Presentazione dell antigene. Antigen processing Antigen presentation

Transcript

1 Presentazione dell antigene Antigen processing Antigen presentation

2 MHC di classe I e II trasportano sulla superficie cellulare peptidi che derivano da compartimenti cellulari diversi Agenti infettivi possono raggiungere il cytosol o il compartimento vescicolare e quindi il processamento degli antigeni può avvenire in entrambi I compartimenti MHC di classe I trasportano peptidi che si originano nel cytosol MHC di classe II trasportano peptidi che si originano nelle vescicole L uso di diverse molecole MHC garantisce che sia attivata l appropriata strategia di eliminazione dell agente infettivo

3 MHC di classe I e II trasportano sulla superficie cellulare peptidi che derivano da compartimenti cellulari diversi

4 Trasporto di peptidi dalle molecole MHC di classe I

5 Trasporto di peptidi dalle molecole MHC di classe I MHC I (catene alfa) si accumulano nel reticolo endoplasmatico dopo la loro sintesi, associate alla calnexina Una volta che si associa la ß2-microglobulina, la calnexina si stacca e la molecola di MHC ancora non completamente folded si associa al trasportatore TAP attraverso un adattatore (la tapasina) Altre molecole sono coinvolte in questa fase: la chaperone ERp57 e la calreticulina MHC resta nel reticolo endoplasmatico finchè non è rilasciata dal legame con un peptide che porta al suo folding completo Anche in assenza di infezioni, ci sono continuamente peptidi che si formano per opera del proteasome a partire da: defective ribosomal products (DRiPs) Proteine vecchie Questi peptidi vengono trasportati da TAP, eventualmente limati dall aminopeptidasi ERAAP e poi si associano alla molecola di MHC di classe I, che migra al Golgi e da qui è portata alla membrana cellulare

6 Trasporto di peptidi dalle molecole MHC di classe II

7 Trasporto di peptidi dalle molecole MHC di classe II Una Antigen-Presenting-Cell (APC) può inglobare la fonte di antigene dall esterno, oppure il parassita, batterio o virus possono avere invaso la cellula e replicare all interno di vescicole intracellulari Il ph delle vescicole va progressivamente acidificandosi La diminuzione del ph porta all attivazione di una serie di proteasi vescicolari che processano l antigene in peptidi La molecola di MHC di classe II durante la sua maturazione entra nelle vescicole e si associa al ligando peptidico per poterlo poi trasportare alla membrana cellulare

8 Il processo di maturazione delle molecole di MHC di classe II coinvolge molte proteine accessorie

9 Organizzazione genica del complesso MHC Il complesso MHC ha due caratteristiche: Poligenico: ogni individuo ha molti geni per MHC di classe I ed altrettanti per la classe II Polimorfico: esistono molteplici varianti alleliche per ogni gene nella popolazione (> 800 alleli) Ogni individuo può esprimere almeno tre molecole di classe I e tre o quattro di classe II in base alla poligenia delle molecole di MHC, e molte di più per il loro polimorfismo

10 Organizzazione genica del complesso MHC

11 Restrizione da MHC

12 Trasduzione del segnale ed attivazione linfocitaria

13 Il TCR non è sufficiente per mediare il signaling intracellulare Il TCR funzionale comprende oltre all eterodimero alfa-beta del TCR (che contiene le superfici di interazione per l antigene) anche le quattro catene (due epsilon, una gamma ed una delta) di CD3, e due catene Zeta unite da un ponte disolfuro CD3 e Zeta contengono I domini immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) che contengono dei residui in tirosina citoplasmatici che vengono fosforilati in seguito al legame del recettore con il ligando

14 Il TCR non è sufficiente per mediare il signaling intracellulare Una volta fosforilati, I domini ITAM diventano siti di legame per proteine che contengono I domini di interazione proteina-proteina SH2, in grado di riconoscere le tirosine fosforilate

15 Attivazione linfocitaria Ogni APC presenta un gran numero di peptidi diversi, quindi il riconoscimento dell antigene da parte di TCR e BCR deve avvenire anche in presenza di un numero basso di molecole antigeniche specifiche Misure in vitro suggeriscono che bastano recettori (TCR-BCR) legati all antigene specifico per attivare la risposta linfocitaria I primi eventi di legame dei complessi TCR e BCR a peptide/mhc non sono ben compresi Evento primario dopo il riconoscimento dell antigene/mhc da parte del TCR è tramite I corecettori CD4 e CD8- l attivazione della chinasi Lck, che è responsabile per la fosforilazione dei domini ITAM del complesso del TCR L attività di Lck dipende dalla sua defosforilazione per opera della fosfatasi CD45 I domini ITAM fosforilati sono riconosciuti dalla chinasi ZAP-70 Oltre al reclutamento di Lck, I corecettori sono ritenuti anche responsabili per la stabilizzazione dell altrimenti non fortissimo legame fra TCR e peptide/mhc

16 Attivazione di PLC-gamma ZAP-70 fosforila due altri substrati, LAT e SLP-76 Queste modificazioni consentono ad una proteina adattatrice, Gads, di formare un complesso ternario con LAT ed SLP-76 La fosfolipasi C-gamma viene reclutata dal complesso Gads-LAT- SLP-76 ed a questo punto viene attivata da un altra chinasi (Itk)

17 La formazione di second messengers PLC-gamma genera a partire da PIP2 due lipidi: DAG e IP3 IP3 porta all efflusso di ioni Calcio dal reticolo endoplasmatico al cytosol, e quindi apertura di canali del calcio (CRAC) di membrana che consentono ulteriore ingresso di Calcio nel cytosol DAG porta al reclutamento della Proteina chinasi C-delta e di proteine attivanti Ras alla membrana citoplasmatica Attraverso questi 3 pathways intracellulari Ioni calcio PKC-delta RAS vengono attivati tre diversi pathway trascrizionali Ioni Calcio: shuttling nucleare del fattore di trascrizione NFAT RAS (attraverso una cascata di chinasi intracellulari) porta all attivazione del fattore di trascrizione AP1 PKC-Delta porta all attivazione di AP1 e del fattore di trascrizione NF-kB Questi pathway trascrizionali hanno numerosi target IL-2 integra I 3 segnali, dal momento che tutti questi fattori di tarscrizione legano elementi regolatori presenti nel promotore del gene

18

19 IL-2

20 Il ruolo di CD28 (recettore costimolatore)

21 Il ruolo di CD28 (recettore costimolatore) IL legame dell antigene al TCR non è sufficiente per l attivazione linfocitaria delle cellule T naïve Le APCs esprimono sulla superficie cellulare delle molecole co-stimolatorie Queste interagiscono con recettori co-stimolatori delle cellule T Il legame ligando-recettore (insieme con il legame TCR-MHC/antigene) porta all attivazione linfocitaria I co-stimolatori attivano un pathway intracellulare parallelo e necessario per l efficiente trasduzione del segnale mediata da TCR/antigene Il risultato dell attivazione di CD28 è l attivazione della PI-3 chinasi che porta alla produzione di PIP3, che porta a sua volta all attivazione di Itk che attiva PLC-gamma Anche la chinasi Akt è attivata

22 Anche il BCR si comporta come il TCR Il BCR si associa ad un eterodimero (legato attraverso un ponte disolfuro) di due molecole chiamate Ig-alfa ed Ig-beta, che presentano entrambe un dominio ITAM che viene fosforilato dopo legame del BCR all antigene

23 Anche il BCR si comporta come il TCR Diverse chinasi fosforilano I domini ITAM presenti sulle molecole associate al BCR (IG-alfa ed Ig-beta) La chinasi Syk (come ZAP-70) si associa ai domani fosforilati ITAM del BCR Syk porta all attivazione di vari pathway intracellulari Pathway e fattori di trascrizione coinvolti si sovrappongono in gran parte a quelli delle cellule T, ma l outcome è diverso

24

25 La risposta immune è regolata da recettori inibitori Molecole correlate a CD28 sono espresse dai linfociti T e legano molecole della famiglia di B7 Tra queste molecole, alcune hanno attività inibitoria Cellule T: CTLA-4 e PD-1 Cellule B/T: BTLA Modelli animali: topi privi di CTLA-4 hanno proliferazioni linfocitaria incontrollata, a dimostrazione della necessità dei meccanismi di controllo

26 Attività di CTLA-4 come bloccante il legame di CD28 a B7