ΜΕΙΖΟΝ ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ ΙΣΤΟΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ Ράνια Τσιτσιλώνη

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου: μόριο MHC-αντιγονικό πεπτίδιο-TCR

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

Η αρχική ανακάλυψη του MHC τόπου 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

Τύποι μοσχευμάτων

ΜHC γονίδια στον άνθρωπο Χρωμόσωμα 6 στον άνθρωπο χρωμόσωμα 17 στο ποντίκι

Οργάνωση του MHC γενετικού τόπου στον άνθρωπο Class III DM, proteasome, TAP1/2

Οργάνωση του συμπλέγματος MHC στο ποντίκι και στον άνθρωπο

Κληρονόμηση MHC απλοτύπων στο ποντίκι

Κληρονόμηση HLA απλοτύπων στον άνθρωπο και δημιουργία νέων απλοτύπων μετά από ανασυνδυασμό

Δομή MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ 1 2 3

Δομή MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ Σύνδεση με αντιγονικό πεπτίδιο Περιοχές με δομή Ig

Η δομή της σχισμοειδούς θήκης των MHC τάξης Ι

Αλληλεπίδραση αντιγονικού πεπτιδίου με MHC τάξης Ι

Μοτίβα σύνδεσης πεπτιδίων σε MHC τάξης Ι του ποντικού

Μοντέλα σύνδεσης πεπτιδίων στις σχισμοειδείς θήκες των MHC αντιγόνων τάξης Ι και ΙΙ αντιγονικό πεπτίδιο (κόκκινο) α-αλυσίδα (άσπρο) β2 μικροσφαιρίνη (μπλε) αντιγονικό πεπτίδιο (κόκκινο) α-αλυσίδα (άσπρο) β-αλυσίδα (μπλε)

Xαρακτηριστικά των HLA αντιγόνων   Xαρακτηριστικά των HLA αντιγόνων   ΤΑΞΗΣ Ι ΤΑΞΗΣ ΙΙ Κυτταρική κατανομή όλα τα εμπύρηνα κύτταρα κυρίως 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-μικροσφαιρίνη α1, α2 και β1, β2 Θέση σύνδεσης με το αντιγονικό πεπτίδιο α1/α2 α1/β1 Μορφή θήκης κλειστή και στα δύο της άκρα ανοικτή και στα δύο της άκρα Μέγεθος συνδεόμενων πεπτιδίων 8-11 αμινοξέα 10-20 αμινοξέα Θέσεις πρόσδεσης των πεπτιδίων στα δύο άκρα του πεπτιδίου (πχ αμινοξέα θέσης 2 και 6) διάσπαρτες σε όλο το μήκος του πεπτιδίου Φύση της πρόσδεσης τα δύο άκρα του πεπτιδίου αλληλεπιδρούν με το MHC μόριο και το μέσον του εκτείνεται προς την εξωτερική πλευρά όλο το πεπτίδιο «αιωρείται» πάνω από το δάπεδο της σχισμοειδούς θήκης του MHC μορίου Παρουσιαζόμενα πεπτίδια ενδογενή εξωγενή Τα κύτταρα στα οποία παρουσιάζουν CD8+ κυτταροτοξικά CD4+ βοηθητικά  

Χαρακτηριστικά σύνδεσης πεπτιδίων στα ΜΗC

Ομαδοποίηση των MHC μορίων Εμπύρηνα κύτταρα

Ο πολυμορφισμός των HLA αντιγόνων Αριθμός γνωστών αλληλομόρφων δεν αλλάζουν με το χρόνο = TCR, Abs διαφορές κατά 5-10 %  διαφορετικά MHC-Ag 309 563 167 107 20 3 439 25 56 2006 Αριθμός γνωστών αλληλομόρφων (2003)

Γνωστά HLA αντιγόνα (1987-2011)

Η έννοια του MHC περιορισμού

Κληρονόμηση των MHC αντιγόνων στο ποντίκι μέχρι 6 HLA-I μέχρι 12 HLA-II PBL: 500x103 μόρια HLA-Ι/κύτταρο HLA-II στα APC μετά από επαφή με Ag  HLA-I: IFNs, TNFs  HLA-II: IFN-γ, IL-4

Σημασία μερικών ιδιοτήτων των HLA μορίων Χαρακτηριστικό Επεξήγηση Σημασία 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 έκφραση Μόνο τα MHC μόρια που παρουσιάζουν πεπτίδιο εκφράζονται για να αναγνωριστούν από τα Τ κύτταρα

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

Σχέση HLA αντιγόνων με νοσήματα (ΙΙ) Table 3. Examples of significant HLA and disease associations Disease Associated Alleles Frequency in Relative Risk Patients Control Ankylosing spondylitis B27 90 9 87.4 Reiter's disease (syndrome) 79 37.0 Acute anterior uveitis 52 10.4 Psoriasis vulgaris Cw6 87 33 13.3 Dermatitis herpetiformis DR3 85 26 15.4 Celiac Disease 10.8 Insulin-dependent diabetes mellitus DR3/4 91 57 7.9

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΑΝΤΙΓΟΝΟΥ Ράνια Τσιτσιλώνη

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου: μόριο MHC-αντιγονικό πεπτίδιο-TCR

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

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

Οι οδοί επεξεργασίας του αντιγόνου έχουν κοινά στάδια

Επεξεργασία και παρουσίαση ενδογενών αντιγόνων (Ι) ο κεντρικός ρόλος του πρωτεaσώματος

Δομή του πρωτεασώματος (II) 19 S 20 S 19 S

Επεξεργασία και παρουσίαση ενδογενών αντιγόνων (ΙΙΙ) ετεροδιμερής TAP (ΤΑΡ1 και ΤΑΡ2) εκλεκτική μεταφορά των πεπτιδίων στο ΑΕΔ

Επεξεργασία και παρουσίαση ενδογενών αντιγόνων (ΙV) Κοινή πρωτεΐνη Διαφορετικό MHC μόριο Διαφορετικό Τ κύτταρο

Επεξεργασία και παρουσίαση ενδογενών αντιγόνων κατά Reits

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

Επεξεργασία και παρουσίαση εξωγενών αντιγόνων (Ι)

Επεξεργασία και παρουσίαση εξωγενών αντιγόνων (ΙΙ) μη κλασικά MHC μόρια

Επεξεργασία και παρουσίαση εξωγενών αντιγόνων κατά Reits

Αποτελέσματα της επεξεργασίας και παρουσίασης αντιγόνου

Νέος τρόπος διάσπασης και παρουσίασης του αντιγόνου - protein splicing Φαγοκυττάρωση (?) και διάσπαση από ένζυμα APC + proteasome (?) 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 παρουσίαση από υπάρχον MHC

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 ΤΩΝ Τ ΛΕΜΦΟΚΥΤΤΑΡΩΝ Ράνια Τσιτσιλώνη

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου: μόριο MHC-αντιγονικό πεπτίδιο-TCR

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

Δομικές διαφορές TCR και BCR

Σύγκριση δομής TCR και BCR

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

Οι πολυγονιδιακές οικογένειες του TCR στον άνθρωπο Αριθμός γονιδιακών τμημάτων γονίδιο χρωμόσωμα V D J C α-αλυσίδα 14 50 70 1 δ-αλυσίδα 3 β-αλυσίδα 7 57 2 13 γ-αλυσίδα 5

Η συνολική ποικιλομορφία αντισωμάτων και αβTCR στον άνθρωπο

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

To σύμπλεγμα του TCR: το μόριο CD3 (II)

Τα CD4 και CD8 αναγνωρίζουν τα MHC μόρια

Η σημασία των αυξητικών παραγόντων

Η σημασία του συνδιεγερτικού σήματος στην ενεργοποίηση των T κυττάρων

Επαγωγή ανασταλτικών μηνυμάτων από το CTLA-4