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IMMUNORECEPTEURS
ORIGINE DIFFERENCIATION REPERTOIREDES LYMPHOCYTES B et T
MED-2 Professeur Lionel PRIN Immunologie Lille2Université de Lille – Nord de France
INTRODUCTIONORIGINE DE LA DIVERSITE DES
RECEPTEURS
IMMUNITE
AppriseImmunité adaptative
Lymphocyte 2
Lymphocyte 1
Immunité naturelleInnée
Cellule 2
Cellule 1
Récepteurs invariantsLarge spectre d’éléments reconnus
Récepteurs variables
Reconnaissance = épitope
Récepteurs clonotypiques
épitope ……… paratope
Antigènes Récepteurs de l’immunité adaptative
diversité diversité des domaines chimique variables
partie : variable constante
domainesConstants
domainesVariables
Protéinesassociées
1 lymphocyte (clone) = 1 type de récepteur
" récepteur clonotypique "
Reconnaissance
Activation
Expansion
Différenciation
Apoptose Mémoire
Signal
IMMUNITE ADAPTATIVE
Cellule immunocompétente
Récepteur à domaine variable
PARATOPE ComplémentaritéImage « clé-serrure »
EPITOPE
Antigène (Epitopes)• spécificité• immunogénicité
ConformationnelLinéaire
RECEPTEURS
Lymphocytes B = Immunoglobuline : Immunité humoraleLymphocytes T = 2 chaînes : Immunité cellulaire
LYMPHOCYTE
IMMUNITE ADAPTATIVE
RECONNAISSANCE D’ANTIGENE NATIF
RECONNAISSANCE D’ANTIGENE FRAGMENTE
B
T
CPA
APPRETEMENT
EPITOPE CONFORMATIONNELOU
EPITOPE LINEAIRE
FRAGMENT D’AG ENCHASSE DANS UNE MOLECULE HLA
RECEPTEURS DES LYMPHOCYTES T : TCR
RECEPTEURS DES LYMPHOCYTES B : BCR
Répertoire immunologique=
Ensemble des récepteurs pour l'Ag
Épitope B
Paratope
VH
3 x CDR
LcBLcB
LcTLcT
Répertoire immunologique=
Ensemble des récepteurs pour l'Ag BCR : Chaîne lourde = H (heavy) / Domaines constants (CH) - Domaines variables (VH)
Chaîne légère = L (light) / Domaines constants (CL) - Domaines variables (VL)
TCR : Chaîne bêta () : V / CChaîne alpha () : V / C
95%
BCR : H : VH - CH1 - CH2 - CH3 CH4 14Lambda () : V + C22
Kappa () : V + C2
TCR : : (V -C) 14: (V -C) 7: (V -C) 7: (V -C) 14
Chromosome
< 5%
LcT
V V
Récepteurs pour l'antigène
Gènes codant pour les domaines Variables (V)• V : Gènes de Variabilité : VH, VL, V, V • D : Gènes de Diversité : VH, V, V • J : Gènes de Jonction entre les domaines V et C
LcB
VLVL
VHVH
Con
stan
t
Fab
Fc
Réarrangements somatiquesintra chromosomiques
Action de recombinasesRAG-1 / RAG-2
CoupureAssemblage
ADN de la lignée germinaleX Y//
Reconnaissance de signauxde recombinaison
("heptamère-nonamère")X Y//
7 799
2312
Signaux d'appariements
X
997 7
//
Circularisation
Y
X Y
Gène fonctionnel
ADN réarrangé
Transcription
Maturation (épissage)
Traduction
Coupure et pertede matériel génétique
> 50 VHVH1
// // //
VH2
VH3
VH4
DH DH
DH
JH JH JH C
VHn JH
C
C3
C1
C1
C2
C4
C
C2
[1] ADN de la lignée germinale
Recombinases
RAG-1 et RAG2
[4] Transcription et maturation(epissage de l’ARN)
VH1
// // //
VH2
VH3 DH DH JH C...
VHn
[2] Recombinaison D-J
VH4
C
[3] Recombinaison V-D-JC
CV D J
C
Recombinaison somatique
IgMIgD
[5] Traduction (protéine)
Addition ou pertes de nucléotidesRôle de la Terminal-Deoxynucleotidyl Transférase (TDT) +++
Différentes jonctions possibles différentes séquences d'AA= Diversité (peptide N : non codé par l'ADN génomique)
Diversité N (CDR3)
Recombinaisons somatiquesdes jonctions imprécises
D J
Anomalie de recombinaison Abortif
Défauts de recombinaison déficit immunitaire (SCID)
Génération de la diversité
Diversité "jonctionnelle"Au points de jonction V-D-J ou V-J : addition (peptide N)
ou pertes de nucléotides
Diversité "combinatoire"Choix au hasard des recombinaisons V-D-J ou V-J
Diversité "d'association"Réarrangements indépendants
BCR : de VH et de VLTCR : de V et V
Appariements au hasard de VH et VL (paratope du BCR)Appariements au hasard de V et V (paratope du TCR)
Mutations somatiques : uniquement pour le BCR
+++Dans les centres germinatifs (coopération T-B)
Multiplicité des clones : richesse du répertoire
Domaine variable de la chaîne lourde des Ig
300 VH / 10 DH / 4 JH
Diversité combinatoire300 x 10 x 4 = 12 000 réarrangements possibles
+ Variations jonctionnelles (x facteur 100)
12 000 x 100 = 1 200 000 agencements
Diversité d'association 1 200 000 chaînes H peuvent se combiner avec l'une des quelconques > 10 000 chaînes L (légères)
12 x 109 spécificités anticorps (configuration germinale) +
Les mutations somatiques
Richesse du répertoire Illustration
BCR : 109 à 1011 Spécificités distinctesTCR : 109 à 1011 Spécificités distinctes
LES LYMPHOCYTES B
Récepteurs clonotypiques des lymphocytes B (BCR)
Lymphocyte B
Ig de surface
Protéine associée = CD79 (Ig et Ig)Protéine associée = CD79 (Ig et Ig)
CD79
BCR : Immunoglobuline de membrane Monomère : Structure H2L2
Récepteur bivalentbivalent
BCR : reconnaît un épitope sur un Ag intactAg intact
Partie variable du BCR : MutationsMutations
BCR : Immunoglobuline de membrane Monomère : Structure H2L2
Récepteur bivalentbivalent
BCR : reconnaît un épitope sur un Ag intactAg intact
Partie variable du BCR : MutationsMutations
Ig de surface
Ag Ag natifnatif
CD79
Lymphopoïèse B
Moelle Absence de lymphocyte BAbsence de lymphocyte B BrutonBruton
IgM et IgD :Domaines variables identiques
IgM et IgD :Domaines variables identiques
Cellule souchelymphoïde Pro B
Pré B B immature
B naïf
Délétion Délétion
++AnergieAnergie
TOLERANCETOLERANCE
HLA DR
TdTTdT
IgMIgMCD19
HLA DR
CD19
CD19
CD19HLA DR
HLA DR
IgMIgM
IgDIgDCD22
CD20
CD20
Pro B Pro B
Pré B Pré B
B immature B immature
B naïf B naïf
IL7 Pre-BCRPuis BCR
BCR-editing
IsotypieTous les individus au sein du même espèce
IgG : C1 C2 C3 C4IgM : CIgA : C1 C2IgE : CIgD : C
IgG
IgM
IgAIgE
IgD
IMMUNOGLOBULINES
AllotypieCertains individus au sein d'une espèce Exemples : Km sur C kappa
Gm sur C1
IMMUNOGLOBULINES
IdiotypieSingularité liée à l'assemblage d'un domaine VH et d'un domaine VL
Idiotope
Idiotope
IMMUNOGLOBULINES
Répertoire BDélétion
Délétion
Elimination des cellules B autoréactives
Répertoire amputéamputénon restreintnon restreint
Epitopes Epitopes conformationnelsconformationnels (ou linéaires)
Elimination des cellules B autoréactives
Répertoire amputéamputénon restreintnon restreint
Epitopes Epitopes conformationnelsconformationnels (ou linéaires)
Lymphocyte B CD19+ 15 - 20% (sang)
OLP : B naïfs () non mutévie brève
B mature ()
OLS : B éduqué Mutations somatiquesMutations somatiques Commutations isotypiquesCommutations isotypiques
ou
OLP : B naïfs () non mutévie brève
B mature ()
OLS : B éduqué Mutations somatiquesMutations somatiques Commutations isotypiquesCommutations isotypiques
ou
DEVELOPPEMENT DES LYMPHOCYTES B
TOLERANCE VIS-À-VIS DES B AUTO-REACTIFS APOPTOSE + ANERGIE + BCR Editing
LES LYMPHOCYTES T
LT
TCRCDR2
CDR3
CDR1
HLA
cellule présentatrice d'Ag
Peptide
Récepteurs clonotypiques des lymphocytes T (TCR)
Protéine associée = CD3 () ( ou )Protéine associée = CD3 () ( ou )
TCR : dimère dimère MonovalentMonovalent
Reconnaît un fragment d'Agfragment d'Ag enchâssé enchâssé dans une molécule HLA
Pas de mutation
TCR : dimère dimère MonovalentMonovalent
Reconnaît un fragment d'Agfragment d'Ag enchâssé enchâssé dans une molécule HLA
Pas de mutation
CD3TCR
Lymphocyte T
CD3
TCR
Epitope
LT
Ag
HLA
TCR
CD3
Apprêtcellule
présentatrice d'Ag
Récepteur disponible+
peptide présentable=
Réponse
Lymphopoïèse T
Moelle (hématopoïétique)
Cellule souchelymphoïde
Pro T Pré T Thymus
12
3
Thymus absent
Thymus absent
Di GeorgeDi George
IL7 Pre-TCRPuis TCR
Lymphopoïèse T Etape Thymique
Sélection positive
+
Sélection négativeSélection positive
+
Sélection négative
1CD3i
CD1
CD2
CD7Cortex superficiel
Cellules = ++++
Cellules = ++++DP CD4
CD8CD3 TCR
et
Cortex profond
Cellules = ++
Cellules = ++
3 SP CD4
CD8CD3 TCR
ou
Médullaire
Cellules = +
Cellules = +
Sélection positive
HLAIIHLAII HLAHLAII
DP DP
TCR TCR CD3CD3
Cellules épithéliales corticales du thymus
CD4CD4
CD8
CD8
SP
TCR CD3
CD8SP
TCR CD3
CD4
Sélection négative
SP
HLA
TCR
CD3
Délétion clonale des cellules autoréactives
Délétion clonale des cellules autoréactives
AffinitéAffinité++++++
AffinitéAffinité++++++
SP
TCR
CD3
TCR-pep-HLA (Soi)
Apoptose>95%
<5% lymphocytes naïfs <5% lymphocytes naïfs - CD45RA- Vie longue (> 3ans)- Circulant- Production restreinte de cytokines (IL-2)
}
Délétion clonale + Anergie
Répertoire T
Délétion
Délétion clonale des cellules autoréactives dirigées contre le soi
TCR-pep-HLA forte affinitéAnergieRépertoire Amputé
Restreint au HLAEpitopes (fragments) linéaires
TCR = Absence de mutation somatique
T CD3+ : 60 à 65% des lymphocytes (sang)
: CD4+ 40 - 45% : CD8+ 20 - 25%
Rapport CD4/CD8
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