ANTIGÉN-SPECIFIKUS T – SEJT AKTIVÁCIÓ RÉSZTVEVŐK Antigénből származó peptideket bemutató sejt A T limfocita készletből szelektált peptid-specifikus T sejt KÖLCSÖNHATÁS MHC – peptid komplex (ligand) T sejt receptor

AZ MHC KORLÁTOZÁS JELENSÉGE Egy adott T-sejt receptor egy adott MHC – peptid komplex felismerésére képes Ha a peptid egy másik MHC molekulához kötődik, a T-sejt felismerés nem jön létre Ha ugyanaz az MHC egy másik peptidet köt, a T-sejt felismerés nem jön létre

A MEGFELELŐ MHC – PEPTID KOMPLEXEK FELISMERÉSE T-SEJTEK ÁLTAL Szöveti sejt A MEGFELELŐ MHC – PEPTID KOMPLEXEK FELISMERÉSE T-SEJTEK ÁLTAL Fertőzött sejt T APC ÉS T SEJT KÖLCSÖNHATÁS HOL ÉS MIKOR? HOGYAN?

A T SEJT ANTIGÉN RECEPTOR ÉS AZ MHC – PEPTID KOMPLEX KÖLCSÖNHATÁSA TCR - MHC1 TCR - MHC1 CDR3 - peptide A TCR monovalens, csak egy MHC – peptid komplexet köt Milyen a TCR – peptid – MHC kölcsönhatás erőssége? 10-5 10-6 M/l Egy adott MHC – peptid komplex a sejtfelszínen sok más MHC -peptid komplex-szel együtt jelenik meg Mennyi MHC – peptid komplex kell a T-sejt aktiváláshoz?

AZ IMMUNOLÓGIAI SZINAPSZIS

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

APC T CELL

Az T-sejt és az antigén prezentáló sejt kapcsolata felismerés 1 2 3 4 5 6 7 8 stabilizáció elválás Negulescu P.A. et. al. Immunity 4: 421-430, 1996

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

A LIMFOCITA AKTIVÁLÁS KINETIKÁJA, KÖVETKEZMÉNYEI ANTIGÉN 1. JEL Nyugvó limfocita G0 sejtosztódás DNS szintézis Effektor sejt Memória sejt Transzport folyamatok Membrán változás RNS és fehérje szintézis Ko-receptor Adhéziós molekula Citokinek 2. JEL Nyugvó limfocita G0 PTK aktiváció RNS szintézis Szabad Ca++ Fehérje szintézis Fehérje foszforiláció DNS szintézis Limfoblaszt 0 10sec 1min 5min 1óra 6 óra 12 óra 24 óra

A T SEJT ÁLTAL KÖZVETÍTETT JELÁTVITEL Multisubunit Immune Recognition Receptors MIRR Antigén α β ε δ ε γ ζ ζ ITAM Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif AKTIVÁCIÓ

A T-sejt aktiválás intracelluláris folyamatai JELÁTVITEL Enzimatikus módosítás Kinázok, foszfatázok, proteázok Lokális koncentráció A kölcsönható komponensek Összegyűjtése vagy elválasztása Időzítés Különböző útvonal lehetőségek Első realizálódik Allosztérikus hatások A kötődés aktivál vagy inaktivál NEW GENES

HASONLÓ DE NEM AZONOS SZIGNÁL FOLYAMATOK A B ÉS T SEJTEK ESETÉBEN BCR TCR Lyn Kinázok Syk Btk fyn ZAP70 Itk SLP-65/BLNK PLCg2 Adaptorok + szubsztrátok PLCg1 SLP-76

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

A CD4+/CD8+ T LIMFOCITÁK ARÁNY EGÉSZSÉGES EMBEREKBEN ÁLLANDÓ Normál CD4+ T-sejt szám = 600 – 1400/l HIV fertőzés  AIDS = CD4+ T sejt szám <200/l

A T-SEJT AKTIVÁLÁS JELÁTVITELI FOLYAMATAI EGYMÁST ERŐSÍTŐ JELPÁLYÁK TCR ÉS KOSTIMULÁCIÓ CD4/8 kostimuláció CD28 kostimuláció EGYMÁST ERŐSÍTŐ JELPÁLYÁK

Jelátviteli utak T-sejtekben Fyn

Transzkripciós faktorok szerepe a T-sejt aktivációban

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

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

A T SEJTEK CSAK KÉT JEL HATÁSÁRA AKTIVÁLÓDNAK T-sejt aktiválódás A T SEJTEK CSAK KÉT JEL HATÁSÁRA AKTIVÁLÓDNAK CD4 CD28 B7 Antigént nem prezentáló APC CD4 CD28 nem aktivált APC Aktivált APC B7 CD4 CD28 2 1 Ag specifikus T-sejt anergia 1 Ag specifikus Nincs hatás 2 ANTIGÉN SPECIFIKUS AKTIVÁCIÓ, ANERGIA VAGY NEGLEKCIÓ

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

AZ IL-2 RECEPTOR CSALÁD Affinitás alacsony közepes magas közepes Nagy affinitású Kis affinitású Affinitás alacsony közepes magas közepes nincs jel nincs jel jelátvitel jelátvitel α β γ α β γ α β γ γ γ γ IL-2R IL-15RI IL-7R IL-9R IL-4RI

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

2 1 A KOSTIMULÁCIÓ MECHANIZMUSA T SEJTEKBEN 2. JEL Kostimuláció Antigén 2. JEL Az AP-1 és az NFkB 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 IL-2 IL-2R Az immunszuppresszív szerek hatékonysága igazolja az IL-2 kiemelt szerepét az immunválaszban A Cyclosporin & FK506 gátolja az IL-2 szintézist (NF-AT) és ezáltal a TCR általi jelátvitelt A rapamycin gátolja az IL-2R általi jelátvitelt

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

1 Anergia Antigén Naive T sejt Csak 1. jel IL-2 IL-2R 1 Antigén Csak 1. jel Epitél sejt A T sejt nem képes IL-2 termelésre és ezért nincs proliferáció és klonális osztódás Az immunszuppresszív szerektől eltérően nem minden, csak az antigén-specifikus T-sejtek válaszképtelensége következik be Nem hivatásos APC által prezentált saját peptid

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

Coreceptors deliver powerful responses Dangers of triggering strong co-stimulatory signals Mice are not humans

Suntharalingam G, Panoskaltsis N. A TGN1412 anti-CD28 monoklonális ellenanyag Fázis I. vizsgálata során észlelt „citokin vihar” Suntharalingam G, Panoskaltsis N. N Engl J Med. 2006 Sep 7;355(10):1018-28. Hat egészséges fiatal önkéntes férfit (egy kutatóhellyel kötött szerződés keretében) egy Fázis I. klinikai vizsgálatban a T-limfociták közvetlen aktiválására képes TGN1412 jelű, új szuper-agonista hatású anti-CD28 monoklonális ellenanyaggal kezeltek. Egyetlen intravénás adag beadását követően 90 perccel mind a hat kezelt egyedben a pro-inflammatórikus citokinek gyors indukciójával járó szisztémás gyulladási reakciót észleltek, melyet fejfájás, izomfájdalom, szédülés, hasmenés, kiütések, értágulat és vérnyomáscsökkenés kísért. Az infúziót követő 12 – 16 óra után mind a hat beteg kritikus állapotba került, amit a tüdők sejtes infiltrációja és károsodása, vese elégtelenség és általános intravaszkuláris koaguláció idézett elő, majd 24 órán belül a limfociták és monociták súlyos és váratlan eltűnése következett be. Mind a hat beteget intenzív osztályra szállították, ahol intenzív cardio-pulmonáris (beleértve a dialízist) ellátásban részesültek, magas dózisú metil-prednizolont és anti-IL-2 antagonista ellenanyagot kaptak. Két betegben elhúzódó kardiovaszkuláris sokk és akut légúti distress szindróma alakult ki, ők 8 és 16 napig tartó intenzív szervi kezelést igényeltek. A többféle citokin felszabadulásával járó szindróma evidens lefolyása ellenére mind a hat beteg túlélte a kritikus tüneteket. A klinikai tünetek lefolyásának 30 napig való követése patogének, endotoxin, vagy más kórkép jelenléte nélkül kialakult szisztémás gyulladásos válasz szindróma létrejöttét igazolták.

A CD28 ko-stimulációs útvonal modulációja Extrém válasz Az ellenanyag készítményt (TGN1412) a TeGenero német cég fejlesztette ki a tumor ellenes immunválasz fokozása illetve a gyulladásos betegségek (rheumatoid arthritis) gátlására. Az ellenanyag a gyulladásos T sejtek felszínén kifejeződő CD28 molekulával reagál. Nature March 17 2006 Szakemberek szerint a készítmény áltl kiváltott „több szövetet érintő károsodás” hátterében többféle mechanizmus állhat. Egyik lehetőség, hogy az ellenanyag kötődése óriás mértékű citokin választ váltott ki. Másik lehetőség, hogy az aktiváció mértéke miatt a szervezet saját sejtjeit védő toleranciát biztosító mechanizmusok átlépése miatt a T sejtek sejtpusztító hatása érvényesült.

DIFFERENCIÁLT T-SEJT AKTIVÁLÁS B7 Szignálok erőssége, aránya, időtartama ÚJ GÉNEK aktiválása Melyek és mennyire

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