Limfocyty T w przeciwieństwie do limfocytów B nie odpowiadają na antygeny rozpuszczalne lecz na antygeny związane z cząsteczkami MHC w błonie komórek prezentujących antygen.
W rowku MHC I – peptydy 8-10 aminokwasowe
W rowku MHC II – peptydy 13-17 aminokwasowe
Agretop – fragment antygenu wiązany w rowku cząsteczki MHC.
Końce peptydu prezentowanego zagłębione w kieszonkach na końcu rowka MHC
Przy dłuższych peptydach mogą w części środkowej uwypuklać się z rowka
Końce peptydów prezentowanych przez MHC II często wystają po obydwu stronach rowka który ma charakter otwarty
Aminokwasy kotwiczące – łańcuchy boczne antygenu wchodzące do kieszonek rowka MHC
Epitop – aminokwasy antygenu łączące się z łańcuchami receptora TCR
Limfocyty te rozpoznają pierwszorzędową, częściowo drugorzędową strukturę antygenów i liniowe determinanty antygenowe
Immunoglobuliny rozpoznają trzeciorzędową strukturę antygenów i determinanty ciągłe oraz nieciągłe
Antygenu to długie łańcuchy peptydowe obróbka przed zaprezentowaniem denaturacja, rozwiniecie łańcuchów i pocięcie przez proteazy na odpowiednie fragmenty
MHC klasy I – dotyczy antygenów syntetyzowanych w komórce prezentującej, w prezentacji mogą uczestniczyć prawie wszystkie komórki, prezentują antygeny limfocytom CD8 (cyt)
MHC klasy II – dotyczy antygenów pochłoniętych przez komórkę na drodze endocytozy, mogą uczestniczyć nieliczne, wyspecjalizowane komórki, prezentują antygen limfocytom CD4 (pom)
Związanie peptydu przez MHC I, przeniesienie do błony komórkowej, prezentacja na powierzchni komórki limfocytom T.
Prezentują antygeny endogenne których prezentacja jest najważniejsza dla przeżycia organizmu (antygeny mikroorganizmów i pasożytów) (niszczone przez Tcyt - zapobieganie szerzeniu się infekcji)
Przyłączenie do lizyn białek antygenowych pojedynczych ubikwityn (monoubikwitynacja) lub wielołańcuchowych ubikwityn (poliubikwitynacja) dzięki enzymom aktywującym ubikwitynę przenoszącym i łączącym ją z białkiem.
Poliubikwitynowane białka przenoszone sa do proteasomu
Kompleksy regulatorowe 19S protesaomu przyłączają poliubikwitynę i kierują białko do wnętrza proteasomu i pomagają w ich rozprostowaniu
Proteoliza w proteasomie dzięki proteazie II tripeptydowej (funkcja proteasomu niezbedna do życia- dzięki niemu wadliwe kierowane są tam bezpośrednio dzięki czemu wczesne opanowanie zakażenia)
Oligopeptydy ulęgają całkowitej degradacji przez aminopeptydazy i endopeptydazy
Sa transportowane przez transporter zbudowany z białek TAP1 i TAP2 (transporter associated with antigen processing) do siateczki śródplazmatycznej (TAP są w błonie siateczki i pompują oligopeptydy do jej wnętrza)
W siateczce łączą się z cząsteczkami MHC I (jeśli za długie oligopeptydy to przycinane przez aminopeptydazę I siateczki)
Dwa łańcuchy MHC i peptyd dostarczony przez białko TAP łączą się (uczestniczą w tym białka opiekuńcze: kalneksyna, kalretikulita, tapasyna)
MHC I z peptydem dociera do błony komórkowej
Proteasom:
Kompleks nielizosomalnych enzymów proteolitycznych
Może występować w cytoplazmie i w jadrze
Nie otoczony błoną
Cylinder zbudowany z 4 pierścienie z kanałem w środku (skład pierścieni zewnętrznych – 7 podjednostekα, skład pierścieni wewnętrznych siedem podjednostek β)
Trzy spośród każdych siedmiu podjednostek β maja właściwości proteolityczne o aktywności: trypsynopodobnej, chymotrypsynopodobnej, kaspazopodobnej
Nazywany wewnątrzkomórkowym układem odporności
IFN-γ stymuluje ekspresje aktywatora proteasomu który łączy się z proteasomem w miejsce jednego kompleksu regulatorowego 19S
Pod wpływem IFN-γ w proteasomie pojawiają się trzy nowe podjednostki: LMP-2 (low molecular proteasome subunit), LMP-7, MECL1 (mullticatalytic endopeptidase complex-like)
Tak zmieniony proteasom ma wzmożona aktywność (immunopreoteasom) – więcej peptydów jest prezentowanych przez MHC a mniej ulega całkowitej degradacji do AA
Tylko kilka procent peptydów łączy się z MHC, reszta nie pasuje do rowków i ulega proteolizie.
Fragmentacja antygenów endogennych może być także na drodze autofagii (autofagocytozy) – kierowanie wielkocząsteczkowych składników na drogę degradacji w endosomach i lizosomach (ten sposób kończy się prezentowaniem przez MHC II)
MHC na powierzchni komórek zakażonych (np. wirusem) – mają w rowkach peptydy pochodzenia wirusowego
MHC na powierzchni komórek zdrowych – maja w rowkach własne peptydy (MHC nie rozróżniają obcych od własnych)
Komórka dendrytyczna:
Nie musi być zakażona żeby prezentować antygen
Uzyskuje antygeny z fagocytozy komórek zabitych przez wirusy
Prezentacja krzyżowa – komórka dendrytyczna pochłaniając antygeny z zewnątrz może prezentować je w kontekście MHC II a także (co jest nietypowe) w kontekście MHC I np. limfocytom Tc
Część antygenów pochłoniętych dostaje się do cytoplazmy i jest przetwarzana tak jak antygeny syntetyzowane wewnątrz niej
Prezentacja krzyżowa dotyczy tez peptydów które komórka prezentująca uzyskała od sąsiedniej przez połączenia szczelinowe (Neksus)
Uczestniczą wyspecjalizowane komórki Komórki dendrytyczne, limfocyty B, makrofagi
Dotyczy przede wszystkim antygenów pochłoniętych przez komórkę
Antygeny peptydy, polisacharydy (poddane obróbce)
antygeny zewnątrzpochodne, autoantygeny, fragmenty samych cząsteczek MHC
Etapy:
Endocytoza antygenów
Proteoliza
Związanie powstałych peptydów przez cząsteczki MHC II
Egzocytoza i prezentacja antygenów związanych z MHC II w błonie komórkowej
Antygeny wirusowe mogą być prezentowane obiema drogami. (z MHC I lub MHC II)
Antygeny rozpuszczalne i nierozpuszczalne podlegają endocytozie przez komórki prezentujące (na drodze pinocytozy i fagocytozy)
W endosomach odłączenie peptydu CLIP – fragmentu łańcucha In, który umiejscowiony w rowku cząsteczki MHC II zabezpiecza ja przed przypadkowym przyłączeniem się peptydów endogennych w siateczce śródplazmatycznej i
Przyłączenie do cząsteczki MHC pochłoniętego przez komórkę i obecnego w endosomach peptydu
W wymianie peptydu CLIP na antygen w rowku cząsteczki MHC II uczestniczą cząsteczki HLA-DM których funkcja jest regulowana przez cząsteczkę HLA-DO (wymiana zachodzi w specjalnych endosomach tzw przedział MHC klasy II)
Kompleksy MHC-antygen do błony komórkowej
Peptyd w rowku może być jeszcze przycinany przez proteazy ale rowek chroni przed pełną degradacją
Prezentowane z MHC II są antygeny obce oraz autoantygeny
pod względem budowy podobne do MHC I (ich łańcuchy ciężkie zawierają w swej części zewnątrzkomórkowej trzy domeny α1, α2, α3, łącza się taż z β2-mikroglobuliną)
rowek jest obszerny i hydrofobowy
CD1a , b, c występują na profesjonalnych komórkach prezentujących antygen, CD1d także na innych komórkach
z udziałem endosomów prezentują limfocytom T antygeny o charakterze gliko- i fosfolipidów pochodzące od mikroorganizmów oraz antygeny własne.
prezentacja niezależna od białek TAP i od HLA-DM, uczestniczą w niej sapozyny i apolipoproteina E
prezentują antygeny szczególnie od mykobekterii
rozpoznające CD1d i związane z nimi lipidy – szczególnie limfocyty NKT
komórki prezentujące komórki dendrytyczne, makrofagi, limfocyty B
Zasadnicze mechanizmy prezentacji nie są jednakowo rozwinięte w tych komórkach (komórki dendrytyczne i limfocyty B bardziej przystosowane do prezentacji, makrofagi do fagocytozy i fragmentacji antygenów)
Ma wypustki dendrytyczne oraz wypustki blaszkowate (lammellipodia). Są one w ciągłym ruchu. Dzięki nim bada środowisko wokół siebie.
komórki dendrytyczne limfoidalne (plazmacytoidalne) różnicujące się z prekursorów szpikowych (CD34+) wydzielają interferony typu I (IFN-α, -β, -ω)
komórki dendrytyczne mieloidalne różnicujące się z monocytów wydzielają IL-12, preferencyjnie indukują aktywację limfocytów Th1
Stymulacja różnicowania IL-4, GM-CSF, ligand Flt3, czynnik komórek macierzystych SCF, TGF-β, TNF, TRANCE, bezpośredni kontakt z cząsteczką powierzchniową CD40L
Hamowanie różnicowania Il-10, czynnik wzrostu śródbłonka naczyń VEGF
szpik krew tkanki nabłonki
przyciągane do miejsca zapalenia przez chemokiny
komórki obecne pod nabłonkiem jelitowym mogą przeciskać swe wypustki jak peryskopy przez obwódki zamykające. (wychwytują mikroorganizmy z treści jelitowej)
antygeny do komórek dendrytycznych także za pośrednictwem komórek M
połączone z antygenem wędrują naczyniami limfatycznymi do węzłów żeby albo z krwią do śledziony aby prezentować limfocytom T – do narządów limfatycznych przyciągają je chemokiny: CCL17 (TARC), CCL18 (DC-CK1), CCL19 (ELC), CCL21 (SLC), CCL22 (MDC)
Cechy dojrzałych komórek dendrytycznych:
dendrytyczne wypustki
ziarna Birbecka w cytoplazmie
markery powierzchniowe: CD1a, CD40, CD54, CD58, CD80, CD83, CD86, DC-SIGN
brak CD14, M-CSFR (CD115)
duża ekspresja cząsteczek MHC I i II
słabe zdolności fagocytarne
wybitne zdolności indukowania proliferacji allogenicznych limfocytów
Etapy dojrzewania:
prekursory szpikowe
niedojrzałe komórki dendrytyczne w narządach nielimfatycznych – gotowe do endocytozy obcych antygenów i transportu do narządów limfatycznych w celu rozpoznania przez limf. Mają zdolności fagocytarne które później tracą.
migrujące komórki dendrytyczne w limfie i we krwi – we krwi stanowią 0,5% wszystkich komórek jednojądrzastych
dojrzałe i pobudzone komórki dendrytyczne w narządach limfatycznych – najlepiej przygotowane do prezentacji antygenów związanych przez nie w trakcie pobytu w narządach nielimfatycznych, nie maj a zdolności fagocytarnych.
Sygnały niebezpieczeństwa (zagrożenia) tzw trzeci sygnał. przekazywane sa one poprzez:
bezpośredni kontakt z mikroorganizmami lub ich produktami np. przez receptory TCR
kontakt z komórkami uwolnionymi z zakażonych i ginących komórek np. białkami szoku cieplnego
oddziaływanie limfocytów T bezpośrednie przez cząsteczki CD40L-CD40 i pośrednie przez cytokiny
Niedojrzałe formy mogą indukować tolerancję na prezentowane antygeny i wywoływać apoptozę limfocytów T.
Wydzielają wiele cytokin:
interleukiny: 1, 6-10, 12, 15, 18, 23, 27
chemokiny: CCL1 (I-309), CCL2 (MCP-1)..........
inne: TNF, limfotoksynę, TGF-β, IFN-γ, G-CSF, GM-CSF
| Nazwa | Miejsce wystepowania | |
|---|---|---|
| narządy nielimfatyczne | komórki Langerhansa | naskórek, nabłonki, skóra właściwa (mało) |
| śródmiąższowe kom dendrytyczne | tkanka łączna różnych narządów | |
| krążenie | komórki dendrytyczne krwi | krew |
| komórki welonowate | chłonka naczyń doprowadzających | |
| narządy limfatyczne | kom dendrytyczne rdzenia grasicy | grasica |
| kom dendrytyczne splatające się | strefa grasiczozalezna węzłów i śledziony | |
| kom dendrytyczne grudek | grudki limfatyczne |
Nabywają antygeny głównie w drodze endocytozy zależnej od receptorów FcR (FcγRI, FcγRII, FcεRI), receptora dla mannozy, dla składników dopełniacza, receptorów zmiataczy oraz w drodze fagocytozy i mikropinocytozy.
W ciągu godziny kom dendrytyczna może pobrać płyn o objętości 4x większej niż ona sama.
Prezentując antygen wytwarzają z limfocytem T synapsę immunologiczną
Komórki dendrytyczne narządów nielimfatycznych
Komórki Langerhansa:
naskórek, skóra właściwa, nabłonki
3-8% naskórka, sa w warstwie podstawnej i kolczystej
każda ma do kilkunastu wypustek
maja receptory dla fragmentu Fc IgG (podobieństwo do makrofagów) oraz ziarna Birbecka
komórki Langerhansa komórki welonowate (w limfie, idą do węzłów) komórki dendrytyczne splatające się (w węzłach chłonnych)
istotna rola w nadwrażliwości kontaktowej
Śródmiąższowe komórki dendrytyczne:
tkanka łączna większości narządów
rola podobna do Langerhansa
liczba wzrasta w miejscowej reakcji zapalnej
z limfą do węzłów, część do krwi, a dalej do śledziony, w strefach grasiczozaleznych węzłów i śledziony przekształcają się w komórki dendrytyczne splatające sie
Komórki dendrytyczne narządów limfatycznech
W grasicy biorą udział w selekcji dojrzewających limfocytów T
W obwodowych narządach limfatycznych komórki dendrytyczne splatające się i komórki dendrytyczne grudek
komórki dendrytyczne splatające się pochodzą z komórek które po związaniu na obwodzie antygenów i ich obróbce przywędrowują do stref grasiczozaleznych węzłów i śledziony żeby prezentować limfocytom T.
komórki dendrytyczne grudek obecne w ośrodkach rozmnażania grudek limfatycznych , rola w odpowiedzi humoralnej.
prezentują limfocytom T antygen żeby uzyskać pomoc w syntezie Ig
limfocyty T wydzielają cytokiny działające na prezentujący limfocyt B (aktywacja różnicowania w plazmocyt)
sygnały pomocnicze także z cząsteczkę kostymulujących : CD40, CD154 (CD40L)
mogą prezentować każdy antygen ale swój swoisty prezentują 1000x skuteczniej
pobudzony prezentuje antygeny 10x skuteczniej niż niepobudzony bo zwiększona ekspresja MHC II i cząsteczkę kostymulujących na pobudzonym.
w przeciwieństwie do dendrytycznych i limf B nie mają MHC II (w trakcie aktywacji syntetyzują je pod wpływem interferonu γ)
wyposażone obficie w lizosomy nastawione na pełną degradacje fagocytowanego materiału
rola w prezentowaniu antygenów pochodzących z dużych fagocytowanych cząsteczek lub bakterii (nie są zdolne do tego inne kom prezentujące)
W niektórych wypadkach antygeny mogą być prezentowane przez: monocyty, neutrofile, komórki śródbłonka, enterocyty, keratynocyty, chondrocyty, komórki mazangium , astrocyty, oligodendrocyty, komórki nabłonkowe tarczycy, komórki nabłonkowe kanalików nerkowych, komórki nabłonkowe pęcherzyków gruczołu sutkowego, komórki nabłonkowe dróg żółciowych, pobudzone limfocyty T.
Mogą syntetyzować MHC II pod wpływem interferonu γ np. w trakcie odpowiedzi immunologicznej gdy dochodzi do miejscowego lub uogólnionego wytwarzania tego czynnika.
I sygnał rozpoznanie prezentowanego antygenu – nie jest dostateczny do aktywacji, bez kostymulacji indukuje brak reaktywności lub tolerancji w limfocytach T.
II sygnał (kostymulacja) oddziaływanie wielu cząsteczek powierzchniowych na komórce prezentującej łączących się z odpowiednimi cząsteczkami na limfocycie T (CD28-CD80/86) oraz sygnały przekazywane przez cytokiny uwalniane przez komórki prezentujące (IL-1, IL-12, IL-18). Wzmaga proliferację, podtrzymuje przeżycie, zwiększa wydzielanie cytokin.
Hamowanie aktywacji limfocytów T (tolerancja na antygeny) – przez niedojrzałe komórki dendrytyczne przy braku czynników przyspieszających dojrzewanie i aktywację komórek dendrytycznych. Cząsteczki przenoszące sygnały hamujące CTLA-4, BTLA, PD-1
Limfocyt T także oddziałuje na komórkę prezentującą antygen (cytokiny, bezpośredni kontakt przez cząsteczki adhezyjne) aktywując je do większej ekspresji cząsteczek MHC i kostymulujących i do wydzielania cytokin oraz niektórych chemokin
Początkowo liczba komórek zdolnych do rozpoznania antygenu jest bardzo mała. Dzięki wstępnej fazie aktywacji limfocytów B i T i ich intensywnej proliferacji po 3-4 dniach ok. 200 000 swoistych komórek.
limfocyty do obwodowych narządów limf przez żyłki z wysokim śródbłonkiem znajdujące się w obrębie stref grasiczozaleznych.
przemieszczają się chaotycznie i z dużą prędkością w strefie przykorowej węzła kontaktując się z licznymi komórkami dendrytycznymi
nieliczne limfocyty które rozpoznały antygen intensywnie proliferują i różnicują się w komórki efektorowe.
na powierzchni limfocytów T które rozpoznały antygen pojawia się receptor CXCR5 dla chemokiny CXCL13 wytwarzanej w grudkach
migracja limfocytów staje się uporządkowana, przemieszczają się w okolice ośrodków rozmnażania
limfocyty B po opuszczeniu żyłek HEV od razu kierują się do grudek dzięki ekspresji CXCR5 na ich pow
komórki które rozpoznały antygen przechodzą kilka podziałów, na ich pow pojawia się receptor CCR7 dla chemokin CCL21 (SLC) i CCL19 (ELC) wytwarzanych w strefie grasiczozaleznej
pod wpływem chemokin limfocyty T i B zbliżają się do siebie na obrzeżu grudki. Limfocyty T weryfikują czy prezentowane im peptydy nie są takie same jak antygeny prezentowane przez komórki dendrytyczne
uczestniczą w tworzeniu ośrodków rozmnażania razem z limf B i T
nie przywędrowują z antygenami, otrzymują je z zatoki brzeżnej węzła za pośrednictwem komórek transportujących antygen
mają receptory dla fragmentu Fc IgG (FcγR) i dla składnika C3 dopełniacza (CD21, CD35)
otaczają limfocyty B swoimi wypustkami
mała ekspresja cząsteczek MHC (większość prezentowanych antygenów w formie natywnej)
mają charakterystyczne długie wypustki, tuz po immunizacji grubieją i tworzą sferyczne lub elipsoidalne zgrubienia (w mikroskopie jak sznur korali)
tzw ciała pokryte kompleksami immunologicznymi (iccosomy) – bogate w receptory dla Fc, dla składników dopełniacza, odpowiedzialne za zagęszczenie antygenów prezentowanych limfocytom B
iccosmy zawierające antygeny są rozpoznawane przez BCR limfocytów B, ulegają endocytozie i degradacji. pochodzące z nich peptydy mogą być prezentowane limf T z MHC II
Ośrodki rozmnażania mają pochodzenie oligoklonalne powstają w wyniku podziału zaledwie kilku limf B. cykl komórkowy kilka godzin po kilku dniach ośrodek zawiera ok. 5 tysięcy limfocytów B (tzw centroblasty, tworzą strefę ciemną ośrodka)
W dzielących się centroblastach zachodzą mutacje somatyczne w obrębie genów immunoglobulinowych (może zwiększyć się powinowactwo lub może być utracone)
Zadanie ośrodka wytworzenie jak największej liczby limfocytów B zdolnych do syntezy przeciwciał nieznacznie różniących się między sobą ale powstających z tego samego zestawu segmentów genów VLJL I VHDJH.
Centroblasty po serii mutacji do strefy jasnej ośrodka jako centrocyty. zachodzi kontrola specyficzności. jeśli w wyniku mutacji doszło do zmniejszenia powinowactwa limfocyt ulega apoptozie.
W niektórych limfocytach przeznaczonych do apoptozy może zachodzić ponowna ekspresja genów RAG1 i RAG2 umożliwiających dodatkową rearanżacje segmentów genów immunoglobulinowych. (redagowanie receptora)
Limfocyty B w ośrodkach różnicują się w komórki plazmatyczne lub limfocyty B pamięci.
Komórki plazmatyczne wędrują do szpiku, błon śluzowych, częściowo do śledziony.
Limfocyty B pamięci migrują do kolejnych obwodowych narządów limfatycznych.
Antygen pobudza na ogół mniej niż 1% danej populacji limfocytów
Mitogeny limfocytów są w stanie indukować mitozę u większości limfocytów T lub B bo oddziałują na wiele ich klonów
Są to niektóre lektyny – białka wybiórczo wiążące węglowodany glikoprotein i glikolipidów powierzchniowych wielu komórek
Są one pochodzenia roślinnego np. fitohemaglutynina (PHA), konkanawalina A, mitogen szkarłatki (PWM)
Także pochodzenia bakteryjnego np. lipopolisacharyd (LPS)
Dany antygen reaguje tylko z limfocytami T określonego klonu
Superantygen może pobudzać wiele klonów limfocytów bo nie reaguje z unikatowym miejscem wiążącym antygen receptora TCR, ale tylko z odcinkiem V łańcucha β i to z jego powierzchnia zewnętrzną
Aktywuje wszystkie limfocyty T które mają TCR z danym łańcuchem β i to zarówno CD4 jak i CD8
Działanie pośrednie między antygenem a mitogenem
Pobudzone superantygenem limfocyty wchodzą w stan anergii lub giną
Wytwarzane przez niektóre bakterie, mikoplazmy, wirusy, pasożyty a nawet rośliny.
Wiążą się również nietypowo z MHC II bez wstępnej obróbki z zewnętrzna powierzchnia cząsteczki
Przykłady: paciorkowcowe białko M, enterotoksyny gronkowcowe. Wywołują zatrucia a nawet wstrząs wynikające z obficie wydzielanych cytokin przez pobudzone limfocyty
Słabiej poznane superantygeny limfocytów B (wiążą się z receptorami immunoglobulinowymi poza klasycznym miejscem wiązania antygenu) np. gronkowcowe białko A