B Cell Receptor -...

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B Cell Receptor: Attivazione del linfocita B maturo Mauro Sbroggiò

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  • 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.