Immunologia e Immunopatologia ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI T

Immunologia e Immunopatologia

ATTIVAZIONE DEI

LINFOCITI T

Al termine della selezione timica i linfociti T maturi andranno in circolo:

Linfociti T CD4⁺ è Attivazione via MHCII è Linfociti T helper

Linfociti T CD8⁺ è Attivazione via MHCI è Linfociti T citotossici Linfociti T gd è Niente attivazione MHC è Linfociti intraepiteliali

Le fasi dell’immunità specifica cellulo-mediata

1. Attivazione dei linfociti T naïve

2. Differenziamento linfociti T effettori

3. Reazioni immunitarie cellulo-mediate

Attivazione linfociti T:

caratteristiche generali

n

Eventi extracellulari

- Riconoscimento dell’antigene

- Interazione dei recettori costimolatori

n

Eventi intracellulari

- Trasduzione del segnale:

Fosforilazione Þ Cascata Protein-Chinasi Þ Attivazione Fattori di Trascrizione

n I linfociti T naïve si attivano negli organi linfoidi secondari (linfonodi, milza, MALT)

n L’Ag viene presentato dalle cellule dendritiche (DC) mature

n I linfociti T attivati migrano nei tessuti periferici e nei siti di infezione

Riconoscimento dell’antigene

Linfociti T effettori

Attivazione T:

Aspetti Cellulari

START

STOP

Attivazione nei linfonodi

n Segnale 1 Þ Interazione TCR-Ag-MHC

n Segnale 2 Þ Interazione CD28 (linfocita)-proteine B7 (DC)

Le fasi della risposta T

1) Riconoscimento Ag

2) Attivazione linfociti (citochine)

3) Espansione clonale (proliferazione) 4) Differenziamento:

- Linfociti Effettori - Linfociti Memoria 5) Funzioni effettrici:

- Attivazione macrofagi e cellule B - Citotossicità

Termine della fase effettrice

n La risposta T si attenua quando l’Ag viene eliminato

n Niente Ag = niente stimolo di sopravvivenza = Apoptosi

n Al termine della risposta immunitaria

sopravvivono solamente i linfonciti di memoria

Termine della fase effettrice

Attivazione cellule T CD4

n Il TCR dei CD4⁺ riconosce l’Ag associato a MHC II

n Antigeni extracellulari endocitati dalle DC (patogeni, tossine, Ag solubili per vaccini)

Attivazione cellule T CD4

n Segnale 1 Þ Riconoscimento Ag

n Segnale 2 Þ Molecole costimolatorie (essenziale per CD4⁺) e citochine (IL-12)

Espansione clonale Þ processo autocrino mediato da IL-2 (aumento fino a 1000 volte dei linfociti T Ag-specifici)

Differenziamento:

• CD4⁺ effettori (helper) attivano DC, macrofagi, linfociti B

• CD4⁺ di memoria rispondono alle successive esposizioni dello stesso Ag

Attivazione cellule T CD8

n Il TCR dei CD8⁺ riconosce l’Ag associato a MHC I

n Antigeni intracellulari presentati dalle DC (virus, cellule tumorali ingerite)

Attivazione cellule T CD8

n Cross-presentazione:

DC presenta Ag derivanti da un’altra cellula (infettata o tumorale)

Attivazione cellule T CD8

n Segnale 2 Þ Costimolazione oppure CD4⁺ helper

Attivazione cellule T CD8

Espansione clonale Þ processo autocrino mediato da IL- 12, IL-15, IL-7 (aumento fino a 100.000 volte dei T Ag-

specifici)

Differenziamento:

- CD8⁺ citotossici - CD8⁺ di memoria

Molecole costimolatorie

n Linfocita T Þ CD28

n APC Þ molecole B7

Molecole costimolatorie

n Espressione regolata:

- Recettori Toll-like - IFNg

- Recettore CD40

Attivazione T:

Aspetti Molecolari

Risposta ai segnali di attivazione

n Eventi intracellulari:

- Espressione di geni silenti (IL-2, IL-2R, CD40L…) - Replicazione del DNA (aumento cicline)

Trasduzione del segnale di attivazione

1) Attivazione tirosin-chinasi (Membrana cellulare)

2) Cascata chinasi MAP e calcineurina (Citoplasma)

3) Attivazione fattori di trascrizione (Nucleo)

Medicina Molecolare:

La Legge delle 3 C

n Conoscere le molecole coinvolte

n Capire le funzioni e i meccanismi

n Curare le patologie coinvolte

Vie Molecolari = Bersagli Terapeutici

- Difetti Genetici

- Alterazioni Fisiopatologiche - Malattie Autoimmuni

- Trapianti - Cancro

1. Attivazione Tirosin-Chinasi

n

Proteine coinvolte:

- Tirosin-chinasi Lck e Fyn - Tirosin-chinasi ZAP-70 - Proteina adattatrice LAT - Fosfolipasi C1

- Attivatore della proteina Ras

Aggregazione TCR e corecettori dopo il

riconoscimento dell’antigene

Lck si attiva e fosforila la catena z

ZAP-70 riconosce le fosfotirosine e fosforila la proteina

adattatrice LAT

La fosfolipasi C1 riconosce le fosfotirosine e viene attivata da ZAP-70. Si

ancora l’attivatore di Ras

2a. Cascata delle chinasi MAP

n Proteine coinvolte:

- Proteine G (Ras e Rac) Þ Attivatori

- MAP chinasi (ERK e JNK) Þ Cascata enzimatica

2b. Attivazione fosfolipasi C1

n

Idrolisi fosfatidil-inositolo bifosfato (PIP

)

n

2 prodotti segnale:

- Inositolo trifosfato (IP

) - Diacilglicerolo (DAG)

n

2 vie attivate:

- Aumento calcio Þ Calcineurina

- Protein chinasi C Þ NF-kB attivo

Attivazione fosfolipasi C1

3. Attivazione fattori di trascrizione

n Le diverse vie di trasduzione del segnale convergono nel nucleo

n Espressione di geni silenti (citochine)

n Aumento di proteine per la sopravvivenza cellulare

I fattori di trascrizione delle cellule T attivate

n

Calcineurina Þ NFAT

n

Chinasi MAP Þ AP-1 (Jun + Fos)

n

Protein chinasi C Þ NF- k B

Fosforilazione, rilascio e degradazione di IkB

Defosforilazione di NFAT

Cascata delle chinasi MAP

Regolazione dei meccanismi di attivazione

Omeostasi Þ Equilibrio Stimolo - Inibizione

n Fosforilazione Û Defosforilazione

n Sintesi Proteica Û Degradazione

n Attivazione Recettori Û Blocco Recettori

Il ruolo della costimolazione

n Il recettore CD28 attiva diverse vie che

amplificano i segnali generati dal TCR

Þ Chinasi PI3k, Akt, Lck e MAP.

Inibizione di CD28

Recettore inibitore CTLA-4:

- Alta affinità per le proteine B7 - Attivazione protein-fosfatasi

Competizione per B7 Attivazione fosfatasi

Attività di CTLA-4

- Espressione tardiva linfociti T attivati:

Ø Termine delle risposte effettrici (Blocco segnali TCR)

- Espressione costitutiva Treg:

Ø Tolleranza verso gli antigeni self

(Blocco molecole B7 su APC che presentano antigeni self)

Inibizione terapeutica di CD28

n La proteina di fusione CTLA-4-Ig contiene:

- Dominio extracellulare CTLA-4 - Porzione Fc delle IgG umane

Ø Applicazioni in fase di sperimentazione:

- Artrite reumatoide, Trapianti, Morbo di Crohn

Ubiquitinazione e degradazione

E1: Attivazione ubiquitina E2: Coniugazione ubiquitina E3: Ligasi ubiquitina

Degradazione via Proteasoma

1 Proteina Þ N Peptidi

Disattivazione del segnale TCR

n Reclutamento E3 ligasi Þ Cbl-b

n Ubiquitinazione CD3 e ZAP-70

n Endocitosi e degradazione