Imunologia insectelor este ramura imunologiei care studiază imunitatea insectelor .
Protecția insectelor împotriva agenților infecțioși este asigurată atât de prezența unui înveliș chitinos puternic , care servește ca un obstacol în calea agentului patogen, cât și de prezența imunității umorale și celulare . Studiile recente indică faptul că insectele au nu numai imunitate înnăscută , ci și imunitate dobândită și memorie imunologică.
Imunitatea celulară a insectelor asigură protecția insectei împotriva agenților infecțioși prin fagocitoză , încapsularea și sinteza melaninei și a derivaților săi care sunt toxici pentru celulele bacteriene. Toate aceste procese apar datorită muncii a trei tipuri de celule: plasmatocite, lamelocite și celule care sintetizează fenol oxidază (celule cristaline). La o insectă adultă, sunt prezente doar plasmatocite de origine larvară, deoarece insecta pierde glandele limfatice în timpul metamorfozei , iar celulele imunocompetente nu mai sunt produse la o insectă adultă. În larva de insecte sunt prezente toate tipurile de celule imunocompetente, totuși, plasmatocitele reprezintă majoritatea acestei populații. Celulele care sintetizează fenol oxidaze reprezintă doar 5% din întreaga populație de hemocite. Lammelocitele apar în hemolimfa unei larve de insecte numai atunci când sunt infectate cu un parazit mare, căruia plasmatocitele nu îi pot face față. Fagocitoza se desfășoară atunci când o plasmocitoză recunoaște o celulă străină sau alterată. De exemplu, fosfolipidele care conțin fosfatidilserina se găsesc pe suprafața celulei într-o stare de apoptoză . Plasmatocitele le recunosc folosind receptori specifici și efectuează fagocitoza . Dacă agentul străin care a intrat în corpul insectei este prea mare, atunci apar lamelocite în populația de hemocite - celule implicate în procesul de încapsulare. Astfel, viespile parazite depun ouă în hemocelul larvelor de Drosophila , care sunt atacate de lamelocite. Lamelocitele se atașează la suprafața oului și formează, de asemenea, contacte între ele, formând o capsulă multistrat care înconjoară oul de parazit și îl izolează de mediul intern al gazdei. La rândul lor, celulele care sintetizează fenol oxidaza sunt astfel capabile să catalizeze oxidarea fenolilor la chinone , care, atunci când sunt polimerizate , formează melanină , care este toxică pentru microorganisme . Astfel, ca și la mamifere, unul dintre procesele cheie ale imunității celulare la insecte este fagocitoza efectuată de celulele plasmatice. Spre deosebire de mamifere, insectele sunt capabile să încapsuleze o potențială amenințare, care ulterior nu este îndepărtată nicăieri, dar rămâne în corpul insectei.
Atunci când celulele de insecte imunocompetente interacționează cu modelele moleculare de pe suprafața microbilor , receptorii corespunzători sunt activați și cascade de semnal sunt declanșate, ducând la activarea transcripției unui număr de gene antimicrobiene și la sinteza proteinelor care funcționează ca agenți antimicrobieni. La insecte, două căi de transducție a semnalului sunt cel mai bine studiate. Acestea sunt calea Toll, declanșată de interacțiunea receptorilor cu ciupercile și bacteriile gram-pozitive (mai precis, cu peptidoglicanul lor ), și calea Imd, declanșată de interacțiunea receptorilor cu peptidoglicanul bacteriilor gram-negative. Ca urmare a lansării ambelor căi, un număr de kinaze intracelulare sunt activate și semnalul primit despre agentul patogen este transmis către nucleu. Activarea factorului de transcripție nuclear IkB în cazul transmiterii semnalului prin cascada de semnalizare Toll duce la mișcarea IkB în nucleu și la transcrierea genelor antimicrobiene.
Ca răspuns la infecția cu Drosophila, peptidele antimicrobiene scurte sunt sintetizate de corpul adipos și de hemocite . Unele dintre ele acționează asupra bacteriilor gram-negative, cum ar fi diptericina, altele asupra celor gram-pozitive, cum ar fi defensina, și asupra infecțiilor fungice, cum ar fi drosomecina. La insecte, au fost deja caracterizate 8 clase de peptide antimicrobiene și probabil că există multe altele. În plus, peptidele antimicrobiene sunt doar o parte a răspunsului unei insecte la invazia patogenului . În Drosophila, au fost identificate 543 de gene a căror transcripție este reglată ca răspuns la infecție. Produșii de expresie ai acestor gene au fost peptide antimicrobiene cunoscute , aproximativ 25 de peptide necunoscute, proteine implicate în recunoașterea modelelor moleculare de pe suprafața agentului patogen și în fagocitoză, precum și proteine implicate în producerea de specii reactive de oxigen .
Pentru recunoașterea inconfundabilă a oricărei infecții care a pătruns în organism, inclusiv a uneia care nu a mai fost întâlnită până acum, este necesar să existe multe proteine diferite care se leagă selectiv de substanțe străine. Vertebratele rezolvă problema recunoașterii unui străin care nu a fost încă întâlnit prin producerea a sute de mii de variante de anticorpi . Până de curând, se credea că insectele nu au un analog al anticorpilor și că doar un răspuns imun înnăscut este posibil la insecte. Cu toate acestea, studii recente au arătat că este posibil ca produsele genei DSCAM să fie implicate în formarea unui răspuns imun dobândit la insecte. Gena DSCAM aparține superfamiliei imunoglobulinelor și este responsabilă pentru reglarea creșterii axonale la insecte . DSCAM conține 21 de exoni, cu 4, 6, 10 exoni reprezentați de 14, 30, respectiv 38 de copii. Ca rezultat al splicing -ului alternativ , pot fi sintetizate 15.960 de proteine receptori diferite. Experimentele efectuate pe țânțari de malarie au arătat că blocarea artificială a genei DSCAM duce la scăderea capacității țânțarilor de a rezista la infecții, iar bacteriile încep să se înmulțească în hemolimfa acestuia. În plus, variantele de îmbinare DSCAM au o afinitate crescută pentru suprafața agentului patogen ca răspuns la invazia căreia au fost sintetizate. Astfel, diversitatea DSCAM-urilor sugerează că acestea joacă același rol la insecte ca și anticorpii de la vertebrate.