Concetti Chiave
- L'interazione tra MHC-I e TCR avviene principalmente tramite le regioni CDR3, mentre CDR1 e CDR2 interagiscono maggiormente con l'MHC.
- La struttura del TCR subisce un cambiamento conformazionale, noto come "induced fit", in presenza del complesso MHC-peptide, influenzando il riconoscimento dei ligandi.
- Le molecole MHC di classe I sono espresse ad alti livelli in linfociti T, B e macrofagi nei tessuti linfoidi, mentre l'espressione di MHC di classe II è variabile tra diverse cellule.
- Nei tessuti non linfoidi, le MHC di classe I sono presenti in alte quantità nei neutrofili, ma scarsamente in epatociti e cellule renali, mentre le MHC di classe II non sono espresse da queste cellule.
- Le cellule non nucleate non esprimono né MHC di classe I né di classe II, evidenziando una differenza fondamentale nella loro espressione cellulare.
Interazione tra MHC-I e TCR
L’interazione di MHC-I con TCR avviene soprattutto tramite le CDR3. La visione dall’alto (qui accanto) permette di individuare le regioni 3 α e 3 β di CDR3 che interagiscono con il peptide presentato dalla molecola MHC. Al contrario di CDR3, si ha che CDR2 e CDR1 tendono ad interagire con MHC e solo in parte con il peptide.
Struttura e conformazione del TCR
È stata studiata tramite spettrometria la struttura del TCR in assenza del peptide e con, e si è visto che l’interazione con il complesso MHC-peptide determina un cambiamento conformazionale, detto “induced fit”, a livello dell’ansa CDR3 di V α. Questo comportamento può spiegare come il TCR possa adottare conformazioni che riconoscono ligandi peptidici abbastanza simili. CDR3 è la parte più variabile mentre le anse CDR1 e CDR2 corrispondono a residui che conferiscono al TCR una maggiore affinità per l’MHC. Più in particolare CDR-1 β e CDR-2 β prendono contatti con residui conservati dell’α-elica dell’MHC (in verde). La configurazione dei contatti è molto simile anche tra diverse molecole MHC e TCR, ciò implica che le sequenze germinali di CDR1 e CDR2 conferiscono affinità intrinseca del TCR per MHC.
Espressione delle molecole MHC
Le molecole MHC di classe I e II sono espresse in modo diverso a seconda dei tessuti. I tessuti che le esprimono maggiormente sono quelli linfoidi, dove si ha anche un’espressione differenziale tra gli MHC:
• Le MHC di classe I sono espresse ad un alto livello da tutti i linfociti T, B, macrofagi e cellule dendritiche (per quest’ultime a seconda dello stato di attivazione), mentre le cellule epiteliali del timo le esprimono a bassi livelli.
• Le MHC di classe II sono espresse scarsamente nei linfociti T attivati dell’uomo, mentre nel topo tutti i linfociti T sono negativi per la classe II. I linfociti B esprimono la classe II ad alti livelli (in quanto APC professioniste), i macrofagi esprimono meno la classe II rispetto alla I e le cellule dendritiche e le cellule epiteliali del timo le esprimono molto entrambe.
Differenze di espressione nei tessuti
Nei tessuti non linfoidi le due classi sono presenti in modo diverso:
• Le MHC di classe I sono espresse molto dai neutrofili, poco dagli epatociti, dalle cellule renali e dalle cellule del SNC
• Le MHC di classe II non sono espresse né dai neutrofili, né dagli epatociti, né dalle cellule renali e neanche dalle cellule del SNC. Tuttavia a livello del SNC le cellule microgliali, correlate ai macrofagi dal punto di vista filogenetico, sono positive per la classe II.
Le cellule non nucleate non esprimono nessuna delle due classi.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo delle regioni CDR3 nell'interazione tra MHC-I e TCR?
- Come influisce l'interazione con il complesso MHC-peptide sulla conformazione del TCR?
- In quali tessuti sono espresse le molecole MHC di classe I e II?
- Quali sono le differenze di espressione delle molecole MHC nei tessuti non linfoidi?
Le regioni CDR3, in particolare le porzioni 3 α e 3 β, sono fondamentali per l'interazione con il peptide presentato dalla molecola MHC-I, mentre CDR1 e CDR2 interagiscono principalmente con l'MHC stesso (testo).
L'interazione con il complesso MHC-peptide provoca un cambiamento conformazionale nel TCR, noto come "induced fit", che consente al TCR di riconoscere ligandi peptidici simili (testo).
Le molecole MHC di classe I sono espresse ad alti livelli nei linfociti T, B, macrofagi e cellule dendritiche, mentre le MHC di classe II sono espresse principalmente nei linfociti B e nelle cellule dendritiche, con una bassa espressione nei linfociti T attivati (testo).
Nei tessuti non linfoidi, le MHC di classe I sono espresse da neutrofili e in misura minore da epatociti e cellule renali, mentre le MHC di classe II non sono espresse da queste cellule, ma sono presenti nelle cellule microgliali del SNC (testo).
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