ΜΕΙΖΟΝ ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ ΙΣΤΟΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ Ράνια Τσιτσιλώνη

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου

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

Η 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

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

Δομή των MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ

Δομή της σχισμοειδούς θήκης MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ

Δέσμευση των πεπτιδίων στα MHC μόρια τάξης Ι & 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

Κληρονόμηση και έκφραση MHC μορίων σε ετερόζυγο ποντίκι (Η-2k/d) 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

Ομαδοποίηση της έκφρασης των MHC μορίων Εμπύρηνα κύτταρα

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) >7,000 HLA alleles

Γενετική ποικιλομορφία των HLA αντιγόνων στον ανθρώπινο πληθυσμό www.alleles.org Κλασικά HLA τάξης ΙΙ

Χαρακτηριστικά πεπτιδίων που συνδέονται σε MHC μόρια   Χαρακτηριστικά πεπτιδίων που συνδέονται σε MHC μόρια   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 8-10 αμινοξέα 13-18 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 πρόσδεσης Τα 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 πεπτίδια Ενδογενή Εξωγενή Τα κύτταρα στα οποία παρουσιάζουν CD8+ κυτταροτοξικά CD4+ βοηθητικά  

Χαρακτηριστικά της σύνδεσης πεπτιδίων σε MHC μόρια

Η έννοια του MHC περιορισμού

Σημασία μερικών ιδιοτήτων των MHC 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 μορίων με νοσήματα (Ι) Κοινά χαρακτηριστικά: άγνωστης αιτιολογίας παρουσιάζουν κληρονομικότητα (?) εμφανίζουν ανοσολογικές διαταραχές δεν επιδρούν στην αναπαραγωγική ικανότητα

Σχέση HLA μορίων 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

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 ? Wedekind et al., 1995 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.

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

Κοπέλες που χρησιμοποιούν Τα αποτελέσματα….. Διαφορετικά HLA Παρόμοια HLA 1 2 3 4 5 6 Πολύ ευχάριστη οσμή Κοπέλες που χρησιμοποιούν αντισυλληπτικό χάπι Απαίσια οσμή Wedekind et al., 1995; Doxiadis, 2012

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΑΝΤΙΓΟΝΟΥ

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου

Εισαγωγικά στοιχεία Δύο αλληλένδετες διαδικασίες: ΜΗC τάξης Ι: 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

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

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

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

σύνδεση πεπτιδίου & σταθεροποίηση των MHC τάξης Ι ΕΝΔΟΓΕΝΕΣ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: σύνδεση πεπτιδίου & σταθεροποίηση των MHC τάξης Ι New chaperone ERp57 Exopeptidase ERAP 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)

δημιουργία αντιγονικών πεπτιδίων ΕΞΩΓΕΝΕΣ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: δημιουργία αντιγονικών πεπτιδίων

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

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 + 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 ………….. Melanoma: gp100; reverse 8 aa + 1 Arg; Michaux et al., 2014 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 Τ ΚΥΤΤΑΡΩΝ

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου

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 BCR και TCR

Σύγκριση δομής BCR και TCR

O σωματικός 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 43 61 1 δ-αλυσίδα 3 4 β-αλυσίδα 7 58-61 2 13 γ-αλυσίδα 12-14 5

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

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