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Attivazione Linfociti T
Università di Roma Tor Vergata - Corso di Laurea in Scienze Biologiche - Immunologia Molecolare - dott. Claudio PIOLI - a.a. 2013/2014
Diversi recettori contribuiscono
all’attivazione dei linfociti T
• L’attivazione dei linfociti T avviene attraverso la
stimolazione di
TCR che assicura la specificità antigenica della risposta
molecole che aumentano la stabilità dell’interazione
linfocita T – APC (molecole di adesione)
recettori co-stimolatori che potenziano e aumentano la
durata dei segnali indotti dalla stimolazione di TCR
(CD28, CD2)
recettori che riconoscono molecole solubili (citochine)
recettori co-inibitori che regolano negativamente
l’attivazione
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L’attivazione dei linfociti T naïve ed
effettori avviene in tessuti diversi Linfociti T naive
migrano a linfonodi e
trovano antigene
Attivazione
linfociti T naive in
linfonodi, sviluppo
di cellule effettrici
Attivazione
linfociti T
effettori nel sito
di infezione;
eliminazione
patogeno
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Fasi della risposta delle cellule T
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• I linfociti T naïve (o vergini) non hanno ancora incontrato l’antigene in tessuti periferici
– fase G0
– cromatina condensata
– scarsa attività trascrizionale
– CD62Lhi
• homing organi linfatici secondari (HEV)
• Possono essere attivati solo da APC professionali
Linfociti T naive
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Solo segnale
Ag-specifico
Anergia
APC
TCR
T
Solo costimolazione
Nessun effetto
APC
2° segnale
T
Segnale Ag-specifico
+ costimolazione
Attivazione
APC
TCR 2° segnale
T
Attivazione linfociti T naive
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• Solo antigene proteico
– la APC non viene stimolata da
recettori per PAMPs(*)
– non viene indotta espressione di
molecole costimolatorie
• APC non attivate non
inducono segnali
costimolatori a linfociti T che
riconoscono questo antigene
proteico
– induzione di anergia
(*) PAMP, pathogen-associated molecular pattern
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Figure 8-16 part 2 of 2 • Batteri
– i macrofagi riconoscono il
patogeno con i recettori per
PAMPs
– viene indotta espressione di
molecole costimolatorie
• Macrofagi attivati
inducono segnali
costimolatori a linfociti T
che riconoscono l’antigene
– attivazione e proliferazione
linfocita T
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• L’assenza di molecole costimolatorie in tessuti
non infiammati previene l’attivazione dei
linfociti T e promuove la tolleranza
• La regolazione dell’espressione delle molecole
costimolatorie assicura che le cellule T siano
attivate nel “momento e nel posto giusti”
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CD28
• Recettore di membrana
appartenente alla superfamiglia
dei geni per le Ig
– omodimero unito da S-S
– domini SH2 e SH3 nella porzione
intracitoplasmatica
• Espresso sulla membrana dei
linfociti T CD4 e CD8
• Riconosce B7.1 e B7.2
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CD28
• E’ il principale recettore costimolatorio
• Aumenta la proliferazione Ag-specifica
– attivazione di alcune cdk
• Aumenta la produzione di citochine
– principalmente IL-2
• Aumenta l’espressione di IL-2Ra
ingresso in G1
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CD28
• Induce differenziamento in linfociti effettori e della memoria
• Previene l’induzione di anergia
• Promuove sopravvivenza linfociti T
– aumento espressione bcl-x
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B7.1 (CD80) e B7.2 (CD86)
• Appartengono alla superfamiglia dei geni per le Ig – un dominio extracellulare di tipo Ig-V e uno Ig-C
• Sono riconosciuti da CD28 e CTLA-4 (CD152)
• Espressi sulla membrana delle APC
– costitutivamente in DC
– dopo attivazione in M0 e cellule B
• Espressione aumentata da
– prodotti di origine microbica (LPS)
– IFN-g, IL-4
– stimolazione CD40
• Espressione diminuita da IL-10 B7.1 B7.2
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B7.1 (CD80)
Monomero Dimero Dimero
glicosilato
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Copyright © 2011 by Saunders, an imprint of Elsevier Inc.
Effetti della stimolazione di CD28
CD3
CD3, CD28
0
10
20
30
40
50
24 48 72
IL-2
(U
/ml)
Tempo di stimolazione (ore)
• aumento trascrizione RNA citochine
• aumento stabilità mRNA citochine
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Effetti terapeutici del blocco di CD28
• blocco funzionale di CD28
– mediante CTLA-Ig
• modelli sperimentali di autoimmunità
– miocardite, artrite, ...
• modelli sperimentali di trapianto
– isole pancreatiche, cuore
• clinica
– artrite, ...
• Prevenzione/riduzione della risposta (auto)immune e conseguente riduzione della patologia
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Recettore per IL-2
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Figure 8-20
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Published by AAAS
X. Wang et al., Science 310, 1159 -1163 (2005)
Fig. 1. Structure of the human IL-2/R{alpha}{beta}{gamma} quaternary signaling complex
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Published by AAAS
X. Wang et al., Science 310, 1159 -1163 (2005)
Fig. 5. Extensive receptor-receptor contact between IL-2R{beta} and {gamma}c
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Published by AAAS
X. Wang et al., Science 310, 1159 -1163 (2005)
Fig. 6. Mapping known X-SCID mutations in the structure of {gamma}c
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Biologic Actions of IL-2
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APC
TCR CD28
T
IL-2
T T
T T T T
T T T T T T T T
Cellule T effettrici e della memoria
• Espansione clonale
• Proliferazione
• Differenziamento
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Fam
igli
a B
7-C
D28
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“La
situ
azio
ne
è u
n p
o’
più
co
mple
ssa”
Cellula T APC
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E’ importante controllare l’attivazione
per “spegnere”
la risposta immunitaria
quando non è più necessaria
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Molecules Expressed After T Cell Activation (2)
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Cytotoxic T Lymphocyte-associated Antigen-4
(CTLA-4)
• glicoproteina transmembrana
• omodimero S-S
• appartiene alla superfamiglia dei
geni per le Ig
• omologo a CD28
• omologia uomo-topo 76%
• 100% nel dominio citoplasmatico
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CD28 CTLA-4
B7-1 4 mM 0.4 mM
B7-2 15-40 mM 4 mM
CD28 e CTLA-4
competono per gli stessi ligandi
CT
LA
-4
CD
28
B7.1
B7.2
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CTLA-4
• Inibisce la proliferazione cellulare – inibisce attivazione cdk
– limita espansione clonale
• Inibisce la produzione di citochine – IL-2, IL-4, IFNg
• Inibisce l’espressione di IL-2Ra
• Inibisce attivazione di – LAT
– PLCg1, Ca2+
– NF-kB e NF-AT
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La costimolazione di TCR/CD28
induce espressione di CTLA-4
CTLA-4 lega i B7 e induce segnali inibitori
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Espressione di CTLA-4
• Espresso sulla membrana dei linfociti solo dopo attivazione
– massimo di espressione dopo 48 ore di stimolazione
• Regolazione dell’espressione
trascrizionale post-trascrizionale compartimento cellulare
• TCR induce
– traslocazione dai compartimenti intracellulari
– espressione mRNA
• CD28 aumenta:
– trascrizione mRNA
– stabilità mRNA
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“La
situ
azio
ne
è u
n p
o’
più
co
mple
ssa
anch
e per
i r
ecet
tori
in
ibit
ori
” Cellula T APC
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Espansione e riduzione dei cloni di linfociti T
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Activation-Induced Cell Death (apoptosi)
• la stimolazione di Fas induce apoptosi
– Fas appartiene alla famiglia di TNFaR
– presente in monomeri sulle cellule T
• FasL è espresso dopo attivazione
– trimerizza fas e induce apoptosi
T
FasL
T
Fas
T
Induzione
del suicidio
Suicidio
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Alterazioni di Fas
• topi lpr (fas-/-)
– disordini linfoproliferativi
– linfoadenopatia
– morte precoce
• sindrome di Canali-Smith nell’uomo
– linfoadenopatia, splenomegalia
– pazienti eterozigoti per una mutazione di fas
• il death domain è difettivo
• Fas mutato compete con Fas normale per legame con FasL
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