Imunologie Curs 4

13
Imunologie curs 4 Imunologie – Curs 4 Activarea limfocitelor T; Limfocitele B; Organizarea sistemului imun Activarea limfocitelor T este momentul central al marii majorităţi a RI (presc. Răspuns Imun, & plural); această activare nu se realizează în orice condiţii. Activarea are loc în condiţii diferite in vitro faţă de in vivo. Pentru activarea in vivo, sunt mai importante trei condiţii: 1. limfocitele T pot fi activate doar de antigene timodependente; 2. activarea limfocitelor T se realizează doar în cadrul unei cooperări celulare la care este obligatorie prezenţa APC (presc. Antigen Presenting Cells). Limfocitele T pot activa (n. ed. alte) limfocite T prin APC. APC au din abundenţă receptori pentru opsonine şi pot capta antigene timodependente opsonizate, pe care le endocitează şi le prelucrează. În urma acestei prelucrări rezultă epitopi, iar dintre aceşti epitopi sunt selectaţi epitopii imunodominanţi, care sunt expuşi pe APC în context MHC (presc. Major Histocompatibility Complex). Un alt motiv pentru care prezenţa APC este obligatorie îl constituie faptul că limfocitele T recunosc doar determinanţi antigenici liniari. - 1 -

Transcript of Imunologie Curs 4

Page 1: Imunologie Curs 4

Imunologie curs 4

Imunologie – Curs 4

Activarea limfocitelor T; Limfocitele B; Organizarea sistemului imun

Activarea limfocitelor T este momentul central al marii majorităţi a RI (presc. Răspuns Imun, & plural); această activare nu se realizează în orice condiţii. Activarea are loc în condiţii diferite in vitro faţă de in vivo.

Pentru activarea in vivo, sunt mai importante trei condiţii:1. limfocitele T pot fi activate doar de antigene timodependente;2. activarea limfocitelor T se realizează doar în cadrul unei cooperări celulare

la care este obligatorie prezenţa APC (presc. Antigen Presenting Cells).

Limfocitele T pot activa (n. ed. alte) limfocite T prin APC. APC au din abundenţă receptori pentru opsonine şi pot capta antigene timodependente opsonizate, pe care le endocitează şi le prelucrează. În urma acestei prelucrări rezultă epitopi, iar dintre aceşti epitopi sunt selectaţi epitopii imunodominanţi, care sunt expuşi pe APC în context MHC (presc. Major Histocompatibility Complex). Un alt motiv pentru care prezenţa APC este obligatorie îl constituie faptul că limfocitele T recunosc doar determinanţi antigenici liniari.3. cooperarea celulară şi activarea care rezultă pentru generarea unui RI

eficient sunt bidirecţionale. Cele două celule se stimulează reciproc. Din acest punct de vedere distingem două tipuri de activări:a) Activarea anterogradă se realizează dinspre APC spre limfocitele T fiind

urmată de activare metabolică a limfocitelor T. Se numeşte anterogradă pentru că ea se exercită în acelaşi sens cu prezentarea şi recunoaşterea antigenului. Activarea anterogradă presupune transmiterea spre limfocitele T a unor semnale. Două căi sunt mai importante pentru această transmitere:

I. Calea TcR-CD3 este utilizată în cazul recunoaşterii antigenice; semnalele transmise pe această cale determină activarea metabolică a limfocitelor T şi stimularea diviziunii mitotice a limfocitelor T antigen-specifice, cu creşterea numărului de celule al clonei antigen-specifice (expansiune clonală);

- 1 -

Page 2: Imunologie Curs 4

Imunologie curs 4

II. Calea accesorie CD80-CD28 de activare anterogradă se realizează prin CD28. Receptorul CD28 de pe membrana limfocitului T se activează în urma legării cu CD80 de pe membrana APC. Realizarea complexului CD80-CD28 costituie semnalul activator, care iniţiază maturarea funcţională a limfocitului T, în urma căreia rezultă limfocitul T activat. Limfocitele T activate:

- produc cantităţi crescute de interleukine (subsetul T helper);

- produc cantităţi crescute de mediatori citotoxici (subsetul T citotoxice).

Rezultatele activării anterograde asupra limfocitelor T sunt:1. activarea metabolică;2. expansiunea clonală;3. maturarea funcţională.b) Activarea retrogradă (AR) se realizează dinspre limfocitele T activate

metabolic spre APC; la sfârşitul ei are loc activarea metabolică a APC. Activarea retrogradă decurge în sens opus prezentării şi recunoaşterii antigenului. AR se realizează prin intermediul unor citokine produse de limfocitele T helper. Dintre acestea sunt mai importante IL-4 şi IFN având ca acţiune comună stimularea receptorilor de suprafaţă ai APC (n.ed. repetaţi după mine: <Nu contează că ne consideră idioţi>). Această stimulare duce la intensificarea expresiei MHC pe suprafaţa acestor celule (mai ales a MHC II), cu creşterea expresiei de epitopi pe suprafaţa celulară. Ca urmare rezultă o stimulare antigenică suplimentară a limfocitelor T şi cascada se poate relua până la atingerea valorii prag a declanşării RI (n. ed. fenomen de amplificare prin feedback pozitiv).

Activarea în sens anterograd se realizează doar în cadrul cooperării celulare APC-limfocit T. Se descriu două etape:

I. Etapa antigen-independentă a activării limfocitelor T presupune contactul intim între membrana APC şi membrana limfocitului T, constituindu-se cupluri de adeziune intercelulară:a) de linia I: CD2 (de pe limfocitul T) se leagă foarte eficient şi rapid cu

CD58 (LFA3 de pe APC);b) de linia II: LFA1 (de pe limfocitul T) cu molecule ICAM.Formarea legăturilor de linia I precede şi favorizează formarea legăturilor

de linia II; afinitatea LFA1 pentru ICAM este mai mică.

- 2 -

Page 3: Imunologie Curs 4

Imunologie curs 4

Rolurile etapei antigen-independente sunt:A. Favorizarea netă a recunoaşterii antigenice;B. Se realizează pregătirea declanşării activării limfocitelor T.

Când CD2 stabileşte legături cu LFA3 are loc o modificare conformaţională a moleculei CD2 (mai ales în segmentul intracelular) care permite alunecarea PLC (n. ed. fosfolipaza C) dinspre citoplasmă spre membrană. Această etapă antigen-independentă are loc în permanenţă:

1. În situaţia în care APC nu prezintă antigen – expune molecule MHC vide sau goale. Limfocitele T realizează aceste contacte pentru că sunt molecule intens recirculante (n. ed. mot-a-mot, no questions asked). La capătul circuitului este obligatorie stabilirea de legături cu APC. Prin aceste contacte (CD2-CD58/LFA3; LFA1-ICAM) se realizează o supraveghere imunologică a APC de către limfocitele T (deşi MHC este vid).

2. Când APC prezintă un epitop ce nu a fost încă recunoscut prin TcR: complexele TcR-MHC-epitop sunt situate la distanţă pe membrană.

II. Etapa antigen-dependentă a activării limfocitelor T presupune expunerea de către APC a unui epitop (sau antigen) pe MHC II. În urma recunoaşterii antigenice (asociative) sunt generate două categorii de semnale pe calea TcR:

1. Datorită recunoaşterii CD4/CD8 a domeniilor monomorfe MHC transmitere prin segmentul intracitoplasmatic CD4/CD8 spre PTK a unui semnal inhibitor care se soldează cu modificări conformaţionale ale PTK ce contribuie net la exteriorizarea Tyr din poziţia 5aS (n. ed. SaS? 50S?…). Pe suprafaţa moleculei această tirozină se autofosforilează. Efectul fosforilării este inhibiţia de moment a activităţii PTK.

Semnalul inhibitor reprezintă un mecanism de protecţie prin care se evită activarea limfocitelor T când acestea au contact cu APC cu MHC <vide> sau <goale>:

- 3 -

Page 4: Imunologie Curs 4

Imunologie curs 4

i. evită activarea policlonală a limfocitelor T (unele clone activate pot avea efecte negative prin recunoaşterea unor autoantigene;

ii. evită reacţia limfocitelor T (subset Tc) faţă de propriile APC.2. Al 2-lea semnal activator apare când APC prezintă un epitop. Se transmite pe cale TcR din aproape în aproape până la lanţul zeta:

a. o parte din semnale sunt transmise la CD45 via lanţul zeta; are loc o activare a CD45, care capătă proprietăţi enzimatice de PTP (protein-tirozin-fosfatază). PTP preia P de pe PTK. Survine o defosforilare a PTK cu activarea ei. Activarea PTK iniţiază cascada de activare metabolică a limfocitelor T.O altă enzimă asociată la lanţul zeta (ZAP 70 <proteina asociată lanţului zeta>; masă 70 kDa) primeşte şi ea semnal activator de la lanţul zeta, apoi preia P (fosfatidil) de pe CD45, îl transmite PLC (fosfolipaza C). Rezultă un complex PLC-P care constituie forma activată a fosfolipazei C. PLC-P stă la baza cascadei inozitoltrifosfatului: PLC hidrolizează fosfatidilinozitolul membranar la inozitoltrifosfat (IP3) şi diacilglicerol.

Inozitoltrifosfatul este hidrosolubil şi va difuza în toată citoplasma, venind astfel în contact cu reticulul endoplasmic neted, care prezintă receptori pentru IP3. În urma legării IP3 de aceşti receptori se eliberează în limfocitele T Ca2+ depozitat în reticul. Concentraţia citoplasmatică a Ca2+ creşte (hipercalciţie). Hipercalciţia activează indirect unele funcţii nucleare: Ca2+ în concentraţie crescută stimulează calcineurina citoplasmatică (fosfatază calmodulin-dependentă) care la rândul ei stimulează unele funcţii nucleare prin activarea unui factor transcripţional ce pătrunde în nucleu. Acest factor este notat NF-AT, <factor nuclear al limfocitelor T activate>. NF-AT este un polipeptid aflat în citoplasma limfocitului T; în mod normal este inhibat datorită fosforilării. Calcineurina defosforilează NF-AT, activându-l. După activare trece din citoplasmă în nucleu unde stimulează transcrierea unor gene, cu două efecte majore:

I. stimulează divizunea mitotică a limfocitului T;II. stimulează moderat expresia genelor pentru

interleukine/ citokine.Diacilglicerolul (DAG) este o substanţă liposolubilă şi nu va difuza în citoplasmă, rămânând la nivelul membranei, unde activează PKC (proteinkinaza C). PKC activează la rândul ei anumite seturi de enzime, care realizează o amplificare a activării metabolice a limfocitului T şi influenţează indirect unele funcţii nucleare ale limfocitului T, prin factori transcripţionali, cum este NF-kB. NF-kB este factorul transcripţional al limfocitului B pentru lanţurile uşoare k ale imunoglobulinelor (a fost evidenţiat în limfocite B mielomatoase).

- 4 -

Page 5: Imunologie Curs 4

Imunologie curs 4

NF-kB se află în mod normal în citoplasmă în stare inactivă datorită cuplării cu un inhibitor proteic; activarea lui are loc prin fosforilarea acestui inhibitor sub acţiunea PKC. Inhibitorul fosforilat se desprinde de pe molecula NF-kB, care ajunge astfel în stare activată şi migrează în nucleu. La nivelul nucleului acţiunile NF-kB sunt de stimulare intensă a expresiei genelor pentru interleukina 2 şi pentru receptorul acesteia (CD25). Acest efect stă la baza autoactivării autocrine <TcR-like> a limfocitului T prin propria interleukină 2 (n. ed. alt exemplu de amplificare prin feedback pozitiv).

b. semnalele de pe calea accesorie: CD28 se activează prin stabilirea de legături cu CD80 (de pe APC). CD28 activat în acest mod are efecte pe nucleu. CD28 RC sau <complexul receptorial CD28> activează CD28 RE (<elementul receptorial> pentru CD 28 RC) care la rândul său activează genele promotoare pentru majoritatea interleukinelor (în Th) sau mediatorii citotoxici (în Tc).

Morfologic: prin stimulare limfocitele T aflate în stare de repaus (G0) trec în limfoblaste T (interfază:G1SG2). Limfoblastul T, celulă aflată în interfază, are dimensiuni mai mari decât limfocitul T de repaus, aspect neregulat, citoplasmă abundentă, o reprezentare mai bogată a mitocondriilor (activare metabolică) şi reticul endoplasmic abundent; de asemenea se modifică expresia fenotipică, crescând expresia TcR, CD4, CD8 şi a receptorilor de adeziune (LFA-1). După interfază urmează diviziunea mitotică. Majoritatea celulelor rezultate din această diviziune devin limfocite T efectorii. Limfocitele T efectorii sunt de două tipuri:

1. producătoare de interleukine, cu rol în amplificarea RI (subsetul Th);

2. producătoare de mediatori citotoxici (subset Tc).Un număr (n. ed. foarte) mic de celule râmân <de rezervă> ca celule T cu memorie, adică celule T preactivate. Acestea nu mai revin la G0 şi la un nou contact cu antigenul răspund foarte repede.

Limfocitele BCaracterele generale ale limfocitelor B:1. Limfocitele B reprezintă o minoritate de 20…25 % din totalul

limfocitelor mici din sângele periferic;2. Sunt celule cu o durată de viaţă mai mică, de ordinul sâptămâni…

luni;3. Sunt celule puţin recirculante, fiind distribuite mai ales în organele

limfoide, unde staţionează un timp mai îndelungat (cortex ganglionar şi pals externa a splinei).

Receptorii de suprafaţă ai limfocitelor B cad în trei categorii:I. Receptori de recunoaştere antigenică;II. Receptori cu rol accesor în activarea limfocitului B: CD 45 (!);III. Receptori de adeziune intercelulară - cel mai important este LFA-

1.

- 5 -

Page 6: Imunologie Curs 4

Imunologie curs 4

I. Receptori de recunoaştere antigenicăCaracteristicile principale ale recunoaşterii antigenice la nivelul

limfocitului B sunt:1. limfocitele B recunosc antigenele numai după conformaţia

spaţială a determinantului antigenic, nu după structura primară a acestuia (n. ed. conformaţia este determinată de mai mulţi factori, printre care se numără structura primară, pH-ul mediului, temperatura; în sensul recunoaşterii, conformaţia este o caracteristică mai restrictivă decât structura primară, aceeaşi structură primară putând prezenta o multitudine de conformaţii, de exemplu în funcţie de pH);

2. limfocitele B (spre deosebire de limfocitele T) recunosc doar antigene solubile, nefiind niciodată necesară prezentarea antigenului.

În cazul limfocitului B, la recunoaşterea antigenică participă un complex receptorial format din trei componente:

1. BCR (n. ed. B-Cell Receptor ?) este o imunoglobulină transmembranară. În ordinea descrescătoare a frecvenţei această imunoglobulină poate fi: IgM, IgD, IgG, IgA, IgE (ultimele trei tipuri sunt rar întâlnite ca BCR). BCR este format din două perechi de lanţuri (n. ed. este un tetramer H2L2). Lanţurile grele H sunt transmembranare cu capătul aminoterminal la exteriorul celulei; sunt asociate prin legături disulfurice. Lanţurile uşoare sunt extramembranare.

Cele două perechi de lanţuri se asociază prin capetele aminoterminale, formând două cavităţi de dimensiuni reduse (situsuri combinative pentru antigen, notat SCAg). SCAg poate recunoaşte determinanţi antigenici conformaţionali prezenţi la suprafaţa moleculelor de antigen nativ. Cele două SCAg au aceeşi structură şi recunosc acelaşi tip de determinant antigenic. Prin urmare BCR este un receptor antigenic monospecific.

- 6 -

Page 7: Imunologie Curs 4

Imunologie curs 4

Prin capetele carboxiterminale lanţurile contribuie la activarea limfocitului B, fiind în contact fizic cu o proteinkinază (proteinkinaza are altă structură decât cea găsite la limfocitele T).

2. Ig (CD 79 )3. Ig (CD 79 )Cele două molecule CD 79 sunt glicoproteine transmembranare codate

de gene diferite. Ambele au în segmentul extracelular câte un domeniu. Cele două domenii extracelulare ale unei perechi CD 79 - CD 79 sunt dispuse simetric (asemănător cu Ig). Rolul CD 79 este de a transmite unele semnale BCR (rol <CD-3 like>). Prin legături disulfurice au contact cu lanţurile grele din BCR; sunt asociate şi la CD 45, tot prin legături disulfurice.

Mecanismele activării limfocitului B: Activarea limfocitului B este rezultatul recunoaşterii prin BCR a diferitelor antigene. Stimulii activatori se transmit pe două căi:

a. calea scurtă constă în activarea directă a PTK. PTK preia P din citoplasmă şi îl transmite unor structuri cum ar fi de exemplu segmentul intracitoplasmatic al Ig şi Ig . Prin fosforilare CD 79 suferă transformări conformaţionale. Semnalul se transmite apoi pe calea lungă;

b. calea lungă: de la CD 79 semnalul ajunge la CD 45, care activat are funcţie de PT-fosfatază, preluând P de pe CD 79 şi transmiţându-l PLC. Prin fosforilare PLC este activată, iniţiind cascada fosfatidilinozitolilor.

Expresia fenotipică se modifică:- creşte expresia LFA 1;- creşte foarte mult expresia moleculelor MHC II.

În stadiul de limfoblast, ca urmare a acestor modificări, limfocitul B îşi comută funcţia de la recunoaştere antigenică la APC. Celulele care trec de stadiul G2 intră în diviziune mitotică. În urma mitozei majoritatea celulelor rezultate sunt celule B efectorii (plasmocite). Un număr mic de celule devin limfocite B cu memorie (limfocite B preactivate), între stadiile G0-G1.

Organizarea sistemului imunSistemul imun are două compartimente:1. Compartimentul central este format din:

- 7 -

Page 8: Imunologie Curs 4

Imunologie curs 4

măduva hematogenă, unde se produc limfocite B şi T şi unde se maturează limfocitele B;timus – loc de maturaţie a limfocitelor.

2. Compartimentul periferic estre format din ganglionii limfatici şi splină. În splină şi ganglionii limfatici periferici sunt distribuite majoritatea clonelor limfocitarea T şi B; aici ajung foarte frecvent toate APC şi aici au loc răspunsurile imune.

Splina este alcătuită din capsulă şi parenchim splenic. Parenchimul este format din pulpa roşie (care nu are rol imunologic) şi din pulpa albă. Pulpa albă. Pulpa albă prezintă trei manşoane concentrice de populaţii limfocitare distincte <înfăşurate> în jurul unei arteriole centrale.

Splina generează RI faţă de antigenele circulante:- RIU se desfăşoară integral în splină;- RIC este iniţiat la nivelul splinei; se desfăşoară în ţesutul antigenic.

Principalele etape ale RIU intrasplenic - Antigenele din circulaţie pot fi:- Antigene solubile (n.ed. libere);- Antigene (n. ed. solubile) transportate de celulele dendritice sanguine.

În pals externa antigenele solubile sunt captate de CD (care au rol de filtru); rezultă o concentrare locală de antigene. Datorită recunoaşterii antigenului limfocitele B se activează trecând în limfoblaste B care începe să migreze.

Antigenul transportat ajuns în splină se cantonează doar în pals interna, unde are loc tranziţia CDS – IDS. IDS prezintă antigenul în context MHC II. Pentru unele limfocite (n. ed. T) are loc activarea limfocitară şi transformarea în

- 8 -

Page 9: Imunologie Curs 4

Imunologie curs 4

limfoblaste T. Limfoblastele T migrează în pals externa. În pals externa, prin stimulare are loc definitivarea activării limfocitelor B, care se transformă în plasmocite. Plasmocitele migrează la distanţă de antigen şi produc/ secretă anticorpi.Ganglionii – Parenchimul ganglionar are 3 zone:1. corticala este B-dependentă şi este formată din limfocite B dispuse în

grupuri numite foliculi limfoizi. Când limfocitele B sunt neactivate, aceşti foliculi se numesc foliculi limfoizi primari;

2. Paracorticala este formată din limfocite T distribuite uniform;3. Medulara are celularitate mixtă, fiind formată din limfocite B, T, monocite şi

macrofage.Funcţiile ganglionului sunt aceleaşi cu ale splinei.

Etapele celulare ale RIU intraganglionar – RIU intraganglionar este declanşat de drenarea prin limfatice aferente a unor antigene tisulare, concentrate mai ales subcapsular (aduse de CD). Dacă antigenele sunt recunoscute foliculii primari trec în foliculi secundari (prin activare antigenică). Foliculii secundari sunt de dimensiuni mari şi se extind foarte mult spre interiorul parenchimului (în urma stimulării antigenice limfocitele B se divid şi migrează). Celularitatea foliculului se modifică - histologic zona subcapsulară este formată din limfocite B mici (aflate în repaus; nestimulate antigenic), zona centrală este clară şi alcătuită din puţine limfocite B mici iar zona densa este alcătuită din limfocite B mari (limfoblaşti proveniţi din zona clară, care au recunoscut antigenul şi au migrat).

- 9 -