Selezione clonale

La teoria della selezione clonale è una teoria scientifica in immunologia che spiega le funzioni delle cellule (linfociti) del sistema immunitario in risposta a specifici antigeni che invadono il corpo. Il concetto è stato introdotto dal medico australiano Frank Macfarlane Burnet nel 1957, nel tentativo di spiegare la formazione di una varietà di anticorpi durante l'avvio della risposta immunitaria. La teoria è diventata il modello ampiamente accettato su come il sistema immunitario risponde all'infezione e su come alcuni tipi di linfociti B e T sono selezionati per la distruzione di antigeni specifici.

La teoria afferma che in un gruppo preesistente di linfociti (in particolare cellule B), un antigene specifico attiva (cioè seleziona) solo la sua cellula contro-specifica in modo tale che una determinata cellula sia indotta a moltiplicarsi (producendo i suoi cloni) per la produzione di anticorpi. Questa attivazione si verifica in organi linfoidi secondari come la milza e i linfonodi. In breve, la teoria è una spiegazione del meccanismo per la generazione della diversità della specificità dell'anticorpo. Le prime prove sperimentali arrivarono nel 1958, quando Gustav Nossal e Joshua Lederberg mostrarono che una cellula B produce sempre solo un anticorpo. L'idea si è rivelata il fondamento dell'immunologia molecolare, soprattutto nell'immunità adattativa.

postulati

La teoria della selezione clonale può essere sintetizzata con i seguenti quattro principi:

Ogni linfocita porta un singolo tipo di recettore con una specificità unica (mediante ricombinazione V (D) J).
L'occupazione dei recettori è necessaria per l'attivazione cellulare.
Le cellule effettrici differenziate derivate da un linfocita attivato recheranno recettori di identica specificità della cellula parentale.
Quei linfociti portatori di recettori per le molecole di se saranno distrutti in una fase precoce.

Primi lavori

Nel 1900, Paul Ehrlich propose la cosiddetta teoria della catena laterale della produzione di anticorpi. Secondo esso, alcune cellule presentano sulla loro superficie diverse "catene laterali" (cioè anticorpi legati alla membrana) in grado di reagire con diversi antigeni. Quando arriva un antigene, si lega a una catena laterale corrispondente. Quindi la cellula smette di produrre tutte le altre catene laterali e inizia un'intensa sintesi e secrezione della catena laterale legante l'antigene come anticorpo solubile. Questa era una teoria della selezione (anche se non clonale) molto più accurata delle teorie istruttive che hanno dominato l'immunologia nei prossimi decenni.

Nel 1955, l'immunologo danese Niels Jerne avanzò l'ipotesi che ci fosse già una vasta gamma di anticorpi solubili nel siero prima di qualsiasi infezione. L'ingresso di un antigene nel corpo comporta la selezione di un solo tipo di anticorpo per abbinarlo. Ciò può accadere da alcune cellule che fagocitano i complessi immunitari e in qualche modo replicano la struttura dell'anticorpo per produrne di più.

Ulteriori lavori

Nel 1957, David W. Talmage ipotizzò che gli antigeni si legassero agli anticorpi sulla superficie delle cellule produttrici di anticorpi e "solo quelle cellule sono selezionate per la moltiplicazione il cui prodotto sintetizzato ha affinità con l'antigene". La differenza chiave dalla teoria di Ehrlich era che si presumeva che ogni cellula sintetizzasse un solo tipo di anticorpo. Dopo il legame dell'antigene la cellula prolifera, formando un clone che produce lo stesso anticorpo.

Teoria della selezione clonale di Burnet

Più tardi nello stesso anno, l'immunologo australiano Frank Macfarlane Burnet pubblicò un documento intitolato "Una modifica della teoria di Jerne sulla produzione di anticorpi usando il concetto di selezione clonale" in un piuttosto oscuro Journal of Science australiano . In esso Burnet espande le idee di Talmage e lo chiama "teoria della selezione clonale". Formalizzò ulteriormente la teoria nel suo libro del 1959 The Clonal Selection Theory of Acquired Immunity . Spiegò la memoria immunologica come la clonazione di due tipi di linfociti. Un clone agisce immediatamente per combattere le infezioni mentre l'altro è più duraturo, rimanendo a lungo nel sistema immunitario, il che si traduce in immunità a quell'antigene. Secondo l'ipotesi di Burnet tra gli anticorpi vi sono molecole che possono corrispondere probabilmente con vari gradi di precisione a tutti, o praticamente a tutti, i determinanti antigenici che si verificano in materiale biologico diverso da quello caratteristico del corpo stesso. Ogni tipo di pattern è un prodotto specifico di un clone di linfociti ed è l'essenza dell'ipotesi che ogni cellula abbia automaticamente a disposizione sui suoi siti reattivi rappresentativi di superficie equivalenti a quelli della globulina che producono. Quando un antigene entra nel sangue o nei fluidi tissutali, si presume che si legherà alla superficie di qualsiasi linfocita che trasporta siti reattivi che corrispondono a uno dei suoi determinanti antigenici. Quindi la cellula viene attivata e subisce la proliferazione per produrre una varietà di discendenti. In questo modo, verrà avviata la proliferazione preferenziale di tutti quei cloni i cui siti reattivi corrispondono ai determinanti antigenici sull'antigene utilizzato. I discendenti saranno in grado di liberare attivamente anticorpi e linfociti solubili che possono svolgere le stesse funzioni delle forme parentali.

Nel 1958, Gustav Nossal e Joshua Lederberg mostrarono che una cellula B produce sempre solo un anticorpo, che fu la prima prova per la teoria della selezione clonale.

Teorie supportate dalla selezione clonale

Burnet e Peter Medawar hanno lavorato insieme per comprendere la tolleranza immunologica, un fenomeno spiegato anche dalla selezione clonale. Questa è la capacità dell'organismo di tollerare l'introduzione di cellule senza una risposta immunitaria fintanto che ciò si verifica all'inizio dello sviluppo dell'organismo. Esiste un vasto numero di linfociti che si verificano nel sistema immunitario che vanno dalle cellule che tollerano il tessuto stesso alle cellule che non tollerano il tessuto stesso. Tuttavia, solo le cellule tolleranti al tessuto stesso sopravviveranno allo stadio embrionale. Se viene introdotto il non-tessuto, i linfociti che si sviluppano saranno quelli che includevano i non-tessuto come tessuto.

Nel 1959 Burnet propose che in determinate circostanze, i tessuti potessero essere trapiantati con successo in riceventi stranieri. Questo lavoro ha portato a una comprensione molto maggiore del sistema immunitario e anche a grandi progressi nel trapianto di tessuti. Burnet e Medawar hanno condiviso il premio Nobel per la fisiologia o la medicina nel 1960.