Immunologia - sviluppo intratimico dei linfociti T

SVILUPPO DEI LINFOCITI T NEL TIMO

I linfociti T immaturi passano una serie di fasi, contraddistinte dalla espressione del recettore per l'antigene e da cambiamenti nell'espressione di proteine di superficie, come il complesso CD3 ed i co-recettori CD4 e CD8. α:β e γ:δ. Due linee distinte di linfociti T α:β e γ:δ si separano precocemente durante lo sviluppo. α:β. In seguito, le cellule si sviluppano in due sottogruppi funzionalmente distinti: le cellule CD4 e le CD8.

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Quando le cellule progenitrici, provenienti dal midollo osseo, entrano nel timo per la prima volta non hanno ancora molecole di superficie caratteristiche dei linfociti T e non hanno ancora riarrangiato i geni dei loro recettori. Le interazioni con lo stroma del timo danno avvio alla fase iniziale di differenziamento, seguita da una fase di proliferazione. Alla fine di questa fase, che dura circa una settimana, i timociti presentano dei marcatori distintivi della linea T.

ma non esprimono nessuna delle tre molecole di superficie che definiscono i linfociti T maturi: il complesso CD3:recettore, CD4 o CD8. -> timociti doppi negativi. SVILUPPO DEI LINFOCITI T NEL TIMO Lo stadio di doppio negativo può essere ulteriormente suddiviso sulla base dell'espressione della molecola di adesione CD44, di CD25α (la catena del recettore per IL-2) e c-kit, in quattro stadi (DN1-4). Dapprima le cellule esprimono c-kit e CD44 ma non CD25, e i geni per il recettore sono nella configurazione germinale. Successivamente, cominciano ad esprimere CD25 e, ancora più tardi, si riduce la presenza di c-kit e CD44. In queste cellule, note come βlow CD44 CD25, avviene il riarrangiamento per la catena del recettore β. Le cellule capaci di esprimere la catena perdono nuovamente l'espressione di CD25. c-kit e il recettore per IL-7 sono fondamentali per lo sviluppo dei timociti doppi negativi. SVILUPPO DEI LINFOCITI T NEL TIMO βlow La catena espressa dai

timociti CD44 CD25 si appaia con unα, surrogato della catena detta pTα che consente di assemblare un recettore delle cellule pre-T. Quest’ultimo è espresso sulla superficie cellulare come complesso con le molecole CD3. L’assemblaggio del complesso CD3:recettore pre-T porta alla trasduzione del segnale che induce proliferazione, all’arresto del βriarrangiamento del locus ed all’espressione di CD4 e CD8. Questi grandi timociti doppi positivi costituiscono la maggior parte dei timociti. Quando essi cessano di proliferare e diventano piccoli timociti doppi αpositivi, allora il locus della catena inizia a riarrangiare. La struttura αdel locus permette numerosi tentativi di riarrangiamento di modo che la maggior parte dei timociti riuscirà ad averne uno produttivo.

SVILUPPO DEI LINFOCITI T NEL TIMO

I piccoli timociti doppi positivi inizialmente esprimono bassi livelli di recettore. Poiché la maggior parte di essi hanno recettori che

non sono in grado di riconoscere le molecole MHC, non superano la selezione positiva e quindi muoiono. Quelli che invece riconoscono le molecole MHC continuano a maturare ed esprimono alti livelli di recettore. Contemporaneamente, essi smettono di esprimere CD4 o CD8 e diventano timociti mono positivi. Durante e dopo lo stadio di timociti doppi positivi, i timociti subiscono anche una selezione negativa. Circa il 2% dei doppi positivi supera questo controllo e viene esportato dal timo per formare il repertorio di linfociti T periferici. DN1 DN2 DN3 DN4 SVILUPPO E LOCALIZZAZIONE DEI LINFOCITI T NEL TIMO Verso il bordo esterno della corteccia timica, proliferano attivamente dei grandi timociti immaturi doppiamente negativi. In una zona più interna della corteccia, la maggior parte dei timociti è costituita da piccole cellule doppiamente positive. Le cellule epiteliali dello stroma corticale sono dotate di prolungamenti ramificati che esprimono molecole MHC di classe I e II. Il contatto tra lemolecole MHC presenti sulle cellule epiteliali ed i recettori dei linfociti T in via di sviluppo ha un ruolo cruciale nella selezione positiva. SVILUPPO E LOCALIZZAZIONE DEI LINFOCITI T NEL TIMO La midollare contiene relativamente pochi timociti, singolarmente positivi, appena maturati che stanno lasciando il timo. Prima della maturazione, i timociti subiscono una selezione negativa, per rimuovere le cellule reattive verso il self. Questo compito è svolto principalmente dalle cellule dendritiche, particolarmente numerose alla giunzione tra corticale e midollare, e dai macrofagi che si trovano sparsi nella corticale, ma sono abbondanti anche nella midollare. DN3 DN4 DN2 DN1 RIARRANGIAMENTO DEI SEGMENTI GENICI E SVILUPPO DEI LINFOCITI I linfociti T nel timo subiscono una serie di riarrangiamenti dei segmenti genici simile a quelli che avvengono nei linfociti B. Esistono però due importanti differenze rispetto alle cellule B. 1) A partire da un precursore comune possono essere prodotti

dueα:β γ:δ.diversi tipi di cellule -le e le Quindi il programma di sviluppoutilizzerà diversi loci a seconda quale recettore dovrà essere prodotto edeve anche assicurare che un linfocita maturo esprima i componenti delrecettore caratteristici di una sola delle linee. γ:δ α:β

COMPETIZIONE TRA I TCR Eγ:δ

ONDATE DI LINFOCITI T

Stadio DN1

Stadio DN2

Stadio DN3: degradazione diRAG-1 e RAG-2 e soppressionedi ulteriori riarrangiamenti delβ.locus

Stadio DN4: accumulo di RAG-1 eRAG-2 e riarrangiamento del locusα.

RIARRANGIAMENTO DEI SEGMENTI GENICI ESVILUPPO DEI LINFOCITI

L’altra differenza con lo sviluppo dei linfociti B è che

2) L’assemblaggio del pre-B porta alla cessazione delriarrangiamento e dà inizio ad un ulteriore differenziamento dellinfocita Bmentre, nel caso delle cellule T, la ricombinazione dei segmentiVα continua fino a quando non c’è un segnale che

Seleziona positivamente il recettore o lo conduce a morte.

Riarrangiamento dei segmenti genici e sviluppo dei linfociti α.

I geni per la catena dei linfociti T sono confrontabili con quelli per κ e λ.

Le catene leggere delle Ig e Infatti, non hanno segmenti genici D, vengono riarrangiati solo dopo l'espressione dell'altra catena e sono possibili ripetuti tentativi di riarrangiamento.

In effetti, sulla base del gran numero di segmenti Vα e Jα, sono possibili molti più recuperi rispetto ai linfociti B.