curs 04 - mecanismele activarii lt

CURS 4 – Mecanismele activării LT

Mecanismele activării LT

Activarea LT, care reprezintă momentul central al majorităţii răspunsurilor imune faţă de Ag timodependente NU se realizează în orice ipostază, ci doar dacă sunt strict îndeplinite anumite condiţii ce sunt diferite in vivo/in vitro.

Condiţii in vivo1. LT sunt activate NUMAI de Ag timodependente2. Activarea LT se realizează strict în organele limfoide secundare (ganglioni,

splină), doar în conditiile unei cooperări celulare la care este absolut necesară prezenţa şi activarea APC

- Ag timodependente native NU pot stimula direct LT pentru că LT NU dispun pe membrana lor de receptori de captare Ag.- LT NU expun receptori pentru complement si IgG- Există alte celule (APC) care prezintă pe mebrana lor din abundenţă receptori de captare Ag. Ele le captează, endocitează, scindează => epitopi. Unii sunt ulterior prezentaţi în complex cu moleculele MHC. Ei sunt apoi recunoscuţi de LT prin TCR+CD3

3. Cooperarea şi activarea care rezultă pentru a conduce la un răspuns imun eficient trebuie să fie bidirecţională (APC şi LT trebuie să se stimuleze reciproc una pe cealaltă)

Distingem în cadrul cooperării 2 tipuri de activare:a. activarea anterogradă- se desfăşoară dinspre APC spre LT şi la finele ei se realizează activarea LT. Se

numeşte activare anterogradă pentru că ea se exercită în acelaşi sens cu prezentarea şi respectiv recunoaşterea antigenică

- prin transmiterea unor semnale către LT pe 2 căi principale: primul semnal e transmis pe calea principală (TCR – CD3). El ia

naştere ca urmare a recunoaşterii de LT a epitopului prezentat. El are 2 roluri foarte importante:

1. conduce la activarea metabolică a LT

Laura & Daniel 1


2. contribuie la declanşarea diviziunii mitotice a LT => creşte numărul de limfocite T per clonă activată => 2 modificări clonale: activarea clonală şi expansiunea clonală

cale accesorie: implică activarea receptorului CD28 prezent pe suprafaţa LT. El e activat dacă angajează legături cu un contraligand prezent pe APC proliferate (CD80). În CD28 => semnale transmise către limfocit. Ele:

1. contribuie la activarea diviziunii mitotice a LT2. contribuie la maturarea funcţională a LT3. contribuie la maturarea funcţională a clonei clona suferă 3 modificări foarte avantajoase:

1. activare2. expansiune3. maturare

Cu o asemenea clonă => va declanşa un RI eficient

b. activarea retrogradă- dinspre LT deja activate către APC- la finele ei => activarea totală, definitivă, maximă a APC- ea se exercită în sens opus prezentării şi recunoaşterii Ag- se realizează prin eliberarea de către LT activate a unor IL cu rol activator pentru

APC (IFNγ, IL-4). Ele stimulează producţia şi expresia pe membrana APC a moleculelor MHC II (în special) => creşterea prezentabilităţii Ag => activarea suplimentară a LT

- LT activate suplimentar activează suplimentar APC, etc- Ele se activează reciproc până în momentul în care este atinsă şi depăşită valoarea

prag a declanşării RI- Valoarea prag a declanşării RI = atingerea şi depăşirea când clona suferă cele 3

modificări: e activată, expansionată şi maturată

Activarea anterogradă- trece întotdeauna prin 2 etape:

1. Etapa Ag nespecifică a activării LT- în cursul ei se realizează legătura între membranele APC şi LT prin cuplurile de

adeziune intercelulare- primele legături se realizeză pe seama cuplului de adeziune de linia I (CD2 pe LT

şi LFA-3 – CD58 – pe APC). Aceste legături sunt stabile pentru lungi perioade de timp. Numărul lor este imens de la bun început (sute de mii de asemenea legături)

- apoi se stabilesc legături de linia a II-a, între LFA-1 (pe LT) şi ICAM. Ele apar mai târziu datorită faptului că cei 2 liganzi au o afinitate în general mică. Ele sunt instabile şi iniţial numărul lor este mic.

Laura & Daniel 2


- Funcţiile acestei etape: Prin formarea cuplurilor de adeziune membranară APC şi LT vin

în contact intim pe suprafeţe foarte mari Contează pentru pregătirea activării LT. În momentul în care se

stabilesc legături CD2 – LFA-3, PLC, care în cazul LT e poziţionată mai interior, vine în contact cu CD2 => migrează la suprafaţă, unde poate fi activată

- ea are loc permanent. Legăturile NU au loc NUMAI în situaţia în care APC prezintă un Ag, dar el NU a fost încă recunoscut. Ea are loc şi în situaţia în care APC NU expune epitopi (moleculele MHC ale APC sunt goale)

- faptul că LT stabilesc contacte continue cu APC => LT controlează permanent APC dacă expun sau NU Ag => supraveghere imunologică

2. Etapa Ag specifică a activării LT- e ocazionată de prezentarea şi recunoaşterea Ag- epitopii sunt recunoscuţi de TCR- la TCR se asociază laţurile CD3 γ, δ şi ε şi la ele se asocialză cel mai frecvent 2

lanţuri lungi, identice între ele, lanţurile ζζ. Apoi se mai asociază, tot prin punţi disulfurice, CD45

- 2 coreceptori: CD4, dacă e TH CD8, dacă e TC/TS

- CD4/CD8 se află în citoplasmă în contact cu o enzimă, PTK (varietatea p56 LCK). În centrul catalitic există o timozină, în poziţia 505, cu rol reglator pentru PTK

- Activarea LT e rezultatul declanşării în succesiune a 2 categorii de stimuli:

Laura & Daniel 3


1. Apare pe calea CD4/CD8. El e generat în momentul în care CD4/CD8 angajează legături cu domeniul monomorf al moleculei MHC => stimul ce se transmite prin CD4/CD8, el fiind un stimul inhibitor. El se transmite prin segmentul intracitoplasmatic al CD4/CD8 către PTK. Primind stimulul, PTK suferă modificări conformaţionale => exteriorizarea Tyr din poziţia 505. Exteriorizată, ea se autofosforilează spontan, ceea ce duce la inhibiţia TOTALĂ a PTK. Inhibiţia are rolul unui mecanism de protecţie, prin care este împiedicată activarea LT în situaţia în care APC NU prezintă nici un epitop (moleculele MHC sunt goale). Dacă NU ar exista, LT ar reacţiona faţă de MHC şi ar exista şanse ca LT să distrugă APC. Dacă MHC NU sunt vide, atunci e declanşat un al 2-lea semnal

2. apare pe calea TCR – CD3. El e un semnal activator şi se transmite din lanţ în lanţ de la TCR prin toate lanţurile CD3. atinge lanţurile ζζ => urmează 2 căi: una scurată (a) şi una lungă (b)

a. de la lanţurile ζζ către CD45. cd 45 se activează şi începe să funcţioneze ca o PTP (fosfatază). CD45 preia (P) de pe Tyr din poziţia 505 => o defosforilare a PTK p56lck. Acum ea se activează. Ea fosforilează enzime => activarea metabolismului intermediar al LT. În al doilea rând, ea fosforilează secvenţele ITAM. Fosforilându-le, ele se activează şi devin capabile să fosforileze alte enzime (kinaze). Cea mai importantă e kinaza ZAP-70. ea se fixează de lanţurile ζζ (ZAP = Proteină asociată lanţurilor ζζ, are GM de 70 kda). Stimulii sunt trimişi pe calea b.

b. De-a lungul lanţurilor ζζ şi în final au acces la ZAP-70, care tocmai s-a fixat. ZAP-70 se activează şi fosforilează preluând fosfatul de pe CD45 şi îl trimite la PLC, care fiind fosforilată, se activează. În mare, activarea declanşează cascada fosfatidil-inozitolilor. PLC hidrolizează PIP2 (fosfatidil inozitol disfosfat) => Inozitol trifosfat (IP3) şi diacilglicerol (DAG)

IP3- substanţă hidrosolubilă- difuzează în întreaga citoplasmă, până ajunge la nivelul REN, care prezintă

receptori specifici pentru IP3 => activarea REN cu eliberarea masivă în citoplasmă a Ca2+ (hipercalciţie). Efectul ei foarte important e acela ca Ca2+ activează calcinemina (o fosfatază calmodulin dependentă). Ea influenţează indirect anumite funcţii nucleare. Ea exercită aceste efecte printr-un factor transcripţional = NF-AT (factor nuclear al LT activate). NF-AT e un factor polipeptidic prezent în mod continuu în citoplasma LT, dar atâta timp cât LT se află în repaus NF-AT e inactiv pentru că e fosforilat. Activarea NF-AT se face prin defosforilalrea sa sub acţiunea calcineminei. Defosforilat, NF-AT trece în nucleu şi aici activează marea majoritate a genelor pentru IL => o sinteză crescută de IL => naturarea LT

DAG- substanţă liposolubilă- NU difuzează în citoplasmă, ci rămâne la nivelul membranei

Laura & Daniel 4


- Aici DAG activează o kinază (PKC). Ea, indirect, poate activa anumite funcţii nucleare prin intermediul unui factor transcripţional (NF-KB = factorul nuclear pentru lanţurile uşoare K ale Ig a LB)

- NF-KB a fost evidenţiat acum 20 de ani, în cazul LB mielomatoase- NF-KB – factor polipeptidic prezent în mod continuu în citoplasma LT. Când sunt

în stare de repaus NF-KB e inactiv, fiind cuplat cu un inhibitor proteic. Activarea se realizează sub acţiunea PKC, care fosforilează inhibitorul => desprinderea lui de pe NF-KB. NF-KB devine liber şi poate trece în nucleu. Activează marea majoritate a genelor pt IL sau CK şi în mod cu totul special activează foarte intens 2 gene: gena pentru IL-2 cât şi gena pentru receptorul IL-2

- LT devine producător de IL-2 şi are şi cu ce să o recepteze => se activează cu prpria IL-2 => o activare autocrină cu IL-2 => activarea metabolismului şi maturarea LT

Stimularea diviziunii mitotice- rezultatul transmiterii unor semnale pe 2 căi: TCR-CD3 şi calea CD28- factorul cel mai implicat în stimularea mitozelor e MPF (mitosis promoting

factor)- MPF-ul e un heterodimer format din 2 molecule de ciclină B, asociate la o

componentă kinazică, reprezentată de P34cdc (cell division cycles). Activarea se realizează prin cuplarea unor fosforilări şi defosforilări

- Defosforilarea sub acţiunea CD45, care defosforilează ciclinele B => ele se desprind de pe kinază

- În paralel kinaza e activată prin defosforilare de o altă PTK, reprezentată de P60src

(sarcoma cells). P60src se fixează de lanţurile scurte ale CD3- Odată activată MPF sunt activate kinazele ciclin dependente CDK care

acţionează în punctele de restricţie ale ciclului mitotic situat între faza G2 şi faza M => aceste celule au toate şansele sa pătrundă în mitoză

- În faza G2 ajung ca urmare a transmiterii unor semnale pe calea CD28. ele apar când CD28 angajează legături cu CD80 => semnale activatoare în CD28 ce se transmit la o kinază asociată la CD28 şi care se numeşte fosfatidil inozitol 3 kinaza (PI3K). Ea activează cascada MAP kinazelor (proteinkinazele asociate mitozelor). MAPK stimulează kinazele ciclindependente responsabile de trecerea celulelor din faza G1 şi S a diviziunii mitotice (punctul 2 de restricţie) => celulele ajung în faza M

Consecinţele morfofuncţionale ale activării LT- Activate, LT îşi modifică atât aspectul mologic, cât şi funcţia- LT în stare de repaus- Activat antigenic, trece din faza G0 în faza G1, apoi faza S în faza G2- LT din G1-S-G2 se află în interfază- Ele devin mai mari, cu aspect neregulat şi prezintă o citoplasmă foarte abundentă- În citoplasmă creşte numărul de mitocondrii => activarea metabolică a LT; creşte

RER => produc IL, CK; se modifică şi expresia fenotipică: expresia de TCR pe suprafaţa lor (capacitate mai mare de a recunoaşte Ag prezentate), creşte expresia de LFA-1 (creşte capacitatea de aderare a LT la APC)

- În faza M marea majoritate a limfocitelor rezultate în urma diviziunilor devin LT efectorii (TH, producând IL sau TC, producând CK)

Laura & Daniel 5


- O mică parte rămân în rezervă = LT cu memorie. Ele NU mai revin niciodată în faza G0 a ciclului mitotic, ci rămân într-o etapă intermediară, între G0 şi G1. Ele rămân în stare preactivată. La un nou contact cu Ag, acestea vor răspunde foarte rapid.

Limfocitele B

Caractere generale- aproximativ 15-20% din totalul limfocitelor circulante- distribuite primar în ariile bursodependente ale organelor limfoide- celule puţin recirculante- au durată de viaţă în general scurtă (luni de zile)Receptori de suprafaţă- 3 categorii:

Receptori de recunoaştere Ag Receptori cu rol accesor în activare (CD45, CD25 sau IL-2R) Receptori de adeziune intercelulară (LFA-1)

I. Receptori de recunoaştere Ag- recunoaşterea Ag se realizează printr-un complex receptorial, format din 2

componente: BCR (Ig transmembranare IgM formă monomerică, IGD, IgG,

IgA, IgE). El e format din asocierea a 2 perechi de lanţuri ( 2 grele – H – orientate cu capetele C-terminale în citoplasmă). Prin capetele C-terminale se află în legătură cu o PTK. Lanţurile uşoare (L) sunt poziţionate extramembranar

Laura & Daniel 6


- aceste lanţuri la capetele N-terminale se vor asocia între ele şi formează 2 cavităţi = situsuri combinative pentru Ag (SCAg), prin care pot fi recunoscuţi determianţii Ag conformaţionali prezenţi la suprafaţa Ag nativ.- deşi are 2 SCAg, ele sunt identice între ele => e recunoscut 1 singur determinant Ag => BCR e receptor monospecific

Funcţiile BCR:1. recunoaşterea Ag

- recunoaşte de regulă Ag native aflate în stare solubilă- în cazul LB NU e necesară niciodată prezentarea Ag. Ele singure pot să-si capteze

Ag prin BCR la care se asociază receptorul de captare CR şi FcγR2. generarea unor stimuli activatori

- aceştia NU pot fi trimişi de BCR, de aceea se asociază încă 2 lanţuri cu funcţie de transducţie a semnalului activator (Igα şi Igβ)

- De fapt ele sunt lanţuri unice care în segmentul extracelular prezintă câte un domeniu poziţionat excentric

- Actualmente Igα = CD79a şi Igβ = CD79b- Ele se asociază la BCR prin punţi disulfurice, ca şi la CD45

CR şi FcγRActivarea LB

- mult mai complexă decât activarea LT- activarea se datorează trnsmiterii semnalelor activatoare pe 2 căi:

1. scurtă de la BCR la PTK activându-se, PTK preia (P) din citoplasmă şi îl trimite către diferite

substrate (segmentele intracitoplasmatice ale Igα şi Igβ, care suferă modificări conformaţionale ce permit trecerea unor semnale activatoare pe calea lungă

2. lungă la CD45, care se activează şi preia (P) de pe Igα şi Igβ şi îl trimite la PLC

=> activarea PLC şi declanşarea cascadei fosfatidil-inoyitolilor

Laura & Daniel 7


Consecinţele morfofuncţionale ale activării LB- LB se transformă şi morfologic, dar mai ales funcţional- LB trec din faza G0 în faza G1, apoi din S în G2- Ele trec în interfază, unde devin nişte limfoblaşti B, care sunt mari şi cu aspect

neregulat şi prezintă o citoplasmă foarte abundentă ce înconjoară nucleul- În citoplasmă găsim mitocondrii abundente şi RER- Pe membrană creşte expresia de LFA-1 şi expresia de MHC II!!! Ele devin nişte

APC!!!- În faza M încep să se dividă. Cea mai mare parte devin plasmocite (produc Ac). O

mică parte rămâne în rezervă sub formă de LB cu memorie (rămân într-o etapă între G0 şi G1). La un nou contact ele vor acţiona mai repede (memorie scurtă pentru că LB mor repede)

Organizarea sistemului imun

Distingem 2 componente:1. componenta centrală2. componenta periferică

Componenta centrală

- reprezintă sectoarele de repartiţie primară a tuturor clonelor limfocitare- reprezintă sectorul tranzitat în mod continuu de APC- reprezintă sectorul în care poate avea loc cooperarea APC – limfocite- reprezintă sectorul în care limfocitele pot fi şi activate

Laura & Daniel 8


a. Splina- 2 zone: pulpa roşie (fără funcţie imunologică) şi pulpa albă (funcţie imunologică)- Pulpa albă: dispusă sub forma a 3 manşoane, dispuse în jurul unei arteriole

centrale- Primul manşon (PALS intern) – zonă timodependentă, populată de LT dispuse

omogen- Al 2-lea manşon (PALS extern) – zonă bursodependentă, populată de LB prezente

în aglomerări celulare = foliculi limfoizi- A 3-a = zona marginata, populată mai ales de Mcf

Funcţii Generează RI faţă de Ag circulante, faţă de care pot apare RIU,

care se desfăşoară integral în splină, sau RIC, care sunt doar iniţiate în splină şi se desfăşoară în ţesutul Ag

Etapele desfăşurării RIU intrasplenice- declanşate de Ag circulante care pot fi prezente în circulaţie ca Ag solubil sau Ag transportat- Ag ajunge sub ambele forme în pulpa albă1. Ag solubil- mai repede ajunge sub formă de Ag solubil şi pătrunde în toate cele 3 zone, declanşând RI doar în zona bursodependentă (Mcf NU au capacitatea de a capta Ag solubile, LT NU pot capta Ag)- Ag e recunoscut de LB, ele se activează şi se transformă în limfoblaşti B. După activare celula începe să se îndepărteze de contactul antigenic, rămânând în PALS extern2. Ag transportat de CDS- CDS se află în PALS intern, unde se transformă în IDC- prezintă Ag LT prezente aici- dacă Ag e recunoscut, LT se activează şi se transformă în limfoblaşti T. După un anumit interval de timp, celula se desprindede la locul cooperării şi migrează, însă migrarea e foarte pronunţată şi de regulă limfoblaştii T ajung în PALS extern, unde vin în contact cu limfoblaştii B şi încep să coopereze- consecinţe: activarea completă a limfoblaştilor B, care se transformă în plasmocite. După un interval de timp ele migrează şi la distanţă mare de cooperare => Ac ce sunt eliberaţi

b. Ganglionii limfatici- 3 zone în parechim:

Corticala (Cx) bursodependentă LB distribuite în aglomerări celulare = foliculi limfoizi. Care NU sunt stimulate => foliculi lifoizi primari

Paracorticala (Pc) LT distribuite omogen Medulara celularitate mixtă (LT, LB, Mcf, Plasmocite, etc)

Funcţii: Locul generării unor RI faţă de Ag tisulare => 2 răspunsuri:

RIU – integral în ggl RIC – doar iniţiat în ggl, în rest se desfăşoară în ţesutul Ag

Etapele intraganglionare ale RIU:

Laura & Daniel 9


- declanşat ca urmare a drenării prin limfaticele aferente a unor Ag tisulare. Ele stimulează LB din foliculi, care îşi modifică aspectul, devenind foliculi limfoizi secundari (au dimensiuni mari, enorme şi avansează către Pc). Modificările se datorează faptului că LB stimulate se activează şi se divid, iar pe de altă parte migrează.

- Foliculul are 3 zone: Subcapsulară (cap) formată din LB mici (neactivate) Centrală, formată din puţine LB (zona clară). Ele sunt LB mici. Sunt

puţine pt că LB stimulate au migrat de aici şi au trecut în paracorticală Zona densă, formată din limfoblaşti (Pc). Limfoblaştii din Pc rămân în

contact cu LT de aici şi cooperează => se transformă în plasmocite, care migrează, ajungând cel mai frecvent în medulară, unde eliberează Ac.

Laura & Daniel 1

curs 04 - mecanismele activarii lt

Documents