A T-SEJTEK MHC MOLEKULÁKAT HORDOZÓ ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEK JELENLÉTÉBEN A SEJTFELSZÍNEN MEGJELENŐ PEPTID – MHC KOMPLEXEKET ISMERNEK FEL AZ T Nincs T-sejt.

Az előadások a következő témára: "A T-SEJTEK MHC MOLEKULÁKAT HORDOZÓ ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEK JELENLÉTÉBEN A SEJTFELSZÍNEN MEGJELENŐ PEPTID – MHC KOMPLEXEKET ISMERNEK FEL AZ T Nincs T-sejt."— Előadás másolata:

1 A T-SEJTEK MHC MOLEKULÁKAT HORDOZÓ ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEK JELENLÉTÉBEN A SEJTFELSZÍNEN MEGJELENŐ PEPTID – MHC KOMPLEXEKET ISMERNEK FEL AZ T Nincs T-sejt válasz oldott Ag Sejtfelszíni natív Ag Peptid antigének Sejtfelszíni MHC- peptid komplex T-sejt válasz Sejt felszíni peptidek APC ! !

2 B sejt epitópT sejt epitóp (B sejtek ismerik fel) fehérjék szénhidrátok lipidek DNS szteroidok stb. - mesterséges vegyület is lehet! szöveti vagy oldott (T sejtek ismerik fel) peptidek (8-23 aminosav) (szigorú méretbeli kötöttség!) APC által történő bemutatás szükséges (MHC) ! !

3 Az MHCI molekulák az összes magvas sejten kifejeződnek. Az expresszió mértéke változó, szabályozott, az immunválasz vagy egyes fertőzések befolyásolhatják a sejtfelszínen megjelenő molekulák számát. PEPTID 11 33 22 2m2m !!

4 22 11 22 11 Az MHCII molekulák csak a hivatásos antigénperzentáló sejteken fejeződnek ki. Dendritikus sejt Makrofág B-sejt Az expresszió mértéke változó, szabályozott, az immunválasz vagy egyes fertőzések befolyásolhatják a sejtfelszínen megjelenő molekulák számát. !!

5 Endogén Ag AZ EXOGÉN ÉS ENDOGÉN ANTIGÉNEK FELISMERÉSE Exogén Ag Th Az exogén fehérjékből származó peptideket (extracelluláris saját, patogén, allergén) a II. típusú MHC molekulák kötik A CD4+ helper T-sejtek ismerik fel CD8 MHCI CD4 MHCII Az endogén fehérjékből (saját, vírus, tumor) származó peptideket az I. típusú MHC molekulák kötik Citotoxikus, CD8+ T-sejtek ismerik fel Tc ! ! peptid TCR

6 Macfarlane Burnet (1956 - 1960) Macfarlane Burnet (1956 - 1960) KLÓN SZELEKCIÓS ELMÉLET I. A limfociták sokfélék és egymástól eltérő specificitású antigén felismerő receptorokat hordoznak A klonálisan megosztott antigén felismerő receptorok mintegy ~10 7 – 10 9 eltérő antigén specificitást képviselnek Az „idegen anyagok” (antigének) belépve a perifériás nyirokszervekbe vagy a lépbe szembesülnek ezzel a már létező limfocita készlettel (repertoire) Az egyes antigének a rendelkezésre álló készletből válogatják ki a nekik legmegfelelőbb limfocita klónokat

7 Macfarlane Burnet (1956 - 1960) Macfarlane Burnet (1956 - 1960) KLÓN SZELEKCIÓS ELMÉLET II. -Minden egyes limfocita csak egyféle specificitással rendelkező receptort hordoz (monospecifikus) -Az antigén és az antigént felismerő receptor kapcsolata a limfocita aktiválásához vezet -Az aktivált limfocitákból differenciálódó sejtek az elődsejttel azonos antigénspecificitással rendelkeznek -Azok a limfociták, amelyek a fejlődésük mikrokörnyezetében jelen lévő saját struktúrákat ismerik fel, a limfoid sejtek kialakulásának korai fázisában elpusztulnak, vagy inaktiválódnak, nem aktívak az érett limfociták populációjában

8 TCR

9 Hasonlóságok az immunglobulinnal: Immunglobulin domének (amiben disszulfid hidakkal létrehozott kovalens kötések biztosítják a domén struktúrát. Illetve a láncok közti kapcsolatot) α és  lánc (vagy γ és δ) Konstans és variábilis domének minden láncban A két lánc együtt alakítja ki a kötőhelyet ! T sejt receptor (TCR) szerkezete ! BCR

10 CD3 jeltovábbítás CD3 jeltovábbítás

11

12 C T-SEJT C V Antigén receptor TCR T-SEJTEK ANTIGÉN FELISMERŐ RECEPTORA, a sokféleség kialakulása 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

13 Chr 7 Chr 14  -lánc locus  és δ-lánc locus  -lánc locus Az  -gén átrendeződés a δ gén eliminációját eredményezi ) Chr 7 TCR1 =  TCR2 =  δ A TCR GÉNEK ELHELYEZKEDÉSE L1 V  1 Ln V  n D  1 J  1 C  1 D  2 J  2 C  2  -enhancer L1 V  1 Ln V  n J  1 C  1 J  2 C  2  -silencer, enhancer L1 Vδ1 L2 Vδ2 L3 Vδ3 Dδ1Dδ2Dδ3Jδ1Jδ2Jδ3 Cδ L4 Vδ4

14 GÉNEK/ KAPCSOLÓDÁS IMMUNOGLOBULIN H  / VARIÁBILIS (V) 6570 DIVERZITÁS (D) 270 D (3 keret) ritka- JOINING (J) 65/4 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 SEJT RECEPTOR  52~70 20 gyakran- 1361 5.8x10 6 ~2x10 11 10 18 NINCS

15 Hiper variábilis régiók---Complementary Determining Region (CDR) A B-sejtek És a T-sejtek antigén felismerő receptorain is vannak

16 TCR MHC peptid MHC peptid

17

18 Különbségek a TCR és a BCR között

19 Nincs szolubilisTCR, csak sejtfelszíni Antigén receptor TCR ! ! B-sejt plazmasejt A B- ÉS T-SEJTEK ANTIGÉN FELISMERŐ RECEPTORAI HASONLÓ SZERKEZETŰEK, DE:

20 A TCR ‘egy karú’ Egy kötőhely!

21 Mivel nincs szolubilis TCR, a T-sejt közvetlenül végzi a végrehajtó funkciókat citotoxicitás citokin termelés !

22 A T-SEJTEK MHC MOLEKULÁKAT HORDOZÓ ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEK JELENLÉTÉBEN A SEJTFELSZÍNEN MEGJELENŐ ANTIGÉN EREDETŰ PEPTID – MHC KOMPLEXEKET ISMERNEK FEL AZ Y T Nincs T-sejt válasz oldott Ag Sejtfelszíni natív Ag Peptid antigének Sejtfelszíni MHC- peptid komplex T-sejt válasz Sejt felszíni peptidek APC ! !

23 ANTIGÉN KÖTÉS NO INTERACTION JÁRULÉKOS SEJT (APS) 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 sokféle antigénnel kiváltható !

24 B sejt epitópT sejt epitóp (B sejtek ismerik fel) fehérjék szénhidrátok lipidek DNS szteroidok stb. - mesterséges vegyület is lehet! szöveti vagy oldott (T sejtek ismerik fel) peptidek (8-23 aminosav) (szigorú méretbeli kötöttség!) APC által történő bemutatás szükséges (MHC) ! !

25 Antigén prezentáció A poliszaharidok nem prezentálódnak! +++

26 1.A B-sejtek ‘versengenek’ az antigénért A nagy affinitású B-sejtek nagyobb valószínűséggel jutnak antigénhez 2. A B-sejtek ‘versengenek’ A T-sejtek segítő szignáljáért A nagy affinitású B-sejtek nagyobb valószínűséggel prezentálnak antigént

27 Fogalmak: Szomatikus génátrendeződés (rekombináció) Klonális osztódás Szomatikus mutáció Affinitás érés Izotípus váltás A csíraközpontban zajló B-sejtes folyamatok T-sejt segítségét igényelnek A fenti folyamatok csak fehérje antigének felismerésekor zajlanak le

28 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 !

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

30 A T SEJT ANTIGÉN RECEPTOR ÉS AZ MHC – PEPTID KOMPLEX KÖLCSÖNHATÁSA 1.A TCR monovalens, csak egy MHC – peptid komplexet köt 2.Milyen a TCR – peptid – MHC kölcsönhatás erőssége? 10 -5 10 -6 M 3.Egy adott MHC – peptid komplex a sejtfelszínen sok más MHC - peptid komplexszel együtt jelenik meg TCR  - MHC  1 TCR  - MHC  1 CDR3 - peptide N C

31 Immunglobulin domén szerkezet VDJ ---- nagyszámú, véletlenszerűen létrejövő specificitás Egy sejt egyféle specificitású receptort hordoz Antigén megjelenése --- csak a felismerő sejtek klonális osztódását váltja ki Utódsejtek specificitása megegyezik (--affinitás érés a B sejtek esetében) a kiindulási sejtével Saját felismerő sejtek az elsődleges nyirokszervekben (csontvelő-tímusz) elpusztulnak DE Nem ismeri fel a szabad antigént, csak az MHC által prezentált peptideket Csak fehérje antigéneket ismer fel Nincs szolubilis forma A TCR egykarú Más effektor funkciók: BCR TCR Neutralizáció Citotoxicitás Opszonizáció, fagocitózis fokozás (Citokin termelés) Komplement aktiválás NK-sejt aktiválás TCR-BCR hasonlóság: !

32 T-sejt aktiváció

33 A T-sejtek képesek a fertőzött sejtek felismerésére Humorális immunválasz, ellenanyag függő (CD4+ T-sejt részvétele) Celluláris immunválasz a fertőzött sejt elpusztítása (főként CD8+ citotoxikus T sejtek, NK sejtek, makrofágok aktválása)

34 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 !

35 Endogén Ag AZ EXOGÉN ÉS ENDOGÉN ANTIGÉNEK FELISMERÉSE Exogén Ag Th Az exogén fehérjékből származó peptideket (extracelluláris saját, patogén, allergén) a II. típusú MHC molekulák kötik A CD4+ helper T-sejtek ismerik fel CD8 MHCI CD4 MHCII Az endogén fehérjékből (saját, vírus, tumor) származó peptideket az I. típusú MHC molekulák kötik Citotoxikus, CD8+ T-sejtek ismerik fel Tc ! !

36 AZ IMMUNOLÓGIAI SZINAPSZIS

37 T SEJT ANTIGÉNT BEMUTATÓ SEJT CD58 CD2 ICAM-1 LFA-1 B7 CD28 CD4 JELÁTVIVŐ KOMPLEX adaptor ACTIVÁLT T SEJT ICAM – Intercellular Adhesion Molecule

38 T CELL APC

39 kapcsolatfelismerés 1234 5678 stabilizáció elválás Negulescu P.A. et. al. Immunity 4: 421-430, 1996 Az T-sejt és az antigén prezentáló sejt kapcsolata

40 A T-SEJT VÁLASZ SZAKASZAI Nyirokszervek Perifériás szövetek FelismerésDifferenciáció Effektor funkciók Aktiváció Klonális expanzió Makrofágok, B-sejtek, egyéb sejtek aktiválása; gyulladás Fertőzött sejtek elpusztítása; makrofágok aktiválása A másodlagos immunszervekbe szállított antigént (MHC-peptid) felismerő specifikus T sejtek a másodlagos nyirokszervekben osztódnak

41

42 EFFEKTOR T LIMFOCITÁK CITOTOXIKUS T LIMFOCITÁK CD8+ T SEJTEK CD8+ citotoxikus T-sejt Vírussal fertőzött vagy tumoros sejt

43 A T-LIMFOCITÁK FELISMERIK A VÍRUSSAL FERTŐZÖTT SEJTEKET Vírussal fertőzött sejt A citotoxikus T-limfociták megölik a vírussal fertőzött sejteket virus Elpusztított fertőzött sejtFertőzött sejt Citotoxikus T-sejt !

44 A SEJTPUSZTÍTÁS MECHANIZMUSA CD8+ T SEJTTARGET SEJT H 2 O, Ca++, ionok Granzim Polimerizált perforin APOPTÓZIS Keresztkötés ! Egyetlen CD8+ citotoxikus T sejt több célsejtet is el tud pusztítani

45

46 Antigén felismerés és immunológia szinapszis kialakulása Granulumok ürítése A citotoxikus T sejt elválása a célsejttől Célsejt pusztulása

47 SEJTOLDÓDÁS FOLYAMATA Felismerés: Két sejt közvetlen kapcsolata (MHCI+peptid – TCR) Adhéziós molekulák Tc-sejt aktiválódása Célsejt membránjának kilyukasztása A CD8+ Tc-sejtek citoplazmatikus granulumai : granzimek (szerin-észterázok) perforin (citolizin) sejthalál ligandok (FasL) limfotoxinok proteoglikánok DNS-bontó enzimek  apoptózis A CD8+ Tc-sejtek által termelt citokinek: IFNg TNF IL-2 SEJTPUSZTÍTÁS SEJTPUSZTÍTÁS CITOTOXIKUS T SEJTEK ÁLTAL

48 A CD4 pozitív (helper) effektor T sejtek aktivációja citokin termelést eredményez T helper sejt, TH0, TH1, TH2, TH17

49 -Az indirekt sejt-kommunikáció legfontosabb közvetítői az immunrendszerben a citokinek, amelyeket az immunrendszer “hormonjainak” is neveznek. A citokinek kis koncentrációban képesek hatni, egy adott sejt válaszadó képességét a citokin- specifikus receptorok megjelenése határozza meg. -A citokinek az őket termelő sejtre autokrin módon, a közeli sejtekre parakrin módon, a távol eső sejtekre endokrin módon hatnak és ezáltal sokféle sejt működését befolyásolhatják (pleiotróp hatás). A különböző citokinek szinergista vagy antagonista módon is hathatnak egymás működésére. Egy adott sejtre többféle citokin is kifejtheti ugyanazt a hatást (redundáns hatás). -A citokinek eredetük és funkcionális sajátságaik alapján további alcsoportokba oszthatók. - A citokinek receptorai molekulacsaládokba sorolhatók. A CITOKINEK LEGFONTOSABB SAJÁTSÁGAI !

50 Az antigén prezentáció citokin termelésre serkenti a T-sejteket Makrofág aktiváció a fagociált mikróbák elpusztítása Gyulladás, a mikrobák elpusztítása fertőzött sejtek elpusztítása

51 ! Jellemző Immun Jellemző szerepe Citokin reakció patogén betegségekben Makrofág aktiválás IgG produkció CD8+ Tsejt Intracelluláris patogének Autoimmun betegségek Krónikus fertőzések Hízósejt Eozinofil B-sejt aktivál IgE válasz Férgek, paraziták allergia Neutorfil, Monocita gyulladás Extracelluláris baktériumok gombák Szerv specifikus autoimmunitás EFFEKTOR T LIMFOCITÁK CD8+ citotoxikus T-sejtek

52 A CD4+ EFFEKTOR SEGÍTŐ T LIMFOCITÁK KÜLÖNBÖZŐ CITOKINEKET TERMELNEK Gyulladási citokinek SEJTES IMMUNVÁLASZ Gyulladást csökkentő citokinek HUMORÁLIS IMMUNVÁLASZ IFNγ, IL-2, TNF-β/LT Th1 IL-2, GM-CSF, TNF-  Th0 IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 Th2 IL-4IFNγ ! A különböző differenciált alakok által termelt citokinek a ‘saját’ differenciációjukat, aktivitásukat fokozzák, az ellentétes differenciációt gátolják !! !

53 EFFEKTOR T SEJTEK Citotoxikus T sejt Th1 sejt Th2 T sejt Virusfertőzött sejt Baktériumot felvett makrofág Specifikus antigént prezentáló B sejt Citotoxinok Perforin Granzim Citokinek FasL IFNγ TNF-β TNF-α Aktiváció IFNγ GM-CSF TNF-α CD40L FasL Citokinek IL-3 IL-4 GM-CSF IL-10 TGFβ Eotaxin Aktiváció IL-4 IL-5 CD40L Citokinek IL-3 IFNγ TNF-β IL-2 EFFEKTOR T LIMFOCITÁK Az effektor T sejtek citokineket és citotoxinokat termelnek Az effektor T sejtek aktiválják az antigén prezentáló sejteket 0

54 TH1 sejtek

55 A TH1 sejtek effektor funkciói Aktivált Th1 sejt Makrofág aktiváció, baktérium ölés Krónikusan fertőzött makrofágok elpusztítása, baktérium pusztítás T sejt osztódás, effektor sejtek Makrofág differenciáció a csontvelőben Endotél aktiváció, makrofág migráció Makrofág akkumuláció CD8 citotoxikus T- sejtek aktivációja

56 A CD4+ T sejt és a makrofág kölcsönösen aktiválják egymást Leukociták toborzása A CD4+ T-sejtek a szövetekben felismerik a makrofág által bemutatott antigént Leukocita aktiválódás TH0 TH1

57 A termelt citokinek aktiválják a makrofágokat A fagocitált baktériumok intenzív elpusztítása A T-sejt aktivációban szerepet játszó molekulák fokozott expressziója Gyulladási citokinek fokozott termelése Az aktivált makrofágok válasza

58 CD28 CD8+ Tc B7 CD4+ Th1 CD40L AKTIVÁCIÓ IL-2 A CD8+ CITOTOXIKUS T SEJTEK AKTIVÁLÁSA 1.A magas B7 expresszióval jellemezhető hivatásos antigén prezentáló sejtek (DC) közvetlenül aktiválják a CD8+ T sejteket 2.A dendritikus sejtek aktiválják a CD4+ T sejteket, amelyek fokozzák a dendritikus sejtek ko-stimulációs aktivitását 3.Az aktivált CD4+ Th1-sejtek citokineket szecernálnak (IL-2), amelyek közvetlenül segítik a CD8+ T sejtek differenciációját Th1-sejtek kondicionálják a DS-eket ANTIGÉN- PREZENTÁCIÓ

59

60 TH2 és TH1 sejtek

61 B-sejtek bemutatják a T- sejteknek az antigént. Azoknak a B- sejtek van a legnagyobb esélye a T-sejt ‘helpre, amik ugyanazt az antigént ismerik fel, mutatják be, mint amit a DC-k) B-sejt aktiváció a germinális centrumban A CD4+ T sejt és a B-sejt kölcsönösen aktiválják egymást

62 A segítő T sejtek segítik a B-sejteket B sejt kostimuláció Y Y Y B T sejt antigén receptor Koreceptor (CD4) CD40 Ligand (CD154) Th Signal 2 - T sejt segítség CD40 MHC II és peptid Signal 1 antigén & antigén receptor AKTIVÁCIÓ

63 AZ AKTIVÁLT B SEJTEK IZOTÍPUS VÁLTÁSÁT A SEGÍTŐ T SEJTEK ÁLTAL TERMELT CITOKINEK SZABÁLYOZZÁK AZ IZOTÍPUS VÁLTÁS FÜGG  Az antigén belépési helyétől  A szöveti mikrokörnyezettől  A hivatásos antigént bemutató sejt sajátságaitól  A segítő T limfocita típusától (Th1 vagy Th2)

64 B sejt Segítő T sejt IL-2 IL-4 IL-5 IL-2 IL-4 IL-5 IgM IgG IgA IgE IL-2 IL-6 IFNγ IL-5 TGFβ IL-4 AZ IZOTÍPUS VÁLTÁS SZABÁLYOZÁSA AKTIVÁLT B LIMFOCITÁKBAN B sejt osztódás és differenciáció – izotípus váltás

65 Szabad IgM pentamer (”csillag”) Antigénhez kötött IgM (”rák”) !

66

67 Mi dönti el, hogy egy Th sejt milyen típusú

68 Az antigénprezentáció mellett megjelenő citokin termelés meghatározza az immunválasz irányát !

69 ! Jellemző Immun Jellemző szerepe Citokin reakció patogén betegségekben Makrofág aktiválás IgG produkció CD8+ Tsejt Intracelluláris patogének Autoimmun betegségek Kronikus fertőzések Hízósejt Eozinofil B-sejt aktivál IgE válasz Férgek, paraziták allergia Neutorfil, Monocita gyulladás Extracelluláris baktériumok gombák Szerv specifikus autoimmunitás EFFEKTOR T LIMFOCITÁK CD8+ T-sejtek

70 Makrofág aktiváció IgG termelés A Th1 differenciáció kulcs lépése a makrofágok vagy DC-ek IL-12 termelése és az ezáltal kiváltott INFy produkció (NK, T-sejt) !

71 A Th2 differenciáció kulcs lépése az IL-4 termelés. A kezdeti IL4-et a hízósejtek illetve eozinofil granulociták termelik, majd a legfőbb forrás az Th2 T-sejt !

72 A Th17 differenciáció kulcs lépése DC-ek IL-1 és IL-6 termelése, a TGFb megjelenése. (valamint az IL-4 és INFy hiánya) !

73 ! ! Az MHCI által prezentált peptideket a CD8+ citotoxikus T- sejtek (CTL) ismerik fel. Feladatuk a bemutató sejt elpusztítása. (mivel intracelluláris kórokozó jelenlétét bizonyítja a bemutató sejtben) citotoxicitás Az MHCII által prezentált peptideket a CD4+ helper T- sejtek (TH) ismerik fel. Feladatuk az immunrendszer többi sejtjének segítése, az immunválasz irányának meghatározása citokin termeléssel.