les lymphocytes t - Pôle de Biologie Pathologie Génétique
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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
