III. Diversité des chaines TCR - Cours de DCEM1 2010/2011 à Amiens
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Immunologie – E. Treiner. RECEPTEUR DE L’ANTIGENEE DES LYMPHOCYTES T - - Le récepteur des lymphocytes T est appelé TCR. C’est un hétérodimère composé de deux chaines polypeptidiques glycosylées αβ ou γδ liées par un pont disulfure. Chaine chaine possède deux domaines immunoglobuline : un domaine variable (V) et un domaine constant (C). Distribution clonale des TCR : chaque lymphocyte T exprime un type de TCR. Le TCR est exclusivement membranaire et possède un seul site de reconnaissance antigénique (contrairement aux immunoglobulines) : clonotype. Dans le sang : o > 90% TCRαβ. o <10% TCRγδ. Chaque chaine variable comprend : o Des régions conservées (=Framework). o Trois boucles hypervariables (HV ou CDR = Complementary Determining Region) qui sont explosée à la surface de la molécule. Elles sont impliquées dans la reconnaissance antigénique (Vβ possède une HV4 impliquée dans la reconnaissance des superantigènes). Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011. Immunologie – E. Treiner. I. Gène du TCR - - Chaque cahine est le produit du réarrangement (+/-) aléatoire au niveau germinal de segments géniques : V-(D)-J-C. C’est l’une des très rares cellules de l’organisme dont le génome n’est pas complet (réarrangement au niveau germinal). Réarrangements séquentiels DJ puis VDJ. Nombreux segments V et J, quelques segments D : o Réarrangement aléatoire des segments V(D)J qui assure la diversité combinatoire. o Jonctions V-D et D-J de longueur et de composition variable : N-additions et/ou excision de nucléotides permettant la diversité jonctionnelle. Il n’y a pas de mutation somatique. Il n’y a pas de commutation isotypique. 1. Locus α et β - Pour la chaine α : o Codée par gènes sur le chromosome 14. o Codée par le segment Ve tg le segment J qui peuvent se recombiner de manière aléatoire. Diversité combinatoire environ 60 x 60. - Pour la chaine β : o Codée par locus sur chromosome 7. o 50 gènes V et 2 Clusters avec chacun segment V, J et C. - Segment Vα t Vβ regroupés en familles (>75% homologies). 2. Locus δ et γ - - La diversité combinatoire de la chaine Cδ est faible car peut ... . Particularité du locus delta : inséré dans le locus α. o Petit cluster D J et C est inséré entre les segments V et les segments J. o Explique qu’au cours de l’oncogénie des lymphocytes T il y a d’abord un réarrangement δ a puis un α. Locus δ inclut dans le locus α : délétion lors du réarrangement α. 8 Vδ dont 5 Vα (communs). 2 segments Dδ peuvent être utilisés simultanément (long CDR3). Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011. Immunologie – E. Treiner. - Diversité combinatoire réduite. Importante diversité jonctionnelle (chaine δ). 3. Mécanismes du réarrangement du TCR - Réarrangement séquentielle : o D’abord D sur J : intervention de protéines particulières tels que RAG1, RAG2, DNA-PK, Artémis, etc. Pathologie : Si RAG non fonctionnel absence de LT et LB. o N et P addition grâce à la TdT. o Puis réarrangement aléatoire de V sur segment DJ recombinés. Intervention des mêmes enzymes que précédemment. Toujours des N et P additions grâce à TdT. o Il y a alors une transcription. o Le pré-ARNm subit un épissage. o L’ARNm sera traduit en protéine. 4. Expression clonale du TCR - Réarrangement de la chaine β par exclusion allélique : o Réarrangement séquentiel sur les deux chromosomes (un allèle à la fois, jamais les deux allèles recombinées en même temps). Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011. Immunologie – E. Treiner. - Réarrangement de la chaine α se fait sans exclusion allélique. o Les deux allèles se réarrangent simultanément. o Il y a une probabilité que 1/3 des LT expriment deux chaines α (mais une seule chaine β). Il y a donc deux types de TCR. o En situation physiologique un seul de ces deux TCR est fonctionnel. Donc malgré l’expression de deux TCR il reste expression clonale. o Dans des situation pathologique le deuxième TCR peut devenir fonctionnel, donc les LT a deux TCR sont des facteurs de risque pour l’apparition d’une auto-immunité. 5. Réarrangement Vα-Jα - - Certaines séquences spécifiques présentent sur le locus permet la formation d’une boucle sur elle même de la partie excisée. Cercle d’excision du LT (appelée TREC) se comporte comme un épisome. Une cellule comprenant un TREC : o La cellule se divise et donc le matériel génétique se réplique sauf le TREC (car épisome). o Le nombre relatif de TREC diminue au long des divisons cellulaires. La quantification des TREC permet d’évaluer les émigrants thymiques récents: mesure de l’activité du thymus. Il est possible de quantifié les TREC afin d’évaluer la production thymique. o Quand le thymus fonctionnement bien, il y a de nouveaux LT avec pleins de TREC. Les vieux LT qui se sont divisés ne possèdent plus beaucoup de TREC. o Utilité dans le suivi thérapeutique. II. Répertoire lymphocytaire T - Le répertoire lymphocytaire T correspond à l’ensemble des TCR présent chez un individus. Il est différent d’un individu à l’autre et n’est pas prédictible avec le génome. Le répertoire théorique est de l’ordre de 1015 à 1018 (ce qui contribue le plus à la diversité totale est la diversité jonctionnelle). Pourquoi théorique ? car jamais aussi important en effet il y a des contraintes exercées sur les répertoires : Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011. Immunologie – E. Treiner. o - Sélection positive et négative. Phénomènes qui ont lieu pendant le développement des lymphocytes T. o Contraintes stériques d’associations α+ β. Deux chaines β et α au hasard peuvent ne pas s’associer par problème de structure. o Réarrangements non aléatoires : tous les segments peuvent êtres utilisés mais certains sont utilisés de manières préférentielles. o Nombre de lymphocytes total : nombre de LT chez l’homme (1012) donc on ne peut pas avoir plus de 1012 LT différents. Le répertoire réel des lymphocytes sanguin est de l’ordre de 2.107. Or dans le nombre de LT sanguins est de 5.109, donc dans le sang un clone comprend environ 250 cellules. III. Diversité des chaines TCR - Domaine variable des chaines β : o Segment V + segment D + segment J. o Les trois boucles hypervariables exposées à la surface et impliquée à la reconnaissance antigénique (appelées CDR1, CDR2 et CDR3). - Les CDR1 et CDR2 sont spécifiques d’un segment V. Exemple : Vβ6 on connait sont CDR1 et sont CDR2. Le CDR3 lui inclut segment D + segment J + nucléotides entre VD et entre DJ. o Variabilité combinatoire et jonctionnelle. o Spécifique de chaque chaine V. o Exemple : deux chaines Vβ.2-Dβ1-Jβ1.2 peuvent avoir des CDR3 différents. Le CDR est dont la région la plus variable du TCR. - - IV. Présentation antigénique - Les CDR1 et CDR2 des chaines α et β sont principalement en contact avec les sillons α qui bordent le sillon à peptide du CMH. Les CDR sont principalement en contact avec le peptide central. Le complexe CMH/peptide polymorphique est en contact aves les régions hypervariables du TCR. Logique car : o Un individu donné a 6 molécules HLA classe I différentes et 6 molécules HLA classe II différentes (donc assez restreint) s’assemble avec CDR1 et CDR2 de nombres différents restreint car codé par le génome. o Le peptide qui varie selon chaque situation pathologique lui s’associe avec la partie la plus variable du TCR : CDR3. Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011. Immunologie – E. Treiner. - Un complexe CMH/peptide donné active un petit nombre de clones Tαβ en fonction de leur spécificité, définie par les CDR1, CDR2, CDR3, α et β. Les LTαβ ne reconnaissent pas d’antigènes natifs (différence avec le BCR). Les LTαβ reconnaissent des complexes CMH + peptide. o Spécificité pour le CMH. o Spécificité pour le peptide. 1. Reconnaissance de super-antigènes - Certains antigènes (d’origine bactérienne) sont capables d’activer un grand nombre de LT (10 à 20%). Les super-antigènes sont des molécules s’associant au CMH classe II et permettent l’interaction avec le TCR de façon indépendante de la chaine α et CDR3β. Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011. Immunologie – E. Treiner. - - Un superantigène active tous les LT qui expriment une chaine Vβ particulière : rôle CDR1 et CDR2, et de la boucle HV4. Production massive de cytokines par les LT CD4 activés par un superantigène à l’origine : o D’une toxicité systémique. o D’une suppression de la réponse immunitaire « normal ». Les plus connues : o Entérotoxines du staphylocoque (SEA, SEB, etc.) à l’origine d’un empoisonnement alimentaire. o Toxine du syndrome de choc toxique 1 (TSST-1). 2. Reconnaissance antigénique par les LTγδ - - Les lymphocytes T γδ sont minoritaires dans le sang, mais abondants dans certaines muqueuses (intestinale ++). Reconnaissance antigénique très mal connue : o Certains LTγδ reconnaissent des molécules du CMH Ib non classique (exemple : CD1). o Certains LTγα reconnaissent des molécules conversées invariantes (présentent dans les situations de stress) (exemple molécule de stress thermique: HPS). o Les LTγδ du sang reconnaissent des molécules phosphatées. o Certains LTγδ reconnaitrant des antigènes natifs. Les LTγδ sont impliqués dans l’immunité « intermédiaire » : mi-innée/mi-adaptative. o Première ligne de défense au niveau muqueux. o Rôle immunorégulateur. o Rôle anti-tumoral ? 3. Reconnaisance du CMH par les lymphocytes NK - - Interaction des lymphocytes NK avec le CMH Ia et certains CMH Ib (dont HLA-E et HLE-G). Récepteurs NK : o CD94/NKG2A : HLA-E + peptide signal des CMH Ia = complexe invariant. o KIR : Killer Ig-Like receptor : o Polymorphique, expression en mosaïque. o Reconnaissent des groups de CMH Ia. o Orientation différente du TCR. o Effet minime du peptide présenté. o Reconnaissance de résidus relativement conservés. Interactions NK – CMH classe I : inhibition des fonctions des lymphocytes NK (sauf MIC A et B). Les lymphocytes NK attaquent les cellules CMH I – négatives : missing-self. o Certains virus. o Transformation tumorale. Cours d’Inès Masmoudi. DCEM1 2010-2011.
