Peccato originale antigenico
Il peccato originale antigenico, conosciuto anche come effetto Hoskins[1] si riferisce alla propensione del sistema immunitario umano a utilizzare la memoria immunologica invece di ricreare nuovi anticorpi in seguito a una seconda esposizione al patogeno, anche se con caratteristiche diverse da quello originario.
Questo effetto obbliga il sistema immunitario a 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 analogia 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."
Nei linfociti B
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 vaccini
Il peccato originale antigenico è di particolare importanza nell'applicazione e nello sviluppo dei vaccini.[7]
Virus dengue
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 quattro i sierotipi di virus sta consentendo alla ricerca di sviluppare un vaccino del dengue universale.[9]
Virus dell'influenza
A causa di questo effetto, sia la specificità sia 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:
- vaccino contro la pandemia influenzale del 2009 del ceppo H1N1;
- vaccino contro l'influenza stagionale A/Brisbane/59/2007 (H1N1).
Nei linfociti T citotossici
Un fenomeno simile è stato descritto nelle cellule T citotossiche (CTLs).[11]
Le conseguenze del peccato originale antigenico nei vaccini
Virus dengue
È stato dimostrato che durante una seconda infezione per mezzo di una diversa specie del virus dengue, i CTLs preferiscono rilasciare citochine invece di 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 C
Diversi gruppi di ricerca hanno provato a progettare dei vaccini per HIV e 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]
Note
- ↑ John Treanor, Flu Vaccine—Too Much of a Good Thing?, in The Journal of Infectious Diseases, vol. 215, n. 7, 9 febbraio 2017, pp. 1017-1019, DOI:10.1093/infdis/jix075. URL consultato il 23 ottobre 2022.
- ↑ Deem, Michael W.The Adaptive Immune Response Archiviato il 4 luglio 2008 in Internet Archive. Rice University
- ↑ Thomas Francis Jr, On the doctrine of original antigenic sin, in Proceedings of the American Philosophical Society, vol. 104, n. 6, 1960, pp. 572-578, JSTOR 985534.
- ↑ Krause R, The swine flu episode and the fog of epidemics, in Emerg Infect Dis, vol. 12, n. 1, 2006, pp. 40-43, DOI:10.3201/eid1201.051132, PMC 3291407, PMID 16494715.
- ↑ Influenza Informazioni tecniche, su epicentro.iss.it. URL consultato il 15 novembre 2017.
- ↑ 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,DOI: 10.1038/nm1216 PMID 15812491
- ↑ 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, n. 9, September 2011, pp. 1519-1523, DOI:10.1128/CVI.05053-11, PMC 3165229, PMID 21813667.
- ↑ 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, n. 1, January 2011, pp. 410-421, DOI:10.1128/JVI.01826-10, PMC 3014204, PMID 20980526.
- ↑ 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, n. 2, 2015, pp. 170-177, DOI:10.1038/ni.3058.
- ↑ J.H. Kim, I. Skountzou, R. Compans e J. Jacob, Original antigenic sin responses to influenza viruses., in Journal of Immunology, vol. 183, n. 5, 1º settembre 2009, pp. 3294-301, DOI:10.4049/jimmunol.0900398, PMC 4460008, PMID 19648276.
- 1 2 McMichael AJ, The original sin of killer T cells, in Nature, vol. 394, n. 6692, 1998, pp. 421-422, DOI:10.1038/28738, PMID 9697760.
- ↑ Juthathip Mongkolsapaya, T Cell Responses in Dengue Hemorrhagic Fever: Are Cross-Reactive T Cells Suboptimal?, in J. Immunol., vol. 176, n. 6, 2006, pp. 3821-3829, DOI:10.4049/jimmunol.176.6.3821.