Il centro germinativo

Attivazione linfociti B
Interazione linfociti T-B
Centro germinativo
Maturazione affinità
Cambio di classe
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Fasi della risposta umorale
Fase di
riconoscimento
Fase di attivazione:
proliferazione e differenziamento
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Cinetica della risposta immunitaria
umorale primaria e secondaria
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Caratteristiche risposta primaria e secondaria
Caratteristica
Risposta primaria
Risposta secondaria
Latenza dopo
immunizzazione
Solitamente 5-10 giorni
Solitamente 1-3 giorni
Picco di risposta
Minore
Maggior
Isotipo anticorpi
IgM > IgG
IgG > IgM
Affinità anticorpi
Affinità media minore e
più eterogenea
Maggiore affinità media
(maturazione affinità)
Indotta da
Tutti gli immunogeni
Solamente da proteine
Immunizzazione
Dose di antigene
relativamente alta,
adiuvante necessario
Dose bassa di antigene;
necessità adiuvante
meno stringente
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B Cell antigen Receptor complex, BCR
ITAM
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Segnali indotti da BCR
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Trasduzione segnali BCR
• BCR cross-linking induce fosforilazione delle
tirosine nelle ITAM di Iga e Igb
– Lyn, Btk e Fyn
• Syk lega ITAM fosforilate attraverso domini SH2
– confronta con ZAP70 in T cells
• Syk (e altre chinasi) attiva numerose via di
trasduzione, regolate da proteine adattatrici
– SLP65 (o BLNK) forma un’impalcatura (scaffold) per
altre proteine adattatrici
• confronta con LAT in T cells
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Trasduzione segnali BCR
• PLCg
– in cellule B
presente isoforma
PLCg2
– si lega a SLP65
(BLNK)
– viene fosforilata, e
quindi attivata, da
Btk (Bruton’s tyrosine kinase)
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X-linked agammaglobulinemia
(Bruton’s agammaglobulinemia)
• assenza di gamma-globuline
• numero molto ridotto di cellule B mature
• mutazione in Btk, Bruton’s tyrosine kinase
– mancata attivazione di PLCg
– accumulo linfociti pro-B
• frequenza elevata di infezioni da batteri
• prime infezioni a 8-9 mesi di età
– fine protezione da anticorpi materni
• quasi esclusivamente nei maschi
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Risposte funzionali indotte dall’attivazione
• aumento dimensioni cellulari
• mitosi
• aumento espressione Bcl-X e
quindi sopravvivenza
• aumento espressione
• MHC II, B7.1 e B7.2
• aumento espressione
• recettori per citochine
• migrazione da follicoli ad aree T
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L’attivazione dei linfociti B richiede un secondo segnale
• Il primo segnale è indotto dalla
stimolazione del BCR
• Per antigeni “timo-dipendenti”,
il secondo segnale è indotto
dai linfociti T
– principalmente attraverso
interazione CD40-CD40L
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L’attivazione dei linfociti B richiede un secondo segnale
• Il primo segnale è indotto dalla
stimolazione del BCR
• Per antigeni “timo-indipendenti”,
il secondo segnale è indotto da
antigene
– stimolazione recettore immunità
innata
• Toll-like receptor (TRL)
– esteso cross-linking BCR
• antigene polimerico
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• Antigeni timo-indipendenti di tipo 1 (TI-1)
– a concentrazioni elevate sono attivatori policlonali
• mitogeni cellule B (es. LPS)
– a concentrazioni basse inducono risposte antigene-specifiche
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Interazione cellule B-T in risposta ad antigeni proteici
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Interazione cellule B-T in risposta
a complessi polisaccaride-proteina
Vaccino contro Haemophilus
influenzae B è un coniugato tra
polisaccaridi batterici e tossoide
tetanico (componente proteica)
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Responses of Different B cell Subsets
th edition. Copyright
Università di Roma Tor Vergata - Corso
di Laurea
Scienze
Biologiche
- Immunologia
- dott.
- imprint
a.a.
2013/2014
Copyright
©PIOLI
2011 by Saunders,
an imprint
Elsevier Inc.Inc.
Abbas,
Lichtman,in
and
Pillai. Cellular
and Molecular
Immunology, 7Molecolare
© Claudio
2012
by Saunders,
an
ofofElsevier
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Antigen Delivery to Follicular B cells
th edition. Copyright
Università di Roma Tor Vergata - Corso
di Laurea
Scienze
Biologiche
- Immunologia
- dott.
- imprint
a.a.
2013/2014
Copyright
©PIOLI
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an imprint
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Lichtman,in
and
Pillai. Cellular
and Molecular
Immunology, 7Molecolare
© Claudio
2012
by Saunders,
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ofofElsevier
Eventi iniziali nella risposta B ad antigeni proteici
migrazione dei Th attivati
al margine dei follicoli
presentazione Ag da parte di DC
attivazione Th
stimolazione BCR,
attivazione,
processazione Ag
migrazione B attivate
al margine dei follicoli
presentazione Ag da parte di cellule B
attivazione T-B bidirezionale
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Interazioni cellule T-B in linfonodo
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Interazione bi-direzionale T-B
Presentazione
Ag
Attivaz. cellula T
espress. CD40L
produz. citochine
Attivazione
cellula B
Proliferazione e
differenziamento
cellula B
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Hyper-IgM immunodeficiency
• Mancanza di CD40L (CD154) funzionale
– X-linked
– Switch isotipico marcatamente ridotto
– Produzione di IgM in risposta ad antigeni timodipendenti
– Livelli molto elevati di IgM
• principalmente indotti da antigeni timo-indipedenti
che causano infezioni ricorrenti
– Deficit in CD40 induce fenotipo simile
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Figure 9-6
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Il centro germinativo (1)
(Germinal Center, GC)
• 3 eventi importanti in GC
– maturazione dell’affinità delle Ig
– switch isotipico (cambio di classe Ig)
– differenziamento cellule B in
• plasmacellule
• cellule B memoria
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Il centro germinativo si forma quando cellule B attivate entrano nel follicolo
Verde, centroblasti
Rosso, FDC
Blu, cellule T
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Il centro germinativo (2)
• Dark Zone
– espansione clonale linfociti B
• numerosi cicli cellulari
– ipermutazione somatica in VL e VH
• principalmente in CDR
• frequenza di mutazione
ca. 10-3/bp/divisione
(normalmente ca. 10-8/bp/divisione)
– cambio di classe (isotype switch)
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Il centro germinativo (3)
• Light Zone
– selezione linfociti B con
BCR ad alta affinità per Ag
– solo i linfociti B che
riconoscono Ag sulle Cellule
Follicolari Dendritiche
(FDC) sopravvivono
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Selezione cellule B in GC
• FDC espongono Ag
– come complesso Ag-Ab legato a FcR
– come complesso Ag-C3b/C3d legato a
CR1/CR2
• i linfociti B competono per
ricevere il segnale di
sopravvivenza indotto dal
riconoscimento dell’Ag sulle FDC
(Follicular Dentritic Cells)
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Follicular helper T cells (TFH)
• Le cellule B ricevono
segnali dalle cellule
T helper follicolari:
– MHC II  TCR
– CD40  CD40L
– B7  CD28
• sviluppo GC compromesso in
topi CD28KO
– LICOS  ICOS
– Citochine (IL-21 e altre)
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Cambio di classe / switch isotipico
• Il cambio di classe (Class-Switch Recombination, CSR) delle
catene pesanti delle Ig è il processo per mezzo del quale
una cellula B passa dalla produzione di IgM alla
produzione di IgG, IgE, IgA
• Le IgG, IgE o IgA prodotte avranno la stessa specificità
antigenica delle IgM precedentemente prodotte
• Quindi, CSR permette la produzione di anticorpi con la
stessa specificità antigenica della IgM precedentemente
prodotta ma con una funzione effettrice diversa
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Effetto delle citochine sul cambio di classe
Switch isotipico
Proliferazione
Stimolazione CD40
+ citochine
IL-2
IFN-g
TGFb
(IL-5)
IgM
IgG2a
IgA
IL-4
(IL-5)
IgG1 (IgG4)
IgE
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Switch isotipico
• Ciascun gene CH (eccetto Cd) è preceduto da sequenze
chiamate regioni S
• CSR avviene mediante la ricombinazione di 2 regioni S
– la porzione di DNA tra le 2 regioni S viene rimossa
• i CH persi non potranno (ovviamente) più essere espressi
• L’esone VDJ avrà al 3’ la sequenza di switch ricombinata
(es. Sm-Sg1) seguita dagli esoni CH di un isotipo diverso da
m (es. Cg1)
CSR, Classe Switch Recombination
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Switch isotipico
(m  g1)
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Switch isotipico
(g1  e)
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Switch isotipico
• Il cambio di classe
richiede la trascrizione del
gene CH verso il quale è
diretto
• germ line transcript (GLT)
– trascritto “sterile”
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Activation-Induced cytidine Deaminase (AID)
•
Il cambio di classe richiede attivazione della Activation-Induced cytidine
Deaminase (AID)
•
La trascrizione attraverso le regioni S rende queste regioni substrati di
AID
•
CSR richiede la creazione di doppie rotture nel DNA ed enzimi per la
riparazione non omologa (NHEJ)
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Induzione Ce germ line transcript (GLT)
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Il controllo della produzione di IgE è esercitato
soprattutto a livello dello switch isotipico.
Numerosi stimoli inibiscono lo switch isotipico a IgE
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• Centrociti differenziano in
– plasmacellule
• ridotta espressione o assenza BCR
– diverso mRNA splicing
• ridotta espressione MHCII
– inibizione trascrizione CIITA
• elevata produzione di Ab
– cellule B memoria
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Le plasmacellule secernono anticorpi in grande quantità ma
non rispondono più ad antigene e linfociti T
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