Interazione linfociti T-B Centro germinativo Maturazione...

Attivazione linfociti B

Interazione linfociti T-B

Centro germinativo

Maturazione affinità

Cambio di classe

Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2012/2013

Dow

nlo

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rom

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om

ep

age.

com

Fasi della risposta umorale

Fase di

riconoscimento

Fase di attivazione:

proliferazione e differenziamento


Cinetica della risposta immunitaria

umorale primaria e secondaria


Caratteristiche risposta primaria e secondaria

Caratteristica Risposta primaria Risposta secondaria

Latenza dopo

immunizzazione

Solitamente 5-10 giorni Solitamente 1-3 giorni

Picco di risposta Minore Maggior

Isotipo anticorpi IgM > IgG IgG > IgM

Affinità anticorpi Affinità media minore e

più eterogenea

Maggiore affinità media

(maturazione affinità)

Indotta da Tutti gli immunogeni Solamente da proteine

Immunizzazione Dose di antigene

relativamente alta,

adiuvante necessario

Dose bassa di antigene;

necessità adiuvante

meno stringente


B Cell antigen Receptor complex, BCR

ITAM


Segnali indotti da BCR


Trasduzione segnali BCR

• BCR cross-linking induce fosforilazione delle

tirosine nelle ITAM di Iga e Igb

– Lyn, Btk e Fyn

• Syk lega ITAM fosforilate attraverso domini SH2

– confronta con ZAP70 in T cells

• Syk (e altre chinasi) attiva numerose via di

trasduzione, regolate da proteine adattatrici

– SLP65 (o BLNK) forma un’impalcatura (scaffold) per

altre proteine adattatrici

• confronta con LAT in T cells


Trasduzione segnali BCR

• PLCg

– in cellule B

presente isoforma

PLCg2

– si lega a SLP65

(BLNK)

– viene fosforilata, e

quindi attivata, da

Btk (Bruton’s tyrosine kinase)


X-linked agammaglobulinemia (Bruton’s agammaglobulinemia)

• assenza di gamma-globuline

• numero molto ridotto di cellule B mature

• mutazione in Btk, Bruton’s tyrosine kinase

– mancata attivazione di PLCg

– accumulo linfociti pro-B

• frequenza elevata di infezioni da batteri

• prime infezioni a 8-9 mesi di età

– fine protezione da anticorpi materni

• quasi esclusivamente nei maschi


Risposte funzionali indotte dall’attivazione

• aumento dimensioni cellulari

• mitosi

• aumento espressione Bcl-X e

quindi sopravvivenza

• aumento espressione

• MHC II, B7.1 e B7.2

• aumento espressione

• recettori per citochine

• migrazione da follicoli ad aree T


• Il primo segnale è indotto dalla stimolazione del BCR

• Per antigeni timo-dipendenti, il secondo segnale è indotto dai linfociti T – principalmente attraverso

interazione CD40-CD40L

L’attivazione dei linfociti B richiede un secondo segnale


• Il primo segnale è indotto dalla

stimolazione del BCR

• Per antigeni timo-indipendenti,

il secondo segnale è indotto da

antigene

– stimolazione recettore immunità

innata

• Toll-like receptor (TRL)

– esteso cross-linking BCR

• antigene polimerico

L’attivazione dei linfociti B richiede un secondo segnale


• Antigeni timo-indipendenti di tipo 1 (TI-1) – a concentrazioni elevate sono attivatori policlonali

• mitogeni cellule B (es. LPS)

– a concentrazioni basse inducono risposte antigene-specifiche


Interazione cellule B-T in risposta ad antigeni proteici


Interazione cellule B-T in risposta

a complessi polisaccaride-proteina


Interazione cellule B-T in risposta

a complessi polisaccaride-proteina Vaccino contro Haemophilus

influenzae B è un coniugato tra

polisaccaridi batterici e tossoide

tetanico (componente proteica)


Copyright © 2011 by Saunders, an imprint of Elsevier Inc. Abbas, Lichtman, and Pillai. Cellular and Molecular Immunology, 7th edition. Copyright © 2012 by Saunders, an imprint of Elsevier Inc.

Responses of Different B cell Subsets


Copyright © 2011 by Saunders, an imprint of Elsevier Inc. Abbas, Lichtman, and Pillai. Cellular and Molecular Immunology, 7th edition. Copyright © 2012 by Saunders, an imprint of Elsevier Inc.

Antigen Delivery to Follicular B cells


Eventi iniziali nella risposta B ad antigeni proteici

presentazione Ag da parte di DC

attivazione Th

migrazione dei Th attivati

al margine dei follicoli

stimolazione BCR,

attivazione,

processazione Ag

migrazione B attivate

al margine dei follicoli

presentazione Ag da parte di cellule B

attivazione T-B bidirezionale Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2012/2013

Interazioni cellule T-B in linfonodo


Interazione bi-direzionale T-B

Presentazione

Ag

Attivaz. cellula T

espress. CD40L

produz. citochine

Attivazione

cellula B

Proliferazione e

differenziamento

cellula B


Hyper-IgM immunodificiency

• Mancanza di CD40L (CD154) funzionale

– X-linked

– Switch isotipico marcatamente ridotto

– Producono IgM in risposta ad antigeni timo-

dipendenti

– Livelli molto elevati di IgM

• principalmente indotti da antigeni timo-indipedenti

che causano infezioni ricorrenti

– Deficit in CD40 induce fenotipo simile


Figure 9-6


Il centro germinativo (1)

(Germinal Center, GC)

• 3 eventi importanti in GC

– maturazione dell’affinità delle Ig

– switch isotipico (cambio di classe Ig)

– differenziamento cellule B in

• plasmacellule

• cellule B memoria


Il centro germinativo si forma quando cellule B attivate entrano nel follicolo

Verde, centroblasti

Rosso, FDC

Blu, cellule T


• Dark Zone

– espansione clonale linfociti B

• numerosi cicli cellulari

– ipermutazione somatica in VL

e VH

• principalmente in CDR

• frequenza di mutazione

ca. 10-3/bp/divisione

(normalmente ca. 10-8/bp/divisione)

– cambio di classe (isotype

switch)



• Light Zone

– selezione linfociti B con

BCR ad alta affinità per Ag

– solo i linfociti B che

riconoscono Ag sulle Cellule

Follicolari Dendritiche

(FDC) sopravvivono



Selezione cellule B in GC

• FDC espongono Ag

– come complesso Ag-Ab legato a

FcR

– come complesso Ag-C3b/C3d

legato a CR1/CR2

• i linfociti B competono per

ricevere il segnale di

sopravvivenza indotto dal

riconoscimento dell’Ag sulle

FDC (Follicular Dentritic Cells) Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2012/2013

• Le cellule B ricevono segnali dalle cellule T follicolari h:

– MHC II TCR

– CD40 CD40L

– B7 CD28 • sviluppo GC compromesso

in topi CD28KO

– LICOS ICOS

– Citochine (IL-21 e altre)

Follicular helper T cells (TFH)


Cambio di classe / switch isotipico

• Il cambio di classe (Class-Switch Recombination, CSR) delle

catene pesanti delle Ig è il processo per mezzo del quale

una cellula B passa dalla produzione di IgM alla

produzione di IgG, IgE, IgA

• Le IgG, IgE o IgA prodotte avranno la stessa specificità

antigenica delle IgM precedentemente prodotte

• Quindi, CSR permette la produzione di anticorpi con la

stessa specificità antigenica della IgM precedentemente

prodotta ma con una funzione effettrice diversa


Effetto delle citochine sul cambio di classe

Stimolazione CD40

+ citochine

Proliferazione

Switch isotipico

IL-2

IFN-g

TGFb

(IL-5)

IL-4

(IL-5)

IgG1 (IgG4)

IgE

IgG2a

IgM

IgA


Switch isotipico

• Ciascun gene CH (eccetto Cd) è preceduto da sequenze chiamate regioni S

• CSR avviene mediante la ricombinazione di 2 regioni S – la porzione di DNA tra le 2 regioni S viene rimossa

• i CH persi non potranno (ovviamente) più essere espressi

• Il risultato è la giustapposizione dell’esone VDJ con un gene CH più “a valle”


Switch isotipico (m g1)


Switch isotipico (g1 e)


Switch isotipico

• Il cambio di classe

richiede la trascrizione del

gene CH verso il quale è

diretto

• germ line transcript (GLT)

– trascritto “sterile”


• Il cambio di classe richiede attivazione della Activation-Induced cytidine Deaminase (AID)

• La trascrizione attraverso le regioni S rende queste regioni substrati di AID

• CSR richiede la creazione di doppie rotture nel DNA ed enzimi per la riparazione non omologa (NHEJ)

Activation-Induced cytidine Deaminase (AID)


Induzione Ce germ line transcript (GLT)


Il controllo della produzione di IgE è esercitato

soprattutto a livello dello switch isotipico.

Numerosi stimoli inibiscono lo switch isotipico a IgE


• Centrociti differenziano in

– plasmacellule

• ridotta espressione o assenza BCR

– diverso mRNA splicing

• ridotta espressione MHCII

– inibizione trascrizione CIITA

• elevata produzione di Ab

– cellule B memoria Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2012/2013

Le plasmacellule secernono anticorpi in grande quantità ma

non rispondono più ad antigene e linfociti T


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