Aktivacija T limfocita
Cilj
Upoznati se sa aktivacijom T limfocita:
 fazama ćelijskog imunskog odgovora
 sa prepoznavanjem antigena i kostimulacijom
 odgovorom T limfocita na prepoznavanje antigena i kostimulaciju
 biohemijskim putevima aktivacije T limfocita
Uloga T ćelijskog imunskog odgovora
1.
Odbrana organizma od infekcija
intracelularnim
mikroorganizmima
(neke bakterije, gljivice, protozoe,
virusi) koji su:

fagocitovani, ali su rezistentni prema
proteolitičkim enzimima fagolizozoma;

izašli iz fagozoma i
preživljavaju/umnožavaju se u citoplazmi
inficiranih ćelija;

sposobni da se umnožavaju u citoplazmi
inficirane ćelije ili se njihova DNK
integriše u genom ćelije domaćina (virusi)
2.
Pomoć B limfocitima za njihovu
aktivaciju i produkciju antitela
Selekcija T-ćelija
Aktivacija T-ćelija
Regulacija T-ćelija
Promene u ekspresiji adhezivnih molekula tokom sazrevanja
T-ćelija u timusu
class II
class I
death by
neglect !
Pozitivna selekcija
Negativna selekcija
MHC restrikcija
auto-toleranca
Aktivacija T ćelija
* Zrele naivne CD4 i CD8 ćelije zahtevaju dva signala za
aktivaciju i proliferaciju u efektorske ćelije:
- Prvi signal je prepoznavanje kompleksa antigeni peptidMHC na površini APĆ pomoću TCR-CD3 kompleksa
- CD4 i CD8 molekuli su koreceptori koji stabilizuju
interakciju T ćelija sa APĆ
- CD3, CD4 i CD8 imaju ulogu i signalnih molekula
- Sekundarni kostimulatorni signal je:
interakcija CD28 na T ćelijama sa CD80 i CD86 na APĆ
Dva signala su neophodna za indukciju
aktivacije T ćelija
Razlike u osobinama profesionalnih APĆ koje utiču na njihovu
antigen prezentujuću funkciju u indukciji aktivacije T limfocita
Aktivacija efektorskih i memorijskih T limfocita ne zahteva kostimulaciju preko
B7 molekula
Prvi signal za aktivaciju T limfocita
 prvi signal aktivacije preko TCR
i koreceptori sa peptid/MHC
kompleksom na APĆ
 TCR - peptid i rezidue MHC
molekula
 CD4/CD8 – MHC klase II/I deo
van žleba za peptid
 za aktivaciju neophodno da su
dva ili više TCR i koreceptora
istovremeno
povezana
sa
peptid/MHC kompleksima
 funkciju prenosa prvog signala
aktivacije imaju CD3, z lanci i
koreceptori (CD4 ili CD8)
Adhezivni molekuli
 interakcija adhezivnih molekula na T limfocitima sa odgovarajućim
ligandima na APĆ - cilj je da stabilizuje, učvrsti vezu T ćelija i APĆ, pa
time omogući uspostavljanje aktivacionih signala
 najznačajniji adhezivni
proteina – integrina.
molekuli
pripadaju
grupi
heterodimernih
 integrini su značajni i za usmereno kretanje efektorskih T ćelija iz
cirkulacije do mesta infekcije
 integrin LFA-1 (limfocitni funkcioni antigen-1), koji je ispoljen na T
limfocitima, reaguje sa ICAM-1 (intracelularni adhezivni molekul-1), koji
je ispoljen na APC
 Aktivacija T limfocita i inicijacija
ćelijskog odgovora zahteva višestruke
interakcije
različitih
molekula
na
membrani T limfocita i APĆ
 Akcesorni molekuli su svi molekuli,
izuzev TCR, koji učestvuju u ovoj
interakciji
 U funkcionalnom smislu, akcesorni
molekuli se mogu podeliti u 3 kategorije:
 koreceptorski molekuli: CD4, CD8;
 molekuli za prenos signala: CD3, z
lanci, CD4, CD8, CD28, CTLA-4:
 adhezivni molekuli: CD4, CD8, LFA-1,
VLA-4
Imunološka sinapsa
 interakcija TCR i MHC molekula nije jaka
 akcesorni molekuli stabilizuju interakciju
 CD4/MHC II ili CD8/MHC I
 CD2/LFA-3
 LFA-1/ICAM-1
 specifičnost za rezidue antigena samo u TCR
 akcesorni molekuli su invarijantni
 ekspresija se povećava u odgovoru na citokine
 kostimulatorni molekuli su invarijantni
Signali u aktivaciji T limfocita
Potpuna aktivacija T limfocita zahteva dva signala:
 prvi signal posredstvom TCR kompleks/koreceptora
 drugi signal posredstvom kostimulatornih molekula
Kostimulacija je neophodna za aktivaciju T limfocita
 Prvu grupu kostimulatora čine CD28 na T
limfocitima i B7-1 (CD80) i B7-2 (CD86) na
APĆ
 Drugu grupu kostimulatora čine CD40L na
T limfocitima i CD40 na APĆ
 Interakcija CD40 i CD40L ne aktivira
direktno T limfocit, već stimuliše APĆ da
ispolji više B7 molekula i sekretuje citokine
 interakcija TCR i Ag/MHC u odsustvu
kostimulacije vodi nereaktivnosti (anergija)
 interakcija kostimulatornih molekula u
odsustvu angažmana TCR ne dovodi do
odgovora
 aktivacija se javlja samo kada T limfocit
primi oba signala
CTLA-4 prenosi inhibitorni signal
Aktivacija CD8 T limfocita
 Potpuna aktivacija CD8+ T
limfocita neophodan drugi signal
aktivacije
 Ako je kompleks peptid/MHC I
ispoljen na membrani APĆ, ove
ćelije obezbeđuju i kostimulaciju
T limfocita
 Ako je kompleks peptid/MHC I
ispoljen na membrani bilo koje
ćelije u organizmu, takve ćelije
ne obezbeđuju kostimulaciju T
limfocita. Pa CD4+T limfociti iz
okoline inficirane ćelije mogu da
stvaraju
citokine
ili
druge
molekule preko kojih obavljaju
kostimulaciju antigen-specifičnih
CD8+ T limfocita
Kostimulacija
CD28 je eksprimiran
i na mirujućim i na aktiviranim T ćelijama
+
CTLA-4 je
eksprimiran
na aktiviranim
T ćelijama
B7-1 (CD80)
(CD152)
CD28 & CTLA-4 deluju
antagonistički.
B7-2 (CD86)
B7 (B7-1 i B7-2) su
konstitutivno
eksprimirani na
dendritičnim ćelijama,
indukovani na aktiviranim
makrofagima i B ćelijama
Značaj kostimulacije u savremenoj terapiji
 Vakcine koje sadrže proteinske antigene moraju da sadrže i adjuvanse
(supstance koje indukuju ekspresiju kostimulatora na APC i sekreciju
citokina)
 Stimulacija ekspresije kostimulatora je značajna u savremenim
terapijskim strategijama tumora
 Blokiranje ekspresije i funkcije kostimulatora je značajno u
savremenim terapijskim strategijama autoimunskih bolesti i odbacivanja
transplantiranih organa
Ključni koraci u aktivaciji T limfocita
 APĆ mora da obradi i prezentuje antigeni peptid T ćelijama
 T limfocit mora da primi kostimulatorni signal
 najčešće preko inetrakcije CD28/B7
 Akcesorni adhezivi molekuli pomažu u stabilizaciji vezivanja
T ćelije i APĆ
 CD4/MHC II ili CD8/MHC I
 LFA-1/ICAM-1
 CD2/LFA-3
 Signal sa površine ćelije se prenosi do jedra
 Sekundarni glasnici
 Produkcija citokina kaa pomoć u proliferaciji ćelija
 IL-2 i drugi
Opšte karakteristike citokina
Osobina
Mehanizam
Proizvode se povremeno kao odgovor na
antigen
TCR signal i kostimulacija indukuju transkripciju
gena
Obično deluju na istu ćeliju koja ih je
produkovala (autokrino) ili na okolne
ćelije (parakrino)
Posle aktivacije T ćelija, dolazi do ekspresije i
citokina i njihovih receptora
Pleiotropizam: jedan citokin ima različite
biološke efekte
Različite ćelije ispoljavaju receptore za jedan
citokin
Različiti citokini mogu imati isti ili sličan
biološki efekat
Različiti citokini korste iste puteve za prenos
signala
Biološki efekti citokina T ćelija
Citokin
Najvažniji efekat
Ćelije koje ga stvaraju
IL-2
Stimuliše proliferaciju T ćelija
CD4+ i CD8+ T ćelije
IL-4
Sinteza IgE
CD4+ T ćelije, mast ćelije
IL-5
Aktivacija eozinofila
CD4+ T ćelije, mast ćelije
IFN-g
Aktivacija makrofaga
CD4+ i CD8+T ćelije, NK
TGF-b
Inhibicija aktivacije T ćelija
CD4+ T ćelije i razne
druge ćelije
Receptori za citokine
Aktivacija T ćelija povećava ekspresiju IL-2 i IL-2
receptora što omogućava započinjanje ćelijskog
ciklusa u T ćelijama
Kostimulatorni signali
povećavaju poluživot
IL-2 mRNA
↓
entry
into
cell cycle
memorijske
T ćelije
IL-2 100 x ↑
efektorske T ćelije
Uloga IL-2 i receptora za IL-2
u proliferaciji T limfocita
 Prvi citokin koji stvaraju
aktivisani CD4+T limfociti je IL-2
(1-2
sata
posle
aktivacije);
istovremeno sa sintezom IL-2,
sintetiše se i treći lanac IL-2R receptor stiče visoki afinitet
 IL-2 deluje pre svega na T
limfocit koji ga je stvorio
(autokrino) –proliferacija (IL-2 Tćelijski faktor rasta)
 CD8+T
limfociti
koji
su
prepoznali
antigen,
nemaju
sposobnost da sekretuju velike
količine IL-2; zato IL-2 koji
sekretuju
antigen-specifične
CD4+T ćelije može da izazove i
proliferaciju antigen-specifičnih
CD8+T ćelija (parakrino dejstvo)
Uloga IL-2 receptora u proliferaciji T limfocita
Više signalnih puteva se pokreće povezivanjem TCR
ITAM: immunoreceptor tyrosine-based activation motif
Biohemijski putevi signala aktivacije T limfocita
Biohemijski putevi signala aktivacije T limfocita
NFAT signalni
put u T ćelijama
NF-kB signalni
put u T ćelijama
AP-1 signalni put
u T ćelijama
Superantigen-posredovano premošćavanje
TCR i MHC II molekula
 virusni
ili
bakteriijski
proteini
koji
se
istovremeno vezuju za
određene
Vβ sekvence
TCR-a i lanac MHC II
molekula
indukujući
poliklonsku aktivaciju T
ćelija
i
njihovu
proliferaciju
Egzogeni superantigeni:
egzotoksini produkovani od strane gram (+) bakterija (npr. stafilokokni enterotoksin
A & B)
Endogeni superantigeni:
ćelijski membranski proteini kodirani određenim virusima koji inficiraju sisarske
ćelije (npr. MMTV (mouse mammary tumor viral) protein