Ράνια Τσιτσιλώνη ΜΕΙΖΟΝ ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ ΙΣΤΟΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ ΙΣΤΟΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου

Βασικές έννοιες:  Ιστοσυμβατότητα  Μείζον σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας (MHC, HLA)  MHC απλότυπος  MHC φαινότυπος  Αντιγόνα ιστοσυμβατότητας  MHC-περιορισμός Εισαγωγικά στοιχεία

1η επιτυχής μεταμόσχευση: 1954 όργανο: νεφροί δέκτης - δότης: Μονοωογενείς δίδυμοι ιατρική ομάδα: Harrison & Murray, Νοσοκομείο Βοστώνης (Νόμπελ Ανοσολογίας 1990) Συχνότερες μεταμοσχεύσεις νεφροί (70 %) πάγκρεας καρδιά – πνεύμονες ήπαρ μυελός των οστών κερατοειδείς χιτώνες δέρμα Προέλευση μοσχευμάτων ζωντανοί δότες πτωματικά μοσχεύματα δότες εγκεφαλικά νεκροί Η ανακάλυψη του MHC τόπου

Τύποι μοσχευμάτων

χρωμόσωμα 17 στο ποντίκι Χρωμόσωμα 6 στον άνθρωπο Τα MHC γονίδια στον άνθρωπο

Δομή των MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ

MHC τάξης Ι MHC τάξης ΙΙ Δομή της σχισμοειδούς θήκης MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ

Δέσμευση των πεπτιδίων στα MHC μόρια τάξης Ι & ΙΙ MHC τάξης Ι MHC τάξης ΙΙ

Αμινοξέα-άγκυρες από 9/πεπτίδια δεσμευόμενα σε MHC μόρια τάξης Ι & ΙΙ Δομή πεπτιδίου για τα MHC τάξης Ι

Σύγκριση της οργάνωσης των MHC γενετικών τόπων ποντικού και ανθρώπου

Χάρτης τωνMHC γενετικών τόπων ποντικού & ανθρώπου

Κληρονόμηση MHC απλοτύπων στον ποντικό

Κληρονόμηση HLA απλοτύπων στον άνθρωπο και δημιουργία νέων απλοτύπων μετά από ανασυνδυασμό R = νέος απλότυπος

 μέχρι 6 HLA-I  μέχρι 12 HLA-II  PBL: 500x10 3 μόρια HLA-Ι/κύτταρο   HLA-II στα APC μετά από επαφή με Ag   HLA-I: IFNs, TNFs   HLA-II: IFN-γ, IL-4 Κληρονόμηση και έκφραση MHC μορίων σε ετερόζυγο ποντίκι (Η-2 k/d )

Εμπύρηνα κύτταρα Ομαδοποίηση της έκφρασης των MHC μορίων

Αριθμός γνωστών αλληλομόρφων (2003)  HLA = ιδιαίτερα πολυμορφικά  δεν αλλάζουν με το χρόνο = TCR, Abs  διαφορές κατά 5-10 %  διαφορετικά MHC-Ag Πολυμορφισμός των HLA αντιγόνων

Γνωστά HLA αντιγόνα ( ) >7,000 HLA alleles

Γενετική ποικιλομορφία των HLA αντιγόνων στον ανθρώπινο πληθυσμό Κλασικά HLA τάξης Ι Κλασικά HLA τάξης ΙΙ

ΤΑΞΗΣ ΙΤΑΞΗΣ ΙΙ Κυτταρική κατανομή Όλα τα εμπύρηνα κύτταραΚυρίως Β κύτταρα, μακροφάγα και αντιγονοπαρουσιαστικά Στερεοταξική δομή 4 τμήματα (1=αμινοτελικό εξωκυττάριο που συνδέεται με το αντιγόνο, 2=ανάλογο της ανοσοσφαιρίνης μη πολυμορφικό εξωκυττάριο τμήμα, 3=διαμεμβρανικό, 4=κυτταροπλασματικό) Επικράτειες α1, α2, α3 και β2-μικροσφαιρίνηα1, α2 και β1, β2 Θέση σύνδεσης με το αντιγονικό πεπτίδιο α1/α2α1/β1 Μορφή θήκης Κλειστή και στα δύο της άκραΑνοικτή και στα δύο της άκρα Μέγεθος συνδεόμενων πεπτιδίων8-10 αμινοξέα13-18 αμινοξέα Πεπτιδικά μοτίβα που εμπλέκονται στη σύνδεση με τα MHC Αμινοξέα-άγκυρες και στα δύο άκρα του πεπτιδίου (πχ αμινοξέα θέσης 2 και 6) Συντηρημένα αμινοξέα διάσπαρτα σε όλο το μήκος του πεπτιδίου Φύση της πρόσδεσηςΤα δύο άκρα του πεπτιδίου αλληλεπιδρούν με το MHC μόριο και το μέσον του εκτείνεται προς την εξωτερική/άνω πλευρά Όλο το πεπτίδιο «αιωρείται» πάνω από το δάπεδο της σχισμοειδούς θήκης του MHC μορίου Παρουσιαζόμενα πεπτίδιαΕνδογενήΕξωγενή Τα κύτταρα στα οποία παρουσιάζουν CD8+ κυτταροτοξικάCD4+ βοηθητικά Χαρακτηριστικά πεπτιδίων που συνδέονται σε MHC μόρια

Χαρακτηριστικά της σύνδεσης πεπτιδίων σε MHC μόρια

Η έννοια του MHC περιορισμού

ΧαρακτηριστικόΕπεξήγησηΣημασία Συγκυρίαρχη έκφραση Εκφράζονται και τα δύο γονικά αλληλόμορφα κάθε γονιδίου MHC Αυξάνεται ο αριθμός των διαφορετικών MHC μορίων που μπορούν να παρουσιάσουν πεπτίδια στα Τ κύτταρα Πολυμορφισμός Υπάρχουν πολλά διαφορετικά αλληλόμορφα στον πληθυσμό Εξασφαλίζει ότι διαφορετικά άτομα μπορούν να παρουσιάσουν και να αποκριθούν σε διαφορετικά μικροβιακά πεπτίδια Ειδικότητα- Συγγένεια Ευρύ φάσμα ειδικότητας, χαμηλή συγγένεια Πολλά διαφορετικά πεπτίδια μπορούν να συνδεθούν στο ίδιο MHC μόριο Ρυθμός διάστασης Πολύ βραδύς ρυθμός διάστασης Το κάθε MHC μόριο παρουσιάζει για αρκετό χρόνο το πεπτίδιο, ώστε να εντοπιστεί από τα Τ κύτταρα Έκφραση Σταθερή έκφρασηΜόνο τα MHC μόρια που παρουσιάζουν πεπτίδιο εκφράζονται για να αναγνωριστούν από τα Τ κύτταρα Σημασία μερικών ιδιοτήτων των MHC μορίων

Κοινά χαρακτηριστικά:  άγνωστης αιτιολογίας  παρουσιάζουν κληρονομικότητα (?)  εμφανίζουν ανοσολογικές διαταραχές  δεν επιδρούν στην αναπαραγωγική ικανότητα Σχέση HLA μορίων με νοσήματα (Ι)

Table 3. Examples of significant HLA and disease associations Disease Associated Alleles Frequency in Relative Risk PatientsControl Ankylosing spondylitis B Reiter's disease (syndrome) B Acute anterior uveitis B Psoriasis vulgaris Cw Dermatitis herpetiformis DR Celiac Disease DR Insulin-dependent diabetes mellitus DR3/ Σχέση HLA μορίων με νοσήματα (ΙΙ)

Τα τρωκτικά προτιμούν συντρόφους με διαφορετικά ΜHC αλληλόμορφα Διαφορετικά Η-2 Ταυτόσημα Η-2 Η αναγνώριση βασίζεται στην οσμή Yamazaki et al., 1979

Οι άνθρωποι τι προτιμούν ? Φοιτητές: θηλυκά (n=49) και αρσενικά (n=44) άτομα τυποποιήθηκαν για τα HLA-A,-B and –DR. Οι άντρες χρησιμοποίησαν ουδέτερο σαπούνι και όχι κολόνιες ή after-shave. Ο κάθε άντρας φοιτητές φόρεσε ένα T- shirt για 2 συνεχόμενα βράδια. Τα T-shirts μαζεύτηκαν αλλά δεν πλύθηκαν. Τα T-shirts μπήκαν σε κουτιά. Wedekind et al., 1995

Οι άνθρωποι τι προτιμούν ? H κάθε κοπέλα έπρεπε να μυρίσει την οσμή από 7 T-shirts Control Παρόμοια HLA αλληλόμορφα Διαφορετικά HLA αλληλόμορφα Και…..????

Τα αποτελέσματα….. 0 Διαφορετικά HLA Παρόμοια HLA Πολύ ευχάριστη οσμή Κοπέλες που χρησιμοποιούν αντισυλληπτικό χάπι Απαίσια οσμή Διαφορετικά HLA Παρόμοια HLA Wedekind et al., 1995; Doxiadis, 2012

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΑΝΤΙΓΟΝΟΥ

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου

Εισαγωγικά στοιχεία Δύο αλληλένδετες διαδικασίες:  επεξεργασία (διάσπαση) του αντιγόνου  παρουσίαση (έκθεση στην επιφάνεια) ως σύμπλοκο με MHC μόριο ΜΗC τάξης Ι:  πεπτίδια από ενδογενή αντιγόνα  παρουσίαση στα CD8+ (κυτταροτοξικά) Τ λεμφοκύτταρα ΜΗC τάξης ΙΙ:  πεπτίδια από εξωγενή αντιγόνα  παρουσίαση στα CD4+ (βοηθητικά) Τ λεμφοκύτταρα

Η επεξεργασία του αντιγόνου απαραίτητη για την ενεργοποίηση των Τ λεμφοκυττάρων μονιμοποιημένα APC δεν ενεργοποιούν Τ κύτταρα μονιμοποιημένα APC μετά την επεξεργασία του αντιγόνου ενεργοποιούν Τ κύτταρα μονιμοποιημένα APC «φορτωμένα» με αντιγονικά πεπτίδια ενεργοποιούν Τ κύτταρα

Οι οδοί επεξεργασίας του αντιγόνου έχουν κοινά στάδια Ενδογενές μονοπάτι (MHC τάξης Ι) Εξωγενές μονοπάτι (MHC τάξης ΙΙ)

Οι οδοί επεξεργασίας του αντιγόνου έχουν κοινά στάδια

ΕΝΔΟΓΕΝΕΣ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: δημιουργία πεπτιδίων από τα πρωτεασώματα 19 S 20 S 2. «δραστικό» πρωτεάσωμα 1. ουβικιτινυλίωση LMP γονίδια 3. Ανοσοπρωτεασώματα στα ενεργοποιημένα APC

ετεροδιμερής TAP (ΤΑΡ1 και ΤΑΡ2) εκλεκτική μεταφορά των πεπτιδίων στο ΑΕΔ ΕΝΔΟΓΕΝΕΣ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: μεταφορά πεπτιδίων μέσω των TAP στο ΕΔ

Κοινή πρωτεΐνη Διαφορετικό MHC μόριο Διαφορετικό Τ κύτταρο ΕΝΔΟΓΕΝΕΣ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: Ίδια πρωτεΐνη, παρουσίαση διαφορετικών πεπτιδίων

ΕΝΔΟΓΕΝΕΣ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: σύνδεση πεπτιδίου & σταθεροποίηση των MHC τάξης Ι Exopeptidase ERAP New chaperone ERp57 Tapasin associates with TAP Peptide binding stabilizes MHC I

Επεξεργασία και παρουσίαση ενδογενών αντιγόνων κατά Reits

Ποιες πρωτεΐνες παρουσιάζονται με MHC τάξης Ι ? (κατά Reits)

ΕΞΩΓΕΝΕΣ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: δημιουργία αντιγονικών πεπτιδίων

μη κλασικά MHC μόρια ΕΞΩΓΕΝΕΣ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: σύνδεση αντιγονικών πεπτιδίων με τα MHC τάξης ΙΙ

Επεξεργασία και παρουσίαση εξωγενών αντιγόνων κατά Reits

Αποτελέσματα της επεξεργασίας και παρουσίασης αντιγόνου

Σχέση οδών επεξεργασίας των αντιγόνων cross-presentation not only in DCs but also in melanoma cells, eg. MMP2; Godefroy et al., J. Exp. Med., 2005

Η αδειοδότηση των δενδριτικών κυττάρων προϋπόθεση για την «διασταυρωτή» παρουσίαση Kurts et al., 2010

Νέος τρόπος διάσπασης και παρουσίασης του αντιγόνου - protein splicing Φαγοκυττάρωση (?) και διάσπαση από ένζυμα APC παρουσίαση από υπάρχον MHC  Renal cell Ca : FGF-5; 40 aa; Hanada et al., Nature, 2004  Melanoma: gp 100; 4 aa; Vigneron et al., Science, 2004  Melanoma: tyrosinase; 27 aa; Robbins et al., 2006  …………..  Melanoma: gp100; reverse 8 aa + 1 Arg; Michaux et al., proteasome (?)

Η παρουσίαση μη πεπτιδικών αντιγόνων  CD1α, b, c, d  δομή σαν τα MHC τάξης Ι  πρόσληψη Ag σαν τα MHC τάξης ΙΙ  από ενδογενές μονοπάτι  ενζυμική διάσπαση ?  εμπλοκή tapasin ?  εμπλοκή DM-like μορίων ?  εμπλοκή Ii αλυσίδας ?

Η παρουσίαση μη πεπτιδικών αντιγόνων (ΙΙ) Διαφορετική δομή της σχισμοειδούς θήκης στα CD1 Φυλογενετική εξέλιξη των CD1 μορίων

Η παρουσίαση μη πεπτιδικών αντιγόνων (ΙΙ)

ΥΠΟΔΟΧΕΑΣ Τ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου

Jim Allison, 1982 Διαφορές TCR και BCR:  ΤCR μόνο προσδεδεμένος σε Τ κύτταρα  MHC-περιορισμός  TCR με μία θέση πρόσδεσης  TCR γονίδια δεν υπόκεινται σε σωματικές μεταλλάξεις Εισαγωγικά στοιχεία

Δομικές διαφορές BCR και TCR

Σύγκριση δομής BCR και TCR

a- και γ- αλυσίδες : V J - C β- και δ- αλυσίδες : V D J - C V: variable D: diversity J: joining C: constant πολλαπλά γονίδια Σειρά ανασυνδυασμού O σωματικός ανασυνδυασμός των γονιδίων του TCR

Αριθμός γονιδιακών τμημάτων γονίδιοχρωμόσωμαVDJC α-αλυσίδα δ-αλυσίδα β-αλυσίδα γ-αλυσίδα Οι πολυγονιδιακές οικογένειες του TCR στον άνθρωπο

Η ποικιλομορφία αντισωμάτων και αβTCR στον άνθρωπο Η ποικιλομορφία αντισωμάτων και αβTCR στον άνθρωπο

Το σύμπλεγμα του TCR: το μόριο CD3 & οι συνυποδοχείς CD4 και CD8 Το σύμπλεγμα του TCR: το μόριο CD3 & οι συνυποδοχείς CD4 και CD8

Το σύμπλεγμα του TCR: το μόριο CD3

Τα CD4 & CD8 αναγνωρίζουν τα MHC μόρια

Η σημασία των κυτταροκινών στην ενεργοποίηση των Τ κυττάρων

Η σημασία του συνδιεγερτικού σήματος στην ενεργοποίηση των Τ κυττάρων

Το «φρένο» των Τ κυττάρων: το μόριο CTLA-4

Δύο τύπου σημάτων (=mAb στόχοι) στα CTLs mAbs αγωνιστές mAbs ανταγωνιστές