L'immunologia clinica si occupa dello studio delle malattie del sistema immune o causate da un'alterazione funzionale di questo.
Tra le malattie che colpiscono il sistema immunitario vi sono quelle causate da alcuni lentivirus (virus lenti) quali i virus HTLV ed il più conosciuto HIV. Quest'ultimo virus, attraverso complessi meccanismi di interazione recettoriale, è in grado di infettare le cellule, in particolare i linfociti T e relative sottopopolazioni ed i macrofagi, che hanno sulla loro superficie una proteina chiamata CD4. La progressiva alterazione di tali cellule, fondamentali per la difesa contro le infezioni, porta all'AIDS, acronimo che sta per Sindrome da Immunodeficienza acquisita, in cui l'individuo infetto non è più capace di difendersi dalle infezioni.
Per quanto riguarda le malattie causate da alterazioni del sistema immune vanno ricordate: le immunodificienze primitive, ossia indotte da difetti genetici, nelle quali una parte del sistema immune non riesce a generare una risposta adeguata all'attacco di un agente patogeno, e le malattie autoimmuni, dove il sistema immune attacca componenti del suo stesso organismo non riconoscendoli più come parte di sè (es.: artrite reumatoide). Altre malattie del sistema immunitario includono le ipersensitività, dove il sistema risponde in maniera inappropriata a composti innocui (es.: asma, allergie).
Questa branca dell'immunologia si occupa anche dei rigetti in seguito a trapianti, dove il sistema immune riconosce come estranei e attacca gli organi o altri componenti che vengono trapiantati da un altro essere vivente (sia da un altro della stessa specie -allotrapianti- che da specie diverse -xenotrapianti-). Lo scopo di questi studi è trovare un modo per evitare tale rigetto, attualmente basato su farmaci antirigetto, che indeboliscono il sistema immune.
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