T-sejt fejlődés

T- SEJT FEJLŐDÉS NK sejt Pro-T  -átrendezés T Pre-T  -átrendeződés Pre-T  Szelekció klonális deléció T T T Érett-T Limfoid előalak Érett-B c-kit/CD44 H átrendeződés Pót L L átrendeződés Szelekció klonális deléció B B B B  Pro-B Pre-B RAG-1/RAG-2

1.Az elsődleges T sejt készlet zöme MHC-specifikus (V gének) 1-2% egy allotípusra 2.A T sejt készlet fókuszálása a saját MHC felismerésre) 3.A felesleges klónok eltávolítása 4.Az önveszélyes klónok eltávolítása 5.KÖZPONTI TOLERANCIA 6.A T sejt készlet fókuszálása az idegen felismerésre 7.Egyénre szabott optimalizált T sejt készlet a periférián 8.A CD4 és a CD8 részt vesz a pozitív szelekcióban αβTCR CD4+ CD8+ A T LIMFOCITÁK SZELEKCIÓJA A TÍMUSZBAN Tok alatti terület Kéreg Kéreg/velő határ IL-7 függő osztódás β+preTα CD4-CD8- DN CD4+CD8+ DP Velő TCRαβ TCR- sMHC+sP sMHC+iP iMHC+iP  szelekció – szelekció  – AICD nincs  PERIFÉRIÁS TOLERANCIA AICD – aktiváció indukált apoptózis

BARE LYMPHOCYTE SYNDROME (BLS) MHC-I hiányában – nincs CD8+ sejt MHC-II hiányában – nincs CD4+ sejt EGYMÁST KÖVETŐ α GÉN ÁTRENDEZŐDÉS POZITÍV SZELEKCIÓ 3 – 4 NAPIG A KETTŐS POZITÍV (DP) T SEJTEK POZITÍV SZELEKCIÓJA A CD4 ÉS CD8 EGYSZERESEN POZITÍV (SP) SEJTEK FEJLŐDÉSÉT IS KIVÁLTJA MHC-II + peptid komplexek CD4 toborzás a szinapszisba Tímusz epitél sejt CD4+CD8+ MHC-I + peptid komplexek CD8 toborzás a szinapszisba

POZITÍV SZELEKCIÓ Tímuszon belüli tanulási folyamat - nincs instrukció a specificitásra Kis aviditású saját MHC + saját peptid + TCR kölcsönhatás Tímusz epitél sejtek felszínén Saját peptidek összetétele, koncentrációja (idegen peptidek nincsenek jelen) Alacsony peptid dózis pozitív szelekciót eredményez – speciális ligand A DP T sejtek 80-90%-a hal meg a pozitív szelekcióban (2%/MHC) PASSZÍV SEJT HALÁL A NEGLEKCIÓ MIATT NEGATÍV SZELEKCIÓ Centrális tolerancia Nagy aviditású saját MHC + saját peptid + TCR kölcsönhatás Bármely tímuszon belüli antigén prezentáló sejt részvételével Epitél sejtek, csontvelői eredetű makrofágok és dendritikus sejtek Saját peptidek összetétele, koncentrációja Magas peptid dózis negatív szelekciót eredményez – speciális ligand Perifériás szövetek antigénjei? AKTÍV AKTIVÁCIÓ INDUKÁLTA SEJTHALÁL A saját MHC + idegen peptid felismerésére képes T-limfociták érésének előfeltétele a saját MHC + saját peptidekkel való gyenge kölcsönhatás SAJÁT MHC FELISMERÉSÉRE KÉPES DE A SAJÁTTAL SZEMBEN TOLERÁNS T-SEJT KÉSZLET KIALAKULÁSA A PERIFÉRIÁN FIZIOLÓGIÁS KÜSZÖB

Homozigóta szülők Heterozigóta gyerek A POZITÍV ÉS NEGATÍV SZELEKCIÓ EGYENSÚLYI SZEREPE A HOZZÁFÉRHETŐ T LIMFOCITA KÉSZLET KIALAKÍTÁSÁBAN Az MHC molekulák száma Pozitív szelekció aránya A negatív szelekció aránya nő az MHC számmal

Tolerancia/autoimmunitás

Centrális/Perifériás tolerancia

Centrális tolerancia

1.Az elsődleges T sejt készlet zöme MHC-specifikus (V gének) 1-2% egy allotípusra 2.A T sejt készlet fókuszálása a saját MHC felismerésre) 3.A felesleges klónok eltávolítása 4.Az önveszélyes klónok eltávolítása 5.KÖZPONTI TOLERANCIA 6.A T sejt készlet fókuszálása az idegen felismerésre 7.Egyénre szabott optimalizált T sejt készlet a periférián 8.A CD4 és a CD8 részt vesz a pozitív szelekcióban αβTCR CD4+ CD8+ A T LIMFOCITÁK SZELEKCIÓJA A TÍMUSZBAN Tok alatti terület Kéreg Kéreg/velő határ IL-7 függő osztódás β+preTα CD4-CD8- DN CD4+CD8+ DP Velő TCRαβ TCR- sMHC+sP sMHC+iP iMHC+iP  szelekció – szelekció  – AICD nincs  PERIFÉRIÁS TOLERANCIA AICD – aktiváció indukált apoptózis

Szöveti antigének promiszkuus expressziója a thymusban AIRE transzkripciós faktor autoimmune regulator (AIRE) protein. Mutations in the AIRE gene are the cause of a multiorgan autoimmune disease called the autoimmune polyendocrine syndrome (APS).

ANERGIA – Funkcionális válaszképtelenség, nincs IL-2 szekréció KLONÁLIS DELÉCIÓ – Aktiváció indukált sejthalál Perzisztáló magas antigén dózis esetén – autoantigének nem eliminálhatók Fas – FasL kölcsönhatás SZUPPRESSZIÓ – Más sejtek aktivitása Citokinek által szabályozott egyensúly A T sejtek effektor funkcióit a reguláló T sejtek gátolják KLONÁLIS IGNORANCIA Nincs kapcsolat az immunrendszerrel Immunológiailag kitűntett helyek Központi idegrendszer, szem Nincs felismerés a periférián A PERIFÉRIÁS TOLERANCIA MECHANIZMUSAI

ANERGIA Funkcionális válaszképtelenség 1 JEL Az autoantigén felismerése a szöveti sejten 2 JEL A szöveti sejten nincs B7 és CD40 expresszió A szöveti hivatásos APC nem aktiválódnak 3 JEL A természetes immunválasz nem aktiválódik Nincs gyulladás

A T-sejt aktiváció két lépcsőben történik: 1. Naiv T-sejtek aktivációja és effektor sejtté differenciálódása 2. Effektor T-sejtek aktivációja !

A naiv T-sejtek aktivációja második, kostimuláló szignált igényel a TCR-anitgén kapcsolaton kívül, amit a professzionális antigénprezentáló sejtek biztosítanak. Az effektor T-sejtek aktivációja már nem igényel kostimulációs szignált !

A naiv T-sejtek aktivációja második szignált –kostimulációt- igényel a TCR anitgén kapcsolaton kívül Az érett dendritikus sejtek a leghatékonyabb kostimulátorok. APC Kostimulátor nélkül APC Kostimulátor molekulákkal Citokin termeléssel Antigén felismerés T-sejt válasz Nincs válasz, anergia T-sejt túlélés, Proliferáció, differenciáció ! Az antigénprezentáló sejtek aktivációja a természetes immunrendszer által

DC vándorlása DC-k Antigén felvétele DC-k Aktiválódása, érése Érett DC-k Antigén prezentációja, A naiv T-sejteknek A klasszikus T-sejt válasz az érett dendritikus sejtek antigén prezentációját igényli !

Éretlen DC Érett DC Elsődleges funkció Antigén felvétel Antigén prezentáció Fc és mannóz receptor expresszió ++- T-sejt kostimulátorok -, alacsony ++ MHCII féléletidő szám 10óra 1M >100óra 7M ÉRETLEN/ÉRETT dendritikus sejtek A DC-eken aktiváció hatására nő az MHC mennyisége, kostimulátor molekulák jelennek meg, elengedi a környezetét Megjelenik egy kemokin receptor (CCR7) (A naiv T sejtek ugyanezt a kemokin receptort hordozzák, azaz az érett DC-k és a naiv T-sejtek egy helyre vándorolnak) A DC míg beér a nyirok csomóba érett DC-té differenciálódik

A normal szövetek nem fejeznek ki II típusú MHC II molekulákat NINCS 1. JEL a CD4+ segítő T sejtek számára A normál szövetek nem fejeznek ki kostimuláló molekulákat és nem termelnek a T sejt differenciációt biztosító citekineket NINCS 2. JEL a CD4+ segítő T sejtek számára A naiv T limfociták hozzáférése a normál szövetekhez korlátozott Az antigén prezentáló sejtek nem aktiválódnak a normál szövetekben NINCS 3. JEL a CD4+ segítő T sejtek számára A PERIFÉRIÁS SZÖVETEK TOLERALIZÁLJÁK MAGUKAT PERIFÉRIÁS TOLERANCIA Az immunválasz nem indul el a perifériás szövetekben

ABBAS MIT 2013 Pécs Aktivációs jelek hiánya és gátló jelek:

Anergia Kostimuláció hiánya és/vagy Negatív szignál

A T SEJT AKTIVÁCIÓ NEGATÍV SZABÁLYOZÁSA A B7 MOLEKULÁHOZ KÖTŐDŐ CTLA-4 ÁLTAL B71/2 KÉSŐI KIFEJEZŐDÉS A MEMBRÁNBAN NAGYOBB AFFINITÁS A B7 MOLEKULÁHOZ MINT A CD28 T APC CD28 aktiváció CTLA-4 ITIM

Saját anitgén-alacsonyan hagyja a B7 szintjét a APC-n, azaz ez csak a nagy affinitású CTLA-4 hez kapcsolódik. B7 szint nő, CD28-is aktíválódhat Normál esetben DC prezentál, de alig van rajta kostimulátor—azaz a saját felimerő T-sejteket folyamatosan anergizálja..

TCR aktiváció kostimuláció hiányában a TCR szignalizáció kulcsmolekuláinak degradációját okozza

Regulátor T-sejtek

The main role of regulatory T cells ABBAS MIT 2013 Pécs

A regulátor T-sejtek normál T-sejtek MHC/peptid felismerés--- saját peptid! klonális proliferáció, aktiváció... 95%-ban CD4+ helper T-sejtek

A regulátor T-sejtek különálló fejlődési vonalat képviselnek és gátolják az immunrendszer sejtjeinek aktivációját CD25+ FoxP3+ sejtek FoxP3-hiány: autoimmun betegség IPEX: immune dysregulation polyendocrinopathy, enteropathy, X-linked syndrome

Sakaguchi 2008

Természetes és indukálhtó Treg sejtek

Természetes Treg sejtek

Development of the CD25+CD4+ regulatory T cell lineage TCR as polymorphic as for CD25- cells Specific to self antigens, MHC II restricted Requires IL-2, Co-stimulation, CD28, B7 Foxp3 is a master regulator transforms CD25 status Schwartz Nat Immunol 2005

Indukálható Treg sejtek

Indukált Treg (naiv CD4+ ból TGFb (Th3) vagy IL-10 (Tr1) hatására) Indukált Treg természetes hiányában is kialakul. Perifétián a képződéséhez kell: TGF-β, IL2 TGF-β gátlásaT-sejtken szisztémás gulladásos betegségeket eredményez IL-2 receptorhiányában autoimmunitás alakul ki TGF-β -FoxP3 transzkripciós faktor aktivitását segíti

Nemcsak TEM és CEM sejtek léteznek, hanem memória T-reg sejtek is

A REGULÁLÓ T SEJTEK FUNKCIÓI Perifériás tolerancia fenntartása Autoimmunitás megelőzése Gyulladási folyamatok korlátozása (asthma, gyulladásos bélbetegségek) A fertőző betegségek elleni védelem gátlása A tumor ellenes immunitás korlátozása HATÁSMECHANIZMUS Belső és külső szabályozás Különböző gátló mechanizmusok Sejt kontaktus – Citokinek Kölcsönhatás a célpont effector T sejtekkel

A regulátor T-sejtek működése

1.produce IL-10 and TGF-b 2. inhibit the ability of APCs to stimulate T cells 3. consume of IL-2 4. metabolism 5. cytolitic processes A regulátor T-sejtek működése

1. produce IL-10 and TGF-β TGF-β inhibits the proliferation and effector functions of T cells and the activation of macrophages, neutrophils and endothelial cells inhibits development of TH1 and TH2 subsets promotes the development of the TH17 subset (in the presence of other cytokines) stimulates production of IgA antibodies promotes tissue repair IL10 inhibits the expression of costimulators and class II MHC molecules on dendritic cells and macrophages inhibits the production of IL-12 by activated dendritic cells and macrophages inhibits macrophage and dendritic cell functions

2. inhibit the ability of APCs to stimulate T cells

Possible Mechanisms of Treg-Mediated Suppression Sakaguchi 2008

The dependence of Treg cells on IL-2, which they cannot produce themselves but instead receive from conventional T cells, provides a negative feedback loop through which the ratio between Treg cells and conventional T cells is controlled 3. consume of IL-2

A REGULÁLÓ T SEJTEK SEJTFELSZÍNI ENZIMJEI EXTRACELLULÁRIS NUKLEOTIDOKAT TERMELNEK Ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase (E-NTPDase Ecto-5’-nucleotidase EBI3 Ebstein-Barr virus induced gene 3 IL-27 és IL-35 Naiv T sejtek toborzása, aktiválása, polarizálása CD4+CD25- effektor sejtek A2A receptort fejeznek ki Sejt körüli/szupresszív

A REGULÁLÓ T LYMPHOCITÁK SZABÁLYOZÓ FUNKCIÓI IL-35 Gátló citokinek TGFβIL-10 Citolízis Anyagcsere zavarDendritikus sejt érés gátlása Csökkent citokin termelés (IL-2) Sejtkörüli adenozin cAMP transzfer Indolamin2,3-dioxigenáz LAG-3 – CD4 homológ Treg : effektor T cell = 1 : 8 Treg : DC = 1 : 0,8

Aktiváció indukált sejthalál

AZ IMMUNVÁLASZ NEGATÍV SZABÁLYOZÁSA Naiv limfociták Az antigén-specifikus sejtek száma Elsődleges effektorok Másodlagos effektorok Memória DIFFERENCIÁCIÓ AICD EXPANZIÓ AICD MEMÓRIA Napok AICD Activation Induced Cell Death

Az AICD kiváltásáért felelős jelátviteli utak

repeated stimulation of T cells by persistent antigens leads to the coexpression of the two molecules, a death- inducing receptor called Fas(CD95) and its ligand, Fas ligand(FasL)

Elimination of effector T cells at the end of the immune response Activation-induced cell death (AICD) Sustained T cell activation induces pro-apoptotic signals Expression of Fas, FasL, Bad, Bax is increased – CELL DEATH Expression of Bcl-2, FLIP is decreased – SURVIVAL decreased

A CD4+ T SEJTEK SZEREPE AZ APOPTÓZIS KIVÁLTÁSÁBAN T SEJT HOMEOSZTÁZISAZ IMMUNVÁLASZ LEÁLLÍTÁSA

1. produce IL-10 and TGF-b 2. inhibit the ability of APCs to stimulate T cells 3. consume of IL-2 4. metabolism 5. cytolitic processes A regulátor T-sejtek működése

B-sejt tolerancia

T-sejt szignál hiánya/ Treg sejtek szabályozó hatása

CD22 mint a B-sejtek negatív regulátora

Sialic acid

Peripherial tolerance deletion, apoptosis

Az immunogenitást (immunizálást) befolyásoló tényezők II. Adjuvánsok –fokozzák az immunrendszer antigén ingerre adott válaszát (pl: aluminiumsók, LPS, Freund-adjuváns, TLR ligandumok) adjuvánsok - HATÁSUK ÖSSZETETT - depo hatás – lassú antigén felvétel az antigén prezentáló sejtek által a természetes immunitás aktiválása - Járulékos sejtek aktivációja

Table Factors That Determine the Immunogenicity and Tolerogenicity of Protein Antigens Factor Features That Favor Stimulation of Immune Responses Features That Favor Tolerance PersistenceShort-lived (eliminated by immune response) Prolonged Portal of entry; locationSubcutaneous, intradermal; absence from generative organs Intravenous, mucosal; presence in generative organs Presence of adjuvantsAntigens with adjuvants: stimulate helper T cells Antigens without adjuvants: nonimmunogenic or tolerogenic Properties of antigen- presenting cells High levels of costimulatorsLow levels of costimulators and cytokines

Centrális /perifériás tolerancia Receptor editing: Periférián apoptózis, treg, ignorance, hely idő, antigéntípus függő Kostimuláció hiánya Prolonged signal 1 (i.e., antigen recognition) alone may lead to anergy Klonális deléció Rec editing Anergia Ignorancia Szupresszió B-sejten folyamatos T-sejtes ellenőrzés a GC-ben T-sejt apoptózis Bim expr fel a sajátfelismerőn, Tumor. Terhesség, fertőzés Immunprivilégizált helyek, Szem, here…