Maturazione dei linfociti B

La “storia” dei linfociti B

La “storia” dei linfociti B • I vari stadi di maturazione linfocitaria sono definiti dalle varie fasi di riarrangiamento

ed assemblaggio del BCR • Superamento dei checkpoint di controllo per il passaggio alla fase successiva di

maturazione • I linfociti derivano da un precursore (CLP, common lymphoid progenitor) che origina

dalle cellule staminali ematopoietiche del midollo osseo • Il microambiente del midollo osseo contribuisce in maniera determinante a fornire I

segnali necessari per la maturazione • Per esempio le cellule stromali del midollo osseo esprimono il ligando di Flt3,

che è un recettore presente su progenitori ematopoietici che dopo il legame con il ligando attiva il differenziamento a CLP

La gerarchia di differenziamento linfocitario

Il ruolo delle cellule stromali del midollo osseo

Interazioni linfociti B precoci-cellule stromali

Differenziamento delle cellule B e riarrangiamento dei geni Ig

Differenziamento delle cellule B e riarrangiamento dei geni Ig

• L’inizio dei riarrangiamenti è allo stadio di pro-B cells (catena pesante) • Nelle pre-B cells viene espressa una catena µ principalmente nel citosplasma ed in parte

sulla membrana • Dopo una fase di proliferazione le pre-B cells diventano quiescenti, e continuano il

processo di riarrangiamento (catena leggera) • La cellula B immatura esprime una IgM completa sulla superficie cellulare • La cellula B matura esprime anche IgD • Le cellule che commettono “errori” nel riarrangiamento vengono eliminate • Il riarrangiamento procede per un allele alla volta: se funziona il primo, viene esclusa la

possibilità di riarrangiamento del secondo allele: esclusione allelica

Correlazione fra riarrangiamenti ed espressione di antigeni di differenziamento di membrana

Correlazione fra le varie fasi del differenziamento del linfocita B ed espressione di vari fattori regolatori

Il processo di maturazione si accompagna alla perdita delle cellule che non riescono a riarrangiare correttamente

La varie fasi di maturazione del linfocita B

Eliminazione delle cellule B autoreattive

Eliminazione delle cellule B immature autoreattive

• Cellule non autoreattive: migrazione ai tessuti linfatici periferici dove maturano • Cellule autoreattive verso antigeni multivalenti (esempio MHC): o avviene un

“receptor editing” per cambiare specificità antigenica, oppure le cellule vanno incontro a morte programmata

• Se la molecola “self” è solubile, le cellule possono maturare in periferia ma esprimono poche Ig sulla superficie e sono dette anergiche, non possono essere attivate dal legame con l’antigene

• Se l’antigene “self” è inaccessibile o ha affinità scarsa per il BCR, la cellula B matura normalmente ma è potenzialmente autoreattiva

Maturazione dei linfociti T

La “storia” dei linfociti T

La “storia” dei linfociti T

• I progenitori delle cellule T migrano al timo, dove avviene il riarrangiamento dei TCR

• Cellule T compatibili con “self “-MHC sono in grado di sopravvivere • TCR autoreattivi vanno incontro a morte cellulare • I linfociti T maturi migrano nel sangue ed organi linfatici periferici, dove vengono

attivati dall’incontro con l’antigene • L’attivazione porta alla maturazione in cellule effettrici che migrano ai siti di

infezione o ad aree di attivazione dei linfociti B

Importanza del timo

Struttura del timo

Struttura del timo

• Zona corticale: timociti immaturi, con cellule epiteliali corticali, e macrofagi per rimuovere le cellule che vanno incontro a morte

• Zona midollare: timociti maturi, cellule epiteliali midollari, macrofagi e cellule dendritiche. I corpuscoli di Hassall sono probabilmente areee di distruzione cellulare

• I timociti nella zona corticale interna sono le cellule T che vanno incontro a selezione (>98% dei timociti totali), mentre nella zona esterna c’è proliferazione

• IN assenza di timo non c’è sviluppo dei linfociti T (sindrome di De George nell’uomo, topi “nude”)

Gran parte dei linfocitiT muore durante il differenziamento

• Nel topo il tipo contiene circa 200 milioni di timociti, ogni giorno sono generate circa 50 milioni di nuove cellule

• Ogni giorno lasciano il timo 1-2 milioni di linfociti T maturi – Malgrado solo una piccola % delle cellule prodotte

esca dal timo come linfocita T maturo, il timo non cresce di volume perche’ la maggior parte delle cellule muore durante il differenziamento

I vari stadi di sviluppo dei timociti sono associati a specifici marker di membrana

• I timociti immmaturi sono negativi per TCR (CD3) e corecettori CD4 e CD8

• Dalle cellule negative emergono • Cellule CD4/CD8 negative che hanno riarrangiato le

catene gamma/delta del TCR (minoranza) • Cellule con riarrangiamento delle catene alfa/beta

• All’inizio CD4/CD8 positive • Poi dopo vari stadi diventano positive per CD4 o

CD8 e migrano alla periferia

Lo stadio di linfocita T doppio negativo e’ caratterizzato da una fase di co-espressione delle catene gamma, delta e beta

Correlazione degli stadi di sviluppo con riarrangiamento genico ed espressione di proteine di membrana

Correlazione degli stadi di sviluppo con riarrangiamento genico ed espressione di fattori regolatori

La struttura del timo riflette la presenza di timociti a diverso stadio di sviluppo

Caratteristiche del processo di selezione

• Solo I timociti I cui recettori interagiscono con complessi self-MHC/peptide possono sopravvivere e maturare

• Il repertorio di TCR ha una intrinseca specificità per molecole MHC

• L’interazione dei timociti con le cellule epiteliali corticali timiche determina il processo di selezione positiva

• I timociti che reagiscono fortemente con antigeni self/MHC vengono eliminati

Come viene distinto il processo di selezione negativa da quella positiva?

• Sia la selezione positiva che quella negativa dipendono dall’interazione di TCR con peptidi/MHC self

• Teoricamente, devono esistere meccanismi in grado di distinguere timociti potenzialmente capaci di danneggiare I tessuti self da quelli che possono sfruttare il riconoscimento del self per diventare efficaci linfociti T effettori

• L’ipotesi corrente è che la discriminazione fra I due fati è data dalla forza dell’interazione del TCR con peptide/MHC self – Interazione debole: selezione positiva – Interazione forte: selezione negativa

Maturazione dei linfociti nei tessuti periferici: homing è mediato da chemochine