B Cell Receptor:Attivazione del

linfocita B maturo

Mauro Sbroggi

T1

MZPB Immaturo

FOGC

Mem

PCMILZA

MZ

Stadio maturativo della cellulaMicroambiente in cui si trova le cellula durante la stimolazioneTipo di recettore espresso dal linfocitaAntigene riconosciuto dal recettore

Attivazione del BCR

Proliferazione/ maturazione

Apoptosi

AnergiaEditing recettore

Proliferazione/ sopravvivenza

apoptosi

anergia

B immaturo B maturo

Leffetto dellattivazione dipende da:

Ig/ Ig/Syk

CD45

Lyn

Csk

Lyn

CD45: mantiene Lyn de-repressaCsk: Fosforilazione inibitoria delle PTKsEntrambe localizzate in prossimit dei BCR inattivi

CD19

CD21

CD81

Linfocita B maturo - Assenza di Ag

CD22

Lyn

FcRIIB

Lyn

CD45Csk

Syk

CD19

LynPI3K

Vav

CD21

CD81

SHP1

Aggregazione dei BCRAttivazione di Lyn/SykFosforilazione dei domini ITAM di Ig/Localizzazione dei BCR nei lipid rafts (corecettori e molecole accessorie)CD19: attiva Lyn, recluta PI3K e VAVCD21: recettore per la componente C3d del complementoCD81: tetraspanninCD22 e FcRIIB: regolazione negativa del segnale

Ag

Interazione con Ag - Inizio segnalazione

BCAP

PI3K

PI(4,5)P2

PIP3CD19

LynPI3K

Gab

Cbl Vav

LynSyk

PI3K

Ag

Attivazione di PI3K e produzione di PIP3

BLNK

PI(4,5)P2

PIP3

PLC2

Btk

PI(4,5)P2

IP3DAG [Ca++]i

BLNK

Vav

Grb2

Rac SOS

Nck

Rho

Ras

Grb2

SOS

Shc Akt

Lyn Syk

PI3K

Ag

SOS

Citoschel.

Propagazione del segnale

BLNK

PI(4,5)P2

PIP3

PLC2

Btk

PI(4,5)P2

IP3DAG [Ca++]i

CaMPKC

BLNK

Vav

Grb2

Rac SOS

Nck

Rho

RasMEKKs

MKKs

JNKp38Mek

Raf

Erk

CaMK NFATCarma1

IKK

NFkB

Grb2

SOS

Shc

PKC

Akt

Bad Bcl-xL

Proliferazione Class Switch Somatic Hypermutation

Lyn Syk

PI3K

Ag

SOS

Citoschel.

Integrazione del segnale

Linfocita B attivato

B memoria(difesa a lungo termine)

Plasmacellula(produzione Ab)

Per ogni BCR finora selezionato, verr prodotto una popolazione clonale di cellule con un recettore diverso da quello della cellula da cui originano

Riarrangiamento VDJ delle catene pesantiRiarrangiamento VJ delle catene leggereAccoppiamento casuale di catene leggere e pesanti.Costituito da IgM a bassa affinit per lAg.

Produzione di anticorpi ad alta affinit.

Cambio di classe (switch isotipico).

Ig Somatic Hypermutation (SHM)

Class switch DNA recombination

La diversit del repertorio anticorpale primario generata da:

Stimolazione indotta dallAg:

Entrambe i processi avvengono in microambienti specializzati:Centri germinali.

SHM

Selezione clonale e maturazione dellaffinit.

Diversificazione della forza di legame

CSR

Cambiamento della regione costante della catena pesante

Cambiamento della funzione effettrice dellAb

Avviene nei centri germinali.Il linfocita B maturo incontra lAg.Aggregazione dei BCR prolungata. necessaria la presenza di linfociti T.

Da origine:

BCR ad affinit maggiore BCR autoreattivi o a bassa affinit

Selezione positiva

B memoria Plasmacellula

Selezione negativa

ApoptosiAnergiaReceptor editing

necessaria lattivit dellenzima AID (activation-induced deaminase)

Somatic Hypermutation

Somatic HyperMutation

Mutazioni puntiformi (sostituzioni): circa 1 mutazione ogni divisione cellulareColpisce regione VDJ (1-2Kb)Richiede inizio della trascrizionePreferenza per sequenza target RGY(W) con R=A o G, Y=C o T, W=A o TElevata frequenza mutazioni nella regione CDRNon richiesta lattivit di RAG1-RAG2

CD40L

CD40

CD28

CD86/80

T

B

AID

X

Deaminazione da dC a dU (AID)Generazione sito abasico (UGD)Introduzione nucleotide mismatch

Double-Strand Breaks (DSB)Deaminazione diretta

Rottura del doppio filamentoGenerazione estremit protruding (AID):

- editing mRNA endonucleasi- deaminazione diretta del DSB

Riparazione DSB

Somatic HyperMutation

HSM: Lesione del doppio filamento e riparazione del danno

Lesione (blunt-end) DNA regioni VDJ (sequenze RGWY)

AID genera resected-ends

DNA polimerasi error-prone introduce mutazione

AID genera resected-ends

X

DNA ligasi unisce le estrimit

5533

53 5

35

3 53

53 5

35

3 53

53 5

35

3 53

53 5

35

XXX

XX

Rad52 lega le estemit 3

Rad52 recluta Rad51 che media HR

DNA polimerasi error-prone introduce mutazione

Class-Switch Recombination

Necessaria attivazione BCRRichiede attivazione della trascrizione nella regione bersaglioDipendente dallattivit di AIDIndipendente da RAG1-RAG2Non esistono sequenze consensoLa ricombinazione avviene tra due regioni dette S region

Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.

Attivazione della trascrizione lungo la regione S

Inizia a monte dellesone I

Termina a valle del corrispondente gene CH

Il trascritto primario sottoposto a splicing

Indotta da stimoli di specifiche citochine

Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.

Ruolo della trascrizione in CSR:

Rende accessibile la cromatina in prossima della regione SGenera strutture di DNA che fungono da substrato per gli enzimi coinvolti

Il trascritto si associa con il DNA stampo (ibrido DNA-RNA)

Ibrido DNA-RNA forma strutture particolari che generano un filamento ssDNA R-loops

G-quartet

Stem loop(regioni palindromiche)

AID si associa al ssDNA in queste regioni

Deaminazione e lesione del DNA

Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.

Double Strand Break in CSR

Lazione di AID, seguita da UNG, produce un sito abasico

Vengono prodotte estremit protruding nel punto di DSB

Una polimerasi error-prone ricostituisce le estermit blunt.

Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.

Modello di Class Switch Recombination

Trascrizione nelle regioni S coinvolteProduzione di strutture R-loop

Deaminazione sul ssDNA ad opera di AID

Formazione di lesioni sul doppio filamento

Sinapsi delle regioni S coinvolte

Unione delle estremit attraverso NHEJ

Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.

Bibliografia: Chaundhuri J and Alt F. Class-switch recombination: interplay of trancription, DNA deamination and DNA repair.

Nat Rev Immunol. 4: 541-552 (2004). Wu X et al. Immunoglobulin somatic hypermutation: doble strand DNA breaks, AID and error prone repair. J

Clin Immunol. 23: 235-246 (2003). Dal Porto JM et al. B cell antigen receptor signalling 101. Mol Immunol. 41: 599-613 (2004). Cooper MD. Exploring lymphocyte differentiation pathways. Immunol Rev. 185: 175-185 (2002). Cariappa A and Pillai S. Antigen-dependent B-cell development. Curr Opin Immunol. 14: 241-249 (2002). Cancro MP and Kearney JF. B cell positive selection: road map to the primary repertoire? J Immunol. 173: 15-19

(2004). Niiro H and Clark EA. Reulation of B-cell fate by antigen-receptor signals. Nat Rev Immunol. 2: 945-956.