Immunologia Curso de Análises Clinicas Aula Teórica Nº 5 Recombinação V(D)J: Os genes das Ig e TCR

A teoria clonal centra-se na existência de receptores do antigénio clonotípicos : Linf. B : mIg Linf. T: TCR

Similaridades e diferenças entre o TCR e as Ig

A codificação genética do TCR e Ig NECESSIDADE BIOLÓGICA: Criar um número ilimitado de TCR LIMITAÇÃO PRÁTICA: O Genoma é limitado, pelo que pode codificar um número limitado de Proteínas RESPOSTA BIOLÓGICA: O mecanismo de recombinação somática cria uma diversidade ilimitada a partir de um número limitado de elementos genéticos base

Os receptores do antigénio são codificados por mais que um gene Cadeias Pesadas: IgH Cadeias Leves: Igl e Igk TCR Cadeia a Cadeia b Cadeia g Cadeia d

Os genes das Imunoglobulinas Cromossoma 16 Cromossoma 6 Cromossoma 12

Os genes do TCR

Os genes do TCR são diferentes em células diferenciadas e células indiferenciadas

O rearranjo somático

Regulação da recombinação: as sequências sinal

Regulação da recombinação A recombinação somática segue a regra: “ só rearranjam elementos com espaçadores de comprimentos diferentes”.

Equação de recombinação

Tipos de recombinação

As junções dos elementos V-D-J não são pré-definidas Delecção de nucleótidos de cada elemento Adição de novos nucleótidos Nucleótidos P (origem numa estrutura palindrómica) Nucleótidos N (adicionados aleatoriamente pela enzima TdT) número potencial de 1016 ab-TCR e 1018 gd-TCR

A origem dos nucleótidos P

A origem dos Nucleótidos N

Leitura dos segmentos Db faz-se em 3 ordens de leitura

Diversidade combinatorial

Locais de diversidade de junção: os CDR

Os CDR na estrutura proteica

A recombinação origina novos genes e novos clones Cada gene obtido é potencialmente diferente dos restantes Os genes do TCR de cada linfócito são diferentes dos de qualquer outra célula não linfóide A recombinação V(D)J ocorre precocemente na ontogenia das células determina a sua maturação na linhagem T cada célula origina um clone de células T

Estimativas da diversidade

Mutação somática dos genes das Ig Ocorre no centros germinais dos nódulos linfáticos Ocorre de forma aleatória A selecção dirigida pelo antigénio causa predominância de mutações nos CDR Resulta num aumento da afinidade dos anticorpos

O TCR não sofre mutação somática

O Gene TCR g no locus TCR a

Aplicações no laboratório de análises clínicas

Necessidades Funcionais do TCR Reconhecer o péptido Reconhecer o HLA do indivíduo como tal Reconhecer HLAs estranhos como tal Estar ancorado na membrana enviar sinais para o interior da célula após o reconhecimento do HLA/HLA+péptido

Estrutura do TCR (I) Heterodimero cujos polipéptidos se encontram unidos por ligações dissulfídricas 2 formas diferentes, expressas em células diferentes heterodimero ab (a maioria dos linfócitos T circulantes) heterodimero gd (5-10% dos linfócitos T circulantes) Ambos os heterodimeros são proteínas constitucionais da membrana citoplasmática Ambos os heterodimeros se associam a um complexo proteico denominado CD3 A maioria encontra-se no exterior da célula, possuindo ainda uma zona transmembranar, e uma muito curta cauda citoplasmática

Estrutura do TCR (II) 2 Existem 4 regiões de hipervaria-bilidade na sequência dos a.a. : 3 zonas análogas às observadas nas imunoglobulinas, sendo por isso referidas com nomes análogos (CDR1 a CDR3 - complementary determining region). 1 zona denominada HV4 (Hypervariable region 4) O CDR1, CDR2 e HV4 são codificados pelos “genes” V O CDR3 é codificado pela junção V(D)J 1 3 3 4 2 4 1

2 1 3 3 4 1 2 4

Descobrindo especificidades de ligação Mutações no péptido seleccionam mutações complementares no CDR3

Mutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas: A mesma mutação tem efeito diverso, dependendo do péptido Sem efeito 20-102 X I I I 20- 102 X MCC(99K) MCC(99E) 102-103 X I >103 Sem estimulação

Mutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas: TCR diferentes são diferentemente afectados pelas mesmas mutações Sem efeito 20-102 X I 20- 102 X 102-103 X I >103 Sem estimulação

Mutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas: Não se observou nenhum padrão de comportamento do tipo mut. X-hélice - mut. CDR 1/CDR 2

O CDR 3 é a principal força que governa a especificidade, sendo o HLA reconhecido como parte do todo, e não separadamente NOTA: verificar no diagrama que efectivamente o CDR 3 é a zona do TCR que mais contacta o péptido / HLA

O H4 está particularmente envolvido nas ligações tipo super antigénio.

Factores que influenciam a diversidade do TCR Tolerancia Rearranjos constructivos Selecção negativa Selecção Positiva Estrutura do péptido péptidos c/ a.a. volumosos nos resíduos expostos originam repertórios mais diversos Concentração/densidade do ligando [] estimula apenas os TCR de maior afinidade Repertório de TCR limitado relatos contraditórios sobre a influencia de delecções de Vß na diversidade do repertório especifico Superantigénios Não especificos p/ péptido mas p/ Vß activação policlonal superantigénios endógenos originam delecção de expressão de Vß à periferia