10. DOJRZEWANIE LIMFOCYTÓW.

FAZA WCZESNA

• W grasicy znajdują się komórki potrójnie ujemne (brak: TRC/CD3, CD4, CD8)

• Proliferacja, kontakt z komórkami zrębu grasicy, lokalne cytokiny

• Komórki, w których rozpoczyna się rearanżacja genów kodujących rec. TCR.

W każdej komórce odbywa się ona niezależnie RÓZNORODNOŚĆ RECEPTORÓW

Powstają przypadkowe kombinacje VDJ (β) i VJ (α), które kodują różnorodne TCR

• Rearanżacja genów dla ł. α i β rec. TRC zachodzi niezależnie i w różnym czasie

1. β

• pod wpływem RAG1 i RAG2; w jednym tymocycie – 1 rodzaj ł.β

Zanim dojdzie do rearanżacji ł.β musi dojść do sprawdzenia czy rearanżacja genów dla β była prawidłowa → SELEKCJA β

• ł.β łączy się z zastępczym ł.α (pre TRC-α), który jest identyczny we wszystkich dojrzewających limfocytach

• jeśli ł.β jest prawidłowy dochodzi do aktywacji mechanizmu umożliwiającego przeżycie. Jeśli nie –komórka ulega apoptozie (~70%)

• gdy komórka pomyślnie przejdzie selekcję β, zostanie zablokowana rearanżacja genów TRC-β w chromosomie homologicznym – WYŁĄCZENIE ALLELICZNE

1. wytwarzanie CD4 i CD8

2. α

• w tym przypadku brak jest wyłączenia allelicznego → jeden limfocyt może mieć dwa różne typy rec.TRC, różniące się budową α.

FAZA PÓŹNA

• edukacja grasicza

1. selekcja pozytywna i negatywna

• S.P. przechodzenie do dalszych etapów dojrzewania tylko tych komórek, które pomyślnie przyszły selekcję β. Po rearanżacji TRC-α i wytworzeniu całego TRC przechodzą one SELEKCJĘ POZYTYWNĄ

Podczas tego procesu dochodzi również do uczulenia limfocytów T aby rozpoznawały antygeny prezentowane im przez własne MHC RESTRYKCJA MHC (MHC I → CD8, MHC II → CD4)

poddawane jej są tylko te limfocyty, które mają:

• CD4

• CD8

• Wytworzony transkrypt dla TRC-α

wyłania komórki mające prawidłowy rec. TRC oraz potrafiące za jego pośrednictwem rozpoznać peptyd prezentowany przez własne MHC.

uczestniczą w niej korowe kom. nabłonkowe - OPIEKUŃCZE

• S.N. usuwanie tych tymocytów, które rozpoznają własne antygeny ze zbyt dużym powinowactwem.

uczestniczą w niej:

• korowe kom. nabłonkowe

• rdzeniowe kom. nabłonkowe (prezentują bardzo dużo swoistych narządowo antygenów)

• kom. dendrytyczne rdzenia grasicy

• ŚMIERĆ Z ZANIEDBANIA → apoptoza tymocytu, który nie rozpoznał żadnego antygenu (>90%)

• 80% z 10%, które nie zginęły „z zaniedbania”, ginie w wyniku S.N. (DELECJI KLONALNEJ)

Za ekspresję swoistych narządowo białek odpowiedzialny jest czynnik transkrypcyjny AIRE. Niektóre białka wytwarzane przez komórki nabłonkowe rdzenia mogą podlegać endocytozie przez rdzeniowe kom. dendrytyczne, które następnie przy pomocy MHC I i MHC II prezentują pochodzące z nich peptydy.

USZKODZONY AIRE autoimmunizacyjna poliendokrynopatia - brak ekspresji w grasicy wielu narządowo swoistych antygenów → nieskuteczna selekcja negatywna

Cząsteczki umożliwiające uniknięcie śmierci w wyniku apoptozy limfocytom T – Bcl-2, Bcl-XL

IL-7 R → indukuje ekspresję genów dla Bcl-2 i Bcl-XL

→ działa wspólnie z TRC

We wczesnych etapach dojrzewania, główną rolę w utrzymaniu tymocytów przy życiu pełni IL-7.

W czasie selekcji β obowiązek ten spada na pre-TRC, jeśli nie rozpozna on żadnych białek, nie ma sygnału dla syntezy Bcl-2 i Bcl-XL

Natomiast zbyt silne sygnały prowadzą do endocytozy rec.TRC, tymocyt zostaje pozbawiony tego receptora i ulega apoptozie.

Konkretny TRC może rozpoznać wiele różniących się miedzy sobą białek, a rozpoznanie każdego z nich prowadzi do odmiennej reakcji limfocytu:

• Pobudzenie i proliferacja limfocytu – agoniści receptora

• Anergia i apoptoza limfocytu

• Częściowa aktywacja limfocytu (częściowy agonista)

Największy jednak wpływ na selekcję limfocytów ma awidność TRC do peptydów. Zależy ona od intensywności sygnałów przekazywanych tymocytowi przez TRC

ZBYT MAŁA I ZBYT DUŻA AWIDONŚĆ APOPTOZA

OPTYMALNA AWIDNOŚĆ SELEKCJA POZYTYWNA

Znikoma ilość limfocytów Th rozpoznających własne antygeny podlega dalszym przemianom: → wytwarza CD25 oraz czynnik transkrypcyjny Foxp3 i różnicuje się w limfocyty regulacyjne.

Niektóre Tc po rozpoznaniu własnego antygenu → Treg

POWSTAWANIE LIMFOCYTÓW Tγδ

• Limfocyt pre-T

• Rearanżacja genów kodujących podj. β, γ, δ TRC

• Decyzja o różnicowaniu w Tγδ lub Tαβ – na poziomie limfocytów podwójnie ujemnych

• Wpływ mogą tu mieć Tαβ tuz po selekcji β wytwarzające limfotoksynę, która działa na prekursory limfocytów w grasicy.

• Jako pierwsze powstają w grasicy Tγδ

• Początkowo monomorficzne – ich rec. TRC powstają z genów w trakcie rearanżacji, których dochodzi do powstania zmienności na złączach

• Opuszczają grasicę i zasiedlają tkanki obwodowe falami

• Pierwsze docierają do skóry, później do języka, do bł. śluzowych żeńskich narządów pł.

• W kolejnych partiach limfocytów Tγδ rec. TRC są już zróżnicowane (zbudowane z różnych genów oraz zmienne na złączach)

Na granicy kory i rdzenia gdzie miejsca połączenia kom. nabłonkowych są luźniejsze dochodzi do przechodzenia do grasicy prekursorów tymopoezy.

W obrębie kory limfocyty dojrzewają, aż do momentu selekcji pozytywnej, potem przechodzą selekcję negatywną i po przejściu do naczyń zasiedlają obwodowe narządy limfatyczne.

Odpowiedni kierunek migracji zapewniają chemokiny (uczestniczą głównie w przyciąganiu prekursorów tymopoezy do grasicy).

POWSTANIE KOMÓREK NK

• >99% NK dojrzewa w szpiku

• Do 1% powstaje w grasicy ze wspólnego prekursora z limf.T

• P-podobnie NK i T mają wspólną kom. prekursorową

SZPIK → IL-15 NK

GRASICA → IL-7 T

• Limfocyty NKT:

• Markery typowe dla NK

• Receptory TRC

• Rozpoznają antygeny prezentowane przez MHC I oraz CD1d

• Głównym miejscem powstawania jest grasica (?)

DOJRZEWANIE LIMFOCYTÓW B

• Wytwarzane gł. w szpiku

• Czynniki transkrypcyjne Pax5, EBF

pre-pro-B

• posiadają Pax5

• pierwsze komórki nieodwracalnie skazane na dojrzewanie w limfocyt B

• rozpoczyna się ekspresja genów RAG1, RAG2 i TdT. Ich produkty uczestniczą w rearanżacji segmentów genów dla składowych receptora immunoglobulinowego BCR.

pro-B

• pierwsze rearanżacje genowe

• CD19 na pow., marker limfocytów B

• MHC II w bł. kom.

• Receptor CD79a (z Igα), CD79b (Igβ) i kalneksyny

Odpowiedniki CD3, uczestniczą w przekazywaniu sygnałów z BCR

• W połączeniu z kalneksyną tworzą rec. rozpoznający ligand

W kolejnych etapach powstawania limf.B ważna rolę odgrywa rec.immunoglobulinowy, przekazujący komórkom sygnał warunkujący przeżycie.→ właściwość tę mają tylko rec. immunoglobulinowe ulegające prawidłowym rearanżacjom.

IL-7 i Pax5 rearanżacja , pod wpływem RAG1, RAG2 oraz TdT (zmienność na łączach), segmentów genów V_H z DJ_H, które po połączeniu z segmentem genu μ kodują ł. ciężki – μHC

pre – B

• Posiadają łańcuch ciężki

• Populację tę dzieli się na dwie subpopulacje, o różnych wł.biologicznych i identycznych markerach powierzchniowych:

• Pre – B I - duże, aktywnie dzielące się komórki

• Pre – B II - małe, postmitotyczne limfocyty, zatrzymane w fazie G₀ cyklu

Pre – B I

• Rec. pre-BCR (łańcuch ciężki łączy się z 2 peptydami, które odpowiadają cz. V i C ł. lekkich zastępczy ł. lekki)

• Jego pojawienie się w bł.kom. – sygnał wstrzymujący dalsze rearanżacje genów immunoglobulinowych

• Wyłączenie alleliczne – w jego wyniku prekursory limf.B wykorzystują geny immunoglobulinowe tylko jednego chromosomu

• Sprawdzenie funkcjonalności ł.ciężkiego

• Ekspresja klonalna prekursorów lmf.B, które pomyślnie przeszły selekcję pozytywną

Pre – B II

• Początek rearanżacji segmentów genów dla ł.κ

• Wznowienie ekspresji genów RAG1 i RAG2

• Jeśli κ nie zostanie wytworzony prawidłowo → rearanżacja genów odpowiedzialnych za powstanie λ

• Wytworzenie funkcjonalnego łańcuch lekkiego → sygnał do zaniku ekspresji TdT

• W przypadku ł. lekkiego nie zawsze dochodzi do wyłączenia allelicznego, dlatego część komórem ma dwa rodzaje BCR

Niedojrzałe limf.B

• Zakończona rearanżacja genów dla ł.lekkiego

• Dojrzały rec.immunoglobulinowy klasy IgM

• Przez pewien czas mogą się również znajdować nieliczne pre – BCR

• Zanikają CD10

• Takie limfocyty mogą opuścić szpik i wędrować z krwią do obwodowych narządów limfatycznych

Dojrzałe limfocyty B

• Wytworzenie ł.ciężkiego δ markery zakończenia dojrzewnia

• BCR IgM oraz rec.immunoglobulinowy IgD na pow.

• Indukcja ekspresji CD21 i CD23, uczestniczących w kostymulacji

SELEKCJA POZYTYWNA I NEGATYWNA LIMFOCYTÓW B

• Mniej dokładna niż w przypadku limfocytów T

• POZYTYWNA

1. Selekcja ł.ciężkiego μ

Wystarcza obecność prawidłowego łańcucha w kompleksie z Igα i Igβ aby przekazać odpowiedni sygnał dojrzewającej komórce

1. Polega na sprawdzeniu czy geny ł.μ uległy odczytaniu w prawidłowej ramce. Czy ł.ciężki potrafi się połączyć z zastępczym ł.lekkim

2. Ekspresja klonów i dojrzewanie powinowactwa receptorów imm. w grudkach

limfatycznych.

• NEGATYWNA

1. Usunięcie limfocytów autoreaktywnych (optymalne jest rozpoznanie antygenu z umiarkowanym powinowactwem)

Czynniki wpływające na dojrzewanie limfocytów B:

1. Stymulacja komórki przebiegająca przez pierwotne receptory BCR (pre – BCR)

2. Bodźce pochodzące z kom. otaczających (k. zrębowych szpiku)

• Stanowią one środowisko i wydzielają: •IL-7

•PPBSF (pre-pro-B → pro-B)

•TSLP

•chemokina CXCL12 – czynnik wzrostu dla wszystkich kom. linii rozwojowej limfocytów B

• Dojrzałe B tracą ekspresje rec. dla CXCL12, dzięki czemu opuszczają szpik i docierają do krążenia.