- Receptor de Linfócitos T - Complexo Principal de Histocompatibilidade - MHC

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1 - Receptor de Linfócitos T - Complexo Principal de Histocompatibilidade - MHC Prof. Helio José Montassier

2 Moléculas de Reconhecimento do Sistema Imune Adaptativo Imunoglobulinas (Igs - BCR) linfócito B Receptor dos linfócitos T (TCR) Tc CD8+ (Tcitotóxico) e Th CD4+(Thelper ou Tauxiliar) Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC classes I e II) células apresentadoras do antígeno ou APCs / Rejeição a Transplantes entre vertebrados geneticamente não compatíveis.

3 Receptor para Reconhecimento de Ags dos Linfócitos T - TCR

4 Fig. O Receptor da Célula T é parecido com um fragmento Fab de Imunoglobulina ligado à membrana

5 Fig Estrutura do TCR.

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7 Fig. Organização dos genes codificadores das cadeias e do receptor de Cel. T.

8 Fig. - Rearranjo e expressão dos genes codificadores de cadeias e do receptor de cel. T

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11 Complexo Principal de Histocompatibilidade CPH / MHC

12 Complexo Principal de Histocompatibilidade MHC Descoberta Histórico

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15 Base Genética das Reações de Rejeição de Transplantes Linhagens de camundongos isogênicos todos os genes são idênticosl O transpalnte de enxertos de pele entre linhagens demonstram que A rejeição ou aceitação é dependente da genética de cada linhagem A A ACEITAÇÃO Enxerto de pele de uma linhagem isogênica (A) é transplantado para um camundodongo da mesma linhagem (A) B A REJEIÇÃO Enxerto de pele de uma linhagem isogênica (B) é transplantado para um camundodongo de uma linhagem geneticamente diferente (A) crah1@le.ac.uk Slide 4/54

16 Base Imunológica das Reações de Rejeição de Transplantes Linhagem B Linhagem A Rejeição primária de enxerto de pele 10 dias Linhagem C Lyc Transferência de Lys Do Camund. Linhagem A Primado com enxerto da Linhagem B Camundongo Virgem de Contato com Enxerto Lin. B 6 months Rejeição secundária de enxerto de pele 3 dias Rejeição primária de enxerto de pele 10 dias A rejeição a transplantes é mediada por respostas imunes Ag-específicas Com o desenvolvimento de memória imunológica. crah1@le.ac.uk Slide 5/54

17 EM CAMUNDONGOS.

18 Immunogenética da Reação de Rejeição de Enxertos Linhagens Parentais A X B Híbrido-F1 (um conjunto de alelos de dos pais A x B A x B ACEITAÇÃO A B REJEIÇÃO Camundongos F1 (A x B) são tolerantes a enxertos de pele de A ou de B Enxertos de pele de animais (A x B) apresentam Ags que são reconhecidos como estranhos pelas linhagens parentais (A ou B) crah1@le.ac.uk Slide 6/54

19 Major Histocompatibility Complex MHC Complexo Principal de Histocompatibilidade Em camundongos o MHC é chamado H-2 Animais (Receptor e Doador) de Linhagens identicas em H-2 não desenvolvem reação de rejeição de enxertos de pele, enquanto que Animais de Linhagens diferentes em H-2 desenvolvem reação de rejeição de enxertos de pele. In humans the MHC is called the Human Leukocyte Antigen system HLA Only monozygous twins are identical at the HLA locus The human population is extensively outbred MHC genetics in humans is extremely complex crah1@le.ac.uk Slide 7/54

20 Mapa simplificado da região HLA MHC Humano e do MHC de Camundongos (H2) Genes in the MHC locus encode most of the proteins that form the machinery of antigen processing and presentation

21 Importância do MHC no Reconhecimento de Antígenos pelos Linfócitos T

22 Reconhecimento Ag por cels. T requer que os fragmentos peptídicos sejam apresentados pelas CPAs que expressam moléculas do MHC Ag nativo Solúvel Ag nativo Superfície Celular YT Ags peptídicos Solúveis Ags peptídicos Superfície Celular Ags peptídicos na superfície celular apresentados por cels. que expressam moléculas do MHC Não Resposta de cels. T Não Resposta de cels. T Não Resposta de cels. T Não Resposta de cels. T Resposta Cel. T crah1@le.ac.uk Slide 10/54

23 MHC São glicoproteínas de membrana, que apresentam alta possibilidade de interação com peptídeos antigênicos diferentes.

24 Major Histocompatibility Complex (MHC) Complexo principal de histocompatibilidade Moléculas de apresentação do Ag MHC classe I MHC classe II Células apresentadoras de Ag (APC = Antigen Presenting Cell) Macrófagos (M ), células dendríticas (DC) e linfócitos B (LB)

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26 Resposta Celular - LT O TCR somente reconhece o Ag se o mesmo estiver associado ao MHC. De acordo com o tipo de linfócito, a ação será diferente: LTc age diretamente sobre o Ag, levando à lise; LTh atua através da secreção de citocinas, em praticamente todas as células do SI.

27 Modelo Estrutural Simplificado das Moléculas do MHC-I e MHC-II

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29 Estrutura Geral das Moléculas de MHC de classe I m Cadeia de 43kDa codificada pelo MHC Cadeia está ancorada na membrana celular Peptídeo antigênico presente em uma fenda formada por um par de - hélices no assoalho - folhas anti-paralelas Região Transmembrana Cauda Citoplasmática 2-microglobulin, tem 12kDa, não codificada pelo MHC não- tem parte transmembrana, não covalentemente ligada a cadeia Os domínios 3 & 2m apresentam homologia estrutural e na Sequência de aminoácidos com os domínios C de Igs SUPERFAMILIA - GENE de Ig crah1@le.ac.uk Slide 13/54

30 MHC class I molecule structure Peptide -chain 2-microglobulin Chains Structures

31 Estrutura Geral das Moléculas de MHC de classe II Cadeia com 34kDa e cadeia com 29 kda codificadas pelo MHC-II As cadeias e estão ancoradas na membrana celular Não há 2-microglobulina Peptídeo antigênico presente em uma fenda formada por um par -helices no assoalho de estruturas em -folha anti-paralela Os domínios 2 e 2 apresentam homologia estrutural e na Sequência de aminoácidos com os domínios de Ig SUPERFAMÍLIA GENE Ig crah1@le.ac.uk Slide 16/54

32 MHC class II molecule structure Peptide -chain -chain Cleft is made of both and chains

33 Cleft geometry -chain -chain Peptide 2-M Peptide -chain MHC class I accommodate peptides of 8-10 amino acids MHC class II accommodate peptides of >13 amino acids crah1@le.ac.uk Slide 19/54

34 Fig Allelic variation occurs at specific sites within the MHC molecules. Variability plots of the MHC molecules show that the variation arising from polymorphism in the MHC molecules is restricted to the amino-terminal domains ( 1 and 2 domains of class I and predominantly the 1 domain of MHC class II molecules), the domains that form the peptide-binding cleft. Moreover, allelic variability is clustered in specific sites within the amino-terminal domains, lying in positions that line the peptide-binding cleft, either on the floor of the groove or directed inwards from the walls.

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36 Fig. - Os patógenos e seus produtos podem ser encontrados ou no citosol ou no retículo endoplasmático e a partir desses locais interagem com diferentes moléculas do MHC e com difetrentes tipos celulares Vírus Bacts. Intra-Cels Facultativas Bacts. Extra-Cels. Toxinas e Vírus no Meio Extra-Cel

37 How class I- and class II-associated antigen presentation influence the nature of the host T cell response

38 Fig. As propriedades das cels. Apresentadoras de Ag por MHC-II

39 Fig. Degradação e transporte de Ags que se ligam a molécules de MHC de classe I. A fonte de peptídeos para se ligar ao MHC de classe I é a degradação de proteínas no citosol. A digestão de proteínas citosólicas ocorre em um grande complexo de proteases, chamado proteossomo. Esta estrutura contém 28 subunidades organizadas em 4 anéis de 7 subunidades cada. Não se sabe como que ocorre a degradação de um Ag proteíco citosólico no proteossomo. Os fragemntos peptídicos gerados no proteossomo são transportados para o lúmen do retículo endoplasmátio (ER) pelo sistema TAP-transportador. Nesse local, os peptídeos se ligam ao complexo da molécula parcialmente dobrada do MHC, liberando a molécula de classe I do MHC do complexo TAP/tapasina, possibilitando, assim, que o complexo peptídeo Ag:MHC seja expresso na superfície celular.

40 Fig. As moléculas de MHC de classe I não saem do retículo endoplasmático a menos que elas se liguem com os fragmentos peptídicos antigênicos. Fragmentos peptídicos gerados por degradação de Ags proteícos no citoplasma são transportados para o lúmen do reticulo endoplasmático. As cadeias das moléculas do MHC de classe I se juntam no reticulo endoplasmático com uma proteína ligada à membrana, chamada calnexina (Cx). Quando este complexo se liga a b2-microglobulin (b2m) ele é liberado da ligação com a calnexina e a molécula de MHC de classe I parcialmente dobrada combina-se com a subunidade TAP-1 do sistema de transporte citoplasmático TAP por interagir com uma molécula de associada ao TAP, chamada tapasina, e uma chaperonina, chamada calreticulina. Nessa condição o MHC-I fica retido no retículo endoplasmático até se combinar com o peptídeo antigênico e poder ser então liberado. O complexo peptide:mhc é então transportado através do complexo de Golgi para a superfície celular.

41 Fig Ags que se ligam às moléculas de MHC de classe II são degradados em endossomos acidificados. Em alguns casos, a fonte dos pepptídeos antigênicos pode ser bactéria ou parasitas que tenham invadido a célula para se replicar em vesiculas intra-celulares. Em alguns outros casos, tal como ilustrado neste slide, os microrganimos ou proteínas estranhas podem ser capturadas pelos fagócitos e direcionados para a fusão com os lisossomos para degradação, ou são endocitados por outras células apresentadoras de Ag. Após a fusão com os lisossomos, o ph das vesiculas (endossomos) contendo os patógenos endocitados se reduz progressivamente, sendo ativadas proteases que residem dentro do endossomo para degradar o material endocitado. Em algum ponto em sua via de expressão na superfície celular, moléculas recém-sintetizadas de MHC de classe II entram nos endossomes e se ligam com os fragmentos peptídicos dos patógenos, transportando estes peptídeos para a superfície celular.

42 Fig. As moléculas de MHC de classe II associadas com as cadeias invariantes retarda a ligação com peptídeos e direciona tais moléculas para dentro dos endosomes. As cadeias invariantes (Ii) se juntam com as moléculas recém-sintetizadas de MHC de classe II no retículo endoplasmático, impedindo as moléculas do MHC de classe II de se ligarem com peptídeos intracelulares e com proteínas parcialmente dobradas presentes no lumen do RE. As cadeias invariantes direciona o transporte das moléculas do MHC de Classe II para o complexo de Golgi e para os endossomosacidificados contendo peptídeos antigênicos de bactérias residentes ou de proteínas extracelulares endocitadas. Nesse ponto, as cadeias invaraintes são clivadas e as moléculas de MHC de classe II se liga com o peptídeo antigênico e é transportada para a superfície celular. Model structure courtesy of P Cresswell.

43 Sinapse Imunológica MHC-II e Cels. Th (CD4+)

44 Sinapse Imunológica MHC-I e Cels. Tc (CD8+)

45 Sinapse Imunológica e Moléculas Coestimulatórias na Regulação Negativa de Atividade de Cels. T

46 Summary: RESUMO A rejeição a transplantes ocorre como resultado de respostas imunes anti- MHC. Transplant rejection occurs as a result of anti MHC immune responses O MHC foi descoberto em experimentos com linhagens isogênicas de The MHC was discovered using inbred strains of mice camundongos. T cells recognise antigens in the context of MHC molecules As Cels. T reconhecem antígenos no contexto das moléculas do MHC. MHC molecules bind to peptide antigens As moléculas de MHC se ligam a antígenos peptídicos. The structure of MHC molecules is directly related to their function in antigen presentation A estrutura das moléculas de MHC está diretamente relacionada a suas funções na apresentação de antígenos. Polymorphism and polygenism in the MHC protects the population from pathogens evading the immune system Polimorfismo e poligenismo nos genes e moléculas do MHC garante uma maior capacidade de resistência / sobrevivência entre a população de organismos hospedeiros contra os mecanismos de virulência ou de evasão dos patógenos. crah1@le.ac.uk Slide 53/54