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Commutation isotypique Phénomène aboutissant à la production dIg dune classe ou sous-classe isotype donnée Association des gènes VDJ codant pour une région.

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1 Commutation isotypique Phénomène aboutissant à la production dIg dune classe ou sous-classe isotype donnée Association des gènes VDJ codant pour une région variable à celle dun segment C H codant pour la région constante dune chaîne lourde Les gènes C H sont situés en 3 des segments V dans lordre 5-C -C -C -C -C -C -C -C -3 Réarrangement par accolement de deux régions S (switch) et élimination du DNA en 5

2 Raison dêtre des IgM Première ligne de défense contre certains antigènes avant que le processus dimmunopoïèse puisse se mettre en place Efficaces pour la neutralisation des agents infectieux et pour lactivation du complément

3 Commutation isotypique Phénomène à sens unique généralement en une étape mais parfois séquentiel Phénomène lié à limmunopoïèse (non à la lymphopoïèse) et étroitement dépendant de signaux des lymphocytes T CD4+

4 Réseau idiotypique Théorie selon laquelle il existerait normalement un réseau danticorps (avec des déterminants idiotypiques) et danticorps anti-idiotypiques. Le déclenchement dune réponse immunitaire serait lié à la rupture de cet équilibre par lintroduction de lantigène

5 Présentation des antigènes et complexe majeur dhistocompatibilité

6 Comment observer les réponses des lymphocytes T in vitro? Sacrifice et prélèvement des organes lymphoïdes (rate et ganglions lymphatiques) Préparation dune suspension cellulaire T M DC

7 Comment observer les réponses des lymphocytes T in vitro? Préparation dune suspension cellulaire T M DC Mise en culture pendant 4 jours Antigène : p.ex albumine de boeuf

8 Comment observer les réponses des lymphocytes T in vitro? Analyse de la prolifération cellulaire par incorporation de thymidine marquée au tritium dans le DNA Quantité dantigène Radioactivité

9 Comment observer les réponses des lymphocytes T in vitro? Analyse de la prolifération cellulaire par incorporation de thymidine marquée au tritium dans le DNA Aucune réponse mesurable si la souris na pas été préalablement immunisée avec le même antigène Il y a des cellules qui répondent chez la souris naïve mais leur fréquence est trop faible pour être observée par ce type de test

10 Comment observer les réponses des lymphocytes T in vitro? Injection dalbumine bovine 4 semaines plus tard, sacrifice et test de prolifération

11 Comment observer les réponses des lymphocytes T in vitro? Forte réponse proliférative : réponse immunitaire secondaire

12 Les cellules accessoires (M ou DC) sont indispensables à la réponse Pas de cellule accessoire, pas de réponse Quantité dantigène Radioactivité

13 Cellules accessoires = cellules présentatrices dantigène (professionnelles)=APC Attention : toute cellule nuclée présente des antigènes par ses molécules de classe I. Pourtant, lusage réserve le terme cellule présentatrice aux cellules capables de présenter via les molécules de classe II aux lymphocytes T CD4+

14 fixation tue les cellules sans en altérer les structures membranaires

15 La fixation des cellules présentatrices avant leur exposition à lantigène abolit leur fonction de présentation La fixation après lexposition à lantigène permet le maintien de la fonction de présentation

16 Laddition de peptides de taille adéquate sur des cellules accessoires préalablement fixées permet le maintien de la fonction présentatrice

17 La viabilité des cellules accessoires est essentielle à la captation de lantigène, à son clivage en peptides de taille adéquate et à la présentation de certains dentre eux à la surface cellulaire, «chargés» sur des molécules du CMH de classe II.

18 Une cellule présentatrice dantigène doit… Pouvoir capter lantigène dans le milieu extracellulaire par –phagocytose –ou par endocytose (grâce à un récepteur) Exprimer des molécules de classe II du CMH

19 Deux grands types dAPC Cellules de la lignée myéloïde –Macrophage & cellules dendritiques Lymphocytes B Les APC les plus efficaces pour initier une réponse immunitaire sont les cellules dendritiques En plus de leur rôle dans limmunité humorale, les lymphocytes B sont des APC et utilisent le BCR pour la captation des ag

20 Comment se passe lapprêtement?

21 Apprêtement peptidique Acidification dans les compartiments endosomiaux Fusion avec les lysosomes et exposition à de multiples hydrolases pH dépendantes (protéases, glycosydases, etc.) Clivage en peptides de 13 à 18 aa Chargement sur les molécules de classe II du CMH et expression à la membrane

22 Structure des molécules de classe II du CMH Deux chaînes et liées de façon non covalente

23 Structure des molécules de classe II du CMH Membre de la superfamille des immunoglobulines Site de liaison au peptide

24 Superfamille des immunoglobulines Superfamille de protéines qui possèdent des similarités de structure et de séquence avec les immunoglobulines Un des points communs est lexistence de domaines « immunoglobulin-like » résultant de deux feuillets antiparallèles apposés lun sur lautre Attention : la plupart des membres de la superfamille des immunoglobulines ne sont pas des immunoglobulines, nont pas de partie variable et ne lient pas lantigène.

25 Liaison au peptide

26 Apprêtement des protéines synthétisées dans la cellule Protéines codées par le DNA de la cellule Protéines « étrangères » dun agent infectieux qui infecte la cellule considérée (virus, bactérie, champignon) Utilise les voies de dégradation nécessaire au turn-over des protéines cellulaires = le protéasome

27 Ubiquitine et protéasome

28 Transport des peptides vers le réticulum endoplasmique Transporters associated with antigen processing

29 Comparaison des deux voies

30 Molécules de classe I du CMH

31 Membre de la superfamille des immunoglobulines Deux chaînes –Chaîne de 45 kDa – 2-microglobuline (qui nintervient pas directement dans la fixation du peptide)

32 Molécules de classe I du CMH Forte affinité pour le CD8

33 Fixation des peptides aux molécules du CMH-agrétopes CMH classe I

34 « Spécificité » des molécules CMH Nous possédons au maximum 6 molécules de classe I et 12 molécules de classe II –Cest assez pour reconnaître des dizaines de milliers de peptides différents; Les molécules du CMH sont donc sélectives mais nont en aucun cas la spécificité du TCR

35 CMH classe I vs classe II

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37 Nouvelle donnée : cellules dendritiques et présentation croisée via classes I

38 Cellules dendritiques A la différence des macrophages et des lymphocytes B, les cellules dendritiques sont parfois capables de présenter via des molécules CMH de classe I des protéines « venant de lextérieur » : on parle de présentation croisée Quand une cellule dendritique phagocyte une cellule apoptotique, une partie des peptides qui résultent de cette phagocytose pourrait être présentée de la sorte

39 Complexe majeur dhistocompatibilité

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41 Les molécules du CMH ne sont pas les mêmes chez tous les individus!

42 Organisation génétique du complexe majeur dhistocompatibilité ou complexe HLA (human leucocyte antigens)

43 Complexe HLA (chromosome 6) très simplifié!! 3 classes de produits

44 Classe I CMH I présentes sur toutes les cellules nucléées et intervenant dans la présentation des peptides endogènes aux lymphocytes T CD8 + Dimères mais seule la chaîne fait partie du CMH. La 2 -microglobuline nen fait pas partie Trois types de molécules HLA de classe I : HLA- A, HLA-B et HLA-C

45 Classe II Molécules du CMH présentes sur les cellules présentatrices dantigènes (DC, MF et lymphocytes B) et intervenant dans la présentation des antigènes exogènes aux lymphocytes T CD4+ Dimères dont les deux chaînes et font partie du CMH Trois types de molécules HLA de classe II : HLA- DP, HLA-DQ et HLA-DR

46 Classe III Coincés entre les gènes des produits de classe I et de ceux de classe II Mais très différents de ces derniers : ninterviennent pas dans la présentation des antigènes mais plutôt dans la régulation daspects divers de la réponse immunitaire Par exemple : C2, C4, TNF-, TAP, éléments du protéasome

47 Les molécules du CMH ne sont pas les mêmes chez tous les individus!

48 Polymorphisme des molécules HLA

49 Polymorphisme des gènes du HLA Les gènes du CMH sont les plus polymorphiques de tout le génome variants alléliques : HLA-A 120 HLA-B249 HLA-C70 HLA-DR259 HLA-DP99 HLA-DQ55

50 Haplotypes Les loci du complexe CMH sont très proches : le taux de recombinaison au sein du CMH est donc très faible (moins de 0.5%) Les allèles du CMH sont donc transmis « en bloc » de chaque parent : transmission dun haplotype comprenant un ensemble dallèles pour les trois régions du CMH

51 Polymorphisme Chaque cellule exprime 6 molécules de classe I différentes - 2 HLA-A, 2 HLA-B & 2 HLA-C (une copie de chaque parent) Les cellules spécialisées (CPA) expriment aussi jusquà 12 molécules de classe II Une copie de HLA-DR et HLA-DR de chaque parent qui peuvent sassocier pour former 4 molecules différentes Idem pour les chaînes et de HLA -DP et -DQ

52 Polymorphisme Il existe aussi un polymorphisme pour les produits de classe III : tous les individus dune même espèce nont pas exactement les mêmes cytokines, le même système du complément, le même protéasome, les mêmes transporteurs TAP

53 Pourquoi un tel polymorphisme? Diversité des individus dune même espèce face à une épidémie par exemple

54 HLA et maladies Certains allèles du HLA sont associés à des maladies autoimmunitaires ou inflammatoires. Pq? –Déséquilibre de linkage avec des allèles codant pour des produits de classe III –Présentation de peptides microbiens potentiellement autoréactifs

55 Pourquoi le CMH sappelle-t-il CMH? Complexe majeur dhistocompatibilité –complexe de loci qui codent pour une famille dantigènes cellulaires principalement responsables du rejet des greffes allogéniques (greffe de cellules ou de tissus entre individus de la même espèce)

56 Les protéines du CMH portent des déterminants antigéniques allotypiques!

57 Les protéines du CMH portent des déterminants antigéniques allotypiques qui sont reconnus par les lymphocytes T

58 La reconnaissance des déterminants antigéniques allotypiques des molécules du CMH est qualitativement et quantitativement différente de celle des autres antigènes!

59 Chez un individu naïf (qui na jamais rencontré lantigène considéré) Fréquence des lymphocytes T capables dinteragir avec un antigène viral ou bactérien : 1/ Fréquence des lymphocytes T capables dinteragir avec un déterminant antigénique allotypique non-CMH (p.ex. dune immunoglolubline : 1/ )

60 Chez un individu naïf (qui na jamais rencontré lantigène considéré) Fréquence des lymphocytes T capables dinteragir avec un déterminant antigénique allotypique dune molécule CMH donnée (p.ex. HLA-A) : >1% (pfs 5-10%)

61 La fréquence très élevée de lymphocytes T capables de reconnaître les déterminants allotypiques des molécules du CMH explique la responsabilité majeure de ces derniers dans le rejet des greffes allogéniques (complexe majeur dhistocompatibilité)

62 Pourquoi une fréquence si importante? Quelle est le mode de reconnaissance des déterminants allotypiques des protéines du CMH par les lymphocytes T?

63 Deux modes de reconnaissance : un « classique » et un qui lest moins...

64 Exemple : le rein de monsieur A (HLA-DR3) est greffé à monsieur B (HLA-DR7) Comme tout organe le rein de monsieur A contient des cellules qui expriment des molécules CMH de classe II (cellules dendritiques, macrophages ou lymphocytes B)

65 Cellule dendritique de M. A (donneur HLA-DR3) HLA-DR3 Peptide

66 Cellule dendritique de M. A (donneur HLA-DR3) Macrophage de Monsieur B (receveur HLA-DR7) Endosome HLA-DR7 Peptide issu dune des chaînes du HLA-DR3 de M. A

67 M de Monsieur B (receveur) Lympho T de M. B receveur TCR Peptide dérivé du HLA-DR3 de M.A donneur Molécule CMH de M. B receveur (HLA-DR7)

68 Cest lalloreconnaissance indirecte : la présentation dallopeptides (dérivés de lalloCMH) par des molécules CMH du soi comme pour tout antigène : faible fréquence de cellules répondeuses

69 Mode de reconnaissance moins classique

70 Cellule dendritique de M. A (donneur HLA-DR3) Lympho T de M. B receveur

71 Cest lalloreconnaissance directe : la reconnaissance directe de lalloCMH (sans apprêtement de celui-ci) avec une affinité suffisamment grande pour activer le lymphocyte T et ce indépendamment du peptide présenté par cet alloCMH

72 Normalement, le TCR doit posséder une certaine affinité pour le CMH du soi pour pouvoir sy ancrer et interagir avec le peptide présenté...

73 mais en aucun cas, cette affinité ne doit être suffisante pour permettre lactivation de lymphocyte T : la reconnaissance spécifique du peptide présenté est rigoureusement nécessaire à lactivation Cest la base de la spécificité du système : les lymphocytes T dont le TCR possède une trop forte affinité pour une molécule CMH du soi sont éliminés dans le thymus

74 La reconnaissance directe dalloCMH prend en défaut ce système de contrôle et constitue une perte majeure de discrimination du TCR : une fréquence élevée de lymphocytes T est stimulé par une molécule alloCMH donnée

75 Alloreconnaissance Interaction physiologique avec un complexe peptide + CMH du soi –Faible niveau dinteraction avec le CMH lui-même. Haut niveau dinteraction avec le peptide. Haut niveau de spécificité Alloreconnaissance indirecte : IDEM Alloreconnaissance directe –Haut niveau dinteraction avec le CMH. Faible niveau dinteraction avec le peptide. Dégénérescence de la spécificité


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