A B-sejt differenciáció antigén jelenlétében lezajló folyamatai A B-sejt repertoire és az ellenanyag diverzitás növelése a periférián Alternatív splicing Somatikus hypermutáció Izotípus váltás

A membrán asszociált és szekretált Ig-ok közötti váltás Alternativ slicing eredménye. Chapter 4: Antibody Structure and the Generation of B-Cell Diversity Description:Each heavy-chain C gene has two exons (membrane-coding (MC), light blue) encoding the transmembrane region and cytoplasmic tail of the surface form of that isotype, and a secretion-coding (SC) sequence (orange) encoding the ...

SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ

VL CDR1 CDR2 CDR3 Complementary Determining Region = hipervariábilis régió

STRUCTURE OF THE VARIABLE REGION Hypervariable (HVR) or complimentarity determining regions (CDR) Framework regions (FR)

Somatic hypermutation is targeted to the rearranged gene segments that encode immunoglobulin V regions. AID: activation induced cytidine deaminase AID Cytosine to uracil change….. UNG Uracil-DNA Glycosilase, abasic nucleotide is excised by the nuclease APE1 Base excised and replaced with any nucleotide MUTATION!!!! The frequency of mutations at positions in and around the rearranged VJ sequence of an expressed light-chain gene is shown here.

SZOMATIKUS HIPERMUTÁCIÓ 0. nap Ag Plazmasejt klónok 1 2 3 4 5 6 7 8 ELSŐDLEGES I.V. AFFINITÁS ÉRÉS 9 1011 12 13 14 15 16 14. nap Ag 17 1819 20 21 22 23 24 MÁSODLAGOS I.V.

IZOTÍPUS VÁLTÁS (CLASS SWITCH)

Ig IZOTÍPUSOK Cµ IgM Cγ1 IgG Cγ2 IgG Cγ3 IgG Cγ4 IgG Cα IgA Cε IgE IgM C Cδ C3 C1 Cε2 C1 C 2 C4 Cε1 C2 C Cδ C Cδ Ig IZOTÍPUSOK Cµ IgM Cγ1 IgG Cγ2 IgG Cγ3 IgG Cγ4 IgG Cα IgA Cε IgE C Cδ C C IgM

Switch régiók Ca2 Ce Cg4 Cg2 Ca1 Cg1 Cg3 Cd Cm Sg3 Sg1 Sa1 Sg2 Sg4 Se Sa2 Sm A C-régiók előtt a DNS-ben ismétlődő szekvenciákból álló „switch” régiók helyezkednek el. (Kivétel a Cd régió). Az Sm 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

Switch rekombináció Ca2 Ce Cg4 Cg2 Ca1 Cg1 Cg3 Cd Cm V23D5J4 V23D5J4 Sg3 Cm Cd Cg3 V23D5J4 Cg1 Sg1 Ca1 Cm Cd Cg3 V23D5J4 Cg3 V23D5J4 Ca1 Cg3 V23D5J4 IgG3 termelés IgM IgG3 V23D5J4 Ca1 IgA1 termelés IgG3 IgA1 V23D5J4 Ca1 IgA1 termelés IgM  IgA1 Minden rekombinációnál a konstans régiók kivágódnak A génsorrend miatt egy IgE – termelő B sejt nem tud IgM, IgD, IgG1-4 vagy IgA1 termelésre váltani

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 Ca2 Ce Cg4 Cg2 Ca1 Cg1 Cg3 Cd Cm Az emberi nehéz lánc gének C régióinak sorrendje, ami meghatározza az izotípus váltás lehetőségeit

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

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

Az emberi Ig izotípusok effektor funkciók szempontjából különbözők

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

ELLENANYAG KÖZVETÍTETTE EFFEKTOR FUNKCIÓK SPECIFIKUS ELLENANYAG Bakteriális toxin Baktérium az interstitiumban Baktérium a plazmában Toxin receptor Neutralizáció Opszonizáció Komplement activáció KOMPLEMENT Internalizáció Fagocitózis Fagocitózis és lizis

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

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

A T-sejt receptor diverzitás kialakulása (a timuszban történik) Az átrendeződés mechanizmusai azonosak a TCR és a BCR esetében A TCR a BCR egy karjának felel meg A μ és β lánc, valamint a könnyű láncok és az α lánc homológok. CDR1,2, 3, hurkok A TCRα és TCRβ láncokban Comparison of the T-cell receptor with an IgG antibody. The T-cell receptor is a membrane-bound heterodimer composed of an α chain of 40-50 kDa and a β chain of 35-46 kDa. The extracellular portion of each chain consists of two immunoglobulinlike domains: the one nearest to the membrane is a C domain and the domain farthest from the membrane is a V domain. The α and β chains both span the cell membrane and have very short cytoplasmic tails. The threedimensional structure formed by the four immunoglobulin-like domains of the T-cell receptor resembles that of an antigen-binding Fab fragment of antibody. On the right: The ribbon diagram shows the α chain (in magenta) and the β chain (in blue). The receptor is viewed from the side as it would sit on a cell surface, with the highly variable CDR loops, which bind the peptide:MHC molecule ligand, arrayed across its relatively flat top surface. The CDR loops are numbered 1-3 for each chain.

A T-sejt receptor diverzitás kialakulásának (a timuszban történik) mehanizmusa (a timuszban történik) Alapvetően hasonló DE!! Aktiváció után nincs diverzifikáció (Ag felismerés, effector funkció nélkül) 2. Nincs szekretált forma Először a β majd az α-lánc rendeződik át the top and bottom rows of the figure show the germline arrangement of the variable (V), diversity (D), joining (J), and constant (C) gene segments at the T-cell receptor α-chain and β-chain loci. During T-cell development, a V-region sequence for each chain is assembled by DNA recombination. For the α chain (top), a Vα gene segment rearranges to a Jα gene segment to create a functional exon encoding the V domain. For the β chain (bottom), rearrangement of a Vβ, a Dβ, and a Jβ; gene segment creates the functional V-domain exon. The assembled genes are transcribed and spliced to produce mRNA (not shown) encoding the α and β chains. Exons encoding the membrane-spanning regions are not shown. L, leader sequence.