TCR e maturazione linfociti T
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- Cinzia Battaglia
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1 ATTENZIONE: questi file compresi testo ed immagini in essi contenuti sono destinati esclusivamente agli studenti del corso per favorirne lo studio. Nessun file, che potrebbe contenere materiale soggetto a copyright, può essere utlizzato per altri fini senza autorizzazione. TCR e maturazione linfociti T Il recettore per l Ag dei linfociti T, T-Cell Receptor (TCR) eterodimero composto da catene a e b o g e d TCR a/b presente in 95% delle cellule T periferiche eterodimero legato da ponte disulfuro struttura dei domini di tipo immunoglobulinico non esiste forma secreta del TCR ciascun TCR ha un solo sito di legame per l antigene (monovalente) 1
2 Struttura TCR ab Eterodimero composto da catena Ponti adisolfuro e b intra-catena Ciascun catena contiene 1 dominio variabile carboidrati 1 dominio costante Ponte disolfuro inter-catena 1 dominio transmembrana 2
3 Struttura TCR: confronto con Fab Struttura TCR ab Le due porzioni variabili giustapposte costituiscono il sito di legame Ciascuna contiene 3 CDR (complementarity determing regions) 3
4 Interazione TCR con complesso peptide-mhc MHC, Major Histocompatibility Complex Funzioni delle cellule presentanti l antigene (APC, Antigen-Presenting Cells) 4
5 Via di ingresso degli antigeni Cattura e presentazione antigene 5
6 Cattura e presentazione antigene Struttura MHC di classe I 6
7 Struttura MHC di classe II Residui polimorfici in molecole MHC 7
8 Legame peptide a MHC Interazione TCR con complesso peptide-mhc 8
9 Interazione TCR con complesso peptide-mhc Membrana cellulare linfocita T TCR MHC-Ag Membrana cellulare APC 9
10 CDR3 centrati su peptide CDR1 sulle estremità peptide CDR2 su a-eliche di MHC 10
11 K d Ig/TCR/MHC Ig (secrete) TCR Molecole MHC K d M M M On-rate Rapido Lento Lento Off-rate Variabile Lento Molto lento Eterodimero a/b (o g/d) CD3 catene g, d, e 1 eterodimero d/e 1 eterodimero g/e catena z omodimero z/z in 90% CD3 eterodimero z/h in 10% CD3 Complesso del TCR h splicing alternativo di z 11
12 Interazioni elettrostatiche in complesso TCR-CD3 cariche TCR catena a 1 lisina (+), 1 arginina (+) catena b 1 lisina (+) cariche CD3 catena g, d, e 1 acido aspartico (-) ciascuna cariche catene z 1 acido aspartico (-) ciascuna Interazioni elettrostatiche in complesso TCR-CD3 cariche TCR catena a, 1 lisina (+), 1 arginina (+) catena b, 1 lisina (+) cariche CD3 catena g, d, e, 1 acido aspartico (-) ciascuna cariche catene z 1 acido aspartico (-) ciascuna secondo alcuni modelli il complesso TCR contiene 2 eterodimeri a/b 12
13 Il corecettore CD4 Composto da 1 catena 4 domini Ig extracellulari, 1 dominio transmembrana riconosce dominio b2 di MHC II Cellule CD4 abtcr riconoscono peptide associato a molecole MHC classe II Il corecettore CD8 Composto da 2 catene legate da ponti disolfuro eterodimero CD8a/CD8b omodimero CD8a/CD8a 1 dominio Ig extracellulare e 1 dominio transmembrana/catena riconosce dominio a3 di MHC I Cellule CD8 ab TCRab riconoscono peptide associato a molecole MHC classe I 13
14 Distinct Lineages of Lymphocyte Maturation Sviluppo dei linfociti T (1/4) I progenitori T migrano dal midollo osseo al timo I precursori T riarrangiano i geni del TCR (T cell receptor) nel timo 14
15 Sviluppo dei linfociti T (2/4) Selezione positiva cellule T immature che riconoscono MHC ricevono segnali di sopravvivenza Selezione negativa cellule T immature che riconoscono con alta affinità MHC self vanno in apoptosi Sviluppo dei linfociti T (3/4) Cellule T mature migrano in organi linfatici periferici Cellule T mature incontrano antigeni in organi linfatici periferici e sono attivate differenziamento in cellule effettrici 15
16 Sviluppo dei linfociti T (4/4) Cellule T mature attivate migrano in siti di infezione Svolgono funzioni effettrici Il timo è necessario per la maturazione in linfociti T dei precursori provenienti dal midollo osseo Topi RAG-2 KO Mancano di linfociti T (e B) (non sono in grado di riarrangiare i segmenti genici di TCR e Ig) Topi nudi Non sviluppano epitelio corticale del timo Mancano di linfociti T 16
17 RAG2 KO Nudo Trapianto BMC Linfociti T in milza Linfociti B in milza Trapianto timo Linfociti T in milza Linfociti B in milza Prima - - Dopo + + Prima - + Dopo + + BMC, bone marrow cells, cellule di midollo osseo Organizzazione cellulare del timo Corticale Midollare Giunzione corticomidollare Cellula epiteliale corticale Timocita Cellula epiteliale midollare Cellula dendritica (origine midollo osseo) Macrofago (origne midollo osseo) 17
18 Le cellule epiteliali del timo formano una rete che circonda i timociti I timociti a diversi stadi di sviluppo esprimono molecole di superifcie diverse T cell precursors Thymus Bone marrow DN1 CD44 hi CD25 - CD4 - CD8 - (DN) DN2 CD44 + CD25 + DN3 CD44 - CD25 + DN4 CD44 - CD25 - DP CD4 + CD8 + CD4 + CD8 lo CD4 CD8 CD4 + CD8 - CD4 - CD8 + 18
19 Timociti a diversi stadi di maturazione si trovano in parti distinte del timo Le cellule più immature si trovano nella regione subcapsulare Con il procedere del differenziamento in timociti doppio positivi, migrano più in profondità La parte midollare contiene cellule mature singolo positive che lasciano il timo attraverso i vasi Organizzazione geni TCR Catena a e d del TCR di topo (Cromosoma 14) Catena b del TCR di topo (Cromosoma 6) Catena g del TCR di topo (Cromosoma 13) 19
20 Sources of TCR diversity * * L aggiunta di nucleotidi N (e P) avviene sia per la catena a che per la b 20
21 Localizzazione CDR in TCR V C Catena b TCR Catena a TCR CDR Correlazione tra diversi stadi di differenziamento e riarrangiamento catene TCRab 21
22 Espressione di proteine nel corso del differenziamento Espressione di proteine nel corso del differenziamento 22
23 Stadi del riarrangiamento in cellule T con TCRab DN3 Stadi del riarrangiamento in cellule T con TCRab DN3 DN3 DP 23
24 La catene b è associata alla catena invariante pre-ta Pre-TCR è associato alle proteine z e al complesso CD3 (presenti anche in TCR maturo) Inibizione di ulteriori riarrangiamenti catena b (esclusione allelica) Sopravvivenza e stimolazione proliferazione cellule pre-t Stimolazione riarrangiamento catena a Espressione CD4 e CD8 Stadi del riarrangiamento in cellule T con TCRab DP 24
25 Selezione positiva: le cellule il cui TCR riconosce un complesso Ag-MHC ricevono un segnale di sopravvivenza e differenziano in singole positive per CD4 o CD8 Selezione positiva: le cellule il cui TCR non riconosce un complesso Ag-MHC non ricevono un segnale di sopravvivenza e muoiono per apoptosi 25
26 La maggior parte dei dei timociti muore per apoptosi nel timo. Le cellule apoptotiche sono immediatamente rimosse dai macrofagi In rosso: cellule in apoptosi In blu: macrofagi Figure 7-32 part 1 of 2 26
27 Selezione negativa: le cellule il cui TCR riconosce un complesso Ag-MHC con elevata affinità muoiono per apoptosi DN1 CD4- CD8- DN2 CD44+ CD25+ DN3 CD44hi CD25- CD44- CD25+ Linfociti con recettore per antigene di tipo ab DN4 CD44- CD25- DP CD4 CD8 Linfociti con recettore per antigene di tipo gd 27
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