Maturazione DEI Linfociti T PDF

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Maturazione DEI Linfociti T...

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MATURAZIONE DEI LINFOCITI T L’inizio della maturazione del linfocita T avviene, come per il linfocita B, nel midollo, ma a differenza di quest’ ultimo che tende a continuare la differenziazione nello stesso sito, il linfocita T uscirà andando al timo : ora è una cellula pro-t o timocito, e non ha né recettore e né esprime CD4 e CD8, quindi viene detta doppio negativa. In questo stadio, pro-t prolifera intensamente: molte cellule infatti andranno incontro ad apoptosi perché non riusciranno ad esprimere un TCR. La proliferazione avviene grazie a IL-7. In questo processo vediamo l’attivazione di RAG1 e 2 per il riarrangiamento della catena β. Come per la catena pesante nei linfociti B, abbiamo regioni V con un segmento leader davanti, poi abbiamo due uniche regioni b denominate β1 o β2, e poi sei regioni J che sono suddivise in due sottosedi: DD1 con 6JD1 con costante β1, oppure abbiamo β2, 6J2 e β2. Il linfocita B sceglie un segmento D e uno J: o si concentra sulla zona 1, o sulla zona 2 e opera il primo riarrangiamento, con formazione del loop, eliminazione del dna in mezzo e unione dei due segmenti.

Siamo arrivati al secondo riarrangiamento tra V e JD. Anche qui interverrà la TDT, con l’inserimento di nucleotidi casuali che determinano un codice di lettura con un senso, oppure possono introdurre dei codoni di stop, che porterà al degrado della proteina. Ora inizia la trascrizione dell’mRNA, con formazione di una proteina a catena β e verrà espressa in superficie: naturalmente ciò arriverà con una catena invariante pre-α, insieme alle sue molecole, cioè con l’omodimero ζ e l’eterodimero CD3. Se tutto va bene, questo complesso da al pre-t il segnale di sopravvivenza, sennò va in apoptosi. (e come avevamo accennato prima, la metà delle cellule viene eliminata in questo processo). Anche qui ritorna l’esclusione allelica: se ricevo i segnali di sopravvivenza fermo il riarrangiamento sull’altro allele, e inizio a riarrangiare la α (che corrisponde alla leggera degli anticorpi). Se tutto va bene, ho il TCR completo e casuale in base ai frammenti scelti e ai nucleotidi messi. Riarrangiata la α, per questa non esiste l’esclusione allelica, quindi i linfociti T possono esprimere due TCR diversi solo per le catene α. Mentre sto riarrangiando la α, il pre-t esprime sia CD4 che CD8, quindi sulla superficie ho il doppio positivo. Avrò il riarrangiamento di α, quindi una cellula T immatura doppio positiva. Esistono diverse ipotesi che spiegano come va ad indirizzarsi da una parte piuttosto che da un’altra: 1- Modello stocastico, o casuale, ossia questi linfociti incontreranno un peptide con un MHC 2 e contemporaneamente CD4 ci prende contatto, i linfociti diventano CD4; se il peptide è in un contesto di MHC 1 e il CD8 lo riconosce, il linfocita diventa CD8; se non lo riconosce va in apoptosi. Ricapitolando: il tcr deve riconoscere il complesso mhc-peptide. Un cd8 deve prendere contatto con mhc1 altrimenti il riconoscimento non avviene e il linfocita va in apoptosi. Un cd4 deve prendere contatto con mhc2 altrimenti il riconoscimento non avviene e il linfocita va in apoptosi. Secondo questo modello abbiamo quindi la probabilità del 50% di incontrare, riconoscere e agganciare la giusta molecola (il pre-y ha in superficie sia cd4 che cd8, butta via cd4 se incontra mhc1; butta via cd8 se incontra mhc2; se cd4 incontra mhc2 o cd8n incontra mhc1, il linfocita va in apoptosi). 2- Modello educativo: ho sia il CD4 che CD8, più CD4 che CD8 ma li ho tutti e due, se riconosco il peptide in un contesto di classe 2, mantengo CD4 e elimino CD8: scelgo in base all’ MHC che mi fa vedere il peptide: se lo vedo in un contesto MHC1, sintetizzo CD8 e elimino CD4. “la teoria educativa suggerisce che i TCR, ristretti di MHC1 o 2, forniscano segnali che inducono attivamente l’espressione

del corecettore appropriato, interrompendo al contempo l’espressione dell’altro corecettore.” (dal libro 7 pag. 197). Tutto questo (selezione positiva) avviene nella corticale del timo, con cellule epiteliali con MHC: queste mantengono in vita solo i linfociti T con TCR con poca affinità: qui si decide se diventare CD4 o cd8, poi vanno alla midollare, dove incontreranno cellule dendritiche e macrofagiche che mi rifanno vedere i peptidi con selezione negativa: cioè prima esprimo CD4 o cd8, ora nella midollare elimino quelli con riconoscimento del peptide troppo alta, sennò ho malattia autoimmune. Se riconoscessi solo il peptide ma non MHC del corpo, io il linfocita T lo elimino lo stesso (il riconoscimento deve sempre avvenire con l’MHC). Non devo solo essere specifica per la sequenza del peptide, ma anche per il complesso di quella sequenza, dentro la tasca del mio MHC. Gli MHC sono quelli per cui io ho il genotipo, metà del padre e metà della madre, perché sono codominanti, quindi elimino tutti i linfociti che riconoscono altri MHC: sto quindi sto educando i miei linfociti, oltre che per il peptide, anche per gli MHC. Se il riconoscimento è molto forte, vado in apoptosi, se è debole non si scatena la risposta immunitaria e va in circolo nel linfatico finché non incontra quello per cui è specifico diventando poi della memoria: se nel giro di due mesi non incontra niente, muore, ma nel frattempo sto continuando a fare linfociti T. Questo processo lo farò fino alla pubertà, per poi avere sempre più T della memoria. Il timo è una struttura anatomica interessante: le cellule producono IL-7, e delle citochine che guidano il passaggio dal midollo alla corticale, e dalla corticale procede andando in midollare iniziando ad esprimere CCR7 che si legherà a CCL19 e 21 espressi dalla midollare. Ricapitolando: La staminale del midollo va al timo grazie al recettore CCR9 che si lega alla CCL25 del timo: il movimento delle cellule ora vediamo che è guidato dall’espressione delle citochine: arriva alla corticale, esprime CCR7 al posto dell’altro e va quindi in midollare visto che ho le chemochine per CCR7: in questo tratto passa da doppio negativo, poi catena β, α, CD4 e CD8 (quindi doppio positivo): le cellule corticali indirizzano a singolo positivo, e nella midollare elimino i linfociti T che riconoscono con forte affinità il peptide, e anche quelli che riconoscono solo il peptide senza che riconoscono l’ MHC, dopodiché va nel circolo linfatico. LINFOCITI γδ: non hanno riarrangiato né locus β né α, rappresentano il 5% dei linfociti T, non hanno TDT quindi molta poca diversificazione rispetto a β e α, e li chiamiamo intraepiteliali, visto che si trovano lì. Non hanno restrizione MHC, quindi riconoscono una molecola in quanto tale: non ha quindi bisogno della processazione dell’antigene: possono riconoscere lipidi, peptidi, acidi nucleici ecc, PROPRIO COME IL LINFOCITA B. Proprio come i linfociti B-1, a livello del fegato fetale, che producono gli anticorpi naturali.

RICONOSCIMENTO LINFOCITA-ANTIGENE Le APC presentano peptidi di molecole proprie principalmente, ma se entra un microrganismo o un battere, possono esprimere anche batteri non self. I linfociti t sono molto sensibili, e si attivano facilmente da questi ultimi, nonostante in superficie possiamo trovare anche altri tanti antigeni self presentati. Per far si che avvenga un lungo e persistente incontro tra il linfocita e la APC, si viene a formare la sinapsi immunologica, ossia quel legame tra le cellule che permette di stabilizzarle tra loro: in più questo porta ad una modificazione del linfocita, innescando la cascata di trasduzione di molecole utili per distruggere l’antigene processato dall’APC: innanzitutto il linfocita si deve moltiplicare, poi differenziarsi, cioè deve specializzarsi in base al microrganismo che è entrato:

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potrà diventare T helper di tipo 1 a seguito della produzione da parte del macrofago di IL-12 che permette la differenziazione in t helper di tipo 1, per esempio se entra un battere intracellulare;

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se entra un elminta non si attiverà il macrofago ma mastociti e gli eosinofili, che intaccano, grazie al rilascio di granuli, la parete, il tegumento spesso dell’elminta. Qui nessuno produce TNF, IL-1 o 12, ma IL-4, quindi appena il linfocita nel linfonodo incontra l’APC, si differenzia in un ambiente con IL-4 diventando t helper di tipo 2;

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se invece entrano, microrganismi extracellulari, cioè batteri che sopravvivono a lungo fuori, la proliferazione non farà IL-12, ma il linfocita si attiva grazie a TNF e IL-1 e non IL-12, cioè la APC, producendo IL-1 e TNF, porterà il linfocita a differenziarsi in th17 (perché 17? Fino a 3 anni fa c’erano solo th1 e 2, ora c’è anche 17, chiamato così perché produce IL-17).

TRASDUZIONE DEL SEGNALE DEI LINFOCITI T

I TCR dei linfociti innanzitutto sono espressi su tutta la superficie: appena avviene l’incontro, tutti questi vanno in un polo preciso della cellula, dove si verrà a formare la sinapsi immunologica, dove ci mettiamo il TCR, la CD4, la CD3 e l’omodimero ζ e l’eterodimero cd3. Oltre tutto questo, accanto vediamo l’espressione del doppio segnale, ossia ci troviamo anche la presenza di molecole integriniche, LFA e ICAM, che distribuendosi all’esterno della sinapsi, mi rafforzano il legame tra APC e linfocita T. Il TCR è formato da una catena α e una β: la zona intracitoplasmatica è formata da 9-21 amminoacidi, troppo corta per innescare il meccanismo di trasduzione, concetto molto importante per capire di tutte le altre proteine accessorie del complesso del TCR; nella zona trasmembrana ci sono amminoacidi idrofobici carichi positivamente. Le molecole accessorie, ossia l’omodimero ζ, al contrario ha pochi amminoacidi fuori, ma una porzione intracitoplasmatica lunghissima; nella zona trasmembrana ci sono amminoacidi idrofobici, carichi negativamente per permettere che queste molecole interagiscono sul piano della membrana plasmatica sempre assieme, cosi come l’eterodimero CD3 (che può esistere come epsilon gamma o come epsilon delta). Anche qui la porzione esterna è piccola, la trasmembrana ha aminoacidi idrofobici carichi negativamente, e un dominio citoplasmatico lungo; la regione più importante per la trasduzione è la regione citoplasmatica, che chiamiamo DOMINIO ITAM, ne troveremo uno sul CD3, e 3 sull’omodimero ζ.

Nel dominio ITAM si riconosce una sequenza specifica: tirosina, x-x- leucina/isoleucina, 6-8 x, tirosina, x isoleucina/leucina. (x= qualsiasi amminoacido). Da questo deduciamo quindi che i domini ITAM non sono uguali in tutte le molecole, ma hanno dei motivi ripetuti (la ripetizione deve essere la distanza tra le tirosine e la presenza di leucina/isoleucina in quelle posizioni; il resto degli aminoacidi li posso cambiare). IN TUTTE LE CELLULE: La fosforilazione avviene grazie a enzimi detti chinasi sulle tirosine di altre proteine ( le chiamiamo quindi tirosinchinasi) o sui residui di serina e treonina insieme (serin treonin chinasi). Normalmente, non nel TCR ma per tutti i recettori dei fattori di crescita, abbiamo una parte con dominio extracellulare che lega il fattore, uno transmembrana e un dominio intracitoplasmatico, che ha attività tirosinchinasica. Se non legano niente, questa attività tirosinchinasica è nulla: quando legano il fattore, intanto si verifica il movimento nel doppio strato dei recettori e si uniscono insieme e si avvicinano l’un

l’altro: a quel punto l’attività chinasica aumenta, e un recettore fosforila sulla tirosina il vicino recettore. Quindi, ora che si è attivato, fosforila sulla tirosina il vicino utilizzando ATP: queste fosforilazioni sono importanti perché creano siti di legame per altre proteine intracellulari, senza le quali (senza la fosforilazione) la proteina non potrebbe legarsi al recettore. I domini delle proteine intracitoplasmatiche che riconoscono le tirosine fosforilate sono chiamati domini SH2. Se vengo legato dal mio ligando, mi aumenta l’attività chinasica e mi avvicino ad altre molecole, quindi fosforilo il vicino su tirosina e lui fosforila me, c’è una doppia fosforilazione. Così, avendo il recettore fosforilato, richiamo le proteine che si portano vicino al recettore. Questo porta a 3 meccanismi:

1- Questa molecola reclutata, un enzima, va sul recettore, e la fosforilazione operata dal recettore stesso attiva l’enzima: questa fosforilazione quindi causa l’attivazione dell’enzima: cioè la molecola riconosce la fosforilazione, si aggancia, va vicino al recettore e viene anche lei fosforilata sulla tirosina, e questo causa la sua attivazione. 2- Qui abbiamo un'altra molecola con stesso dominio, quindi l’enzima si aggancia alla tirosina del recettore e il legame che avviene tra tirosina del recettore e enzima causa un cambio conformazionale con attivazione dell’enzima, non è importante la fosforilazione. 3- Quello che viene agganciato non è un enzima, ma una molecola adattatrice.

NEI LINFOCITI T

schema semplificato dell’attivazione del linfocita T: a pag. 153 dell’Abbas volume 7 trovate l’immagine completa

Nelle cellule esiste il complesso GRB2 legato a SOS: questo (SOS) non ha domini SH2, è associata a GRB 2 che ne ha uno, quindi GRB2 va sul recettore e con se porta SOS che interagisce con una molecola che si trova sulla membrana plasmatica e si chiama RAS. Quindi: ho due molecole, GRB2 e SOS, la prima aggancia la tirosina fosforilata, e questo aggancio serve per avvicinare SOS alla membrana, così quest’ultimo attiva RAS: questa (RAS) è legata covalentemente al foglietto interno, e si attiva solo quando SOS si avvicina.

Ras può esistere in una conformazione on-off: è attiva quando è legata al GTP e quando è legata al GDP è off. Esistono enzimi che l’attivano e altri che la disattivano: SOS fa parte dei primi, che si chiamano GNEF (fattore di scambio di nucleotidi guanilinici) perché SOS prende il GDP e ci mette il GTP, attivando RAS. La seconda categoria di enzimi servono per fermare la trasduzione che non può durare sempre, e hanno attività GTPasica, riportando GTP in GDP. Questa categoria si chiama GASP (proteina con attività GTPasica). Ora inizia la via della RAS: attiva tre enzimi sequenziali, ad attività serin treonin chinasica. Le chiamiamo: la prima MAPKKK, la seconda MAPKK, la terza MAPK. Ras attiva la prima che attiva la seconda che attiva la terza che attiva la trasduzione....