Immunologia Abbas 8

TCR.

Le catene  sono dimeri contenenti una regione extracellulare di 9 amminoacidi, una porzione transmembrana che contiene residui

carichi positivamente e una regione citoplasmatica di 113 amminoacidi contenente 3 sequenze ITAM.

7.3.2 Trasduzione del segnale

Quando il TCR lega il complesso MHC-peptide, i corecettori si aggregano al TCR, provocando un cambiamento conformazionale che

rende le tirosine dei domini ITAM presenti nelle catene CD3 e  accessibili alla fosforilazione da parte delle chinasi Src.

I corecettori CD4 e CD8 facilitano il processo di attivazione dei recettori, avvicinando la chinasi Lck agli ITAM delle catene CD3 e .

CD4 e CD8 sono glicoproteine transmembrana appartenenti alla superfamiglia delle Ig: il CD4 è un monomero costituito da 4 domini

extracellulari, in cui si trovano i siti di legame per le regioni non polimorfe 2 e 2 dell’MHC di classe II, una regione idrofobica

transmembrana e una coda citoplasmatica; il CD8 è un dimero costituito dalle catene  e , legate da ponti disolfuro, entrambe con un

singolo dominio Ig extracellulare, che lega il dominio non polimorfo 3 e interagisce con le regioni 2 e 2-microglobulina dell’MHC

di classe I, un dominio idrofobico transmembrana e un dominio citoplasmatico. La porzione citoplasmatica di CD4 e CD8 lega la

chinasi Lck della famiglia Src; la capacità dei domini extracellulari di legare le molecole MHC aiuta queste proteine a trovarsi in

stretto contatto con il complesso TCR.

In seguito all’attivazione del TCR, la chinasi Lck viene portata vicino ai residui di tirosina dei domini ITAM delle catene CD3 e , che

vengono così fosforilate. Oltre a Lck è presente un’altra chinasi della famiglia Src, chiamata Fyn: questa è fisicamente associata a

CD3 e contribuisce alla fosforilazione dei domini ITAM. Le sequenze ITAM della catena , una volta fosforilate, formano siti di

ancoraggio per la chinasi ZAP-70, appartenente alla famiglia Syk: questa contiene due domini SH2, in grado di legare le fosfotirosine

degli ITAM e dopo l’associazione alla catena , ZAP-70 diventa substrato per Lck, che in questo modo diventa in grado di fosforilare

altri substrati. Dopo l’attivazione ZAP-70 fosforila numerose proteine adattatrici.

Un’altra via di trasduzione è l’attivazione della chinasi PI3, un enzima reclutato dal complesso TCR che fosforila i fosfatidilinositoli

di membrana e genera fosfatidi-inositolo-trifosfato (PIP3) a partire dal fosfatidil-inositolo-bifosfato (PIP2): di conseguenza le proteine

contenenti i domini PH possono legarsi alla superficie interna della membrana.

7.3.3 Sinapsi immunologica

Il seguito al riconoscimento dei complessi MHC-peptide da parte del TCR si ha il reclutamento di diverse proteine di membrana nel

sito di contatto fra il linfocita e l’APC: in questo modo si forma una regione di contatto chiamata sinapsi immunologica (SMAC).

Nella regione centrale della sinapsi immunologica (c-SMAC), in cui linfocita e APC distano circa 15nm, vengono reclutati il

complesso del TCR, i corecettori, i recettori per le molecole costimolatorie e proteine adattatrici; nella regione periferica della sinapsi

immunologica (p-SMAC), in cui la distanza fra linfocita e APC è di circa 40nm, si trovano invece le integrine, che stabilizzano il

legame fra le due cellule.

La sinapsi immunologica permette il rilascio direzionato del contenuto dei granuli secretori e delle citochine da parte del linfocita T

nei confronti dell’APC e facilita le interazioni fra CD40 e il suo ligando (CD40L).

7.3.4 MAP chinasi

Le proteine G attivate dal riconoscimento dell’antigene stimolano diverse MAP chinasi (MAP-K), che a loro volta attivano diversi

fattori di trascrizione; le proteine G maggiormente attivate a valle del TCR sono Ras e Rac.

La via di Ras viene attivata in seguito al riconoscimento dell’antigene e attiva fattori trascrizionali attraverso la chinasi ERK. Ras è

associata alla membrana plasmatica e nella sua forma inattiva il sito di legame è occupato dal GDP, che viene scambiato con un GTP

in seguito all’attivazione di Ras. L’attivazione di Ras coinvolge le proteine adattatrici LAT e Grb-2: la chinasi ZAP-70 induce la

fosforilazione di LAT, che diventa sito di ancoraggio per il dominio SH2 di Grb-2, la quale recluta la proteina SOS, che catalizza lo

scambio GDP/GTP su Ras. In questo modo la forma attiva di Ras, chiamata Ras-GTP, attiva una cascata di tre MAP chinasi: il

complesso attiva la chinasi c-Raf, che attiva un’altra MAP chinasi-chinasi (MAP-KK), che fosforila ERK. La forma fosforilata di

ERK trasloca nel nucleo e fosforila la proteina Elk, che stimola la trascrizione di c-Fos, un componente del fattore di trascrizione AP-

1.

Parallelamente all’attivazione di Ras, si ha la via di Rac: le molecole adattatrici fosforilate reclutano la proteina Vav, che catalizza lo

scambio GDP/GTP su Rac, formando il complesso Rac-GTP attivo: questo innesca una cascata di MAP chinasi che porta

all’attivazione di una MAP chinasi chiamata JNK (o SAP), che una volta attivata fosforila c-Jun, il secondo componente del fattore di

trascrizione AP-1. Rac-GTP attiva anche la MAP chinasi p38, il cui compito è attivare fattori di trascrizione, ed è responsabile della

riorganizzazione del citoscheletro e dell’aggregazione dei complessi del TCR, dei corecettori e di altre molecole a livello della sinapsi

immunologica.

7.3.5 Calcio e proteina chinasi C

La trasduzione del segnale del TCR porta all’attivazione della forma 1 della fosfolipasi C (PLC1), che viene reclutata dalla proteina

adattatrice LAT: la PLC1, una volta fosforilata da parte di ZAP-70 e altre chinasi, catalizza l’idrolisi di un fosfolipide di membrana

chiamato fosfatidilinositolo-4,5-bifosfato (PIP2), formando l’inositolo-1,4,5-trifosfato (IP3) e il diacilglicerolo (DAG).

IP3 diffonde nel citoplasma e si lega al suo recettore, un canale del calcio presente sul reticolo endoplasmatico, dove stimola il rilascio

di calcio. La deplezione del calcio nel reticolo endoplasmatico attiva la proteina STIM1, la quale attiva un canale in membrana

chiamato CRAC, che promuove l’ingresso del calcio nella cellula. Il calcio citoplasmatico agisce quindi da secondo messaggero,

legandosi a una proteina chiamata calmodulina: il complesso calcio-calmodulina attiva una fosfatasi chiamata calcineurina.

DAG attiva la proteina chinasi C (PKC), inducendo un cambiamento conformazionale che rende il sito catalitico accessibile ai

substrati. In particolare l’isoforma  si localizza a livello della sinapsi immunologica ed è coinvolta nell’attivazione di NF-B.

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7.3.6 Attivazione dei fattori di trascrizione

Gli enzimi che si generano in seguito all’attivazione del TCR attivano fattori di trascrizione che si legano a sequenze presenti nei

promotori dei geni; i più importanti fattori di trascrizione sono:

 NFAT. Necessario per l’espressione dei geni che codificano per IL-2, IL-4 e TNF, di cui esistono 4 tipi, fra cui NFAT1 e NFAT2

nei linfociti T. La forma inattiva è fosforilata e viene defosforilata dalla calcineurina, che rende possibile la sua traslocazione nel

nucleo, dove si lega ai promotori dei geni, in associazione ad altri fattori di trascrizione, fra cui AP-1.

 AP-1. Composto dalle proteine Fos e Jun, che viene attivato a livello nucleare e si associa fisicamente ad altri fattori di

trascrizione, con cui funziona in modo sinergico.

 NF-B. Essenziale per la sintesi delle citochine e importante anche nelle risposte innescate dai recettori Toll-like.

7.3.7 Modulazione del segnale

Le tirosine fosfatasi rimuovono i gruppi fosfato dalle tirosine e generalmente determinano un’inibizione della trasduzione del segnale

del TCR. SHP-1 e SHP-2 sono due fosfatasi reclutate dai domini ITIM che bloccano la trasduzione del segnale rimuovendo i gruppi

fosfato dalle tirosine. Un’altra importante fosfatasi inibitoria è detta SHIP, che si lega alle sequenze ITIM fosforilate e rimuove un

gruppo fosfato dal fosfatidilinositolo-1,4,5-trifosfato, antagonizzando la trasduzione del segnale dipendente dalla chinasi PI-3K.

La fosfatasi CD45 ha invece un ruolo nell’attivazione dei linfociti T: agisce defosforilando i residui di tirosina inibitori delle chinasi

della famiglia Src (come Lck e Fyn), contribuendo quindi a generarne le forme attive.

7.3.8 Recettori costimolatori

Alcuni recettori riconoscono i ligandi presenti sulle APC e forniscono segnali costimolatori. Le molecole costimolatorie meglio

conosciute sono le proteine B7-1 e B7-2, che legano il CD28 sui linfociti T; ICOS è importante per lo sviluppo dei linfociti THF.

Il recettore CD2 contiene due domini Ig extracellulari e il suo principale ligando è la molecola LFA-3. Un sottogruppo della famiglia

CD2 è SLAM, contenente due domini Ig extracellulari e un dominio strutturale specifico, conosciuto come ITSM (immunoreceptor

tyrosine-based switch motif): in alcuni recettori determina lo scambio fra il legame con la tirosina fosfatasi SHP-2 e il legame con una

tirosina chinasi, a seconda dell’assenza o presenza dell’adattatore SAP, mediando quindi il passaggio da una funzione attivatoria ad

una inibitoria. Una molecola SLAM presente su un linfocita può interagire con una molecola SLAM presente su una cellula

dendritica, trasducendo il segnale al linfocita T: il motivo ITSM lega SAP, che fa da ponte fra SLAM e la chinasi Fyn.

Un altro membro importante della famiglia CD2 è la molecola 2B4, che contiene motivi ITSM che legano la proteina adattatrice SAP

e trasducono attraverso il reclutamento di Fyn.

7.4 Complesso recettoriale dei linfociti B

7.4.1 Struttura del complesso recettoriale

Il recettore per l’antigene dei linfociti B è costituito da un anticorpo di membrana, della classe IgM o IgD nei linfociti B naïve e della

classe IgG, IgE o IgA in quelli che hanno effettuato lo scambio di classe, associato a due catene responsabili della trasduzione del

segnale, Ig e Ig, contenenti un motivo ITM: tutte queste catene insieme formano il complesso BCR.

7.4.2 Trasduzione del segnale

L’antigene innesca la trasduzione del segnale e l’aggregazione del complesso BCR, inoltre i corecettori hanno il compito di facilitare

l’attivazione cellulare. L’aggregazione del complesso BCR, in seguito al legame con antigeni multivalenti, porta anche

all’aggregazione delle chinasi della famiglia Src e la loro attivazione, rendendole capaci di fosforilare le tirosine dei domini ITAM

delle catene Ig e Ig: questi residui permettono il legame e l’attivazione della chinasi Syk, dotata di due domini SH2; questa chinasi

può anche essere fosforilata e attivata ulteriormente dalle chinasi della famiglia Src associate al BCR.

Se l’antigene è invece monovalente e quindi incapace di aggregare molti BCR, per la completa attivazione è necessario l’intervento

dei linfociti T helper.

7.4.3 Ruolo dei corecettori

L’attivazione dei linfociti B è potenziata da segnali del sistema del complemento, attraverso il recettore CD21: le prote