L’immunologia degli elminti ci ha fornito importanti indicazioni in merito ai tipi di risposta immunitaria che si verificano nell’ospite in reazione alla noxa patogena.
I nematodi e platelminti inducono una risposta immunitaria di tipo 2 caratterizzata dall’attivazione di eosinofili, basofili, mastociti, produzione di IgE e proliferazione di cellule T secernenti IL-4, IL-5, IL-9, IL-10 e IL-13 (cellule Th2).
La risposta immunitaria di tipo 1 è contraddistinta da cellule T che producono IFN-γ (cellule Th1) e attivano i macrofagi.
La risposta di tipo 1 rappresenta un adattamento dell’ospite finalizzato al controllo dei patogeni intracellulari. Essa è innescata da PAMP (pathogen-associated molecular
patterns) che si legano a PRR (pattern recognition receptors) come i Tool-like receptors (TLR) presenti sulle cellule dendritiche.
Si è a lungo discusso se la risposta di tipo 2 fosse il risultato di una manipolazione del sistema immunitario da parte del parassita o la risposta selezionata contro il parassita nel corso dell’evoluzione. Il consenso ricade su quest’ultima ipotesi, ovvero, la risposta di tipo 2 rappresenta l’adattamento del sistema immunitario all’infezione parassitaria (Díaz e Allen, 2007). La risposta di tipo 2 risulta protettiva in molteplici circostanze, in particolare contro i nematodi gastrointestinali.
Questa risposta consente la riparazione dei tessuti danneggiati mediante l’attivazione dei macrofagi. Essi producono Ym1, RELM-α e arginasi 1. La riparazione, però, deve essere modulata per evitare fenomeni di rimodellamento tissutale distruttivo o fibrosi (Wynn, 2004).
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Inoltre, le citochine prodotte durante una risposta di tipo 2 sono strettamente associate ad allergie e fibrosi (Nair et al., 2006).
Tuttavia, nelle infezioni croniche, le risposte immunitarie osservate non solo solamente quelle di tipo 2. Esse includono una componente anti-infiammatoria.
Questa componente down-regolatoria rappresenta l’adattamento del parassita all’immunoevasione.
La risposta immunitaria composta che ne deriva è denominata di “tipo 2 modificata”. In essa si verifica una riduzione della secrezione di IL-5 e IL-13 e un aumento di citochine anti-infiammatorie come IL-10 e TGF-β (Díaz e Allen, 2007).
Nella risposta allergica di pazienti atopici è stata riscontrata una risposta di tipo 2 meno soggetta a controllo regolatorio (Wilson et al., 2006).
Ne risulta quindi che una patologia allergica può essere attenuata da un’infezione che stimola la risposta regolatoria (Yazdanbakhsh et al., 2002).
La componente down-regolatoria dell’ospite è rappresentata dalla stimolazione di fenotipi regolatori di cellule mieloidi, cellule B che producono IL-10 e dai linfociti T- regolatori (Layland et al., 2007).
Uno studio ha mostrato come un trattamento che riduce le cellule T-reg e aumenta le citochine di tipo 2 può ridurre la carica parassitaria in un’infezione da Filaria (Taylor et al., 2005).
Infezioni dovute a numerosi patogeni che inducono una risposta di tipo 1 mostrano una forte risposta delle cellule T-reg (Belkaid et al., 2006).
I patogeni che inducono sia una risposta di tipo 1 che di tipo 2 nelle infiammazioni croniche determinano la sovrapposizione di una componente anti-infiammatoria sulle risposte di base evocate. Per questa ragione la una mappa unidimensionale delle risposte immunitarie definita dall’asse “tipo 1 – tipo 2” diventa bidimensionale comprendendo un asse “infiammatorio-regolatorio” trasversale al primo.
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Figura n.1 – La mappa bidimensionale delle risposte immunitarie Sono rappresentati i quattro tipi di risposta immunitaria e le principali patologie che le caratterizzano: l’asse delle risposte di tipo 1 o 2; l’asse delle risposte infiammatorie o regolatorie. Sia la risposta immunitaria di tipo 1 che quella di tipo 2 possono combinarsi con la risposta infiammatoria o con la risposta regolatoria. (Díaz e Allen, 2007)
Queste quattro principali tipologie di risposta immunitaria si combinano a coppie :
1. Risposta di tipo 1- infiammatoria (infezioni batteriche acute; autoimmunità) 2. Risposta di tipo 1- regolatoria (infezioni croniche di protozoi e micobatteri) 3. Risposta di tipo 2- infiammatoria (reazioni allergiche e fibrosi)
4. Risposta di tipo 2- regolatoria (“tipo 2 modificata”, infezioni elmintiche)
Le relazioni tra queste risposte mettono in luce non solo la possibile prevenzione di patologie allergiche mediante infezione parassitaria, ma anche la prevenzione di una
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risposta di tipo 1 autoimmunitaria mediante l’azione patogeni in grado di stimolare circuiti anti-infiammatori (Zaccone et al., 2006).
Ciascuna di queste risposte immunitarie possiede una componente innata e una adattativa.
Le quattro classi principali di cellule T CD4+, che corrispondono ai quattro tipi di risposta immunitaria (tipo 1, tipo 2, infiammatoria e regolatoria), sono :
Th1, Th2, Th17 e T-reg.
Le cellule Th17 possono combinarsi con le cellule Th1 nelle infezioni dovute a protozoi e micobatteri. L’interleuchina 17 è un mediatore delle patologie infiammatorie.
È stato osservato che il reclutamento di eosinofili e neutrofili dipende da cellule Th2 e Th17.
Il gruppo eterogeneo di cellule effettrici reclutate in ogni situazione rispecchia la particolare combinazione di risposte attivate.
Una risposta Th17 può combinarsi con una risposta di tipo 2 o di tipo 1 (direzione infiammatoria); allo stesso modo una risposta regolatoria T-reg può combinarsi con una risposta di 2 o di tipo 1(direzione regolatoria).
La separazione lungo l’asse infiammatorio-regolatorio può essere quindi dovuta sia alla differente presenza di cellule T-reg, sia alla diversa forza della risposta Th17.
MyD88 (Myeloid differentiation primary response gene 88) è una proteina adattatrice per la maggior parte dei TLR, rilascia segnali che inducono una risposta di tipo 1 e sopprimono la risposta di tipo 2. Una riduzione di segnali derivanti da TLR sulle cellule dendritiche conduce ad una risposta immunitaria di tipo 2 (Díaz e Allen, 2007).
L’identificazione di segnali, derivati dagli elminti, che inducono una risposta regolatoria è complicata dall’esistenza di differenti sottoclassi di cellule T-reg: nTreg a livello del timo e iTreg indotti a livello periferico. L’infezione elmintica provoca la proliferazione degli nTreg e i prodotti elmintici inducono iTreg (Taylor et al., 2006).
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Le risposte di tipo 1 sono stimolate da procarioti, funghi, protozoi. Il sistema immunitario classifica i microrganismi in unicellulari e multicellulari. Questi inducono rispettivamente le risposte di tipo 1 e 2.
I microrganismi extracellulari sono caratterizzati da una forte risposta Th17, i microrganismi intracellulari sono associati ad una debole componente Th17. Entrambe si aggiungono alla risposta Th1.
Risulta quindi ipotizzabile che i pattern di risposta indotti dai parassiti sono stati determinati da due processi: l’adattamento del sistema immunitario a classi di patogeni e l’evoluzione convergente degli elminti per provocare una risposta regolatoria (Díaz e Allen, 2007).
Figura n. 2 – Le quattro classi principali di cellule CD4+ Sono raffigurate le cellule Th1, Th2, Th17 e T-reg corrispondenti alle risposte di tipo 1, tipo 2, infiammatoria e regolatoria. Th1, Th2 e Th17 si influenzano negativamente, le cellule T-reg sopprimono tutte le altre tre classi.
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3.2 Forkhead box P3
FOXP3 rappresenta l’abbreviazione di forkhead box P3, un fattore di trascrizione della famiglia forkhead che viene espresso dai linfociti T-regolatori.
Questo fattore di trascrizione largamente espresso nelle cellule T-reg umane e dei roditori è stato oggetto di studio in modo da poterne verificare la capacità di identificazione dei linfociti T-reg nel cane. La ricerca attesta che un anticorpo Foxp3 cross-reattivo identifica una sottoclasse di cellule T CD4+ nel sangue e nei linfonodi canini. Ciò può rivelarsi uno strumento utile per studiare il ruolo dei linfociti T-reg in molteplici patologie del cane (Biller et al., 2007).
Per questa ragione Foxp3 può essere ritenuto un marker appropriato per i linfociti T-reg, inoltre le cellule mature ne mantengono l’espressione.
Seppur Foxp3 venga espresso principalmente dai T-reg, una quota ridotta può essere manifestata anche da cellule T CD4+ CD8+.
Foxp3 è ritenuto il marker più specifico conosciuto fino ad oggi per i linfociti T-reg. Nel cane è rinvenibile a livello nucleare, in altre specie può essere citoplasmatico (Niu et al., 2011).
L’appellativo forkhead gli viene conferito a causa della conformazione a due punte che lo contraddistingue. “Fox” si riferisce a forkhead box, la lettera successiva indica la sottofamiglia e il numero arabo si riferisce ad un gene specifico.
Nel 1989 questo fattore di trascrizione è stato rinvenuto per la prima volta in embrioni di Drosophila fork head. Questi ultimi presentavano anomalie a carico di intestino anteriore e posteriore dovute ad una mutazione.
Specifici studi di mappatura genomica hanno evidenziato una relazione tra il numero di geni forkhead e la complessità anatomica delle specie.
Nel topo è stata osservata una mutazione (scurfy mutant) associata a proliferazione di linfociti CD4+ CD8-, ad infiltrazione multiorgano e ad aumento della sintesi di citochine.
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Alcune alterazioni del sistema immunitario, poliendocrinopatie e sindromi enteroepatiche umane sono associate ad una mutazione del gene FOXP3 che si trasmette unitamente al gene X recessivo (Carlsson e Mahlapuu, 2002).