Cooperación Celular en la Respuesta Inmunitaria · •También se expresa en Mφ, células gliales del SNC , mucosa intestinal y trofoblasto. • Se une a la región monomérica

Cooperación Celular en la

Respuesta Inmunitaria

Cátedra de Inmunología, Escuela de Medicina “Dr. José María Vargas” UCV

Dra. Diana Ortiz Princz

Julio 2018

• 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 una

molécula de membrana: CD3.

•Especificidad antigénica, reconoce Ag

restringidos 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

Activa

Prolifera

Diferencia

Cumple 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 Ig α: glicoproteína ácida 40-50 kD

β: glicoproteína básica de 40-50 kD


• 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.


D-J: DJ-V: VDJ-C: VDJC ARNm cadena β



En cuanto a la especificidad del TCR:

• α y β están implicadas en

la unión al péptido

extraño y al MHC propio.

• El mismo grupo de genes

del TCR puede

expresarse en LT

restringidas por clase I o

clase II: la capacidad de

la célula T de responder

a un Ag asociado a clase

I o clase II del MCH está

determinada

principalmente por la

expresión del CD8 o

CD4.

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 de los 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.


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…


Coestimuladoras

CD4 y CD8 definen funcionalmente a los LT :

CD4 +:función cooperadora

CD8+: función citotóxica

2-3% LT doble negativos

1% LT doble positivos


Coestimuladoras

Procesamiento de Ag presentados por moléculas MHC clase I y II

Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras

CD4 • Gliocoproteína monomérica de 54 kD.

• Codificado cromosoma 12.

• Superfamilia de las Ig

Aproximadamente 55% de los linfocitos periféricos

lo expresan.

• 4 dominios extracelulares.

• 1 región transmembrana hidrofóbica.

• 1 región intracitoplasmática a la cual se encuentra

adosada 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.


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 expresarse

en células NK y subpoblaciones de células

dendríticas.

•Se expresa en aproximadamente 30% de los LT

periféricos.

• 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 moléculas

clase 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.


CD28 • Homodímero de 44 kD unidas por S-S.

• Superamilia de las Ig

• Molécula homóloga CTLA-4 (Ag Asociado

a 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 la

segunda señal de activación del LT , si

esto 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 diferencial

de tres exones, son selectivamente expresads en

subpoblaciones 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 las células del SI, sobre todo

en LT activados y 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 permite

interactuar con otros componentes intracelulares,

mecanismo implicado en la apoptosis.

Fas

FasL

• Homotrímero integral de membrana, tipo II, 40

kD.

• 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 y

sobrevida de numerosas células.

• Interviene en procesos de deleción o

eliminación 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 la

conmutación isotípica.

• Participa en la formación del centro

germinal (interacción CD40-CD40L).

• Importancia en el adecuado desarrollo de

la RI humoral.

Activación de los LT

Reconocimiento antigénico Respuestas biológicas en los LT

La activación de los LT requiere

del reconocimiento del Ag

presentado por la APC, señales

de coestimulación y citoquinas.

• Activación.

• Expansión clonal.

• Diferenciación.

• Ejecución de las funciones efectoras.


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 coestimulación

del LT

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

Es necesaria la formación de los señalosomas en la

membrana celular: reclutamiento del TCR-Ag y otras

moléculas señalizadoras hacia los microdominios

(compartimientos de membrana formado por

esfingolípidos.

Se requieren tres señales para la activación de una

célula T virgen

Tercera señal:


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.

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 linfoide

secundario y establece la

cooperación LT-LB en la periferia de

la zona T dependiente:

• Interacción LT-LB desencadena

señales que incrementa la expresión

de señales e inducen la expresión de

otras.

• Interacción de moléculas que

generan señales coestimuladoras.

•CD28 de LT interactúa con

CD80/CD86 de LB.

• Esta célula activa expresa CD40L y

comienza la síntesis de citoquinas.

• Señales de proliferación:

conmutación isotípica en LB,

formación del centro germinal del

folículo linfoide secundario y

generación de LB de memoria.



Expansión clonal y producción

de Ac diferente a la IgM

primaria.

LB bajo influencia decitoquinas

producidas por LT activado

secreta isotipo Ig dependiendo

de la naturaleza del Ag y el

perfil de citoquinas:

Alérgeno o helminto: IL-4, IL-3,

IL-5, IL-9, IL-10, producción

IgG4, IgE

Alérgeno intracelular (virus,

hongos, bacterias): IL-1, IFNg,

IL-12, TNF, IL-17.

RI mucosas: TGFβ: IgA



• 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

Regulación de la diferenciación de los subgrupos TH1 y TH2

Citoquinas

Signal 1 is the antigen-specific signal that is mediated through T-cell receptor (TCR) triggering by MHC class-II-associated peptides processed from

pathogens after internalization through specialized pattern recognition receptors (PRRs). Signal 2 is the co-stimulatory signal, mainly mediated by

triggering of CD28 by CD80 and CD86 that are expressed by dendritic cells (DCs) after ligation of PRRs, such as Toll-like receptors (TLRs) that are

specialized to sense infection through recognition of pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) or inflammatory tissue factors (TFs). Signal 3 is

the 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 by

PAMPs 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 of

this 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=396s

https://www.youtube.com/watch?v=jcdCDYtdBB4&t=12s

https://www.youtube.com/watch?v=YLA1Oit-4GU

https://www.youtube.com/watch?v=aIF_KSQE3M8

https://www.youtube.com/watch?v=f-bsLnrVc5g















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