ImmunologiaCurso 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 : mIgLinf. 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 Ig

Cadeias Pesadas: IgH Cadeias Leves: Ig e Ig

TCR Cadeia Cadeia Cadeia Cadeia

Os genes das Imunoglobulinas

Cromossoma 12

Cromossoma 6

Cromossoma 16

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

A recombinação somática segue a regra: “ só rearranjam elementos com espaçadores de

comprimentos diferentes”.

Regulação da recombinação

Equação de recombinação

V

GTCCTCC.CACAGTG-12-ACAAAAACC

JGGTTTTTGT-23-CACTGTG.CTCAG

+

V J JUNÇÃO CODIFICANTE

JUNÇÃO SINAL

GTCCTCC GGTCAG

+

GGTTTTTGT-23-CACTGTG|CACAGTG-12-ACAAAAACC

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-TCR e 1018

-TCR

A origem dos nucleótidos P

GTCA

GTCA

CATG

CATGGTAC

Nucleótidos "P"

A origem dos Nucleótidos N

Leitura dos segmentos D 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 no locus TCR

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 (a maioria dos linfócitos T circulantes) heterodimero (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) 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

312

43

12 4

312

4 31 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

I

II

I

Semestimulação

20-102 X

20- 102 X

102-103 X

>103

Sem efeito

MCC(99

K)

MCC(99

E)

Mutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas: TCR diferentes são diferentemente

afectados pelas mesmas mutações

I

I

Semestimulação

20-102 X

20- 102 X

102-103 X

>103

Sem efeito

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