Peccato originale antigenico

Il peccato originale antigenico: Quando il corpo incontra per la prima volta un patogeno, egli produce degli anticorpi efficienti contro il suo antigene dominante (sfere grandi blu), riuscendo così ad estinguere l'infezione. Ma quando il patogeno si ripresenterà, stavolta con un nuovo antigene dominante (triangoli grandi rossi), il sistema immunitario continuerà a produrre anticorpi contro il vecchio antigene (stavolta recessivo) e non avvierà nessun processo cellulare volto a creare nuovi anticorpi contro il nuovo antigene dominante. Il risultato è l'inefficienza dei vecchi anticorpi contro il patogeno e pertanto una risposta immunitaria debole.

Il peccato originale antigenico, conosciuto anche come "effetto Hoskins",[1] si riferisce alla propensione del sistema immunitario umano ad utilizzare la memoria immunologica piuttosto che ricreare nuovi anticorpi in seguito ad una seconda esposizione al patogeno, anche se con caratteristiche diverse da quello originario.

Questo effetto obbliga il sistema immunitario ad utilizzare la stessa tipologia di risposta contro lo stesso antigene, impedendogli di maturare nuove risposte contro lo stesso patogeno (es. virus o batterio) che nel frattempo è in fase di evoluzione. Il peccato originale antigenico è stato descritto per il virus dell'influenza, virus dengue, virus dell'immunodeficienza umana (HIV) e tanti altri.[2]

Questo fenomeno venne descritto per la prima volta nel 1960 da Thomas Francis, Jr. nell'articolo "On the Doctrine of Original Antigenic Sin" (sulla dottrina del peccato originale antigenico") e venne denominato così per anologia al concetto teologico del peccato originale; solo in seguito venne citato da Richard Krause.[3][4] che pronunziò nella sua opera:

"The antibody of childhood is largely a response to dominant antigen of the virus causing the first type A influenza infection of the lifetime. [...] The imprint established by the original virus infection governs the antibody response thereafter. This we have called the Doctrine of the Original Antigenic Sin."

«Nella vita, durante la prima infezione dal virus dell'influenza di tipo A, il bambino produrrà anticorpi diretti principalmente contro l'antigene dominante del patogeno [...] L'impronta del primo ceppo di virus nel sistema immunitario condizionerà le future risposte immunitarie. Questo è quello che intendiamo come "peccato originale antigenico"»

Nei linfociti BModifica

 
Un esempio delle conseguenze del peccato originale antigenico. Una cellula B della memoria riconosce con estrema affinità e specificità il "virus A" producendo così degli anticorpi "Anti-Virus A". Il virus A1, a causa della memoria del sistema immunitario, verrà riconosciuto e attaccato dalle cellule B della memoria che continueranno a produrre "anticorpi anti-virus A" e non "anticorpi anti-virus A1". A causa di ciò, i linfociti B vergini non sono attivati e non sono stimolati a produrre nuovi anticorpi "anti-virus A1"; addirittura la loro azione viene inibita dagli anticorpi delle cellule della memoria. Questo processo porta ad una risposta immunitaria più debole contro il nuovo ceppo A1 del virus.

In seguito a un'infezione primaria da parte di un patogeno, il sistema immunitario genererà le cellule B della memoria che rimarranno per molto tempo nel corpo e doneranno protezione contro le successive infezioni.

I linfociti B della memoria reagiranno al patogeno se si ripresenterà di nuovo nell'umore dell'organismo, attraverso due tappe principali:

  • riconoscimento di specifici epitopi sulla superficie delle proteine del non self (es. proteine virali);
  • produzione di anticorpi antigene-specifici.

Queste tappe avvengono più velocemente rispetto a quelle dei linfociti B non ancora attivati (detti anche vergini o naÏve) e aumentano pertanto l'efficienza della risposta immunitaria contro lo stesso patogeno.

Durante le infezioni primarie e secondarie o in seguito a vaccinazione, un virus può andare incontro a spostamento antigenico (o "shift" antigenico)[5] , un processo caratterizzato da eventi naturali di mutazione degli epitopi (es. le proteine di membrana del virus) e può evadere i sistemi di protezione progettati dal sistema immunitario, nonostante l'attivazione delle cellule B della memoria. Questo può avvenire per diverse ragioni:

  • gli anticorpi prodotti dalle cellule B della memoria non riescono a legarsi agli epitopi alterati;
  • questi anticorpi inibiscono l'attivazione di nuovi linfociti B vergini che permetterebbero di generare anticorpi più efficienti contro il patogeno evoluto.[6]

Le conseguenze del peccato originale antigenico nei vacciniModifica

Il peccato originale antigenico è di particolare importanza nell'applicazione e nello sviluppo dei vaccini.[7]

Virus dengueModifica

Nella febbre dengue, il peccato originale antigenico ha avuto delle implicazioni importanti per lo sviluppo del vaccino contro l'omonimo virus. Una volta che è stata elaborata una risposta contro un particolare sierotipo del virus dengue, è improbabile che una seconda vaccinazione sarà efficace; ciò implica che già dalla prima dose di vaccino si devono scatenare contemporaneamente delle risposte immunitarie contro tutti e quattro i sierotipi del virus.[8] Nel 2015 una nuova classe di anticorpi neutralizzanti tutti e 4 i sierotipi di virus sta consentendo alla ricerca di sviluppare un vaccino del dengue universale.[9]

Virus dell'influenzaModifica

A causa di questo effetto, sia la specificità che la qualità della risposta immunitaria contro i nuovi ceppi del virus dell'influenza sono ridotte in persone che sono ripetutamente immunizzate (per mezzo di un'esposizione continua al virus o a causa di particolari vaccinazioni).[10] Ad esempio, diversi ricercatori hanno dimostrato una minore risposta immunitaria mediata dagli anticorpi in individui che hanno assunto i seguenti vaccini contro questo virus a distanza di tre mesi:

Nei linfociti T citotossiciModifica

Un fenomeno simile è stato descritto nelle cellule T citotossiche(CTLs).[11]

Le conseguenze del peccato originale antigenico nei vacciniModifica

Virus dengueModifica

È stato dimostrato che durante una seconda infezione per mezzo di una diversa specie del virus dengue, i CTLs preferiscono rilasciare citochine piuttosto che causare la lisi della cellula. Come risultato, la produzione di queste citochine si pensa aumenti la permeabilità vascolare esacerbando il danno delle cellule endoteliali.[12]

Virus dell'HIV e dell'epatite CModifica

Diversi gruppi di ricerca hanno provato a progettare dei vaccini per HIV ed il virus dell'epatite C basati sull'induzione di risposte mediate dai CTLs.

La scoperta che la risposta dei CTLs possa essere influenzata dal peccato originale antigenico ha portato a comprendere l'inefficacia di questi vaccini. Ad esempio, virus come quelli dell'HIV sono altamente mutageni: questo comporta la creazione di nuovi epitopi che non saranno riconosciuti da un ipotetico vaccino anti-HIV. Il vaccino potrebbe addirittura peggiorare lo status di infezione, vincolando la risposta immunitaria soltanto al primo ceppo di virus incontrato e non ai successivi.[11]

NoteModifica

  1. ^ FDA Center for Biologics Evaluation and Research Vaccines and Related Biological Products: Advisory Committee(RTF)
  2. ^ Deem, Michael W.The Adaptive Immune Response Rice University
  3. ^ Thomas Francis Jr, On the doctrine of original antigenic sin, in Proceedings of the American Philosophical Society, vol. 104, nº 6, 1960, pp. 572–578, JSTOR 985534.
  4. ^ Krause R, The swine flu episode and the fog of epidemics, in Emerg Infect Dis, vol. 12, nº 1, 2006, pp. 40–43, DOI:10.3201/eid1201.051132, PMC 3291407, PMID 16494715.
  5. ^ Influenza Informazioni tecniche, su www.epicentro.iss.it. URL consultato il 15 novembre 2017.
  6. ^ Lambert PH, Liu M, Siegrist CA (2005). "Can successful vaccines teach us how to induce efficient protective immune responses?". Nat Med 11(4 Suppl): S54-62,DOI10.1038/nm1216 PMID 15812491
  7. ^ Yoon Seok Choi, Yun Hee Baek, Wonseok Kang, Seung Joo Nam, Jino Lee, Sooseong You, Dong-Yeop Chang, Jong-Chan Youn, Young Ki Choi e Eui-Cheol Shin, Reduced Antibody Responses to the Pandemic (H1N1) 2009 Vaccine after Recent Seasonal Influenza Vaccination, in Clinical and Vaccine Immunology, vol. 18, nº 9, September 2011, pp. 1519–1523, DOI:10.1128/CVI.05053-11, PMC 3165229, PMID 21813667.
  8. ^ Claire M. Midgley, Martha Bajwa-Joseph, Sirijitt Vasanawathana, Wannee Limpitikul, Bridget Wills Aleksandra Flanagan, Emily Waiyaiya, Hai Bac Tran, Alison E. Cowper, Pojchong Chotiyarnwon, Jonathan M. Grimes, Sutee Yoksan, Prida Malasit, Cameron P. Simmons, Juthathip Mongkolsapaya e Gavin R. Screaton, An In-Depth Analysis of Original Antigenic Sin in Dengue Virus Infection, in Journal of Virology, vol. 85, nº 1, January 2011, pp. 410–421, DOI:10.1128/JVI.01826-10, PMC 3014204, PMID 20980526.
  9. ^ Wanwisa Dejnirattisai, Juthathip Mongkolsapaya, Wiyada Wongwiwat, Sunpetchuda Supasa, Xiaokang Zhang, Xinghong Dai, Alexander Rouvinski, Amonrat Jumnainsong, Carolyn Edwards, Nguyen Than Ha Quyen, Thaneeya Duangchinda, Jonathan M Grimes, Wen-Yang Tsai, Chih-Yun Lai, Wei-Kung Wang, Prida Malasit, Jeremy Farrar, Cameron P Simmons, Z Hong Zhou, Felix A Rey e Gavin R Screaton, A new class of highly potent, broadly neutralizing antibodies isolated from viremic patients infected with dengue virus, in Nature Immunology, vol. 16, nº 2, 2015, pp. 170–177, DOI:10.1038/ni.3058.
  10. ^ J.H. Kim, I. Skountzou, R. Compans e J. Jacob, Original antigenic sin responses to influenza viruses., in Journal of Immunology, vol. 183, nº 5, 1º settembre 2009, pp. 3294–301, DOI:10.4049/jimmunol.0900398, PMC 4460008, PMID 19648276.
  11. ^ a b McMichael AJ, The original sin of killer T cells, in Nature, vol. 394, nº 6692, 1998, pp. 421–422, DOI:10.1038/28738, PMID 9697760.
  12. ^ Juthathip Mongkolsapaya, T Cell Responses in Dengue Hemorrhagic Fever: Are Cross-Reactive T Cells Suboptimal?, in J. Immunol., vol. 176, nº 6, 2006, pp. 3821–3829, DOI:10.4049/jimmunol.176.6.3821.

Voci correlateModifica