A a Aktivált B-sejt érett naiv B-sejt Memória B-sejt B-SEJT DIFFERENCIÁCIÓ A PERIFÉRIÁN SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ IZOTÍPUS VÁLTÁS Ag.

Az előadások a következő témára: "A a Aktivált B-sejt érett naiv B-sejt Memória B-sejt B-SEJT DIFFERENCIÁCIÓ A PERIFÉRIÁN SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ IZOTÍPUS VÁLTÁS Ag."— Előadás másolata:

1 a a Aktivált B-sejt érett naiv B-sejt Memória B-sejt B-SEJT DIFFERENCIÁCIÓ A PERIFÉRIÁN SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ IZOTÍPUS VÁLTÁS Ag

2 PERIFÉRIÁS NYIROKSZERVEK Hozzáférhető B-sejt készlet CSONTVELŐ Potenciális B-sejt készlet Saját struktúra Saját felismerés Klonális deléció Antigén - idegen Antigén függő Klonális osztódás Effektor sejt készlet Memória sejt készlet

3 Hogyan tud az ugyanolyan specificitású ellenanyag szekretált és membrán kötött formában megjelenni? MEMBRÁN ÉS SZEKRETÁLT IMMUNOGLOBULIN Hogyan képes egy adott specificitású ellenanyag egymást követően változtatni a C régió kifejeződésén? IZOTÍPUS VÁLTÁS Hogyan képesek az ellenanyagok növeli az antigénhez történő affinitásukat az immunválasz előrehaladtával? SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ Az immunoglobulinok molekuláris genetikája

4 A MEMBRÁN ÉS SZEKRETÁLT IMMUNOGLOBULIN KÉPZŐDÉSE

5 Primer RNS átiratAAAAA CC pA szekretált pA membrán A KONSTANS RÉGIÓT EXON SZAKASZOK KÓDOLJÁK C1C1C2C2C3C3C4C4 A H lánc egyes doménjeit külön exonok kódolják h Szekretoros szakaszt kódoló szekvencia Membrán szakaszt kódoló szekvencia

6 mRNS C1C1C2C2C3C3C4C4 AAAAA h Transcription Membrán IgM konstant régió C1C1C2C2C3C3C4C4 1° átirat pAm AAAAA h C1C1C2C2C3C3C4C4 DNS h A membrán kódoló szekvencia a transzmembrán régió révén biztosítja a sejtfelszíni expressziót Fc Fehérje Hasítás, poly-adeniláció pAm helyen és RNS hasítás

7 mRNA Szecernált IgM konstans régió C1C1C2C2C3C3C4C4 AAAAA h C1C1C2C2C3C3C4C4 DNS h Cleavage polyadenylation at pAs and RNA splicing 1° átirat pAs C1C1C2C2C3C3C4C4 Átírás AAAAA h A szekréciós kódoló szekvencia az oldott fehérje C-terminális szakaszának szintéziséért felelős Fc Protein

8 IZOTÍPUS VÁLTÁS

9 Az ellenanyag izotípus váltás Az immunválasz során egy ellenanyag specificitása (VDJ és VJ) nem változik (az affinitás érés során változhat az affinitása) Az ellenanyagok effektor funkciói az immunválasz során jelentősen változnak Az ellenanyagok képesek a variábilis domén megtartása mellett más konstans régióra váltani, ami más effektor funkciókra teszi képessé az molekulát J regions C2C2CC C4C4C2C2C1C1C1C1C3C3CC CC Az emberi nehéz lánc gének C régióinak sorrendje, ami meghatározza az izotípus váltás lehetőségeit

10 C  Cδ C  3 C  1 Cε2 C  1 C  2 C  4 Cε1 C  2 C  Cδ IgM CC CC Ig IZOTÍPUSOK CµIgM Cγ1IgG Cγ2IgG Cγ3IgG Cγ4IgG CαIgA CεIgE

11 Átrendezett DNS IgM-termelő sejt Átrendezett DNS IgE-termelő sejt Első RNA átirat C  mRNS  nehéz lánc C  Cδ C  2 C  4 C  C  CC Cδ, C  2, C  4 C  C  Switch regiók ISOTÍPUS VÁLTÁS Minden izotípus rekombináció produktív Más szignál szekvenciák és enzimek mint a VDJ átrendeződésnél Antigén stimuláció után Nem véletlenszerű Külső jelek irányítják Hiper IgM szindróma 2. típus Activation Induced Cytidine Deaminase RNS editing enzim NINCS HIPERMUTÁCIÓ ÉS IZOTÍPUS VÁLTÁS

12 C2C2CC C4C4C2C2C1C1C1C1C3C3CC CC Switch régiók Az izotípus váltás mechanikusan sok vonatkozásban hasonló a V(D)J recombinációhoz, DE Minden rekombinációs esemény produktív Más rekombinációs szignál szekvenciák és enzimek közvetítik A B sejt antigén-specifikus aktivációjától függ Nem véletlenszerű folyamat, de külső szignálok mint pl. a T sejtek által termelt citokinek befolyásolják Az izotípus váltás az antigénnel való találkozást követően, az aktivált T- sejtek által termelt citokinek segítségével a perifériás nyirokszervekben megy végbe S3S3S1S1S1S1S2S2S4S4SS S2S2 SS A C-régiók előtt a DNS-ben ismétlődő szekvenciákból álló „switch” régiók helyezkednek el. (Kivétel a C  régió) Az Sm 150 [(GAGCT)n(GGGGGT)] ismétlődő szakaszból áll (n=3 – 7)

13 C2C2CC C4C4C2C2C1C1C1C1C3C3CC CC CC CC C3C3 V 23 D 5 J 4 S3S3 CC CC C3C3 C1C1 S1S1 C1C1 C3C3 C1C1 C3C3 IgG3 termelés IgM  IgG3 V 23 D 5 J 4 C1C1 IgA1 termelés IgG3  IgA1 V 23 D 5 J 4 C1C1 IgA1 termelés IgM  IgA1 Switch rekombináció Minden rekombinációnál a konstans régiók kivágódnak A génsorrend miatt egy IgE – termelő B sejt már nem tud IgM, IgD, IgG1-4 vagy IgA1 termelésre váltani

14 IMMUNOGLOBULIN OSZTÁLY VÁLTÁS REKOMBINÁCIÓVAL AID (Activation Induced (citidin) Deaminase C →U, RNS editing enzim) elindítja a switch rekombinációt UNG (uracil DNA glycosylase) kivágja az U → bázis mentes vég, AP-endonuleáz/liáz → egyszálú hasítás (nick) Hiba az Ig osztály váltásban - Hiper IgM szindróma, 2 típus, emberben autoszomális

15 HYPER IgM Szindróma (Autoszómás) -Intrinsic B sejt hiba, az activation induced deaiminase (AID) hiánya okozza. Cytidine uridine reakciót katalizálja. -Az enzim szerepet játszik az affinitás érés és az izotípus váltás szabályozásában

16 SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ

17 CDR1CDR2CDR3 VL Complementary Determining Region = hipervariábilis régió

18 A VARIÁBILIS RÉGIÓ SZERKEZETE Hipervariábilis (HVR) vagy komplementaritást meghatározó régiók (CDR) HVR3 FR1 FR2 FR3 FR4 HVR1 HVR2 Variabilitás Index 25 75 50 100 Amino savak sorszáma N – C terminális 150 100 50 0 Váz (framework) szakaszok

19 Szomatikus hipermutáció FR1FR2FR3FR4CDR2CDR3CDR1 Aminsav szám Variabilitás 80 100 60 40 20 406080100120 A különböző specificitású ellenanyagokban található pont mutációk összehasonlítása Wu - Kabat analízissel Mik a következményei az immunválasz során végbemenő mutációknak egy adott epitóp ellen irányuló ellenanyagban? Hogyan befolyásolja az ellenanyag specificitását és affinitását?

20 SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ 0. nap Ag 14. nap Ag ELSŐDLEGES I.V. MÁSODLAGOS I.V. Plazmasejt klónok 1234567812345678 9 101 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 AFFINITY MATURATION

21 Clone 1 Clone 2 Clone 3 Clone 4 Clone 5 Clone 6 Clone 7 Clone 8 Clone 9 Clone 10 CDR1CDR2CDR3 6. nap CDR1CDR2CDR3CDR1CDR2CDR3CDR1CDR2CDR3 8. nap 12. nap 18. nap Hátrányos mutáció Előnyös mutáció Semleges mutáció Kisebb affinitás – Nincs klonális szelekció Nagyobb affinitás – Klonális szelekció Azonos affinitás – Nem hat a klonális delécióra A szomatikus hipermutáció affinitás éréshez vezet A hipermutációs folyamat aktivált T limfociták közreműködését igényli A mutáció ‘hot spots’ (CDR régiók) körül halmozódnak, amit a kettős láncú töréseket követő hiba javító DNS repair enzim állít helyre

22 A CDR1 és a CDR2 régiókat a V-gének kódolják A könnyűlánc CDR3 régióját a V és J gének kódolják A nehézlánc CDR3 régióját a V, D és J gének kódolják Antigén determináns CDR1 CDR2 CDR3 CDR1 CDR2 CDR3 H L

23 A vázszekvenciák stabilizálják a hipervariábilis hurkokat A váz kompakt, hidrofób maggal rendelkező hordó alakú  lemezes szerkezetet alakít ki A hipervariábilis hurkok rugalmasabbak mint a  lemezek és térszerkezeti egységet alkotnak A hipervariábilis hurkok szekvenciája a különböző specificitású ellenanyagok között nagyon sokféle A hipervariábilis hurkok aminosav szekvenciája meghatározza az ellenanyag kötőhely alakját, hidrofób jellegét és töltés viszonyait A hipervariábilis hurkok sokfélesége biztosítja a sokféle antigénnel reagálni képes ellenanyag készlet sokféleségét A hipervariábilis és váz szekvenciák szerepe

24 B-SEJT AKTIVÁCIÓ (HOL ÉS HOGYAN TÖRTÉNIK?)

25 A B-sejt aktiváció fő lépései FELISMERÉS AKTIVÁCIÓ PROLIFERÁCIÓ/DIFFERENCIÁCIÓ Ea termelés Izotípus váltás Affinitás érés Memória B sejt Klonális szaporodás Segítő T

26 A B-sejtek recirkulációja antigén hiányában (nyirokcsomó) B sejt a vérben Efferens nyirokkér T sejtes area B sejtes area

27 Antigen az afferens nyirokéren át a nyirokcsomóba jut Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y B sejtek a HEV-en keresztül a nyirokcsomóba jutnak B sejtek gyors prolife- rációja GERMINÁLIS CENTRUM Átmeneti struktúra, gyors proliferáció B sejtek elhagyják a germinális centrumot és plazmasejtté differenciálódnak A keringő B sejteket az antigének tartják vissza a limfoid szervekben

28 „Nagy találkozás” a perifériás nyirokszervekben Az antigént kötő B sejtek a T-sejt területen akadnak fenn Az antigént kötő B sejtek az aktivált T- sejtekkel lépnek kapcsolatba

29 A germinális centrum szerkezete Szomatikus hypermutáció FDC Szomatikus hypermutáció DZ LZ LZ: világos zóna DZ: sötét zóna FDC: follikuláris dendritikus sejt

30 Az antigén a follikuláris dendritikus sejtek (FDC) felszínéhez kötődik (FDC)  Az FDC-ek immun komplexeket kötnek ( Ag-Ab)  Az antigén ingert követően 12 hónappal is kimutatható az FDC-ek felszínén  Egyetlen sejt sokféle antigént köthet A B sejtek az FDC felszínén ismerik fel az antigént Az FDC felszínén az immunkomplexek un. iccosomákat képeznek, melyek leválhatnak és utána a környező GC B sejtek felveszik őket

31 T SEJT FÜGGŐ B SEJT AKTIVÁCIÓ A LIMFOD SZERVEKBEN IgM IgG IgA IgE Antigén Th sejt Naiv B sejt B sejt blaszt Memória B sejt Csíraközpont B sejt Szomatikusan mutált plasma sejt Nem mutált plazma sejt

32 A szignál transzdukció lépései B-sejtekben Membrán Ig keresztkötése Ag által Tirozin foszforiláció Biokémiai intermedierek Aktív enzimek Transzkripciós faktorok

33 A B-sejt receptor keresztkötés következményei Ag kötés, a felszíni Ig keresztkötése Limfocita aktiváció Fenotípus/funkció változás Fokozott túlélés Osztódás Ko-stimuláló molekulák kifejeződése Citokin receptorok kifejeződése Kivándorlás a limfoid tüszőből a T sejtes területekre

34 A LIMFOCITA AKTIVÁLÁS KINETIKÁJA, KÖVETKEZMÉNYEI ANTIGÉN 1. JEL Ko-receptor Adhéziós molekula Citokinek 2. JEL Nyugvó limfocita G 0 PTK aktiváció RNS szintézis Szabad Ca++ Fehérje szintézis Fehérje foszforiláció DNS szintézis Limfoblaszt 0 10sec 1min 5min 1óra 6 óra 12 óra 24 óra Nyugvó limfocita G 0 sejtosztódás DNS szintézis Effektor sejt Memória sejt Transzport folyamatok Membrán változás RNS és fehérje szintézis

35 Antigén determináns C3d A CR2 (CD21) KOMPLEMENT RECEPTOR A B – LIMFOCITÁKON KO-STIMULÁLÓ SZEREPET TÖLT BE ANTIGÉN CR2/CD21 CD19 YYYY TAPA=CD81 Fokozott B-sejt aktiválás B-SEJT

36 A B-SEJT RECEPTORON ÁT KÖZVETÍTETT JELET A CD22 NEURAMINSAV RECEPTOR GÁTOLJA B-SEJT Antigén Testi sejtek Baktérium Mannóz CD22 Sziálsav, glikokonjugátumok, T sejt CD45 ITIM/ITAM

37 Ellenanyagokkal és komplement faktorokkal opszonizált Epstein Barr Virus (EBV) elektromikrográfiás képe Negativ festésű EBV Ellenanyagokkal körbevett EBV Ellenanyagokkal és komplement komponensekkel körbevett EBV

38 PLAZMA SEJT ANTIGÉN CITOKINEK B-SEJT A B – SEJT DIFFERENCIÁCIÓT A T-SEJTEK SEGÍTIK IZOTÍPUS VÁLTÁS ÉS AFFINITÁS ÉRÉS CSAK T-SEJT SEGÍTSÉGGEL MEGY VÉGBE HOGYAN LÁTJÁK A T-SEJTEK AZ ANTIGÉNT?