B Cell Receptor:Attivazione del
linfocita B maturo
Mauro Sbroggiò
T1
MZPB Immaturo
FOGC
Mem
PCMILZA
MZ
Stadio maturativo della cellula
Microambiente in cui si trova le cellula durante la stimolazione
Tipo di recettore espresso dal linfocita
Antigene riconosciuto dal recettore
Attivazione del BCR
Proliferazione/ maturazione
Apoptosi
Anergia
Editing recettore
Proliferazione/ sopravvivenza
apoptosi
anergia
B immaturo B maturo
L’effetto dell’attivazione dipende da:
Igα/β Igα/βSyk
CD45
Lyn
Csk
Lyn
CD45: mantiene Lyn de-repressa
Csk: Fosforilazione inibitoria delle PTKs
Entrambe localizzate in prossimità dei BCR inattivi
CD19
CD21
CD81
Linfocita B maturo - Assenza di Ag
CD22
Lyn
FcγRIIB
Lyn
CD45Csk
Syk
CD19
LynPI3K
Vav
CD21
CD81
SHP1
Aggregazione dei BCR
Attivazione di Lyn/Syk
Fosforilazione dei domini ITAM di Igα/β
Localizzazione dei BCR nei lipid rafts (corecettori e molecole accessorie)
CD19: attiva Lyn, recluta PI3K e VAV
CD21: recettore per la componente C3d del complemento
CD81: tetraspannin
CD22 e FcγRIIB: regolazione negativa del segnale
Ag
Interazione con Ag - Inizio segnalazione
BCAP
PI3K
PI(4,5)P
2
PIP3
CD19
LynPI3K
Gab
Cbl Vav
LynSyk
PI3K
Ag
Attivazione di PI3K e produzione di PIP3
BLN
K
PI(4,5)P
2
PIP3
PLCγ2
Btk
PI(4,5)P2
IP3DAG
[Ca++]i
BLN
K
Vav
Grb2
Rac SOS
Nck
Rho
Ras
Grb2
SOS
Shc Akt
Lyn Syk
PI3K
Ag
SOS
Citoschel.
Propagazione del segnale
BLN
K
PI(4,5)P
2
PIP3
PLCγ2
Btk
PI(4,5)P2
IP3DAG
[Ca++]i
CaMPKC
BLN
K
Vav
Grb2
Rac SOS
Nck
Rho
RasMEKKs
MKKs
JNKp38Mek
Raf
Erk
CaMK NFATCarma1
IKK
NFkB
Grb2
SOS
Shc
PKC
Akt
Bad Bcl-xL
Proliferazione – Class Switch – Somatic Hypermutation
Lyn Syk
PI3K
Ag
SOS
Citoschel.
Integrazione del segnale
Linfocita B attivato
B memoria(difesa a lungo termine)
Plasmacellula(produzione Ab)
Per ogni BCR finora selezionato, verrà prodotto una popolazione clonale di cellule con
un recettore diverso da quello della cellula da cui originano
Riarrangiamento VDJ delle catene pesanti
Riarrangiamento VJ delle catene leggere
Accoppiamento casuale di catene leggere e pesanti.
Costituito da IgM a bassa affinità per l’Ag.
Produzione di anticorpi ad alta affinità.
Cambio di classe (switch isotipico).
Ig Somatic Hypermutation (SHM)
Class switch DNA recombination
La diversità del repertorio anticorpale primario è generata da:
Stimolazione indotta dall’Ag:
Entrambe i processi avvengono in microambienti specializzati:Centri germinali.
SHM
Selezione clonale e maturazione dell’affinità.
Diversificazione della forza di legame
CSR
Cambiamento della regione costante della catena pesante
Cambiamento della funzione effettrice dell’Ab
Avviene nei centri germinali.
Il linfocita B maturo incontra l’Ag.
Aggregazione dei BCR prolungata.
È necessaria la presenza di linfociti T.
Da origine:
BCR ad affinità maggiore BCR autoreattivi o a bassa affinità
Selezione positiva
B memoria Plasmacellula
Selezione negativa
ApoptosiAnergiaReceptor editing
È necessaria l’attività dell’enzima AID (activation-induced deaminase)
Somatic Hypermutation
Somatic HyperMutation
Mutazioni puntiformi (sostituzioni): circa 1 mutazione ogni divisione cellulare
Colpisce regione VDJ (1-2Kb)
Richiede inizio della trascrizione
Preferenza per sequenza target RGY(W) con R=A o G, Y=C o T, W=A o T
Elevata frequenza mutazioni nella regione CDR
Non è richiesta l’attività di RAG1-RAG2
CD40L
CD40
CD28
CD86/80
T
B
AID
X
Deaminazione da dC a dU (AID)
Generazione sito abasico (UGD)
Introduzione nucleotide mismatch
Double-Strand Breaks (DSB)
Deaminazione diretta
Rottura del doppio filamento
Generazione estremità protruding (AID):
- editing mRNA endonucleasi
- deaminazione diretta del DSB
Riparazione DSB
Somatic HyperMutation
HSM: Lesione del doppio filamento e riparazione del danno
Lesione (blunt-end) DNA regioni VDJ (sequenze RGWY)
AID genera resected-ends
DNA polimerasi “error-prone” introduce mutazione
AID genera resected-ends
X
DNA ligasi unisce le estrimità
5’
5’3’3’
5’3’ 5’
3’5’
3’ 5’3’
5’3’ 5’
3’5’
3’ 5’3’
5’3’ 5’
3’5’
3’ 5’3’
5’3’ 5’
3’5’
XXX
XX
Rad52 lega le estemità 3’
Rad52 recluta Rad51 che media HR
DNA polimerasi “error-prone” introduce mutazione
Class-Switch Recombination
Necessaria attivazione BCR
Richiede attivazione della trascrizione nella regione bersaglio
Dipendente dall’attività di AID
Indipendente da RAG1-RAG2
Non esistono sequenze consenso
La ricombinazione avviene tra due regioni dette “S region”
Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.
Attivazione della trascrizione lungo la regione S
Inizia a monte dell’esone I
Termina a valle del corrispondente gene CH
Il trascritto primario è sottoposto a splicing
Indotta da stimoli di specifiche citochine
Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.
Ruolo della trascrizione in CSR:
Rende accessibile la cromatina in prossima della regione SGenera strutture di DNA che fungono da substrato per gli enzimi coinvolti
Il trascritto si associa con il DNA stampo (ibrido DNA-RNA)
Ibrido DNA-RNA forma strutture particolari che generano un filamento ssDNA R-loops
G-quartet
Stem loop(regioni palindromiche)
AID si associa al ssDNA in queste regioni
Deaminazione e lesione del DNA
Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.
Double Strand Break in CSR
L’azione di AID, seguita da UNG, produce un sito abasico
Vengono prodotte estremità protruding nel punto di DSB
Una polimerasi “error-prone” ricostituisce le estermità blunt.
Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.
Modello di Class Switch Recombination
Trascrizione nelle regioni S coinvolteProduzione di strutture R-loop
Deaminazione sul ssDNA ad opera di AID
Formazione di lesioni sul doppio filamento
Sinapsi delle regioni S coinvolte
Unione delle estremità attraverso NHEJ
Chaundhuri and Alt, 2004 Nat. Rev. Immunol.
Bibliografia:
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Nat Rev Immunol. 4: 541-552 (2004).
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• Cooper MD. Exploring lymphocyte differentiation pathways. Immunol Rev. 185: 175-185 (2002).
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• Cancro MP and Kearney JF. B cell positive selection: road map to the primary repertoire? J Immunol. 173: 15-19
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• Niiro H and Clark EA. Reulation of B-cell fate by antigen-receptor signals. Nat Rev Immunol. 2: 945-956.