IZOTÍPUS VÁLTÁS ANTIGÉNTŐL FÜGGŐ FOLYAMATOK. 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.

Az előadások a következő témára: "IZOTÍPUS VÁLTÁS ANTIGÉNTŐL FÜGGŐ FOLYAMATOK. 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."— Előadás másolata:

1 IZOTÍPUS VÁLTÁS ANTIGÉNTŐL FÜGGŐ FOLYAMATOK

2 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

3 C2C2CC C4C4C2C2C1C1C1C1C3C3CC CC Switch régiók Az S  150 [(GAGCT)n(GGGGGT)] ismétlődő szakaszból áll (n=3 – 7) Az izotípus váltás mechanizmusa hasonló a V(D)J rekombinációhoz Az izotípus váltás nem a csontvelőben, hanem az antigénnel való találkozást követően T-sejt segítséggel 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).

4 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 nem tud IgM, IgD, IgG1-4 vagy IgA1 termelésre váltani

5 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 régiók 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

6 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 regions IZOTÍPUS 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

7 SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ

8 CDR1CDR2CDR3 VL Complementary Determining Region = hipervariábilis régió

9 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

10 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 AFFINITÁS ÉRÉS

11 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

12 ELLENANYAG ÁLTAL KÖZVETÍTETT EFFEKTOR FUNKCIÓK Neutralizáció – az ellenanyag kötődése gátolja a patogén sejtfelszíni kötődését, belépését a sejtbe vagy szaporodását Opszonizáció – az ellenanyag kötődése elindítja a komplement aktivációt és lehetővé teszi a sejthez való kötődést a komplement (CR1) és Ig (FcR) kötő receptorokon keresztül Az ellenanyag izotípusok eltérő komplement aktiváló és FcR kötő sajátsággal rendelkeznek

13 IMMUNKOMPLEX A SZEKRETÁLT ELLENANYAGOK HOZZÁKÖTŐDNEK AZ ANTIGÉNHEZ = IMMUNKOMPLEX KÉPZŐDÉS Makrofág FcRCR KOMPLEMENT AKCTIVÁCIÓ OPSZONIZÁCIÓ FAGOCITÓZIS LEBONTÁS Ig Fc régió Konformáció változás? Asszociáció? KOMPLEMENT AKTIVÁCIÓ – klasszikus útvonal SEJTHEZ KÖTŐDÉS – citofil sajátság IZOTÍPUS FÜGGŐ IgG1 és IgG3 >> IgG2 és IgG4

14 ELLENANYAG KÖZVETÍTETTE EFFEKTOR FUNKCIÓK SPECIFIKUS ELLENANYAG Bakteriális toxin Toxin receptor Neutralizáció Internalizáció Baktérium az interstitiumban Baktérium a plazmában OpszonizációKomplement activáció FagocitózisFagocitózis és lizis KOMPLEMENT

15 AZ ELLENANYAGOK EFFEKTOR FUNKCIÓI PLAZMA SEJT NEUTRALIZÁCIÓ Az ellenanyagok kis hányada GÁTLÁS Baktérium kötődése az epitél sejtekhez Vírus kötődése a receptorhoz Bakteriáláis toxinok kötődése a célsejthez OPSZONIZÁCIÓ Az ellenanyag kötődése fokozza a fagocitózist Fc  R Fc  R CR1 Komplement C3b KOMPLEMENT AKTIVÁCIÓ Opszonizáció C3b által FAGOCITA SEJTEK BEKEBELEZÉS, LEBONTÁS

16 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?

17 T-SEJT AKTIVÁLÁS

18 C mIg H mIg L TCR  TCR  T-SEJT  C V Antigén receptor TCR A B- ÉS T-SEJTEK ANTIGÉN FELISMERŐ RECEPTORAI HASONLÓ SZERKEZETŰEK TCR =  +  A  -lánc variábilis régiója V – D – J gének rekombinációjával jön létre – analóg az IgH - lánccal Az  -lánc variábilis régiója V – J gének rekombinációjával jön létre – analóg az IgL - lánccal Egy kötőhely Nincs szomatikus mutáció

19 T-SEJT Antigén receptor TCR V C  A T-SEJT RECEPTOR  - ÉS  -LÁNC VARIÁBILIS RÉGIÓJA SZINTÉN GÉNÁTRENDEZŐDÉSSEL JÖN LÉTRE mRNS nem funkcionális Az  -lánc átrendeződés több nem sikeres V-J rekombinációt követően is kialakulhat következő funkcionális további funkcionális (nincs allél kizárás)

20 GÉNEK/ KAPCSOLÓDÁS IMMUNOGLOBULIN H  / VARIÁBILIS (V) 6570 DIVERZITÁS (D) 270 D (3 keret) ritka- JOINING (J) 65/4 JOINING + P + N 21 50% V GENE PÁROK 3.4x10 6 KAPCSOLÁS ~3x10 7 TELJES ~10 14 SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ AZ IMMUNOGLOBULINOK ÉS T-SEJT RECEPTOR GÉNEK SOKFÉLESÉGÉNEK ELMÉLETI LEHETŐSÉGEI T CELL RECEPTOR  52~70 20 gyakran- 1361 21 5.8x10 6 ~2x10 11 10 18 NINCS

21 ANTIGÉN KÖTÉS NINCS INTERAKCIÓ JÁRULÉKOS SEJT T SEJT AKTIVÁCIÓ Antigén receptor T-SEJT B-SEJT A T-SEJTEK ANTIGÉN FELISMERŐ MŰKÖDÉSÉNEK JELLEGZETESSÉGEI 1.A TCR közvetlenül nem lép kölcsönhatásba az oldott vagy sejthez kötött antigénekkel 2.A T-sejt aktiváció „járulékos sejtek” jelenlétében többféle antigénnel kiváltható 3.A T-sejtek képesek a vírussal fertőzött sejtek felismerésére

22 HASONLÓ DE NEM AZONOS SZIGNÁL FOLYAMATOK A B ÉS T SEJTEK ESETÉBEN BCR TCR Lyn Kinázok Syk Btk fyn ZAP70 Itk SLP-65/BLNK PLC  2 Adaptorok + szubsztrátok PLC  1 SLP-76

23 α βα β ε δ ε γ ζ ζζ ζ ITAM Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif AKTIVÁCIÓ A T SEJT ÁLTAL KÖZVETÍTETT JELÁTVITEL Antigén

24 AZ IMMUNOLÓGIAI SZINAPSZIS

25 T SEJT APC

26 interakciófelismerés 1234 5678 stabilizáció elválás Negulescu P.A. et. al. Immunity 4: 421-430, 1996 T SEJT – ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJT KÖLCSÖNHATÁS

27 AZ IMMUNOLÓGIAI SZINAPSZIS T SEJT ANTIGÉNT BEMUTATÓ SEJT CD48 CD2 ICAM-1 LFA-1 B7 CD28 CD4 JELÁTVIVŐ KOMPLEX adaptor ACTIVÁLT T SEJT ICAM – Intercellular Adhesion Molecule

28 AZ ANTIGÉNT BEMUTATÓ ÉS T SEJTEK EGYÜTTMŰKÖDÉSÉT ADHÉZIÓS ÉS KOSTIMULÁLÓ MOLEKULÁK SEGÍTIK * * * * * * B SEJT T SEJT MHCI – CD8 MHCII – CD4 CD40 – CD40L B7 – CD28

29 B-sejt Citotoxikus T- sejt (Tc) Segítő T-sejt (Th) FELISMERÉSEFFEKTOR SEJT Plazmasejt Sejt ölés Makrofág aktiváció Limfocita aktiváció Gyulladás Antitest termelés citokinek BCR + antigén TCR + peptid + MHC-I TCR + peptid + MHC-II Effektor sejt megtartja a receptort Effektor sejtek citokineket szekretálnak

30 Endogén fehérjék peptidjei (vírus, tumor) az I típusú MHC molekulákban prezentálódnak Tc Endogén Ag EXOGÉN ÉS ENDOGÉN ANTIGÉN FELISMERÉS A T SEJTEK ÁLTAL Exogén Ag Th Exogén fehérjék peptidjei (toxin, baktérium, allergén) a II típusú MHC molekulákban prezentálódnak

31 Antigén bemutatás - T sejtek kostimulációja APC Th Signal 1 antigén & antigén receptor Signal 2 B7 CSALÁD (CD80 & CD86)CD28 AKTIVÁCIÓ A hivatásos antigén prezentáló sejtek (dendritikus sejt, makrofág, B-sejt) aktiváció hatására kostimuláló molekulákat fejeznek ki. A szöveti sejtek nem fejeznek ki kostimuláló molekulákat

32 Segítő T-sejt CD4 A CD4 ÉS CD8 KOSTIMULÁLÓ MOLEKULÁK SIGNAL 22 11 22 11 HIVATÁSOS APC CD8 Citotoxikus T-sejt α β TARGET SEJT 11 33 22  2m 11 33 22 T SEJT ALPOPULÁCIÓK MARKEREI ADHÉZIÓS MOLEKULÁK MHC MOLEKULÁKHOZ KÖTŐDNEK JELÁTVIVŐ MOLEKULÁK

33 A KOSTIMULÁCIÓ SZEREPE A SEGÍTŐ T-LIMFOCITÁK AKTIVÁCIÓJÁBAN CD40 CD40L B7 CD28 AKTIVÁCIÓ

34 IL-2 IL-2R  Nincs IL-2 termelés Kis affinitású IL-2 receptor-  and  lánc A KOSTIMULÁCIÓ MECHANIZMUSA T SEJTEKBEN 1. JEL NFAT kötődése az IL-2R  -lánc promoter régióhoz Nagy affinitású IL-2R megjelenése IL-2 IL-2R  1 Antigén Nyugvó T sejt IL-2R  IL-2R 

35 IL-2 IL-2R  1 Antigén 2 Kostimuláció 2. JEL Az AP-1 és az NF  B aktivációja háromszorosára emeli az IL-2 gén átírást Az IL-2 mRNS stabilizálódik és a citokin életideje 20-30-szorosára nő Az IL-2 termelés összességében 100- szorosára nő Az immunszuppresszív szerek hatékonysága igazolja az IL-2 kiemelt szerepét az immunválaszban A ciklosporin & FK506 gátolja az IL-2 szintézist (NF-AT) és ezáltal a TCR általi jelátvitelt A rapamycin gátolja az IL-2R általi jelátvitelt A KOSTIMULÁCIÓ MECHANIZMUSA T SEJTEKBEN

36 α β γ IL-2 CITOSZKELETON Génátírás Proliferáció A NAGY AFFINITÁSÚ IL-2 RECEPTOR SZERKEZETE, MŰKÖDÉSE

37 adhézió kostimuláció felismerés A T SEJT PROLIFERÁCIÓ ELINDÍTÁSA IL-2R kis affinitás IL-2R nagy affinitás IL-1 IL-2 transferrin inzulin PROLIFERÁCIÓ IL-2 IL-2Rα

38 FK506 CSA Citokinek, aktivációs molekulák IL-2, IL-2R TGF  Ciklofilin A izomeráz FKBP2 izomeráz Inaktív foszfatáz Aktív foszfatáz A citoplazmatikus NF-AT defoszforilációja kiváltja a sejtmagba való transzlokációt A CIKLOSPORIN A ÉS AZ FK506/PROGRAF IMMUNSZUPPRESSZÍV SZEREK HATÁSMECHANIZMUSA TCR-CD3 Egyéb receptor NEM ANTIGÉN SPECIFIKUS

39 A KOSTIMULÁCIÓ ELENGEDHETETLEN A NAIV T- LIMFOCITÁK AKTIVÁLÁSÁHOZ Az antigén-specifikus és kostimulációs jeleknek egy időben és egymással együttműködésben kell hatniuk ahhoz, hogy a T-sejt aktiváció elinduljon Az antigén-specifikus és kostimulációs jelek szimultán elindítását csak a hivatásos antigén prezentáló sejtek képesek közvetíteni Az antigén-specifikus és kostimulációs jeleket ugyanannak az antigén prezentáló sejtnek kell biztosítani

40 Aktivált APCNyugvó APC Antigént nem prezentáló APC T sejt aktivációT sejt anergiaNincs hatás CD4 CD28 CD4 B7 2 1 12 A T SEJTNEK KÉT SZIGNÁLRA VAN SZÜKSÉGE A TELJES AKTIVÁCIÓHOZ ANTIGÉN SPECIFIKUS AKTIVÁCIÓ, ANERGIA VAGY NEGLEGÁLÁS

41 IL-2 IL-2R  1 Antigén Epitéliális sejt Naív T sejt Csak szignál 1 Anergia A T sejt nem képes IL-2-t termelni Nincs proliferáció és klonális expanzió Immunszupresszív szerek - mindenféleT sejt funkció gátlás (nem specifikus) Csak szignál 1 (szignál 2 nélkül) – T sejt válaszképtelenség egyetlen specifikus antigénre Saját fehérje epitópok nem klasszikus APC-ben prezentálva Pl. epitél sejt