”Det er mye man kan arve fra mor.” Agenda Innledning T-celle utvikling og TCR. T- cellens korreseptor, adhesjon og immunologisk synapse. MHC (HLA) og mulig patologi ifm pasienten. Transfusjon/transplantasjon og Graft vs Host. SCID og forklaring av funn

”Det er mye man kan arve fra mor.” Kliniske funn: Gjentagende infeksjoner og makulopapuløst hudutslett. Mistanke om immunsvikt. Undersøkelser og funn: Konsentrasjon av Immonoglobuliner viser lave verdier for IgM, IgA IgG. Væskestrømscytometri: Antall B og T-celler normalt, Antall NK celler under normalt. Granulocytter/monocytter normalt. Lymfocytt respons ved mitogen PHA, ConA og PWM: T – Celle respons nærmest utslukket (utslitt). B – celle respons lav. Generelt: Alle T-Celler bærer aktiverings markør (HLA-DR) Flowcytometrisk undersøkelse: HLA typing av T – cellene viser maternell opprinnelse. En stor andel av T - cellene er CD 28 negative. Analyse av TCR B kjeden viser oligoklonalitet.

Utvikling og aktivering T-cellen Utvikling og aktivering

Beinmarg: Thymus: - Hematopoietisk stamcelle  progenitor T-celle - Modning av progenitor T-celler: - T-celle reseptor Andre faktorer: - Kostimulatoriske faktorer (interleukinreseptorer osv.) - Koreseptorer (CD8, CD4) - Adhesjonsmolekyler

TCR αβ-heterodimer av transmembrane TCR-genet: glykoproteiner - Variable og konstante regioner/domener: disulfidbroer TCR-genet: - Konstante regioner: konstante segmenter – ingen variasjon - Variable regioner: - Mange gensegmenter av forskjellige typer; forskjellige kombinasjoner - α-kjeden: VJ-segmenter - β-kjeden: VDJ-segmenter

Kontaktflater mot MHC/peptid: - CDR3 – Binder peptid i grop - CDR1 - CDR2 Binder MHC Stor variabilitet. N-region-mangfold. - Funksjonelt: peptidet som skal kjennes igjen

T-celleutvikling 1. Ankommer cortex i thymus (verken CD4, eller CD8) 1,2 2. Cytokiner (IL-7) gjør at cellen begynner å uttrykke RAG 3. β–kjedegenene rearrangeres, og uttrykkes med pre-TCRα-kjede. 3,4 4. Kraftig proliferasjon; begynner å uttrykke både CD4 og CD8 - Signal via pre-TCRα/TCRβ-kompleks og CD3?

5. RAG-gener uttrykkes, og α-kjedegenet rearrangeres. 7. T-cellen blir enten CD4+ (Th) eller CD8+ (Tc) i medulla 6. ”Kvalitetskontroll” av TCR mot selvpeptid- presenterende MHC på dendrittiske celler: For sterk binding  autoreaktiv  apoptose (negativ seleksjon) Ingen binding: intet overlevelsessignal. Svak binding: lav affinitet for MHC med selvpeptider, mulig høy affinitet for fremmed antigen (positiv seleksjon) - Sentral toleranse  DC uttrykker et stort mangfold av peptidfragmenter på sine MHC. 8. Enkeltpositive celler vandrer ut til de perifere lymfoide organene.

T-celleaktivering Aktiveres av aktiverte APC (dendrittiske celler er trolig de eneste som alene kan aktivere T-celler) - Flere faktorer: - Signal 1: Binde peptid presentert på MHC-molekyl. Signal 2: Kostimulatoriske signaler (CD80/86 på APC/CD28 på T-cellen) Kun (aktiverte) APC kan indusere signal 2. Perifer toleranse; Hvis den naive T-cellen binder selvantigen, vil den inaktiveres (bli anerg) som følge av manglende kostimulering.

T-celler som binder MHC med selvpeptid på APC eller andre celler vil inaktiveres pga. manglende kostimulering.

Aktiverte T-celler: CD4+ T-hjelpecelle: CD8+ Cytotoksisk T-celle: - Utskiller IL-2; auto/parakrin funksjon. Stimulerer CD8+. - Th1 (pga. IL-12): IFN-y, FasLigand - Th2 (pga. IL-4): Hjelper B-celler og produserer bl.a. IL-4 og IL-10 CD8+ Cytotoksisk T-celle: Eksocyterer : granzym B og perforin - FasL induserer apoptose i den MHC I-presenterende cellen.

Major Histocompatibility Complex MHC-molekyler Major Histocompatibility Complex

MHC er en stor kromosomal region med gener som koder for mange forskjellige molekyler. Vevsforlikelighetsantigener. T-celler gjenkjenner peptidfragmenter bundet til disse transmembranproteinene. MHC kalles hos mennesket HLA (Human Leucocyte Antigen).

TCR kan bare kjenne igjen korte peptidfragmenter av antigen. Disse må må være bundet til MHC-molekyler av klasse 1 eller 2. MHC-molekyler er transmembran glykoproteiner som ikke beveger seg i membranen eller blir utskilt til ekstracellulærvæsken. MHC-molekylenes oppdagelse: Tumorimmunologiske eksperimenter. Forkastelse av allotransplantater (transplantater fra genetisk forskjellige individer av samme art). Biprodukt av normal T-cellefysiologi.

Klasse 1-molekyler finnes på alle celler unntatt erytrocytter Klasse 1-molekyler finnes på alle celler unntatt erytrocytter. De kan være svakt uttrykt på hjerneceller og umodne thymocytter. Klasse 2-molekyler er uttrykt i store mengder på dendrittiske celler. De finnes også på B-celler. Hvilende monocytter og makrofager uttrykker sparsomt med klasse 2-molekyler. Det øker ved aktivering. Celletyper med konstitutiv ekspresjon av klasse 1 og 2-molekyler kalles profesjonelle antigenpresenterende celler (profesjonelle APC).

MHC klasse 1 Disse har en lang/tung kjede: α-kjeden. α-kjeden har en transmembranregion. Den har et Ig-liknende domene nær membranen (α3) og er derfor en del av immunglobulingen superfamilien. α1- og α2-domenene danner en grop ytterst på klasse 1-molekyler. Her finner vi vanligvis et peptidfragment av et antigen.

β2-mikroglobulin er nonkovalent assosiert med α-kjeden. β2-mikroglobulin tilhører også immunglobulingen superfamilien og består av ett enkelt Ig-lignende domene. Den har ikke en transmembranregion.

MHC klasse 2 Den består av en α- og en β-kjede, hvorav begge er transmembran glykoproteiner. Begge har Ig-lignende domener (α2 og β2) nær cellemembranen. De er derfor også medlemmer av immunglobulingen superfamilien. Distalt fra membranen ligger α1- og β1-domenene, som ikke har noen likhet med Ig-domener.

α1 og β1 danner en grop for binding av peptidfragmenter.

Krystaller som kan studeres med røntgendiffraksjon: De to α-heliksene fra α1 og α2 former tilsammen kantene av den peptidbindene gropen. Gulvet i gropen dannes også av α1- og α2-domenene, men har en β-plate-struktur. De to α-heliksene går sammen i hver ende av gropen, og den blir dermed lukket i begge ender. Gropen har plass til ca. 9 aminosyrer.

To α-helixer fra henholdsvis α1- og β1 –domenene danner kantene av gropen. Gulvet er β-plate dannet av α1- og β1 –domenene. NB! Gropen er åpen i begge ender. Lengre peptider kan få plass i gropen ca. 13-17. Peptidene kan stikke litt ut på sidene.

Genene som koder for HLA-molekyler hos mennesket sitter på den korte armen av kromosom 6 i HLA-regionen. Regionen inneholder gener for både klasse 1 og 2., i tillegg til andre immunologisk viktige gener. HLA-klasse 1 regionen sitter telomert i HLA-genkomplekset og inneholder tre loci-A,B og C- som koder for α-kjeden og henholdsvis HLA-A, HLA-B og HLA-C-seriene. Det er stor grad av polymorfisme for klasse 1-gener. De ulike alleler koder for α-kjeder med ulik aminosyresekvens. Mange ulike varianter av klasse 1 på proteinnivå hos ulike mennesker. Genet for β2-mikroglobulin sitter på kromosom 15 og utviser ingen polymorfisme. Stabilitet.

Ett menneske kan maksimalt uttrykke to klasse 1-molekyler av hver serie; ett maternelt og ett paternelt (dvs opptil 6 klasse 1 molekyler). Kodominant ekspresjon av klasse 1-gener. Klasse 2-gener: tre typer/serier på proteinnivå: HLA-DP, HLA-DQ og HLA-DR. Genene (A,B) for henholdsvis α-og β-kjeden ved siden av hverandre i HLA-genkomplekset. Stor grad av polymorfisme.

Ett individ kan uttrykke fire klasse 2-molekyler av hver serie. Oppnås ved transkomplementering. (Både α- og β- polypeptidkjeder kodet både av det maternelle og det paternelle kromosomet kan assosiere med hverandre i ER). Det er serierestriksjon i transkomplementeringen.

HLA klasse 2-regionen sitter mest centromert i HLA-genkomplekset. Det finnes tre serier: HLA-DP, HLA-DQ og HLA-DR. Hver av disse koder både for α- og β-kjeden. I HLA klasse 3-regionen finnes finnes gener som koder for non-HLA-molekyler. Noen av disse har immunologisk funksjon: komplementfaktorene C2 og C4 og tumor-nekrose-faktor (TNF).

Varianter av HLA-molekyler avviker fra hverandre ut ifra hvilke aminosyrer som finnes i gropen. Stor variabilitet er lokalisert til α-helix-”kantene” og til β-plate-”gulvet”. Dette gjeder for både klasse 1 og 2 av HLA-molekyler.

Et HLA-molekyl vil pga sine lommer ha et såkalt peptid bindingsmotiv som definerer hvilke peptider som binder, nemlig de peptidene som har ankerresiduer i riktige posisjoner tilsvarende lommene i gropen. Avstanden mellom dem må også stemme. Forskjellige varianter av HLA-molekyler vil binde forskjellige sett av peptider.

Interaksjon mellom TCR-peptid-MHC TCR står på MHC/peptid-komplekset, men med en svak rotasjon av TCR i forhold til peptid-MHC langs lengdeaksen, slik at TCR blir stående på skrått over gropen. 1. og 2. hypervariable regioner fra TCR kontakter de to helixene, mens de 3. hypervariable regioner fra α- og β-kjeden kontakter peptidet som sitter i gropen.

HLA og sykdomsdisposisjon HLA-assosierte sykdommer. Forekomst av et visst HLA-molekyl disponerer bare for å få sykdommen. Andre gener og miljøfaktorer, inklusive infeksiøse agens er nødvendige for å utløse sykdommen.

I tillegg til denne relativt spesifikke interaksjonen mellom ankerresidue og lomme vil peptidet binde seg til gropen i dens lengderetning, via en rekke nonkonvalente krefter. Dette vil holde peptidet i en utstrakt konformasjon. Noen sidekjeder peker oppover mot TCR: TCR-residuer.

CID 1 i 50.000 til 100.000 X bundet, gene γc, locus Xq13,1-13,3 T/S: tidlig ankomst, kronisk diaré, pneumoni, persistent candidiasis Oral candidiasis →vanskelighet i å svelge Opportunistiske infeksjoner BCG vaksine kan føre til ukontrollert dissiminasjon GvHD→på grunn av transplacental passeringen av alloreaktive maternale T celler Maternale celler kan gi hud utslett, ↑lever enzymer, eosinofilia, pancytopenia

Behandling Flest dør innen 1år Bruk av IVIG og cotrimoxazole Blod produkter kan forlenge livet BMT gir helbredelse Overlevelse er på 90% hvis donor er familie HLA identisk. Og 78% med haploidentisk

SCID Karakterisert med –iv utvikling av modne T celler og NK Og -iv Ig syntese tiltross for ↑eller normal antall B celler både homural og cellulær immunitet ↓ Mutasjon i IL-2R gama c XL-SCID → 50% av SCID 1:150.000 live birth

IL-2R Har tre deler α , β, γ dissosiasjons halveringstid er på 50 min α delen kan ikke overføre signal men binder til IL γ og β delen brukes for overføringen av signal γ også funksjonell delen av IL-4, 7, 9, 15, og 21 hvilende eller resting T celler utrykker bare β og γ men aktiverte utrykker α også altså α/β/gama reseptor utrykning minker i 6-10 dager etter T celle aktivering selv om IL-2 er tilstede → T celler gå til refraktorisk fase og klonal proliferasjonen stoppes .DEL AV REGULERINGS MEKANISME

Karakterisert med T celler –iv. ikke bare i Per. Blod men også i Per. Lym.vev Tymus mangler corticomedulær differernsiering No H. corpuscles 1,2,3 tyder på tidlig blokk

T/S Tilstedværelse av sykdom i 1 mnd ♂ Kronisk diaré, pneumoni (pneumocystis carinii), oral candidiasis, -ive tonsiller (mandel kjertler) Familie anamnese i maternal ♂ slektning+ for sykdommen men er ikke nødvendig Disseminert infeksjoner (salmonella, BCG) Live attenuated vaccines are another cause of severe clinical manifestation

Immuno. tegn ↓tymus kjertel -ive tymocytter i tymus -ive H. conpuscle i tymus -iv corticomedulær forskjell Infeksjon sekundært til immun.defekt GvHD

DIAG: ↓T celle, ↓NK, ↑eller normal B celle antall Pul.rgt ikke viser tymus skygg Mitogen indusert lymfocytt prolifering ↓

FUNN T celle antall normalt (SCID har ↓T celler →T celler kan ha en annet opprinnelse →Mor (materno-fetal transfusjon) CD4 celler ↓, også antall barn CD8 celler ↓

FUNN IgG↓ (0,8g/l), IgM↓ (0,15g/l), IgA↓ (0,15g/l) (B celler trenger hjelp fra Tceller for coaktivering og isotype-skift via costimulatori moleculer og ILer) IL-4

FUNN Antall NK celler er ↓ NK celler trenger IL-15 og IL-2Rgc for deres utvikling

Just another figure IL