Immunologia e immunopatologia generale

A.A. 2021/2022
5
Crediti massimi
64
Ore totali
SSD
MED/04
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti:
a) la conoscenza dell'organizzazione, ontogenesi, e funzionamento del sistema immune;
b) la comprensione dei meccanismi di difesa dell'immunità innata e adattativa verso microrganismi;
c) la comprensione del ruolo del sistema immune nel rigetto dei trapianti e nel controllo della crescita tumorale;
d) la comprensione dei fondamenti eziologici della ipersensibilità, dell'autoimmunità e delle immunodeficienze.
Risultati apprendimento attesi
Gli studenti conoscono:
a) le componenti cellulari e umorali del sistema immunitario innato e adattativo e le loro reciproche interazioni;
b) i meccanismi responsabili dell'attivazione e regolazione delle risposte immuni;
c) le basi eziopatogenetiche dei principali quadri immunopatologici.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

In relazione alle modalità di erogazione delle attività formative per l'a.a. 2021/22, verranno date indicazioni più specifiche nei prossimi mesi, in base all'evoluzione della situazione sanitaria.
Programma
CARATTERISTICHE GENERALI DELLE RISPOSTE IMMUNI
Organizzazione, principi operativi e funzioni del sistema immune. Caratteristiche distintive delle risposte immuni innate ed adattative. Organi, tessuti, componenti umorali e cellulari dei sistemi immuni innato e adattativo. Ruolo dell'immunità innata nell'attivazione dell'immunità specifica. Le fasi della risposta immune (riconoscimento, attivazione, fase effettrice).

IMMUNITÀ INNATA
Riconoscimento di motivi strutturali
Riconoscimento dei patogeni e dei segnali di pericolo da parte delle cellule dell'immunità innata: pattern molecolari associati ai patogeni (PAMPs), pattern molecolari associati al danno tissutale (DAMPs), i recettori Toll-like e gli altri pattern recognition receptors (PRR).
Sistema del complemento
Proteine del complemento e cascata di attivazione per via classica, alternativa, lectinica. Struttura e meccanismo d'azione del complesso di attacco della membrana. Meccanismi di regolazione dell'attivazione del complemento. Funzioni biologiche del complemento: citolisi, opsonizzazione, produzione di anafilottosine, solubilizzazione ed eliminazione dei complessi immuni. Ruolo del complemento nella risposta infiammatoria.
Citochine
Caratteristiche generali delle citochine. Struttura e funzione delle citochine e dei loro recettori.
Cellule natural killer (NK)
Riconoscimento della cellula bersaglio e ipotesi del missing self. Recettori attivatori e reccettori inibitori. KIR (killer Ig-like receptors), NCR (natural cytotoxicity receptors) e recettori di tipo lectinico. Meccanismi citotossici delle cellule NK. Citotossicità anticorpo-dipendente cellulo-mediata (ADCC). Altre attività biologiche delle cellule NK.

IMMUNITÀ ADATTATIVA
Organizzazione e sviluppo del sistema immune adattativo
Organi centrali: Ontogenesi dei linfociti. Struttura del midollo osseo e del timo. Funzione dei microambienti midollare e timico nella proliferazione e nello sviluppo dei linfociti, nella generazione del repertorio immune e nell'induzione della tolleranza centrale. Involuzione timica. Organi periferici: Struttura dei linfonodi, della polpa bianca della milza e del sistema linfatico associato alle mucose. Funzione degli organi periferici come sede delle risposte immuni. Distribuzione dei linfociti nel sangue, nella linfa e negli organi linfatici; distinzione tra aree timo-dipendenti e borsa-dipendenti. Funzione e modalità della ricircolazione linfocitaria; regole di insediamento nei tessuti linfatici e non linfatici e ruolo delle molecole di adesione.
Antigeni (Ag)
Definizione di Ag, immunogeno, determinante antigenico o epitopo, vettore, aptene. Proprietà degli Ag lineari, conformazionali, neoantigenici. Caratteristiche fisico-chimiche degli epitopi per i linfociti B e per i linfociti T. Legame dei peptidi al solco combinatorio delle molecole MHC di classe I e II; ruolo del polimorfismo MHC nella selezione degli epitopi. Epitopi immunodominanti. Epitopi agonisti e antagonisti. Attivatori policlonali e superantigeni.
Immunoglobuline (Ig) e generazione della variabilità del loro repertorio
Funzione delle Ig come molecole solubili (anticorpi) e come recettori di membrana per l'antigene. Struttura delle Ig: catene pesanti e leggere; domini immunoglobulinici; domini delle regioni costanti e variabili; regioni ipervariabili; sito combinatorio. Determinanti antigenici delle Ig: isotipi, allotipi e idiotipi. Caratteristiche molecolari e proprietà biologiche delle classi e sottoclassi delle Ig. Differenze strutturali tra Ig di membrana e Ig solubili. Basi molecolari della generazione della variabilità del repertorio anticorpale: organizzazione dei geni delle catene leggere e pesanti; meccanismi di riarrangiamento dei geni della regione variabile. Basi molecolari della commutazione di classe, della co-espressione di IgM ed IgD, di Ig di membrana e solubili. Basi molecolari della maturazione dell'affinità.
Reazione antigene-anticorpo
Basi fisico-chimiche del legame tra antigene e anticorpo. Reazioni di precipitazione, agglutinazione e neutralizzazione. Titolo anticorpale. Esempi di tecniche immunologiche applicate alla medicina: reazioni di precipitazione e immunoelettoforesi; reazioni di agglutinazione nella diagnosi sierologica delle malattie infettive; agglutinazione passiva o condizionata; reazione di deviazione del complemento. Tecniche di immunofluorescenza. Principi di citofluorimetria e applicazioni diagnostiche.
Anticorpi monoclonali
Principi di tecniche di produzione di ibridomi mediante fusione cellulare. Anticorpi chimerici, anticorpi umanizzati. Impiego degli anticorpi monoclonali in diagnostica, terapia, ricerca.
Linfociti B: sviluppo, selezione, attivazione
Struttura del complesso recettoriale dei linfociti B (B cell receptor, BCR). Maturazione e stadi maturativi dei linfocti B. Popolazioni di linfociti B convenzionali e non convenzionali. Fenomeni biochimici precoci indotti dal legame tra antigene e BCR. Attivazione, proliferazione e differenziazione dei linfociti B. Risposte ad antigeni timo-dipendenti: collaborazione tra linfociti T helper e linfociti B; struttura e funzione dei centri germinativi; commutazione di classe, maturazione dell'affinità, memoria immunologica; cinetica delle risposte primarie e secondarie. Risposte ad antigeni timo-indipendenti.
Molecole del Complesso Maggiore di Istocompatibilítà (MHC)
Organizzazione dei geni MHC e loro ereditarietà. Polimorfismo e multiallelismo. Struttura e funzione delle molecole MHC di classe I e II. Distribuzione cellulare delle molecole MHC.
Processazione e presentazione dell'antigene ai linfociti T
Cellule presentanti l'Ag (APC) professionali e non professionali. Via endogena (proteasomica) e via esogena (lisosomiale) della processazione dell'Ag. Co-presentazione e cross-priming.
Linfociti T: sviluppo, selezione, attivazione
T cell receptor (TCR) di tipo alfa-beta e gamma-delta. Struttura del TCR: catene alfa, beta, gamma e delta; regione variabile e costante; regione ipervariabile; sito combinatorio. Basi molecolari della generazione della variabilità del repertorio dei TCR: organizzazione dei geni delle catene alfa, beta, gamma e delta; meccanismi di riarrangiamento dei geni della regione variabile. Struttura del complesso recettoriale dei TCR. Struttura e funzione delle molecole accessorie CD4 e CD8. Restrizione MHC. Fenomeni biochimici precoci indotti dal legame tra Ag e TCR. Maturazione e stadi maturativi dei linfocti T nel timo. Selezione positiva e negativa. Sottopopolazioni di linfociti T e loro attivazione: Linfociti T helper (Th): Interazioni cellulari, molecole di adesione e costimolazione, e citochine coinvolte nell'attivazione dei Th. Fattori che regolano il differenziamento dei Th0 verso i sottotipi funzionali Th1, Th2, Th9, Th17, Th22. Funzioni immuni dei sottotipi funzionali e delle citochine da essi prodotte. Bilancia Th1/Th2. Th naive, central memory, effector memory. Risposte secondarie. Linfociti T citotossici (CTL): Interazioni cellulari, molecole di adesione e costimolazione, e citochine coinvolte nell'attivazione dei CTL. Caratteristiche distintive di pre-CTL e CTL. Fasi dell'uccisione del target da parte dei CTL: adesione, attacco, allontanamento. Meccanismi di citossicità e molecole implicate. CTL naive, central memory, effector memory. Linfociti T regolatori (Treg): Caratteristiche distintive tra Treg naturali e Treg indicubili. Origine, marcatori e funzione delle diverse sottopopolazioni di Treg, e loro meccanismi d'azione.
Tolleranza immune
Definizione di tolleranza. Inducibilità della tolleranza verso Ag estranei. Tolleranza naturale verso Ag auologhi. Tolleranza dei linfociti T e B. Meccanismi della tolleranza centrale e periferica. Ruolo dei Treg e delle cellule NKT nel controllo della tolleranza periferica.
IL SISTEMA IMMUNE NELLE DIFESE DELL'ORGANISMO
Immunità e difese antiinfettive
Ruolo delle cellule dendritiche nell'attivazione e polarizzazione delle risposte primarie contro i diversi tipi di microorganismi. Ruolo delle funzioni effettrici dell'immunità innata, adattativa, umorale e cellulo-mediata, nella difesa contro batteri, virus, funghi, parassiti. Ruolo del passaggio transplacentare delle IgG e dell'assunzione di IgA con il latte materno nelle difese del neonato. Il ruolo delle vaccinazioni nelle difese anti-infettive. Immunizzazione attiva e passiva.
Immunologia dei trapianti
Basi molecolari e cellulari del riconoscimento allogenico. Reazione da coltura mista leucocitaria (MLR) e attivazione dei linfociti T alloreattivi. Meccanismi del rigetto iperacuto, acuto, cronico. Principali trapianti d'organo nella pratica clinica. Trapianto aploidentico. Principi delle tecniche di tipizzazione HLA. Reazione del trapianto verso l'ospite (Graft Versus Host Disease, GVHD). Trasfusioni di emocomponenti e reazioni trasfusionali. Immunità e gravidanza: il feto come allotrapianto.
Immunità e tumori
Antigeni tumorali. Meccanismi effettori dell'immunità contro i tumori. Ruolo dell'infiammazione nello sviluppo e nella progressione dei tumori. Meccanismi di elusione del controllo immune da parte dei tumori. Immunosorveglianza e immunoediting. Impiego diagnostico-prognostico degli antigeni tumorali. Principi di terapia immunologica dei tumori.

IMMUNOPATOLOGIA
Reazioni di ipersensibilità
Definizione di allergia. Allergie immediate, intermedie, ritardate. Classificazione di Gell e Coombs dei meccanismi immunopatologici implicati. Fase di sensibilizzazione e fase di scatenamento. Classificazione dei più comuni allergeni in base alla via di penetrazione nell'organismo. Principi della diagnosi immunologica in vivo (cutireazioni) ed in vitro. Principi dell'immunoterapia specifica (vaccinazione).
Autoimmunità e malattie autoimmuni
Eziopatogenesi multifattoriale delle malattie autoimmuni. Meccanismi di perdita della tolleranza ad Ag autologhi. Malattie autoimmuni sistemiche ed organo-specifiche. Meccanismi immunopatologici umorali e cellulo-mediati delle più comuni malattie autoimmuni.
Sindromi da immunodeficienza
Sindromi da immunodeficienza congenite e acquisite. Immunodeficienze per deficit di Ig; deficit di linfociti T, B o combinati; deficit di fagociti; deficit di componenti del complemento. Sindrome da Immunodeficienza Acquisita (AIDS).
Immunosenescenza
Definizione di immunosenescenza. Impatto dell'invecchiamento sulle diverse componenti del sistema immune. Ruolo dell'infiammazione cronica nei processi di immunosenescenza. Impatto dell'immunosenescenza sullo stato di salute e malattia
Prerequisiti
Conoscenze acquisite nei corsi di Biologia e Genetica e Chimica e Biochimica e Basi molecolari della vita.
Metodi didattici
Il programma sarà svolto attraverso lezioni frontali e non frontali, con l'ausilio di materiale didattico (proiezioni di slide), filmati, esercitazioni, seminari e incontri con esperti
Materiale di riferimento
Libri di testo consigliati:
- Abbas, Lichtman, Pillai. Immunologia Cellulare e Molecolare. Elsevier.
- Murphy Travers, Walport. Janeway's immunobiologia. Piccin.
- kuby Immunology-6th-edition- W. H. Freeman and Company.
- DeFranco, Locksley, Robertson IMMUNITY Primers in Biology
- Parham IL SISTEMA IMMUNITARIO EdiSES
- Mak, Saunders Primer to The Immune Response Academic Cell
- Mak, Saunders Fondamenti di Immunologia Zanichelli
- Pier, Lyczak, Wetzler IMMUNOLOGIA INFEZIONE IMMUNITA' PICCIN
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consta di una prova scritta (30 quiz a risposta multipla) seguita da un esame orale. L'accesso all'esame orale è vincolato dal raggiungimento della sufficienza nella prova scritta (punteggio minimo: 18).
Non sono previste prove intermedie.
MED/04 - PATOLOGIA GENERALE - CFU: 5
Didattica non formale: 16 ore
Lezioni: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail
Humanitas - building 8
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail