La Fagocitosi Attuata da cellule chiamate fagociti (neutrofili e macrofagi) Deriva dal greco, phago, 'mangiare' e kytos, 'cellula‘ Processo di ingestione cellulare di particelle o sostanze estranee potenzialmente dannosi per l’organismo Granulocita neutrofilo o Leucocita polimorfonucleato Granulocita neutrofilo o Leucocita polimorfonucleato •Il citoplasma ha granuli contenenti enzimi quali: lisozima, collagenasi, elastasi •Prodotti dal midollo osseo stimolati dal granulocyte macrophage colony-stimulating factor (G-CSF) •Un individuo adulto produce 1*1011 neutrofili/g che rimangono in circolo per circa 6 ore •Se non viene ‘reclutato’ nella sede d’infezione entro poche ore dall’arrivo del microrganismo, va incontro a Morte Cellulare Programmata e fagocitato dai macrofagi di fegato e milza Monocita Monocita •Andando incontro a divisione cellulare si differenziano nei tessuti in MACROFAGI, cellule effettrici dell’immunità innata e specifica per l’eliminazione dei microrganismi •Originano nel midollo osseo e rimangono in circolo 1-2 g •Risiedono in punti strategici di entrata dei microrganismi: tessuto connettivo epiteliale, interstizi degli organi … Neutrofilo Macrofago •Rimane in circolo per 6 ore Rimane in circolo per 1-2 giorni •Media le prime fasi della risposta infiammatoria Rispondono più tardi ai microrganismi ma durano più a lungo Fasi della fagocitosi Fasi della fagocitosi riconoscimento •RICONOSCIMENTO •INGESTIONE ingestione e E FORMAZIONE formazione del DEL FAGOSOMA FAGOSOMA •FORMAZIONE DEL FAGOLISOSOMA fusione col •DIGESTIONE LISOSOMA formazione del FAGOLISOSOMA digestione Riconoscimento e ingestione del microrganismo I fagociti esprimono RECETTORI DI SUPERFICIE che: • riconoscono il microrganismo nel torrente ematico e nei tessuti • stimolano neutrofili e macrofagi a produrre Citochine e Sostanze Microbicide • stimolano l’ulteriore migrazione di neutrofili e macrofagi verso la sede dell’infezione RECETTORE LIGANDO REC. PER IL MANNOSIO Mannosio e Fucosio di glicoproteine e glicolipidi dei microbi REC. SCAVENGER lipoproteine a bassa densità (LDL) modificate (ossidate o acetilate) REC. TOLL-LIKE (TLR) LPS microbici, proteoglicani di origine batterica, sequenze CpG non metilate REC. A 7 ELICHE TRANSMENBRANA residui N-FormilMetioninici batterici, chemochine (CXC) ad es. IL8, prodotti proteolitici del complemento C5a, fattore attivante piastrine (PAF), prostaglandine E (PGE), leucotrieni (LTB4) REC. PER LE CITOCHINE IFNγ Recettori per Formazione del fagosoma Il fagocita estende delle estroflessioni di membrana intorno al microrganismo che si chiudono a cerniera attorno ad esso, formando una vescicola intracellulare detta FAGOSOMA Formazione del fagolisosoma La fusione del LISOSOMA col FAGOSOMA dà il FAGOLISOSOMA Il LISOSOMA è una vescicola (organello) responsabile della degradazione e digestione (distruzione) di molecole endogene ed esogene ingerite dalla cellula. La degradazione avviene grazie a enzimi idrolitici (dette "idrolasi acide“ quali lisozima, collagenasi, elastasi) contenuti nell'organello che degradano proteine, lipidi e carboidrati che li costituiscono. Meccanismi di uccisione Meccanismi O dipendenti: produzione di ROS (radicali attivi dell’ossigeno) Meccanismi di uccisione Meccanismi O indipendenti l’uccisione avviene tramite diverse sostanze contenute nei lisosomi: il lisozima, le proteine cationiche, le defensine e la lattoferrina. Meccanismi di uccisione Meccanismi N dipendenti attraverso l’azione dell’enzima SINTETASI INDUCIBILE MONOSSIDO DI AZOTO (iNOS) che catalizza la conversione da ARGININA→CITRULLINA si formano nei composti reattivi dell’azoto come il Monossido di Azoto (NO) nei FAGOLISOSOMI il monossido di azoto (NO) si può combinare con il perossido d’idrogeno (H2O2) o con il superossido (O2- ) per formare perossinitrito (ONO2-) radicale altamente reattivo che uccide i microbi, secondo le reazioni: H2O2 + NO2- → ONOO- + H2O O2- + NO → ONO2- Autofagia Pathway di degradazione intracellulare di sostanze citoplasmatiche come citosol, aggregati proteici e organelli, mediata dagli Autofagosomi formazioni a doppia membrana che legano e trasportano vescicole e lisosomi per la degradazione e il riciclaggio DIFETTI dell’AUTOFAGIA: associati a malattie infettive, neurodegenerazione e cancro Mitocondri→Mitofagia Perossisomi→Perossifagia Ribosomi→Ribofagia Batteri e virus→Xenofagia Vacuoli→Citoplasma a targeting vacuolare (CVT) Fasi dell’autofagia INDUZIONE→individuazione del ‘cargo’ NUCLEAZIONE→ formazione dell’AUTOFAGOSOMA attorno al cargo ESPANSIONE e COMPLETAMENTO dell’ autofagosoma FUSIONE DELL’ AUTOFAGOSOMA coi LISOSOMI e formazione dell’ AUTOFAGOLISOSOMA DIGESTIONE e RICICLO macromolecole ottenute dalla degradazione In condizione di presenza di nutrienti TOR e altre kinasi inducono iperfosforilazione di ATG13 e ipofosforilazione di ATG1 nel complesso ATG1/ATG13 promuovendone la loro dissociazione. In condizione di poco nutrimento ATG1 e ATG13 e le subunità accessorie ATG101 e FIP200 sono assemblate Il complesso ATG1/ATG13 attivato promuove il legame di ATG9 e l’inizio della formazione dell’Autofagosoma Il fattore VPS34 con altri cofattori media l’aggiunta di PI3P (fosfatidilinositolo 3 fosfato) alla fagospora che ne provoca la nucleazione Il complesso ATG12/ATG5/ATG16 permette invece l’espansione della fagospora e la sua chiusura mediata da ATG8 e PE (fosfatidiletanolamina) ATG8-PE mediata dal fattore FYCO permette l’aggancio dell’autofagosoma al microtubulo e il suo trasporto attraverso il tonoplasto Infine c’è la degradazione del ‘cargo’