Difetti di espressione per recettori adesivi: Leukocyte Adhesion Deficiency Syndromes (LADs) (Leucociti) Sindrome di Bernard-Soulier (Piastrine) Tromboastenia di Glanzmann (Piastrine) Principali famiglie di molecole adesive b8 aD b6 b2 aX aL b5 av aM a9 b1 a1 a4 b3 a6 aIIb b7 b4 aE EPITELI LEUCOCITI b8 aD b6 b2 aX aL aM b5 av UBIQUITARIE b1 a1 a4 a9 PIASTRINE, LEUC. ALTRE CELLS b3 a6 aIIb b7 b4 LEUCOCITI aE EPITELI ATTIVAZIONE DELL’ADESIVITA’ DELLE INTEGRINE MEDIANTE “INSIDE-OUT” SIGNALING (A) Integrin architecture and schematic representation of integrin activation. Specific contacts between the ectodomains, the TM, and cytoplasmic domains keep the integrin in its bent conformation. Separation of the integrin legs, TM, and cytoplasmic domains occurs during integrin activation, resulting in an extended integrin conformation. The subunit is shown in green and the β subunit in violet. (B) A closer look at the interacting site (orange rectangle) between the TM and membrane proximal cytoplasmic domains of the and β subunits. The membrane proximal (MP) and distal (MD) NPxY/NxxY motifs within the β tail are indicated. (C and D) Schematic drawings of the integrin-activating proteins talin (C) and kindlin (D). The FERM domains are depicted as balls subdivided into three subdomains, F1 to F3. Kindlins contain a PH domain inserted into the F2 subdomain. Domain sizes are not to scale, and talin is shown as a monomer for simplicity. In risposta ad un danno a qualsiasi tessuto, sia causato da microorganismi che rilasciano tossine citotossiche o danneggiano le cellule (virus), sia dovuto a traumi o altre cause che inducono morte cellulare viene messa in atto una risposta stereotipata che coinvolge i sistemi polimolecolari solubili del plasma e diversi tipi di cellule: L’infiammazione o flogosi I sintomi più importanti della flogosi (cardinali) sono: • calor (aumento della temperatura locale dovuto all'aumentata vascolarizzazione) • tumor (gonfiore determinato dalla formazione dell’essudato) • rubor (arrossamento legato all’ aumentato afflusso di sangue nella regione interessata – iperemia attiva e passiva. • dolor (causato dalla stimolazione di terminazioni sensitivi da parte dell’essudato o di mediatori che si legano a recettori specifici dei neuroni sensitivi) • functio laesa (compromissione funzionale della zona colpita) L’infiammazione è stata definita una “double-edged sword” (spada a doppio taglio) Agenti patogeni Agenti non infettivi: i) particelle non degradabili; ii) complessi Ag-Ab; iii) sostanze tossiche Danno tessutale Infiammazione “sterile” Infiammazione Uccisione del microorganismo Mancata uccisione (virus epatite, Micobatteri tubercolosi e lebbra, Protozoi) Persistenza dell’infiammazione GUARIGIONE Danno tessutale, fibrosi, Vi sono 2 principali fasi (e forme) di infiammazione: Angioflogosi: prevalgono i fenomeni vasculo-essudativi (modificazione del calibro dei vasi, dell’afflusso di sangue al microcircolo, della permeabilità vascolare) Istoflogosi: accumulo di cellule di diverso tipo nell’interstizio tessutale e reazione di tipo fibrotico Le reazioni infiammatorie hanno come sede di sviluppo il microcircolo Formazione dell’edema in relazione ai cambiamenti della pressione idrostatica e colloido-osmotica In condizioni normali la salda interazione tra cellule endoteliali non consente il passaggio di proteine. Nel distretto arteriolare del capillare, l’elevata pressione idrostatica spinge acqua ed elettroliti nell’interstizio Una serie di mediatori generati Nel corso di reazioni infiammatorie determinano importanti modificazioni del microcircolo Iperemia attiva: Vasodilatazione arteriolare Apertura degli sfinteri pre-capillari Aumento della permeabilità per contrazione delle cellule endoteliali In condizioni normali la pressione Idrostatica nel distretto venulare del capillare è bassa e prevale la pressione oncotica del plasma che richiama circa il 90% del liquido all’interno del vaso. Il restante 10% del liquido interstiziale viene drenato attraverso il sistema linfatico Iperemia passiva: Rallentamento del flusso nel letto capillare aperto e dilatato. Compressione della parete venulare da parte del liquido uscito nell’interstizio (essudato o edema essudatizio) PECAM-1, JAM.1, CD99 Figura 13.22 - Interazione leucociti/endotelio a stadi successivi. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Figura 13.27 - Schema delle quattro famiglie delle chemiochine. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Figure 1. Role of heparan sulfate in leukocyte entry into sites of inflammation. In response to inflammatory stimuli, such as a bacterial infection, resident macrophages in tissues produce both chemokines (such as interleukin-8) that attract leukocytes into tissues and cytokines (such as tumor necrosis factor, TNF) that trigger the display of preformed P-selectin on the luminal surface of endothelial cells. Cytokines can also induce the expression of Eselectin by endothelial cells (not shown). Endothelial heparan sulfate is depicted as playing an important role in L-selectin binding, in chemokine presentation to chemokine receptors on neutrophils, and in the transportation of chemokines, produced by tissue macrophages (and neutrophils), across the endothelial cell barrier. ICAM, intercellular adhesion molecule; PSGL, P-selectin glycoprotein ligand-1. Parish Nature Immunol. 6:861-862, 2005 This schematic representation shows bent (a), extended (b) and ligand-bound (c) forms of an integrin protein, inserted into the plasma membrane of a cell. The conformational equilibria between each state are regulated either by the binding of cytoskeletal or signalling factors to the intracellular domains (below the membrane) or by ligand binding (blue rectangles). a, In the bent form, the head region points inwards towards the cell surface, and has low affinity for other molecules. b, In the extended form, the head region points away from the surface, allowing it to engage other molecules; the different domains that make up the head region also alter its shape (not shown), increasing the affinity of ligand binding. c, Ligand engagement stabilizes an outward swing of the -subunit (right-hand leg) and potentially allows variable leg separation. TABLE 1. Integrins expressed by phagocytic cells Integrins Ligands b1 a4/b1 (CD49d/CD29; VLA-4) a5/b1 (CD49e/CD29; VLA-5) a6/b1 (CD49f/CD29; VLA-6) Fibronectin, VCAM-1 (CD106) Fibronectin Laminin b2 aL/b2 (CD11a/CD18; LFA-1) aM/b2 (CD11b/CD18; CR3; Mac-1) ax/b2 (CD11c/CD18; gp150/95) aD/b2 (CD11d/CD18) ICAM-1, ICAM-2, ICAM-3, JAM-1 ICAM-1, ICAM-2, C3bi, Fibrinogen, Factor X, High molecular weight kinogen, Filamentous hemagglutinin of bordetella pertussis, Lipophosphoglycan and gp63 of leishmania mexicana, Histoplasma capsulatum, Lipopolysaccharide, bglucan, Heparin, Neutrophil inhibitory factor (NIF), Oligodeoxynucleotides, Elastase Fibrinogen, Lipopolysaccharide, C3bi ICAM-3 b3 av/b3 (CD51/CD61) Vitronectin, Entactin and other RGD- and KGAGDV containing ECM proteins The leukocyte adhesion cascade e le LAD syndromeS LAD II Syk LAD, III LAD I Ley K., Laudanna C. et al. Nature Rev. Immunol. 7:678, 2007 Difetti di interazioni adesive rappresentano la causa di “Leukocyte Adhesion Deficiency” (LAD) di cui sono conosciute 3 forme PATOLOGIE DOVUTE AD ALTERAZIONE DELL’ESPRESSIONE DI MOLECOLE ADESIVE PIASTRINICHE Figura 53.1 - Sequenza dell'emostasi e sistemi coinvolti. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. Difettiva quantità o struttura nella Malattia di Von Willebrand Difettiva espressione o funzione Nella Sindrome di Bernard-Soulier Difettiva espressione o funzione Nella Tromboastenia di Glanzmann aIIbb3 a2b1 Il recettore per il fattore di von Willebrand Clemetson, K. J. Blood 2007;109:393-394 Copyright ©2007 American Society of Hematology. Copyright restrictions may apply. AGGREGOMETRO PIASTRINE NON AGGREGATE PIASTRINE AGGREGATE FONTE LUMINOSA PLASMA NORMALE+ RISTOCETINA Aggregazione (“agglutinazione”) PLASMA DI PAZIENTE CON MALATTIA DI VW O BERNARD-SOULIER + RISTOCETINA PLASMA DI PAZIENTE CON MALATTIA DI VW + PLASMA NORMALE+ RISTOCETINA Aggregazione (“agglutinazione”) PLASMA DI PAZIENTE CON SINDROME DI BERNARD-SOULIER + PLASMA NORMALE+ RISTOCETINA FLUSSO aIIbb3 FIBRINOGENO aIIbb3 gpIb-IX-V aIIbb3 gpIb-IX-V a2b1 collagene RGD a5b1 fibronectina A1 A3 VWF a5b1 gpIb-IX-V aIIbb3 aIIbb3 PRINCIPALI MOLECOLE ADESIVE ESPRESSE DALLE PIASTRINE ED IMPLICATE NELL’ADESIONE E AGGREGAZIONE PIASTRINICA ADESIONE a2b1 collagene a5b1 fibronectina gpIb-IX-V GPVI avb3 gchain vitronectina collagene ADESIONE E AGGREGAZIONE Von Willebrand factor (VWF) aIIbb3 AGGREGAZIONE Fibrinogeno, fibronectina, VWF, CD40ligand CD36 trombospondina Figura 53.4 - Aggregazione piastrinica studiata all'aggregometro di Born (curva superiore) e al microscopio elettronico durante la progressione dell'aggregazione. Dal volume: Pontieri “Patologia Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. AGGREGANTI ESOGENI ADESIONE “RILASCIO” DI AGGREGANTI ENDOGENI AGGREGANTI ESOGENI GENERAZIONE DI SEGNALI ATTIVANTI aIIbb3 AGGREGAZIONE PRIMARIA SECREZIONE a GRANULI AGGREGANTI ESOGENI AGGREGAZIONE SECONDARIA bivalirudin prasugrel L’IMPORTANZA DELL’INTERAZIONE aIIbb3-fibrinogeno nell’aggregazione piastrinica è validata NO dalla individuazione di farmaci che competono con questa interazione, inibendo fortemente l’aggregazione piastrinica L’IMPORTANZA DE Usati in PCI: Percutaneous coronary intervention KGD/RGD mimetic TROMBINA CATECOLAMINE (a2Rs) PAF TROMBOXANO A2 ADP COLLAGENE VWF TROMBINA CATECOLAMINE (a2Rs) PAF GENERAZIONE DI SEGNALI ATTIVANTI aIIbb3 AGGREGAZIONE PRIMARIA SECREZIONE a GRANULI TROMBINA PAF AGGREGAZIONE SECONDARIA TROMBINA ADESIONE TROMBINA CATECOLAMINE (a2Rs) CATECOLAMINE (a2Rs) ADP ADP PAF PAF ASPIRINA E ALTRI TROMBOXANO A2 GENERAZIONE DI SEGNALI ATTIVANTI FANS aIIbb3 - - AGGREGAZIONE PRIMARIA SECREZIONE a GRANULI TROMBINA PAF AGGREGAZIONE SECONDARIA FOSFOLIPASI A2 FOSFOLIPIDE ACIDO ARACHIDONICO (20:4) LISOFOSFOLIPIDE Aciltransferasi PAF ENDOPEROSSIDI (PGG2/PGH2) CICLOOSSIGENASI Tromboxan sintetasi TROMBOXANO A2 (TXA2) Prostaciclin sintetasi PROSTACICLINA (PGI2) Prostaglandin sintetasi PROSTAGLANDINE (PGE2/PGD2) FOSFOLIPIDE ACIDO ARACHIDONICO (20:4) Aggregante piastrinico Vasocostrittore Broncocostrittore ENDOPEROSSIDI (PGG2/PGH2) TROMBOXANO A2 (TXA2) PROSTACICLINA (PGI2) Anti-aggregante piastinico Vasodilatatore Broncodilatatore CAUSE PRINCIPALI DI TROMBOCITOPENIE I. • • DIMINUITA PRODUZIONE DI MEGACARIOCITI INFILTRAZIONE MIDOLLARE (TUMORI, FIBROSI) APLASIA MIDOLLARE (ANEMIA APLASTICA, FARMACI, ALCOLISMO) II. SEQUESTRAZIONE SPLENICA NEGLI IPERSPLENISMI (ipertensione portale, disordini linfo- e mielo-proliferativi) III. AUMENTATA DISTRUZIONE DI PIASTRINE CIRCOLANTI CAUSE PRINCIPALI DI TROMBOCITOPATIE I. • • DIFETTI DI ADESIONE: Sindrome di Bernard-Soulier Malattia di Von Willebrand II. DIFETTI DI AGGREGAZIONE: Tromboastenia di Glanzmann Difetti di recettori per ADP III. DIFETTI DI SECREZIONE: • Difettiva attività di ciclo-ossigenasi (congenita; da assunzione di aspirina e altri FANS) •Alterata biogenesi dei granuli (“storage pool defects”: sindrome di Chediack-Higashi e di Hermansky-Pudiak) IV. DIFETTI DOVUTI A FARMACI (calcio antagonisti, anestetici, certi antibiotici) V. ALTRI: 1) Sindrome di Wiskott-Aldrich; 2) Sindrome di Scott (difetto di trasporto di fosfatidilserina sulla superficie piastrinica con conseguente ridotta attivazione della coagulazione)