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La memoria immunologica - dott. Mauro Mantovani

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loretta bolgan

Presentazione marzo 2022

Saúde e medicina
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Imbio Academy – Mission IMBIO ACADEMY è un’accademia di studio, ricerca, formazione e condivisione ch e abbraccia tu:a la scienza, dall’immunologia all'ecologia, dalla biologia molecolare alla biochimica di laboratorio, dalla geneAca alla psico-neurologia, dalla nutrizione alla fisiologia integrata fino alla clinica e alle metodiche di laboratorio con tuE i professionisA della salute che hanno come scopo l’interesse nell’approfondire la conoscenza, senza limiA e me:ere a disposizione le proprie ricerche ad una valutazione criAca, proseguendo nell’esplorazione.
Imbio Academy – Che cos’è «Pensiamo che oggi la medicina debba essere vista in maniera multidisciplinare, creando un vero e proprio network ad altissimi livelli di ASCOLTO e CONDIVISIONE, dove al centro vi è la PERSONA e non più solo la malattia. Possediamo ormai delle metodiche di diagnosi sempre più predittive ed accurate, arrivando a dei traguardi che fino al secolo scorso erano quasi impensabili; ma è solo la punta dell’iceberg; basti solo pensare al microbioma, “pezzo” mancante di numerose situazione patologiche e pre-patologiche di cui si ignorava la funzione e che va a comporre un intricatissimo “puzzle”.» UN ASSORTIMENTO COMPLETO DI CONTENUTI E STRUMENTI AL SERVIZIO DI PROFESSIONISTI DELLA SALUTE E AZIENDE SPONSOR. Web Social Blog Pubblicazioni E-learning
Imbio Academy – Formazione IMBIO ACADEMY è formazione continua attraverso aggiornamenti, seminari, corsi intensivi e di approfondimento, convegni nazionali ed internazionali, master di I e II livello.
Conoscenza, Condivisione, Scienza.
«La difesa, dopo tutto, è un termine primitivo che è ugualmente associato alla sconfitta e alla vittoria, mentre l'immunità trasuda forza e fiducia.»
Oltre a combattere virus, batteri, funghi e parassiti, il sistema immunitario assume anche altri ruoli come la riparazione dei tessuti, la guarigione delle ferite, l'eliminazione di cellule morte e cancerose e la formazione del microbiota intestinale sano. Supponendo l'assenza di una maggiore pressione selettiva sugli esseri umani oltre l'età riproduttiva, potremmo dover «pagare» per i tratti genetici selezionati nel garantire una «fitness» ottimale attraverso lo sviluppo successivo di fenotipi immunologici come per es. nel caso dell'infiammazione cronica. L'invecchiamento massiccio e la longevità avanzata sono fenomeni di acquisizione (a livello evolutivo) molto recenti che si verificano in un ambiente «ottimizzato». RUOLO DEL SISTEMA IMMUNITARIO Difesa contro le infezioni Difesa contro i tumori Risposta e riconoscimento verso i tessuti trapiantati e proteine di nuova sintesi Risposta infiammatoria attraverso manifestazioni cliniche di: allergia e autoimmunità
SISTEMA INNATO SISTEMA ADATTATIVO VIRUS E ALTRI PATOGENI COSTITUTIVO - MUCOSE - LACRIME - SALIVA - SOSTANZE CHIMICHE/ENZIMI - ACIDO/BASE - PERISTALSI - MICROBIOTA - PELI - GLICOCALICE - COMPLEMENTO (IMMUNITA’ INNATA UMORALE) CELLULARE - MACROFAGI - CELLULE DENDRITICHE - LINFOCITI NK - EOSINOFILI - BASOFILI - NEUTROFILI - MASTOCITI FILTRO NATURALE E PRIMA SELEZIONE ASPECIFICA Timing: 0 – 72 ore Timing: oltre le 72 ore LINFOCITI B (Immunità umorale) - Anticorpi specifici LINFOCITI T (Immunità cellulare) - Th1 - Th2 - Th17 - Th9 - Th22 - Treg SISTEMA DELL’INTERFERONE Ig Dr. Mauro Mantovani Ricerca e Sviluppo IMBIO Direttore Scientifico IMBIO Academy
I microbi possono accedere ai tessuti se le barriere fisiche vengono violate. Nei tessuti entrano in contatto con cellule fagocitiche come neutrofili, macrofagi e cellule dendritiche, che produrranno messaggeri chimici chiamati citochine che possono iniziare una risposta infiammatoria. Molte volte i componenti immunitari innati sono sufficienti per eliminare l'agente patogeno, ma non sempre. I patogeni possono avere accesso al sangue, in cui la via alternativa per l'attivazione del complemento può fornire qualche aiuto aggiuntivo. Ma è qui che il sistema immunitario adattivo potrebbe dover subentrare per risolvere l'infezione ed eliminare il patogeno.
SISTEMA DI DIFESA INNATO/BARRIERE Ci sono diversi componenti della risposta immunitaria innata che sono essenziali per questa difesa precoce contro i patogeni. Includono: Ø barriere fisiche (anatomiche), Ø barriere fisiologiche, Ø risposta cellulare innata, Ø infiammazione. Barriere anatomiche I principali portali d'ingresso per la maggior parte dei patogeni sono la pelle, il tratto respiratorio e il tratto gastrointestinale. Tutte queste superfici sono rivestite con cellule epiteliali che possono produrre alcuni prodotti antimicrobici come defensine e interferoni. Possono anche contenere un numero di linfociti intraepiteliali specializzati (IEL) chiamati cellule T γδ. Queste cellule T specializzate sono considerate parte dell'immunità innata in quanto possono riconoscere solo strutture microbiche condivise. ●● La pelle. Anche il pH della pelle è leggermente acido e può ritardare la crescita di organismi patogeni. ●● Il tratto respiratorio è rivestito di ciglia che tentano fisicamente di rimuovere i microbi mentre entrano. Anche la saliva e le mucose sono ambienti difficili in cui vivono i microbi, poiché all'interno di tali entità vi sono molti enzimi e sostanze chimiche antimicrobiche. ●● Il tratto gastrointestinale è anche una mucosa con proprietà simili al tratto respiratorio; tuttavia, i patogeni che entrano qui devono prima sopravvivere a un viaggio attraverso lo stomaco con un pH altamente acido che uccide molti microrganismi.
Barriere fisiologiche Le barriere fisiologiche includono i seguenti componenti: ●● Temperatura: molti patogeni microbici non possono sopravvivere molto oltre la temperatura corporea. Quando la risposta infiammatoria è iniziata nei tessuti locali, le citochine possono agire sistematicamente per alterare il set point di temperatura nell'ipotalamo con conseguente febbre. ●● pH: il pH acido dello stomaco impedisce la crescita e la trasmissione all'intestino di molti agenti patogeni. - La pelle è acida e ritarda la crescita di molti microrganismi. ●● Prodotti chimici - Il lisozima presente nelle secrezioni come lacrime, saliva, latte materno e muco può abbattere il peptidoglicano della parete cellulare dei batteri. - Le defensine presenti nei fagociti possono formare pori in batteri e funghi. ●● Interferoni - IFN-α e IFN-β sono CITOCHINE antivirali. Hanno un effetto antivirale diretto inibendo transitoriamente la sintesi proteica nascente nelle cellule.
Illustrazione di come le risposte immunitarie cos:tu:ve e inducibili variano nel tempo nel corso di un'infezione generalizzata e il loro impa=o sulla difesa dell'ospite, sul consumo di energia e sulla forma fisica dell'ospite. Nel caso di una risposta immunitaria sterilizzante e risolu:va, il consumo energe:co aggiun:vo richiesto dalla risposta immunitaria inducibile è bilanciato dal ripris:no dell'omeostasi. Al contrario, nel caso di una risposta immunopatologica, l'energia che viene consumata per innescare una risposta inducibile non giova all'ospite e porta invece a danni ai tessu: e interruzione dell'omeostasi. Risposte immunitarie innate costitutive contro risposte immunitarie inducibili.
Le risposte immunitarie innate costitutive regolano negativamente le risposte immunitarie inducibili.
L’IMMUNITA’ COSTITUTIVA INCLUDE UNA SERIE DI BARRIERE FISICHE E CHIMICO- FISICHE PRIMA, E POI, SUCCESSIVAMENTE L’ AZIONE DELL’IMMUNITA’ CELLULARE (INNATA E/O ADATTATIVA).
(A) Vie respiratorie superiori e inferiori umane. (B) epitelio respiratorio con cellule ciliate, cellule caliciformi e una ghiandola sottomucosa. La mucina solubile MUC5AC è secreta dalle cellule caliciformi e la mucina solubile MUC5B è secreta dalle cellule della mucosa nella ghiandola sottomucosa. (C) Le cellule epiteliali ciliate esprimono le mucine transmembrana MUC1 (rosso), MUC4 (blu) e MUC16 (giallo) e il recettore di ingresso SARS-CoV-2 ACE2. (D) Struttura del dominio delle mucine transmembrana MUC1, MUC4 e MUC16. Le strutture della mucina O-glican e, in particolare, gli acidi sialici terminali svolgono un ruolo importante nelle interazioni virus-mucina. Difesa della mucosa nel tratto respiratorio durante l'infezione da SARS-CoV-2.
Immunità Innata Non dipende dalla presenza di agenti infettivi o sostanze estranee E’ aspecifica E’ sempre operativa Presenta una risposta sempre identica, atta a prevenire l’infezione Si attiva rapidamente ??? … Immunità Acquisita Per attivarsi richiede la presenza di un agente infettivo E’ specifica Si attiva dopo il contatto Necessita dell’infezione Si attiva lentamente E’ potenziata dai successivi attacchi (memoria) Caratteristiche dell’Immunità Innata ed Acquisita Fasi della risposta Immunitaria
IMMUNITÀ INNATA Il sistema immunitario innato è una parte importante di qualsiasi risposta immunitaria. È responsabile per reagire rapidamente ai microbi invasori e per mantenere in vita l'ospite mentre il sistema immunitario adattativo sta sviluppando una risposta molto specifica. Le difese immunitarie innate sono tutte presenti alla nascita; hanno una diversità molto limitata di antigene e attaccano i microbi con lo stesso vigore, non importa quante volte abbiano visto lo stesso patogeno. Il sistema immunitario innato gestisce i patogeni in 2 modi generali:
Vie di attivazione del complemento. L’attivazione del sistema del complemento può avvenire secondo tre vie diverse che portano tutte alla produzione di C3a, che è responsabile di attività proinfiammatorie e C3b. C3b dà inizio alle fasi successive dell’attivazione del complemento, che culminano nella produzione di peptidi in grado anche di stimolare l’infiammazione C5a e la polimerizzazione di C9, il quale a sua volta forma il complesso di attacco alla membrana (fasi terminali), così chiamato perché crea pori nella membrana plasmatica.
Azioni biologiche degli Interferoni di classe I. Gli Interferoni di classe I (alfa e beta) sono prodotti da cellule infettate da virus in risposta a segnali innescati da TLR o da altri sensori di RNA virale. Gli Interferoni di classe I si legano a recettori espressi sulla superficie di cellule infettate e attivano la trascrizione di geni i cui prodotti aumentano la suscettibilità della cellula all’uccisione da parte dei linfociti CTL.
Opsonizzazione Sia i macrofagi che i neutrofili hanno recettori di membrana per alcuni tipi di anticorpi (IgG) e alcuni componenti del complemento (C3b). Se un antigene è rivestito con uno di questi materiali, l'aderenza e la fagocitosi possono essere aumentate fino a 4.000 volte. Anticorpo e complemento sono chiamati opsonine e i mezzi con cui aumentano la fagocitosi sono chiamati opsonizzazione.
Uccisione intracellulare Durante la fagocitosi, un processo metabolico noto come «scoppio respiratorio» attiva un'ossidasi legata alla membrana che genera metaboliti dell'ossigeno, che sono tossici per i microrganismi ingeriti. Come risultato di questo processo vengono attivati due meccanismi dipendenti dall'ossigeno della digestione intracellulare. ●● La NADPH ossidasi riduce l'ossigeno nell'anione del superossido, che genera radicali idrossilici e perossido di idrogeno, che sono microbicidi. ●● La mieloperossidasi nei lisosomi agisce sul perossido di idrogeno e sugli ioni cloruro per produrre ipoclorito (il principio attivo della candeggina domestica), che è microbicida. Inoltre, gli intermedi reattivi dell'azoto svolgono un ruolo importante. La sintasi di ossido nitrico inducibile converte l'arginina in ossido nitrico, che ha potenti proprietà antimicrobiche. I contenuti lisosomiali dei fagociti contengono materiali degradativi indipendenti dall'ossigeno: ●● Il lisozima digerisce le pareti cellulari batteriche tagliando il peptidoglicano ●● Le difensine formano canali nelle membrane cellulari batteriche ●● Lattoferrina chelati di ferro ●● Enzimi idrolitici
Risposte immunitarie innate ed adattative ai virus. Cinetica delle risposte dell’immunità innata e adattativa nelle infezioni virali. Meccanismi attraverso i quali l’immunità innata e quella adattativa prevengono ed eradicano le infezioni virali. L’immunità innata si esplica con gli IFN di classe I, che ostacolano l’infezione e con le cellule NK, che eliminano le cellule infettate. L’immunità specifica è esercitata dagli anticorpi e dai CTL che hanno il compito, rispettivamente, di bloccare l’infezione e di eliminare le cellule infettate.
Fagocitosi ed uccisione intracellulare dei microrganismi. I microrganismi possono essere ingeriti attraverso diversi recettori presenti sulla membrana dei fagociti; alcuni legano direttamente i m.o., altri legano solo m.o. opsonizzati. I m.o. vengono internalizzati nei fagosomi, che si fondono con i lisosomi a formare i fago-lisosomi in cui i m.o. sono uccisi dalle specie reattive dell’ossigeno.
NLR dell’immunità innata. I membri della famiglia NLR che svolgono funzioni tipiche dell’immunità sono quattro: NLRA, NLRB, NLRC, NLRP, ciascuno con un differente dominio effettore aminoterminale.
Localizzazione cellulare dei recettori PRR dell’immunità innata. Alcuni PRR, quali i membri della famiglia dei TLR e i recettori lectinici, sono espressi sulla membrana cellulare, dove legano i PAMP extracellulari. Altri TLR sono espressi all’interno della cellula, sulle mebrane degli endosomi, e riconoscono gli acidi nucleici dei microbi che sono stati fagocitati. Esistono altri sensori citosolici dei microrganismi (NLR, RLR, CDS). Vi sono anche recettori DAMP, che riconoscono i prodotti delle cellule danneggiate.
Barriere epiteliali. Gli epiteli presenti in corrispondenza delle vie di accesso dei microrganismi costituiscono barriere fisiche, producono sostanze antimicrobiche e ospitano linfociti intraepiteliali che si ritiene possano uccidere i microrganismi e le cellule infettate.
Immunità innata ed adattativa e risposta temporale alle infezioni.
Immunità omologa da linfociti B e T della memoria
Immunità eterologa anticorpale
Dall’incontro con l’agente infettivo, il sistema immunitario cellulare adattativo subisce un’espansione ed una maturazione che porta sia alla definizione delle cellule effettrici, sia alla produzione di precursori di cellule della memoria, che persistono nel tempo…
FASI DELLA RISPOSTA UMORALE ADATTATIVA E PRODUZIONE DI ANTICORPI
Sviluppo di cellule B di memoria regolato dalle cellule TFH.
I livelli di anticorpi diminuiscono lentamente, a causa della morte delle plasmacellule esistenti, senza che vengano generate nuove plasmacellule per sostituirle. L'immunogeno è stato probabilmente eliminato dal corpo, quindi non è necessaria un'ulteriore produzione di anticorpi.
…. Questo è valido sia per i Linfociti B che produrranno in seguito all’incontro per la seconda volta con l’agente infettivo, anticorpi neutralizzanti e specifici …
The fact that antibody levels are falling doesn’t mean we haven’t got a memory response. —Sheena Cruickshank, University of Manchester
Nella fase 1 della risposta primaria (a sinistra), le cellule B naive escono dalla circolazione, entrano nei follicoli delle cellule B nell'organo linfoide secondario e controllano l'ambiente alla ricerca dell'antigene. Gli antigeni incontrati sulle cellule dendritiche follicolari (FDC) attivano le cellule B attraverso il recettore delle cellule B (BCR) e gli antigeni vengono elaborati e presentati alle cellule T al confine delle cellule T-cellule B, guidando le cellule B naive a proliferare e differenziarsi in tre principali tipi cellulari: cellule B memoria indipendenti dal centro germinale (GC), cellule B GC o plasmacellule a vita breve. Nella fase 2 della risposta primaria (a destra), le cellule GC B appena differenziate formano GC e subiscono proliferazione e ipermutazione somatica nella zona scura prima di uscire nella zona chiara, dove le cellule GC B incontrano l'antigene su FDC, presentano l'antigene a T cellule follicolari helper (cellule TFH) e subiscono tre destini principali: differenziazione in cellule B di memoria, differenziazione in plasmacellule a vita lunga o rientro nella zona oscura del GC. Nella risposta secondaria (in basso a destra), le cellule B di memoria rispondono all'antigene e si differenziano in plasmacellule a vita lunga o cellule B GC che subiscono reazioni GC. TCR, recettore delle cellule T. Le due fasi per l’acquisizione della memoria da parte delle cellule B.
Le cellule B-1, attivate da vari segnali innati, incluso l'IFN di tipo I, rispondono all'infezione iniziale virale con migrazione al Linfonodo drenante, dove queste cellule si differenziano in cellule che producono IgM. Le cellule B convenzionali, attivate dall’antigene, migreranno al confine T–B, dove riceveranno "aiuto delle cellule T". Così attivate, le cellule B si differenziano lungo una delle due vie: EF, che inducono una forte e rapida espansione clonale e differenziazione in plasmablasti secernenti Ab, e GC nei follicoli delle cellule B. Si pensa che i plasmablasti derivati da EF vivano solo per 3-5 giorni, mentre l'esito delle risposte GC è lo sviluppo di plasmacellule secernenti Ab a vita lunga nel midollo osseo e cellule B mem circolanti non secernenti. I segnali infiammatori possono attivare queste cellule B mem per migrare rapidamente alla milza e ai linfonodi e per differenziarsi in ASC o subire una nuova diversificazione nelle risposte del GC. Le risposte B-1 ed EF sono le uniche risposte delle cellule B che sono sufficientemente veloci da influenzare la clearance virale dopo una sfida primaria. La natura eterogenea delle risposte delle cellule B nei confronti di un’infezione virale.
L'attuale modello di memoria delle cellule B suggerisce che gli anticorpi altamente selezionati e ad alta affinità prodotti dalle plasmacellule a vita lunga formano la prima linea di difesa contro la sfida omologa e che le cellule B della memoria forniscono un secondo strato di difesa contro sfida da agenti patogeni varianti che sfuggono alla difesa mediata dalle plasmacellule di lunga durata. Quanto è forte l'evidenza che le cellule B di memoria funzionino in questo modo e la capacità delle cellule B di memoria di fornire questa funzione dipende dall'accumulo di SHM aggiuntivi? Studi utilizzando un modello murino di infezione da virus del Nilo occidentale con virus wild-type e varianti che differivano in un solo amminoacido in un epitopo neutralizzante dominante hanno dimostrato che gli anticorpi prodotti dalle plasmacellule a vita lunga generati in risposta al wild-type virus neutralizzava in maniera imperfetta il virus variante. Tuttavia, le plasmacellule derivate dalle cellule B della memoria hanno prodotto anticorpi che hanno riconosciuto sia il virus wild-type che il virus variante in modo equivalente, o superiore, hanno riconosciuto il virus variante meglio del virus wild-type e lo hanno fatto quindi senza accumulare SHM aggiuntivi. Coerentemente con questi risultati, gli studi che hanno tracciato cellule B specifiche dell'emoagglutinina (HA) del virus dell'influenza in topi immunizzati prima con il ceppo del virus Narita seguito da una re-infezione con il virus omologo o il ceppo del virus eterologo PR8 hanno dimostrato che l'antigene preesistente - corpi secreti da plasmacellule a vita lunga protettivi contro il re-challenge omologo, mentre la protezione dal re-challenge eterologo richiedeva l'attivazione delle cellule B di memoria. Queste cellule B di memoria erano principalmente dirette verso lo stelo HA relativamente invariante. Gli studi sulla risposta anticorpale nell'uomo alla vaccinazione con il vaccino contro l'influenza pandemica H1N1 del 2009 hanno mostrato che gli individui che avevano bassi livelli di anticorpi preesistenti al vaccino generavano anticorpi ampiamente reattivi allo stelo HA, mentre alti livelli preesistenti di anticorpi al vaccino correlato con risposte anticorpali ceppo-specifiche, (alla testa HA) bloccarono la generazione di anticorpi specifici per lo stelo ampiamente protettivi. Pertanto, la storia immunitaria di un individuo con il virus dell'influenza influisce sulla capacità di produrre risposte delle cellule B ampiamente protettive all’infezione.
Di interesse è stata la scoperta nei topi che la somministrazione dell'inibitore di mTOR, durante l'immunizzazione con il sottotipo di virus influenzale H3N2 ha ridotto la formazione di GC e ha inibito il cambio di classe da parte delle cellule B, ma ha portato a un repertorio unico di anticorpi che proteggevano contro l’infezione letale da virus H5N1 etero sottotipico. Gli studi sulla risposta anticorpale di topi immunizzati con proteine dell'involucro del virus Dengue e stimolati con le stesse proteine virali o varianti hanno mostrato che le proteine varianti stimolano prevalentemente le cellule B di memoria IgM+ con i geni V più diversi e meno mutati. Presi insieme, questi studi forniscono una forte evidenza del ruolo di popolazioni di cellule B di memoria altamente diversificate nel fornire un'ampia protezione contro le infezioni virali varianti.
Le plasmacellule a lunga sopravvivenza nel midollo osseo secernono anticorpi altamente selezionati e altamente specifici (raffigurati in rosso) che formano una prima "parete" (in basso) contro la reinfezione da agenti patogeni omologhi. Gli agenti patogeni «varianti» possono trovare delle falle in questo muro; tuttavia, essendo sfuggiti agli anticorpi delle plasmacellule a lunga sopravvivenza, i patogeni varianti incontrano una seconda parete (in alto) formata da cellule B di memoria che erano meno altamente selezionate e quindi mantengono una gamma più ampia di affinità e specificità antigeniche. Le cellule B di memoria sono attivate dal patogeno variante per differenziarsi in plasmacellule a vita lunga o per rientrare nei centri geminali (GC) per ricostituire il pool di cellule B di memoria. Il ruolo delle plasmacellule a lunga sopravvivenza e dei linfociti B di memoria nella risposta secondaria all'antigene.
Il termine "memoria delle cellule B" ora comprende sia le cellule B di memoria quiescenti che le LLPC, entrambe generate durante la risposta primaria all'antigene ed entrambe persistenti per lunghi periodi dopo la clearance dell'antigene. La differenza di reattività tra le popolazioni di memoria è stata confermata in modo enfatico esaminando la risposta immunitaria dei topi al virus del Nilo occidentale. In questo caso, l'anticorpo prodotto da LLPC generati nella risposta primaria era uniformemente specifico per un determinante dominante e neutralizzante sul virus, con scarsa capacità di bloccare l'infezione da virus varianti. Il compartimento delle cellule B di memoria, tuttavia, conteneva cellule con reattività alle varianti e alcune di queste producevano anticorpi con maggiore affinità alla variante virale rispetto all'Ag inducente, il segno distintivo degli anticorpi etero clitici (immunità eterologa anticorpale). Chiaramente, il compartimento delle cellule B della memoria aveva mantenuto specificità che non erano state reclutate nel compartimento LLPC. Sebbene questo possa non essere analogo agli esempi sopra esposti, la conclusione è la stessa; la popolazione di cellule B di memoria sembra mantenere una maggiore diversità nel legame con l'antigene rispetto alla popolazione LLPC. Ciò può comportare il mantenimento di specificità che hanno notevoli benefici per l'ospite attraverso un'ampia gamma di protezione. Risposta immunitaria da infezione e da vaccinazione nella pandemia H1N1 2009. I soggetti immuni «naturalmente» hanno prodotto anticorpi con proprietà rare e ampiamente neutralizzanti, anticorpi che non sono stati suscitati dalla vaccinazione antinfluenzale annuale di routine. Lo screening delle cellule B della memoria prelevate da persone prima della comparsa del virus H1N1 2009 ha rivelato specificità così ampiamente neutralizzanti tra le cellule B della memoria dell'influenza esistenti, che la vaccinazione convenzionale non è riuscita in modo schiacciante a trasferirle nel compartimento LLPC. Pertanto, nel compartimento delle cellule B di memoria a commutazione isotipica, derivato da GC, esistono specificità che non sono duplicate nel compartimento LLPC, ma che hanno un potenziale protettivo e la cui conservazione può essere considerata evolutivamente vantaggiosa.
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Walking down the memory lane with SARS- CoV-2 B cells; August 2021. Natalia T Freund I vaccini SARS-CoV-2 mRNA aumentano i titoli anticorpali e il numero di cellule B specifiche per RBD ad alta affinità in individui convalescenti COVID-19. Pannello di sinistra: Wang e colleghi hanno esaminato l'anticorpo SARS-CoV-2 e le risposte delle cellule B in individui convalescenti con e senza il vaccino mRNA (indicato rispettivamente in nero e verde) 1.3, 6 e 12 mesi dopo l'infezione (indicato in basso da frecce grigie). L'immunità naturale alla SARS- CoV-2 comporta una riduzione graduale dei titoli anticorpali sierici, insieme a un aumento degli anticorpi neutralizzanti e una corrispondente diminuzione degli anticorpi non neutralizzanti. Un potenziamento del vaccino eleva questa risposta, così come le frequenze delle cellule B anti-RBD. Pannello di destra: le cellule B di memoria anti-SARS-CoV-2 in individui convalescenti evolvono nel tempo nei GC e acquisiscono ipermutazioni somatiche introdotte dall'AID, con conseguente memoria post-GC e cellule B del plasma. Un potenziamento del vaccino (indicato in un inserto verde) guida l'espansione delle cellule B di memoria esistenti e la differenziazione in plasmacellule a vita lunga in assenza di una risposta significativa del GC o di un'ulteriore ipermutazione somatica.
Il panorama anticorpale descritto da Wang et al. rivela che gli anticorpi non neutralizzanti si perdono con il tempo, distinguendo questa risposta delle cellule B SARS-CoV-2 dalle risposte delle cellule B ad altri agenti patogeni come l'influenza e l'HIV-1. Qui è possibile che la proteina spike SARS-CoV-2 esponga i siti di vulnerabilità in un modo che può essere facilmente legato e neutralizzato dagli anticorpi. Al contrario, la stimolazione antigenica cronica nell'infezione da HIV-1 non determina la selezione di anticorpi ampiamente neutralizzanti. Piuttosto, l'HIV-1 inganna il sistema immunitario rivelando siti che non determinano la neutralizzazione del virus, mentre nasconde gli epitopi che sono bersagli per gli anticorpi neutralizzanti. Possono insorgere anticorpi neutralizzanti crociati, ma solo dopo anni di coevoluzione, e questi sono altamente mutati e contengono varie caratteristiche indicative di un lungo percorso di sviluppo necessario per neutralizzare efficacemente il virus. Coerentemente con i bassi tassi di reinfezione da SARS-CoV-2, questo studio dimostra un'immunità di lunga durata contro SARS-CoV-2 con il mantenimento di una popolazione di cellule B di memoria. Questo si tradurrà in un'immunità protettiva permanente? Sarà necessario affrontare diverse domande per comprendere la risposta immunitaria a lungo termine ai vaccini SARS-CoV-2. La sola vaccinazione (nei soggetti non convalescenti) promuove la conservazione dei linfociti B della memoria a lungo termine? E, in caso contrario, è necessaria una terza spinta? È necessario un potenziamento della vaccinazione per gli individui convalescenti dopo la prima dose di vaccino? Infine, esistono profili delle cellule B correlati a esiti patologici rari e quali strategie di screening possono fornire livelli adeguati di protezione alla SARS-CoV-2 riducendo al minimo questi esiti rari?
Tuttavia, sebbene i livelli anticorpali possano decadere, le cellule B e T della memoria, così come i plasmablasti, vengono spesso mantenute in seguito a infezioni virali. Cellule B di memoria specifiche per la proteina spike (S) SARS-CoV-2 sono state rilevate in individui guariti e associate alla neutralizzazione del virus, indicando il loro valore protettivo (Kreer et al., 2020; Juno et al., 2020; Vaisman- Mentesh et al., 2020). Un recente studio ha dimostrato che, a differenza degli anticorpi, i livelli di cellule B di memoria specifiche per S rimangono stabili durante i primi 5 mesi dopo l'infezione (Vaisman-Mentesh et al., 2020). Se questi risultati possono essere estrapolati a un periodo più lungo, le cellule B di memoria potrebbero conferire un'immunità di lunga durata contro SARS-CoV-2. È quindi di grande importanza chiarire i fattori alla base della formazione di una robusta risposta delle cellule B di memoria contro SARS-CoV-2. 29 June 2021 Memory B cells targeting SARS-CoV-2 spike protein and their dependence on CD4+ T cell help lJernejPušnik
I BMPC (Bone Marrow Plasma Cell) di lunga durata forniscono all'ospite una fonte persistente di anticorpi protettivi preformati e sono quindi necessari per mantenere una protezione immunitaria duratura. Tuttavia, la longevità degli anticorpi sierici anti-S IgG non è l'unico fattore determinante della durata della protezione immunomediata. Le cellule B di memoria a commutazione di isotipo possono differenziarsi rapidamente in cellule che secernono anticorpi dopo la riesposizione a un agente patogeno, offrendo una seconda linea di difesa. In modo incoraggiante, la frequenza delle cellule B di memoria circolanti che legano l'S a 7 mesi dopo l'infezione era simile a quella delle cellule B dirette contro gli antigeni HA dell'influenza contemporanea. Nel complesso, i nostri dati forniscono una forte evidenza che l'infezione da SARS-CoV-2 nell'uomo stabilisce in modo robusto i due rami della memoria immunitaria umorale: BMPC di lunga durata e cellule B di memoria. Nature, May, 2021 - SARS-CoV-2 infection induces long-lived bone marrow plasma cells in humans •Jackson S. Turner
La memoria immunitaria sostanziale viene generata dopo COVID-19, coinvolgendo tutti e quattro i principali tipi di memoria immunitaria. Circa il 95% dei soggetti ha mantenuto la memoria immunitaria a circa 6 mesi dopo l'infezione. I titoli anticorpali circolanti non erano predittivi della memoria delle cellule T. Pertanto, i semplici test sierologici per gli anticorpi SARS-CoV-2 non riflettono la ricchezza e la durata della memoria immunitaria per SARS-CoV- 2. Questo lavoro amplia la nostra comprensione della memoria immunitaria negli esseri umani. Questi risultati hanno implicazioni per l'immunità protettiva contro SARS-CoV-2 e COVID-19 ricorrente. Lo studio ha coinvolto 254 campioni di 188 casi di COVID-19, inclusi 43 campioni da 6 a 8 mesi dopo l'infezione. Science, Feb. 2021 - Immunological memory to SARS- CoV-2 assessed for up to 8 months after infection JENNIFER M. DAN
SARS-CoV-2 antibody dynamics and B-cell memory response over time in COVID-19 convalescent subjects Anat Achiron; Clinical Microbiology of Infections; May, 2021 La risposta anticorpale non è stata rilevata in 26 dei 392 soggetti convalescenti COVID-19 (6,6%). In un periodo di 9 mesi, il livello di anticorpi è diminuito del 50% ma si è stabilizzato a 6 mesi e ha prevalso un livello protettivo fino a 9 mesi. Non sono state riscontrate differenze per quanto riguarda i livelli di anticorpi IgG SARS-CoV-2 per età, sesso e principali gruppi sanguigni nel tempo. Nel tempo, i soggetti COVID-19 asintomatici non differivano nel livello di anticorpi dai soggetti con malattia da lieve a grave. Analisi ripetute del livello di anticorpi IgG SARS-CoV-2 accoppiati hanno rivelato che, in 6 e 9 mesi, il 15,3% (nove su 59) e il 15,8% (tre su 19) dei soggetti sono diventati SARS-CoV-2 IgG-sieronegativi, rispettivamente, tutti con un basso livello di anticorpi a 3 mesi. Il tasso di declino degli anticorpi non è stato influenzato dall'età, dal sesso o dalla sintomatologia clinica. In un sottogruppo di soggetti in via di guarigione, la risposta delle cellule B della memoria fino a 9 mesi dopo l'infezione da COVID-19 non era rilevabile nel 31,8% dei soggetti (14/44) e non vi era alcuna correlazione con l'età, il livello di anticorpi SARS-CoV-2 , o tempo dopo l'infezione. Conclusioni La maggior parte dei soggetti convalescenti COVID-19 sviluppa una risposta anticorpale IgG SARS-CoV-2 e un livello protettivo prevale per un periodo fino a 9 mesi, indipendentemente dall'età, dal sesso, dai principali gruppi sanguigni o dalla sintomatologia clinica.
Persistence of functional memory B cells recognizing SARS-CoV-2 variants despite loss of specific IgG Stephan Winklmeier, May 2021 Mentre alcuni pazienti COVID-19 mantengono le IgG sieriche specifiche per SARS-CoV-2 per più di 6 mesi dopo l'infezione, altri, soprattutto i casi lievi, alla fine perdono i livelli di IgG. Abbiamo mirato a valutare la persistenza delle cellule B specifiche per SARS-CoV-2 in pazienti che hanno perso IgG specifiche e analizzato la reattività delle immunoglobuline prodotte da queste cellule B. Cellule B di memoria IgG circolanti specifiche per SARS-CoV-2 sono state rilevate in tutti i 16 pazienti 1-8 mesi dopo l'infezione e 11 partecipanti avevano cellule B IgA specifiche. Quattro pazienti hanno perso IgG sieriche specifiche dopo 5-8 mesi ma avevano livelli di cellule B specifiche per SARS-CoV-2 paragonabili a quelli dei donatori sieropositivi. Le immunoglobuline prodotte dopo la differenziazione in vitro hanno bloccato il legame del dominio legante il recettore (RBD) al recettore cellulare ACE-2, indicando un'attività neutralizzante. Le IgG derivate dalle cellule B della memoria hanno riconosciuto l'RBD di B.1.1.7 in modo simile al wild-type, mentre la reattività a B.1.351 e P.1. diminuiti rispettivamente del 30% e del 50%. La differenziazione delle cellule B della memoria in cellule che producono anticorpi è un metodo più sensibile per rilevare l'infezione precedente rispetto alla misurazione degli anticorpi sierici. Le cellule B di memoria IgG SARS-CoV- 2 circolanti persistono, anche in assenza di IgG sieriche specifiche e mostrano cross-reattività differenziale alle varianti emergenti di preoccupazione. Queste caratteristiche delle cellule B di memoria specifiche per SARS-CoV-2 aiuteranno a comprendere e promuovere la protezione a lungo termine.
Il riconoscimento complementare di bersagli virali non sovrapposti da parte di anticorpi non concorrenti nel repertorio può ridurre la probabilità di fuga virale. I dati suggeriscono un meccanismo aggiuntivo per prevenire la fuga virale: gli anticorpi «concorrenti» possono aiutare a mantenere il riconoscimento di un antigene in rapida evoluzione grazie alla loro sensibilità differenziale a mutazioni specifiche. La potenziale portata dinamica del riconoscimento di mAb altrimenti ridondante, illustrata dalla ritenzione selettiva dell'affinità per la variante UK da parte di alcuni anticorpi all'interno di un cluster ma non da altri, può dare un vantaggio selettivo ai meccanismi immunitari che producono più anticorpi concorrenti per epitopi critici, come quelli che mantenere un'affinità adeguata può quindi riattivarsi, espandersi e potenzialmente subire un'ulteriore maturazione dell'affinità. L'emergere di ceppi che possono aver ottenuto un vantaggio selettivo sfuggendo alla neutralizzazione sottolinea l'importanza di determinare se il livello di affinità trattenuta per la proteina S da parte di alcuni anticorpi nei cluster immunodominanti influenza la protezione dalla malattia clinica. Memory B cell repertoire for recognition of evolving SARS-CoV-2 spike - Pei Tong; Cell July 2021 Nei soggetti convalescenti COVID-19 sono stati identificati sette principali gruppi di competizione anticorpale che riconoscono regioni epitopiche con assegnazione di gruppo correlata all'ampiezza della reattività crociata e alla potenza di neutralizzazione. Le varianti SARS-CoV-2 tendono a sfuggire agli anticorpi dai gruppi con i neutralizzanti più potenti, ma molti mantengono l'affinità, dimostrando che i componenti ridondanti di una risposta immunitaria primaria stabiliscono una protezione duratura dai patogeni in evoluzione. Sette principali regioni epitopiche del picco di SARS-CoV-2 sono costantemente prese di mira dall'Abs umani - L'assegnazione del gruppo Ab è correlata all'ampiezza del legame di CoV e alla potenza di neutralizzazione - Le varianti SARS-CoV-2 tendono a sfuggire agli Abs dai gruppi con i neutralizzatori più potenti - La ridondanza del legame Ab all'interno del gruppo conferisce robustezza contro le varianti emergenti
Le cellule B-1, attivate da vari segnali innati, incluso l'IFN di tipo I, rispondono all'infezione iniziale virale con migrazione al Linfonodo drenante, dove queste cellule si differenziano in cellule che producono IgM. Le cellule B convenzionali, attivate dall’antigene, migreranno al confine T–B, dove riceveranno "aiuto delle cellule T". Così attivate, le cellule B si differenziano lungo una delle due vie: EF, che inducono una forte e rapida espansione clonale e differenziazione in plasmablasti secernenti Ab, e GC nei follicoli delle cellule B. Si pensa che i plasmablasti derivati da EF vivano solo per 3-5 giorni, mentre l'esito delle risposte GC è lo sviluppo di plasmacellule secernenti Ab a vita lunga nel midollo osseo e cellule B mem circolanti non secernenti. I segnali infiammatori possono attivare queste cellule B mem per migrare rapidamente alla milza e ai linfonodi e per differenziarsi in ASC o subire una nuova diversificazione nelle risposte del GC. Le risposte B-1 ed EF sono le uniche risposte delle cellule B che sono sufficientemente veloci da influenzare la clearance virale dopo una sfida primaria. La natura eterogenea delle risposte delle cellule B nei confronti di un’infezione virale.
La parte dell'anticorpo responsabile di ciò è nota come idiotopo. Gli anticorpi sono ottimi, ma qui c'è una limitazione chiave. In generale, si dice che gli anticorpi riconoscano gli epitopi conformazionali. Quando le proteine vengono prodotte, non sono solo una catena lineare di amminoacidi, ma sono piuttosto spinte a piegarsi e ad assumere forme molto complesse. Di conseguenza, gli anticorpi riconoscono sequenze che normalmente potrebbero non essere associate linearmente l'una con l'altra (anche se a volte possono dipendere da come la proteina finisce per piegarsi). Il problema ovviamente è che gli anticorpi non sono in grado di riconoscere gli epitopi sepolti all'interno della proteina. Tuttavia, generalmente va bene. Gli anticorpi devono solo riconoscere una parte dell'antigene per svolgere le loro funzioni effettrici e dove quella parte è è meno importante. Ma consideriamo, per esempio, un'infezione virale. Basteranno gli anticorpi? In generale gli anticorpi funzionano al di fuori delle cellule, e ciò significa che tutte le proteine che riconoscono devono essere secrete (come quelle prodotte dal virus quando esce/escono dalla cellula). Le proteine destinate alla secrezione subiscono un'elaborazione all'interno della cellula che comporta l'aggiunta di alberi complessi di carboidrati. A quanto pare, questi possono oscurare gli epitopi che gli anticorpi sono stati progettati per riconoscere, e i virus possono mutare in modo che i loro amminoacidi formino dei vari e propri «alberi» sempre più complicati che nascondono gli epitopi. L'HIV è particolarmente bravo in questo processo, noto come «schermatura del glicano» (anche se non è affatto l'unico virus che ha fatto uso di questo trucco intelligente). Quindi, in sostanza, è stato sviluppato un altro modo per riconoscere gli epitopi insieme a questo per garantire un'adeguata difesa dell'ospite. Fortunatamente, è stato fatto con le cellule T.
Per quanto riguarda il sistema immunitario, la memoria si riferisce alla capacità del sistema immunitario di rispondere sia più rapidamente che in modo più robusto alle minacce che ha incontrato in precedenza. Questo è un principio fondamentale per guidare la vaccinazione e in parte perché può essere spesso necessario ottenere più di 1 dose di vaccino per una protezione ottimale. Tuttavia, contrariamente a quanto potrebbe aspettarsi il profano, la memoria non funziona a livello dell'intero patogeno, cioè le cellule del sistema immunitario non vedono il virus del morbillo e pensano "Aha! L'ho già visto prima!" Il quadro reale è molto più presente verso la biochimica e meno antropomorfizzato. La verità è che il sistema immunitario può solo dirigere le risposte contro parti specifiche di antigeni noti come epitopi. Ogni anticorpo riconosce un certo epitopo, ogni recettore delle cellule T è specifico per un particolare epitopo. La maggior parte delle volte ci occupiamo di antigeni proteici, quindi gli epitopi in questo caso si riferiscono a brevi tratti di sequenze di amminoacidi. L'immunità eterologa è stata dimostrata comunemente tra agenti patogeni strettamente correlati, ad esempio diversi sottotipi di virus dell'influenza A e virus Dengue, diversi membri della stessa famiglia come all'interno di flavivirus e picornavirus e tra agenti patogeni non correlati tra cui parassiti, protozoi, batteri e virus. È stato suggerito che la storia dell'esposizione a varie infezioni microbiche e i conseguenti cambiamenti nei repertori delle cellule T di memoria determinano l'esistenza di una rete di reattività crociata in ciascun individuo, e quindi la reattività crociata contro epitopi multipli può essere osservata in un individuo
(A) Le cellule T CD4+ possono differenziarsi verso uno dei tanti lignaggi a seconda dell'ambiente polarizzante a cui sono esposte. Diversi lignaggi TH sono caratterizzati dall'espressione di fattori di trascrizione definiti e molecole effettrici. (B) Funzioni di supporto e non di supporto delle cellule T CD4+. Nei linfonodi drenanti, le cellule T CD4+ forniscono aiuto alle cellule T CD8+ indirettamente mediante la stimolazione alle cellule dendritiche e direttamente mediante la produzione di IL-2. (C) Nei tessuti infetti, le cellule T CD4+ possono rilasciare citochine antivirali come l’IFN-gamma che inducono uno stato antivirale nelle cellule epiteliali. Possono anche indurre direttamente citotossicità. Attraverso il rilascio di TGFb, possono anche promuovere la creazione di CD8+ TRM. Eterogeneità e funzioni delle cellule T CD4+ durante le infezioni virali.
Un sito di legame conformazionalmente flessibile consente a un singolo TCR di ospitare diversi ligandi peptide-MHC senza alterare l'orientamento complessivo dell'attracco. Reattività crociata attraverso il docking differenziale del TCR. Lo stesso TCR lega diversi ligandi peptide-MHC utilizzando diversi orientamenti di docking. Reattività crociata per degenerazione strutturale. La complementarità subottimale tra peptide e TCR può essere migliorata da variazioni nel peptide. La riga in basso, da sinistra a destra: reattività crociata attraverso mimetismo molecolare. Diversi ligandi peptide-MHC possono formare interfacce molto simili con il TCR cross- reattivo se i ligandi sono mimici strutturalalmente molto vicini. Reattività crociata attraverso la regolazione antigene-dipendente della flessibilità peptide-MHC. La dinamica conformazionale nel ligando peptide-MHC consente la riorganizzazione strutturale dopo il legame del TCR Meccanismi per una reazione crociata di un singolo TCR con diversi ligandi peptide-MHC La riga in alto, da sinistra a destra: reattività crociata attraverso adattamento indotto.
In sostanza, le cellule che presentano l'antigene assorbiranno l'antigene e lo elaboreranno, posizionando brevi tratti di proteine su proteine del complesso di istocompatibilità maggiore (MHC). I recettori delle cellule T riconoscono il complesso delle proteine MHC e dei loro peptidi e possono attivarsi quando vengono forniti con alcuni segnali aggiuntivi. Tutte le cellule nucleate (ogni cellula tranne i globuli rossi) hanno proteine MHC di classe I. L'MHC di classe I normalmente presenta sempre l'auto-antigene, a cui le cellule T non dovrebbero rispondere (fortemente), ma presenteranno l'antigene estraneo se è presente all'interno della cellula. Le cellule specializzate che presentano l'antigene possono anche avere proteine MHC di classe II, che presentano anche epitopi lineari, ma possono presentare epitopi lineari più lunghi. Le cellule T killer esprimono una proteina chiamata CD8 che aiuta a riconoscere specificamente le proteine MHC di classe I. Le cellule T helper esprimono CD4 che aiuta a riconoscere MHC di classe II. Per questo motivo, le cellule T possono riconoscere epitopi lineari derivati da agenti patogeni intracellulari, come i virus, e reclutare altri macchinari per distruggere le cellule infette o uccidere le cellule stesse (nel caso delle cellule T killer). Non ha la «fama» che ha suo cugino, l'anticorpo. Ma è uno degli strumenti più importanti nell'arsenale del sistema immunitario. Come l'anticorpo, ci sono miliardi di diversi recettori delle cellule T progettati per riconoscere gli epitopi, ma hanno lo scopo di riconoscere gli epitopi lineari
Le cellule T CD4 possono anche causare molti problemi. Ad esempio, alcuni pazienti che hanno ricevuto il vaccino contro il morbillo hanno sviluppato una condizione chiamata sindrome del morbillo atipico quando hanno incontrato il virus che causava febbre, polmonite, versamento pleurico ed edema. Quando questo è stato scoperto, il vaccino è stato rapidamente ritirato dal mercato e ciò è stato attribuito all'assenza di anticorpi che inibissero la fusione virale. Tranne allora il problema è stato riesaminato da Griffin et al nel 1999 utilizzando un modello di macaco. I risultati? L'anticorpo anti-fusione del morbillo è stato prodotto prima rispetto ai macachi di controllo, ma... le cellule T CD4 hanno avviato una risposta immunitaria Th2 non protettiva: Due delle cinque scimmie immunizzate con il vaccino inattivato hanno sviluppato un'eruzione petecchiale caratteristica del morbillo atipico sulle estremità e sul basso addome e una delle tre valutate da ripetute radiografie del torace ha sviluppato polmonite 9 giorni dopo la vaccinazione. Questa incidenza di malattia clinicamente evidente era simile a quella riportata per il morbillo atipico. I nostri dati mostrano che sia la deposizione di immunocomplessi che l'infiltrazione di eosinofili caratterizzano il morbillo atipico. Non si tratta né di una classica reazione di Arthus, in cui la patologia mediata da immunocomplessi è caratterizzata da infiltrazione di neutrofili, non di eosinofili, né di una classica reazione di ipersensibilità immediata. L'immunopatologia del morbillo atipico è più suggestiva di una risposta anticorpale anamnestica non protettiva, che porta alla deposizione di immunocomplessi IgG e all'attivazione del complemento combinata con una produzione esagerata di citochine di tipo 2, che porta a eosinofilia e aumenti prolungati di IgE. Questa risposta è innescata da un vaccino inattivato che produce solo una risposta anticorpale protettiva transitoria In sintesi, la patogenesi dell'ERD [(malattia respiratoria avanzata)] è associata alla polarizzazione Th2 della risposta immunitaria nei polmoni dopo l'infezione da RSV. I vaccini RSV che provocano alti livelli di IL-4 e/o IL-13 in modelli animali (rispetto ai livelli negli animali di controllo protetti da una precedente infezione da RSV wild-type [wt]) dovrebbero essere considerati soggetti a innesco per ERD ed esclusi come potenziali candidati per l'immunizzazione infantile.
La crossreattività (probabilmente meglio chiamata immunità eterologa in questo contesto) si riferisce alla capacità di rispondere a più antigeni mediante la capacità di riconoscere un singolo epitopo. Le cellule T sono abbastanza liberali con il loro riconoscimento degli epitopi, in una certa misura. Possono spesso riconoscere epitopi che non corrispondono esattamente a quello contro cui sono innescati, purché gli aspetti fondamentali siano sufficientemente simili, ad es. aspartato e glutammato differiscono per un singolo gruppo metilenico (CH2) ma entrambi sono amminoacidi acidi, quindi se uno viene utilizzato al posto dell'altro, le cellule T possono rispondere comunque. Ci sono spesso vincoli evolutivi per i quali un tipo di amminoacido può essere usato in una data posizione, quindi questo spesso funziona abbastanza bene. Ad esempio, sappiamo che con l'infezione da morbillo, il virus ha difficoltà a sfuggire agli anticorpi che prendono di mira la proteina H utilizzata per legare le cellule perché anche se come altri virus a RNA muta facilmente, la mutazione in posizioni chiave abolisce anche la sua capacità di infettare cellule. L'immunità eterologa è forse meglio illustrata con il caso del vaiolo bovino e del vaiolo. Il vaiolo bovino e il vaiolo sono causati da virus diversi ma correlati. Tuttavia, il vaiolo ha un rapporto di mortalità di circa il 30% (sebbene dipenda dal tipo di vaiolo con emorragia fatale nel 95% dei casi) mentre il vaiolo bovino causa una malattia autolimitante negli esseri umani. Ma gli epitopi del vaiolo bovino e del vaiolo sono abbastanza simili da poter essere «immunogeni» dal vaiolo dopo un'infezione da vaiolo bovino, che fu la base per il primo vaccino contro il vaiolo. Questo principio viene applicato anche con la maggior parte dei vaccini in una certa misura. Il virus vivo attenuato del morbillo è drammaticamente diverso dai ceppi di tipo selvatico, anche avendo un diverso tropismo, preferendo le cellule che esprimono CD46 piuttosto che CD150 (SLAM). Va bene allora, problema risolto giusto? Le persone hanno un certo livello di immunità eterologa dai comuni coronavirus del raffreddore, quindi ora sono protette e tutto va bene e la pandemia è finita?
Le proteine virali prodotte durante la replicazione virale o gli antigeni captati dalla fagocitosi e retrotraslocati nel citosol vengono degradati dal proteasoma, rilasciando piccoli frammenti peptidici. Questi vengono trasportati al RE da TAP. La lunghezza del peptide può essere ulteriormente ottimizzata da un'aminopeptidasi ER-residente (ERAP1), prima del complesso di caricamento del peptide che promuove il legame del peptide all'MHC-I. Dopo il legame con il peptide, l'MHC-I si sposta sulla superficie cellulare attraverso il Golgi. MHC-II nel RE è associato a una catena invariante che ne promuove il traffico verso un compartimento endosomiale chiamato MIIC. Le proteine negli endolisosomi possono essere spezzate in frammenti peptidici da proteasi residenti e consegnate al MIIC. Lì le proteasi scindono la catena invariante in un piccolo frammento peptidico (CLIP), che viene scambiato con peptidi ad alta affinità. I complessi pMHC-II quindi transitano sulla superficie cellulare. ER, reticolo endoplasmatico; TAP, trasportatore associato all'elaborazione dell'antigene. Vie di presentazione dell'antigene.
Le cellule T di memoria sono cellule che hanno sperimentato già in precedenza l’incontro con l'antigene e che mediano una risposta più rapida e più potente all'incontro ripetuto con l'antigene. Queste cellule sono longeve e una volta sviluppate a seguito di un'infezione possono proteggere da successive infezioni con lo stesso agente patogeno.
Le cellule B e le cellule T attivate dall'antigene si allineano sui bordi dei follicoli delle cellule B e delle aree delle cellule T degli organi linfoidi secondari, stabilendo interazioni stabili e consentendo alle cellule B di ricevere i segnali delle cellule T. (1) Le cellule B e T attivate migrano quindi verso il follicolo esterno, dove le cellule B subiscono proliferazione e CSR (cellule nere) diretta dalle citochine. Tra questi blasti di cellule B, alcuni migrano e si differenziano in ASC, dando origine ai focolai extrafollicolari (2). Altri ritornano al follicolo, localizzandosi sugli FDC, per formare GC, che richiedono l'aiuto delle cellule TFH (3). Con il progredire della risposta immunitaria, le ASC nei focolai vanno incontro ad apoptosi (5), mentre le GC danno origine a plasmacellule a lunga vita convenzionali, maturate per affinità e a commutazione di isotipo (6) e cellule B di memoria (7). La memoria GCi derivi dal follicolo esterno (4), comprendente sia le cellule CSR che IgM e riflette il repertorio delle cellule B attivate iniziali. Percorsi verso la memoria.
a | La proliferazione delle cellule T CD8+ dipende da incontri ripetuti con l'antigene. Ogni cellula stimolata dall'antigene (rosso) si divide e si differenzia progressivamente in linfociti T citotossici effettori (CTL), quindi in cellule T CD8+ di memoria ad ogni successiva divisione cellulare. Secondo questo modello, è essenziale che ogni cellula figlia sia stimolata con l'antigene; La divisione delle cellule T CD8+, e possibilmente la differenziazione, verrebbe interrotta alla rimozione dell'antigene. b | Le cellule T CD8+ sono programmate per lo sviluppo per dividersi almeno 7-10 volte e per differenziarsi in CTL effettori e cellule T CD8+ di memoria funzionali a lunga vita. Lo stimolo antigenico iniziale innesca questo programma di sviluppo, in modo tale che le cellule T CD8+ si dedichino alla proliferazione e alla differenziazione. Un'ulteriore stimolazione antigenica delle cellule figlie potrebbe aumentare il numero di volte in cui le cellule T CD8+ attivate si dividono, ma non è necessario completare questo programma di sviluppo. Sviluppo programmato di cellule T CD8+ effettrici e di memoria.
(A) Sono stati proposti almeno quattro diversi sottoinsiemi di cellule T CD8+ di memoria: memoria delle cellule staminali (TSCM), memoria centrale (TCM), memoria effettrice (TEM) e cellule di memoria residenti nei tessuti (TRM). I sottoinsiemi di memoria mostrano circolazioni distinte e modelli di compartimentazione dei tessuti. (B) Tre modelli proposti di differenziazione della memoria: (i) il modello lineare propone la progressiva perdita del potenziale di memoria man mano che le cellule T CD8+ acquisiscono funzioni effettrici in base alla forza/durata del segnale TCR o all'entità della stimolazione antigenica. (ii) Il modello circolare propone che le cellule T CD8+ di memoria subiscano uno stadio effettore obbligatorio prima di de- differenziarsi nelle cellule T CD8+ di memoria. (iii) Il modello di divisione asimmetrica propone una distribuzione ineguale delle molecole regolatrici, con una cellula figlia che mostra un potenziale di memoria maggiore, mentre le altre cellule figlie hanno un potenziale effettore maggiore. Sottoinsiemi di memoria delle cellule T CD8+ e modelli di differenziazione.
Una visione d’insieme del «cross-talk» tra Linfociti B e Linfociti T e di come l’immunità cellulare specifica sia altamente complessa e allo stesso tempo delicata per una risposta efficiente.
(1) Alterare l'Ag per influenzare il numero di cellule B attivate e la gamma di specificità incluse. Inoltre, l'alterazione della programmazione delle cellule T all'inizio della risposta, attraverso la modifica dell'Ag può alterare l'ambiente delle citochine che occorrono per istruire le cellule B. (2) L'espansione delle cellule B al momento della CSR e prima della formazione di GC potrebbe essere mirata attraverso l'ambiente delle citochine (fase 1) o differenze genetiche ed epigenetiche tra sottoinsiemi, alterando il rapporto tra IgM e cellule B commutate. L'aumento della memoria IgM, può aumentare la persistenza della popolazione, mentre l'aumento della frequenza delle cellule commutate può aumentare la memoria commutata in grado di differenziarsi immediatamente in ASC in una successiva infezione. (3) Modulare le ASC extrafollicolari per evitare l'inibizione del feedback dei GC o per aumentare la rapida produzione di anticorpi protettivi. (4) La memoria GCi, che potrebbe contenere un ampio spettro di specificità per l'antigene immunizzante, potrebbe essere sfruttata per la produzione di anticorpi ampiamente reattivi. (5) Il controllo dell'ingresso delle cellule B e dell'attività delle cellule TFH nei GC può indirizzare l'equilibrio tra miglioramenti dell'affinità e diminuzione della diversità clonale. (6) Inoltre, il controllo della durata della produzione di plasmacellule dai GC può influenzare sostanzialmente la composizione del compartimento LLPC, così come il controllo della loro sopravvivenza. Punti potenziali di intervento per modellare, modellare e influenzare la memoria umorale. (7) Il miglioramento della diversità delle specificità delle cellule B del GC rappresentate nella popolazione di cellule B di memoria derivate dal GC può fornire protezione contro un'ampia gamma di agenti patogeni dall'immunizzazione con un singolo tipo. Inoltre, la regolazione dell'equilibrio della produzione di cellule B di memoria (6) e plasmacellule (7), potenzialmente attraverso modulatori epigenetici, può aiutare nelle malattie caratterizzate da sovrapproduzione di plasmacellule (autoimmunità) e/o sottoproduzione di cellule B di memoria (immunodeficienze ). Infine, all'interno del compartimento delle cellule B della memoria sembrano esserci diversi tipi di memoria a seconda che ci sia una risposta acuta o se ci sia una risposta persistente creata da infezioni multiple o antigene persistente. Ad esempio, in risposta alla malaria, vengono prodotte cellule B di memoria atipiche che sembrano essere responsabili di risposte umorali efficaci.
Cross-reactive memory T cells and herd immunity to SARS- CoV-2.Lipsitch M, Grad YH, Sette A, Crotty S.Nat Rev Immunol. Broad and strong memory CD4(+) and CD8(+) T cells induced by SARS-CoV-2 in UK convalescent individuals following COVID- 19.Peng Y,.Nat Immunol. 2020 SARS-CoV-2-specific T cell immunity in cases of COVID-19 and SARS, and uninfected controls.Le Bert N, Nature. 2020 Functional SARS-CoV-2-Specific Immune Memory Persists after Mild COVID-19.Rodda LB, Cell. 2021 Pre-existing immunity to SARS-CoV-2: the knowns and unknowns.Sette A, Nat Rev Immunol. 2020 Selective and cross-reactive SARS-CoV-2 T cell epitopes in unexposed humans.Mateus J, D.Science. 2020 T Cells: Warriors of SARS-CoV-2 Infection.de Candia P, Prattichizzo.Trends Immunol. 2021 1.670 lavori pubblicati su SARS-CoV-2 e Linfociti T, di questi 270 lavori circa sui Linfociti T della memoria e SARS-CoV-2. ECC…., ECC…..
Targets of T Cell Responses to SARS-CoV-2 Coronavirus in Humans with COVID-19 Disease and Unexposed Individuals; Cell 2020; Grifoni et al. Le cellule T CD8+ e CD4+ specifiche per SARS-CoV-2 circolanti sono state identificate rispettivamente in 70% e 100% dei pazienti convalescenti COVID-19. Le risposte delle cellule T CD4+ alla spike, l'obiettivo principale della maggior parte degli sforzi vaccinali, erano efficaci e correlate con l'entità dei titoli IgG e IgA anti-SARS-CoV-2. Le proteine M, spike e N rappresentavano ciascuna l'11%-27% della risposta CD4+ totale, con risposte aggiuntive comunemente mirate a nsp3, nsp4, ORF3a e ORF8, tra le altre. Per le cellule T CD8+, sono stati riconosciuti spike e M, con almeno otto ORF SARS-CoV-2 presi di mira. È importante sottolineare che abbiamo rilevato cellule T CD4+ reattive alla SARS-CoV-2 in circa il 40% -60% degli individui non esposti, suggerendo il riconoscimento delle cellule T cross-reattive tra i coronavirus circolanti del comune "raffreddore" e SARS-CoV-2.
Questa figura dimostra la cinetica della crescita del virus, della sintesi dell'interferone, della linfopenia indotta dal virus, dell'espansione delle cellule T e quindi del declino apoptotico e della stabilità della memoria CD8+ nei topi infettati dal virus della coriomeningite linfocitica. Mostra il potenziamento di cellule T specifiche per cross-reattivi (cxr) e resistenza contro epitopi non-cxr dopo challenge con un virus eterologo, come il virus Pichinde. Dinamica della risposta dei linfociti T CD8+ durante infezioni sequenziali da virus eterologhi.
I punti colorati rappresentano popolazioni di cellule T che hanno specificità diverse. Qui, un sistema immunitario ingenuo viene messo alla prova con uno dei due virus eterologhi: il virus della coriomeningite linfocitica (LCMV) o il virus Pichinde. Alcune delle popolazioni di cellule T si espandono per combattere l'infezione e quindi subiscono l'apoptosi, che lascia l'ospite con un pool di cellule T di memoria differenziata. Se un sistema immunitario che è stato condizionato da un'infezione virale (LCMV) è esposto a un altro virus (virus Pichinde), le popolazioni di cellule T che sono cross-reattive con i due virus (contorno rosso) si espanderanno preferenzialmente e domineranno la risposta. Dopo la risposta, le cellule T di memoria che sono specifiche solo per il primo virus vengono ridotte di numero, mentre le cellule T cross- reattive vengono conservate e arricchite nel pool di memoria a riposo. Modulazione del repertorio dei linfociti T durante l'infezione virale.
a | Il pannello di sinistra raffigura le recensioni sulla natura | Immunologia Catene α e di un recettore delle cellule T (TCR) che interagiscono con un peptide presentato da una proteina MHC di classe I. Il pannello centrale mostra un peptide alternativo che ha determinanti simili e interagisce con lo stesso TCR allo stesso modo del primo peptide. Questo è a volte indicato come mimetismo molecolare. Il pannello di destra mostra una situazione in cui diversi determinanti del TCR interagiscono con il peptide presentato. Ci riferiamo a questo come riconoscimento alternativo. b | Una singola cellula T potrebbe esprimere due catene α TCR e i due distinti TCR che si formano potrebbero riconoscere antigeni diversi. Un TCR che riconosce un dato peptide presentato dall'MHC potrebbe anche riconoscere altri peptidi che si adattano al motivo MHC appropriato e che hanno, sporgenti dal solco di legame dell'antigene, catene laterali di amminoacidi in grado di stimolare il TCR. Infatti, è stato calcolato, sulla base dell'analisi posizionale di varie sostituzioni amminoacidiche a diversi residui di un peptide, che un dato TCR ha la potenzialità di riconoscere un milione di diverse combinazioni peptide- MHC. Questo risultato indica che i peptidi non devono necessariamente avere un'omologia di sequenza elevata per essere cross-reattivi con la stessa cellula T. Inoltre, le cellule T di memoria sono in uno stato fisiologico che è pronto per l'attivazione e possono essere stimolate in modo produttivo da una concentrazione di peptidi che è 50 volte inferiore a quella richiesta per la stimolazione delle cellule T naive. Quindi, non sarebbe sorprendente se una cellula T di memoria potesse essere stimolata da un peptide cross-reattivo con sostanzialmente meno affinità per il TCR rispetto al peptide originale che ha creato il pool di cellule T di memoria. Potenziali meccanismi di crossreattività dei linfociti T.
La reattività delle cellule T agli epitopi previsti era maggiore rispetto ai pool di peptidi Spike-S1 e S2 contenenti 157 e 158 peptidi sia nei donatori non esposti che nei pazienti convalescenti, suggerendo che è probabile che gli epitopi delle cellule T vengano persi quando si utilizzano pool di peptidi più grandi utilizzato nei saggi. Una scoperta chiave del nostro studio è che l'immunità preesistente delle cellule T a SARS-CoV-2 è fornita da TCR che riconoscono antigeni virali comuni come l'influenza e il CMV, anche se gli epitopi virali mancano di identità di sequenza per epitopi di SARS-CoV- 2. Questa scoperta è in contrasto con più studi pubblicati in cui si suggerisce che l'immunità preesistente delle cellule T derivi da epitopi condivisi tra SARS-CoV-2 e altri comuni coronavirus che causano il raffreddore. Resta da determinare in una coorte più ampia se la presenza di un'immunità preesistente delle cellule T fornisca protezione contro COVID-19 o contribuisca al fenotipo della malattia grave. Tuttavia, i nostri risultati sollevano l'aspettativa che una maggioranza significativa della popolazione globale abbia probabilmente cellule T reattive alla SARS-CoV-2 a causa della precedente esposizione a virus influenzali e CMV, oltre ai comuni coronavirus che causano il raffreddore. Immunodominant T-cell epitopes from the SARS-CoV-2 spike antigen reveal robust pre-existing T-cell immunity in unexposed individuals •Swapnil Mahajan, Nature, June, 2021
… la pre-immunità è necessaria per i modelli matematici negli studi di una pandemia… la chiameremo occasionalmente “preimmunità della popolazione”. Riteniamo che questo sia il fattore chiave che ha protetto la Svezia da un tasso di ospedalizzazione e un numero di morti molto più elevati, e che aiuta a contenere i casi in misura molto maggiore di quanto previsto dai modelli tradizionali per la diffusione della malattia… … Nel terzo studio mostriamo che le variazioni nella suscettibilità potrebbero essere collegate a un'immunità cross- protettiva tra i ceppi di influenza A, il che implica che precedenti infezioni e/o vaccinazioni influenzali potrebbero fornire un livello di protezione contro SARS-CoV-2. Questo lavoro sfida l'interpretazione consolidata degli NPI variabili e della "protezione del gregge" come la causa principale dell'aumento e della caduta delle ondate epidemiche in luoghi duramente colpiti in cui le autorità non hanno voluto o non sono state in grado di far rispettare rigidi NPI, come a Stoccolma. Se assumiamo che i cambiamenti di comportamento tra la popolazione abbiano avuto un effetto marginale sulla diffusione a Stoccolma, dimostriamo che l'immunità di gregge (viste le limitate restrizioni) è stata raggiunta due volte, prima all'inizio di dicembre contro il ceppo originario, e poi a metà aprile contro il ceppo alfa e che ciò è avvenuto più o meno indipendentemente dagli aggiornamenti degli NPI e dal lancio delle vaccinazioni. Di conseguenza, il nostro lavoro indica che le soglie di immunità di gregge sono molto più basse di quanto suggeriscono i modelli matematici tradizionali…
IMMUNOPATOLOGIA
IMMUNOPATOLOGIA DISFUNZIONE O DISREGOLAZIONE DELL’ATTIVITA’ IMMUNITARIA SEBBENE VI SIA IMMUNITA’ MUTAZIONI NELLA CASCATA DI TRASDUZIONE DEL SEGNALE SOPRATTUTTO NEI PRIMORDI DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA, COINVOLGENDO SIA I RECETTORI CHE PATHWAY INTRACELLULARI FINO ALL’ULTIMO SEGNALE DI ATTIVAZIONE GENICA IMMUNOSENESCENZA, DOVUTA AD UNA RIDOTTA MATURAZIONE DEI LINFOCITI T NAIVE E AD UN RIDOTTO MECCANISMO DI «HOMING» LINFOCITARIO DALLA SEDE DI INFEZIONE AL LINFOCNODO E VICEVERSA E AD UNA DISREGOLAZIONE DELL’ARCHITETTURA LINFOCNODOALE E DEI VASI LINFATICI PATOLOGIE PRE-ESISTENTI ANCHE DI TIPO SUB- CLINICO E/O ASINTOMATICO TALI DA UPREGOLARE LO STATO DI INFIAMMAZIONE CRONICA LATENTE E QUINDI PORTARE AD UNA DISREGOLAZIONE CITOCHINICA E AD UNA CONDIZIONE AUTOINFIAMMATORIA (INFLAMMASOMA, SCARSO TURN-OVER CELLULARE, AUTOFAGIA, ECC…).
RISCHI IMMUNOPATOLOGICI
La trombocitopenia immunitaria è una malattia autoimmune, in cui il sistema immunitario attacca le piastrine circolanti. La porpora trombocitopenica immunitaria (ITP) è stata associata a diverse vaccinazioni, tra cui morbillo, parotite, rosolia (MMR), epatite A, varicella, difterite, tetano, pertosse (DPT), poliomielite orale e influenza [149]. Sebbene vi sia un'ampia consapevolezza che i vaccini a base di DNA di adenovirus possono causare trombocitopenia trombotica immunitaria indotta da vaccino (VITT) [150], i vaccini mRNA non sono privi di rischi per VITT, poiché sono stati pubblicati studi di casi che documentano tali eventi, tra cui pericolosi per la vita e trombosi del seno venoso cerebrale fatale [151-153]. Si ritiene che il meccanismo coinvolga gli anticorpi VITT che si legano al fattore piastrinico 4 (PF4) e formino immunocomplessi che inducono l'attivazione piastrinica. Successive cascate di coagulazione causano la formazione di microcoaguli diffusi nel cervello, nei polmoni, nel fegato, nelle gambe e altrove, associati a un drammatico calo della conta piastrinica (Kelton et al., 2021). La reazione al vaccino è stata descritta come molto simile alla trombocitopenia indotta da eparina (HIT), tranne per il fatto che la somministrazione di eparina in particolare non è coinvolta [154]. TROMBOCITOPENIA IMMUNITARIA INDOTTA DA VACCINO (VITT)
È stato dimostrato che i vaccini mRNA provocano principalmente una risposta immunitaria immunoglobulinica G (IgG), con quantità minori di IgA indotte [155] e anche meno produzione di IgM [156]. La quantità di anticorpi IgG prodotti è paragonabile alla risposta osservata nei casi gravi di COVID-19. Sono gli anticorpi IgG in complesso con l'eparina che inducono HIT. Si può ipotizzare che l'IgG complessato con la proteina spike e PF4 sia il complesso che induce VITT in risposta ai vaccini mRNA. È stato infatti dimostrato sperimentalmente che il dominio di legame del recettore (RBD) della proteina spike si lega a PF4 [157]. Il meccanismo alla base di HIT è stato ben studiato, anche attraverso l'uso di modelli murini umanizzati. È interessante notare che le piastrine umane, ma non quelle del topo, esprimono il recettore FcγRIIA, che risponde ai complessi PF4/eparina/IgG attraverso una cascata di fosforilazione della tirosina per indurre l'attivazione piastrinica. Dopo l'attivazione, le piastrine rilasciano granuli e generano microparticelle procoagulanti. Assorbono anche calcio, attivano la protein chinasi C, si aggregano in microtrombi e avviano una cascata di morte cellulare tramite l'attivazione della calpaina. Queste piastrine attivate rilasciano PF4 nello spazio extracellulare, supportando un circolo vizioso, poiché questo PF4 aggiuntivo si lega anche all'eparina e agli anticorpi IgG per promuovere ulteriormente l'attivazione piastrinica. Pertanto, FcγRIIA è centrale nel processo patologico [158]. Studi su topi ingegnerizzati per esprimere il recettore umano FcγRIIA hanno dimostrato che questi topi transgenici sono molto più suscettibili alla trombocitopenia rispetto alle loro controparti di tipo selvaggio [159]. È stato proposto che le piastrine possano svolgere un ruolo importante nella clearance dei complessi anticorpo-antigene intrappolando l'antigene nei trombi e/o trasportandoli nella milza per la rimozione da parte delle cellule immunitarie. Le piastrine sono ovviamente consumate rapidamente nel processo, il che si traduce quindi in una bassa conta piastrinica (trombocitopenia).
Le piastrine normalmente circolano con una vita media di soli cinque-nove giorni, quindi sono costantemente sintetizzate nel midollo osseo e cancellate nella milza. Le piastrine legate all'anticorpo, in seguito all'attivazione delle piastrine tramite i recettori Fcγ, migrano nella milza dove vengono intrappolate e rimosse attraverso la fagocitosi dai macrofagi [160] Un terzo delle piastrine totali del corpo si trova nella milza. Poiché i vaccini mRNA sono trasportati nella milza da cellule immunitarie inizialmente attratte nel sito di iniezione nel muscolo del braccio, esiste un'enorme opportunità per il rilascio di esosomi contenenti proteine spike da parte dei macrofagi infettati dal vaccino nella milza. Si può ipotizzare che l'attivazione delle piastrine in seguito alla formazione di un complesso proteico P4F/IgG/spike nella milza sia parte del meccanismo che tenta di eliminare la proteina spike tossica. Uno dei due microRNA altamente espressi negli esosomi rilasciati dalle cellule umane esposte alla proteina spike è il miR-148a. miR-148a ha dimostrato sperimentalmente di sopprimere l'espressione di una proteina che svolge un ruolo centrale nella regolazione dell'espressione di FcγRIIA sulle piastrine. Questa proteina, chiamata ligando-2 dell'ubiquitina delle cellule T (TULA-2), inibisce specificamente l'attività del recettore piastrinico Fcγ. miR-148a prende di mira l'mRNA di TULA-2 e ne riduce l'espressione. Pertanto, il miR-148a, presente negli esosomi rilasciati dai macrofagi che sono costretti dal vaccino a sintetizzare la proteina spike, agisce per aumentare il rischio di trombocitopenia in risposta agli immunocomplessi formati dall'antigene spike e dagli anticorpi IgG prodotti contro lo spike.
Alterazione della funzione di riparazione del DNA e conseguenze per l’immunità adattativa Il sistema immunitario e il sistema di riparazione del DNA sono i due sistemi primari su cui gli organismi superiori fanno affidamento per la difesa contro diverse minacce e condividono elementi comuni. La perdita di funzione delle proteine chiave di riparazione del DNA porta a difetti di riparazione che inibiscono la produzione di cellule B e T funzionali, con conseguente immunodeficienza. La riparazione dell'unione terminale non omologa (NHEJ) svolge un ruolo fondamentale nella ricombinazione V(D)J specifica dei linfociti, che è essenziale per produrre il repertorio altamente diversificato di anticorpi delle cellule B in risposta all'esposizione all'antigene [143]. L’alterazione della capacità di riparazione del DNA è anche un percorso diretto verso il cancro. Uno studio seminale condotto da ricercatori a Shanghai, in Cina, ha monitorato diversi parametri associati alla funzione immunitaria in una coorte di pazienti conducendo il sequenziamento dell'mRNA unicellulare di cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC) raccolte dai pazienti prima e 28 giorni dopo la prima inoculazione di un vaccino COVID-19 basato su una versione indebolita del virus [52]. Sebbene questi vaccini siano diversi dai vaccini mRNA, funzionano iniettando il contenuto del vaccino nel muscolo deltoide, bypassando le barriere mucose e vascolari. Gli autori hanno riscontrato una consistente alterazione dell'espressione genica dopo la vaccinazione in molti diversi tipi di cellule immunitarie. Gli aumenti osservati nella segnalazione di NF-κB e le ridotte risposte di IFN di tipo I sono stati ulteriormente confermati da saggi biologici. Coerentemente con altri studi, hanno scoperto che STAT2 e IRF7 erano significativamente sottoregolati 28 giorni dopo la vaccinazione, indicativo di risposte IFN alterate di tipo I. Hanno scritto: "Insieme, questi dati hanno suggerito che dopo la vaccinazione, almeno entro il giorno 28, oltre alla generazione di anticorpi neutralizzanti, il sistema immunitario delle persone, compresi quelli dei linfociti e dei monociti, era forse in uno stato più vulnerabile". [52].
Questi autori hanno anche identificato cambiamenti inquietanti nell'espressione genica che implicherebbero una ridotta capacità di riparare il DNA. Fino al 60% dell'attività trascrizionale totale nelle cellule in crescita comporta la trascrizione del DNA ribosomiale (rDNA) per produrre RNA ribosomiale (rRNA). L'enzima che trascrive il DNA ribosomiale in RNA è l'RNA polimerasi I (Pol I). Pol I monitora anche l'integrità dell'rDNA e influenza la sopravvivenza cellulare [144]. Durante la trascrizione, le RNA polimerasi (RNAP) scansionano attivamente il DNA per trovare lesioni voluminose (rotture a doppio filamento) e attivarne la riparazione. Nelle cellule eucariotiche in crescita, la maggior parte della trascrizione coinvolge la sintesi dell'RNA ribosomiale da parte di Pol I. Pertanto, Pol I promuove la sopravvivenza dopo il danno al DNA [144]. Molti dei geni sottoregolati identificati da Liu et al. (2021) sono stati collegati al ciclo cellulare, al mantenimento dei telomeri e sia all'apertura del promotore che alla trascrizione di POL I, indicativi di processi di riparazione del DNA alterati [52] Due proteine del checkpoint coinvolte in modo cruciale nella riparazione del DNA e nell'immunità adattativa sono BRCA1 e 53BP1, che facilitano sia la ricombinazione omologa (HR) che NHEJ, i due processi di riparazione primaria [146,147]. In un esperimento in vitro su cellule umane, è stato specificamente dimostrato che la proteina spike a lunghezza intera SARS-CoV-2 entra nel nucleo e ostacola il reclutamento di queste due proteine di riparazione nel sito di una rottura del doppio filamento [143]. Gli autori hanno riassunto i loro risultati dicendo: "Meccanisticamente, abbiamo scoperto che la proteina spike si localizza nel nucleo e inibisce la riparazione del danno del DNA impedendo il reclutamento della proteina chiave di riparazione del DNA BRCA1 e 53BP1 nel sito del danno".
La segnalazione del recettore IFN di tipo I nelle cellule T CD8+ è fondamentale per la generazione di cellule effettrici e di memoria in risposta a un'infezione virale [134]. I linfociti T CD8+ possono bloccare la riattivazione dell'infezione latente da herpes nei neuroni sensoriali [135]. Se la segnalazione dell'IFN di tipo I è compromessa, come accade dopo la vaccinazione ma non dopo l'infezione naturale con SARS-CoV-2, anche la capacità delle cellule T CD8+ di tenere sotto controllo l'herpes sarebbe compromessa. Potrebbe essere questo il meccanismo all'opera in risposta ai vaccini? Riattivazione di Varicella-zoster "L'herpes zoster è probabilmente una condizione che i medici e altri operatori sanitari possono aspe=arsi di vedere nei pazien: che ricevono i vaccini COVID-19" [136]. In una le=era all'editore pubblicata nel se=embre 20201, Fathy et al. (2021) hanno riportato 672 casi di reazioni cutanee presumibilmente correlate al vaccino, inclusi 40 casi di herpes zoster e/o riaƒvazione dell'herpes simplex [137]. Ques: casi erano sta: segnala: all'American Academy of Dermatology e all'Interna:onal League of Dermatologic Socie:es' COVID-19 Dermatology Registry, is:tuito appositamente per tracciare la sequela di even: dermatologici causa: dai vaccini. In le=eratura sono presen: numerosi casi clinici aggiun:vi di riaƒvazione dell'herpes zoster a seguito della vaccinazione COVID-19 [138,139]. Llad ́o et al. (2021) hanno notato che 51 su 52 segnalazioni di infezioni da herpes zoster riaƒvate si sono verificate dopo la vaccinazione con mRNA [140]. L'herpes zoster stesso interferisce anche con la segnalazione dell'IFN-α nelle cellule infe=e sia interferendo con la fosforilazione di STAT2 che facilitando la degradazione di IRF9 [141]. Degno di nota è anche un ulteriore caso di riaƒvazione virale. Ha coinvolto una donna di 82 anni che aveva acquisito un'infezione virale da epa:te C (HCV) nel 2007. Pochi giorni dopo la vaccinazione con un vaccino mRNA Pfizer/BioNTech si è verificato un forte aumento della carica di HCV, insieme a una comparsa di i=ero. Morì tre seƒmane dopo la vaccinazione per insufficienza epa:ca [142].
Gli IFN di tipo I svolgono un ruolo essenziale nella lotta contro le infezioni virali e le carenze nella segnalazione di IFN di tipo I sono state associate a scarsi risultati di COVID-19 in più studi. Questi casi sono spesso associati ad autoanticorpi contro gli IFN di tipo I. Come esaminato di seguito, gli IFN di tipo I sono stati utilizzati con un certo successo nel trattamento di COVID-19 grave, in particolare se somministrati molto presto nel processo della malattia. Se, come affermato sopra, i vaccini mRNA interferiscono con la segnalazione di tipo I, ciò potrebbe portare a una maggiore suscettibilità al COVID-19 nelle due settimane successive al primo vaccino, prima che sia stata avviata una risposta anticorpale. Le cellule infettate da un virus rilevano la presenza della replicazione del virus attraverso una serie di recettori di riconoscimento del pattern (PPR), che fungono da sentinelle rilevando le strutture aberranti dell'RNA che spesso si formano durante la replicazione virale. Questi recettori rispondono oligomerizzando e successivamente inducendo gli IFN di tipo I, sovraregolando infine un gran numero di proteine coinvolte nella soppressione della proliferazione virale [100]. Uno studio multiautore condotto da ricercatori a Parigi, in Francia, che ha coinvolto una coorte di 50 pazienti COVID-19 con vari gradi di gravità della malattia, ha rivelato che i pazienti con malattia grave erano caratterizzati da una risposta IFN di tipo I altamente compromessa [101]. Questi pazienti non avevano essenzialmente alcuna produzione e attività di IFN-β e bassa produzione e attività di IFN-α. Ciò era associato a una carica virale nel sangue persistente e a una risposta infiammatoria esacerbata, caratterizzata da alti livelli di fattore di necrosi tumorale α (TNF-α) e Il-6. Gli autori hanno proposto la terapia con IFN di tipo I come potenziale opzione di trattamento. Un documento di diversi ricercatori negli Stati Uniti ha anche identificato una risposta infiammatoria unica e inappropriata nei pazienti con COVID-19 grave, caratterizzata da bassi livelli di IFN sia di tipo I che di tipo III insieme a chemochine elevate ed elevata espressione di Il-6 [102] . IFN di tipo I e COVID-19
Gli IFN di tipo I sono stati persino proposti come opzione di trattamento per il COVID-19 grave. In un modello di criceto, i ricercatori hanno esposto i criceti alla SARS-CoV-2 e hanno indotto una risposta infiammatoria nei polmoni e un'infiammazione sistemica nei tessuti distali. Hanno scoperto che la somministrazione intranasale di IFN-α ricombinante ha comportato una riduzione della carica virale e un alleviamento dei sintomi [103]. Uno studio di coorte retrospettivo su 446 pazienti COVID-19 ha determinato che la somministrazione precoce di IFN-α2b era associata a una ridotta mortalità ospedaliera. Tuttavia, la terapia tardiva con IFN ha aumentato la mortalità e ha ritardato il recupero, rivelando che la somministrazione precoce della terapia con interferone è essenziale per una risposta favorevole [104]. Un numero sorprendente di persone ha autoanticorpi neutralizzanti contro gli IFN di tipo I, sebbene l'eziologia alla base di questo fenomeno non sia stata compresa. Uno studio che utilizza la profilazione longitudinale di oltre 600.000 cellule mononucleate del sangue periferico e il sequenziamento del trascrittoma di 54 pazienti con COVID-19 e 26 controlli ha rilevato una notevole mancanza di risposte geniche stimolate dall'IFN di tipo I nelle cellule mieloidi di pazienti con malattia critica [105]. Autoanticorpi neutralizzanti contro gli IFN di tipo I sono stati trovati nel 19% dei pazienti con malattia critica, nel 6% dei pazienti con malattia grave e nello 0% dei pazienti con malattia moderata. Un altro studio con sede a Madrid, in Spagna, ha rivelato che il 10% dei pazienti con grave malattia da COVID-19 aveva anticorpi autoimmuni contro gli IFN di tipo I [106]. Infine, Stertz e Hale (2021) osservano che, a causa di autoanticorpi o forse di polimorfismi di perdita di funzione associati ai geni del sistema dell'interferone, le carenze nella produzione di interferone sono associate fino al 15% di tutti i casi di COVID- 19 pericolosi per la vita [107].
L'obiettivo principale degli sviluppatori dei vaccini mRNA SARS-CoV-2 era progettare un vaccino in grado di indurre una risposta anticorpale robusta alla proteina spike. Gli anticorpi preesistenti per aumentare la proteina dovrebbero far sì che i virus invasori vengano rapidamente eliminati prima che possano invadere le cellule ospiti, arrestando così precocemente il processo patologico. Come affermato succintamente da Kaczmarek et. al. (2021) [58]: “La logica alla base della vaccinazione è fornire a ogni persona vaccinata una protezione contro il virus SARS-CoV-2. Questa protezione si ottiene stimolando il sistema immunitario a produrre anticorpi contro il virus e a sviluppare linfociti che manterranno la memoria e la capacità di combattere il virus per lungo tempo”. I vaccini generalmente dipendono da adiuvanti come l'alluminio e lo squalene per indurre le cellule immunitarie a migrare verso il sito di iniezione subito dopo la vaccinazione. Nella storia dello sviluppo del vaccino mRNA, inizialmente si sperava che l'mRNA stesso potesse fungere da adiuvante. Questo perché le cellule umane riconoscono l'RNA virale come estraneo e questo porta alla sovraregolazione degli IFN di tipo I, mediata da recettori simili a pedaggio come TLR3, TLR7 e TLR8 [59]. Tu=avia, con il tempo è diventato chiaro che c'erano problemi con questo approccio, sia perché l'intensa reazione poteva causare sintomi simil-influenzali sia perché l'IFN-α poteva lanciare una risposta a cascata che avrebbe portato alla ro=ura dell'RNA messaggero prima che potesse produrre quan:tà adeguate di proteine spike indurre una risposta immunitaria [60]. Una svolta è arrivata quando è stato scoperto sperimentalmente che l'mRNA che codifica per la proteina spike potrebbe essere modificato in modi specifici che essenzialmente avrebbero ingannato le cellule umane facendole riconoscere come RNA umano innocuo. Un documento seminale di Karik ́o et al. (2005) hanno dimostrato a=raverso una serie di esperimen: in vitro che una semplice modifica dell'mRNA in modo tale che tu=e le uridine fossero sos:tuite con pseudouridina potrebbe ridurre dras:camente l'aƒvazione immunitaria innata contro l'mRNA esogeno [59]. Andry et al. (2015) in seguito hanno scoperto che la 1-me:lpseudouridina in sos:tuzione dell'uridina era ancora più efficace della pseudouridina e poteva essenzialmente abolire la risposta TLR all'mRNA, prevenendo l'aƒvazione delle cellule dendri:che derivate dal sangue [61]. Questa modifica è applicata in entrambi i vaccini mRNA sul mercato [62].
Per una progettazione efficace del vaccino mRNA, l'mRNA deve essere incapsulato in particelle accuratamente costruite in grado di proteggere l'RNA dalla degradazione da parte delle depolimerasi dell'RNA. I vaccini mRNA sono formulati come nanoparticelle lipidiche contenenti colesterolo e fosfolipidi, con l'mRNA modificato complessato con uno scheletro lipidico di polietilenglicole (PEG) altamente modificato per promuovere il suo rilascio precoce dall'endosoma e per proteggerlo ulteriormente dalla degradazione [63]. Il macchinario biologico esistente della cellula ospite viene cooptato per facilitare la produzione naturale di proteine dall'mRNA attraverso l'assorbimento endosomiale di una particella lipidica [63]. Viene aggiunto anche un lipide cationico sintetico, poiché è stato dimostrato sperimentalmente di funzionare come adiuvante per attirare le cellule immunitarie nel sito di iniezione e per facilitare la fuga endosomiale. De Beuckelaer et al. (2016) hanno osservato che "la condensazione dell'mRNA in lipoplessi cationici aumenta la potenza della risposta dei linfociti T evocati dal vaccino mRNA di diversi ordini di grandezza". [60] Un'altra importante modifica è che hanno sostituito il codice per due aminoacidi adiacenti nel genoma con codici per la prolina, che fa sì che la proteina spike rimanga in una forma stabilizzata alla prefusione [64]. L'mRNA della proteina spike viene ulteriormente "umanizzato" con l'aggiunta di un cappuccio metilato con guanina, regioni non tradotte (UTR) 3' e 5' copiate da quelle delle proteine umane e infine una lunga coda poli(A) per stabilizzare ulteriormente l'RNA [65]. In particolare, i ricercatori hanno selezionato in modo intelligente il 3'UTR prelevato dalle globine che sono prodotte in grandi quantità dagli eritrociti, perché è molto efficace nel proteggere l'mRNA dalla degradazione e nel mantenere una produzione proteica sostenuta [66]. Questo è prevedibile, poiché gli eritrociti non hanno nucleo, quindi non sono in grado di sostituire gli mRNA una volta distrutti. Sia il vaccino Moderna che quello Pfizer hanno adottato un 3'UTR dalle globine e anche il vaccino Pfizer utilizza una globina leggermente modificata 5'UTR [67]. De Beuckelaer et al. (2016) ha giustamente riassunto le conseguenze di tali modifiche come segue: "Negli ultimi anni, miglioramenti tecnici nel modo in cui vengono preparati gli mRNA IVT [trascritti in vitro] (modifiche Cap 5', contenuto GC ottimizzato, code poliA migliorate, UTR stabilizzanti ) hanno aumentato la stabilità degli mRNA dell'IVT a tal punto che l'espressione proteica può ora essere raggiunta per giorni dopo la somministrazione diretta in vivo dell'mRNA. [60]
Tu=avia, la formazione oƒmizzata del cappuccio analogico degli mRNA sinte:ci costringe inevitabilmente le cellule riceven: a subire una traduzione prolungata dipendente dal cappuccio, ignorando le richieste omeosta:che della fisiologia cellulare [65]. La me:lazione del cappuccio 2'O effe=uata dalla me:ltransferasi cap 2'O (CMTR1) funge da mo:vo che contrassegna l'mRNA come "sé", per impedire il riconoscimento da parte delle proteine legan: l'RNA indo=e dall'IFN [68]. Pertanto, l'mRNA nei vaccini, dotato del mo:vo di me:lazione del cappuccio 2'O, elude il rilevamento come invasione virale. Inoltre, l'impeto schiacciante per le cellule di eseguire un approccio unico e ar:ficiale alla traduzione secondo il robusto capping e le me:lazioni sinte:che degli mRNA nei vaccini è fondamentalmente associato alla progressione della malaƒa a causa della segnalazione differenziale piu=osto che alla normale aƒvità dei rece=ori di riconoscimento del pa=ern (PRR) [69 ]. Il processo di regolazione che controlla la traduzione dell'mRNA è estremamente complesso ed è molto disturbato nel contesto dei vaccini mRNA [65,69]. In breve, l'idea è che i vaccini mRNA raggiungano l'obiettivo previsto (cioè la produzione della proteina spike modificata) attraverso una strategia invisibile che bypassa la risposta immunologica naturale all'infezione virale di tipo RNA. Le nanoparticelle lipidiche iniettate contenenti mRNA vengono portate all'interno della cellula tramite endocitosi. L'mRNA si libera del suo vettore lipidico e migra verso il ribosoma, dove viene abbondantemente tradotto nel suo prodotto proteico finale, seguendo un programma ottimizzato per produrre grandi quantità di una specifica proteina per un lungo periodo di tempo. Queste proteine spike modificate seguono quindi uno dei tre percorsi primari. Alcuni sono degradati proteoliticamente e alcuni frammenti sono legati ai complessi MHC di classe I per la presentazione di superficie ai linfociti T citotossici. In un secondo percorso quegli stessi frammenti di spike che legano le molecole MHC di classe II, si spostano sulla superficie cellulare e attivano le cellule T-helper. In un percorso finale le proteine spike solubili estruse dalla cellula negli esosomi possono essere riconosciute da anticorpi specifici per le spike attivate dai linfociti B [70]. Alla fine, è attraverso l'utilizzo dei nanolipidi e della sofisticata tecnologia dell'mRNA che la normale risposta immunitaria all'RNA esogeno viene elusa per produrre una forte risposta anticorpale contro un virus a RNA esogeno.
Self-Organized Criticality Theory of Autoimmunity •Ken Tsumiyama, •Yumi Miyazaki, •Shunichi Shiozawa December 31, 2009 L'immunizzazione ripetuta con l'antigene provoca autoimmunità sistemica nei topi altrimenti non soggetti a malattie autoimmuni spontanee. La sovrastimolazione delle cellule T CD4+ ha portato allo sviluppo di cellule T CD4+ che inducono autoanticorpi (aiCD4+ T) che erano state sottoposte a revisione del recettore delle cellule T (TCR) ed erano in grado di indurre autoanticorpi. La cellula T aiCD4+ è stata indotta dalla revisione TCR de novo ma non dalla reazione crociata, e successivamente sovrastimolata le cellule T CD8+, portandole a diventare linfociti T citotossici antigene-specifici (CTL). Questi CTL potrebbero essere ulteriormente maturati dalla presentazione incrociata dell'antigene, dopo di che hanno causato lesioni tissutali autoimmuni simili al lupus eritematoso sistemico (LES). L'autoimmunità sistemica sembra essere l'inevitabile conseguenza dell'eccessiva sHmolazione del "sistema" immunitario dell'ospite mediante ripetute immunizzazioni con l'anHgene, a livelli che superano la criHcità auto-organizzata del sistema.
"Teoria della criticità auto-organizzata" dell'autoimmunità. In seguito a stimolazione ripetuta con un antigene o a causa della robustezza intrinseca della risposta immunitaria dell'ospite contro un particolare antigene, il sistema immunitario dell'ospite sarà sovrastimolato a livelli che superano la criticità auto-organizzata del sistema immunitario. Una volta raggiunto tale stato, le cellule T aiCD4 vengono indotte tramite la ricombinazione V(D)J agli organi immunitari periferici come la milza. Queste cellule T aiCD4 aiutano le cellule B e le cellule T CD8 a generare autoanticorpi e causare lesioni del tessuto immunitario. Il fatto che i linfociti T aiCD4 siano indotti da una normale risposta immunitaria nella teoria della criticità auto-organizzata lo differenzia dalla teoria della malattia autoimmune di Mackey: Mackey ritiene che la malattia autoimmune sia causata dall'autoimmunità di per sé.

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  • 1.
  • 2. Imbio Academy – Mission IMBIO ACADEMY è un’accademia di studio, ricerca, formazione e condivisione ch e abbraccia tu:a la scienza, dall’immunologia all'ecologia, dalla biologia molecolare alla biochimica di laboratorio, dalla geneAca alla psico-neurologia, dalla nutrizione alla fisiologia integrata fino alla clinica e alle metodiche di laboratorio con tuE i professionisA della salute che hanno come scopo l’interesse nell’approfondire la conoscenza, senza limiA e me:ere a disposizione le proprie ricerche ad una valutazione criAca, proseguendo nell’esplorazione.
  • 3. Imbio Academy – Che cos’è «Pensiamo che oggi la medicina debba essere vista in maniera multidisciplinare, creando un vero e proprio network ad altissimi livelli di ASCOLTO e CONDIVISIONE, dove al centro vi è la PERSONA e non più solo la malattia. Possediamo ormai delle metodiche di diagnosi sempre più predittive ed accurate, arrivando a dei traguardi che fino al secolo scorso erano quasi impensabili; ma è solo la punta dell’iceberg; basti solo pensare al microbioma, “pezzo” mancante di numerose situazione patologiche e pre-patologiche di cui si ignorava la funzione e che va a comporre un intricatissimo “puzzle”.» UN ASSORTIMENTO COMPLETO DI CONTENUTI E STRUMENTI AL SERVIZIO DI PROFESSIONISTI DELLA SALUTE E AZIENDE SPONSOR. Web Social Blog Pubblicazioni E-learning
  • 4. Imbio Academy – Formazione IMBIO ACADEMY è formazione continua attraverso aggiornamenti, seminari, corsi intensivi e di approfondimento, convegni nazionali ed internazionali, master di I e II livello.
  • 6. «La difesa, dopo tutto, è un termine primitivo che è ugualmente associato alla sconfitta e alla vittoria, mentre l'immunità trasuda forza e fiducia.»
  • 7. Oltre a combattere virus, batteri, funghi e parassiti, il sistema immunitario assume anche altri ruoli come la riparazione dei tessuti, la guarigione delle ferite, l'eliminazione di cellule morte e cancerose e la formazione del microbiota intestinale sano. Supponendo l'assenza di una maggiore pressione selettiva sugli esseri umani oltre l'età riproduttiva, potremmo dover «pagare» per i tratti genetici selezionati nel garantire una «fitness» ottimale attraverso lo sviluppo successivo di fenotipi immunologici come per es. nel caso dell'infiammazione cronica. L'invecchiamento massiccio e la longevità avanzata sono fenomeni di acquisizione (a livello evolutivo) molto recenti che si verificano in un ambiente «ottimizzato». RUOLO DEL SISTEMA IMMUNITARIO Difesa contro le infezioni Difesa contro i tumori Risposta e riconoscimento verso i tessuti trapiantati e proteine di nuova sintesi Risposta infiammatoria attraverso manifestazioni cliniche di: allergia e autoimmunità
  • 8. SISTEMA INNATO SISTEMA ADATTATIVO VIRUS E ALTRI PATOGENI COSTITUTIVO - MUCOSE - LACRIME - SALIVA - SOSTANZE CHIMICHE/ENZIMI - ACIDO/BASE - PERISTALSI - MICROBIOTA - PELI - GLICOCALICE - COMPLEMENTO (IMMUNITA’ INNATA UMORALE) CELLULARE - MACROFAGI - CELLULE DENDRITICHE - LINFOCITI NK - EOSINOFILI - BASOFILI - NEUTROFILI - MASTOCITI FILTRO NATURALE E PRIMA SELEZIONE ASPECIFICA Timing: 0 – 72 ore Timing: oltre le 72 ore LINFOCITI B (Immunità umorale) - Anticorpi specifici LINFOCITI T (Immunità cellulare) - Th1 - Th2 - Th17 - Th9 - Th22 - Treg SISTEMA DELL’INTERFERONE Ig Dr. Mauro Mantovani Ricerca e Sviluppo IMBIO Direttore Scientifico IMBIO Academy
  • 9. I microbi possono accedere ai tessuti se le barriere fisiche vengono violate. Nei tessuti entrano in contatto con cellule fagocitiche come neutrofili, macrofagi e cellule dendritiche, che produrranno messaggeri chimici chiamati citochine che possono iniziare una risposta infiammatoria. Molte volte i componenti immunitari innati sono sufficienti per eliminare l'agente patogeno, ma non sempre. I patogeni possono avere accesso al sangue, in cui la via alternativa per l'attivazione del complemento può fornire qualche aiuto aggiuntivo. Ma è qui che il sistema immunitario adattivo potrebbe dover subentrare per risolvere l'infezione ed eliminare il patogeno.
  • 10. SISTEMA DI DIFESA INNATO/BARRIERE Ci sono diversi componenti della risposta immunitaria innata che sono essenziali per questa difesa precoce contro i patogeni. Includono: Ø barriere fisiche (anatomiche), Ø barriere fisiologiche, Ø risposta cellulare innata, Ø infiammazione. Barriere anatomiche I principali portali d'ingresso per la maggior parte dei patogeni sono la pelle, il tratto respiratorio e il tratto gastrointestinale. Tutte queste superfici sono rivestite con cellule epiteliali che possono produrre alcuni prodotti antimicrobici come defensine e interferoni. Possono anche contenere un numero di linfociti intraepiteliali specializzati (IEL) chiamati cellule T γδ. Queste cellule T specializzate sono considerate parte dell'immunità innata in quanto possono riconoscere solo strutture microbiche condivise. ●● La pelle. Anche il pH della pelle è leggermente acido e può ritardare la crescita di organismi patogeni. ●● Il tratto respiratorio è rivestito di ciglia che tentano fisicamente di rimuovere i microbi mentre entrano. Anche la saliva e le mucose sono ambienti difficili in cui vivono i microbi, poiché all'interno di tali entità vi sono molti enzimi e sostanze chimiche antimicrobiche. ●● Il tratto gastrointestinale è anche una mucosa con proprietà simili al tratto respiratorio; tuttavia, i patogeni che entrano qui devono prima sopravvivere a un viaggio attraverso lo stomaco con un pH altamente acido che uccide molti microrganismi.
  • 11. Barriere fisiologiche Le barriere fisiologiche includono i seguenti componenti: ●● Temperatura: molti patogeni microbici non possono sopravvivere molto oltre la temperatura corporea. Quando la risposta infiammatoria è iniziata nei tessuti locali, le citochine possono agire sistematicamente per alterare il set point di temperatura nell'ipotalamo con conseguente febbre. ●● pH: il pH acido dello stomaco impedisce la crescita e la trasmissione all'intestino di molti agenti patogeni. - La pelle è acida e ritarda la crescita di molti microrganismi. ●● Prodotti chimici - Il lisozima presente nelle secrezioni come lacrime, saliva, latte materno e muco può abbattere il peptidoglicano della parete cellulare dei batteri. - Le defensine presenti nei fagociti possono formare pori in batteri e funghi. ●● Interferoni - IFN-α e IFN-β sono CITOCHINE antivirali. Hanno un effetto antivirale diretto inibendo transitoriamente la sintesi proteica nascente nelle cellule.
  • 12. Illustrazione di come le risposte immunitarie cos:tu:ve e inducibili variano nel tempo nel corso di un'infezione generalizzata e il loro impa=o sulla difesa dell'ospite, sul consumo di energia e sulla forma fisica dell'ospite. Nel caso di una risposta immunitaria sterilizzante e risolu:va, il consumo energe:co aggiun:vo richiesto dalla risposta immunitaria inducibile è bilanciato dal ripris:no dell'omeostasi. Al contrario, nel caso di una risposta immunopatologica, l'energia che viene consumata per innescare una risposta inducibile non giova all'ospite e porta invece a danni ai tessu: e interruzione dell'omeostasi. Risposte immunitarie innate costitutive contro risposte immunitarie inducibili.
  • 13. Le risposte immunitarie innate costitutive regolano negativamente le risposte immunitarie inducibili.
  • 14. L’IMMUNITA’ COSTITUTIVA INCLUDE UNA SERIE DI BARRIERE FISICHE E CHIMICO- FISICHE PRIMA, E POI, SUCCESSIVAMENTE L’ AZIONE DELL’IMMUNITA’ CELLULARE (INNATA E/O ADATTATIVA).
  • 15. (A) Vie respiratorie superiori e inferiori umane. (B) epitelio respiratorio con cellule ciliate, cellule caliciformi e una ghiandola sottomucosa. La mucina solubile MUC5AC è secreta dalle cellule caliciformi e la mucina solubile MUC5B è secreta dalle cellule della mucosa nella ghiandola sottomucosa. (C) Le cellule epiteliali ciliate esprimono le mucine transmembrana MUC1 (rosso), MUC4 (blu) e MUC16 (giallo) e il recettore di ingresso SARS-CoV-2 ACE2. (D) Struttura del dominio delle mucine transmembrana MUC1, MUC4 e MUC16. Le strutture della mucina O-glican e, in particolare, gli acidi sialici terminali svolgono un ruolo importante nelle interazioni virus-mucina. Difesa della mucosa nel tratto respiratorio durante l'infezione da SARS-CoV-2.
  • 16. Immunità Innata Non dipende dalla presenza di agenti infettivi o sostanze estranee E’ aspecifica E’ sempre operativa Presenta una risposta sempre identica, atta a prevenire l’infezione Si attiva rapidamente ??? … Immunità Acquisita Per attivarsi richiede la presenza di un agente infettivo E’ specifica Si attiva dopo il contatto Necessita dell’infezione Si attiva lentamente E’ potenziata dai successivi attacchi (memoria) Caratteristiche dell’Immunità Innata ed Acquisita Fasi della risposta Immunitaria
  • 17.
  • 18. IMMUNITÀ INNATA Il sistema immunitario innato è una parte importante di qualsiasi risposta immunitaria. È responsabile per reagire rapidamente ai microbi invasori e per mantenere in vita l'ospite mentre il sistema immunitario adattativo sta sviluppando una risposta molto specifica. Le difese immunitarie innate sono tutte presenti alla nascita; hanno una diversità molto limitata di antigene e attaccano i microbi con lo stesso vigore, non importa quante volte abbiano visto lo stesso patogeno. Il sistema immunitario innato gestisce i patogeni in 2 modi generali:
  • 19. Vie di attivazione del complemento. L’attivazione del sistema del complemento può avvenire secondo tre vie diverse che portano tutte alla produzione di C3a, che è responsabile di attività proinfiammatorie e C3b. C3b dà inizio alle fasi successive dell’attivazione del complemento, che culminano nella produzione di peptidi in grado anche di stimolare l’infiammazione C5a e la polimerizzazione di C9, il quale a sua volta forma il complesso di attacco alla membrana (fasi terminali), così chiamato perché crea pori nella membrana plasmatica.
  • 20. Azioni biologiche degli Interferoni di classe I. Gli Interferoni di classe I (alfa e beta) sono prodotti da cellule infettate da virus in risposta a segnali innescati da TLR o da altri sensori di RNA virale. Gli Interferoni di classe I si legano a recettori espressi sulla superficie di cellule infettate e attivano la trascrizione di geni i cui prodotti aumentano la suscettibilità della cellula all’uccisione da parte dei linfociti CTL.
  • 21. Opsonizzazione Sia i macrofagi che i neutrofili hanno recettori di membrana per alcuni tipi di anticorpi (IgG) e alcuni componenti del complemento (C3b). Se un antigene è rivestito con uno di questi materiali, l'aderenza e la fagocitosi possono essere aumentate fino a 4.000 volte. Anticorpo e complemento sono chiamati opsonine e i mezzi con cui aumentano la fagocitosi sono chiamati opsonizzazione.
  • 22. Uccisione intracellulare Durante la fagocitosi, un processo metabolico noto come «scoppio respiratorio» attiva un'ossidasi legata alla membrana che genera metaboliti dell'ossigeno, che sono tossici per i microrganismi ingeriti. Come risultato di questo processo vengono attivati due meccanismi dipendenti dall'ossigeno della digestione intracellulare. ●● La NADPH ossidasi riduce l'ossigeno nell'anione del superossido, che genera radicali idrossilici e perossido di idrogeno, che sono microbicidi. ●● La mieloperossidasi nei lisosomi agisce sul perossido di idrogeno e sugli ioni cloruro per produrre ipoclorito (il principio attivo della candeggina domestica), che è microbicida. Inoltre, gli intermedi reattivi dell'azoto svolgono un ruolo importante. La sintasi di ossido nitrico inducibile converte l'arginina in ossido nitrico, che ha potenti proprietà antimicrobiche. I contenuti lisosomiali dei fagociti contengono materiali degradativi indipendenti dall'ossigeno: ●● Il lisozima digerisce le pareti cellulari batteriche tagliando il peptidoglicano ●● Le difensine formano canali nelle membrane cellulari batteriche ●● Lattoferrina chelati di ferro ●● Enzimi idrolitici
  • 23. Risposte immunitarie innate ed adattative ai virus. Cinetica delle risposte dell’immunità innata e adattativa nelle infezioni virali. Meccanismi attraverso i quali l’immunità innata e quella adattativa prevengono ed eradicano le infezioni virali. L’immunità innata si esplica con gli IFN di classe I, che ostacolano l’infezione e con le cellule NK, che eliminano le cellule infettate. L’immunità specifica è esercitata dagli anticorpi e dai CTL che hanno il compito, rispettivamente, di bloccare l’infezione e di eliminare le cellule infettate.
  • 24. Fagocitosi ed uccisione intracellulare dei microrganismi. I microrganismi possono essere ingeriti attraverso diversi recettori presenti sulla membrana dei fagociti; alcuni legano direttamente i m.o., altri legano solo m.o. opsonizzati. I m.o. vengono internalizzati nei fagosomi, che si fondono con i lisosomi a formare i fago-lisosomi in cui i m.o. sono uccisi dalle specie reattive dell’ossigeno.
  • 25. NLR dell’immunità innata. I membri della famiglia NLR che svolgono funzioni tipiche dell’immunità sono quattro: NLRA, NLRB, NLRC, NLRP, ciascuno con un differente dominio effettore aminoterminale.
  • 26. Localizzazione cellulare dei recettori PRR dell’immunità innata. Alcuni PRR, quali i membri della famiglia dei TLR e i recettori lectinici, sono espressi sulla membrana cellulare, dove legano i PAMP extracellulari. Altri TLR sono espressi all’interno della cellula, sulle mebrane degli endosomi, e riconoscono gli acidi nucleici dei microbi che sono stati fagocitati. Esistono altri sensori citosolici dei microrganismi (NLR, RLR, CDS). Vi sono anche recettori DAMP, che riconoscono i prodotti delle cellule danneggiate.
  • 27. Barriere epiteliali. Gli epiteli presenti in corrispondenza delle vie di accesso dei microrganismi costituiscono barriere fisiche, producono sostanze antimicrobiche e ospitano linfociti intraepiteliali che si ritiene possano uccidere i microrganismi e le cellule infettate.
  • 28. Immunità innata ed adattativa e risposta temporale alle infezioni.
  • 29.
  • 30.
  • 31. Immunità omologa da linfociti B e T della memoria
  • 33. Dall’incontro con l’agente infettivo, il sistema immunitario cellulare adattativo subisce un’espansione ed una maturazione che porta sia alla definizione delle cellule effettrici, sia alla produzione di precursori di cellule della memoria, che persistono nel tempo…
  • 34. FASI DELLA RISPOSTA UMORALE ADATTATIVA E PRODUZIONE DI ANTICORPI
  • 35. Sviluppo di cellule B di memoria regolato dalle cellule TFH.
  • 36. I livelli di anticorpi diminuiscono lentamente, a causa della morte delle plasmacellule esistenti, senza che vengano generate nuove plasmacellule per sostituirle. L'immunogeno è stato probabilmente eliminato dal corpo, quindi non è necessaria un'ulteriore produzione di anticorpi.
  • 37. …. Questo è valido sia per i Linfociti B che produrranno in seguito all’incontro per la seconda volta con l’agente infettivo, anticorpi neutralizzanti e specifici …
  • 38. The fact that antibody levels are falling doesn’t mean we haven’t got a memory response. —Sheena Cruickshank, University of Manchester
  • 39. Nella fase 1 della risposta primaria (a sinistra), le cellule B naive escono dalla circolazione, entrano nei follicoli delle cellule B nell'organo linfoide secondario e controllano l'ambiente alla ricerca dell'antigene. Gli antigeni incontrati sulle cellule dendritiche follicolari (FDC) attivano le cellule B attraverso il recettore delle cellule B (BCR) e gli antigeni vengono elaborati e presentati alle cellule T al confine delle cellule T-cellule B, guidando le cellule B naive a proliferare e differenziarsi in tre principali tipi cellulari: cellule B memoria indipendenti dal centro germinale (GC), cellule B GC o plasmacellule a vita breve. Nella fase 2 della risposta primaria (a destra), le cellule GC B appena differenziate formano GC e subiscono proliferazione e ipermutazione somatica nella zona scura prima di uscire nella zona chiara, dove le cellule GC B incontrano l'antigene su FDC, presentano l'antigene a T cellule follicolari helper (cellule TFH) e subiscono tre destini principali: differenziazione in cellule B di memoria, differenziazione in plasmacellule a vita lunga o rientro nella zona oscura del GC. Nella risposta secondaria (in basso a destra), le cellule B di memoria rispondono all'antigene e si differenziano in plasmacellule a vita lunga o cellule B GC che subiscono reazioni GC. TCR, recettore delle cellule T. Le due fasi per l’acquisizione della memoria da parte delle cellule B.
  • 40. Le cellule B-1, attivate da vari segnali innati, incluso l'IFN di tipo I, rispondono all'infezione iniziale virale con migrazione al Linfonodo drenante, dove queste cellule si differenziano in cellule che producono IgM. Le cellule B convenzionali, attivate dall’antigene, migreranno al confine T–B, dove riceveranno "aiuto delle cellule T". Così attivate, le cellule B si differenziano lungo una delle due vie: EF, che inducono una forte e rapida espansione clonale e differenziazione in plasmablasti secernenti Ab, e GC nei follicoli delle cellule B. Si pensa che i plasmablasti derivati da EF vivano solo per 3-5 giorni, mentre l'esito delle risposte GC è lo sviluppo di plasmacellule secernenti Ab a vita lunga nel midollo osseo e cellule B mem circolanti non secernenti. I segnali infiammatori possono attivare queste cellule B mem per migrare rapidamente alla milza e ai linfonodi e per differenziarsi in ASC o subire una nuova diversificazione nelle risposte del GC. Le risposte B-1 ed EF sono le uniche risposte delle cellule B che sono sufficientemente veloci da influenzare la clearance virale dopo una sfida primaria. La natura eterogenea delle risposte delle cellule B nei confronti di un’infezione virale.
  • 41. L'attuale modello di memoria delle cellule B suggerisce che gli anticorpi altamente selezionati e ad alta affinità prodotti dalle plasmacellule a vita lunga formano la prima linea di difesa contro la sfida omologa e che le cellule B della memoria forniscono un secondo strato di difesa contro sfida da agenti patogeni varianti che sfuggono alla difesa mediata dalle plasmacellule di lunga durata. Quanto è forte l'evidenza che le cellule B di memoria funzionino in questo modo e la capacità delle cellule B di memoria di fornire questa funzione dipende dall'accumulo di SHM aggiuntivi? Studi utilizzando un modello murino di infezione da virus del Nilo occidentale con virus wild-type e varianti che differivano in un solo amminoacido in un epitopo neutralizzante dominante hanno dimostrato che gli anticorpi prodotti dalle plasmacellule a vita lunga generati in risposta al wild-type virus neutralizzava in maniera imperfetta il virus variante. Tuttavia, le plasmacellule derivate dalle cellule B della memoria hanno prodotto anticorpi che hanno riconosciuto sia il virus wild-type che il virus variante in modo equivalente, o superiore, hanno riconosciuto il virus variante meglio del virus wild-type e lo hanno fatto quindi senza accumulare SHM aggiuntivi. Coerentemente con questi risultati, gli studi che hanno tracciato cellule B specifiche dell'emoagglutinina (HA) del virus dell'influenza in topi immunizzati prima con il ceppo del virus Narita seguito da una re-infezione con il virus omologo o il ceppo del virus eterologo PR8 hanno dimostrato che l'antigene preesistente - corpi secreti da plasmacellule a vita lunga protettivi contro il re-challenge omologo, mentre la protezione dal re-challenge eterologo richiedeva l'attivazione delle cellule B di memoria. Queste cellule B di memoria erano principalmente dirette verso lo stelo HA relativamente invariante. Gli studi sulla risposta anticorpale nell'uomo alla vaccinazione con il vaccino contro l'influenza pandemica H1N1 del 2009 hanno mostrato che gli individui che avevano bassi livelli di anticorpi preesistenti al vaccino generavano anticorpi ampiamente reattivi allo stelo HA, mentre alti livelli preesistenti di anticorpi al vaccino correlato con risposte anticorpali ceppo-specifiche, (alla testa HA) bloccarono la generazione di anticorpi specifici per lo stelo ampiamente protettivi. Pertanto, la storia immunitaria di un individuo con il virus dell'influenza influisce sulla capacità di produrre risposte delle cellule B ampiamente protettive all’infezione.
  • 42. Di interesse è stata la scoperta nei topi che la somministrazione dell'inibitore di mTOR, durante l'immunizzazione con il sottotipo di virus influenzale H3N2 ha ridotto la formazione di GC e ha inibito il cambio di classe da parte delle cellule B, ma ha portato a un repertorio unico di anticorpi che proteggevano contro l’infezione letale da virus H5N1 etero sottotipico. Gli studi sulla risposta anticorpale di topi immunizzati con proteine dell'involucro del virus Dengue e stimolati con le stesse proteine virali o varianti hanno mostrato che le proteine varianti stimolano prevalentemente le cellule B di memoria IgM+ con i geni V più diversi e meno mutati. Presi insieme, questi studi forniscono una forte evidenza del ruolo di popolazioni di cellule B di memoria altamente diversificate nel fornire un'ampia protezione contro le infezioni virali varianti.
  • 43. Le plasmacellule a lunga sopravvivenza nel midollo osseo secernono anticorpi altamente selezionati e altamente specifici (raffigurati in rosso) che formano una prima "parete" (in basso) contro la reinfezione da agenti patogeni omologhi. Gli agenti patogeni «varianti» possono trovare delle falle in questo muro; tuttavia, essendo sfuggiti agli anticorpi delle plasmacellule a lunga sopravvivenza, i patogeni varianti incontrano una seconda parete (in alto) formata da cellule B di memoria che erano meno altamente selezionate e quindi mantengono una gamma più ampia di affinità e specificità antigeniche. Le cellule B di memoria sono attivate dal patogeno variante per differenziarsi in plasmacellule a vita lunga o per rientrare nei centri geminali (GC) per ricostituire il pool di cellule B di memoria. Il ruolo delle plasmacellule a lunga sopravvivenza e dei linfociti B di memoria nella risposta secondaria all'antigene.
  • 44. Il termine "memoria delle cellule B" ora comprende sia le cellule B di memoria quiescenti che le LLPC, entrambe generate durante la risposta primaria all'antigene ed entrambe persistenti per lunghi periodi dopo la clearance dell'antigene. La differenza di reattività tra le popolazioni di memoria è stata confermata in modo enfatico esaminando la risposta immunitaria dei topi al virus del Nilo occidentale. In questo caso, l'anticorpo prodotto da LLPC generati nella risposta primaria era uniformemente specifico per un determinante dominante e neutralizzante sul virus, con scarsa capacità di bloccare l'infezione da virus varianti. Il compartimento delle cellule B di memoria, tuttavia, conteneva cellule con reattività alle varianti e alcune di queste producevano anticorpi con maggiore affinità alla variante virale rispetto all'Ag inducente, il segno distintivo degli anticorpi etero clitici (immunità eterologa anticorpale). Chiaramente, il compartimento delle cellule B della memoria aveva mantenuto specificità che non erano state reclutate nel compartimento LLPC. Sebbene questo possa non essere analogo agli esempi sopra esposti, la conclusione è la stessa; la popolazione di cellule B di memoria sembra mantenere una maggiore diversità nel legame con l'antigene rispetto alla popolazione LLPC. Ciò può comportare il mantenimento di specificità che hanno notevoli benefici per l'ospite attraverso un'ampia gamma di protezione. Risposta immunitaria da infezione e da vaccinazione nella pandemia H1N1 2009. I soggetti immuni «naturalmente» hanno prodotto anticorpi con proprietà rare e ampiamente neutralizzanti, anticorpi che non sono stati suscitati dalla vaccinazione antinfluenzale annuale di routine. Lo screening delle cellule B della memoria prelevate da persone prima della comparsa del virus H1N1 2009 ha rivelato specificità così ampiamente neutralizzanti tra le cellule B della memoria dell'influenza esistenti, che la vaccinazione convenzionale non è riuscita in modo schiacciante a trasferirle nel compartimento LLPC. Pertanto, nel compartimento delle cellule B di memoria a commutazione isotipica, derivato da GC, esistono specificità che non sono duplicate nel compartimento LLPC, ma che hanno un potenziale protettivo e la cui conservazione può essere considerata evolutivamente vantaggiosa.
  • 45. - Pape, K. A. et al. Naive B cells with high-avidity germline-encoded antigen receptors produce persistent IgM+ and transient IgG+ memory B cells. Immunity 48, 1135–1143.e4 (2018). - Zuccarino-Catania, G. V. et al. CD80 and PD-L2 define functionally distinct memory B cell subsets that are independent of antibody isotype. Nat. Immunol. 15, 631–637 (2014). - Koike, T., Harada, K., Horiuchi, S. & Kitamura, D. The quantity of CD40 signaling determines the differentiation of B cells into functionally distinct memory cell subsets. eLlife 8, e44245 (2019). - Purtha, W. E., Tedder, T. F., Johnson, S., Bhattacharya, D. & Diamond, M. S. Memory B cells, but not long-lived plasma cells, possess antigen specificities for viral escape mutants. J. Exp. Med. 208, 2599–2606 (2011). - Leach, S. et al. Requirement for memory B cell activation in protection from heterologous influenza virus reinfection. Int. Immunol. 31, 771–779 (2019). - Andrews, S. F. et al. Immune history profoundly affects broadly protective B cell responses to influenza. Sci. Transl Med. 7, 316ra192 (2015). - Keating, R. et al. The kinase mTOR modulates the antibody response to provide cross-protective immunity to lethal infection with influenza virus. Nat. Immunol. 14, 1266–1276 (2013). - Burton, B. R. et al. Variant proteins stimulate more IgMGC B-cells revealing a mechanism of cross-reactive recognition by antibody memory. eLlife 7, e26832 (2018). - Portugal, S., Obeng-Adjei, N., Moir, S., Crompton, P. D. & Pierce, S. K. Atypical memory B cells in human chronic infectious diseases: an interim report. Cell Immunol. 321, 18–25 (2017). - Crotty, S. T. Follicular helper cell biology: a decade of discovery and diseases. Immunity 50, 1132–1148 (2019).
  • 46. Walking down the memory lane with SARS- CoV-2 B cells; August 2021. Natalia T Freund I vaccini SARS-CoV-2 mRNA aumentano i titoli anticorpali e il numero di cellule B specifiche per RBD ad alta affinità in individui convalescenti COVID-19. Pannello di sinistra: Wang e colleghi hanno esaminato l'anticorpo SARS-CoV-2 e le risposte delle cellule B in individui convalescenti con e senza il vaccino mRNA (indicato rispettivamente in nero e verde) 1.3, 6 e 12 mesi dopo l'infezione (indicato in basso da frecce grigie). L'immunità naturale alla SARS- CoV-2 comporta una riduzione graduale dei titoli anticorpali sierici, insieme a un aumento degli anticorpi neutralizzanti e una corrispondente diminuzione degli anticorpi non neutralizzanti. Un potenziamento del vaccino eleva questa risposta, così come le frequenze delle cellule B anti-RBD. Pannello di destra: le cellule B di memoria anti-SARS-CoV-2 in individui convalescenti evolvono nel tempo nei GC e acquisiscono ipermutazioni somatiche introdotte dall'AID, con conseguente memoria post-GC e cellule B del plasma. Un potenziamento del vaccino (indicato in un inserto verde) guida l'espansione delle cellule B di memoria esistenti e la differenziazione in plasmacellule a vita lunga in assenza di una risposta significativa del GC o di un'ulteriore ipermutazione somatica.
  • 47. Il panorama anticorpale descritto da Wang et al. rivela che gli anticorpi non neutralizzanti si perdono con il tempo, distinguendo questa risposta delle cellule B SARS-CoV-2 dalle risposte delle cellule B ad altri agenti patogeni come l'influenza e l'HIV-1. Qui è possibile che la proteina spike SARS-CoV-2 esponga i siti di vulnerabilità in un modo che può essere facilmente legato e neutralizzato dagli anticorpi. Al contrario, la stimolazione antigenica cronica nell'infezione da HIV-1 non determina la selezione di anticorpi ampiamente neutralizzanti. Piuttosto, l'HIV-1 inganna il sistema immunitario rivelando siti che non determinano la neutralizzazione del virus, mentre nasconde gli epitopi che sono bersagli per gli anticorpi neutralizzanti. Possono insorgere anticorpi neutralizzanti crociati, ma solo dopo anni di coevoluzione, e questi sono altamente mutati e contengono varie caratteristiche indicative di un lungo percorso di sviluppo necessario per neutralizzare efficacemente il virus. Coerentemente con i bassi tassi di reinfezione da SARS-CoV-2, questo studio dimostra un'immunità di lunga durata contro SARS-CoV-2 con il mantenimento di una popolazione di cellule B di memoria. Questo si tradurrà in un'immunità protettiva permanente? Sarà necessario affrontare diverse domande per comprendere la risposta immunitaria a lungo termine ai vaccini SARS-CoV-2. La sola vaccinazione (nei soggetti non convalescenti) promuove la conservazione dei linfociti B della memoria a lungo termine? E, in caso contrario, è necessaria una terza spinta? È necessario un potenziamento della vaccinazione per gli individui convalescenti dopo la prima dose di vaccino? Infine, esistono profili delle cellule B correlati a esiti patologici rari e quali strategie di screening possono fornire livelli adeguati di protezione alla SARS-CoV-2 riducendo al minimo questi esiti rari?
  • 48. Tuttavia, sebbene i livelli anticorpali possano decadere, le cellule B e T della memoria, così come i plasmablasti, vengono spesso mantenute in seguito a infezioni virali. Cellule B di memoria specifiche per la proteina spike (S) SARS-CoV-2 sono state rilevate in individui guariti e associate alla neutralizzazione del virus, indicando il loro valore protettivo (Kreer et al., 2020; Juno et al., 2020; Vaisman- Mentesh et al., 2020). Un recente studio ha dimostrato che, a differenza degli anticorpi, i livelli di cellule B di memoria specifiche per S rimangono stabili durante i primi 5 mesi dopo l'infezione (Vaisman-Mentesh et al., 2020). Se questi risultati possono essere estrapolati a un periodo più lungo, le cellule B di memoria potrebbero conferire un'immunità di lunga durata contro SARS-CoV-2. È quindi di grande importanza chiarire i fattori alla base della formazione di una robusta risposta delle cellule B di memoria contro SARS-CoV-2. 29 June 2021 Memory B cells targeting SARS-CoV-2 spike protein and their dependence on CD4+ T cell help lJernejPušnik
  • 49. I BMPC (Bone Marrow Plasma Cell) di lunga durata forniscono all'ospite una fonte persistente di anticorpi protettivi preformati e sono quindi necessari per mantenere una protezione immunitaria duratura. Tuttavia, la longevità degli anticorpi sierici anti-S IgG non è l'unico fattore determinante della durata della protezione immunomediata. Le cellule B di memoria a commutazione di isotipo possono differenziarsi rapidamente in cellule che secernono anticorpi dopo la riesposizione a un agente patogeno, offrendo una seconda linea di difesa. In modo incoraggiante, la frequenza delle cellule B di memoria circolanti che legano l'S a 7 mesi dopo l'infezione era simile a quella delle cellule B dirette contro gli antigeni HA dell'influenza contemporanea. Nel complesso, i nostri dati forniscono una forte evidenza che l'infezione da SARS-CoV-2 nell'uomo stabilisce in modo robusto i due rami della memoria immunitaria umorale: BMPC di lunga durata e cellule B di memoria. Nature, May, 2021 - SARS-CoV-2 infection induces long-lived bone marrow plasma cells in humans •Jackson S. Turner
  • 50. La memoria immunitaria sostanziale viene generata dopo COVID-19, coinvolgendo tutti e quattro i principali tipi di memoria immunitaria. Circa il 95% dei soggetti ha mantenuto la memoria immunitaria a circa 6 mesi dopo l'infezione. I titoli anticorpali circolanti non erano predittivi della memoria delle cellule T. Pertanto, i semplici test sierologici per gli anticorpi SARS-CoV-2 non riflettono la ricchezza e la durata della memoria immunitaria per SARS-CoV- 2. Questo lavoro amplia la nostra comprensione della memoria immunitaria negli esseri umani. Questi risultati hanno implicazioni per l'immunità protettiva contro SARS-CoV-2 e COVID-19 ricorrente. Lo studio ha coinvolto 254 campioni di 188 casi di COVID-19, inclusi 43 campioni da 6 a 8 mesi dopo l'infezione. Science, Feb. 2021 - Immunological memory to SARS- CoV-2 assessed for up to 8 months after infection JENNIFER M. DAN
  • 51. SARS-CoV-2 antibody dynamics and B-cell memory response over time in COVID-19 convalescent subjects Anat Achiron; Clinical Microbiology of Infections; May, 2021 La risposta anticorpale non è stata rilevata in 26 dei 392 soggetti convalescenti COVID-19 (6,6%). In un periodo di 9 mesi, il livello di anticorpi è diminuito del 50% ma si è stabilizzato a 6 mesi e ha prevalso un livello protettivo fino a 9 mesi. Non sono state riscontrate differenze per quanto riguarda i livelli di anticorpi IgG SARS-CoV-2 per età, sesso e principali gruppi sanguigni nel tempo. Nel tempo, i soggetti COVID-19 asintomatici non differivano nel livello di anticorpi dai soggetti con malattia da lieve a grave. Analisi ripetute del livello di anticorpi IgG SARS-CoV-2 accoppiati hanno rivelato che, in 6 e 9 mesi, il 15,3% (nove su 59) e il 15,8% (tre su 19) dei soggetti sono diventati SARS-CoV-2 IgG-sieronegativi, rispettivamente, tutti con un basso livello di anticorpi a 3 mesi. Il tasso di declino degli anticorpi non è stato influenzato dall'età, dal sesso o dalla sintomatologia clinica. In un sottogruppo di soggetti in via di guarigione, la risposta delle cellule B della memoria fino a 9 mesi dopo l'infezione da COVID-19 non era rilevabile nel 31,8% dei soggetti (14/44) e non vi era alcuna correlazione con l'età, il livello di anticorpi SARS-CoV-2 , o tempo dopo l'infezione. Conclusioni La maggior parte dei soggetti convalescenti COVID-19 sviluppa una risposta anticorpale IgG SARS-CoV-2 e un livello protettivo prevale per un periodo fino a 9 mesi, indipendentemente dall'età, dal sesso, dai principali gruppi sanguigni o dalla sintomatologia clinica.
  • 52. Persistence of functional memory B cells recognizing SARS-CoV-2 variants despite loss of specific IgG Stephan Winklmeier, May 2021 Mentre alcuni pazienti COVID-19 mantengono le IgG sieriche specifiche per SARS-CoV-2 per più di 6 mesi dopo l'infezione, altri, soprattutto i casi lievi, alla fine perdono i livelli di IgG. Abbiamo mirato a valutare la persistenza delle cellule B specifiche per SARS-CoV-2 in pazienti che hanno perso IgG specifiche e analizzato la reattività delle immunoglobuline prodotte da queste cellule B. Cellule B di memoria IgG circolanti specifiche per SARS-CoV-2 sono state rilevate in tutti i 16 pazienti 1-8 mesi dopo l'infezione e 11 partecipanti avevano cellule B IgA specifiche. Quattro pazienti hanno perso IgG sieriche specifiche dopo 5-8 mesi ma avevano livelli di cellule B specifiche per SARS-CoV-2 paragonabili a quelli dei donatori sieropositivi. Le immunoglobuline prodotte dopo la differenziazione in vitro hanno bloccato il legame del dominio legante il recettore (RBD) al recettore cellulare ACE-2, indicando un'attività neutralizzante. Le IgG derivate dalle cellule B della memoria hanno riconosciuto l'RBD di B.1.1.7 in modo simile al wild-type, mentre la reattività a B.1.351 e P.1. diminuiti rispettivamente del 30% e del 50%. La differenziazione delle cellule B della memoria in cellule che producono anticorpi è un metodo più sensibile per rilevare l'infezione precedente rispetto alla misurazione degli anticorpi sierici. Le cellule B di memoria IgG SARS-CoV- 2 circolanti persistono, anche in assenza di IgG sieriche specifiche e mostrano cross-reattività differenziale alle varianti emergenti di preoccupazione. Queste caratteristiche delle cellule B di memoria specifiche per SARS-CoV-2 aiuteranno a comprendere e promuovere la protezione a lungo termine.
  • 53. Il riconoscimento complementare di bersagli virali non sovrapposti da parte di anticorpi non concorrenti nel repertorio può ridurre la probabilità di fuga virale. I dati suggeriscono un meccanismo aggiuntivo per prevenire la fuga virale: gli anticorpi «concorrenti» possono aiutare a mantenere il riconoscimento di un antigene in rapida evoluzione grazie alla loro sensibilità differenziale a mutazioni specifiche. La potenziale portata dinamica del riconoscimento di mAb altrimenti ridondante, illustrata dalla ritenzione selettiva dell'affinità per la variante UK da parte di alcuni anticorpi all'interno di un cluster ma non da altri, può dare un vantaggio selettivo ai meccanismi immunitari che producono più anticorpi concorrenti per epitopi critici, come quelli che mantenere un'affinità adeguata può quindi riattivarsi, espandersi e potenzialmente subire un'ulteriore maturazione dell'affinità. L'emergere di ceppi che possono aver ottenuto un vantaggio selettivo sfuggendo alla neutralizzazione sottolinea l'importanza di determinare se il livello di affinità trattenuta per la proteina S da parte di alcuni anticorpi nei cluster immunodominanti influenza la protezione dalla malattia clinica. Memory B cell repertoire for recognition of evolving SARS-CoV-2 spike - Pei Tong; Cell July 2021 Nei soggetti convalescenti COVID-19 sono stati identificati sette principali gruppi di competizione anticorpale che riconoscono regioni epitopiche con assegnazione di gruppo correlata all'ampiezza della reattività crociata e alla potenza di neutralizzazione. Le varianti SARS-CoV-2 tendono a sfuggire agli anticorpi dai gruppi con i neutralizzanti più potenti, ma molti mantengono l'affinità, dimostrando che i componenti ridondanti di una risposta immunitaria primaria stabiliscono una protezione duratura dai patogeni in evoluzione. Sette principali regioni epitopiche del picco di SARS-CoV-2 sono costantemente prese di mira dall'Abs umani - L'assegnazione del gruppo Ab è correlata all'ampiezza del legame di CoV e alla potenza di neutralizzazione - Le varianti SARS-CoV-2 tendono a sfuggire agli Abs dai gruppi con i neutralizzatori più potenti - La ridondanza del legame Ab all'interno del gruppo conferisce robustezza contro le varianti emergenti
  • 54. Le cellule B-1, attivate da vari segnali innati, incluso l'IFN di tipo I, rispondono all'infezione iniziale virale con migrazione al Linfonodo drenante, dove queste cellule si differenziano in cellule che producono IgM. Le cellule B convenzionali, attivate dall’antigene, migreranno al confine T–B, dove riceveranno "aiuto delle cellule T". Così attivate, le cellule B si differenziano lungo una delle due vie: EF, che inducono una forte e rapida espansione clonale e differenziazione in plasmablasti secernenti Ab, e GC nei follicoli delle cellule B. Si pensa che i plasmablasti derivati da EF vivano solo per 3-5 giorni, mentre l'esito delle risposte GC è lo sviluppo di plasmacellule secernenti Ab a vita lunga nel midollo osseo e cellule B mem circolanti non secernenti. I segnali infiammatori possono attivare queste cellule B mem per migrare rapidamente alla milza e ai linfonodi e per differenziarsi in ASC o subire una nuova diversificazione nelle risposte del GC. Le risposte B-1 ed EF sono le uniche risposte delle cellule B che sono sufficientemente veloci da influenzare la clearance virale dopo una sfida primaria. La natura eterogenea delle risposte delle cellule B nei confronti di un’infezione virale.
  • 55. La parte dell'anticorpo responsabile di ciò è nota come idiotopo. Gli anticorpi sono ottimi, ma qui c'è una limitazione chiave. In generale, si dice che gli anticorpi riconoscano gli epitopi conformazionali. Quando le proteine vengono prodotte, non sono solo una catena lineare di amminoacidi, ma sono piuttosto spinte a piegarsi e ad assumere forme molto complesse. Di conseguenza, gli anticorpi riconoscono sequenze che normalmente potrebbero non essere associate linearmente l'una con l'altra (anche se a volte possono dipendere da come la proteina finisce per piegarsi). Il problema ovviamente è che gli anticorpi non sono in grado di riconoscere gli epitopi sepolti all'interno della proteina. Tuttavia, generalmente va bene. Gli anticorpi devono solo riconoscere una parte dell'antigene per svolgere le loro funzioni effettrici e dove quella parte è è meno importante. Ma consideriamo, per esempio, un'infezione virale. Basteranno gli anticorpi? In generale gli anticorpi funzionano al di fuori delle cellule, e ciò significa che tutte le proteine che riconoscono devono essere secrete (come quelle prodotte dal virus quando esce/escono dalla cellula). Le proteine destinate alla secrezione subiscono un'elaborazione all'interno della cellula che comporta l'aggiunta di alberi complessi di carboidrati. A quanto pare, questi possono oscurare gli epitopi che gli anticorpi sono stati progettati per riconoscere, e i virus possono mutare in modo che i loro amminoacidi formino dei vari e propri «alberi» sempre più complicati che nascondono gli epitopi. L'HIV è particolarmente bravo in questo processo, noto come «schermatura del glicano» (anche se non è affatto l'unico virus che ha fatto uso di questo trucco intelligente). Quindi, in sostanza, è stato sviluppato un altro modo per riconoscere gli epitopi insieme a questo per garantire un'adeguata difesa dell'ospite. Fortunatamente, è stato fatto con le cellule T.
  • 56. Per quanto riguarda il sistema immunitario, la memoria si riferisce alla capacità del sistema immunitario di rispondere sia più rapidamente che in modo più robusto alle minacce che ha incontrato in precedenza. Questo è un principio fondamentale per guidare la vaccinazione e in parte perché può essere spesso necessario ottenere più di 1 dose di vaccino per una protezione ottimale. Tuttavia, contrariamente a quanto potrebbe aspettarsi il profano, la memoria non funziona a livello dell'intero patogeno, cioè le cellule del sistema immunitario non vedono il virus del morbillo e pensano "Aha! L'ho già visto prima!" Il quadro reale è molto più presente verso la biochimica e meno antropomorfizzato. La verità è che il sistema immunitario può solo dirigere le risposte contro parti specifiche di antigeni noti come epitopi. Ogni anticorpo riconosce un certo epitopo, ogni recettore delle cellule T è specifico per un particolare epitopo. La maggior parte delle volte ci occupiamo di antigeni proteici, quindi gli epitopi in questo caso si riferiscono a brevi tratti di sequenze di amminoacidi. L'immunità eterologa è stata dimostrata comunemente tra agenti patogeni strettamente correlati, ad esempio diversi sottotipi di virus dell'influenza A e virus Dengue, diversi membri della stessa famiglia come all'interno di flavivirus e picornavirus e tra agenti patogeni non correlati tra cui parassiti, protozoi, batteri e virus. È stato suggerito che la storia dell'esposizione a varie infezioni microbiche e i conseguenti cambiamenti nei repertori delle cellule T di memoria determinano l'esistenza di una rete di reattività crociata in ciascun individuo, e quindi la reattività crociata contro epitopi multipli può essere osservata in un individuo
  • 57. (A) Le cellule T CD4+ possono differenziarsi verso uno dei tanti lignaggi a seconda dell'ambiente polarizzante a cui sono esposte. Diversi lignaggi TH sono caratterizzati dall'espressione di fattori di trascrizione definiti e molecole effettrici. (B) Funzioni di supporto e non di supporto delle cellule T CD4+. Nei linfonodi drenanti, le cellule T CD4+ forniscono aiuto alle cellule T CD8+ indirettamente mediante la stimolazione alle cellule dendritiche e direttamente mediante la produzione di IL-2. (C) Nei tessuti infetti, le cellule T CD4+ possono rilasciare citochine antivirali come l’IFN-gamma che inducono uno stato antivirale nelle cellule epiteliali. Possono anche indurre direttamente citotossicità. Attraverso il rilascio di TGFb, possono anche promuovere la creazione di CD8+ TRM. Eterogeneità e funzioni delle cellule T CD4+ durante le infezioni virali.
  • 58. Un sito di legame conformazionalmente flessibile consente a un singolo TCR di ospitare diversi ligandi peptide-MHC senza alterare l'orientamento complessivo dell'attracco. Reattività crociata attraverso il docking differenziale del TCR. Lo stesso TCR lega diversi ligandi peptide-MHC utilizzando diversi orientamenti di docking. Reattività crociata per degenerazione strutturale. La complementarità subottimale tra peptide e TCR può essere migliorata da variazioni nel peptide. La riga in basso, da sinistra a destra: reattività crociata attraverso mimetismo molecolare. Diversi ligandi peptide-MHC possono formare interfacce molto simili con il TCR cross- reattivo se i ligandi sono mimici strutturalalmente molto vicini. Reattività crociata attraverso la regolazione antigene-dipendente della flessibilità peptide-MHC. La dinamica conformazionale nel ligando peptide-MHC consente la riorganizzazione strutturale dopo il legame del TCR Meccanismi per una reazione crociata di un singolo TCR con diversi ligandi peptide-MHC La riga in alto, da sinistra a destra: reattività crociata attraverso adattamento indotto.
  • 59. In sostanza, le cellule che presentano l'antigene assorbiranno l'antigene e lo elaboreranno, posizionando brevi tratti di proteine su proteine del complesso di istocompatibilità maggiore (MHC). I recettori delle cellule T riconoscono il complesso delle proteine MHC e dei loro peptidi e possono attivarsi quando vengono forniti con alcuni segnali aggiuntivi. Tutte le cellule nucleate (ogni cellula tranne i globuli rossi) hanno proteine MHC di classe I. L'MHC di classe I normalmente presenta sempre l'auto-antigene, a cui le cellule T non dovrebbero rispondere (fortemente), ma presenteranno l'antigene estraneo se è presente all'interno della cellula. Le cellule specializzate che presentano l'antigene possono anche avere proteine MHC di classe II, che presentano anche epitopi lineari, ma possono presentare epitopi lineari più lunghi. Le cellule T killer esprimono una proteina chiamata CD8 che aiuta a riconoscere specificamente le proteine MHC di classe I. Le cellule T helper esprimono CD4 che aiuta a riconoscere MHC di classe II. Per questo motivo, le cellule T possono riconoscere epitopi lineari derivati da agenti patogeni intracellulari, come i virus, e reclutare altri macchinari per distruggere le cellule infette o uccidere le cellule stesse (nel caso delle cellule T killer). Non ha la «fama» che ha suo cugino, l'anticorpo. Ma è uno degli strumenti più importanti nell'arsenale del sistema immunitario. Come l'anticorpo, ci sono miliardi di diversi recettori delle cellule T progettati per riconoscere gli epitopi, ma hanno lo scopo di riconoscere gli epitopi lineari
  • 60. Le cellule T CD4 possono anche causare molti problemi. Ad esempio, alcuni pazienti che hanno ricevuto il vaccino contro il morbillo hanno sviluppato una condizione chiamata sindrome del morbillo atipico quando hanno incontrato il virus che causava febbre, polmonite, versamento pleurico ed edema. Quando questo è stato scoperto, il vaccino è stato rapidamente ritirato dal mercato e ciò è stato attribuito all'assenza di anticorpi che inibissero la fusione virale. Tranne allora il problema è stato riesaminato da Griffin et al nel 1999 utilizzando un modello di macaco. I risultati? L'anticorpo anti-fusione del morbillo è stato prodotto prima rispetto ai macachi di controllo, ma... le cellule T CD4 hanno avviato una risposta immunitaria Th2 non protettiva: Due delle cinque scimmie immunizzate con il vaccino inattivato hanno sviluppato un'eruzione petecchiale caratteristica del morbillo atipico sulle estremità e sul basso addome e una delle tre valutate da ripetute radiografie del torace ha sviluppato polmonite 9 giorni dopo la vaccinazione. Questa incidenza di malattia clinicamente evidente era simile a quella riportata per il morbillo atipico. I nostri dati mostrano che sia la deposizione di immunocomplessi che l'infiltrazione di eosinofili caratterizzano il morbillo atipico. Non si tratta né di una classica reazione di Arthus, in cui la patologia mediata da immunocomplessi è caratterizzata da infiltrazione di neutrofili, non di eosinofili, né di una classica reazione di ipersensibilità immediata. L'immunopatologia del morbillo atipico è più suggestiva di una risposta anticorpale anamnestica non protettiva, che porta alla deposizione di immunocomplessi IgG e all'attivazione del complemento combinata con una produzione esagerata di citochine di tipo 2, che porta a eosinofilia e aumenti prolungati di IgE. Questa risposta è innescata da un vaccino inattivato che produce solo una risposta anticorpale protettiva transitoria In sintesi, la patogenesi dell'ERD [(malattia respiratoria avanzata)] è associata alla polarizzazione Th2 della risposta immunitaria nei polmoni dopo l'infezione da RSV. I vaccini RSV che provocano alti livelli di IL-4 e/o IL-13 in modelli animali (rispetto ai livelli negli animali di controllo protetti da una precedente infezione da RSV wild-type [wt]) dovrebbero essere considerati soggetti a innesco per ERD ed esclusi come potenziali candidati per l'immunizzazione infantile.
  • 61. La crossreattività (probabilmente meglio chiamata immunità eterologa in questo contesto) si riferisce alla capacità di rispondere a più antigeni mediante la capacità di riconoscere un singolo epitopo. Le cellule T sono abbastanza liberali con il loro riconoscimento degli epitopi, in una certa misura. Possono spesso riconoscere epitopi che non corrispondono esattamente a quello contro cui sono innescati, purché gli aspetti fondamentali siano sufficientemente simili, ad es. aspartato e glutammato differiscono per un singolo gruppo metilenico (CH2) ma entrambi sono amminoacidi acidi, quindi se uno viene utilizzato al posto dell'altro, le cellule T possono rispondere comunque. Ci sono spesso vincoli evolutivi per i quali un tipo di amminoacido può essere usato in una data posizione, quindi questo spesso funziona abbastanza bene. Ad esempio, sappiamo che con l'infezione da morbillo, il virus ha difficoltà a sfuggire agli anticorpi che prendono di mira la proteina H utilizzata per legare le cellule perché anche se come altri virus a RNA muta facilmente, la mutazione in posizioni chiave abolisce anche la sua capacità di infettare cellule. L'immunità eterologa è forse meglio illustrata con il caso del vaiolo bovino e del vaiolo. Il vaiolo bovino e il vaiolo sono causati da virus diversi ma correlati. Tuttavia, il vaiolo ha un rapporto di mortalità di circa il 30% (sebbene dipenda dal tipo di vaiolo con emorragia fatale nel 95% dei casi) mentre il vaiolo bovino causa una malattia autolimitante negli esseri umani. Ma gli epitopi del vaiolo bovino e del vaiolo sono abbastanza simili da poter essere «immunogeni» dal vaiolo dopo un'infezione da vaiolo bovino, che fu la base per il primo vaccino contro il vaiolo. Questo principio viene applicato anche con la maggior parte dei vaccini in una certa misura. Il virus vivo attenuato del morbillo è drammaticamente diverso dai ceppi di tipo selvatico, anche avendo un diverso tropismo, preferendo le cellule che esprimono CD46 piuttosto che CD150 (SLAM). Va bene allora, problema risolto giusto? Le persone hanno un certo livello di immunità eterologa dai comuni coronavirus del raffreddore, quindi ora sono protette e tutto va bene e la pandemia è finita?
  • 62. Le proteine virali prodotte durante la replicazione virale o gli antigeni captati dalla fagocitosi e retrotraslocati nel citosol vengono degradati dal proteasoma, rilasciando piccoli frammenti peptidici. Questi vengono trasportati al RE da TAP. La lunghezza del peptide può essere ulteriormente ottimizzata da un'aminopeptidasi ER-residente (ERAP1), prima del complesso di caricamento del peptide che promuove il legame del peptide all'MHC-I. Dopo il legame con il peptide, l'MHC-I si sposta sulla superficie cellulare attraverso il Golgi. MHC-II nel RE è associato a una catena invariante che ne promuove il traffico verso un compartimento endosomiale chiamato MIIC. Le proteine negli endolisosomi possono essere spezzate in frammenti peptidici da proteasi residenti e consegnate al MIIC. Lì le proteasi scindono la catena invariante in un piccolo frammento peptidico (CLIP), che viene scambiato con peptidi ad alta affinità. I complessi pMHC-II quindi transitano sulla superficie cellulare. ER, reticolo endoplasmatico; TAP, trasportatore associato all'elaborazione dell'antigene. Vie di presentazione dell'antigene.
  • 63. Le cellule T di memoria sono cellule che hanno sperimentato già in precedenza l’incontro con l'antigene e che mediano una risposta più rapida e più potente all'incontro ripetuto con l'antigene. Queste cellule sono longeve e una volta sviluppate a seguito di un'infezione possono proteggere da successive infezioni con lo stesso agente patogeno.
  • 64. Le cellule B e le cellule T attivate dall'antigene si allineano sui bordi dei follicoli delle cellule B e delle aree delle cellule T degli organi linfoidi secondari, stabilendo interazioni stabili e consentendo alle cellule B di ricevere i segnali delle cellule T. (1) Le cellule B e T attivate migrano quindi verso il follicolo esterno, dove le cellule B subiscono proliferazione e CSR (cellule nere) diretta dalle citochine. Tra questi blasti di cellule B, alcuni migrano e si differenziano in ASC, dando origine ai focolai extrafollicolari (2). Altri ritornano al follicolo, localizzandosi sugli FDC, per formare GC, che richiedono l'aiuto delle cellule TFH (3). Con il progredire della risposta immunitaria, le ASC nei focolai vanno incontro ad apoptosi (5), mentre le GC danno origine a plasmacellule a lunga vita convenzionali, maturate per affinità e a commutazione di isotipo (6) e cellule B di memoria (7). La memoria GCi derivi dal follicolo esterno (4), comprendente sia le cellule CSR che IgM e riflette il repertorio delle cellule B attivate iniziali. Percorsi verso la memoria.
  • 65. a | La proliferazione delle cellule T CD8+ dipende da incontri ripetuti con l'antigene. Ogni cellula stimolata dall'antigene (rosso) si divide e si differenzia progressivamente in linfociti T citotossici effettori (CTL), quindi in cellule T CD8+ di memoria ad ogni successiva divisione cellulare. Secondo questo modello, è essenziale che ogni cellula figlia sia stimolata con l'antigene; La divisione delle cellule T CD8+, e possibilmente la differenziazione, verrebbe interrotta alla rimozione dell'antigene. b | Le cellule T CD8+ sono programmate per lo sviluppo per dividersi almeno 7-10 volte e per differenziarsi in CTL effettori e cellule T CD8+ di memoria funzionali a lunga vita. Lo stimolo antigenico iniziale innesca questo programma di sviluppo, in modo tale che le cellule T CD8+ si dedichino alla proliferazione e alla differenziazione. Un'ulteriore stimolazione antigenica delle cellule figlie potrebbe aumentare il numero di volte in cui le cellule T CD8+ attivate si dividono, ma non è necessario completare questo programma di sviluppo. Sviluppo programmato di cellule T CD8+ effettrici e di memoria.
  • 66. (A) Sono stati proposti almeno quattro diversi sottoinsiemi di cellule T CD8+ di memoria: memoria delle cellule staminali (TSCM), memoria centrale (TCM), memoria effettrice (TEM) e cellule di memoria residenti nei tessuti (TRM). I sottoinsiemi di memoria mostrano circolazioni distinte e modelli di compartimentazione dei tessuti. (B) Tre modelli proposti di differenziazione della memoria: (i) il modello lineare propone la progressiva perdita del potenziale di memoria man mano che le cellule T CD8+ acquisiscono funzioni effettrici in base alla forza/durata del segnale TCR o all'entità della stimolazione antigenica. (ii) Il modello circolare propone che le cellule T CD8+ di memoria subiscano uno stadio effettore obbligatorio prima di de- differenziarsi nelle cellule T CD8+ di memoria. (iii) Il modello di divisione asimmetrica propone una distribuzione ineguale delle molecole regolatrici, con una cellula figlia che mostra un potenziale di memoria maggiore, mentre le altre cellule figlie hanno un potenziale effettore maggiore. Sottoinsiemi di memoria delle cellule T CD8+ e modelli di differenziazione.
  • 67. Una visione d’insieme del «cross-talk» tra Linfociti B e Linfociti T e di come l’immunità cellulare specifica sia altamente complessa e allo stesso tempo delicata per una risposta efficiente.
  • 68. (1) Alterare l'Ag per influenzare il numero di cellule B attivate e la gamma di specificità incluse. Inoltre, l'alterazione della programmazione delle cellule T all'inizio della risposta, attraverso la modifica dell'Ag può alterare l'ambiente delle citochine che occorrono per istruire le cellule B. (2) L'espansione delle cellule B al momento della CSR e prima della formazione di GC potrebbe essere mirata attraverso l'ambiente delle citochine (fase 1) o differenze genetiche ed epigenetiche tra sottoinsiemi, alterando il rapporto tra IgM e cellule B commutate. L'aumento della memoria IgM, può aumentare la persistenza della popolazione, mentre l'aumento della frequenza delle cellule commutate può aumentare la memoria commutata in grado di differenziarsi immediatamente in ASC in una successiva infezione. (3) Modulare le ASC extrafollicolari per evitare l'inibizione del feedback dei GC o per aumentare la rapida produzione di anticorpi protettivi. (4) La memoria GCi, che potrebbe contenere un ampio spettro di specificità per l'antigene immunizzante, potrebbe essere sfruttata per la produzione di anticorpi ampiamente reattivi. (5) Il controllo dell'ingresso delle cellule B e dell'attività delle cellule TFH nei GC può indirizzare l'equilibrio tra miglioramenti dell'affinità e diminuzione della diversità clonale. (6) Inoltre, il controllo della durata della produzione di plasmacellule dai GC può influenzare sostanzialmente la composizione del compartimento LLPC, così come il controllo della loro sopravvivenza. Punti potenziali di intervento per modellare, modellare e influenzare la memoria umorale. (7) Il miglioramento della diversità delle specificità delle cellule B del GC rappresentate nella popolazione di cellule B di memoria derivate dal GC può fornire protezione contro un'ampia gamma di agenti patogeni dall'immunizzazione con un singolo tipo. Inoltre, la regolazione dell'equilibrio della produzione di cellule B di memoria (6) e plasmacellule (7), potenzialmente attraverso modulatori epigenetici, può aiutare nelle malattie caratterizzate da sovrapproduzione di plasmacellule (autoimmunità) e/o sottoproduzione di cellule B di memoria (immunodeficienze ). Infine, all'interno del compartimento delle cellule B della memoria sembrano esserci diversi tipi di memoria a seconda che ci sia una risposta acuta o se ci sia una risposta persistente creata da infezioni multiple o antigene persistente. Ad esempio, in risposta alla malaria, vengono prodotte cellule B di memoria atipiche che sembrano essere responsabili di risposte umorali efficaci.
  • 69. Cross-reactive memory T cells and herd immunity to SARS- CoV-2.Lipsitch M, Grad YH, Sette A, Crotty S.Nat Rev Immunol. Broad and strong memory CD4(+) and CD8(+) T cells induced by SARS-CoV-2 in UK convalescent individuals following COVID- 19.Peng Y,.Nat Immunol. 2020 SARS-CoV-2-specific T cell immunity in cases of COVID-19 and SARS, and uninfected controls.Le Bert N, Nature. 2020 Functional SARS-CoV-2-Specific Immune Memory Persists after Mild COVID-19.Rodda LB, Cell. 2021 Pre-existing immunity to SARS-CoV-2: the knowns and unknowns.Sette A, Nat Rev Immunol. 2020 Selective and cross-reactive SARS-CoV-2 T cell epitopes in unexposed humans.Mateus J, D.Science. 2020 T Cells: Warriors of SARS-CoV-2 Infection.de Candia P, Prattichizzo.Trends Immunol. 2021 1.670 lavori pubblicati su SARS-CoV-2 e Linfociti T, di questi 270 lavori circa sui Linfociti T della memoria e SARS-CoV-2. ECC…., ECC…..
  • 70. Targets of T Cell Responses to SARS-CoV-2 Coronavirus in Humans with COVID-19 Disease and Unexposed Individuals; Cell 2020; Grifoni et al. Le cellule T CD8+ e CD4+ specifiche per SARS-CoV-2 circolanti sono state identificate rispettivamente in 70% e 100% dei pazienti convalescenti COVID-19. Le risposte delle cellule T CD4+ alla spike, l'obiettivo principale della maggior parte degli sforzi vaccinali, erano efficaci e correlate con l'entità dei titoli IgG e IgA anti-SARS-CoV-2. Le proteine M, spike e N rappresentavano ciascuna l'11%-27% della risposta CD4+ totale, con risposte aggiuntive comunemente mirate a nsp3, nsp4, ORF3a e ORF8, tra le altre. Per le cellule T CD8+, sono stati riconosciuti spike e M, con almeno otto ORF SARS-CoV-2 presi di mira. È importante sottolineare che abbiamo rilevato cellule T CD4+ reattive alla SARS-CoV-2 in circa il 40% -60% degli individui non esposti, suggerendo il riconoscimento delle cellule T cross-reattive tra i coronavirus circolanti del comune "raffreddore" e SARS-CoV-2.
  • 71. Questa figura dimostra la cinetica della crescita del virus, della sintesi dell'interferone, della linfopenia indotta dal virus, dell'espansione delle cellule T e quindi del declino apoptotico e della stabilità della memoria CD8+ nei topi infettati dal virus della coriomeningite linfocitica. Mostra il potenziamento di cellule T specifiche per cross-reattivi (cxr) e resistenza contro epitopi non-cxr dopo challenge con un virus eterologo, come il virus Pichinde. Dinamica della risposta dei linfociti T CD8+ durante infezioni sequenziali da virus eterologhi.
  • 72. I punti colorati rappresentano popolazioni di cellule T che hanno specificità diverse. Qui, un sistema immunitario ingenuo viene messo alla prova con uno dei due virus eterologhi: il virus della coriomeningite linfocitica (LCMV) o il virus Pichinde. Alcune delle popolazioni di cellule T si espandono per combattere l'infezione e quindi subiscono l'apoptosi, che lascia l'ospite con un pool di cellule T di memoria differenziata. Se un sistema immunitario che è stato condizionato da un'infezione virale (LCMV) è esposto a un altro virus (virus Pichinde), le popolazioni di cellule T che sono cross-reattive con i due virus (contorno rosso) si espanderanno preferenzialmente e domineranno la risposta. Dopo la risposta, le cellule T di memoria che sono specifiche solo per il primo virus vengono ridotte di numero, mentre le cellule T cross- reattive vengono conservate e arricchite nel pool di memoria a riposo. Modulazione del repertorio dei linfociti T durante l'infezione virale.
  • 73. a | Il pannello di sinistra raffigura le recensioni sulla natura | Immunologia Catene α e di un recettore delle cellule T (TCR) che interagiscono con un peptide presentato da una proteina MHC di classe I. Il pannello centrale mostra un peptide alternativo che ha determinanti simili e interagisce con lo stesso TCR allo stesso modo del primo peptide. Questo è a volte indicato come mimetismo molecolare. Il pannello di destra mostra una situazione in cui diversi determinanti del TCR interagiscono con il peptide presentato. Ci riferiamo a questo come riconoscimento alternativo. b | Una singola cellula T potrebbe esprimere due catene α TCR e i due distinti TCR che si formano potrebbero riconoscere antigeni diversi. Un TCR che riconosce un dato peptide presentato dall'MHC potrebbe anche riconoscere altri peptidi che si adattano al motivo MHC appropriato e che hanno, sporgenti dal solco di legame dell'antigene, catene laterali di amminoacidi in grado di stimolare il TCR. Infatti, è stato calcolato, sulla base dell'analisi posizionale di varie sostituzioni amminoacidiche a diversi residui di un peptide, che un dato TCR ha la potenzialità di riconoscere un milione di diverse combinazioni peptide- MHC. Questo risultato indica che i peptidi non devono necessariamente avere un'omologia di sequenza elevata per essere cross-reattivi con la stessa cellula T. Inoltre, le cellule T di memoria sono in uno stato fisiologico che è pronto per l'attivazione e possono essere stimolate in modo produttivo da una concentrazione di peptidi che è 50 volte inferiore a quella richiesta per la stimolazione delle cellule T naive. Quindi, non sarebbe sorprendente se una cellula T di memoria potesse essere stimolata da un peptide cross-reattivo con sostanzialmente meno affinità per il TCR rispetto al peptide originale che ha creato il pool di cellule T di memoria. Potenziali meccanismi di crossreattività dei linfociti T.
  • 74. La reattività delle cellule T agli epitopi previsti era maggiore rispetto ai pool di peptidi Spike-S1 e S2 contenenti 157 e 158 peptidi sia nei donatori non esposti che nei pazienti convalescenti, suggerendo che è probabile che gli epitopi delle cellule T vengano persi quando si utilizzano pool di peptidi più grandi utilizzato nei saggi. Una scoperta chiave del nostro studio è che l'immunità preesistente delle cellule T a SARS-CoV-2 è fornita da TCR che riconoscono antigeni virali comuni come l'influenza e il CMV, anche se gli epitopi virali mancano di identità di sequenza per epitopi di SARS-CoV- 2. Questa scoperta è in contrasto con più studi pubblicati in cui si suggerisce che l'immunità preesistente delle cellule T derivi da epitopi condivisi tra SARS-CoV-2 e altri comuni coronavirus che causano il raffreddore. Resta da determinare in una coorte più ampia se la presenza di un'immunità preesistente delle cellule T fornisca protezione contro COVID-19 o contribuisca al fenotipo della malattia grave. Tuttavia, i nostri risultati sollevano l'aspettativa che una maggioranza significativa della popolazione globale abbia probabilmente cellule T reattive alla SARS-CoV-2 a causa della precedente esposizione a virus influenzali e CMV, oltre ai comuni coronavirus che causano il raffreddore. Immunodominant T-cell epitopes from the SARS-CoV-2 spike antigen reveal robust pre-existing T-cell immunity in unexposed individuals •Swapnil Mahajan, Nature, June, 2021
  • 75. … la pre-immunità è necessaria per i modelli matematici negli studi di una pandemia… la chiameremo occasionalmente “preimmunità della popolazione”. Riteniamo che questo sia il fattore chiave che ha protetto la Svezia da un tasso di ospedalizzazione e un numero di morti molto più elevati, e che aiuta a contenere i casi in misura molto maggiore di quanto previsto dai modelli tradizionali per la diffusione della malattia… … Nel terzo studio mostriamo che le variazioni nella suscettibilità potrebbero essere collegate a un'immunità cross- protettiva tra i ceppi di influenza A, il che implica che precedenti infezioni e/o vaccinazioni influenzali potrebbero fornire un livello di protezione contro SARS-CoV-2. Questo lavoro sfida l'interpretazione consolidata degli NPI variabili e della "protezione del gregge" come la causa principale dell'aumento e della caduta delle ondate epidemiche in luoghi duramente colpiti in cui le autorità non hanno voluto o non sono state in grado di far rispettare rigidi NPI, come a Stoccolma. Se assumiamo che i cambiamenti di comportamento tra la popolazione abbiano avuto un effetto marginale sulla diffusione a Stoccolma, dimostriamo che l'immunità di gregge (viste le limitate restrizioni) è stata raggiunta due volte, prima all'inizio di dicembre contro il ceppo originario, e poi a metà aprile contro il ceppo alfa e che ciò è avvenuto più o meno indipendentemente dagli aggiornamenti degli NPI e dal lancio delle vaccinazioni. Di conseguenza, il nostro lavoro indica che le soglie di immunità di gregge sono molto più basse di quanto suggeriscono i modelli matematici tradizionali…
  • 77. IMMUNOPATOLOGIA DISFUNZIONE O DISREGOLAZIONE DELL’ATTIVITA’ IMMUNITARIA SEBBENE VI SIA IMMUNITA’ MUTAZIONI NELLA CASCATA DI TRASDUZIONE DEL SEGNALE SOPRATTUTTO NEI PRIMORDI DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA, COINVOLGENDO SIA I RECETTORI CHE PATHWAY INTRACELLULARI FINO ALL’ULTIMO SEGNALE DI ATTIVAZIONE GENICA IMMUNOSENESCENZA, DOVUTA AD UNA RIDOTTA MATURAZIONE DEI LINFOCITI T NAIVE E AD UN RIDOTTO MECCANISMO DI «HOMING» LINFOCITARIO DALLA SEDE DI INFEZIONE AL LINFOCNODO E VICEVERSA E AD UNA DISREGOLAZIONE DELL’ARCHITETTURA LINFOCNODOALE E DEI VASI LINFATICI PATOLOGIE PRE-ESISTENTI ANCHE DI TIPO SUB- CLINICO E/O ASINTOMATICO TALI DA UPREGOLARE LO STATO DI INFIAMMAZIONE CRONICA LATENTE E QUINDI PORTARE AD UNA DISREGOLAZIONE CITOCHINICA E AD UNA CONDIZIONE AUTOINFIAMMATORIA (INFLAMMASOMA, SCARSO TURN-OVER CELLULARE, AUTOFAGIA, ECC…).
  • 79. La trombocitopenia immunitaria è una malattia autoimmune, in cui il sistema immunitario attacca le piastrine circolanti. La porpora trombocitopenica immunitaria (ITP) è stata associata a diverse vaccinazioni, tra cui morbillo, parotite, rosolia (MMR), epatite A, varicella, difterite, tetano, pertosse (DPT), poliomielite orale e influenza [149]. Sebbene vi sia un'ampia consapevolezza che i vaccini a base di DNA di adenovirus possono causare trombocitopenia trombotica immunitaria indotta da vaccino (VITT) [150], i vaccini mRNA non sono privi di rischi per VITT, poiché sono stati pubblicati studi di casi che documentano tali eventi, tra cui pericolosi per la vita e trombosi del seno venoso cerebrale fatale [151-153]. Si ritiene che il meccanismo coinvolga gli anticorpi VITT che si legano al fattore piastrinico 4 (PF4) e formino immunocomplessi che inducono l'attivazione piastrinica. Successive cascate di coagulazione causano la formazione di microcoaguli diffusi nel cervello, nei polmoni, nel fegato, nelle gambe e altrove, associati a un drammatico calo della conta piastrinica (Kelton et al., 2021). La reazione al vaccino è stata descritta come molto simile alla trombocitopenia indotta da eparina (HIT), tranne per il fatto che la somministrazione di eparina in particolare non è coinvolta [154]. TROMBOCITOPENIA IMMUNITARIA INDOTTA DA VACCINO (VITT)
  • 80. È stato dimostrato che i vaccini mRNA provocano principalmente una risposta immunitaria immunoglobulinica G (IgG), con quantità minori di IgA indotte [155] e anche meno produzione di IgM [156]. La quantità di anticorpi IgG prodotti è paragonabile alla risposta osservata nei casi gravi di COVID-19. Sono gli anticorpi IgG in complesso con l'eparina che inducono HIT. Si può ipotizzare che l'IgG complessato con la proteina spike e PF4 sia il complesso che induce VITT in risposta ai vaccini mRNA. È stato infatti dimostrato sperimentalmente che il dominio di legame del recettore (RBD) della proteina spike si lega a PF4 [157]. Il meccanismo alla base di HIT è stato ben studiato, anche attraverso l'uso di modelli murini umanizzati. È interessante notare che le piastrine umane, ma non quelle del topo, esprimono il recettore FcγRIIA, che risponde ai complessi PF4/eparina/IgG attraverso una cascata di fosforilazione della tirosina per indurre l'attivazione piastrinica. Dopo l'attivazione, le piastrine rilasciano granuli e generano microparticelle procoagulanti. Assorbono anche calcio, attivano la protein chinasi C, si aggregano in microtrombi e avviano una cascata di morte cellulare tramite l'attivazione della calpaina. Queste piastrine attivate rilasciano PF4 nello spazio extracellulare, supportando un circolo vizioso, poiché questo PF4 aggiuntivo si lega anche all'eparina e agli anticorpi IgG per promuovere ulteriormente l'attivazione piastrinica. Pertanto, FcγRIIA è centrale nel processo patologico [158]. Studi su topi ingegnerizzati per esprimere il recettore umano FcγRIIA hanno dimostrato che questi topi transgenici sono molto più suscettibili alla trombocitopenia rispetto alle loro controparti di tipo selvaggio [159]. È stato proposto che le piastrine possano svolgere un ruolo importante nella clearance dei complessi anticorpo-antigene intrappolando l'antigene nei trombi e/o trasportandoli nella milza per la rimozione da parte delle cellule immunitarie. Le piastrine sono ovviamente consumate rapidamente nel processo, il che si traduce quindi in una bassa conta piastrinica (trombocitopenia).
  • 81. Le piastrine normalmente circolano con una vita media di soli cinque-nove giorni, quindi sono costantemente sintetizzate nel midollo osseo e cancellate nella milza. Le piastrine legate all'anticorpo, in seguito all'attivazione delle piastrine tramite i recettori Fcγ, migrano nella milza dove vengono intrappolate e rimosse attraverso la fagocitosi dai macrofagi [160] Un terzo delle piastrine totali del corpo si trova nella milza. Poiché i vaccini mRNA sono trasportati nella milza da cellule immunitarie inizialmente attratte nel sito di iniezione nel muscolo del braccio, esiste un'enorme opportunità per il rilascio di esosomi contenenti proteine spike da parte dei macrofagi infettati dal vaccino nella milza. Si può ipotizzare che l'attivazione delle piastrine in seguito alla formazione di un complesso proteico P4F/IgG/spike nella milza sia parte del meccanismo che tenta di eliminare la proteina spike tossica. Uno dei due microRNA altamente espressi negli esosomi rilasciati dalle cellule umane esposte alla proteina spike è il miR-148a. miR-148a ha dimostrato sperimentalmente di sopprimere l'espressione di una proteina che svolge un ruolo centrale nella regolazione dell'espressione di FcγRIIA sulle piastrine. Questa proteina, chiamata ligando-2 dell'ubiquitina delle cellule T (TULA-2), inibisce specificamente l'attività del recettore piastrinico Fcγ. miR-148a prende di mira l'mRNA di TULA-2 e ne riduce l'espressione. Pertanto, il miR-148a, presente negli esosomi rilasciati dai macrofagi che sono costretti dal vaccino a sintetizzare la proteina spike, agisce per aumentare il rischio di trombocitopenia in risposta agli immunocomplessi formati dall'antigene spike e dagli anticorpi IgG prodotti contro lo spike.
  • 82. Alterazione della funzione di riparazione del DNA e conseguenze per l’immunità adattativa Il sistema immunitario e il sistema di riparazione del DNA sono i due sistemi primari su cui gli organismi superiori fanno affidamento per la difesa contro diverse minacce e condividono elementi comuni. La perdita di funzione delle proteine chiave di riparazione del DNA porta a difetti di riparazione che inibiscono la produzione di cellule B e T funzionali, con conseguente immunodeficienza. La riparazione dell'unione terminale non omologa (NHEJ) svolge un ruolo fondamentale nella ricombinazione V(D)J specifica dei linfociti, che è essenziale per produrre il repertorio altamente diversificato di anticorpi delle cellule B in risposta all'esposizione all'antigene [143]. L’alterazione della capacità di riparazione del DNA è anche un percorso diretto verso il cancro. Uno studio seminale condotto da ricercatori a Shanghai, in Cina, ha monitorato diversi parametri associati alla funzione immunitaria in una coorte di pazienti conducendo il sequenziamento dell'mRNA unicellulare di cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC) raccolte dai pazienti prima e 28 giorni dopo la prima inoculazione di un vaccino COVID-19 basato su una versione indebolita del virus [52]. Sebbene questi vaccini siano diversi dai vaccini mRNA, funzionano iniettando il contenuto del vaccino nel muscolo deltoide, bypassando le barriere mucose e vascolari. Gli autori hanno riscontrato una consistente alterazione dell'espressione genica dopo la vaccinazione in molti diversi tipi di cellule immunitarie. Gli aumenti osservati nella segnalazione di NF-κB e le ridotte risposte di IFN di tipo I sono stati ulteriormente confermati da saggi biologici. Coerentemente con altri studi, hanno scoperto che STAT2 e IRF7 erano significativamente sottoregolati 28 giorni dopo la vaccinazione, indicativo di risposte IFN alterate di tipo I. Hanno scritto: "Insieme, questi dati hanno suggerito che dopo la vaccinazione, almeno entro il giorno 28, oltre alla generazione di anticorpi neutralizzanti, il sistema immunitario delle persone, compresi quelli dei linfociti e dei monociti, era forse in uno stato più vulnerabile". [52].
  • 83. Questi autori hanno anche identificato cambiamenti inquietanti nell'espressione genica che implicherebbero una ridotta capacità di riparare il DNA. Fino al 60% dell'attività trascrizionale totale nelle cellule in crescita comporta la trascrizione del DNA ribosomiale (rDNA) per produrre RNA ribosomiale (rRNA). L'enzima che trascrive il DNA ribosomiale in RNA è l'RNA polimerasi I (Pol I). Pol I monitora anche l'integrità dell'rDNA e influenza la sopravvivenza cellulare [144]. Durante la trascrizione, le RNA polimerasi (RNAP) scansionano attivamente il DNA per trovare lesioni voluminose (rotture a doppio filamento) e attivarne la riparazione. Nelle cellule eucariotiche in crescita, la maggior parte della trascrizione coinvolge la sintesi dell'RNA ribosomiale da parte di Pol I. Pertanto, Pol I promuove la sopravvivenza dopo il danno al DNA [144]. Molti dei geni sottoregolati identificati da Liu et al. (2021) sono stati collegati al ciclo cellulare, al mantenimento dei telomeri e sia all'apertura del promotore che alla trascrizione di POL I, indicativi di processi di riparazione del DNA alterati [52] Due proteine del checkpoint coinvolte in modo cruciale nella riparazione del DNA e nell'immunità adattativa sono BRCA1 e 53BP1, che facilitano sia la ricombinazione omologa (HR) che NHEJ, i due processi di riparazione primaria [146,147]. In un esperimento in vitro su cellule umane, è stato specificamente dimostrato che la proteina spike a lunghezza intera SARS-CoV-2 entra nel nucleo e ostacola il reclutamento di queste due proteine di riparazione nel sito di una rottura del doppio filamento [143]. Gli autori hanno riassunto i loro risultati dicendo: "Meccanisticamente, abbiamo scoperto che la proteina spike si localizza nel nucleo e inibisce la riparazione del danno del DNA impedendo il reclutamento della proteina chiave di riparazione del DNA BRCA1 e 53BP1 nel sito del danno".
  • 84. La segnalazione del recettore IFN di tipo I nelle cellule T CD8+ è fondamentale per la generazione di cellule effettrici e di memoria in risposta a un'infezione virale [134]. I linfociti T CD8+ possono bloccare la riattivazione dell'infezione latente da herpes nei neuroni sensoriali [135]. Se la segnalazione dell'IFN di tipo I è compromessa, come accade dopo la vaccinazione ma non dopo l'infezione naturale con SARS-CoV-2, anche la capacità delle cellule T CD8+ di tenere sotto controllo l'herpes sarebbe compromessa. Potrebbe essere questo il meccanismo all'opera in risposta ai vaccini? Riattivazione di Varicella-zoster "L'herpes zoster è probabilmente una condizione che i medici e altri operatori sanitari possono aspe=arsi di vedere nei pazien: che ricevono i vaccini COVID-19" [136]. In una le=era all'editore pubblicata nel se=embre 20201, Fathy et al. (2021) hanno riportato 672 casi di reazioni cutanee presumibilmente correlate al vaccino, inclusi 40 casi di herpes zoster e/o riaƒvazione dell'herpes simplex [137]. Ques: casi erano sta: segnala: all'American Academy of Dermatology e all'Interna:onal League of Dermatologic Socie:es' COVID-19 Dermatology Registry, is:tuito appositamente per tracciare la sequela di even: dermatologici causa: dai vaccini. In le=eratura sono presen: numerosi casi clinici aggiun:vi di riaƒvazione dell'herpes zoster a seguito della vaccinazione COVID-19 [138,139]. Llad ́o et al. (2021) hanno notato che 51 su 52 segnalazioni di infezioni da herpes zoster riaƒvate si sono verificate dopo la vaccinazione con mRNA [140]. L'herpes zoster stesso interferisce anche con la segnalazione dell'IFN-α nelle cellule infe=e sia interferendo con la fosforilazione di STAT2 che facilitando la degradazione di IRF9 [141]. Degno di nota è anche un ulteriore caso di riaƒvazione virale. Ha coinvolto una donna di 82 anni che aveva acquisito un'infezione virale da epa:te C (HCV) nel 2007. Pochi giorni dopo la vaccinazione con un vaccino mRNA Pfizer/BioNTech si è verificato un forte aumento della carica di HCV, insieme a una comparsa di i=ero. Morì tre seƒmane dopo la vaccinazione per insufficienza epa:ca [142].
  • 85. Gli IFN di tipo I svolgono un ruolo essenziale nella lotta contro le infezioni virali e le carenze nella segnalazione di IFN di tipo I sono state associate a scarsi risultati di COVID-19 in più studi. Questi casi sono spesso associati ad autoanticorpi contro gli IFN di tipo I. Come esaminato di seguito, gli IFN di tipo I sono stati utilizzati con un certo successo nel trattamento di COVID-19 grave, in particolare se somministrati molto presto nel processo della malattia. Se, come affermato sopra, i vaccini mRNA interferiscono con la segnalazione di tipo I, ciò potrebbe portare a una maggiore suscettibilità al COVID-19 nelle due settimane successive al primo vaccino, prima che sia stata avviata una risposta anticorpale. Le cellule infettate da un virus rilevano la presenza della replicazione del virus attraverso una serie di recettori di riconoscimento del pattern (PPR), che fungono da sentinelle rilevando le strutture aberranti dell'RNA che spesso si formano durante la replicazione virale. Questi recettori rispondono oligomerizzando e successivamente inducendo gli IFN di tipo I, sovraregolando infine un gran numero di proteine coinvolte nella soppressione della proliferazione virale [100]. Uno studio multiautore condotto da ricercatori a Parigi, in Francia, che ha coinvolto una coorte di 50 pazienti COVID-19 con vari gradi di gravità della malattia, ha rivelato che i pazienti con malattia grave erano caratterizzati da una risposta IFN di tipo I altamente compromessa [101]. Questi pazienti non avevano essenzialmente alcuna produzione e attività di IFN-β e bassa produzione e attività di IFN-α. Ciò era associato a una carica virale nel sangue persistente e a una risposta infiammatoria esacerbata, caratterizzata da alti livelli di fattore di necrosi tumorale α (TNF-α) e Il-6. Gli autori hanno proposto la terapia con IFN di tipo I come potenziale opzione di trattamento. Un documento di diversi ricercatori negli Stati Uniti ha anche identificato una risposta infiammatoria unica e inappropriata nei pazienti con COVID-19 grave, caratterizzata da bassi livelli di IFN sia di tipo I che di tipo III insieme a chemochine elevate ed elevata espressione di Il-6 [102] . IFN di tipo I e COVID-19
  • 86. Gli IFN di tipo I sono stati persino proposti come opzione di trattamento per il COVID-19 grave. In un modello di criceto, i ricercatori hanno esposto i criceti alla SARS-CoV-2 e hanno indotto una risposta infiammatoria nei polmoni e un'infiammazione sistemica nei tessuti distali. Hanno scoperto che la somministrazione intranasale di IFN-α ricombinante ha comportato una riduzione della carica virale e un alleviamento dei sintomi [103]. Uno studio di coorte retrospettivo su 446 pazienti COVID-19 ha determinato che la somministrazione precoce di IFN-α2b era associata a una ridotta mortalità ospedaliera. Tuttavia, la terapia tardiva con IFN ha aumentato la mortalità e ha ritardato il recupero, rivelando che la somministrazione precoce della terapia con interferone è essenziale per una risposta favorevole [104]. Un numero sorprendente di persone ha autoanticorpi neutralizzanti contro gli IFN di tipo I, sebbene l'eziologia alla base di questo fenomeno non sia stata compresa. Uno studio che utilizza la profilazione longitudinale di oltre 600.000 cellule mononucleate del sangue periferico e il sequenziamento del trascrittoma di 54 pazienti con COVID-19 e 26 controlli ha rilevato una notevole mancanza di risposte geniche stimolate dall'IFN di tipo I nelle cellule mieloidi di pazienti con malattia critica [105]. Autoanticorpi neutralizzanti contro gli IFN di tipo I sono stati trovati nel 19% dei pazienti con malattia critica, nel 6% dei pazienti con malattia grave e nello 0% dei pazienti con malattia moderata. Un altro studio con sede a Madrid, in Spagna, ha rivelato che il 10% dei pazienti con grave malattia da COVID-19 aveva anticorpi autoimmuni contro gli IFN di tipo I [106]. Infine, Stertz e Hale (2021) osservano che, a causa di autoanticorpi o forse di polimorfismi di perdita di funzione associati ai geni del sistema dell'interferone, le carenze nella produzione di interferone sono associate fino al 15% di tutti i casi di COVID- 19 pericolosi per la vita [107].
  • 87. L'obiettivo principale degli sviluppatori dei vaccini mRNA SARS-CoV-2 era progettare un vaccino in grado di indurre una risposta anticorpale robusta alla proteina spike. Gli anticorpi preesistenti per aumentare la proteina dovrebbero far sì che i virus invasori vengano rapidamente eliminati prima che possano invadere le cellule ospiti, arrestando così precocemente il processo patologico. Come affermato succintamente da Kaczmarek et. al. (2021) [58]: “La logica alla base della vaccinazione è fornire a ogni persona vaccinata una protezione contro il virus SARS-CoV-2. Questa protezione si ottiene stimolando il sistema immunitario a produrre anticorpi contro il virus e a sviluppare linfociti che manterranno la memoria e la capacità di combattere il virus per lungo tempo”. I vaccini generalmente dipendono da adiuvanti come l'alluminio e lo squalene per indurre le cellule immunitarie a migrare verso il sito di iniezione subito dopo la vaccinazione. Nella storia dello sviluppo del vaccino mRNA, inizialmente si sperava che l'mRNA stesso potesse fungere da adiuvante. Questo perché le cellule umane riconoscono l'RNA virale come estraneo e questo porta alla sovraregolazione degli IFN di tipo I, mediata da recettori simili a pedaggio come TLR3, TLR7 e TLR8 [59]. Tu=avia, con il tempo è diventato chiaro che c'erano problemi con questo approccio, sia perché l'intensa reazione poteva causare sintomi simil-influenzali sia perché l'IFN-α poteva lanciare una risposta a cascata che avrebbe portato alla ro=ura dell'RNA messaggero prima che potesse produrre quan:tà adeguate di proteine spike indurre una risposta immunitaria [60]. Una svolta è arrivata quando è stato scoperto sperimentalmente che l'mRNA che codifica per la proteina spike potrebbe essere modificato in modi specifici che essenzialmente avrebbero ingannato le cellule umane facendole riconoscere come RNA umano innocuo. Un documento seminale di Karik ́o et al. (2005) hanno dimostrato a=raverso una serie di esperimen: in vitro che una semplice modifica dell'mRNA in modo tale che tu=e le uridine fossero sos:tuite con pseudouridina potrebbe ridurre dras:camente l'aƒvazione immunitaria innata contro l'mRNA esogeno [59]. Andry et al. (2015) in seguito hanno scoperto che la 1-me:lpseudouridina in sos:tuzione dell'uridina era ancora più efficace della pseudouridina e poteva essenzialmente abolire la risposta TLR all'mRNA, prevenendo l'aƒvazione delle cellule dendri:che derivate dal sangue [61]. Questa modifica è applicata in entrambi i vaccini mRNA sul mercato [62].
  • 88. Per una progettazione efficace del vaccino mRNA, l'mRNA deve essere incapsulato in particelle accuratamente costruite in grado di proteggere l'RNA dalla degradazione da parte delle depolimerasi dell'RNA. I vaccini mRNA sono formulati come nanoparticelle lipidiche contenenti colesterolo e fosfolipidi, con l'mRNA modificato complessato con uno scheletro lipidico di polietilenglicole (PEG) altamente modificato per promuovere il suo rilascio precoce dall'endosoma e per proteggerlo ulteriormente dalla degradazione [63]. Il macchinario biologico esistente della cellula ospite viene cooptato per facilitare la produzione naturale di proteine dall'mRNA attraverso l'assorbimento endosomiale di una particella lipidica [63]. Viene aggiunto anche un lipide cationico sintetico, poiché è stato dimostrato sperimentalmente di funzionare come adiuvante per attirare le cellule immunitarie nel sito di iniezione e per facilitare la fuga endosomiale. De Beuckelaer et al. (2016) hanno osservato che "la condensazione dell'mRNA in lipoplessi cationici aumenta la potenza della risposta dei linfociti T evocati dal vaccino mRNA di diversi ordini di grandezza". [60] Un'altra importante modifica è che hanno sostituito il codice per due aminoacidi adiacenti nel genoma con codici per la prolina, che fa sì che la proteina spike rimanga in una forma stabilizzata alla prefusione [64]. L'mRNA della proteina spike viene ulteriormente "umanizzato" con l'aggiunta di un cappuccio metilato con guanina, regioni non tradotte (UTR) 3' e 5' copiate da quelle delle proteine umane e infine una lunga coda poli(A) per stabilizzare ulteriormente l'RNA [65]. In particolare, i ricercatori hanno selezionato in modo intelligente il 3'UTR prelevato dalle globine che sono prodotte in grandi quantità dagli eritrociti, perché è molto efficace nel proteggere l'mRNA dalla degradazione e nel mantenere una produzione proteica sostenuta [66]. Questo è prevedibile, poiché gli eritrociti non hanno nucleo, quindi non sono in grado di sostituire gli mRNA una volta distrutti. Sia il vaccino Moderna che quello Pfizer hanno adottato un 3'UTR dalle globine e anche il vaccino Pfizer utilizza una globina leggermente modificata 5'UTR [67]. De Beuckelaer et al. (2016) ha giustamente riassunto le conseguenze di tali modifiche come segue: "Negli ultimi anni, miglioramenti tecnici nel modo in cui vengono preparati gli mRNA IVT [trascritti in vitro] (modifiche Cap 5', contenuto GC ottimizzato, code poliA migliorate, UTR stabilizzanti ) hanno aumentato la stabilità degli mRNA dell'IVT a tal punto che l'espressione proteica può ora essere raggiunta per giorni dopo la somministrazione diretta in vivo dell'mRNA. [60]
  • 89. Tu=avia, la formazione oƒmizzata del cappuccio analogico degli mRNA sinte:ci costringe inevitabilmente le cellule riceven: a subire una traduzione prolungata dipendente dal cappuccio, ignorando le richieste omeosta:che della fisiologia cellulare [65]. La me:lazione del cappuccio 2'O effe=uata dalla me:ltransferasi cap 2'O (CMTR1) funge da mo:vo che contrassegna l'mRNA come "sé", per impedire il riconoscimento da parte delle proteine legan: l'RNA indo=e dall'IFN [68]. Pertanto, l'mRNA nei vaccini, dotato del mo:vo di me:lazione del cappuccio 2'O, elude il rilevamento come invasione virale. Inoltre, l'impeto schiacciante per le cellule di eseguire un approccio unico e ar:ficiale alla traduzione secondo il robusto capping e le me:lazioni sinte:che degli mRNA nei vaccini è fondamentalmente associato alla progressione della malaƒa a causa della segnalazione differenziale piu=osto che alla normale aƒvità dei rece=ori di riconoscimento del pa=ern (PRR) [69 ]. Il processo di regolazione che controlla la traduzione dell'mRNA è estremamente complesso ed è molto disturbato nel contesto dei vaccini mRNA [65,69]. In breve, l'idea è che i vaccini mRNA raggiungano l'obiettivo previsto (cioè la produzione della proteina spike modificata) attraverso una strategia invisibile che bypassa la risposta immunologica naturale all'infezione virale di tipo RNA. Le nanoparticelle lipidiche iniettate contenenti mRNA vengono portate all'interno della cellula tramite endocitosi. L'mRNA si libera del suo vettore lipidico e migra verso il ribosoma, dove viene abbondantemente tradotto nel suo prodotto proteico finale, seguendo un programma ottimizzato per produrre grandi quantità di una specifica proteina per un lungo periodo di tempo. Queste proteine spike modificate seguono quindi uno dei tre percorsi primari. Alcuni sono degradati proteoliticamente e alcuni frammenti sono legati ai complessi MHC di classe I per la presentazione di superficie ai linfociti T citotossici. In un secondo percorso quegli stessi frammenti di spike che legano le molecole MHC di classe II, si spostano sulla superficie cellulare e attivano le cellule T-helper. In un percorso finale le proteine spike solubili estruse dalla cellula negli esosomi possono essere riconosciute da anticorpi specifici per le spike attivate dai linfociti B [70]. Alla fine, è attraverso l'utilizzo dei nanolipidi e della sofisticata tecnologia dell'mRNA che la normale risposta immunitaria all'RNA esogeno viene elusa per produrre una forte risposta anticorpale contro un virus a RNA esogeno.
  • 90. Self-Organized Criticality Theory of Autoimmunity •Ken Tsumiyama, •Yumi Miyazaki, •Shunichi Shiozawa December 31, 2009 L'immunizzazione ripetuta con l'antigene provoca autoimmunità sistemica nei topi altrimenti non soggetti a malattie autoimmuni spontanee. La sovrastimolazione delle cellule T CD4+ ha portato allo sviluppo di cellule T CD4+ che inducono autoanticorpi (aiCD4+ T) che erano state sottoposte a revisione del recettore delle cellule T (TCR) ed erano in grado di indurre autoanticorpi. La cellula T aiCD4+ è stata indotta dalla revisione TCR de novo ma non dalla reazione crociata, e successivamente sovrastimolata le cellule T CD8+, portandole a diventare linfociti T citotossici antigene-specifici (CTL). Questi CTL potrebbero essere ulteriormente maturati dalla presentazione incrociata dell'antigene, dopo di che hanno causato lesioni tissutali autoimmuni simili al lupus eritematoso sistemico (LES). L'autoimmunità sistemica sembra essere l'inevitabile conseguenza dell'eccessiva sHmolazione del "sistema" immunitario dell'ospite mediante ripetute immunizzazioni con l'anHgene, a livelli che superano la criHcità auto-organizzata del sistema.
  • 91. "Teoria della criticità auto-organizzata" dell'autoimmunità. In seguito a stimolazione ripetuta con un antigene o a causa della robustezza intrinseca della risposta immunitaria dell'ospite contro un particolare antigene, il sistema immunitario dell'ospite sarà sovrastimolato a livelli che superano la criticità auto-organizzata del sistema immunitario. Una volta raggiunto tale stato, le cellule T aiCD4 vengono indotte tramite la ricombinazione V(D)J agli organi immunitari periferici come la milza. Queste cellule T aiCD4 aiutano le cellule B e le cellule T CD8 a generare autoanticorpi e causare lesioni del tessuto immunitario. Il fatto che i linfociti T aiCD4 siano indotti da una normale risposta immunitaria nella teoria della criticità auto-organizzata lo differenzia dalla teoria della malattia autoimmune di Mackey: Mackey ritiene che la malattia autoimmune sia causata dall'autoimmunità di per sé.