ΩΡΙΜΑΝΣΗ ΤΩΝ Τ ΚΥΤΤΑΡΩΝ 21 / 23-11-2015 Ρ. Τσιτσιλώνη ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑ ΩΡΙΜΑΝΣΗ ΤΩΝ Τ ΚΥΤΤΑΡΩΝ Εισαγωγικά στοιχεία Ωρίμανση των Τ κυττάρων στο θύμο Θυμική επιλογή (θετική και αρνητική) Καθορισμός του τύπου των Τ κυττάρων Έξοδος από το θύμο και τελική ωρίμανση Απόπτωση

Τα στάδια ωρίμανσης των λεμφοκυττάρων (Τ & Β) Θάνατος

Τι πρέπει να κάνει ένα Τ κύτταρο στο θύμο? Να ανασυνδυάσει τα γονίδια για τον TCR, δηλ. να εκφράσει τον TCR του Θετική επιλογή για να επιτύχει τον MHC-περιορισμό Αρνητική επιλογή για την ανοχή του εαυτού Να “αποφασίσει” αν θα γίνει T βοηθητικό (CD4+) ή T κυτταροτοξικό (CD8+) Να “αποφασίσει” αν θα έχει ρόλο ρυθμιστικό (Treg) ή …….

Τα προτεινόμενα στάδια ωρίμανσης των Τ κυττάρων του ποντικού στο θύμο c-kit = υποδοχέας παράγοντα ανάπτυξης προγονικών κυττάρων CD44 = μόριο προσκόλλησης CD25 = υποδοχέας IL-2 (α-αλυσίδα) φλοιός αβTCR+CD4+ μυελός αβTCR+CD8+ γδTCR<5%

αβ TCR+ Τ κυττάρων στο θύμο Ωρίμανση των αβ TCR+ Τ κυττάρων στο θύμο

Η πρώιμη ωρίμανση των T λεμφοκυττάρων Τα κύτταρα που φτάνουν στο θύμο δεν είναι Τ λεμφοκύτταρα Μπορούν να γίνουν Τ κύτταρα, δενδριτικά κύτταρα, Β κύτταρα ή ΝΚ κύτταρα Ο υποδοχέας Notch καθορίζει τη διαφοροποίησή τους προς Τ κύτταρα transfection

Ποσοστά CD3+ T κυττάρων στο θύμο κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη του ποντικού 90-95 %

Η πρώιμη ωρίμανση των T λεμφοκυττάρων Τα DN κύτταρα αναδιατάσσουν τη β-αλυσίδα του TCR και πολλαπλασιάζονται+διαφοροποιούνται Αν η β-αλυσίδα είναι σωστή, συμπληρώνεται από την pre-Tα αλυσίδα Η σωστή β-αλυσίδα επάγει τη δημιουργία του συμπλέγματος του TCR (δηλ τις αλυσίδες του CD3) Αλληλόμορφος αποκλεισμός

Η πρώιμη ωρίμανση των T λεμφοκυττάρων Αφού φτιαχτεί η β-αλυσίδα τα κύτταρα βρίσκονται στο DP στάδιο Η pre-Tα αλυσίδα αντικαθίσταται από την α-αλυσίδα του TCR Τα αβΤCR κύτταρα εκφράζουν και το CD4 και το CD8 (DP)

H πειραματική απόδειξη του MHC-περιορισμού στο θύμο Η προσθήκη αντισωμάτων έναντι των MHC τάξης Ι σε in vitro καλλιέργεια θυμοκυττάρων επιτρέπει την ωρίμανση μόνο CD4+ Τ κυττάρων. Αντίστοιχα, προσθήκη αντισωμάτων έναντι των MHC τάξης ΙΙ σε in vitro καλλιέργεια θυμοκυττάρων επιτρέπει την ωρίμανση CD8+ Τ κυττάρων.

H πειραματική απόδειξη της επιλογής των Τ κυττάρων στο θύμο Το πείραμα των Zinkernagel και συνεργατών: Ο θύμος επιλέγει τα Τ κύτταρα με TCR που αναγνωρίζουν αντιγόνα παρουσιαζόμενα από MHC μόρια ίδιου απλοτύπου με τον θύμο.

ΚΟ ποντίκια για ΜΗC τάξης Ι ΚΟ ποντίκια για ΜΗC τάξης ΙΙ H παρουσία συγκεκριμένων υποπληθυσμών θυμοκυττάρων σε φυσιολογικά και Κnock-out (KO) ποντίκια Κυτταρικός τύπος Ποντίκια- μάρτυρες ΚΟ ποντίκια για ΜΗC τάξης Ι ΚΟ ποντίκια για ΜΗC τάξης ΙΙ CD4- CD8- + CD4+ CD8+ CD4+ - CD8+

Η «εκπαίδευση» των Τ κυττάρων στο θύμο Αρνητική επιλογή (ΜΥΕΛΟΣ): πεθαίνουν τα λεμφοκύτταρα που ο TCR τους αναγνωρίζει ισχυρά τα εαυτά MHC μόρια ή το σύμπλεγμα εαυτό MHC μόριο-εαυτό πεπτίδιο  Ανοχή εαυτού Θετική επιλογή (ΦΛΟΙΟΣ): επιλέγονται τα λεμφοκύτταρα που ο TCR τους αναγνωρίζει τα εαυτά MHC μόρια  MHC-περιορισμός

Θετική και αρνητική επιλογή των Τ κυττάρων στο θύμο Τα περισσότερα κύτταρα πεθαίνουν πριν φτάσουν στην αρνητική επιλογή γιατί δεν προσδένονται σε MHC μόριο Αυτά που προσδέονται σε MHC μόριο αλλάζουν από DP σε SP Αν προσδεθούν σε MHC τάξης Ι γίνονται CD8+. Αν προσδεθούν σε MHC τάξης ΙΙ γίνονται CD4+.

Ο σημαντικός ρόλος των πεπτιδίων στην θυμική επιλογή Θετική επιλογή 

Ποια εαυτά αντιγόνα παρουσιάζονται στα Τ λεμφοκύτταρα κατά την αρνητική επιλογή

Δύο μοντέλα κυτταρικής ρύθμισης στο θύμο Mosaic model Terminal differentiation model 2-4 cells per cluster short life 5-10 % self genes? T cell contact: 500 cells/h for ~5 days ~60.000 mTECs

Θετική επιλογή υπάρχει μόνο για τα Τ λεμφοκύτταρα

Τα χαρακτηριστικά της θυμικής επιλογής Εαυτός MHC-περιορισμός Ανοχή του εαυτού

Οι θεωρίες για την επιλογή CD4+ ή CD8+ Τ λεμφοκυττάρων στο θύμο Το “διδακτικό” μοντέλο Το “στοχαστικό” μοντέλο

Και μια 3η θεωρία για την επιλογή CD4+ ή CD8+ Τ λεμφοκυττάρων στο θύμο Το μοντέλο της “κινητικής της σηματοδότησης” Τα T κύτταρα ωριμάζουν σε CD4+ αν δεχθούν συνεχή σηματοδότηση Τα Τ κύτταρα ωριμάζουν σε CD4+ αν το σήμα σηματοδότησης διακοπεί.

Η έξοδος των Τ λεμφοκυττάρων από το θύμο Χρειάζεται ένας καταρράκτης γεγονότων για την τελική ωρίμανση των T κυττάρων Τα Τ κύτταρα εκφράζουν τον μεταγραφικό παράγοντα Foxo1 και τον υποδοχέα SIPR (sphingosine-1-phosphate receptor) Ο Foxo1 βοηθά στην υπερέκφραση του IL-7R = επιβίωση Ο Foxo1 βοηθά στην υπερέκφραση του CCR7 = έξοδος από το θύμο και μεταφορά στους λεμφαδένες Ο SIPR απαιτείται για να βγουν από το θύμο

Πώς τα Tregs απενεργοποιούν τα Τ λεμφοκύτταρα CD4+ Τ κύτταρα, εκφράζουν τον μεταγραφικό παράγοντα FoxP3 Δεν ξέρουμε πού και πώς διαφοροποιούνται Λειτουργούν ως: καταστολείς της τοπικής παραγωγής επαγωγικών κυτταροκινών αράγουν κατασταλτικές κυτταροκίνες αναστέλλουν τη αντιγονοπαρουσίαση σκοτώνουν άμεσα τα Τ κύτταρα

Η “εκπαίδευση” των Tregs στο θύμο ??? ΥΠΟΘΕΣΗ: Μετά τη θετική επιλογή, τα CD4SP μεταναστεύουν από το φλοιό στο μυελό και αλληλεπιδρούν με APCs του θύμου (SIRPα+) ή της περιφέρειας (SIRPα-) για την αντίδραση έναντι του εαυτού. Τα κύτταρα που εκφράζουν TCRs που αναγνωρίζουν σπάνια αντιγόνα, γίνονται Foxp3- και, υπό την επίδραση IL-2 (+++), επάγουν τον Foxp3 και βγαίνουν στην περιφέρεια ως Foxp3+ Tregs. Lio and Hsieh, 2011

Ο κυτταρικός θάνατος με απόπτωση

Η απόπτωση επάγεται από διάφορα σήματα Όλα τα σήματα ενεργοποιούν τις κασπάσες Κασπάσες υπάρχουν σε σπονδυλόζωα και ασπόνδυλα (συντηρημένος μηχανισμός) Ενδογενές μονοπάτι (από μόρια των μιτοχονδρίων) Εξωγενές μονοπάτι (από μεμβρανικούς ή διαλυτούς συνδέτες)

Η απόπτωση των Τ λεμφοκυττάρων Απόπτωση στην περιφέρεια: Εξωγενές μονοπάτι (Fas) Απόπτωση στο θύμο: Ενδογενές μονοπάτι (cyt C)