Imunologie curs 10Mecanimele TI

Vorbim despre LT matur atunci cand acesta are toti receptorii necesari pe membrana. Cu toate acestea, LT poate fi matur, dar naiv, necunoscand inca toate Ag self. Timusul nu este suficient pentru invatarea selfului, deci este nevoie ca LT sa ajunga si in periferie pentru instruire suplimentara. De aceea este nevoie si de o TI periferica.LT mature, dar naive, odata ajunse in afara timusului, pot reactiona cu antigenele self, devenind autoreactive fata de self. Se intampla in conditiile: Ag self sunt prezente in concentratii mari LT intalneste un Ag self care nu i-a fost prezentat in timus; de exemplu, toate tesuturile privilegiate imunologic cu Ag lor.Mecanismele de TI periferice:1. Selectia negativa2. Absenta costimularii3. Incapacitatea de a intalni Ag self4. Declansarea unor semnale pro-apoptotice din afara limfocitelor

1. Selectia negativa este acelasi lucru cu selectia negativa din timus: odata ajunse in periferie, LT reiau contactele cu Ag self. Atentie! Se reiau contactele cu Ag prezentate in timus, dar si cu alte Ag care nu au fost prezentate anterior; Aceste Ag self vor fi prezentate pe molecule MHC 1/2. Procesul de TI este controlat de afinitatea legarii, de forta legaturii dintre TCR-ul LT si complexele epitopi-MHC. Vor supravietui exact aceleasi LT care stabilesc contacte de afinitate mica-medie. Celelalte (care au stabilit contacte prea puternice cu self-ul) vor intra in apoptoza prin mecanism intrinsec.NB: In timus mureau si LT ce faceau contacte foarte slabe sau nu faceau deloc. In periferie ajung doar cele mature. Cele ce vor stabili contacte prea puternice si ar putea deveni auto-reactive sunt eliminate2. Absenta costimularii: Orice LT matur, printre receptorii pe care ii are pe membrana, are si receptorul CD28 si receptorul CTLA4 (semnalizeaza cu activare sau inhibitie). Ambele tipuri de receptori au afinitate pentru acelasi ligant proteina B7 sau CD80 de pe APC. Intre receptorul stimulator si cel inhibitor se realizeaza competitie pentru aceeasi molecula proteica. Proteina B7 nu este prezenta de la inceput pe membrana APC-ului (nu apare cand APC este inactiv). Ea apare doar atunci cand APC-ul a fost activat prin receptor Toll de catre non-self. Un LT, pentru activare, are nevoie de 2 stimului: unul venit de la complexul Epitop-MHC ce este receptionat pe complexul TCR-CD3, celalalt este proteina B7 ce va fi preluat de receptorul CD28 de pe LT. Epitopii self din periferie vor fi prezentati pe molecule MHC. Deci se asigura semnalul 1 spre LT. Insa costimularea nu mai are loc pentru ca epitopul este self, deci nu se poate fixa pe receptorul Toll (recunoaste doarnon-self). Astfel nu se declansaza activarea APC prin sinteza de B7.Daca APC-ul este gasit intr-o situatie in care are B7 pe membrana, deci se declansaza si costimularea, LT nu vine la recunoastere cu CD28, ci il recunoaste cu CTLA4 care nu este inhibitor absolut. El declansaza o alta modalitate de raspuns in LT: in loc sa se comporte ca un limfocit efector, adica sa declanseze RIU sau RIC, in urma stimularii cu CTLA4, isi schimba profilul, devenind un LTreg (supresor).3. Incapacitatea de a intalni Ag self: acest lucru este valabil pentru teritoriile privilegiate imunologic, adica acele teritorii pentru care exista granite anatomice intre celulele sistemului imun si structurile respective: neuronii din SNC, celulele pancreasului endocrin, mai ales celulele , celulele gobilor oculari, structurile testiculare.4. Receptionarea de semnale pro-apoptotice din afara LT: Semnalele sunt venite pe receptorii tanatogeni din clasa Fas prezenti pe LT in conditiile in care anumite celule somatice exprima pe membranele lor un ligand: FasL. LT intra in apoptoza doar cand se intalneste cu celule somatice ce au asemenea liganziExemplu:a. Fiziologic: celulele globului ocular care, pe langa faptul ca sunt slab vascularizate, exprima pe membranele lor un FasL. Daca un LT intra in contact cu aceste celule, el va intra in apoptoza pe calea FasL.b. Patologic: macrofagele care sunt infectate cu HIV incep sa expuna proteine FasL. Pe langa acest fapt, ele isi prezinta si epitopii. LTh (celula CD4+) vine la cooperare pentru a primi informatia epitopului. Cand coopereaza, intra in apoptoza pentru ca se semnalizeaza moarte pe directia Fas. Acesta este modul in care CD4+ scad in infectia HIV.

Controlul TIDoua grupe de mecanimse de control:1. Prin apoptoza2. Mediat celular

ApoptozaApoptoza = moartea celulara programata, o optiune a celulei adoptata in 2 situatii: In mediu extern s-a dezechilibrat foarte tare homeostazia Mediul intern prezinta niste modificari incompatibile cu supravietuirea.In ambele cazuri, celula isi deruleaza un program de stingere a luminii ce difera prin modul de activare: Extrinsec: declansat de activarea receptorilor tanatogeni (ai mortii celulare)Sunt 3 categorii mari de receptori: TNFR, Fas si CD38. Fiind situati pe membrana externa, ei vor fi activati de liganzi: TNF sau (in inflamatie), FasL si CD31.Prin acesti receptori s-au declansat semnale spre interiorul celulei. Imediat vin la cooperare in citosol, caspazele enzimele apoptotice. (caspaze enzime ce sunt proteaze, activate prin proteoliza limitata pe resturi de acid aspartic (asp) + un C). Primele care vin la activare sunt caspazele 8 si 10 care incep sa trimita semnale in profunzimea celulei. Ele vor declansa apoptoza pe 2 cai: Mecanism mitocondrial independent: caspaza 8 activeaza caspaza3 care este translocata in nucleu, unde exercita 2 actiuni:a. Activeaza o alta proteaza = CAD (DN-aza activata de caspaza). Ea taie ADN-ulb. Blocheaza enzimele de reparare a ADN-ului prin ligaze s.a. Mecanism mitocondrial-dependent: caspaza 8 ataca proteina Bid proteina pro-apoptotica din familia Bcl2. Dupa activarea Bid, se taie un fragment din aceasta, rezultand o proteina mai mica = Bim [un fel de bidon minor]. Impreuna cu Bim, caspaza 8 incepe sa atace membrana mitocondriala externa. Dupa un timp, in aceasta membrana apar fisuri prin care, din spatiul membranar mitocondrial, scapa citocromul c. Odata scapat, el amorseaza apoptoza. Intrinsec: este mecanismul mitocondrial. Se porneste de la compromiterea membranei mitocondriale (atat interna, cat si externa). Aceasta apare cand creste prea mult Ca in celula. Daca activarea este prea puternica, Ca induce apoptoza. Un alt mod este acumularea de SRO (fiecare celula din corpul uman produce cantitati mici de SRO). Cum creste concentratia, celula se autodistruge prin dclansarea apoptozei.Stimularea excesiva prin citokine si factori de crestere. Factorii de crestere o determina sa intre in mitoze. Cand capacitatea celulei de diviziune este scazuta, aceasta intra in apoptoza.Mecanismele controlului TI:Apoptoza intervine pe mai multe nivele: In timus: mecanismul este numit apoptoza pasiva. Celulele ce sufera acest tip de apoptoza sunt: precursorii de LT ce nu au reusit sa sintetizeze TCR, precursorii ce au sintetizat TCR, dar nu au avut contact cu Ag, precursorii ce au stabilit contacte prea slabe.Toate mor prin acelasi mecanism ce implica receptorii CD38. Receptorii CD38 au ca ligand CD31 care este prezenta pe toate celulele din timus: celulele epiteliale timice, celulele dendritice imature si precursorii limfocitari (acelasi LT are si CD38 si CD31).Receptorul CD38, pentru a putea declansa apoptoza, trebuie sa trimita semnale spre caspaze. Dar el are un SIC foarte scurt, deci nu poate semnaliza intracelular de unul singur. Este putin profitor si se foloseste de CD3 (cel folosit si de TCR), mai precis lanturile epsilon din CD3. Pentru asta, insa, TCR trebuie sa fie liber. Cu alte cuvinte, apoptoza prin CD38 functioneaza doar atunci cand TCR nu a facut contact cu Ag sau cand contactele sunt extrem de slabe. Atunci cand CD3 este ocupat pentru a transmite semnalele venite pe TCR, CD38 nu are prin cine transmite mesajul apoptotic. Astfel, celula este protejata de apoptoza. Mecanism activ = apoptoza activa specifica selectiei negative (atat centrala, cat si periferica). Ea presupune distrugerea LT ce stabilesc contacte prea puternice. In aceasta situatie, apoptoza merge prin mecanism mitocondrial (intern). Toleranta periferica atunci cand foloseste mecanismul extrinsec prin receptorii Fas. AID (moartea celulara stimulata de antigene) NB: apoptoza activa si cea pasiva sunt utile mai ales in viata intrauterina. Toleranta periferica si AID sunt valabile toata viata, mai ales dupa nastere.Dupa fiecare RI, are loc expansiunea clonala. Cand se termina RI, clona trebuie sa revina la forma normala prin contractie clonala. Daca raman expansionate, ele se vor transforma malign (cel mai frecvent in limfoame). Unele clone vor trebui sa moara (prin apotoza). In aceasta apotpoza au rol 3 citokine: IL2, TNF si IFN gama. IL2IL2 are un comportament dual de la inceput: Ea stimuleaza activarea LT, mai ales a LT naive. La primul contact cu Ag, ea se descarca si stimuleaza LT locale. In acelasi timp cu aceasta stimulare, aceeasi IL2 predestineaza LT pe care il stimuleaza spre apoptoza. IL2 stimuleaza simultan si prezenta de receptori Fas pe LT activate si sinteza de molecule FasL. Aceste molecule incep sa se izbeasca unele de celelalte, declansandu-se o lupta fratricida prin care LT mor, contractandu-se clona.NB: asta nu se intampla de la prima stimulare, ci dupa stimulari repetate, cand RI a imbatranit. Aceleasi mecanisme sunt induse si de TNF si IFN gama.Controlul mediat celular presupune interventia a 5 tipuri de celule ce actioneaza fie in conditii normale, celelalte in patologie:a. LT reglatoriib. Anumite clase de CDc. MDSC (celulele supresoare derivate din linii mieloide)d. TAM (macrofagele activate tumoral)e. LT NKLT regSunt cele mai importante in controlul normal al tolerantei, avand urmatoarele proprietati: Inhiba RI Inhiba reactiile inflamataorii (mai ales cele cronice) Controleaza toleranta fata de Ag self in viata adulta Stimuleaza TI si fata de celulele tumoraleSunt 2 tipuri de LT reg: unele naturale, prezente de la nastere; celelate sunt LT reg induse/adaptativeLT reg naturale provin din 2 surse: una este LT prezente de la nastere si dezvoltate in timus. Acestea sunt celule CD4+ (recunosc epitopi pe MHC2), CD25+(primesc semnale de la IL2) si CTLA4+(receptori inhibitori). Exista si LT naive CD8+ si CD25+ ce in mod normal ar deveni LTc, dar sunt naive. Ele nimeresc intr-un mediu bogat in TGF . In aceste conditii, in loc sa devina citotoxice, devin LT reg.LTreg induse/adaptative provin din LT mature, LT CD4+ daca in mediul in care se afla sunt cantitati mari de TGF , de IL10 (antiinflamatorie) si cantitati mici de IL2 si nu exista deloc IL4. (Toate acestea apar prin CTLA4)Mecanisme de actiune: Inhiba cooperarea dintre LT CD4 si CD8 Inhiba productia acestora de citokine numai dupa un contact direct cu LT efectorii

Celulele dendriticeFunctioneaza ca APC-uri, dar pot declansa si toleranta imunologica in anumite conditii generate de citokinele din mediu. In astfel de conditii, unele CD incep sa sintetizeze o enzima prescurtata IDO (indolamine-2-3 dioxigenaza). IDO este capabila sa blocheze proliferarea LT si sa le induca apoptoza.MDSCCelule supresoare sunt niste precursori limfocitari imaturi descarcati anormal in circulatie atunci cand in organism se afla o tumora maligna care metastazeaza. Acesti precursori blocheaza atat imunitatea innascuta (blocheaza productia de SRO si SRN), cat si imunitatea adaptativa (induc NITRAREA receptorilor TCR si CD8 care nu mai pot recunoste liganzii). Tot ei stimuleaza productia de IL10 (antiinflamatorie, dar si anti-RI adaptativ).TAMAceste macrofage provin din monocite obisnuite, circulante care intra intr-o tumora maligna. Intrarea se face cu scopul atacului tumorii, dar o parasesc modificate. Astfel incat, ele devin anergice (li se spala creierul).LT NKLT care au in acelasi timp si TCR de LT, si receptorul NKR specific limfocitelor NK. Sunt LT implicate in toleranta, in transplanturi, dar si in propagarea bolilor auto-imune. Ca mecanism, ele produc IL13 ce stimuleaza aparitia MSDC care blocheaza toate tipurile de imunitate.

Mecanismele de rupere/scurtcircuitare a TI

Sunt 7 mecanisme principale:1. Mimetismul molecular: inseamna existenta unei asemanari structurale importante intre epitopi virali, bacterieni sau parazitari si Ag self ale organismului. Atunci Ac si RIU pot fi incrucisate. Exemplul clasic este mimetismul molecular intre virusul polio si receptorii pentru acetilcolina de pe placa neuro-musculara (esta explica simptomatologia polio). Mai exista mimetismul dintre virusul rujeolic, polioma, poliomielitic, VHB, Ag din Borellia, Toxoplasma si proteina bazica din mielina, explicandu-se demielinizarile ce apar dupa astfel de infectii, multe fiind incadrate ca scleroza multipla. In situatii de genul se dau IFN care ar trebui sa blocheze demielinizarile, dar in cele mai multe cazuri nu au acest efect, ei stopand activitatea antitumorala. Ag Streptococului -hemolitic grup A si celulele endocardice Virusurile Coxakie, CMV si enzima glutamaat-decarboxilaza din celulele pancreatice cu aparitia anumitor forma de diabet tip 1. HSP (heat shock protein) au structura identica la bacterii si la om. Daca se intra cu antibioterapie, se omoara cantitati mari de bacterii, dar se elimina cantitati foarte mari de HSP fata de care organismul sintetizeaza Ac. Acestia vor reactiona si impotriva HSP umane2. Expunerea de Ag sechestrate: se refera la tesuturile privilegiate imunologic: ex: Spermatozoizii nu sunt invatati ca self de celulele imune. Daca persoana are un traumatism in care apar sangerari dincolo de barierele anatomice (de la cel mai banal o lovitura la un meci pe maidan) se sintetizeaza Ac anti-spermatozoizi, ajungandu-se frecvent la infertilitate. Corneea este foarte slab vascularizata (privilegiu anatomic). Daca are loc un traumatism sau o infectie severa, se siintetizeaza Ac anti-cornee, declansand fenomene inflamatorii teribile La orice IMA se rup Ag de pe membrana celulelor miocardice in suferinta sau moarte, devenind Ag non-self si apar Ac anti-celulele cardio.3. Formarea de noi Ag (neo-Ag): se formaza extrem de frecvent prin tratament medicamentos. Sunt haptene ce se fixeaza pe proteine self, constituindu-se un nou Ag: peniciline, cefalosporine, acidul salicilic, sulfonamidele, multe medicamente anti-HTA. Ele declansaza astfel de componente haptenice. Cele mai expuse structuri sunt eritrocitele, aparand anemia hemolitica auto-imuna.4. Pierderea functiei supresoare a LT: sta la baza aparitiei autoimunitatii cel mai frecvent, printre cauze numarandu-se deficitul de cortizol (de steroizi plasmatici) si de TGF . Scade functia LT reg si creste activitatea limfocitara.5. Imprastierea epitopilor: apare mai ales in leziuni si infectii severe intr-un tesut. Exemplu: o infectie puternica in zone bogate in mielina. Reactia inflamatorie si RI atata patogenul, dar si mielina, aparand leziuni in stratul de mielina. Pe langa faptul ca are rol in transmiterea impulsului nervos, mielina are functie si de protectie. Rupandu-se mielina, LT intra in contact cu axonul, aparand demielinizari6. Dereglarea semnalelor citokinice: IFN gama in concentratie mare poate sa induca aparitia anormala de molecule MHC2 pe membranele celulelor somatice. Ele vor incepe sa isi prezinte Ag self pe MHC2, devenind false APC-uri => HS tip II. Exemplu: diabet tip 1 si tiroidita (mai ales in boala Basedow)7. Activarea policlonala a LB: realizata de superantigene/mitogene de tip virus Epstein-Barr, Streptococ sau Staphilococ patogen etc pot stimula multe alte clone de LB (in afara de cele specifice), producand Ac la nimereala care actioneaza ca auto-Ac. Asa se explica bolile autoimune. De exemplu: unii dintre acesti Ac sunt factorii reumatoizi (din poliartrita reumatoida), Ac anti-nucleari din lupus, Ac anti-LT si anti-LB produsi chiar de LB.