GERAÇÃO DE DIVERSIDADE DE IMUNOGLOBULINAS Caroline Rigotto Borges IMUNOGENÉTICA GERAÇÃO DE DIVERSIDADE DE IMUNOGLOBULINAS Caroline Rigotto Borges

GERAÇÃO DIVERSIDADE DAS IG NAS CÉLULAS COMO É POSSIVEL UM NÚMERO TÃO GRANDE DE ANTICORPOS SEJA CODIFICADO PELOS NOSSOS GENES?

GERAÇÃO DIVERSIDADE DAS IG NAS CÉLULAS B 1015 a 1018 diferentes anticorpos num indivíduo Muito espaço no genoma seria utilizado se cada Ac fosse codificado por um gene Menos que 1000 genes Nas células B os genes da Ig são fragmentados (segmentos gênicos )

Regiões variáveis e constantes são codificados por genes diferentes Genes das cadeias pesadas estão em cromossomos diferentes dos genes das cadeias leves Ocorre um rearranjo gênico no DNA dos linfócitos Os polipeptídios devem ser feitos e agrupados

CADEIA LEVE Cadeia : 76V, 5J, 1C Cadeia : 52V, 7J, 7C CADEIA PESADA Apresentam diversidade adicional: D Segmentos gênicos constantes juntos (CCCC), porém distantes dos VH, DH, JH VH: 86 genes DH: 30 genes JH: 9 genes CH: 11

A SEQÛENCIA DE DNA QUE CODIFICA UMA REGIÃO VARIÁVEL É MONTADA A PARTIR DE SEGMENTOS GÊNICOS

Síntese da cadeia leve kappa

Organização gênica da cadeia lambda

Organização gênica da cadeia pesada

Síntese da cadeia pesada

Geração da diversidade Múltiplos genes V na linhagem germinativa Associação combinatória Diversidade de junção Falta de precisão na junção resulta na deleção de AA no local de ligação com Ag Diversidade de inserção Inserção de pequenos trechos de nucleotídeos nas junções VD e DJ Hipermutação somática Mutações nos genes V das cadeias H e L durante a vida dos LB - Aumenta a afinidade do Ac com o Ag na resposta secundária

Geração da diversidade Conversão somática de genes Pseudogenes que se rearranjam com gene VH Edição do receptor - Segundo rearranjo dos genes variáveis H e L com elementos que ainda não haviam sofrido rearranjo

Number of gene segments Table 8.10. Functional human Ig and TCR loci Locus Location Number of gene segments V D J C IGH 14q32.3 86 30 9 11 IGK 2p12 76 5 1 IGL 22q11 52 7 TCRA 14q11-12 60 75 TCRB 7q32-33 70  100 2 13 TCRG 7p15 8 TCRD 6 3

INTRODUÇÃO NUCLEOTÍDEOS

Geração da diversidade Conversão somática de genes Pseudogenes que se rearranjam com gene VH Edição do receptor - Segundo rearranjo dos genes variáveis H e L com elementos que ainda não haviam sofrido rearranjo

Troca de Classe Arranjos VJ (cadeia leve) e VDJ (cadeia pesada) Ocorrem na ausência do Ag durante a diferenciação dos LB LB maduro pode trocar de classe, mas mantém a mesma especificidade Estímulos: Ag e citocinas Região S (CH) permite a associação de cada região CH com uma unidade VDJ.

Exclusão alélica

GERAÇÃO DE DIVERSIDADE DO TCR IMUNOGENÉTICA GERAÇÃO DE DIVERSIDADE DO TCR

RECEPTOR DE LINFÓCITOS B RECEPTOR DE LINFÓCITOS T

Estrutura do Receptor de Célula T (TCR) Duas cadeias polipeptídicas, α e β, Ambas possuem região C e V Cadeia α possui região V e segmento de junção (J) Cadeia β V possui região V, segmento de junção (J) e de diversidade (D).

Organization and rearrangement of the T cell receptor

Defects in TCR rearrangement Defects in RAG genes leads to severe combined immunodeficiency disease (SCID) SCID patient infected with Candida albicans Child with Omenn syndrome

POSSIBLE CAUSES:    Omenn's Syndrome is inherited in an autsomal recessive pattern. This means that in order for a child to develop this condition, he or she must inherit a copy of the same inactivated gene from each parent. The parents are usually unaffected because they only have one copy of the inactivated gene and are considered “carriers” for the condition. When two carriers have children, there is a 25% or 1 in 4 chance for a child to be affected. The specific genes that are involved in Omenn’s Syndrome are located on chromosome 6 and are responsible for regulatory proteins that function to create a normal mixture of B and T lymphocytes during infancy. The B and T cells are created in the bone marrow and thymus gland, respectively, and each type is programmed to recognize different foreign elements such as bacteria, viruses, or parasites. When the regulatory proteins, called recombination-activating genes, or RAGs are defective as in Omenn’s syndrome, the immune system loses its ability to produce diverse B and T cells. As a result, the body is susceptible to infection of all types.

Small population of T cells has a TCR comprised of γ and δ chains – γδ TCR specificity differs from αβ TCR

Properties of Ig and TCR Genes Ig TCR Many VDJs, few Cs yes yes VDJ rearrangement yes yes V-pairs form antigen yes yes recognition site Somatic hypermutation yes no

GERAÇÃO DE DIVERSIDADE DO MHC IMUNOGENÉTICA GERAÇÃO DE DIVERSIDADE DO MHC

Major Histocompatibility Complex (MHC) Complexo Principal de Histocompatibilidade HLA- Human Leukocyte Antigens H2- Complexo de Histocompatibilidade de camundongos

Significado do MHC Importante na resposta imune Importante no transplante de órgãos Importante na predisposição à doenças

Major Histocompatibility Complex Transplantes: rejeição Altamente polimórficos (variáveis) Ligam-se a peptídeos: reconhecidos pelos LT Tem sua estrutura tridimensional determinada por cristalografia de raios-X

Expressão diferencial dos antígenos MHC

Os genes do MHC humanos

Structure of Class I MHC NH2 Alloantigenic sites CHO COOH P α1 α2 α3 β2 OH Plasma membrane Disulfide bridge Papain cleavage Cytoplasm

Variability For Polymorphism

Structure of Class II MHC Plasma membrane Cytoplasm CHO NH2 COOH α1 α2 β2 β1

Variability For Polymorphism

Os genes do MHC humanos Cromossomo 6 humano (braço curto)

A hereditariedade e codominância dos genes MHC José Maria Tiago Lucas João Sara

Crossing over resultando em novos haplótipos

HLA e associação a doenças Alelos associados Frequência em Risco Relativo pacientes controles Espondilite anquilosante Doença de Reiter’s Uveíte Anterior aguda Psoríase vulgaris Dermatite herpetiforme B27 CW6 DR3 9 79 52 87 85 33 26 87,4 37,0 10,4 13,3 15,4

Síndrome de Reiter A síndrome de Reiter é condição rara, de distribuição universal. Acomete preferencialmente indivíduos adultos do sexo masculino. Caracteriza-se por poliartrite periférica soronegativa, com duração mais longa do que um mês, manifestando-se geralmente após quadro infeccioso disentérico ou urogenital. Acometimentos mucocutâneo, ungueal e ocular são comuns.

Espondilite Anquilosante A Espondilite Anquilosante (EA) é uma doença reumática que causa inflamação na coluna vertebral e nas articulações sacroilíacas (no final da coluna com os ossos da bacia), podendo, às vezes, também atacar os olhos e válvulas do coração. A causa de EA não é conhecida, mas tudo que se relaciona com as espondiloartropatias tem haver com um padrão genético, devida a existência de um marcador genético comum (HLA-B27), que está presente na maioria dos indivíduos afetados, tornando essas pessoas predispostas a ter a doença