cooperación celular en la respuesta inmunitaria · cooperación celular en la respuesta...

Cooperación Celular en la

Respuesta Inmunitaria

Cátedra de Inmunología, Escuela de Medicina “Dr. José María Vargas” UCVDra. Diana Ortiz Princz

Marzo 2017

• Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras.

• Activación de los linfocitos T.

• Mecanismos de amplificación.

• Cooperación entre linfocitos B y linfocitos T en la producción de anticuerpos.

• Cooperación entre los linfocitos T.

• Citoquinas que participan en dicha cooperación.

Cooperación Celular en la Respuesta

Inmunitaria

PAMPs

( Patrones Moleculares asociados a Patógenos)

PRRs

(Receptores de Reconocimiento de Patrones)

La interacción entre una célula T virgen y una célula

presentadora de antígeno (APC) es el evento iniciador

de la respuesta inmunitaria adaptativa…

Inmunidad innata y adaptativa

RI

Células

Receptores

Moléculas

MHC

Identidad

biológica

del

individuo

Receptor de Células T y Moléculas

Coestimuladoras

Receptor para Ag de los LT (TCR)

•Asociación covalente de un heterodímero α/β(95% de los LT) o γ/δ (5% participación imp. en mucosa).

•Asociado de manera no covalente a unamolécula de membrana: CD3.•Especificidad antigénica, reconoce Agrestringidos por el MHC:

•De la célula blanco: MHC-I•De la CPA: MHC II

TCR: unión y reconocimiento del Ag unido a MHC.CD3: envía señales al interior de la célula.

LT

Reconoce Ag

apropiadamente

ActivaProliferaDiferenciaCumple sus funciones efectoras

Dominio Variable

Dominio Constante

Transmembrana

Extracelular

Intracelular

(Secuencias de Activación del

inmunoreceptor vía Tirosina)

Receptor de Células T

ITAM Permiten la transmisión de señales de

activación en el LT desde la superficie hasta el

núcleo. Existen diferencias en la expresión de

cadenas zeta en LT activados y en reposo.

La cadena ε puede asociarse de

manera no covalente tanto a la

cadena γ como a la cadena δ. Por lo

que asociaciones γ/ε o δ /ε pueden

formar parte de complejos

TCR/CD3 de 8 o 10 cadenas.

Superfamilia de las Igα: glicoproteína ácida 40-50 kDβ: glicoproteína básica de 40-50 kD

Receptor de Células T

• Organización en línea germinal de los genes del TCR.

• Al igual que con las Ig, los TCR están codificados a partir del reordenamiento de segmentos

génicos V,D, J y C.

• Existen cuatro familias multigénicas:

• α β y γ δ• α γ poseen segmentos V, J y C• β y δ poseen segmentos V, D, J y C

• Segmentos de la familia δ están dentro de la zona α entre V y J, el reordenamiento α deja afuera toda la región δ : Reordenamiento génico α y δ es mutualmente excluyente en la misma célula.

Receptor de Células T

D-J: DJ-V: VDJ-C: VDJC ARNm cadena β

Receptor de Células T

Receptor de Células T

En cuanto a la especificidad del TCR:

• α y β están implicadas enla unión al péptidoextraño y al MHC propio.

• El mismo grupo de genesdel TCR puedeexpresarse en LTrestringidas por clase I oclase II: la capacidad dela célula T de respondera un Ag asociado a claseI o clase II del MCH estádeterminadaprincipalmente por laexpresión del CD8 oCD4.

En cuanto a la diversidad del TCR:

TCR funcional: TCR/CD3 Mecanismos genéticos sofisticados:

• Diversidad combinatoria: Numerosos genes variables que se recombinan entre sí generando gran diversidad combinatoria.

• Diversidad de unión o diversidad de empalme entre los diferentes segmentos a reordenarse: Ambigüedad de unión, inserciones génicas, deleciones.

• Combinanción de las diferentes cadenas α/β.

La síntesis delos componentes del complejo TCR,

su ensamblaje y expresión en la superficie del LT

son fenómenos regulados y coordinados que

tienen lugar en la maduración de los LT en el timo.

En cuanto a la diversidad del TCR:

CD3 y cadenas ζ fundamentales en la traducción de

señales para la activación del LT vía tirosín cinasas y

fosforilación, luego del reconocimiento del Ag.

Receptor de Células T y Moléculas

Coestimuladoras

Aproximadamente 30.000 TCRs

Co-receptores: CD4, CD8, CD2, CD45, IL-2R,

Fas/FasL, CD40L

Adhesión y

activación del LT

Interacciones de superficie. Sinapsis inmunológica…

Receptor de Células T y Moléculas

Coestimuladoras

CD4 y CD8 definen funcionalmente a los LT :

CD4 +:función cooperadoraCD8+: función citotóxica2-3% LT doble negativos1% LT doble positivos

Receptor de Células T y Moléculas

Coestimuladoras

Procesamiento y presentación de Ag

Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras

Procesamiento de Ag presentados por moléculas MHC clase I y II

Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras

Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras

CD4• Gliocoproteína monomérica de 54 kD.• Codificado cromosoma 12.• Superfamilia de las IgAproximadamente 55% de los linfocitos periféricoslo expresan.• 4 dominios extracelulares.• 1 región transmembrana hidrofóbica.• 1 región intracitoplasmática a la cual se encuentraadosada la PKT (proteína tirosina cinasa) P56lck.

•También se expresa en Mφ, células gliales del SNC ,

mucosa intestinal y trofoblasto.

• Se une a la región monomérica del MHC clase II

(adhesión).

• Facilita la transducción de la señal mediada por el

TCR al unirse a moléculas clase II , promoviendo las

respuestas funcionales posteriores de los LT

restringidos por clase II.

• Es el receptor del VIH.

Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras

CD8• Glicoproteína de dos subunidades: heterodímero(αβ) u homodímero (αα) unidas por S-S.• Superfamilia de las Ig• Codificado cromosoma 2.•Puede encontrarse en forma soluble y expresarseen células NK y subpoblaciones de célulasdendríticas.•Se expresa en aproximadamente 30% de los LTperiféricos.• LT CD8+ TCRαβ expresan las dos formas de CD8(αβ y αα).•LT CD8+ TCRγδ y cel. NK expresan solo CD8 αα.• posee región transmenbrana P56lck.• Interactúa con regiones monomórficas de moléculasclase I del MHC.• Función de adhesión molecular célula-célula.• Función transducción de señales mediadas por TCR-CD3 tras la unión de moléculas clase I del MHC.

Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras

CD28• Homodímero de 44 kD unidas por S-S.• Superamilia de las Ig• Molécula homóloga CTLA-4 (Ag Asociadoa los LT Citotóxicos).• 3 Regiones : extracelular, transmembrana,intracitoplasmática: segmento d eunión a PI-3K (Fosfatidil Inositol 3 Cinasa).• CD28 se expresa en 80% TCD4 y 50%TCD8.•CTLA-4 se expresa en LT activados.• Ligandos CD80 y CD86 (B7.1 y B7.2)importantes en la activación óptima del LT• Función en la activación de los LT.• CD28 permite que se desencadene lasegunda señal de activación del LT , siesto no ocurre = anergia.

Inicio de la RI

Mantenimiento

de la RI

de memoria y efectores

CD2

• Glicopróteína monomérica de ~ 50kD

superfamilia Ig.

• 2 dominios extracelulares 1 cola

intracitoplasmática rica en residuos

prolina.

• Presente en la mayoría de LT,

timocitos y NK.

• Codificada cromosoma 13.

•Ligando: CD58 (LFA-3) y CD48.

• Participa en la adhesión de los LT y

ayuda al reconocimiento antigénico y

la activación del LT.

CD45• Isoformas distintas producto del corte y empalme diferencialde tres exones, son selectivamente expresads ensubpoblaciones celulares funcionalmente diferentes.• 200-220 kD: CD45RA se expresa en LB y LT vírgenes.

•180 KD: CD45RO se expresa en LT y LB de memoria,

granulocitos y Mφ.

• Tres regiones: extracelular, transmembrana,

intracitoplasmática.

• Fundamental en la transducción de la señal de activación a

través del TCR regulando la respuesta celular frente a un

antígeno o mitógeno. Actividad tirosín cinasa.

IL-2R (Receptor de la IL-2)

• Heterodímero formado por las cadenas:• α (CD25) 55 kD

• β (CD122) 60 kD

• ϒ (CD132) 70 kD

Solo en IL-2R

También en IL-4R, IL-7R, IL-9R, IL-13, IL-15R, IL-21R)

• Se expresa en la mayoría de lascélulas del SI, sobre todo en LT activadosy células NK.

Fas (CD95) y FasL (CD95L)

• Homotrímero receptor de membrana tipo I 45 kD.• Se expresa en numerosas células del organismo:hematopoyéticas, hepáticas, esplénicas,pulmonares, renales.• La región extracelular se une a a su ligando FasL.•La región intracitoplasmática le permiteinteractuar con otros componentes intracelulares,mecanismo implicado en la apoptosis.

Fas

FasL

• Homotrímero integral de membrana, tipo II, 40kD.• Expresado en numerosas células: LT activados,neutrófilos, epitelio ocular, testículos, titoides,endotelio, glándulas salivales.• Forma soluble: 17 kD.• Pertenece a la familia del TNF: TNF, LTα, CD27L,CD30L, CD40L.

Interacción Fas/FasL• Regula la acumulación, proliferación ysobrevida de numerosas células.• Interviene en procesos de deleción oeliminación clonal.• Media la citotoxicidad directa.• Inhibe la RI.

Apoptosis

CD40L (CD154)

• Homotrímero tipo II cadenas de 32-39 kD.• Se expresa en LT y Eos activados, basófilos,mastocitos y células dendríticas.• Codificada por el cromosoma X.• Forma parte de la familia TNFR-TNF.• Participa en la cooperación LT-LB en laconmutación isotípica.• Participa en la formación del centrogerminal (interacción CD40-CD40L).• Importancia en el adecuado desarrollo dela RI humoral.

Activación de los LT

Reconocimiento antigénico Respuestas biológicas en los LT

La activación de los LT requieredel reconocimiento del Agpresentado por la APC, señalesde coestimulación y citoquinas.

• Activación.• Expansión clonal.• Diferenciación.• Ejecución de las funciones efectoras.

Activación de los LT

Activación de los LT

Requiere interacciones de varias moléculas coestimuladoras:

1. Unión del TCR/CD3 al Ag : primera señal de activación.

2. Unión de moléculas accesorias (CD28, CD40L ) en el timocito y (CD19, CD21, Cd81) en el LB con sus ligandos en CPA: segunda

señal de activación o señales coestimuladoras.

Primera señal:

• Reconocimiento del Ag.• Contacto de numerosas moléculas en el LT y sus ligandos en la CPA.

Segunda señal:

• Interacción CD28 (LT) y CD80/CD86 (CPA).• Además: interacción CD40/CD40L, LFA3(CD58)/CD2, CD72/CD5, ICAM-1/LFA-1

Adhesión y coestimulacióndel LT

Síntesis de IL-2 y expresión de IL-2R.

Es necesaria la formación de los señalosomas en lamembrana celular: reclutamiento del TCR-Ag y otrasmoléculas señalizadoras hacia los microdominios(compartimientos de membrana formado poresfingolípidos.

Se requieren tres señales para la activación de una

célula T virgen

Activación de los LT

Eventos precoces Eventos intermedios Eventos tardíos

• La fosfatasa CD45 desfosforila

y activa a P59fyn y P56lck.

• Fosforilación de ε, δ,ζ de CD3

en motivos ITAMS, cinasas Tec y

Zap-70.

•Unión de ζ (CD3) fosforilado a

ZAP-70 activa: PI-3, PI-4

cinasas, PLCγ1 y P21 Ras.

•Genera IP3 y DAG: movilización

de Ca+++y activación de PKC.

• ZAP-70 y Grb-2 favorecen la

activación de MEK, JNK, ERK y

Raf a través de P21 Ras.

• Ca+++ activa a una

calcineurina que actúa

sobre NFAT-1.

• MEK, JKN y ERK actúan

sobre los protoncogenes c-

Fos, c-Jun que forman AP-1

• PKC activa a NFκ B

•NFAT-1, AP-1 y NFκB

actúan sobre los genes

codificadores de IL-2 e IL-

2R.

• Expresión en la membrana

celular de MHC/HLA clase II,

CD69, Fas, CD71, CD30,

VLA4-6.

• Incremento en la

expresión de las moléculas

presentes.

Activación de los LT

Fenómenos bioquímicos y moleculares

en la activación de los linfocitos T

Eventos tempranos de traducción de señales (fosforilación, moléculas adaptadoras).

Activación transcripcional de varios genes.

Expresión de nuevas moléculas en la superficie celular (CD69).

Secreción de interleucinas o citotoxicidad.

Mitosis.

Regulación negativa de señales de activación.

Activación de los LT y expansión clonal

Cooperación entre linfocitos B y linfocitos T en la

producción de anticuerpos.

LB migra al órgano linfoidesecundario y establece lacooperación LT-LB en la periferia dela zona T dependiente:• Interacción LT-LB desencadenaseñales que incrementa la expresiónde señales e inducen la expresión deotras.• Interacción de moléculas quegeneran señales coestimuladoras.•CD28 de LT interactúa conCD80/CD86 de LB.• Esta célula activa expresa CD40L ycomienza la síntesis de citoquinas.• Señales de proliferación:conmutación isotípica en LB,formación del centro germinal delfolículo linfoide secundario ygeneración de LB de memoria.

Cooperación entre linfocitos B y linfocitos T en la

producción de anticuerpos.

Expansión clonal y producciónde Ac diferente a la IgMprimaria.LB bajo influencia decitoquinasproducidas por LT activadosecreta isotipo Ig dependiendode la naturaleza del Ag y elperfil de citoquinas:

Alérgeno o helminto: IL-4, IL-3,IL-5, IL-9, IL-10, producciónIgG4, IgE

Alérgeno intracelular (virus,hongos, bacterias): IL-1, IFNg,IL-12, TNF, IL-17.

RI mucosas: TGFβ: IgA

Cooperación entre linfocitos B y linfocitos T en la

producción de anticuerpos.

• Inducción de apoptosis: interacción Fas/FasL• Elevada producción de NO: inhibición de la

proliferación de linfocitos.• IL-2 inhibe proliferación por retroalimentación

negativa.• IL-4 e IL-5 bloquean respuesta TH1.• IFNg e IL-12 bloquean la respuesta TH2.• Linfocitos TDC8+ producen citolisis de CPA.• IL-10 y TGFb tienen efectos supresores.

Citoquinas

Regularización de la diferenciación de los subgrupos TH1 y TH2

Citoquinas

Citoquinas

Signal 1 is the antigen-specific signal that is mediated through T-cell receptor (TCR) triggering by MHC class-II-associated peptides processed frompathogens after internalization through specialized pattern recognition receptors (PRRs). Signal 2 is the co-stimulatory signal, mainly mediated bytriggering of CD28 by CD80 and CD86 that are expressed by dendritic cells (DCs) after ligation of PRRs, such as Toll-like receptors (TLRs) that arespecialized to sense infection through recognition of pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) or inflammatory tissue factors (TFs). Signal 3 isthe polarizing signal that is mediated by various soluble or membrane-bound factors, such as interleukin-12 (IL-12) and CC-chemokine ligand 2(CCL2), that promote the development of TH1 or TH2 cells, respectively. The nature of signal 3 depends on the activation of particular PRRs byPAMPs or TFs. Type 1 and type 2 PAMPs and TFs can be defined as those that selectively prime DCs for the production of high levels of TH1-cell-polarizing or TH2-cell-polarizing factors. Whereas, the profile of T-cell-polarizing factors is primed by recognition of PAMPs, optimal expression ofthis profile often requires feedback stimulation by CD40 ligand (CD40L) expressed by T cells after activation by signals 1 and 2. IFN-, interferon-;TNF-, tumour-necrosis factor-

La Naturaleza trabaja en equipo, aprendamos de ella…

Algunos links de interés de videos relacionados con el tema:

https://www.youtube.com/watch?v=rFn33FeXfEk&t=396shttps://www.youtube.com/watch?v=jcdCDYtdBB4&t=12shttps://www.youtube.com/watch?v=YLA1Oit-4GUhttps://www.youtube.com/watch?v=aIF_KSQE3M8https://www.youtube.com/watch?v=f-bsLnrVc5g