II PREPOZNAVANJE ANTIGENA

3. Antitela i Antigeni

Zatitni efekti humoralnog imuniteta posredovani su dejstvom familije strukturno slinih

glikoproteina, antitela ili imunoglobulina. Antitela mogu biti membranska na povrini

B limfocita (znaajna u kognitivnoj fazi imunskog odgovora), solubilna u telesnim

tenostima ili vezana za povrinu drugih imunskih elija (znaajna u efektornoj fazi

imunskog odgovora).

3.1. Molekulska struktura antitela

Sva antitela su sline opte strukture. Osnovnu jedinicu grae antitela ine dva

identina laka lanaca (oko 220 ak, 24kD) i dva identina teka lanca (oko 440 ak, 55 ili

70kD). Osnovna etvorolanana jedinica antitela (dva laka i dva teka lanca) je oblika

latininog slova Y i naziva se monomer. Polipeptidni lanci jednog molekula antitela

meusobno su povezani interlananim disulfidnim vezama. Oba laka i oba teka

lanca sastoje se od serijski ponavljanih, homologih, globularnih jedinica, od oko 110

aminokiselinskih ostataka, nazvanih imunoglobulinski domeni. Domeni nastaju

"upetljavanjem" lanaca oko intralananih disulfidnih veza. Svi molekuli koji sadre

imunoglobulinski domen spadaju u superfamiliju imunoglobulina (b2 mikroglobulin,

Ig, TCR, GHK I, GHK II, CD2, CD3, CD4, CD8, FcR). Laki lanci (k i l) imaju po dva

domena i to varijabilni (V) i konstantni (C), dok se teki lanci sastoje iz jednog

varijabilnog i tri ili etiri konstantna domena. Amino-terminalni varijabilni domeni lakih i

tekih lanaca se nalaze u bliskom kontaktu na povrini antitela i grade antigen vezujue

mesto. Obzirom da osnovna jedinica grae antitela ima dva laka i dva teka lanca,

svako antitelo ima najmanje dva antigen vezujua mesta. Karboksi-terminalni

konstantni domeni su udaljeni od antigen vezujueg mesta i ne uestvuju u

prepoznavanju antigena, ali odreuju bioloka svojstva i efektorne funkcije antitela.

Strukturna svojstva varijabilnih regiona i njihova povezanost sa funkcijom.

Iako su sva antitela sline osnovne strukture, primarna struktura polipeptidnih lanaca

koji ulaze u sastav antitela se drastino razlikuje od jednog do drugog antitela. Te

razlike su naizraenije u regijama koje prepoznaju i vezuju antigen i upravo zato su te

regije i nazvane varijabilne. Opisana varijabilnost je osnov ekstremne raznolikosti

antitela. Procenjeno je da postoji izmeu 107 i 109 strukturno razliitih antitela pri emu

svako pojedinano antitelo ima neponovljivi, jedinstveni set aminokiselina u primarnoj

strukturi varijabilnih domena.

Antitela razliite antigenske specifinosti se meusobno razlikuju u

redosledu aminokiselina varijabilnih regija, a najvei broj tih razlika je

skoncentrisan u tri hipervarijabilne regije. Ta podruja su veliine oko 10

aminokiselina i uklopljene su u konzervativni deo odgovarajueg varijabilnog regiona.

Tri hipervarijabilne regije lakih i tri tekih lanaca su prostorno orijentisane na taj nain

da se nalaze u neposrednoj blizini i zajedniki grade antigen vezujue mesto (paratop).

Obzirom da hipervarijabilne regije formiraju povrinu komplementarnu

trodimenzionalnoj povrini vezanog antigena one se jo nazivaju i regioni koji

determiniu komplementarnost (CDR-od eng. complementarity determining regions).

Poevi od amino terminalnog kraja, razlikuju se CDR1, CDR2 i CDR3. Specifinost

antitela za neki antigen primarno je odreena redosledom aminokiselina

hipervarijabilnih regija.

Vezivanje antigena je primarna funkcija hipervarijabilnih regija lakih i tekih

lanaca. Kristalografska analiza antitela je pokazala da hipervarijabilne regije grade

trodimenzionalnu petlju koja prominira u odnosu na ostale delove varijabilnog regiona i

sa vezanim antigenom formira multiple kontakte. Kontakt je najekstenzivniji u podruju

CDR3, koji je takoe najvarijabilniji od tri hipervarijabilne regije.

Strukturna svojstva konstantnih regiona i njihova povezanost sa funkcijom.

Na osnovu razlika u primarnoj strukturi konstantnih regiona tekih lanaca

sva antitela se mogu podeliti na nakoliko klasa i podklasa. U humanoj populaciji

postoji pet klasa imunoglobulina IgA, IgG, IgM, IgD, IgE i za sve lanove jedne klase se

kae da imaju isti izotip, odnosno da pripadaju istom izotipu. Pored toga IgA i IgG se

dele na podklase IgA1 i IgA2 i IgG1, IgG2, IgG3 i IgG4. Svi lanovi istog izotipa (klase)

ili subtipa (podklase) imaju zajedniku primarnu strukturu tekih lanaca, koja se

razlikuje od primarne aminokiselinske strukture drugih izotipova. Teki lanci su

obeleeni grkim slovima, a za IgA, g za IgG, m za IgM, d za IgD i e za IgE. Konstantne

regije humanih IgM i IgE imaju etiri, a IgG, IgA i IgD imaju tri imunoglobulinska

domena.

Imunoglobulini razliitih klasa ili podklasa imaju i razliite efektorne

funkcije. Razlog tome je injenica da je veina efektornih funkcija antitela posledica

vezivanja tekih lanaca konstantnih regiona za receptore na drugim elijama (NK,

fagociti, mast elije) ili plazma proteine kao to su proteini sistema komplementa.

Molekuli antitela su fleksibilni. Svako antitelo ima najmanje dva antigen vezujua

mesta. U najveem broju sluajeva, ona su orijentisana na taj nain da omoguavaju

istovremeno prepoznavanje dva molekula antigena. Ta fleksibilnost je omoguena

prisustvom neglobularnog segment koji se nalazi izmeu prvog (CH1) i drugog (CH2)

konstantnog domena g, d i a tekih lanaca. Ovaj deo je veliine od 10-60 aminokiselina i

naziva se region zgloba.

Postoje dva izotipa lakih lanaca, l i k. Aminokiselinske sekvence konstantnih regija

k lanaca se razlikuju od aminokiselinskih sekvenci konstantnih regija l lanaca, ali su

unutar jedne populacije svi k, odnosno l lanci identini. Laki lanci se mogu udruiti sa

bilo kojim tekim lancem ali samo tako da u jednom molekulu imunoglobulina oba laka

lanca budu ili l ili k. Nasuprot izotipovima tekih lanaca, l ili k laki lanci ne determinu

funkciju antitela.

Antitela mogu biti membranska ili sekretorna. U sekretornoj formi karboksi

terminus poslednjeg konstantnog domena se zavrava hidrofilnim aminokiselinskin

ostacima. U membranskoj formi, koja se nalazi samo na membrani B limfocita, poslednji

konstantni domen se zavrava nizom od 26 hidrofobnih i varijabilnim brojem baznih

aminokiselinskih ostataka, karakteristinim za sve integralne membranske proteine.

Hidrofobne rezidue se u formi " heliksa pruaju kroz lipidni dvosloj elijske membrane,

dok se bazni terminus nalazi intracitoplazmatski i vezuje itav molekul za fosfolipidne

grupe na unutranjoj strani citoplazmatske membrane. Sekretorni IgG i IgE i sva

membranska antitela, bez obzira na izotip, se nalaze u formi monomera (imaju dva laka

i dva teka lanca). Nasuprot, sekretorni IgA i IgM grade multimere izgraene od dve ili

pet monomernih jedinica. Ovi kompleksi se formiraju interakcijama regiona, nazvanih

repni deo, koji se nalaze na karboksi terminalnom kraju : i " lanaca. IgM i IgA takoe

imaju J lanac, ija je osnovna funkcija da stabilizuje itav kompleks.

Veze izmeu tekih i lakih lanaca. Teki i laki lanci su kovalentno vezani na taj

nain da su varijabilne regije ovih lanaca jukstaponirane i grade antigen vezivno mesto,

dok konstantne regije ine distalni deo molekula odgovoran za interakcije sa drugim

efektornim molekulima ili receptorima na membrani elija. Te kovalentne veze su

predstavljene interlananim disulfidnim vezama izmeu cisteinskih rezidua karboksi

terminusa lakih lanaca i prvog konstantnog (CH1) domena tekih lanaca. Teki lanca su

meusobno, takoe povezani kovalentnim vezama. U molekulu IgG te disulfidne veze

se nalaze u regionu zgloba, tj. povezuju cisteinske rezidue drugog (CH2) konstantnog

domena jednog i drugog tekog lanaca. Pored toga, teki i laki lanci su povezani veim

brojem nekovalentnih veza.

Sinteza, sklapanje i ekspresija Ig molekula. Imunoglobulinski lanci se sintetiu na

ribozomima granuliranog endoplazmatskog retikuluma. Adekvatna sekundarna i

tercijalna struktura imunoglobulinskih molekula odreena je prisustvom i aktivnou

regulatornih proteina nazvanih aperoni. Ti proteini, ukljuujui kalneksin i BiP (od eng.

Binding Protein), se nalaze u endoplazmatskom retikulumu, vezuju se za

novosintetisane molekule Ig i odreuju njihovu dalju sudbinu. U endoplazmatskom

retikulumu se novosintetisani Ig lanci glikoziliu, a zatim dolazi do sklapanja ovih lanaca,

tj. do uspostavljanja interlananih disulfidnih veza. Ukoliko se proces sklapanja ne

odigra na adekvatan nain, polipeptidni lanci se dejstvom aperona usmeravaju u

pravcu degradacije. Ako se proces odigra na zadovoljavajui nain, Ig molekuli se

oslobaaju od aperona i usmeravaju u pravcu Goldi kompleksa, a zatim se

transportuju do citoplazmatske membrane. Dalja sudbina moe biti dvojaka,

membranska antitela se uvruju u plazma membrani, a sekretorna se procesom

eksocitoze oslobaaju u ekstracelularnu tenost.

Sazrevanje B limfocita je praeno specifinim promenama u ekspresiji Ig

gena i produkcijom razliitih formi Ig molekula. Svi B limfociti potiu od stem

elije kotane sri. Najmlaa elija koja produkuje merljive koliine Ig polipeptida je pre

B limfocit koji sintetie membransku formu m tekog lanca. Najveim delom, ovaj

protein, vezan za aperone, ostaje u citoplazmi, ne eksprimira se na membrani elije i

konano bude degradovan. Manjim delom se eksprimira na membrani i to u asocijaciji

sa proteinom koji se naziva surogat laki lanac. Sledei stadijum karakterie produkcija k

ili l lakog lanca koji se spajaju sa m proteinom i to je stadijum nezrelog B limfocita koji

eksprimira membranski IgM. Nezreli B limfocit naputa kotanu sr i u perifernim

limfnim tkivima dalje diferentuje (u odsustvu antigenske stimulacije) do stadijuma

zrelog B limfocita koji eksprimira membranske IgM i IgD. Ovi molekuli imaju funkciju

antigenskog receptora B limfocita. Oni su vezani za dva druga membranska proteina,

Ig" i Ig$, koji imaju signalnu funkciju i esencijalni su za adekvatnu funkciju

membranskih Ig. Posle antigenske stimulacije B limfocit proliferie i diferentuje u

efektornu plazma eliju.

Class switching. Tokom proliferacije i diferencijacije aktivirani B limfociti stiu

sposobnost sinteze ostalih izotipova tekih lanaca (g, a i e) ne menjajui specifinost za

antigen (paratop je ne promenjen) pa tako efektorni plazmocit moe sintetisati i

sekretovati svih pet klasa imunoglobulina iste specifinosti. Ovaj proces se naziva class

switching tj., "altovanje" klase tekih lanaca.

3.2 Vezivanje antigena i antitela

Antigen je bilo koja supstanca za koju imunski sistem poseduje receptor (Ig ili TCR).

Antitela mogu prepoznati skoro svaki bioloki molekul, kako jednostavne metabolite,

eere, lipide, hormone, tako i sloenije makromolekule kao to su kompleksi ugljenih

hidrata, fosfolipidi, nukleinske kiseline i proteini. Sa druge strane, T limfociti prepoznaju

samo peptidne sekvence. Samo makromolekuli mogu stimulisati B limfocite i pokrenuti

humoralni imunski odgovor. Molekuli koji mogu da stimuliu i pokrenu specifini imunski

odgovor tj, produkciju antitela, nazivaju se imunogeni. Mali molekuli koje antitela mogu

prepoznati i vezati, ali koji ne mogu da pokrenu sintezu tih istih antitela nazivaju se

hapteni. Ukoliko je hapten vezan za neki makromolekul (nosa) on stie svojstvo

imunogena i u stanju je da pokrene sintezu antitela. Dakle za molekul koji moe da se

vee za ve sintetisano antitelo kae se da je antigenian, dok se za molekul koji moe

da pokrene sintezu antitela kae da je imunogenian. Iako je termin antigen tehniki

manje precizan ipak se u praksi ovaj termin koristi ee i pod tim terminom se

podrazumevaju i antigeni i imunogeni. Makromolekuli (antigeni) su obino znatno vei

od antigen vezujueg mesta (paratopa) antitela. Zato se antitela vezuju za specifine

delove makromolekula nazvane antigenske determinante ili epitopi. Makromolekuli

sadre vei broj antigenskih determinanti, od kojih, po definiciji, svaka moe biti vezana

antitelom. Proteinski antigeni imaju veliki broj razliitih antigenskih determinanti i za

njih se kae da su polivalentni. Polisaharidi i nukleinske kiseline sa druge strane imaju

veliki broj identinih determinanti koje se ponavljaju pa se za njih kae da su

multivalentni.

Prostorna organizacija razliitih epitopa jednog istog antigena moe, na

razliite naine, da utie na vezivanje antitela za date epitope. Ukoliko su dve

determinante medjusobno udaljene i vezivanje antitela za jednu od njih ne ometa

vezivaje drugog antitela za isti antigen, za takve determinante kaemo da su

nepreklapajue. Ukoliko su pak dve determinante blizu, pa vezivanje antitela za jednu,

stericno ometa vezivanje drugog antitela, za takve determinante kaemo da su

preklapajue. U reim sluajevima, vezivanje antitela za jednu determinantu moe

dovesti do konfromacione promene u strukturi antigena i skrivanja druge determinante,

koja na taj nain postaje nedostupna drugom antitelu. Ovakva interakcija se naziva

alosterini efekat.

Antigenske determinante su odreene primarnom, sekundarnom i

tercijalnom strukturom antigena. U sluaju proteina jedan epitop moe biti

izgraen od nekoliko susednih aminokiselinskih rezidua i takve determinante, odreene

primarnom strukturom proteina, se nazivaju linearne. Paratop antitela obino

prepoznaje epitope veliine do 6 aminokiselinskih rezidua. Linearne determinante mogu

biti dostupne antitelima ukoliko se nalaze na spoljanjoj povrini proteina. ee, one

budu sakrivene u unutranjosti proteina i kao takve su nedostupne antitelima. Nasuprot

linearnim, konformacione determinante su izgraene od aminokiselinskih rezidua koje

se u primarnoj strukturi ne nalaze jedna pored druge, ali se naknadnim upetljavanjem

proteina dovedu u neposredni kontakt. Takve determinante e biti dostupne antitelima

samo kada je protein nativan, tj. ouvane konformacije (tercijalne structure).

Strukturalna i hemijska osnova vezivanja antigena.

Antigen vezujue mesto antitela je planarna povina koja moe da se prilagodi

konformacionim epitopima makromolekula, to molekulu imunoglobulina omoguava da

prepozna i vee protein u nativnoj, globularnoj formi. Upravo je to kljuna razlika

izmeu antitela i drugih antigen vezujuih molekula imunskog sistema (MHC, TCR) koji

prepoznaju i vezuju samo male peptidne fragmente.

Prepoznavanje i vezivanje antigena je omogueno uspostavljenjem brojnih

nekovalentnih (reverzibilnih) veza izmeu molekula antitela i antigena (elektrostatine,

vodonine, van der Valsove). Snaga veze izmeu jednog epitopa i jednog paratopa se

naziva afinitet antitela. Prirodni antigeni poseduju vei broj antigenskih determinanti, a

jedno antitelo moe u zavisnosti od valentnosti da vee dva ili vie (teoretski do deset)

determinanti na jednom antigenu. Ukupna snaga veze izmeu jednog antitela i antigena

se naziva aviditet.

3.3 Povezanost strukture i funkcije antitela

Osnovne funkcije antitela i to kako prepoznavanje antigena, tako i efektorne funkcije, u

mnogo emu zavise od strukturnih svojstva antitela.

Svojstva antitela bitna za funkciju prepoznavanja

Antitela su sposobna da prepoznaju veliki broj razliitih antigena i to svojstvo je

primarno odreeno karakteristikama varijabilnih regiona antitela.

Specifinost. Antitela imaju zadivljujuu sposobnost specifinog prepoznavanja malih

razlika u hemijskoj strukturi antigena. Na primer, antitela mogu da razlikuju dve

linearne proteinske determinante koje se razlikuju u samo jednoj aminokiselini. Ipak,

antitela specifina za jedan antigen mogu prepoznati i vezati razliit, ali strukturno

slian antigen it a pojava se naziva ukrtena reaktivnost.

Raznolikost. Kao to je ve pomenuto, antitela imaju sposobnost prepoznavanja

ekstremno velikog broja razliitih antigena, a ukupan broj antitela razliite specifinosti,

odnosno repertoar antitela u jednoj individui je izuzetno veliki i iznosi 107-109.

Afinitet i aviditet. Sposobnost antitela da neutraliu toksine i mikroorganizme zavisi

od vstine veze koju ta antitela uspostavljaju sa antigenom. Mehanizam nastanka visoko

afinitetnih antitela ukljuuje subtilne promene u strukturi varijabilnih regija antitela. Ove

promene su posledica somatskih mutacija u B limfocitima stimulisanim antigenom, koje

omoguavaju nastanak novih varijabilnih domena koji antigen vezuju sa veim

afinitetom nego originalni domeni odgovorni za prepoznavanje datog antigena. Ovaj

process se naziva sazrevanje afiniteta i odgovoran je za porast afiniteta antitela

produkovanih u sekundarnom imunskom odgovoru.

Svojstva antitela bitna za efektorne funkcije antitela

Izotip-specifine funkcije antitela. Mnoge funkcije antitela su specifine za Fc

fragment antitela, te su stoga specifine za pojedine izotipove.

Aktivacija komplementa. Vezivanje Cg2 domena IgG3 i IgG1, kao i Cm3 domena IgM za

C1q komponentu komplementa dovodi do aktivacije ovog sistema klasinim putem.

Aktivaciju komplementa klasinim putem mogu izazvati samo antitela vezana za

antigen, ali ne i slobodna antitela.

Opsonizacija. Mononuklearni i polimorfonuklearni fagociti na svojoj povrini eksprimiraju

receptor za Fc fragment IgG (FcgRI). Pomou ovog receptora fagociti mogu prepoznati,

vezati i fagocitovati strane antigene na ijoj se povrini nalaze vezani imunoglobulini

klase G (IgG). Na ovaj nain proces fagocitoze (u osnovi nespecifian) biva specifino

usmeren na strane antigene koji su pokrenuli imunski odgovor tj. produkciju antitela.

Ovaj proces olakane fagocitoze se naziva opsonizacija.

elijska citotoksinost posredovana antitelima. elijska citotoksinost posredovana

antitelima (ADCC od eng. antibody dependent cell mediated cytotoxicity) je proces

ubijanja ciljnih elija obeleenih specifinim antitelima. Efektorne elije ADCC ( NK, Mf,

Nf, Eo) vezana antitela prepoznaju pomou slabo-afinitetnog receptora za Fc fragment

IgG (FcgRIII ili CD16). Kako je CD16 slabo-afinitetni receptor monomerni IGg u plazmi

ne moe biti vezan za povrinu efektorne elija, tako da ADCC nastaje jedino kada je

ciljna elija obloena antitelom. Eozinofili su efektorne elije u specijalnom tipu ADCC

uperenog prema parazitima (helmintima). U ovom sluaju prepoznavane ciljne elije tj.

parazita omogueno je receptorima za Fc fragment IgE ili IgA.

Tkivna distribucija. Konstantni regioni imunoglobulina odreuju tkivnu distribusiju

antitela.

Mukozni imunitet posredovan IgA. Mukozni imunitet se bazira na sposobnosti

selektivnog transporta IgA kroz sluzokou. Epitelne elije sluzokoa (RES, GIT itd.)

eksprimiraju specifini receptor za dimer IgA. Ovaj FceR se naziva poliimunoglobulinski

receptor ili sekretorna komponenta. IgA se inicijalno vee za sekretornu komponentu na

bazalnoj strani epitelnih elija. Vezikularnim transportom vezani IgA prolazi kroz

epitelne elije, a zatim se na luminalnoj strani oslobaa sekretorne komponente i

dospeva u mukus. Sekretovani IgA funkcionie kao neutraliue antitelo.

Neonatalni imunitet posredovan IgG. Neonatalni imunitet je (prvih 6-9 meseci ivota)

omoguen je prolaskom majinih IgG kroz placentu u cirkulaciju ploda za vreme

trudnoe. Pored toga majini IgA prisutni u mleku dospevaju u digestivni trakt

neonatusa gde deluju kao neutraliua antitela. Majini IgG, takoe prisutni u mleku

mogu biti preuzeti iz creva u cirkulaciju neonatusa suprotnim smerom u odnosu na

sekreciju IgA.

Idiotip specifine efektorne funkcije antitela. Neke efektorne funkcije antitela su

specifine za Fab fragment antitela.

Neutralizacija antigena sekretornim antitelima. Strani agensi (mikroorganizmi i njihovi

toksini) izazivaju oteenja tkiva vezivanjem za specifine receptore na povrini

domainovih elija. Sekretorna antitela mogu neutralisati ove efekte vezujui se za

antigenske determinante na povrini ovih agenasa. Tako, vezivanje sekretornog antitela

za epitop nekog toksina dovodi do promene njegove konformacije ime se istovremeno

onemoguava vezivanje toksina za specifini receptor na povrini elije. Slino,

vezivanje antitela za specifini receptor na povrini nekog mikroorganizma (npr. gp120

na povrini HIV) dovodi do njegove konformacijske promene i sledstveno tome

nemogunosti vezivanja za specifini receptor na povrini ciljne elije (npr. CD4 na

povrini helperskih T limfocita).

Efektorne funkcije antitela mogu pokrenuti samo antitela vezana za antigen,

a ne i slobodna antitela. Razlog tome je da su za aktivaciju razliitih efektornih

sistema, kao to su aktivacija komplementa ili olakana fagocitoza, najee neophodna

dva ili vie blisko postavljena antitela (Fc fragmenti antitela vezanih za povrinu neke

bakterije). Izuzetak je anafilaktina preosetljivost zavisna od IgE. Mastociti i bazofili

eksprimiraju visoko-afinitetni receptor za Fc fragment IgE, to im omoguava da za

svoju povrinu veu slobodne molekule IgE. Naknadno vezivanje specifinog antigena

(alergena) za ove "povrinske" IgE dovodi do degranulacije mastocita i bazofila i

oslobaanja preformiranih ( histamin) i de novo sintetisanih medijatora anafilakse

(citokini, prostaglandini, leukotrijeni).

Promena klase antitela. B limfociti mogu promeniti klasu sekretovanih antitela

(isotype switching) bez promene specifinosti, odnosno bez promene paratopa, pa tako

isti paratop (tj. antitela iste specifinosti) moe prouzrokovati razliite efektorne funkcije

u zavisnosti od klase proizvedenog antitela. Iz istog razloga antitela razliite

specifinosti (razliitog paratopa) mogu dovesti do istih efektornih funkcija ukoliko su ta

antitela iste klase.

4. Glavni histokompatibilni kompleks (GHK)

4.1. Osnovne karakteristike GHK

Nasuprot B limfocitima koji mogu prepoznati solubilne antigene, T limfociti prepoznaju

samo kratke peptidne sekvence koje su prikazane na povrini drugih elija. Prezentacija

peptidnih antigena T limfocitima je omoguena prisustvom grupe specijalizovanih

proteina koje kodiraju geni smeteni u lokusu koji se nziva glavni histokompatibili

kompleks (GHK). GHK je prvobitno otkriven kao lokus gena koji determinie ishod

transplantacije tkiva izmeu razliitih jedinki. Mi danas znamo da GHK predstavlja

fizioloki sistem za prikazivanje antigenskih peptida T limfocitima.

Postoje dve klase GHK produkata i to molekuli I (prve) klase i molekuli II (druge) klase

GHK. Antigenski receptor T limfocita (TCR-od eng. T cell receptor) je specifian za

kompleks stranog proteinskog antigena (peptida) i sopstvenog GHK molekula prve ili

druge klase. Reakcije meane kulture limfocita su pokazale da na razliite klase GHK

produkata odgovaraju razliite klase T limfocita. CD4+ T limfociti (helperski, pomoniki

limfociti) prepoznaju i odgovaraju na antigenske peptide ekstracelularnog porekla u

kontekstu GHK molekula II klase, dok CD8+ T limfociti (citotoksini, limfociti ubice)

prepoznaju i odgovaraju na antigenske peptide intracelularnog porekla koji su

asocirani sa GHK molekulima I klase. T limfociti ne mogu da prepoznaju proteinski

antigen u kontekstu tueg GHK molekula i ta ogranienost T limfocita sopstvenim GHK

molekulima se naziva GHK restrikcija.

Osnovna svojstva GHK gena i molekula

Produkti GHK su prvobitno otkriveni na humanim leukocitima pa je raniji naziv za

molekule, produkte GHK bio HLA (od eng. human leukocyte antigens). Produkti GHK

su grupisani u dve klase. Produkti I klase GHK su A, B i C, a produkti II klase su DP,

DQ i DR.

Geni GHK su jako polimorfni tj. u okviru jedne populacije postoje mnogobrojni

razliiti aleli. Tanije reeno, GHK geni su najpolimorfniji geni u genomu svake vrste

i do danas je za neke lokuse GHK opisano i preko 250 alela. Ovi aleli, tj. njihovi

produkti, se meusobno razlikuju na osnovu sposobnosti da veu i prikau antigen,

pa je to jedan od naina na koji GHK kontrolie imunski odgovor na proteinske

antigene.

Kompletan set GHK alela prisutnih na jednom hromozomu naziva se GHK haplotip.

Sve heterozigotne jedinke, naravno imaju dva GHK haplotipa. GHK geni se nasleuju

spregnuto, tanije reeno, postoji najmanje est posebnih polimorfnih genetskih

lokusa, grupisanih u jednom delu genoma koji se nasleuju u bloku (u kompletu), pa

se tako neki aleli nasleuju ee nego to bi se moglo predpostaviti i ti haplotipvi su

povezani sa nekim autoimunim bolestima.

GHK geni se esprimiraju kodominantno, to znai da su kod jedne individue

istovremeno eksprimirana oba alela (na dva hromozoma).

GHK molekuli su membranski molekuli i ne sekretuju se. To uslovljava da T

limfociti prepoznaju strani antigeni peptid samo kada je on vezan za GHK molekul na

povrini neke elije.

Nain povezivanja antigenskih peptida sa produktima I i II klase GHK odreuje

subpopulaciju T limfocita koja e biti stimulisana razliitim formama antigena.

Peptidni fragmenti dobijeni od ekstracelularnih proteina se obino vezuju za

molekule II klase GHK, dok se endogeno sintetisani proteini, nastali u citosolu

obino vezuju za molekule I klase GHK.

Produkti GHK su od presudnog znaaja za stvaranje T elijskog repertoara

(ukupan broj razliitih TCR (razliite specifinosti) u jednoj osobi). T elijski

repertoar je odreen procesima pozitivne i negativne selekcije koji se odigravaju u

timusu u toku maturacije T limfocita.

4.2. Struktura GHK molekula

Struktura GHK molekula je danas u potpunosti razjanjena tako da se sa sigurnou zna

na koji nain GHK molekuli vezuju strane peptidne antigene i ta odreuje specifinost

CD8+ T limfocita za GHK molekule I klase i CD4+ T limfocita za GHK molekule II klase.

Osnovna struktura GHK molekula

Svi GHK molekuli se sastoje iz ekstracelularnog dela koji vezuje peptid,

transmembranskog i citoplazmatskog dela koji uvruju molekul u citoplazmatskoj

membrani.

Polimorfne aminokiselinske rezidue su locirane u i u neposrednoj blizini peptid

vezujueg mesta. Zbog varijabilnosti u redosledu aminokiselina ove regije, GHK

molekuli vezuju i prezentuju razliite peptide T limfocitima razliite specifinosti.

CD4 i CD8 moelkuli T limfocita prepoznaju nepolimorfne regije GHK molekula. CD4

se selektivno vezuje za GHK molecule II klase, a CD8 za GHK molecule I klase.

Produkti I klase GHK

Svi GHK molekuli I klase se sastoje iz dva odvojena polipeptidna lanca. GHK kodirani a

lanac (44kD) i b2 mikroglobulin (12kD) koji je nekovalentno vezan za ekstracelularni

deo a lanca. Na molekulu I klase se razlikuju etiri regije:

Regija koja vezuje peptid. Ovaj region formiraju dva homologa segmenta a lanca

(a1 i a2) od po 90 aminokiselinskih ostataka. Ova dva segmenta formiraju

trodimenzionalnu "pukotinu" veliine 9-11 aminokiselina (ak). Ovo je mesto gde se

peptidni antigeni, u ekstendiranoj konformaciji, vezuju i prezentuju T limfocitima.

injenica da je pukotina GHK molekula I klase jako mala, uslovljava da se nativni,

globularni proteini moraju pre prezentacije obraditi (procesovati) do manjih fragmenata

veliine same pukotine, tj. 9-11 ak. Najvei broj polimorfnih rezidua (one amino kiseline

koje se razlikuju od alela do alela) je lociran upravo u podruju pukotine tj. a1 i a2

segmenata molekula I klase. To ukazuje da je osnovna funkcija polimorfizma GHK alela

I klase stvaranje varijacija povrine koja vezuje peptidne antigene. Druge polimorfne

rezidue formiraju kontakt sa TCR-om, to pak ukazuje na to da T limfociti specifino

prepoznaju kako GHK asocirane peptide, tako i same GHK molekule.

Regija slina imunoglobulinima. Trei segment a lanca (a3) formira petlju koja je

slina imunoglobulinskim domenima i ovaj region je visoko konzerviran i nevarijabilan. U

nepolimorfnom a3 regionu se nalazi receptor za CD8 molekul na citotoksinim T

limfocitima. b lanac, koji je kodiran genima izvan GHK, je identian u svim molekulima I

klase i naziva se b2 mikroglobulin. Ovaj polipeptidni lanac je takoe u formi

imunoglobulinskog domena pa su GHK molekuli I klase lanovi Ig superfamilije. b2

mikroglobulin je nekovalentnim vezama vezan za a3 segment, ali je i u kontaktu sa a1 i

a2 aminokiselinskim ostacima. Veza b2 mikroglobulina sa a lancem je stabilizovana

vezivanjem peptidnog antigena, i obrnuto. Drugim reima, GHK molekul I klase je

heterotrimer koga ine a lanac, b2 mikroglobulin i vezani peptid, a stabilna ekspresija

GHK molekula I klase na povrini elija je uslovljena prisustvom sve tri komponente

ovog heterotrimera.

Transmembranski region ini 25 hidrofobnih aminokoselinskih rezidua ija je funkcija

da itav molekul uvrste u elijskoj membrani.

Citoplazmatski region ini 30 aminokiselina karboksi terminusa ija je funkcija

transdukcija signala u eliju.

Svaka heterozigotna (normalna) individua na svojim elijama eksprimira 6 razliitih GHK

molekula I klase koje kodiraju oba alela HLA-A, HLA-B i HLA-C gena (po tri od svakog

roditelja).

Produkti druge klase

Svi GHK molekuli II klase se sastoje od dva, nekovalentno vezana polipeptidna lanca a

(32-34kD) i b (29-32kD). Oba lanca su kodirana genima GHK. Kao i na molekulima I

klase i ovde se razlikuju etiri regiona.

Regija koja vezuje peptid. Ovu regiju ine N terminalni delovi oba lanca (a1 i b1)

koji su trodimenzionalno tako postavljeni da formiraju pukotinu iji su krajevi otvoreni,

tako da se vezani peptid prua van pukotine. I zaista, peptidi koji se vezuju za GHK

molekule II klase su veliine 10-30 ak, u proseku 14 ak. Kao i kod molekula I klase,

najvei broj polimorfnih rezidua se nalazi u predelu pukotine, pa je genetski

polimorfizam i kod molekula II klase odgovoran za varijabilnost povrine koja vezuje

peptidne antigene, kao i za specifinost T limfocita prema ovim molekulima. GHK

molekul II klase je heterotrimer koga ine a lanac, b lanac i vezani peptid, a stabilna

ekspresija GHK molekula I klase na povrini elija je uslovljena prisustvom sve tri

komponente ovog heterotrimera

Regija slina imunoglobulinima. Ovu regiju ine nepolimorfni delovi (a2 i b2) ovih

lanaca koji su pomou disulfidnih veza "upetljani" tako da imaju strukturu Ig domena,

pa i molekuli II klase spadaju u superfamiliju Ig. CD4 molekul pomonikih T limfocita

se vezuje za b2 domen GHK molekula II klase.

Transmembranska i citoplazmatska regija koje su po grai i funkciji sline

odgovarajuim ragijama produkata I klase.

Interesantno je da u okviru nekih alela GHK gena II klase postoji nekoliko funkcionalnih

gena za b lanac, a samo jedan za a lanac, tako da iako heterozigotne osobe nasleuju

6 razliitih polimorfnih alela, na membrani antigen prezentujuih elija se nalazi vie od

6 razliitih molekula II klase, to je posledica udruivanja veeg broja b lanaca sa

jednim a lancem.

Dakle iako se od roditelja nasleuje 6 alela GHK molekula II klase (po tri od svakog

roditelja) heterolognim sparivanjem a i b lanaca razliitih alela se ukupan broj razliitih

GHK molekula II klase eksprimiranih na elijama heterozigotnih individua kree izmeu

10-20. Sa druge strane, postoji samo po jedan funkcionalni gen za a lanac i b2

mikroglobulin molekula I klase. tako da heterozigotne osobe eksprimiraju 6 razliitih

alela (3 od oca i 3 od majke), pa se na povrini svake elije nalazi 6 razliitih molekula I

klase

Karakteristike peptid-GHK interakcije

GHK molekuli pokazuju imaju iroku specifinost u prepoznavanju peptide, dok je fina

specifinost prepoznavanja antigena funkcija T elijskog receptora. Drugim reima,

svaki peptid koji je imunogen mora imati delove koje prepoznaju GHK molekuli i delove

koje prepoznaju T limfociti.

Svaka od klase GHK molekula imaju samo po jedno peptid vezujue mesto

(pukotina) koje se moe prilagoditi veem broju razliitih proteina. To nije

iznenaujua injenica, obzirom da svaka individua ima samo nekoliko razliitih GHK

molekula (6 klase I i 10-20 klase II).

Peptidi koji se vezuju za jedan GHK molekul imaju zajednika strukturna

svojstva koja olakavaju uspostavljanje veze sa datim GHK molekulom.

Jedno od tih svojstava je veliina peptide. GHK molekuli I klase mogu prepoznati i

vezati jedino peptide veliine 9-11 aminokiselina, dok GHK molekuli II klase vezuju

zntno vee peptide, 10-30 aminokiselina. Pored toga, aminokiselinske sekvence

peptide moraju biti komplementarne sa sekvencama peptid vezujueg mesta na GHK

molekulima (iroka specifinost).

Asocijacija imunogenog peptide i GHK molekula je nisko-afinitetna, ali

veoma postojana. Da bi nisko-afinitetna veza bila postojana, konstanta disocijacije

i asocijacije mora biti veoma spora. Za vezivanje proteina za GHK molekul

neophodno je 15-30min, a kompleks ostaje stabilan i nekoliko dana.

MHC molekuli ne razlikuju strano od sopstvenog. Dakle, GHK molekuli

prezentuju kako strane, tako i sopstvene peptide. Ako GHK molekuli kontinuirano

prezentuju sopstvene antigene logino je postaviti dva pitanja:

o Kako u gomili sopstvenih peptida GHK molekul moe pronai i prezentovati strani peptid?

o Zato imunski sistem ne razvije autoimunsku reakciju na prezentovane (sopstvene) antigene?

Veza izmeu peptida i GHK molekula je nekovalentne prirode. Preraeni

proteinski antigen, u formi imunogenog peptida, uspostavlja vezu sa

aminokiselinskim reziduama peptid vezujueg mesta GHK molekula. Obzirom da su

mnoge od tih rezidua polimorfne, razliiti aleli favorizuju vezivanje razliitih peptida.

To je osnova funkcije GHK gena kao gena koji reguliu imunski odgovor (Ir geni).

Deo vezanog peptida koji prominira iznad pukotine peptid vezujueg mesta GHK

molekula sadri aminokiselinske ostatke koje prepoznaje TCR specifinog T limfocita.

Isti TCR, istovremeno prepoznaje i polimorfne rezidue na bonim stranama GHL

molekula. Dakle aminokiselinske rezidue peptida su odgovorne za specifinost

prepoznavanja stranih antigena, a polimorfne aminokiselinske rezidue GHK molekula

su odgovorne za GHK restrikciju T limfocita.

4.3. Organizacija GHK gena

Kod oveka se GHK nalazi na kratkom kraku 6-og hromozoma. Humani GHK okupira

veliki deo DNK veliine oko 3500bp. Geni locirani unutar GHK kodiraju brojne proteine

ukljuene u preradu i prikazivanje priteinskih antigena T limfocitima. Geni prve klase

(HLA-A, HLA-B i HLA-C) se nalaze u delu GHK koji je najblii telomeri, dok se geni druge

klase (HLA-DR, HLA-DQ i HLA-DP) nalaze na suprotnoj strani kompleksa, blie

centromeri. Izmeu ova dva lokusa nalaze se drugi geni iji su produkti deo mainerije

za preradu i prezentaciju antigena: GHK geni III klase, geni koji kodiraju proteine sline

proteinima GHK I klase, pseudogeni)

Ekspresija GHK molekula

Ekspresija GHK molekula na razliitim elijskim tipovima blisko je povezana

sa funkcijom T limfocita i odreuje koji e subset T limfocita prepoznati i odgovoriti

na strane antigene prezentovane na povrini ovih elija. GHK molekuli I klase se nalaze

na svim nukleisanim elijama, pa tako CD8+ T limfociti mogu prepoznati strane peptide

(npr. virusne antigene) na povrini svake nae elije. GHK molekuli II klase su

eksprimirani na manjem broju, funkcionalno visoko specijalizovanih elija, antigen

prezentujuih elija (APC) kao to su monocit/makrofagne elije (Mo/Mf), dendritine

elije, endotelne elije i B limfociti, pa samo ove elije mogu prezentovati antigene

CD4+ T limfocitima.

Ekspresija GHK molekula I i II klase je regulisana kako samom

diferencijacijom elija (elije koje sazrevaju u pravcu APC eksprimiraju

produkte II klase, ostale ne), tako i dejstvom spoljanjih stimulusa. Vei broj

citokina moe da modulie ekspresiju produkata I i II klase GHK. Intreferoni a, b i g,

TNF i limfotoksin poveavaju ekspresiju GHK molekula I klase. Na taj nain nespecifini

imunitet stimulie adaptivni imunski odgovor. Intreferon-g pojaava, dok interleukin-10

smanjuje ekspresiju GHK molekila II klase na Mo/Mf elijama. Ekspresija GHK molekula

II klase na dendritskim elijama se poveava sazrevanjem ovih elija pod dejstvim TNF.

Sa druge strane, Intreferon-g smanjuje, a interleukin-4 poveava ekspresiju GHK

molekula II klase na B limfocitima.

5. T elijski receptor (TCR)

Za inicijaciju adekvatnog T elijskog odgovora neophodno je da T limfocit specifino

prepozna peptidni antigen na povrini antigen prezentujuih elija, stabilna adhezija

izmeu T elija i APC i transdukcija aktivirajueg signala. Receptor T limfocita koji

prepoznavanje kompleksa imunogenog peptida i GHK molekula naziva se T elijski

receptor (TCR). ini ga kompleks sastavljen od nekoliko integralnih membranskih

proteina TCR kompleks. Neki od tih proteina su odgovorni za prepoznavanje

kompleksa imunogeni peptid-GHK molekul na povrini APC ili ciljne elije, dok su drugi

proteini ovog kompleksa znaajni u transdukciji signala u kroz elijsku membranu T

limfocita (CD3 i . lanac). Pored ovih, na povrini T limfocita se nalaze i drugi receptori

znaajni u aktivaciji T limfocita, i oni se kolektivno nazivaju akcesorni molekuli.

Akcesorni molekuli uestvuju u meuelijskim adhezionim reakcijama, ali neki od njih

mogu istovremeno i da prenose aktivacione signale u unutranjost T limfocita.

5.1 ab T elijski receptor

Receptor za peptid-GHK kompleks (TCR-od eng. T Cell Receptor) na povrini najveeg

broja T limfocita je heterodimer sastavljen od dva polipeptidna lanca, a i b, koji su

meusobno povezani disulfidnim vezama. Ekstracelularni deo oba lanca se sastoji od N-

terminalnog varijabilnog (V) i karboksi terminalnog konstantnog (C) regiona i slian je

Fab fragmentu antitela. Zbog slinosti grae sa Ig (domeni) T elijski receptori

pripadaju superfamiliji imunoglobulina.

Varijabilni regioni ovih lanaca imaju po jednu globularnu jedinicu, domen, koji

nastaje "upetljavanjem" lanca oko intralananih disulfidnih veza. U varijabilnim regijama

a i b lanaca nalaze se polja izrazite varijabilnosti u aminokiselinkim sekvencama i ta

polja grade hipervarijabilne regije ili regione koji determiniu komplementarnost (CDR).

Tri hipervarijabilne regije a i b lanaca su prostorno orijentisane na taj nain da se

nalaze u neposrednoj blizini i zajedniki grade antigen vezujue mesto TCR. b lanac ima

i etvrtu hipervarijabilnu regiju, ali ona ne uestvuje u prepoznavanju antigena, ve

predstavlja vezno mesto za produkte nekih mikroorganizama nazvane superantigeni.

Konstantni regioni a i b lanaca se sastoje od etiri dela. Prvi deo konstantnog

regiona a i b lanaca ima globularnu strukturu slinu strukturi konstantnog dela Ig

lanaca. Globularna struktura je uslovljena postojanjem intralananih disulfidnih veza.

Kratki region zgloba, ini drugi deo konstantne regije ovih lanaca, i odgovoran je za

uspostavljanje interlananih disulfidnih veza. Transmembranski deo sastavljen je od 20-

24 hidrofobnih aminikiselinskih rezidua. Nesvakidanje svojstvo transmembranskog dela

je prisustvo pozitivno naelektrisanih aminokiselinskih rezidua. Ove rezidue se povezuju

sa negativno naelektrisanim reziduama prisutnim na drugim polipeptidima (CD3 i .

lanac) koji grade TCR kompleks. Karboksi terminalni sitoplazmatski deo konstantne

regije ini kratki citoplazmatski rep sastavljen od 5-12 aminokiselina, to je nedovoljno

za transdukciju signala u eliju.

Uloga TCR u prepoznavanju kompleksa imunogeni peptid-GHK

Tri hipervarijabilne regije " i tri b lanaca TCR-a omoguavaju specifino prepoznavanje

kompleksa imunogeni peptid-GHK. Antigen vezujue mesto TCR-a je, slino antitelima,

ravna povrina koju grade hipervarijabilne regije oba lanca. Prostorna orijentacija ovih

regija je takva da je CDR1 postavljen iznad krajeva vezanog peptida, CD2 iznad

polimorfnih regija na gornjoj strani " heliksa GHK molekula, dok se CD# nalazi iznad

centra vezanog peptida. Iznenaujue je da TCR (CDR3) uspostavlja kontakt sa svega

jednom ili dve aminokiselinske rezidue vezanog peptida. Afinitet TCR za kompleks

peptid-GHK je manji nego afinitet antitela za antigen. Taj nizak afinitet je najverovatnije

i odgovoran za injenicu da su akcesorni molekuli neophodni za stabilizuju veze izmeu

T elije i APC. TCR, kompleks peptid-GHK i akcesorni molekuli na obe elije grade

prolaznu supramolekularnu strukturu koja se naziva imunoloka sinapsa. Da li e

pojedini T limfocit biti ogranien u odnosu na I ili II klasu GHK molekula ne zavisi od

TCR kompleksa, ve zavisi od ekspresije gena za CD4+/CD8+ molekul. Drugim reima

jedan isti set TCR gena moe biti eksprimiran i u GHK I (CD8+) i u GHK II (CD4+)

ogranienim T limfocitima.

CD3, z i h proteini udrueni u TCR kompleks

TCR omoguava T limfocitima da prepoznaju peptidni antigen vezan za GHK molekul.

Meutim, funkcija TCR zavisi od dodatnih, etiri ili pet, polipeptidnih lanaca koji zajedno

sa TCR-om ine TCR kompleks. Ovaj kompleks ine TCR, CD3 protein sastavljen od tri

polipeptidna lanca g, d i e, i z-z homodimer (u 90% TCR kompleksa) ili z-h heterodimer

(u 10% TCR kompleksa). CD3 i z-z homodimer su nekovalentno vezani za TCR"$

heterodimer i nakon prepoznavanja antigena ovi molekuli prenose signal koji dovodi do

aktivacije T limfocita. Ovi molekuli su identini u svim T limfocitima, bez obzira na

specifinost to jasno upuuje na njihovu ulogu u prenosu signala, a ne prepoznavanju

antigena.

Struktura i povezanost CD3, z i h proteina

Svaki lanac CD3 molekula (g, d i e), se sastoji od ekstracelularnog, transmembranskog i

citoplazmatskog dela. Ekstracelularni deo sadri imunoglobulinski domen, te stoga CD#

molekul pripada superfamiliji imunoglobulina. Transmembranski deo ima negativno

naelektrisane aminokiselinske rezidue koje se povezuju sa pozitivno naelektrisanim

reziduama transmembranskog domena TCR " i $ lanaca. Funkcionalno najznaajniji deo

CD3 proteina je citoplazmatski rep koji se sastoji od 44-81 aminokiselinskih ostatka, te

je dovoljne veliine da uestvuje u transdukciji signala u eliju. Na citoplazmatskom

delu sva tri lanca se moe uoiti konzervativni motiv znaajan u signalnoj funkciji ovog

molekula (ITAM od eng. immunoreceptor tyrosine-based activation motif). ITAM se

nalazi i u drugim molekulima ukljuenim u signalnu transdukciju, z lancu, Ig" i Ig$

lancima asociranim sa membranskim Igz, nekim Fc receptorima. z i h lance kodira isti

gen, tako da je njihova struktura vrlo slina. Ekstracelularni deo je kratak,

transmembranski deo ima negativno naelektrisane rezidue. Citoplazmatski rep z lanca je

dug 113, a h lanca 155 aminokiselina, tako da oba lanca uestvuju u transdukciji

signala u eliju.

Funkcija CD3, z i h proteina

Jedna od funkcija CD3gde, z i h proteina je facilitacija (olakavanje) ekspresije itavog

TCR kompleksa. Sinteza komponenti TCR kompleksa, njihovo spajanje i ekspresija su

strogo regulisani i koordinisani, a itav proces se odigrava tokom maturacije T limfocita

u timusu. Asocijacija TCRab heterodimera sa CD3gde kompleksom se odigrava u

endoplazmatskom retikulumu, a zatim se ovaj kompleks transportuje do goldi aparata,

gde se modifikuje vezivanjem oligosaharida. Kompleks TCRab heterodimera sa CD3gde

proteinima ostaje u goldi aparatu dok god se za njega ne vee zz homodimer. Za

razliku od ab i gde proteina koji se sintetiu u velikom viku, z proteini su prisutni u

limitiranim koliinama. Tek nakon vezivanja zz homodimera za TCRab i CD3gde proteine

itav kompleks se transportuje do elijske membrane i eksprimira na povrini T

limfocita. Na taj nain, sinteza i asocijacija z lanca sa ostalim proteinima je limitirajui

korak u formiranju i ekspresiji itavog TCR kompleksa.

Ipak, osnovna funkcija ovih proteina se ogleda u transdukciji aktivirajuih signala u

citoplazmu T elija. Naime, posle prepoznavanja, i vezivanja antigena za TCRab

heterodimer, aktivirajui signal se u unutranjost elije prenosi, ne antigen vezujuim

ab heterodimerom, ve proteinima TCR kompleksa (CD3, z i h). Najraniji intracelularni

dogaaj koji se deava nakon prepoznavanja antigena je fosforilacija tirozinskih rezidua

ITAM-a CD3 i z proteina. Za fosfotirozinske rezidue se vezuju adaptorski proteini koji

signal prenose dalje, nishodno ka jedru.

5.2. gd T elijski receptor

Oko 5% T limfocita na svojoj povrini umesto ab eksprimira gd T elijski receptor. g i d

lanci su transmembranski proteini, ija je struktura vrlo slina a i b lancima. gd i ab T

limfociti imaju razliito poreklo. Osim toga, podklase gd T limfocita se mogu meusobno

razlikovati na osnovu toga gde su se razvijali tokom ontogeneze. Tako, mnogi gd T

limfociti u koi eksprimiraju odreeni TCR, dok gd T limfociti u uterusu, vagini i

tonzilama eksprimiraju drugi. Bitna karakteristika gd T limfocita je da se predominantno

nalaze u razliitim epitelnim tkivima. Na primer, 50% svih T limfocita mukoze tankog

creva mieva i kokoaka su gd T limfociti, tzv. intraepitelni limfociti. gd T limfociti ine

veinu intradermalnih T limfocita mieva. Kod ljudi taj broj je znatno manji i iznoci 10%

za intraepitelne i 5% za cirkuliue T limfocite. gd heterodimer se vezuje za iste CD3 i

zh proteine kao i ab receptori. Veina ostalih povrinskih molekula koji su prisutni na

ab limfocitima su prisutni i na gd T limfocitima. Izuzetak su CD4 i CD8 molekuli koje ovi

limfociti u najveem broju sluajeva nikada ne eksprimiraju. Funkcija gd T limfocita je

nejasna. Veina gd T limfocita ne prepoznaje imunogene peptide asocirane sa GHK

molekulima. Ograniena raznolikost gd TCR-a u razliitim tkivima, ukazuje da bi ovi

limfociti mogli da budu aktivirani nekim nepromenljivim, kontervativnim antigenima.

Otuda je mogue da gd T limfociti prepoznaju najfrekventnije antigene i to na mestu

njihovog ulaska u organizam, tj. u epitelu.

5.3. Akcesorni molekuli T limfocita

Proteini TCR kompleksa su kljuni molekuli odgovorni za specifino prepoznavanje

antigena i indukciju aktivacije GHK ogranienih helperskih i citotoksinih T limfocita.

Ipak, T limfociti eksprimiraju i druge integralne membranske proteine koji igraju

znaajnu ulogu u funkcionalnom odgovoru na antigene. Ti proteini se nazivaju akcesorni

molekuli. Osnovne karakteristike, zajednike za veinu, ovih molekula su:

Akcesorni molekuli T limfocita se specifino vezuju za druge molekule

(ligande) koji su prisutni na povrini drugih elija, kao to su APC, ciljne elije,

endotel ili ekstracelularnog matriksa.

Akcesorni molekuli su nepolimorfni i nepromenljivi. To znai, da su akcesorni

molekuli, za razliku od TCR ili GHK molekula, identini na svim T limfocitima svih

jedinki jedne vrste. Mnogi od ovih molekula pripadaju familijama imunoglobulina,

integrina i selektina.

Akcesorni molekuli poveavaju snagu adhezionih veza izmeu T limfocita i

ciljnih elija. Prisustvo ovih molekula je neophodno kako bi se nisko-afinitetna veza

izmeu T limfocita i APC uinila stabilnijom.

Vezivanjem za ligande ekstarcelularnog matriksa i endotelnih elija akcesorni

molekuli uestvuju u recirkulaciji T limfocita.

Akcesorni molekuli mogu transdukovati biohemijske signale u unutarnjost

T limfocita. Ova signalna funkcija je najbole prouena kod CD4 i CD8 kostimulatornih

molekula.

Mnogi akcesorni molekuli su korisni fenotpski markeri koji omoguavaju

identifikaciju T limfocita.

CD4 i CD8 molekuli

CD4 i CD8 molekuli su integralni membranski proteini T limfocita koji prepoznaju

nepolimorfne delove GHK molekula i zajedno sa proteinima TCR kompleksa uestvuju u

transdukciji signala koji dovode do aktivacije T elija. Funkcija CD4 i CD8 molekula je

blisko povezana sa funkcijom TCR, pa se zato, ovi molekuli esto nazivaju koreceptori.

Zreli "$T limfociti eksprimiraju ili CD4 ili CD8, ali nikada oba molekula. Priblino 65%

abT limfocita periferne krvi eksprimira CD4, a 35% CD8 molekule.

CD4 je transmembranski glikoprotein eksprimiran kao monomer na povrini timocita, T

limfocita, monocita i makrofaga. CD4 ima etiri ekstracelularna domena, koja po grai

podseaju na imunoglobulinske domene. CD8 je transmembranski glikoprotein, koji je

na povrini T limfocita periferne krvi, eksprimiran ili kao homodimer sastavljen od dva

CD8a lanca ili kao heterodimer sastavljen od dva razliita, CD8a i CD8b lanca. Oba

lanca CD8 molekula pripadaju superfamiliji imunoglobulina. Osnovne funkcije ovih

molekula su:

Selektivno prepoznavanje i vezivanje CD4 za GHK molekule II klase i CD8 za GHK

molekule II klase uslovljava da CD4+ T limfociti prepoznaju peptidne antigene

asocirane sa GHK molekulima II klase (ekstracelularni antigeni), a CD8+ T limfociti

prepoznaju peptidne antigene aocirane sa GHK molekulima I klase (endogeni,

intracelularni antigeni).

Ovi molekuli se ponaaju kao adhezioni molekuli koji pojaavaju snagu veze izmeu

T limfocita i APC. Vezivanjem za GHK molekule II klase (receptorsko mesto za CD4

molekul je nepolimorfni b2 domen GHK molekula II klase) CD4 molekuli stabilizuju

interakcije izmeu helperskih T limfocita i APC koje antigen eksprimiraju u kontekstu

GHK molekula II klase. Vezivanjem za nepolimorfni a3 domen GHK molekula I klase,

CD8 molekul se ponaa kao adhezioni molekul koji stabilizuje vezu citotoksinih T

limfocita i ciljnih elija koje u kontekstu svog GHK molekula I klase eksprimiraju

imunogeni peptid.

Nakon vezivanja za GHK molekule CD4 i CD8 proteini mogu transdukovati ili olakati

transdukciju signala nastalih aktivacijom TCR-a, ime pomau funkcionalni odgovor

T limfocita. Otuda, CD4 i CD8 molekuli deluju kao koreceptori TCR-a.

Pored svoje fizioloke uloge, CD4 molekul je i receptor za virus humane

imunodeficijencije (HIV).

Vanost kostimulatornih molekula APC za aktivaciju T limfocita

Za aktivaciju, tj. proliferaciju i diferencijaciju limfocita neophodna su dva ekstracelularna

signala. Prvi signal nastaje vezivanjem antigena i aktivacijom TCR kompleksa i CD4 ili

CD8. Drugi signal nastaje aktivacijom kostimulatornih molekula, koji su povrinski

molekuli na APC, i vezuju se za specifine receptore na na T limfocitima. Dve osnovne

uloge kostimulatornih molekula su:

1. Kostimulatorni signali su neophodni za potpuni odgovor T limfocita aktiviranih

antigenom. Prepoznavanje antigena u odsustvu kostimulacije nee dovesti do potpune

aktivacije antigen specifinih T limfocita.

2. Nedostatak kostimulacije u vreme prezentacije antigena moe indukovati toleranciju

na dati antigen.

Najsnaniji kostimulatorni molekuli su eksprimirani na profesionalnim APC. Jedan od

najsnanijih i najvanijih kostimulatornih puteva u aktivaciji T limfocita ukljuuje CD28

na povrini T limfocita i B7-1 i B7-2 kostimulatorne molekule na povrini APC.

Vezivanje CD28 za B7-1/B7-2 pojaava odgovor T limfocita na antigen. Suprotno,

vezivanje CTL-4, (takoe povrinski molekul T limfocita) za B7-1/B7-2 inhivira

aktivaciju T limfocita. CD28 je konstitutivno eksprimiran na 80% CD4+ i 50% CD8+

limfocita, ali se nakon aktivacije broj eksprimiranih CD28 znaajno poveava.

CD45: Tirozin fosfataza neophodna za aktivaciju T limfocita

CD45 je integralni membranski protein, ije su molekularne forme eksprimirane na

nezrelim i zrelim leukocitima (T i B limfociti, timociti, monociti, polimorfoniklearni

leukociti). Izoforma molekula CD45, koja je eksprimirana na ogranienoj (Restricted)

grupi elija, naziva se CD45R. Ekspresija razliitih formi ovog molekula je regulisana

tokom procesa maturacije i aktivacije T limfocita. Tako, naivni T limfociti eksprimiraju

CD45RA, a memorijski i efektorni T limfociti eksprimiraju CD45RO. Ekspresija CD45 je

neophodna za optimalnu aktivaciju T limfocita. Citoplazmatski deo CD45 ima aktivnost

tirozin fosfataze, tj. uklanja fosfatne grupe sa tirozin kinaze (lck) koja je asocirana sa

citoplazmatskim repom CD4 i CD8 molekula. Nain na koji CD45 uestvuje u regulaciji

aktivnosti T limfocita nije u potpunosti jasan. Ligand za CD45 jo uvek nije

identifikovan. Ipak, aktivirani CD45 uklanja fosfatne grupe sa tirozinskih ostataka na lck,

ime ova protein tirozin kinaza stie sposobnost fosforilacije tirozina u razliitim

substratima.

Integrini ukljueni u adhezione interakcije T limfocita sa drugim elijama

Familija integrina obuhvata oko 30 strukturno slinih proteina koji funkcioniu primarno

kao adhezioni molekuli, ali mogu imati i signalnu funkciju. Dve najznaajnije subfamilije

integrina su:

b1 integrini (VLA molekuli). Tri lana ove subfamilije, VLA-4, VLA-5 i VLA-6, su

eksprimirana na T limfocitima. Broj i afinitet ovih molekula za njihove ligande se rapidno

poveava nakon antigenske aktivacije T limfocita. Ligand za VLA-4 je VCAM-1 (od eng.

Vascular cell adhesion molecule-1) protein eksprimiran na endotelu inflamatornog

ognjita. Pored toga, VLA molekuli uestvuju i u adhezionim reakcijama izmeu T

limfocita i ekstracelularnog matriksa.

b2 integrini (LFA molekuli). LFA-1, najznaajniji predstavnik ove subfamilije, je

eksprimiran na timocitima, zrelim T i B limfocitima granulocitima i monocitima. Ligand

za LFA-1 je intercelularni adhezioni molekul-1 (ICAM-1; od eng. Intercellular adhesion

molecule-1) eksprimiran na T i B limfocitima, fibroblastima, keratinocitima i endotelnim

elijama. Nivo eksprecije ICAM-1 je regulisan dejstvom inflamatornih citokina. Drugi

ligand za LFA-1 je ICAM-2, koji ima slinu tkivnu distribuciju, ali se eksprimira

konstitutivno i nije pod uticajem inflamatornih citokina.