Transcript TCR - Pôle de Biologie Pathologie Génétique

IMMUNORECEPTEURS
ORIGINE
MED-2
DIFFERENCIATION REPERTOIRE
DES LYMPHOCYTES B et T
Professeur Lionel PRIN Immunologie Lille2
Université de Lille – Nord de France
INTRODUCTION
ORIGINE DE LA DIVERSITE DES
RECEPTEURS
IMMUNITE
Immunité naturelle
Innée
Immunité adaptative
Apprise
Cellule 1
Lymphocyte 1
Cellule 2
Lymphocyte 2
 Récepteurs invariants
spectre d’éléments
 Large
reconnus
 Récepteurs variables
 Reconnaissance = épitope
Récepteurs clonotypiques
Antigènes Récepteurs de l’immunité adaptative
diversité
chimique
diversité des domaines
variables
épitope ……… paratope
partie : variable
constante
1
lymphocyte (clone) =
1
type de récepteur
" récepteur clonotypique "
Reconnaissance

domaines
Variables
domaines
Constants
Activation
Protéines
associées

Expansion
Différenciation
Signal
 
Apoptose Mémoire
IMMUNITE ADAPTATIVE
Cellule immunocompétente
Antigène (Epitopes)
• spécificité
• immunogénicité
LYMPHOCYTE
Récepteur à domaine variable
PARATOPE
Complémentarité
Image « clé-serrure »
RECEPTEURS
Lymphocytes B = Immunoglobuline : Immunité humorale
Lymphocytes T = 2 chaînes : Immunité cellulaire
EPITOPE
Conformationnel
Linéaire
IMMUNITE ADAPTATIVE
RECONNAISSANCE D’ANTIGENE NATIF
B
EPITOPE CONFORMATIONNEL
OU
EPITOPE LINEAIRE
RECONNAISSANCE D’ANTIGENE FRAGMENTE
APPRETEMENT
T
CPA
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
LcB
Paratope
VH
3 x CDR
LcT
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 (b) : Vb / Cb
Chaîne alpha (a) : Va / Ca
 95%
Chromosome
BCR :
H : VH - CH1 - CH2 - CH3  CH4
Lambda (l) : Vl + Cl
Kappa () : V + C
14
22
2
TCR :
a : (Va -Ca)
b : (Vb -Cb)
g : (Vg -Cg)
d : (Vd -Cd)
14
7
7
14
< 5%
Récepteurs pour l'antigène
VH
Fab
VH
VL
VL
Vb
Constant
Va
Fc
LcB
LcT
Gènes codant pour les domaines Variables (V)
• V : Gènes de Variabilité : VH, VL, Va, Vb
• D : Gènes de Diversité : VH, Vb, Vd
• J : Gènes de Jonction entre les domaines V et C
Réarrangements somatiques
intra chromosomiques
ADN de la lignée germinale
X
Y
//
Coupure
Assemblage
Action de recombinases
RAG-1 / RAG-2
Reconnaissance de signaux
de recombinaison
("heptamère-nonamère")
//
9
7
9
Y
Circularisation
7
9
9
X
//
23
7
7
12
Signaux d'appariements
ADN réarrangé
Gène fonctionnel
X
X
Y
Y
Coupure et perte
de matériel génétique
Transcription
Maturation (épissage)
Traduction
Recombinaison somatique
[1] ADN de la lignée germinale
> 50 VH
VH1
VH3
VHn
//
DH DH
JH JH JH JH
//
Cd
DH
[2] Recombinaison D-J
VHn
//
VH2
Cg3
Ca1
Cg4
Ca2
//
VH2 VH4
VH1 VH3
Cm
DH DH JH
//
//
VH4
[3] Recombinaison V-D-J
Cm
VDJ
[4] Transcription et maturation
(epissage de l’ARN)
[5] Traduction (protéine)
C...
Cm
Cd
Cd...
Cg1
Cg2
Ce
Recombinaisons somatiques
des jonctions imprécises
D
J
Addition ou pertes de nucléotides
Rôle 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)
Anomalie de recombinaison  Abortif
Défauts de recombinaison  déficit immunitaire (SCID)
Génération de la diversité
Diversité "combinatoire"
Choix au hasard des recombinaisons V-D-J ou V-J
Diversité "jonctionnelle"
Au points de jonction V-D-J ou V-J : addition (peptide N)
ou pertes de nucléotides
Diversité "d'association"
Réarrangements indépendants
BCR : de VH et de VL
TCR : de Va et Vb
Appariements au hasard de VH et VL (paratope du BCR)
Appariements au hasard de Va et Vb (paratope du TCR)
Mutations somatiques : uniquement pour le BCR
+++
Dans les centres germinatifs (coopération T-B)
Multiplicité des clones : richesse du répertoire
Richesse du répertoire
Illustration
Domaine variable de la chaîne lourde des Ig
300 VH /
10 DH
/
4 JH
Diversité combinatoire
300 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
BCR : 109 à 1011 Spécificités distinctes
TCR : 109 à 1011 Spécificités distinctes
LES LYMPHOCYTES B
Récepteurs clonotypiques
des lymphocytes B (BCR)
Ag natif
Ig de surface
Ig de surface
CD79
Lymphocyte
B
CD79
BCR : Immunoglobuline de membrane
Monomère : Structure H2L2
Récepteur bivalent
BCR : reconnaît un épitope sur un Ag intact
Partie variable du BCR : Mutations
Protéine associée = CD79 (Iga et Igb)
Lymphopoïèse B
Moelle
IL7
HLA DR
Absence de lymphocyte B
 Bruton
Cellule souche
lymphoïdePro B
B naïf
TOLERANCE
Pro B
HLA DR
B immature
Pre-BCR
Puis BCR
CD19
TdT
Pré B
m
N
CD19
IgM
CD20
Pré B
CD19
HLA DR
B immature
Délétion + Anergie
CD20
HLA DR
IgM
CD19
CD22
IgM et IgD :
Domaines variables identiques
B naïf
IgD
BCR-editing
IMMUNOGLOBULINES
Isotypie
IgM
Tous les individus au sein du même espèce
IgG :
IgM :
IgA :
IgE :
IgD :
Cg1
Cm
Ca1
Ce
Cd
Cg2
Ca2
Cg3
Cg4
IgG
IgE
IgA
IgD
IMMUNOGLOBULINES
Allotypie
Certains individus au sein d'une espèce
Exemples :
Km sur C kappa
Gm sur Cg1
IMMUNOGLOBULINES
Idiotypie
Singularité liée à l'assemblage d'un
domaine VH et d'un domaine VL
Idiotope a
Idiotope b
Répertoire B
Elimination des cellules B autoréactives
Répertoire
amputé
non restreint
Epitopes conformationnels (ou linéaires)
DEVELOPPEMENT DES LYMPHOCYTES B
TOLERANCE VIS-À-VIS DES B AUTO-REACTIFS
APOPTOSE + ANERGIE + BCR Editing
OLP : B naïfs (md)
non muté
vie brève
B mature (m)
OLS : B éduqué
Lymphocyte B CD19+
Mutations somatiques
Commutations isotypiques
g, a ou e
15 - 20% (sang)
LES LYMPHOCYTES T
LT
CDR3
CDR2
TCR
CDR1
Peptide
HLA
cellule
présentatrice d'Ag
Récepteurs clonotypiques
des lymphocytes T (TCR)
TCR
CD3
a
b
TCR
CD3
Lymphocyte T
TCR : dimère ab / Monovalent
Reconnaît un fragment d'Ag enchâssé
dans une molécule HLA
Pas de mutation
LT
Protéine associée = CD3 (gede) ( ou )
CD3
TCR
Epitope
Récepteur disponible
+
peptide présentable
=
Réponse
HLA
Ag
Apprêt
cellule
présentatrice d'Ag
Lymphopoïèse T
Moelle (hématopoïétique)
Cellule souche
lymphoïde
Pro T
IL7
1
2
Pré T
Pre-TCR
Puis TCR
3
Thymus
Lymphopoïèse T
Etape Thymique
Cortex superficiel
CD7
CD1
CD3i
1
CD2
Cortex profond
DP
CD3
CD4
et
CD8
TCR
Médullaire
3
SP
CD3
CD4
ou
CD8
TCR
Sélection positive
CD4
DP
CD4
CD3
CD8
DP
CD8
CD3
TCR ab
TCR ab
HLAI
HLAII
Cellules épithéliales
corticales du thymus
CD4
SP
CD3
CD8
SP
TCR ab
CD3
TCR ab
Sélection négative
Délétion clonale + Anergie
TCR ab
SP
HLA
CD3
TCR-pep-HLA (Soi)
Affinité
+++
SP
Apoptose
>95%
CD3
TCR ab
}
<5% lymphocytes naïfs
N
- CD45RA
- Vie longue (> 3ans)
- Circulant
- Production restreinte
de cytokines (IL-2)
Répertoire T
Délétion
Délétion clonale des cellules autoréactives dirigées contre le soi
TCR-pep-HLA
Anergie
Répertoire
forte affinité
Amputé
Restreint au HLA
Epitopes (fragments) linéaires
TCR = Absence de mutation somatique
T CD3+ :
:
:
60 à 65% des lymphocytes (sang)
CD4+  40 - 45%
CD8+  20 - 25%
Rapport CD4/CD8  