IMMUNITA’ ADATTATIVA

Linfociti Totali:

Nei pazienti settici è stata osservata una riduzione marcata del numero dei linfociti circolanti 68, 97, 150 che può permanere per diverse settimane dall’insorgenza della sepsi86. La causa è un aumentata apoptosi sepsi-indotta che interessa tutte le popolazioni linfocitarie, ad eccezione dei TReg. La conseguenza più importante di questa linfocitopenia è l’aumento di incidenza di HAI (Hospital Acquired Infections) e di mortalità a 28 giorni 44, 97.

Linfociti T

I linfociti T mediano le risposte immunitarie cellulo-mediate nell’ambito del comparto specifico dell’immunità. Maturano nel timo, circolano nel sangue, popolano i tessuti linfoidi secondari e sono reclutati nei focolai periferici di esposizione dell’antigene. Esprimono recettori per l’antigene (TCR) che riconoscono frammenti peptidici di proteine estranee legati a molecole MHC self.

Tra le sottopopolazioni T ricordiamo :

-T helper CD4+: le cui funzioni effettrici sono l’attivazione di macrofagi e la stimolazione della produzione di anticorpi da parte dei linfociti B, questo grazie a secrezione di citochine e interazione tra CD40L sui T helper e CD40 su linf B e macrofagi. Possono essere ulterormente sottoclassificati in Th1 (secernono INFγ e stimolano quindi la difesa mediata dalla fagocitosi), Th2 (secernono IL4 e IL5 e stimolano quindi le reazioni mediate da IgE e eosinofili/mastociti e inibiscono le

55

risposte Th1), Th17 53 implicati nella immunità innata contro le infezioni (specie verso batteri extracellulari) oltre che nei fenomeni autoimmuni (per es.artrite reumatoide, malattia di Crohn, psioriasi) mediante la secrezione di IL17 e IL 22 , T reg.

-T regolatori, sottogruppo dei T helper: (CD4+CD25+) regolano l’attivazione e la funzione di altri linfociti T per mantenere la tolleranza al self. I Tregs sono i “maestri regolatori” dell’immunità adattativa: sopprimendo le risposte di altri sottoinsiemi di cellule T effettrici contribuiscono a mantenere la self-tolleranza e riducono la tendenza allo sviluppo di malattie autoimmuni.

Nell sito di infiammazione, dove modulano la risposta immune, i Treg agiscono con tre meccanismi principali:

1) uccidendo direttamente le cellule citotossiche attraverso contatto cellula-cellula; 2) inibendo la produzione di citochine da parte di linfociti citotossici, in particolare IL2 e TNFα;

3)attraverso la secrezione diretta di citochine come IL10 e TGFβ.

-T citotossici CD8+: la cui funzione effettrice è quella di riconoscere e distruggere, mediante il rilascio di granuli che contengono enzimi proteiene in grado di formare pori nelle membrane delle cellule bersaglio, cellule infettate da virus o da microrganismi intracellulari; vengono attivati dall’interazione con MHC I espresso sulla superficie della cellula infettata

-Linf t gamma delta : le cellule T γδ sono un sottoinsieme di cellule T che possiedono un recettore differenziato delle cellule T (TCR) sulla loro superficie cellulare. La maggior parte delle cellule T hanno un TCR composto da due catene glicoproteiche αβ , mentre le cellule T γδ hanno un TCR che si compone di una catena γ e una catena δ. Questo gruppo unico e distinto di cellule T si trova principalmente dentro e intorno alla mucosa intestinale insieme a una popolazione di linfociti intraepiteliali 76.

Anche se gli antigeni contro i quali i linfociti T γδ reagiscono sono ancora sconosciuti, si sospetta che queste cellule riconascono antigeni lipidici di agenti patogeni presenti sulla mucosa intestinale 5.

Ciò che è chiaro è che al momento dell'attivazione, i linfociti T γδ rilasciano IFNγ, IL- 17, e altre chemochine infiammatorie.

56

I linfociti T giocano quindi un ruolo centrale nella risposta immunitaria anti-infettiva, sia come cellule effettrici, sia come regolatori di questa risposta in quanto capaci di interagire non solo con il sistema immunitario innato, ma anche con altre cellule che fanno parte della componente adattativa.

Crescenti evidenze hanno oggi confermato che la risposta immunitaria mediata dai linfociti sia disfunzionale dopo sepsi severa/shock settico e probabilmente giochi un ruolo importante nello sviluppo dello stato di immunosoppressione.

I linfociti T durante la fase di immunoparalisi in corso di sepsi vanno incontro a diverse alterazioni funzionali:

1)uno stato di anergia con una diminuita proliferazione alla stimolazione mitogena16; 2)riduzione della produzione di citochine; questa riduzione si ha durante la sepsi e per molto tempo dopo 140.

3)uno shift in senso Th2 con un’aumentata secrezione di IL4 e una riduzione di TNFα, INFγ, IL2;

4)un’aumentata apoptosi 17, sia attraverso la via estrinseca (TNF) sia intrinseca (Fas, FasL) 82 che porta ad una perdita soprattutto di TCD4+ (più sensibili all’apoptosi così come le cellule B) rispetto ai TCD8+ e ai NK ; questa perdita è particolarmente imporante perché avviene quando i linfociti T dovrebbero espandersi 16.

L’apoptosi dei linfociti, descritta sia nei pazienti settici che in modelli animali 83

è ormai accettata come un passo importante nella patogenesi dell’immunosoppressione sepsi- indotta. Sebbene i fattori responsabili di questo fenomeno non sono ancora chiari, dati recenti suggeriscono che il rilascio di istoni extracellulari durante la sepsi può guidare l’apoptosi dei linfociti 103

.

5)un’aumentata percentuale di linfociti T regolatori CD4+CD25+ (Treg). i Tregs sono resistenti all'apoptosi indotta dalla sepsi, la loro funzione è finalizzata a impedire l’innesco di malattie autoimmuni durante la fase infiammatoria iniziale.

Non è chiaro tuttavia se tale aumento sia dovuto ad una reale espansione della popolazione dei Treg o ad una perdita delle cellule T CD4+CD25-. Anche se il ruolo dei Treg nelle disfunzioni immunitarie in seguito a sepsi grave non è ancora ben dimostrato, dato le proprietà regolatorie di queste cellule, si può ipotizzare un loro ruolo nello sviluppo dell’anergia linfocitaria. Questa ipotesi sembra esser confermata dalle forti correlazioni tra l’aumentato rapporto Treg/Teffettori misurato su sangue intero dopo

57

shock settico e la minor risposta proliferativa dei linfociti di tali pazienti alla stimolazione mitogena 127.

Marker del sistema immunitario

CD127

CD127 è la catena α del recettore per IL7, secreta dalle cellule stromali midollari e timiche, e, in associazione con CD132, ne media gli effetti biologici:

-stimola la maturazione, l’espansione/proliferazione e la differenziazione dei precursori immaturi dei linfociti T e B

-stimola l’attività citotossica, in sinergia con altre citochine- es IL6 e IL2- , dei linfociti T.

E’ stata osservata una riduzione della sua espressione sui linfociti T CD4+ e CD8+, associata ad un contemporaneo aumento dell’espressione del recettore inibitorio CTLA4 16

, nei soggetti settici rispetto a controlli sani. Questa evidenza è espressione dello stato

di anergia linfocitaria.

Conta assoluta linfociti

Una linfopenia (<1000 mm³) della durata di 4 giorni dopo l'insorgenza di sepsi, è associata con lo sviluppo di infezione secondaria ed è predittivo di mortalità a lungo termine, ad 1 anno, dopo la sepsi 44.

Conta assoluta/percentuale CD4+/CD8+

Negli esseri umani che muoiono di sepsi, c'è una maggiore apoptosi di linfociti (specificamente CD4 +) rispetto alla popolazione cellulare T dei survivors 16, 66.

La perdita di cellule CD4+ è associata ad una ridotta capacità di generare appropriate risposte immunitarie alle infezioni virali, tra cui citomegalovirus, virus di Epstein-Barr, herpes simplex virus, e l'herpes virus umano, che si riattivano durante l’insulto settico 181

.

58

Nei pazienti con shock settico è stato descritto un aumento della percentuale dei Treg, in associazione con un aumento dell’espressione di CTLA4, subito dopo la diagnosi di sepsi, che persisteva elevato solo nei non survivors 124.

Negli stati di sepsi, malattia critica, e negli stati di infiammazione, i Tregs potenziano la soppressione deleteria delle cellule T effettrici (Teff) che prolunga il recupero e può predisporre ad un aumento delle complicanze durante la degenza.

Questo suggerisce che queste cellule giochino un ruolo centrale nello sviluppo dell immunoparalisi e che la misurazione della percentuale dei Treg possa rappresentare un marker affidabile per la diagnosi delle disfunzione/anergia linfocitaria.

Linfociti γδ

Negli esseri umani con sepsi, il numero di Linf T γδ è notevolmente diminuito, questa riduzione correla in modo chiaro con i più alti tassi di mortalità nella sepsi 66.

Linfociti T e infezioni fungine

Nei pazienti in UTI e soprattutto nei pazienti settici è frequente il riscontro di infezioni/colonizzazioni micotiche secondarie. In questo fenomeno l’immunoparalisi sepsi-indotta gioca un importante ruolo.

Nei pazienti con candidemia i linfociti T CD4 + e CD8 + mostrano un fenotipo immunitario coerente con la soppressione immunitaria -es down-regulation di molecole costimolatorie 165.

Dato il ruolo fondamentale dei Th17 nell’eradicazione delle infezioni micotiche, la ridotta produzione di citochine Th17 nella sepsi è probabilmente responsabile dell'aumentata suscettibilità alle infezioni fungine spesso osservate in ambito critico 161. Questi risultati possono aiutare a spiegare perché i pazienti con sepsi fungine hanno un alto tasso di mortalità, nonostante un'appropriata terapia antifungina.

Inoltre,il trattamento con IL-7 è stato dimostrato aumentare la responsività delle cellule Th17 e ridurre la mortalità da infezioni fungine secondarie, rendendo IL-17 un agente potenzialmente terapeutico 174.

59 Linfociti B

Le cellule B sono tra le cellule linfoidi quelle che presentano maggiori peculiarità funzionali e fenotipiche.

Sono il solo tipo cellulare in grado di produrre anticorpi e pertanto la componente immunitaria centrale della riposta immunitaria umorale. Si sviluppano nel midollo osseo e quando sono maturate possiamo ritrovarle nel midollo, nei follicoli linfoidi dei tessuti linfatici secondari e in piccola parte in crcolo nel sangue.

Storicamente, la funzione delle cellule B era la sola produzione di anticorpi e la differenziazione in plasmacellule responsabili della produzione anticorpale a lungo termine

Al contrario oggi sappiamo che le cellule B hanno un ruolo centrale, ma ancora poco studiato, nella sepsi.

Probabilmente le cellule B contribuiscono allo shift verso l’immunosoppressione, come dimostrato dal fatto che anche loro vanno incontro a maggior apoptosi e a uno stato di anergia cellulare 128.

I dati suggeriscono che i pazienti settici si presentano all’ammissione con un numero assoluto di linfociti B diminuito rispetto ai controlli sani, e questa diminuzione permane almeno per i 28 giorni successivi –giorni per i queli è stato effettuato follow up- . Non tutti gli studi concordano sul loro influenza sulla mortalità.

Marker del sistema immunitario

CD23

Il CD 23 è un recettore lectina di tipo C espresso sui linfociti B attivati.

La percentuale del subset CD19+CD23+ aumenta nei soggetti che sopravvivevano rispetto a quelli deceduti per sepsi, sia all’ammissione che nei 7 giorni di follow-up. Da notare che la percentuale aumentata dei CD19+CD23+ trovata nei sopravvissuti all’ammissione si normalizza dopo 28 giorni di follow-up 61

.

La riduzione delle cellule B circolanti, insiema alla ridistribuzione di subset dei linfociti B- in particolare la minor espressione del CD23- possono essere biomarkers per la prognosi dei pazienti con shock settico.

60 COMPONENTE UMORALE (Ig)

Cenni sulle immunoglobuline

Una parte dell’immunità adattativa è rappresentata dall’immunità umorale, mediata dagli anticorpi. Essa ha lo scopo principale di neutralizzare ed eliminare i microrganismi extracellulari e le tossine microbiche ed in particolare risulta fondamentale quando gli antigeni sono di natura polisaccaridica e lipidica (poiché i linfociti T, mediatori dell’immunità cellulare, sono in grado di rispondere solo ad antigeni di natura proteica). Gli anticorpi vengono prodotti dai linfociti B, in seguito alla loro attivazione e differenziazione da linfociti B naive a cellule effettrici secernenti anticorpi (plasmacellule).

E’ bene noto che Igs sono i principali effettori della risposta immunitaria umorale, tuttavia, il loro meccanismo d‘azione rimane in gran parte inesplorato.

Se, da un lato, le Ig hanno il ruolo di proteggere l'host dall’ infezione attivando il sistema immunitario nel braccio innato e adattativo, dall'altro possono giocare un ruolo antitetico come agenti antiinfiammatori 7, 152.

E’ opportuno sottolineare, tuttavia, che le informazioni disponibili sui meccanismi di azione delle Ig derivano principalmente da modelli animali.

61

Esistono 5 diverse classi di immunoglobuline che differiscono nelle catene pesanti che le compongono: IgG, IgM, IgA, IgE e IgD.

Le immunoglobuline sono costituite da una molecola ad Y costituita da 2 catene peptidiche identiche pesanti (H) e 2 leggere (L). Sia le catene L che quelle H sono divise in una regione variabile che lega l’antigene (V) e una regione costante (C ) che attiva le varie componenti del sistema immunitario, attivando risposte specifiche (per esempio la fagocitosi, la citotossicità mediata da anticorpi, la lisi mediata dal complemento). La regione che collega le 2 parti funzionali può andare incontro a cambiamenti conformazionali in modo da modificare la molecola in base alla variabilità antigenica.

Le IgG sono immunoglobuline monometriche, agiscono opsonizzando, attivando il complemento, con citotossicità cellulo-mediata anticorpo-dipendente, nell’immunità neonatale, nell inibizione a feedback dei linfocitiB

Le IgM sono molecole pentamerche capaci di attivare il complemento, quando sono libere in circolo, e di fungere da recettori di membrana sui linfociti B naive.

le IgA sono immunoglobuline dimeriche e sono implicate principalemente nell’immuntà mucosale e passiva neonatale

le IgE monometriche attivano le mast-cells attivando i fenomeni di ipersensibilità immediata.

le IgD non entrano nel torrente ematico, restando nelle membrane cellulari, funzionano da recettori per gli antigeni dei linfociti B naive.

Lo studio delle concentrazioni sieriche delle immunoglobuline nel corso di sepsi severa e shock settico nasce dal razionale di ottimizzare la somministrazione di soluzioni con immunoglobuline policlonali endovena (IVIGs).

I primi dati suggerivano che i pazienti con bassi livelli sierici di immunoglobuline avessero un’incidenza più alta di infezioni così come una prognosi peggiore. (lll) Il più ampio studio sul monitoraggio dei livelli di IgG in pazienti con sepsi severa e shock settico non mostrava alcuna influenza negativa dei bassi livelli di IgG sulla mortalità a 28 giorni dei pazienti. (mmm)

Tuttavia i pazienti ipogammaglobulinemici avevano una durata significativamente maggiore dello stato di shock e una più alta incidenza di danno polmonare.

62

La determinazione delle concentrazione di IgG nello shock settico potrebbe aiutare a selezionare i pazienti che potrebbero beneficiare della somministrazione di IVIG, poiché sembra che un outcome favorevole sia strettamente associato ai livelli di anticorpi contro il patogeno responsabile della sindrome settica. Tuttavia per confermare questa ipotesi servono studi clinici con ampie coorti di pazienti.

Studi datati non hanno dimostrato efficacia dalla somministrazione di Ig standard, mentre studi più recenti fanno pensare ad una efficaia dell’utilizzo di immunoglobuline addizionate di IgM.

63