Budowa MHC klasy I

dwa łańcuchy polipeptydowe, łańcuch ciężki α i łańcuch lekki β, czyli β2 mikroglobulina

cztery regiony:

region wiążący Ag- rowek utworzony z domen α1 i α2 łańcucha α

region immunoglobulinopodobny – wysoce konserwatywna domena α3 – miejsce wiązania cząstki CD8 komórek T

region przezbłonowy – odcinek hydrofobowych AA obejmujący błonę komórkową

region cytoplazmatyczny – zawiera miejsca fosforylacji i wiązania składowych cytoszkieletu

Budowa regionu wiążącego antygen MHC klasy I

“rowek” zbudowany z domen (helis) α1 i α2 na dwóch naprzeciwległych ścianach i 8. pasm β (po 4. z każdej domeny) tworzących dno

polimorfizm!!!!

Ag (peptyd) wiązany w rowku zbudowany z 8-10 AA

specyficzne AA Ag warunkują kotwiczenie w dnie rowka

Budowa MHC klasy II

2. łańcuchy polipetydowe, α i β, o zbliżonej długości, połączone niekowalencyjnie

4. regiony:

region wiążący Ag– rowek utworzony z domen α1 i β1 łańcuchów α i β – miejsce polimorfizmu

region immunoglobulin-like – konserwatywne domeny α2 i β2 – β2 jest miejscem wiązania cząstki CD4 limfocytów T

region przezbłonowy – odcinek 25 AA hydrofobowych obejmujący błonę komórkową

region wewnątrzkomórkowy – zawiera miejsca fosforylacji i wiązania do elementów cytoszkieletu

Miejsca wiążące Ag w cząstkach MHC klasy I i II są podobne

oba posiadają rowek tworzony przez 2. α helisy i dno zbudowane z 8. pasm β

do związania Ag z MHC I wystarcza peptyd zbudowany z 8-10 AA; Ag prezentowany z MHC II to peptyd składający się z 13-25 AA, jednak nie wszystkie z nich lokują się w rowku

miejsce kotwiczenia funkcjonuje w obu klasach MHC

Porównanie cząstek MHC klasy I i II

klasa I

łańcuch α

3. domeny zewnetrzne

1. przezbłonowa

1. wewnątzrzkomórkowa

kodowany w MHC

β-2 mikroglobulina

1. domna zewnętrzna

brak domeny błonowej i wewnątrzkomórkowej

nie kodowana w MHC

klasa II

łańcuch α

2. domeny zewnetrzne

1. przezbłonowa

1. wewnątzrzkomórkowa

kodowany w MHC

Łańcuch β

2. domeny zewnetrzne

1. przezbłonowa

1. wewnątzrzkomórkowa

kodowany w MHC

Non-classical MHC

cząstki związane z MHC, o ograniczonym polimorfizmie i ekspresji na komórkach

funkcje w układzie odpornościowym związane z prezentacją i przetwarzaniem Ag, indukowaniem zjawiska tolerancji

zbliżone do MHC-I: HLA-E, HLA-F, HLA-G (u człowieka); Qa i HMT (lub M3) (u myszy)

zbliżone do MHC-II: HLA-DM, HLA-DN (u człowieka); H-2O (u myszy)

HMT wiąże N-formylowane peptydy bakteryjne

ANTYGEN

substancja zdolna do wiązania się z swoistymi produktami odpowiedzi immunologicznej

Rozpoznanie antygenu

limfocyty B mogą rozpoznawać antygeny via ich immunoglobuliny powierzchniowe,

limfocyty T mogą rozpoznawać antygeny tylko w połączeniu z cząstkami układu MHC.

Przetwarzanie i prezentacja antygenu

fragmentacja antygenów białkowych do peptydów,

łączenie peptydów z cząstkami MHC,

transport na powierzchnię komórki,

różne mechanizmy komórkowe w zależności od połączenia peptydów z cząstkami MHC klasy I i II.

MHC & Antygeny

MHC klasy I

prezentują endogenne peptydy

własne lub pochodzące z ekspresji wirusowej

ponieważ MHC klasy I są obecne na wszystkich komórkach każda z nich może współdziałać z limfocytem T jeżeli jest zakażona wirusem

MHC & limfocyty T

Limfocyty T mają zdolność rozpoznawania zarówno ANTYGENU jak i cząseczki MHC. Jest tak ponieważ budowa molekularna kompeksu MHC-ANTYGEN jest tak zaaranżowana, że część polimorficznych aminokwasów cząsteczki MHC jest w bezpośrednim kontakcie z TCR.

Stąd stwierdzenie, że rozpoznanie Ag przez limfocyty T podlega RESTRYKCJI MHC.

Limfocyty T

Limfocyty T wykazują ekspresję TCR pełniących funkcję białek rozpoznających Ag,

Po pobudzeniu stają się limfocytami T wspomagającymi lub cytotoksycznymi,

Wydzielają cytokiny, które aktywują inne komórki układu odpornościowego,

TCR rozpoznaje tylko krótkie peptydy.

Wiązanie Ag

analogia:

2. łańcuchy lekkie ( or )

2. łańcuchy ciężkie (5 izotypów: IgG, M, A, D, E)

2. miejsca wiążące (diwalentne)

uwalniany do surowicy

wiąże Ag rozpuszczalne

CZĄSTKI ROZPOZNAWANIA LIMFOCYTÓW

Kompletna cząsteczka Ag (epitop konformacyjny)

Ag przetworzony (epitop liniowy)

APC muszą być żywe aby PRZETWARZAĆ antygen

APC nie muszą być żywe aby ZAPREZENTOWAĆ Ag

Przetwarzanie Ag zachodzi w lizosomie

Odpowiedź immunologiczna

Markery powierzchniowe immunocytów

2. łańcuchy lekkie ( or )

2. łańcuchy ciężkie (5 izotypów: IgG, M, A, D, E)

2. miejsca wiążące (diwalentne)

uwalniany do surowicy

wiąże Ag rozpuszczalne

Kompleks TCR

TCR jest obecny na powierzchni limfocyta T i połączony niekowalencyjnie z cząstkami (peptydami) przezbłonowymi

CD3 – 3 różne łańcuchy gama, delta i epsilon

zaliczane do nadrodziny immunoglobulin

łańcuch epsilon połączony zarówno z  jak i 

“opiekuńcza” funkcja w transporcie nowo syntetyzowanych cząstek TCR na powierzchnię komórki T

ekspresja wyłącznie na limfocytach T

2. identyczne łańcuchy  (zeta)

16 kDa

obecne na limfocytach T, makrofagach i komórkach NK

Pobudzenieu udziałem TCR

Funkcje cząstek CD4 i CD8

fragmenty zewnątrzkomórkowe wiążą się z częścią stałą MHC na APC  cząstka adhezyjna

restrykcja MHC

CD4  wiąże MHC klasy II

CD8  wiąże MHC klasy I

działają jako przekaźnik sygnału pobudzenia

wiążą się ze swoistymi kinazami, aktywowanymi po związaniu się cząstki MHC z Ag

cząstka CD4 wiąże HIV  umożliwia wnikanie wirusa

Profil cytokinowy limfocytów CD4

Natywne Th różnicują się w Th1(IFN-gamma, TNF-alfa) – hamują Th2

odpowiedź typu 1

odporność na mycobacteria

zapalenie

rzs, cukrzyca t. I

lub Th2(Il-4,13,10)Hamują IFN i TNF

odpowiedź typu 2

reakcja z udziałem IgE

odporność na infestacje pasożytnicze

choroby atopowe

Funkcje limfocytów Th1 i Th2

Kluczowa rola limfocytów Th w odporności swoistej

wybierają mechanizm efektorowy

indukują proliferację odpowiednich komórek efektorowych

zwiększają aktywność komórek efektorowych

Mechanizm uzbrajania Tc komórka docelowa=tarczowa

Mechanizm bójczy Tc

Etapy zabijania przez Tc

Mechanizmy aktywacji makrofagów

Kluczowa rola makrofagów w odporności naturalnej i swoistej

biorą udział w inicjowaniu odpowiedzi immunologicznej, prezentacji Ag oraz wykazują własności efektorowe

Szczegółowe funkcje makrofagów

Inflammation – Fever, Production of: IL-6, TNF-alpha, IL-1 – act as pyrogen

Immunity

Selection of lymphocytes to be activated:

IL-12 results in Th1 activation

IL-4 results in Th2 activation

Activation of lymphocytes:

Production of IL-1

Processing and presentation of

Reorganization of tissues,

Secretion of a variety of factors:

Degradative enzymes (elastase, hyaluronidase, collagenase)

Fibroblast stimulation factors

Stimulation of angiogenesis

Damage to tissues

Hydrolases, Hydrogen peroxide production

Complement C3a

TNF alpha production

Antimicrobial action

O2–dependent production of:

hydrogen peroxide, superoxide,

hydroxyl radical, hypochlorous acid

O2-independent production of:

acid hydrolases, cationic proteins,

lysozyme

Anti-tumor activity produced by:

Toxic factors

Hydrogen peroxide

Complement C3a

Proteases, Arginase

Nitric oxide

TNF alpha

ĆWCZENIE 4

Receptory limfocytów T

Cząsteczki głównego układu zgodności tkanokowej MHC

Odpowiedź immunologiczna

RECEPTORY LIMFOCYTÓW T WIĄŻĄCE ANTYGEN:

receptory TCR (T cell recpetors) - są obok immunoglobulin jedynymi cząstkami zdolnymi do swoistego wiązania

antygenów.

z tym wyjątkiem, że immunoglobuliny wiążą dowolne antygeny a receptory limfocytów T odpowiadają na antygeny

peptydowe powstałe z białek "pociętych" przez enzymy hydrolityczne na małe fregmenty i połączone cząsteczkami MHC

limfocyty T mogą również rozpoznawać i odpowiadać na antygeny lipidowe i glikolipidowe prezentowane im w

połączeniu z cząsteczkami CD1, a niektóre limfocyty Tγδ rozpoznają pirofosforan izopentylu.

BUDOWA RECEPTORÓW LIMFOCYTÓW WIĄŻĄCYCH ANTYGEN:

· TCR jest zbudowany z dwóch łańcuchów, a każdy łańcuch ma część stałą i część zmienną a przez krótki odcinek jest

związany z błoną komórkową.

· wykryto dwa typy receptorów:

· receptory składające się z łańcuchów α i β

· receptory składające się z łańcuchów γ i δ

· ponad 90% limfocytów T krwi obwodowej ma receptory αβ, a tylko ok 1 - 10% limfocytów T to komórki z receptorami

γδ. Te dwie grupy określa się jako limfocyty T αβ i limfocyty T γδ

· W receptorach ab łańcuch są połączone mostkiem dwusiarczkowym, a receptory γδ występują w dwóch odmianach:

· w odmianie pierwszej łańcuch γ zawiera cysteinę, co umożliwia mu tworzenie wiązań δ

· w drugim łańcuch γ jest nieco dłuższy i nie zawiera cysteiny no i nie tworzy mostku (co za pech), lecz łączy

się z łańcuchem δ wiązeniem kowalencyjnym (co za spryt)

AKTYWACJA LIMFOCYTA T, ROLA RECEPTORA TCR, CZĄSTKI MHC W OBLICZU ANTYGENU:

– w kontakcie z antygenem prezentowanym przez cząstki MHC najistotniejsze znaczenie mają regiony CDR3 łańcuchów

α i β, w których występuje największa zmienność, natomiast regiony CDR1 i CDR2 odgrywają mniejszą rolę.

– zarówno receptory αβ, jak i γδ łączą się w błonie limfocytów T z kompleksem CD3, który składa się u człowieka z

pięciu łańcuchów: γ, δ, ε, ζ, η, zwanych czasami niezmiennymi w celu odróżnienia od łańcuchów TCR.

– łańcuchy CD3 pośredniczą w przekazywaniu sygnału aktywującego komórkę z receptora limfocytu T, który związał

antygen do wnętrza komórki. Kompleks TCR - CD3 pozostaje w błonie komórkowej w kontakcie z cząstkami: CD2.

CD5. CD4 lub CD8.

– pomimo małego powinowactwa limfocytów T do antygenów prezentowanych im przez komórki MHC w porównaniu z

powinowactwem przeciwciał do antygenu, to do aktywacji limfocytów T wystarczy zaledwie 100 spośród 100 000

cząsteczek MHC obecnych na danej komórce prezentującej,

– okazało się, że. pojedynczy kompleks cząsteczki MHC z okrężnym antygenem może po kolei połączyć się - łącząc się i

rozłączając - aż z około 200 TCR na limfocycie T.

– każde takie połączenie z pojedynczym TCR indukuje wydzielanie określonej porcji mediatorów wtórnych, których poziom

stopniowo wzrasta aż do osiągnięcia poziomu, przy którym zostaje aktywowany limfocyt T.

– aby do tego doszło wystarczy by ok 8000 spośród 30 000 TCR związało się przejściowo z kompleksem cząsteczki MHC

związanym z antygenem. Polega to na tym jakby limfocyt doliczał sobie każde kolejne połączenie aż do momentu aktywacji.

– równoczesne otrzymanie sygnału kostymulującego przez wiązanie cząsteczek CD80 obecnych w komórce prezentującej z

cząsteczkami CD 28 na limfocycie T moze obniżyć próg aktywacji z 8000 do 1500 TCR.

CIEKAWOSTKA

CD28 jest homodimerem składającym się z łancuchów glikoproteinowych, każdy o masie 44kDa. CD28 należy do

nadrodziny białek immunoglobulinopodobnych, gdyż jej łańcuchy zwierają w swojej części zewnętrznej domenę

podobną do części zmiennej immunoglobulin.

DOJRZEWANIE LIMFOCYTÓW T - SELEKCJA POZYTYWNA I NEGATYWNA LIMFOCYTÓW

• PROCES ODBYWA SIĘ W GRASICY, JEGO CELEM JEST WYPRODUKOWANIE ARMII

LIMFOCYTÓW ZDOLNYCH DO ODCZYTYWANIA CZĄSTECZEK MHC. Oraz usunięcie tych

limfocytów które mogłyby rozpoznawać własne antygeny i powodować procesy autoreaktywne

· Paradoksem jest fakt, iż, mimo że celem selekcji jest wywołanie puli limfocytów T rozpoznających

obce antygeny w połączeniu z własnymi cząsteczkami MHC, to jednak tych antygenów w grasicy

me ma.

· Selekcja w grasicy zależy od:

a) powinowactwa (stopnia dopasowania) TCR do prezentowanego antygenu

b) zagęszczania tych peptydow (ligandów), czyli ilości kompleksów peptyd/MHC

prezentowanych limfocytowi T

· Niedojrzałe tymocyty są programowane do apoptozy

· Proliferację i przeżycie tymocytów w następstwie rozpoznania przez nie peptydów

prezentowanych w rowkach „własnych" cząsteczek MHC przyjęto nazywać selekcją pozytywną uff

· Podczas swojej wędrówki tymocyt kooperuje z dużą ilością ligandów. dzięki temu kontaktowi uczy

się rozpoznawania różnych antygenów (białek).

· Dojrzewanie limfocytów T: pierwszymi zwiastunami jest pojawienie się dwóch cząsteczek:CD71 i

CD25.

· Kolejnymi markerami pojawiającymi się są CD2 (obecne na wszystkich protymocytach), CD5,

CD7, natomiast obserwuje się zanik cząstki CD34 na powierzchni stwierdza się nadal receptor Kit

(a jego ligand SCF wykazuje działanie synergistyczne z IL-7 i IL-12 w przyspieszeniu proliferacji

protymocytów.)

ODPOWIEDZ TYPU KOMÓRKOWEGO LIMFOCYTY T:

· W tym typie odpowiedzi najważniejsza rola przypada limfocytom Th1, wydzielanym przez nie

cytokinom oraz makrofagom i limfocytom T cytotoksycznym.

· Celem odpowiedzi jest przeciwstawienie się mikroorganizmom i pasożytom rozwijającym się

wewnątrzkomórkowo.

· Dwie zasadnicze gałęzie odpowiedzi to: aktywność limfocytów Th wytwarzających cytokiny i

limfocytów Tc.

Limfocyty Th naciekają miejsce podania antygenu i wydzielają cytokiny - INF-γ i MIF które

aktywują makrofagi i umożliwiają zabicie bakterii i innych badźiewi

· Naciek komórkowy rozwija się ok. 24-48 godzin, dlatego ta odpowiedz jest nazywana odpowiedzią

typu późnego

· Limfocyty Tc rozpoznają obce antygeny MHC na komórkach allogenicznych, albo antygeny

wirusowe połączone z cząsteczkami MHC komórek własnych. Ta pierwsza sytuacja zachodzi

rzadko (biorcy przeszczepów allogenicznych) natomiast druga to ważny element naszej obrony

przeciw wirusowej.

· Limfocyty Tc rozpoznają cząsteczki wirusowe w połączeniu z MHC klasy I -- należą do populacji

CD8+, istnieją także limfocyty CD4+ rozpoznające antygeny w połączeniu z cząsteczkami MHC

klasy lI.

· Kontakt limfocytu Tc z prezentowanym mu antygenem jest bodźcem do aktywacji.

· Proliferację i różnicowanie regulują czynniki IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-12, lL-15, IL-18 i INF-γ

· w przeciwieństwie do kooperacji limfocytu B z limfocytu Th, prekursor cytotoksycznego limfocytu

T nie wymaga bezpośredniego kontaktu z dostarczającym mu czynniki pomocnicze limfocytami

Th.

· W pewnych sytuacjach może nawet sam wydzielać sobie potrzebną mu interleukinę 2. - działanie

autokrynowe.

· Indukcja typu późnego to limfocyty Th1. To one tworzą charakterystyczny naciek komórkowy.

LIMFOCYTY B PREZENTACJA ANTYGENÓW

· Celem prezentacji antygenów limfocytom T jest ich pobudzenie i pomoc limfocytom B

· Kontakt odpowiedniego klonu limfocytu B prezentującego antygen i limfocytu T odpowiadającego

na ten sam antygen, poprzedzony jest proliferacją odpowiedniego klonu limfocytów T. Jest ona

możliwa dzięki obecności komórek splatających się.

· Limfocyt B może pochłaniać antygeny zarówno w drodze pinocytozy, jak i endocytozy

adsorbcyjnej. W tym procesie mogą brać udział receptory dla fragmentu Fc przeciwciał, receptory

dla składnika dopełniacza, a także immunoglobuliny powierzchniowe.

· Pobudzony limfocyt B prezentuje ok. 10 razy sprawniej w porównaniu do nie pobudzonego, co

jest związane ze zwiększona ekspresja cząsteczki MHC klasy II i cząsteczek kostymulujących

· Miejscem prezentacji dla pobudzonych limfocytów B są ośrodki rozmnażania grudek

limfatycznych.