il mannosio) riconoscono zuccheri
Recettori tipo scavenger (es.: SRA) riconoscono componenti microbiche,
ma anche lipoproteine allterate

Filogenesi dei PRR
Sviluppo dorsoventrale della drosophila
e per resistenza ai funghi

La famiglia dei “Toll-like Receptors” e i suoi ligandi
Proteoglicani: Gram-
Funghi, micoplasmi,
spirocheti, parassiti
ac. lipoteicoico
antivirale
TIR: Toll/IL-1 receptor domain
(dominio di interazione proteina-proteina)

Il riconoscimento di LPS

serin treonin kinase
TLR e IL-1R attivano
vie di trasduzione del segnale analoghe
chinasi da stress
IRAK: IL-1 receptor activated kinase
Polimorfismi:
TLR4: aterosclerosi
IRAK4: aumento suscettibilità
Infezioni germi piogeni gram+

Infiammazione come programma trascrizionale

Cascata citochinica
Citochine: mediatori polipeptidici del sistema immunitario non antigene
specifici che fungono da segnale di comunicazione fra le cellule del sistema
immunitario e fra queste e diversi organi e tessuti

Network citochinico nella risposta infiammatoria
asse ipotalamo-ipofisi-surrene
Classificazione funzionale citochine: a) emopoietiche, b) dell’immunità specifica;
c) infiammatorie primarie; d) anti-infiammatorie o immunosoppressive; e) infiammatorie secondarie (chemochine)

Il sistema di IL-1 (IL-1α e IL-1β) ICE: IL-1 converting enzyme
Agisce su cellule sistema immunitario e ipotalamo (IL-6-PGE2-effetto pirogeno). Anoressia e astenia
sono segni dell’infiammazione sistemica. Glucocoricoidi antagonizzano effetti di IL-1
Promuove sintesi prostacicline e NO-vasodilatazione
Induce cascata procoagulante (induce TF e attività procoagulante). Promuove fase acuta via IL-6.
Inibisce contrattitilà cardiaca e catabolismo proteico

TACE: TNFα-converting enzyme
Il sistema di TNF
(Tumor-Necrosis Factor)
Effetti in gran parte sovrapponibili a IL-1. Si distingue l’effetto
inibitorio sui precursori emopoietici (anemia asociata a patologie croniche)

Il sistema di IL-6 (risposta fase acuta, differenziazione megacariociti,
stimolatore della proliferazione dei linfociti T e B)
Trans-signaling:endotelio
•Stimolatore della proliferazione dei linfociti T e B importante nelle neoplasie del sistema emopoietico (es: mieloma multiplo)
•Amplifica espressione molecole d’adesione, imprtante nella transizione a infiammazione cronica con componente macrofagica
•Induce risposta di fase acuta

Le citochine antinfiammatorie

Dagli eventi locali a quelli sistemici
Lipoproteina lipasi
Serum amyloid A
fibrinogen

Le citochine proinfiammatorie primarie
nella sindrome infiammatoria sistemica

Lez 5
Endotelio e reclutamento leucocitario

Infiammazione
-definizione
-eventi vascolari
-eventi cellulari
Obiettivi didattici

Infiammazione
Definizione
Risposta fisiologica del tessuto vascolare in seguito a danno cellulare e
tissutale finalizzata a:
1) Eliminare l’agente dannoso
2) Ripristinare l’omeostasi
Sede
Microcircolo
Agenti flogogeni
Tutti gli agenti in grado di determinare danno tissutale

Modificato da: Celotti F. “Patologia e fisiopatologia generale”. EdiSES, 2002.
Il microcircolo
Il distretto tissutale coinvolto nella reazione infiammatoria è rappresentato dal microcircolo,
definito come la porzione dell’albero vascolare interposto tra piccole arterie e piccole vene
Caratteristiche
-distretto funzionale che grazie alla presenza di sfinteri precapillari può essere attivato o shuntato
-settore rilevante della circolazione, con un volume potenziale pari al 15% del letto vascolare complessivo
-normalmente attivo solo per il 50%
-sede della diapedesi leucocitaria (compartimento venulare)
-opera in parallelo con la rete linfatica

Infiammazione acuta
1) Eventi vascolari: modificazioni flusso ematico
modificazioni permeabilità
2) Eventi cellulari: marginazione e rolling
adesione
transmigrazione
chemiotassi
3) Attivazione leucociti

Componenti della risposta infiammatoria acuta e cronica
Lungo i vasi.
Allergie e ipersensibilità e reazioni anafilattiche
Granuli: istamina, eparina
Corpi lipidici: acido arachidonico-leucotrieni
Collagene
Glicosaminoglicano
glicoproteine

Modificazioni vascolari
a) Modificazioni del calibro vascolare
con aumento del flusso ematico
b) Modificazioni strutturali nella
microvascolarizzazione
c) Fuoriuscita dei leucociti dal
microcircolo

Meccanismi di aumento
della permeabilità vascolare

su leucociti

Inter-cellular
adhesion molecule
Vascular cell
adhesion molecule

Nei corpi di
Weibel Palade

Regolazione delle molecole di adesione
endoteliali e leucocitarie

Chemiotassi: movimento direzionale del leucocita lungo un gradiente chimico.
Di origine batterica:
- peptidi formilati
Di origine endogena:
Chemiotassi e agenti chemiotattici
- di tipo lipidico (PAF, LTB4)
→ sintesi rapida
- derivati dal complemento (C5a, C3a)
→ associati al patogeno
- chemochine
→ derivate dallo stroma
Superfamiglia di piccole proteine solubili
Regolano adesione, chemiotassi e attivazione dei leucociti

(Filmato chemiotassi)

STRUCTURE
FUNCTION
What defines a chemokine?
Four conserved
cysteine residues
defining
a typical
“chemokine scaffold”
Cytokines with
chemotactic activity
acting at specific
7 transmembrane domains
G protein-coupled receptors

Pathways of T lymphocyte recirculation
Arterial circulation

La superfamiglia delle chemochine

Chemokine biological activities
Chemotaxis-related
Leukocyte recruitment:
1 leukocyte adhesion (CX3CL1)
2 integrin activation Amplification of immune responses (innate and specific)
3 leukocyte guidance in tissues
Chemotaxis-unrelated
- Modulation of angiogenesis and fibrosis
- Modulation of differentiation and proliferation of hematopoietic precursors
- Role in ontogeny (CNS and vasculature)
- Control of cell survival
- Phagocyte activation and T cell costimulation
- Gene expression regulation

(Glutamic acid-Leucine-Arginine; 'ELR' motif)
before the first cysteine

Regulation at the level of chemokine production
CCL16
CXCL1
CXCL5
CXCL8
CXCL9
CXCL11 CXCL10
CCL15
CCL14
CCL17
CCL19
CCL4
CCL5 CCL7
CCL8
CCL11 CCL13
CCL18
CXCL12
CCL21
CCL20
CCL22
XCL2 CCL28
CCL23
CCL3L1
CCL24
CCL25
XCL1 CXCL1 CCL26
CCL27
CXCL13
CXCL2 CXCL3
CXCL5
CXCL8 CXCL7
CXCL9
CXCL11 CXCL10
CCL1
Constitutive
Normal leukocyte traffick
CCL2
CX 3 CL1
CCL3
Inducible
Inflammation and immunity
(modified form Mantovani et al. Immunol Today, 1999)

Chemokine-Chemokine Receptor Interaction
Interazione chemochina/recettore
Gi
(non Gq)
aumento intracellulare di calcio
attivazione di enzimi (fosfolipasi, proteine chinasi)
CC signaling
{
acido arachidonico
MAPK, fosfolipasi A2 (cPLA2)

Ruolo dei fattori chemiotattici nel reclutamento leucocitario
Attivazione integrinica

Codice del reclutamento leucocitario

Il sistema delle chemochine

The chemokine system
Neutrophil recruitment:
CXCR1 & CXCR2
Type 1 inflammation:
CXCR3 & CX3CR1
Monocyte recruitment:
CCR1, CCR2 & CCR5
Type 2 inflammation:
CCR3 & CCR4
Inflammatory
Omeostatic
Inflammatory
&
omeostatic

Activation and differentiation of T lymphocytes

Decoy chemokine receptors

Lez 6
Cellule e tessuti del sistema
immunitario

Specificity
Receptors
Distribution of
receptors
Discrimination
between self and
nonself
Innate immunity
For structures shared by classes of
microbes
("pathogen-associated molecular
patterns")
Encoded in germline; limited diversity
("pattern
recognition receptors")
Nonclonal: identical receptors on all
cells of the same lineage
Yes; host cells are not recognized or
they may
express molecules that prevent innate
immune reactions
Adaptive immunity
For structural detail of microbial molecules
(antigens); may recognize nonmicrobial
antigens
Encoded by genes produced by somatic
recombination of gene segments; greater
diversity
Clonal: clones of lymphocytes with
distinct specificities express different
receptors
Yes; based on selection againstself-reactive
lymphocytes; maybe imperfect (giving rise
toautoimmunity)

Classi di “Pattern Recognition Receptors”
RIG-I-like receptor (RLR)
IFN-dependent-
TRIF-IRF3

Cell-associated
pattern recognition
receptors
Toll-like receptors
C-type lectins
Scavenger receptors
NLRs
N-formyl Met-Leu-Phe receptors
Soluble recognition
molecules
Pentraxins
Collectins
Ficolins
Location
Plasma membrane and endosomal
membranes of dendritic cells, phagocytes,
endothelial cells, and many other cell types
Plasma membranes of phagocytes
Plasma membranes of phagocytes
Cytoplasm of phagocytes and other cells
Plasma membranes of phagocytes
Location
Plasma
Plasma
Alveoli
Plasma
Specific examples and their
PAMP ligands
TLRs 1-9: Various bacterial and viral molecules
(see Fig. 2-2)
Mannose receptor: Microbial surface
carbohydrates
with terminal mannose and fructose
Dectin: Glucans present in fungal cell walls
CD36: microbial diacylglycerides
Nod1, Nod2 and NALP3: bacterial peptidoglycans
FPR and FPRL1: peptides containing Nformylmethionyl
residues
Specific examples and their
PAMP ligands
C reactive protein (CRP): Microbial
phosphorylcholine
and phosphatidylethanolamine
Mannose-binding lectin (MBL): Carbohydrates
with
terminal mannose and fructose
Surfactant proteins SP-A and SP-D: Various
microbial structures
Ficolin: N-acetylglucosamine and lipoteichoic
acid components
of the cell walls of gram-positive bacteria

Properties of pattern recognition receptors (innate immunity)
Figure 2-1
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Pattern recognition receptors (innate immunity)
Figure 2-3
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Adaptive immunity (B cells)
Figure 2-2
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Adaptive Immunity (B + T cells)
Figure 2-4
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Figure 2-1 Cellular locations of pattern recognition molecules of the innate immune system. Some pattern recognition molecules of the TLR family (see Fig. 2-7), such as
TLRs 2, 4, and 5, are expressed on the cell surface, where they may bind extracellular pathogen-associated molecular patterns. Other TLRs are expressed on
endosomal membranes, such as TLRs 3, 7, 8, and 9, all of which can recognize nucleic acids of microbes that have been phagocytosed by cells. Cells also contain
cytoplasmic sensors of microbial infection (discussed later in the chapter), including the NLR family of proteins, which recognize bacterial peptidoglycans, and a subset of
CARD family of proteins, which bind viral RNA. Downloaded from: StudentConsult (on 18 November 2008 08:34 PM)
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Figure 2-2 Mammalian TLRs: specificities, basic signaling mechanisms, and cellular responses. Ligands for TLRs are shown together with dimers of the TLRs that
specially bind them. Note that some TLRs are expressed in endosomes and some on the cell surface (see Fig. 2-7). The basic steps in TLR signaling, illustrated only for
TLR3 and TLR4, are applicable to all TLRs. Further details about the signaling pathways are described in Box 2-1.

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Components
Barriers
Epithelial layers
Defensins/cathelicidin
Intraepithelial lymphocytes
Circulating effector cells
Neutrophils
Macrophages
NK cells
Circulating effector proteins
Complement
Mannose-binding lectin (collectin)
C-reactive protein (pentraxin)
Cytokines
TNF, IL-1, chemokines
IFN-α, -β
IFN-γ
IL-12
IL-15
IL-10, TGF-β
Principal Functions
Prevent microbial entry
Microbial killing
Microbial killing
Early phagocytosis and killing of microbes
Efficient phagocytosis and killing of microbes, secretion of cytokines that stimulate inflammation
Lysis of infected cells, activation of macrophages
Killing of microbes, opsonization of microbes, activation of leukocytes
Opsonization of microbes, activation of complement (lectin pathway)
Opsonization of microbes, activation of complement
Inflammation
Resistance to viral infection
Macrophage activation
IFN-γ production by NK cells and T cells
Proliferation of NK cells
Control of inflammation

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Neutrofilo
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Funzioni granulocitarie

La fagocitosi
Interazione e fagocitosi di uno streptococco
da parte di un granulocita neutrofilo
Neutrofili (in verde) impegnati nella fagocitosi
di particelle di lattice opsonizzate (in rosso)

Le tappe della fagocitosi
1) Riconoscimento
Alcuni componenti sierici facilitano la fagocitosi e sono
globalmente indicati quali “opsonine”. Alcune
frazioni complementari (C3b) e classi anticorpali
(IgG1 e IgG3) svolgono nell’uomo questa funzione
interagendo con specifici recettori cellulari (IgG1-
IgG3=FcgR; C3b=C3bR) che attivano il processo di
fagocitosi
2) Ingestione
Pseudopodi cellulari avvolgono la particella da
ingerire, fino ad includerla in un vacuolo di
neoformazione (fagosoma)
3) Uccisione
Il fagosoma si fonde con un numero variabile di
lisosomi dando il fagolisosoma e il patogeno è
esposto all’azione di un largo pannello di enzimi litici.
La fagocitosi porta alla produzione di metaboliti
reattivi dell’ossigeno che esplicano azione
battericida. Fagociti attivati da citochine
proinfiammatorie esprimono una forma inducibile di
monossido di azoto sintetasi caratterizzata dalla
capacità di produrre grandi quantità di monossido di
azoto, dotato anche esso di attività battericida.
4) Digestione
Degradazione nel fagolisosoma di macromolecole di
origine esogena ad opera di varie attività
enzimatiche. Nel caso di macrofagi segue la
presentazione antigenica nel contesto MHC classe II
e l’avvio di una risposta specifica

Meccanismi di “escape” della fagocitosi
1
2
3
4
1) Riconoscimento
Alcuni batteri operano meccanismi di “masking” e
prevengono in questo modo la fagocitosi ad opera
di PMN (ex: Yersinia enterocolitica, Salmonella
spp., Listeria spp.)
2) Ingestione
Legato al blocco del meccanismi di formazione
del vacuolo di fagocitosi (ex: group A sterptococci).
3) Uccisione
Molti agenti patogeni bloccano la generazione di ROI
4) Digestione
Determinato dal blocco della maturazione del
fagosoma
Allen LA. Mechanisms of pathogenesis: evasion killing by
polymorphonuclear leukocytes.
Microbes and infection 5: 1329-35, 2003.

Lez 7
Cellule dell’immunità innata

B
Menu F

Pathways of T lymphocyte recirculation
Arterial circulation

EFFECTOR CELLS OF ADAPTIVE IMMUNITY
-T cells (Antigen specific)
Strict requirement of Antigen expression
-B cells (antibodies)
EFFECTOR CELLS OF INNATE IMMUNITY
-NK cells
-Macrophages
-Neutrofili
No requirement of Antigen expression

Fagocitosi e distruzione intracellulare dei microbi

contenuto
granuli
primari
azzurrofili:
Enzymes and
microbicidal
substancies
(defensins,
cathelicidin)
G-CSF
grow factor
Neutrofilo (polimorfonucleati: nuclei multilobati)
Svolgono 4 funzioni fondamentali
-fagocitosi professionale potenziata da recettori per il complemento (CR) e per anticorpi (di classe
G->FcγR) *
-digestione dei patogeni attraverso il rilascio di radicali liberi e sostanze ossidanti (respiratory
burst) contenute nei cosiddeti granuli primari
-rilascio di fattori chemotattici e di mediatori infiammatori contenuti nei cosiddeti granuli
secondari
-rimozione (o induzione) di danni tissutali attraverso il rilascio di gelatinasi (digerisce il connettivo)
contenuta nei cosiddeti granuli terziari
contenuto
granuli
secondari
(Enzymes:
lysozime,
collagenase,
Elastase)
contenuto
Granuli
Terziari:
Collagenasi
Gelatinasi

Reclutamento e attivazione
dei granulociti neutrofili
PMN circolanti
PMN reclutati
PMN infiammatori
Fagocitosi e attività
antimicrobica
Rilascio di citochine
“multistep navigation model”
Agenti chemiotattici
(fMLP, IL-8, C5a)
Attivatori
(PAMPs, IL-1, TNF)
Dopo avere aderito ad endotelio infiammato nella sede di infiammazione, i PMN extravasano e
rispondono a successive conbinazioni si agenti chemiotattici. L’aumento delle capacità adesive e le
prime fasi di invasione tissutale sono indotte da agenti chemiotattici derivati dalla cascata
complementare (C5a) e dall’attivazione della cascata dell’arachidonato (PAF). Nel tessuto PMN
rispondono ad agenti chemiotattici prodotti da cellule stromali (chemochine), e sono localizzati in
prossimità dell’agente patogeno da agenti chemiotattici derivati dal patogeno stesso (formilpeptidi). La
direzione del movimento è determinata sia dal gradiente dello stimolo che da meccanismi di
desensitizzazione recettoriale eterologa.

La fagocitosi
Interazione e fagocitosi di uno streptococco
da parte di un granulocita neutrofilo
Neutrofili (in verde) impegnati nella fagocitosi
di particelle di lattice opsonizzate (in rosso)

Attività Attivit microbicida
Mieloperossidasi
Azzurrocidina
Defensine
Catelicidine
Lisozima
Proteinasi 3
Catepsina G
BPI
Meccanismi battericidi: i granuli
I granuli primari (azzurrofili
( azzurrofili)
Sono primariamente coinvolti nello
sviluppo di attività antibatterica in
sede fagolisosomale, cui forniscono
molecole ad attività antibatterica
diretta, proteine cationiche e
molecole coinvolte nella generazione
di ROI (mieloperossidasi).
I granuli secondari Svolgono
primariamente attività antibatterica
in sede extracellulare.
Le vescicole di secrezione
trasferiscono in membrana proteine
ad attività recettoriale.
Witko-Sarsat et al. Neutrophils: molecules,
functions and pathophysiological aspects.
Laboratory Investigation 80: 617-53, 2000.
Attività Attivit batteriostatica
Lattoferrina
Proteina legante B12
Attività Attivit catabolica
Collagenasi
Gelatinasi
Elastasi
Istaminasi
β-glucuronidasi
α-mannosidasi
β-glicerofosfatasi
ipoclorito
Attività Attivit recettoriali
Recettore peptidi formilati
Recettori di IL-8
Recettore di laminina
Reterrore di vitronectina
CR1 (CD35)
CR3 (CD11b/CD18)
Fcγ-RIII (CD16)

Maturazione dei fagociti mononucleati
Monocytes are 10 to 15 μm in diameter, and they have bean-shaped nuclei and finely granular cytoplasm containing
lysosomes, phagocytic vacuoles, and cytoskeletal filaments.
Once they enter tissues, monocytes cells mature and become macrophages. Macrophages may assume different morphologic
forms after activation by external stimuli, such as microbes. Some develop abundant cytoplasm and are called epithelioid
cells because of their resemblance to epithelial cells of the skin.
Activated macrophages can fuse to form multinucleate giant cells.
Macrophages in different tissues have been given special names to designate specific locations. For instance, in the central
nervous system, they are called microglial cells; when lining the vascular sinusoids of the liver, they are called Kupffer
cells; in pulmonary airways, they are called alveolar macrophages; and multinucleate phagocytes in bone are called
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osteoclasts.
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Morfologia dei fagociti mononucleati
Monocytes are 10 to 15 μm in diameter, and they have bean-shaped nuclei and finely granular cytoplasm
containing lysosomes, phagocytic vacuoles, and cytoskeletal filaments
A. Light micrograph of a monocyte in a peripheral blood smear.
B. Electron micrograph of a peripheral blood monocyte.
C. Electron micrograph of an activated tissue macrophage showing numerous
phagocytic vacuoles and cytoplasmic organelles.

Funzioni dei macrofagi

Evidence for frequent but not universal correlation between
TAM number/density and prognosis in human malignancies.
(Bingle L. et al. J. Pathol. 2002)
(Extensive TAM infiltration)
Prognosis:
Type of cancer:
Breast poor
Cervix poor
Bladder poor
Lung poor
Lymphoma poor
Cytotoxicity
Growth factors, vascular reactions
angiogenesis (direct or via IL-1/TNF)
(direct, via PCA → fibrin)
(Mantovani et al Immunol Today 1992)

FUNCTIONS
RNI
ROI
M1
Th1 RESPONSES
TYPE I INFLAMMATION; DTH
KILLING OF INTRACELLULAR PARASYTES
TUMOR RESISTANCE
IL-23
IL-12high
IL-10low
iNOS
POLARIZATION OF MACROPHAGE FUNCTION:
A SIMPLIFIED VIEW
IL-1
TNF
IL-6
MHCII
LPS IFNγ or TNF
M2
Th2 RESPONSES;
TYPE II INFLAMMATION; ALLERGY;
KILLING AND ENCAPSULATION OF PARASYTES;
MATRIX DEPOSITION AND REMODELLING;
TUMOR PROMOTION
Polyamine
IL-4 and IL-13
Arg
immune
complexes
+ IL-1/LPS
TGFβ
IL-10
Decoy IL-1RII
IL-1ra
CSF-1
SR
MR
MHCII
IL-10
(modified from Mantovani, Blood 2006; Immunity 2005; Mantovani et al Trends Immunol 2004,2002)

M1
(IFNγ-LPS/TNF)
Fcγ-RI, II, III (CD16, CD32, CD64)
Microbicidal activity
Immuno-stimulatory functions
Tumour cytotoxicity
Polarizzazione macrofagica
IFNγ / LPS
TLR2, TLR4
CD80, CD86
IL-12
IL-23
TNFα
IL-1
IL-6
type I IFN
IL-1 RI
RNI
ROI
IL-10
Membrane receptors
Cytokines
Effector molecules
IL-4 / IL-13
SR-A
SR-B
CD163
MR
CD14
IL-1 ra
IL-4 / IL-13 / IL-10
Fcε-RII (CD23)
IL-10
IL-10
decoy IL-1 RII
polyamines
IC+LPS
M2
(IL-4/IL-13/IL-10/IC+LPS)
Scavenging activity
Tissue repair
Angiogenesis
Immuno-suppression

Polarized immune response (M1/Th1 vs M2/Th2) in disease
Protozoa infections:
Trypanosoma cruzi (IFNγ)
Leishmania (IFNγ, iNOS)
Toxoplasma Gondii (IFNγ)
Allergy
atopic dermatitis
Viruses
(HIV, CMV)
Cancer
MO
M2/Th2
M1/Th1
Helminth infections:
Taenia crassiceps
Schistosoma Mansoni
Sepsi
Chronic inflammation
Autoimmune diseases

Funzioni delle cellule NK
Le cellule NK sono una popolazione di linfociti
già pronta ad uccidere; hanno infatti granuli
citoplasmatici comprendenti perforina e
Granzyme A e B. La perforina è simile al C9 del
complemento; esiste in due forme: attiva
(idrofobica) e inattiva (idrofila). Essa polimerizza
formando pori acquosi sulla cellula da uccidere.
Le molecole più importanti sono granzyme A e B
che inducono apoptosi (morte programmata simil
suicidio) nella cellula stessa. La lisi della cellula
bersaglio sia essa tumore o infettata da virus
avviene grazie a 2 meccanismi: una lisi osmotica
dovuta ai pori, ma soprattutto per il fatto che
attraverso questi pori vengono introdotti nel
bersaglio granzyme A e B inducenti apoptosi, in
modi differenti:
─ A: causa grossolani tagli al DNA
─ B attiva le vie classiche dell'apoptosi (cascata
delle caspasi).

Le cellule NK e i linfociti T hanno recettori complementari

Activating and inhibitory receptors
of NK cells.
A. Activating receptors of NK cells
recognize ligands on target cells and
activate protein tyrosine kinase
(PTK), whose activity is inhibited by
inhibitory receptors that recognize
class I MHC molecules and activate
protein tyrosine phosphatase (PTP).
NK cells do not efficiently kill class I
MHC-expressing healthy cells.
B. If a virus infection or other stress
inhibits class I MHC expression on
infected cells, and induces expression
of additional activating ligands, the
NK cell inhibitory receptor is not
engaged and the activating receptor
functions unopposed to trigger
responses of NK cells, such as killing
of target cells and cytokine secretion.

Il CD16: un recettore attivatorio che promuove ADCC
Le cellule NK esprimono il CD16, un recettore per la regione Fc delle IgG (v. Struttura
degli anticorpi, più avanti), e possono utilizzare questo recettore per mediare un altro tipo
di lisi cellulare che non presenta restrizione MHC. La citotossicità cellulo-mediata
anticorpo-dipendente (Ab-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity, ADCC) dipende dalla
presenza di Ac che riconoscono una cellula bersaglio (la sua specificità è pertanto dovuta
alla specificità dell'Ac). In seguito al legame con il suo Ag, la regione Fc dell'Ac viene
esposta e si lega poi al suo recettore sulla cellula NK per formare un ponte molecolare.
Una volta formato il ponte, alla cellula bersaglio viene trasmesso un segnale litico ancora
non del tutto compreso, il quale ne determina la morte.

EFFECTOR CELLS OF INNATE IMMUNITY

LE CELLULE NK POSSONO MEDIARE LA
CITOTOSSICITA’ ANTICORPO DIPENDENTE (ADCC)

Chemokine repertoires of polarized
mononuclear phagocytes
(Mantovani and Locati, Trends Immunol 2004)