15-16 - b cell activation and t-b interaction-s

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Attivazione linfociti BInterazione linfociti T-B

Centro germinativoMaturazione affinità

Cambio di classe

Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2015/2016

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Fasi della risposta umoraleFase di

riconoscimentoFase di attivazione:

proliferazione e differenziamento


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Cinetica della risposta immunitaria umorale primaria e secondaria


Caratteristiche risposta primaria e secondariaCaratteristica Risposta primaria Risposta secondariaLatenza dopo immunizzazione

Solitamente 5-10 giorni Solitamente 1-3 giorni

Picco di risposta Minore MaggiorIsotipo anticorpi IgM > IgG IgG > IgMAffinità anticorpi Affinità media minore e

più eterogeneaMaggiore affinità media(maturazione affinità)

Indotta da Tutti gli immunogeni Solamente da proteineImmunizzazione Dose di antigene

relativamente alta, adiuvante necessario

Dose bassa di antigene; necessità adiuvante meno stringente


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B Cell antigen Receptor complex, BCR

ITAM



Segnali indotti da BCR

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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)


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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


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• 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 (TI-1)• Toll-like receptor (TRL)

– esteso cross-linking BCR (TI-2)• antigene polimerico

L’attivazione dei linfociti B richiede un secondo segnale


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• 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


• 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


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Ag timo-indipendentidi tipo 2 (TI-2)

• Strutture altamente ripetutepossono attivare i linfociti B

• stimolando un numeroelevato di Ig di membrana(crosslinking)

• Importante per la difesacontro batteri capsulati

S. pneumoniae B. anthracis S. pyogenes



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Interazione cellule B-T in risposta ad antigeni proteici


Interazione cellule B-T in rispostaa complessi polisaccaride-proteinaInterazione cellule B-T in risposta

a complessi polisaccaride-proteina


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Interazione cellule B-T in rispostaa complessi polisaccaride-proteinaInterazione cellule B-T in risposta

a complessi polisaccaride-proteinaVaccino contro Haemophilus influenzae B è un coniugato tra polisaccaridi batterici e tossoide tetanico (componente proteica)



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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 DCattivazione Th

migrazione dei Th attivatial margine dei follicoli

stimolazione BCR,attivazione,

processazione Agmigrazione B attivateal margine dei follicoli

presentazione Ag da parte di cellule Battivazione T-B bidirezionale DC: Dendritic Cells, cellula dendritica

Th: T helper cell, cellula T cooperante

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Interazione bi-direzionale T-BPresentazione

AgAttivaz. cellula Tespress. CD40L

produz. citochineAttivazione

cellula BProliferazione edifferenziamento

cellula B


Hyper-IgM immunodeficiency• Mancanza di CD40L (CD154) funzionale

– X-linked– Switch isotipico marcatamente ridotto– Produzione di IgM in risposta ad antigeni timo-

dipendenti– Livelli molto elevati di IgM– Deficit in CD40 induce fenotipo simile


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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


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

Verde, centroblastiRosso, FDCBlu, 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)

Il centro germinativo (2)


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• 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

Il centro germinativo (3)


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 dalriconoscimento 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. 2015/2016

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• Le cellule B ricevonosegnali dalle celluleT helper follicolari:– 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)


• 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 espressione di IgM a quella 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

Cambio di classe / switch isotipico


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Effetto delle citochine sul cambio di classe

Stimolazione CD40+ citochine

ProliferazioneSwitch isotipico

IL-2

IFN-gTGFb(IL-5)IL-4(IL-5)

IgG1 (IgG4)IgE

IgG2a

IgM

IgA



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Cambio di classe/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

• L’esone VDJ avrà al 3’ la sequenza di switch ricombinata (es. Sm-Sg1) seguita dagli esoni CH di un isotipo diverso da m (es. Cg1) CSR, Classe Switch RecombinationUniversità di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2015/2016

1Switch isotipico

(m g1)


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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”


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• Il cambio di classe richiede attivazione della Activation-Induced cytidineDeaminase (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)


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Il controllo della produzione di IgE è esercitatosoprattutto a livello dello switch isotipico.Numerosi stimoli inibiscono lo switch isotipico a IgE


• Centrociti differenziano in– plasmacellule

• ridotta espressione o assenza BCR sulla membrana cellulare– mRNA splicing spostato a favore di forma secreta di Ig

• ridotta espressione MHCII– inibizione trascrizione CIITA

• elevata produzione di Ab

– cellule B memoriaUniversità di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2015/2016

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Le plasmacellule secernono anticorpi in grande quantità ma non rispondono più ad antigene e linfociti T


15-16 - b cell activation and t-b interaction-s

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