In caso di infezione microbica, il corpo deve essere avvisato della presenza di potenziali agenti patogeni dannosi. Questo si ottiene attraverso recettori specializzati conosciuti come recettori di riconoscimento del modello (PPRs) che sono prevalentemente espressi sulle cellule immunitarie.
Questi recettori riconoscono strutture molecolari conservate conosciute come modelli molecolari associati al patogeno o al danno (PAMPs e DAMPs) che si trovano in microbi come batteri, virus, parassiti o funghi. Questi motivi sono di solito specifici del microrganismo (cioè non sono presenti nell’ospite e quindi sono considerati come “non-self”). Sono anche essenziali per la sua vitalità e quindi meno soggetti a cambiamenti che renderebbero altrimenti più difficile il loro riconoscimento da parte dell’ospite.
Uno dei PAMP meglio caratterizzati è il lipopolisaccaride (LPS), un componente specifico dei batteri gram – che viene riconosciuto dal recettore Toll-like TLR4.
Di seguito sono riportati alcuni esempi di PAMP (Figura 1):
Glicani
- Lipoglicani come il lipopolisaccaride, un componente della membrana esterna dei batteri gram
- Peptidoglicani come il muramil dipeptide batterico
- b-1,3-glucani dalla parete cellulare di varie specie di funghi
Proteine
- batteri flagellin
Acidi nucleici (RNA o DNA)
Gli acidi nucleici microbici di solito hanno caratteristiche che sono riconosciuti come non-self dall’ospite.
- Localizzazione: gli acidi nucleici microbici possono essere trovati in luoghi specifici come gli endosomi dove normalmente gli acidi nucleici dell’ospite non sono presenti. Per esempio, il TLR7 riconosce l’RNA virale negli endosomi.
- Proprietà: gli acidi nucleici microbici hanno spesso una struttura specifica, lunghezza o modifica come il DNA batterico che contiene ripetizioni non metilate di dinucleotide CpG o l’RNA virale a doppio filamento (ds) o a filamento singolo (ss).
Per individuare agenti patogeni come batteri e virus, il sistema immunitario è dotato di recettori chiamati recettori di riconoscimento del modello (PRR) che sono specializzati nel loro riconoscimento. Questi recettori sono un elemento chiave del sistema immunitario innato. Sono espressi principalmente dalle cellule che presentano l’antigene, come le cellule dendritiche e i macrofagi, ma si trovano anche in altre cellule immunitarie e non immunitarie.
Le PRR sono divise in quattro famiglie:
- Ricettori simili al poll (TLR)
- Ricettori simili al dominio di oligomerizzazione legato al nucleotide (NLR)
- Ricettori di lectina di tipo C (CLR)
- Ricettori simili alRIG-1 (RLR)
Questi recettori sono strategicamente localizzati nella cellula. Sono presenti sulla superficie cellulare per riconoscere gli agenti patogeni extracellulari come i batteri o i funghi, negli endosomi dove percepiscono gli invasori intracellulari come i virus e infine nel citoplasma.
Questi recettori riconoscono le strutture molecolari conservate degli agenti patogeni. Questi motivi chiamati schemi molecolari associati al patogeno o al microbo (PAMPs o MAMPs) sono di solito specifici del microrganismo ed essenziali per la sua vitalità. I PAMPs che sono stati identificati finora sono proteine (per esempio la flagellina batterica), acidi nucleici (per esempio l’ssRNA virale) o glicani (per esempio il lipopolisaccaride batterico (LPS)).
Le quattro famiglie di PRR di solito differiscono nel loro riconoscimento del ligando, nella trasduzione del segnale e nella localizzazione sub-cellulare (Figura). All’attivazione, inducono varie risposte cellulari tra cui la trascrizione di diversi geni che alla fine porteranno all’eliminazione del patogeno. Spesso cooperano anche tra loro per assicurare che la risposta sia ottimale. Oltre al loro ruolo nell’immunità innata, alcuni di questi recettori (per esempio NLR) sono anche coinvolti nel rilevamento di segnali di “pericolo” derivanti da perturbazioni dei normali processi cellulari.
