Ontogenia de linfocitos B y T 2015 Dra. Romina Gamberale

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María Carmen Vidal Bustos
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1 Ontogenia de linfocitos B y T 2015 Dra. Romina Gamberale Dra. Romina Gamberale Investigador Independiente CONICET Laboratorio de Inmunología Oncológica IMEX CONICET- Academia Nacional de Medicina

2 1. Cómo se genera la gran diversidad de receptores antigénicos de los linfocitos? 2. Cómo y donde los adquieren? 3. Cómo se controla la especificidad de los mismos? 4. Cómo emigran los linfocitos desde los órganos linfáticos primarios hacia la circulación?

4 Cómo reconocen a los patógenos los fagocitos y los linfocitos? DISTINTAS ESTRATEGIAS Fagocitos RRPs Moléculas conservadas Linfocitos BCR, TCR Específicos para un antígeno en particular Generación de un AMPLIO REPERTORIO de receptores para el antígeno. DEFINICIÓN de ANTÍGENO DEFINICIÓN de EPITOPE o Determinante antigénico.

5 Linfocitos B

6 Estructura del BCR CDR1, CDR2, CDR3 PARATOPE

7 STEM CELL Genes de Ig en configuración germinal RECOMBINACIÓN SOMÁTICA Linfocito B Genes de Ig en configuración germinal Genes de Ig REARREGLADOS

8 El reconocimiento del antígeno se realiza a través de la porción variable de la Ig. 1- Rearreglo de porción VH (V-D-J). 2- Rearreglo de porción VL (V-J).

9 Primero se produce el rearreglo de la cadena pesada (H) Luego, se produce el rearreglo de la cadena liviana (L)

11 Existen distintos segmentos V H, D H, J H, V L y J L. Relación normal kappa:lambda 65:35

12 El proceso de recombinación somática está guiado por secuencias señales de recombinación (SSR) e involucra distintas enzimas. Heptámero Espaciador 23 nucleótidos Nonámero Nonámero Heptámero Espaciador 12 nucleótidos SSR SSR

13 El proceso de recombinación somática sigue la regla 12/ Los fragmentos génicos rearreglados pierden sus SSR.

14 La unión de los segmentos es imprecisa TdT

15 Exclusión alélica para las cadenas H y L Relación normal kappa:lambda 65:35

16 RAG-1 y RAG-2. Inactivación / menor expresión RAG-1 y RAG-2. Proliferación. Re-expresión de RAG-1 y RAG- 2 Inducción de Tolerancia Central

17 GENERACIÓN DE DIVERSIDAD DE LAS INMUNOGLOBULINAS 1- existencia de varios segmentos V-D-J para la cadena H y V-J para la cadena L- 2- asociación de cadena H con L. 3- unión imprecisa de los segmentos.

18 Inducción de Tolerancia Central de linfocitos B Recepción de señales por BCR Modificación del paratope Recepción de señales por BCR Apoptosis Anergia

19 El paratope puede modificarse a través de dos procesos: La EDICIÓN del receptor y el REEMPLAZO de genes VH Nat Rev Immunol Namazee et al 2007

20 EDICIÓN del receptor

22 REEMPLAZO de GENES VH

23 Cómo se produce el reemplazo de los genes VH si las SSR clásicas se pierden durante la recombinación?

24 GENERACIÓN DE DIVERSIDAD DE LAS INMUNOGLOBULINAS 1- existencia de varios segmentos V-D-J para la cadena H y V-J para la cadena L- 2- asociación de cadena H con L. 3- unión imprecisa de los segmentos. 4- edición del receptor, reemplazo de fragmentos VH. Post-contacto con el antígeno 5- B madura: hipermutación somática. No todos los fragmentos génicos se encuentran representados con la misma frecuencia: Modificaciones en la cromatina (acetilación de histonas hacen accesible la cromatina y la metilación del ADN reprime la recombinación VDJ), variantes de SSR, selección positiva o negativa.

25 Selección negativa de linfocitos Bt1 autoreactivos

26 Los linfocitos B maduros expresan en su superficie IgM e IgD La misma VH combinada con C y C

27 Las células B a través del BCR reconocen al antígeno en forma nativa Células B

28 Syk P P P P + ITAMs PTK Lyn,Fyn, Blk + Activación de distintas vías transduccionales. Activación de FT que permitirán la transcripción de diversos genes.

29 C3d IgG CD21 CD19 CD81 + Fc RIIb Aumenta la activación Inhibe la activación

30 Linfocitos T

31 LT y LT TCR

33 Dónde ocurren estos procesos? TIMO

34 Marcadores y nomenclatura DN - CD4 y CD8: CD4 - CD8 - : Dobles negativos (DN) CD4 + CD8 + : Dobles positivos (DP) CD4 + CD8 - : Simples positivos (SP) CD4 - CD8 + : Simples positivos (SP) DP SP

36 LT o LT?

37 No hay exclusión alélica para la cadena alfa Inducción de Tolerancia Central

38 GENERACIÓN DE DIVERSIDAD del TCR 1- existencia de varios segmentos V-D-J para la cadena y V-J para la cadena 2- asociación de ambas cadenas 3- unión imprecisa de los segmentos. El TCR NO sufre hipermutación somática.

39 Inducción de tolerancia central de linfocitos T. CD4 CD8 TCR CD3 Timocitos DP expresando BAJOS niveles de TCR Selección positiva: Muerte por abandono sobreviven las células que reciben señales de baja intensidad a través del TCR. Si no se reciben señales a través del TCR el timocito muere porque no se selecciona positivamente CET cortical El timocito NECESITA interaccionar con los complejos péptido propio-mhc expresadas por las CET para sobrevivir. El timocito define el linaje CD4 o CD8 en la selección positiva. El timocito incrementa la expresión de CCR7 en la selección positiva.

40 Inducción de tolerancia central de linfocitos T. CD4 CD8 TCR CD3 Timocitos DP expresando BAJOS niveles de TCR Selección positiva: Muerte por abandono sobreviven las células que reciben señales de baja intensidad a través del TCR. Si no se reciben señales a través del TCR el timocito muere porque no se selecciona positivamente Selección negativa: CET cortical mueren por apoptosis los timocitos que reciban señales muy intensas a través del TCRs. Timocitos expresando ALTOS niveles de TCR Emigran timocitos SP y autorestrictos CET medular o CPA Presentación de numerosas proteínas propias (pero no todas)

41 Lo que determina la supervivencia o muerte del timocito es la INTENSIDAD de señal recibida a través de su TCR Muerte por abandono Sobrevida por Selección Positiva Muerte por Selección negativa - Intensidad de la señal a través del TCR +

42 Qué ocurre con los timocitos cuyos TCR son incapaces de interaccionar con las MHC del individuo? CET cortical Mueren por apoptosis porque no logran ser seleccionados positivamente (muerte por abandono)

43 Qué ocurre con los timocitos cuyos TCR son capaces de interaccionar con las MHC del individuo? Depende de la intensidad de la señal recibida a través del TCR: Señales de baja intensidad serán consideradas apropiadas y el linfocito sobrevive (selección positiva) Señales de alta intensidad, serán consideradas peligrosas y el linfocito morirá (selección negativa)

44 Cómo explicar que fisiológicamente la corteza tímica sea el escenario para la muerte por abandono o la selección positiva y la región medular para la selección negativa?

45 Corteza Médula Baja densidad del TCR Alta densidad del TCR CET cortical Las CETc pueden procesar proteínas de una forma única. Se generan complejos péptido-mhc que se asocian al TCR en forma inestable generando señales de baja intensidad Muerte por abandono o SELECCIÓN POSITIVA CET medular Las CETm y las CPA pueden procesar normalmente a las proteínas. Se pueden procesar y presentar numerosas proteínas propias. SELECCIÓN NEGATIVA o emigrar del timo

46 CELULAS del EPITELIO TIMICO CORTICAL Expresan proteasas particulares y un proteasoma especial (timoproteasoma) que generan péptidos propios que no se encuentran en otras células.

47 Los péptidos presentados por las CETc inducen señales de baja intensidad al interaccionar con los TCRs: se favorece la SELECCIÓN POSITIVA! CETc CETm CPA Modificado de Nat Rev Immunol 14:377 (2014)

48 CELULAS del EPITELIO TIMICO MEDULAR Expresan factores de transcripción que les permiten expresar antígenos tejidos específicos y presentar numerosas proteínas propias. Las CET medular expresan el factor de trascripción AIRE, que permite expresar numerosos antígenos tejido específicos (TSA, tissue specific antigens).

49 Modificado de Nat Rev Immunol 14:377 (2014)

50 CELULAS del EPITELIO TIMICO MEDULAR Expresan factores de transcripción que les permiten expresar antígenos tejidos específicos y presentar numerosas proteínas propias. Las CET medular expresan el factor de trascripción AIRE, que permite expresar numerosos antígenos tejido específicos (TSA, tissue specific antigens).

51 Los distintos tipos de antígenos tejidos específicos se expresan en un subset de CETm. Modificado de Nat Rev Immunol 14:377 (2014)

52 La médula tímica es un mosaico de péptidos propios. Sobrevive a la selección negativa el timocito que logra atravesar la médula sin percibir señales de alta intensidad a través de su TCR. Modificado de Nat Rev Immunol 14:377 (2014)

53 Corteza tímica médula tímica Timocito cortical Timocito medular CETc SELECCIÓN POSITIVA CETm, CPA SELECCIÓN NEGATIVA Timocito específico para péptido propio expresado en CET BAJA intensidad de señal por el TCR. = Se selecciona positivamente y sobrevive RESUMIENDO.. ALTA intensidad de señal por el TCR = Se selecciona negativamente y MUERE Timocito específico para péptido NO propio BAJA intensidad de señal por el TCR. = Se selecciona positivamente y sobrevive BAJA intensidad de señal por el TCR. = NO se selecciona negativamente y sobrevive

54 cómo emigran los timocitos del timo? Modificado de NATURE REVIEWS IMMUNOLOGY VOLUME 11 JULY

55 El egreso de los timocitos depende de la esfingosina 1 fosfato (S1P) y su receptor S1PR1 y se regula por la señalización a través del TCR. Modificado de NATURE REVIEWS IMMUNOLOGY VOLUME 11 JULY

56 1. Cómo se genera la gran diversidad de receptores antigénicos de los linfocitos? 2. Cómo y donde los adquieren? 3. Cómo se controla la especificidad de los mismos? 4. Cómo emigran los linfocitos desde los órganos linfáticos primarios hacia la circulación?

57 Muchas gracias!

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