Antijenin Tanınması, İşlenmesi ve Sunumu

1. Antijenin Tanınması, İşlenmesi ve Sunumu Barış OTLU

2. ANTİJEN TANINMASI • Hem doğal hem de kazanılmış bağışıklıkta antijenik yapıların tanınabilmesi için özelleşmiş reseptörler görev alır.

3. ANTİJEN TANINMASI • Doğal bağışıklıkta rol oynayan fagositer hücreler, memeli hücrelerinde bulunmayan belli moleküler kalıplara bağlanarak mikroorganizmaları tanırlar.

4. ANTİJEN TANINMASI • Bu kalıplar mikroorganizmaların; • nükleik asit, protein, lipid, karbonhidratlarında bulunabilir.

5. ANTİJEN TANINMASI • Örneğin; çift-zincirli RNA, lipopolisakkaridler veya memeli dokularında bulunmayan ancak bazı bakteriler için tipik olan mannozdan zengin oligosakkaritlerfagositer hücrelerin tanıdığı moleküllerdir.

6. ANTİJEN TANINMASI • Doğal bağışıklık için gerekli olan reseptörler genom tarafından doğrudan kodlanır.

7. ANTİJEN TANINMASI • Oysa antikorlar ve lenfosit reseptörlerini kodlayan genler sürekli yeniden-düzenlenmeye tabidirler.

8. ANTİJEN TANINMASI

9. ANTİJEN TANINMASI • Doğal bağışıklıkta kullanılan bu reseptörler, yeniden-düzenlenmeye uğramadıklarından özgüllük açısından sınırlı bir repartuara sahiptir. • Ancak tanıdıkları bu kalıplar mutasyona uğramadığından verdikleri yanıt oldukça etkilidir.

10. ANTİJEN TANINMASI • Fagositler mikroorganizmaları çeşitli membran reseptörleri ile tanılar. • Bu reseptörler; - mannoz uzantıları içeren peptidlere yönelik reseptörler - ya da Drsophila’da ki “toll” adı verilen proteine benzeyen reseptörlerdir.

11. ANTİJEN TANINMASI TollLikeReceptor (TLR)

12. CD14 ANTİJEN TANINMASI • Toll-benzeri reseptörler (Toll-like receptors-TLR) • Çeşitli mikrobiyal ürünlere bağlanarak doğal bağışık yanıtı uyaran membran proteinleridir. • Memelilerde 10 farklı TLR tanımlanmıştır. Lipoplisakkarit flagellin TLR4 dsRNA TLR5 TLR3 peptidoglikan Lipoprotein TLR2 MD2 TLR6 MD2 CD14 Lipoprotein MD1 MD2 CD36 TLR1 cell membrane Makrofaj

13. ANTİJEN TANINMASI

14. ANTİJEN TANINMASI • Toll-bezeri reseptörler (Toll-like receptors-TLR) • TLR makrofaj, dentrik hücreler, nötrofiller, NK hücreler, epitelyal ve endotelyal hücreler gibi doğal bağışık yanıtta rol alan çok sayıda hücrede vardır. • TLR mikrobiyal yapılarla ilişkiye girdiğinde başlıca nüklear faktör B (NF- B) olmak üzere, trankripsiyon faktörlerini aktifleşmesine neden olur. • TLR uyarısına yanıt olarak açılan genler • Bağışık yanıtta önemli rol oynayan çeşitli proteinleri kodlarlar. • Gen ürünleri yanıt veren hücreye göre değişmekle birlikte bu proteinler enflamatuar sitokinler (TNF, IL_1, IL-2), endotelyal adezyon molekülleri (E-selektin) ve mikroorganizmaların öldürülmesinde rol alan proteinler (uyarılabilir nitrik oksit sentaz) olabilir.

15. ANTİJEN TANINMASI Kazanılmış immün yanıtta antijeni tanımada üç tip molekül rol almaktadır BCR, (B-Hücre Reseptörü) TCR, (T-Hücre Reseptorü) ANTİKORLAR,(İmmünoglobulinler)

16. V V V V a V ANTİJEN TANINMASI B cells T cells Antigen-presenting cells (APC) Dendritic cells (DC), Macrophage, B cells

17. ANTİJEN TANINMASI • Antijene karşı özgül immün yanıtın oluşabilmesi için, antijenin T ve B lenfositlerindeki reseptörlerce tanınması gerekir. • İki tip lenfosit reseptörü bulunur; • T-lenfosit reseptörü (TCR) – B-lenfosit reseptörü (BCR)

18. ANTİJEN TANINMASI • T ve B lenfosit reseptörlerinin antijen ile ilişkisi farklıdır. • B-lenfosit reseptörü; antijenin üç boyutlu yapısı üzerindeki belirli bölgelere (epitop) bağlanır.

19. ANTİJEN TANINMASI • T ve B lenfosit reseptörleri antijen molekülünde farklı bölgelere bağlanırlar. • T-lenfosit reseptörü ise; antijeni direkt olarak tanıyamaz. Abbas & Lichtman. Cellular and Molecular Immunology, 5th ed. W. B. Saunders 2003

20. ANTİJEN TANINMASI • T ve B lenfosit reseptörleri antijen molekülünde farklı bölgelere bağlanırlar. • T-lenfosit reseptörü; antijen sunucu hücreler tarafından işlendikten sonraki antijene bağlanırlar Abbas & Lichtman. Cellular and Molecular Immunology, 5th ed. W. B. Saunders 2003

21. ANTİJEN TANINMASI • Genel olarak bir antijene karşı; - salgısal immün yanıtta B-lenfositler, - hücresel immün yanıtta T-lenfositler ön plandadır. • Ancak antijenlerin çoğuna karşı gelişen immün yanıtın tüm basamaklarında T ve B-lenfosit etkileşim içerisindedir.

22. ANTİJEN TANINMASI B-Lenfositlerin Antijeni Tanıması • B-lenfositleri antijeni hücre membranında bulunan özgül immünoglobulin (mIg) molekülleriyle tanır. • Henüz uyarılmamış olan bir B lenfositin hücre membranında IgM ve IgD yapısında anitkorlar bulunur. • Bir B-lenfosit klonunda bulunan membran IgM ve IgD izotiplerinin antijenle bağlanan Fab ucundaki değişken (VL, VH) bölgeleri antijen üzerindeki aynı bölgeye bağlanırlar. IgM IgD

23. ANTİJEN TANINMASI B-Lenfositlerin Antijeni Tanıması • B-lenfositinin uyarılabilmesi için birden fazla mIg’nün aynı anda antijenle bağlantı yapması gerekir. • Ancak, B-lenfositin sadece mIg’leriyle antijene bağlanmasının etkin bir uyarım için yeterli olamayacağı düşünülmektedir. • B-lenfosit uyarımı için gerekli sinyal oluşumunda ve mIg’leriyle yakın ilişki içinde bazı polipeptid yapılar saptanmıştır. • Bu nedenle, foksiyonel B lenfosit reseptörünün; mIg- kompleksi şeklinde tanımlanması daha doğrudur.

24. ANTİJEN TANINMASI B-Lenfositlerin Antijeni Tanıması

25. ANTİJEN TANINMASI B-Lenfositlerin Antijeni Tanıması

26. ANTİJEN TANINMASI B-Lenfositlerin Antijeni Tanıması

27. ANTİJEN TANINMASI B-Lenfositlerin Antijeni Tanıması Antijenle mIg ile bağlandığında B lenfositlerinde sinyal oluşumunun yanısıra, antijenin sitoplazmaya alınmasında gerçekleşir (internalization, endocytosis).

28. ANTİJEN TANINMASI B-Lenfositlerin Antijeni Tanıması Endositozla sitoplazmaya alınan antijen, işlenerek MHC moleküllerine bağlanır ve hücre membranında sunulur. Böylece, mIg’i antijenin özgül B lenfosit klonu tarafından sunulması da sağlamış olur.

29. ANTİJEN TANINMASI B-Lenfositlerin Antijeni Tanıması

30. ANTİJEN TANINMASI B-Lenfositlerin Antijeni Tanıması Murine B cells were allowed to bind and internalize FITC-labeled cholera toxin B (CTB) and Texas Red- labeled anti-B cell receptor (BCR) Ab. The cells were also stained with DAPI. Analysis by fluorescence microscopy revealed that the lipid raft-internalized CTB and BCR-internalized anti-BCR Ab were found in distinct intracellular compartments. Putnam et al. Lipid raft-independent B cell receptor-mediated antigen internalization and intracellular trafficking. J. Immunol. 170:905.

31. ANTİJEN TANINMASI T-Lenfositlerin Antijeni Tanıması • B-lenfositlerden farklı olarak antijenleri işlendikten sonra MHC molekülüne bağlanmış şeklini tanır. Bu nedenle antijenin, antijen sunucu hücreler (ASH) tarafından işlenmesi ve uygun MHC molekülüyle sunulması gerekir.

32. ANTİJEN TANINMASI Atijen Sunucu Hücreler (ASH) • Antijenin T lenfositlerine sunumunu yapan hücrelere antijen sunucu hücreler denir.

33. ANTİJEN TANINMASI Atijen Sunucu Hücreler (ASH) • Çekirdekli hücrelerin tümü MHC class I molekülü taşıdıkları için potansiyel ASH’lerdir ve CD8 T-lenfositlerine antijen sunumu yaparlar. Bu nedenle ASH ve özellikleri ele alındığında daha çok MHC class II antijen sunumu yapan hücreler irdelenmektedir. MHC-I MHC-I tüm çekirdekli hücrelerde Çekirdekli Hücreler MHC-II profesyonel antijensunucu hücrelerde MHC-II Antijen Sunucu Hucreler

34. ANTİJEN TANINMASI Atijen Sunucu Hücreler (ASH)

35. ANTİJEN TANINMASI Atijen Sunucu Hücreler (ASH) • B-lenfositleri mIg’leriyle bağladığı özgül antijeni işledikten sonra MHC class II moleküllerine bağlayıp T hücrelerine sunarlar.

36. ANTİJEN TANINMASI Atijenin İşlenmesi • Antijen T-lenfositlerine sunulmadan önce antijen sunucu hücreler tarafından işlenerek, T-lenfositlerinin tanıyabileceği peptid fragmanları haline getirilir. www.mskcc.org/mskcc/html/10961.cfm

37. ANTİJEN TANINMASI Atijenin İşlenmesi • Eksternal kaynaklı antijenin işlenmesi bazı durumlarda antijenin üç boyutlu yapısı içerisinde saklı kalan bölgelerin (gizli epitopların) T-lenfositlerine sunulabilir hale gelmesini sağlar. Abbas & Lichtman. Cellular and Molecular Immunology, 5th ed. W. B. Saunders 2003

38. ANTİJEN TANINMASI Atijenin İşlenmesi • Endojen antijen işlenmesinde sorumlu olan multikatalitik proteinazların oluşturduğu komplekse proteazom (proteasome) denir.

39. ANTİJEN TANINMASI Atijenin İşlenmesi

40. ANTİJEN TANINMASI Atijenin İşlenmesi Transport of Cytosolic Peptides into ERRole of transporter associated with antigen processing(TAP) Bare lymphocyte syndrome: No TAP expression  no MHC I expression  no CD8 T cells  defective cytotoxic activity against virus-infected cells chronic respiratory infection

41. ANTİJEN TANINMASI Atijenin İşlenmesi • Fagositozla reseptör aracılığıyla veya sıvı fazda hücre içerisine endositozla alınan ekstrenal kaynaklı antijenler ise endozom içerisinde enzimatik parçalanmaya tabi tutularak MHC class II molekülüyle sunulurlar.

42. ANTİJEN SUNUMU Antijenin T-lenfositlerince özgül olarak tanınması için, işlendikten sonra MHC molekülleriyle sunulması gerekir. İlenmiş antijenik peptidler MHC molekülündeki, peptid bağlanma oluğuna bağlanırlar.

43. ANTİJEN SUNUMU Antijen bağlama oluğu MHC class I molekülünde 1 ve 2 domainleriarasında, MHC class II molekülünde ise 1 ve 1 domainleri arasındadır.

44. ANTİJEN SUNUMU Antijen MHC moleküllerine hücre içerisinde bağlanır. Ancak antijenin MHC class I ve MHC class II moleküllerine bağlanma mekanizmaları farklıdır.

45. ANTİJEN SUNUMU TAP tarafından ER içerisine aktarılan peptid buradaki MHC class I molekülüne bağlanarak kompleksi stabilize eder. Peptid bağlı MHC class I molekülü golgi aracılığıylahücre membranına taşınır.

46. ANTİJEN SUNUMU • Yeni sentezlenen MHC class II  ve  zincirleri ER içerisinde “invariant zincir” ile kompleks yapmış halde bulunur. • Endozomal ortamda “invariant zincir” ayrılarak yerine peptid molekülü bağlanır ve hücre mambranına taşınır.

47. ANTİJEN SUNUMU MHC-II molecule MHC- I molecule source of the antigen Exogenous antigen Endogenous antigen Enzyme for protein process proteasomes lysosomal enzyme Cell for antigen process Professional APC All nucleated cells RER, Rough surfaced endoplasmic reticulum, Binding side for MHC antigenic peptide phagolysosome II MHC molecule I Presentation object CD4+T cell CD8+T cell

48. ANTİJEN SUNUMU T-Lenfosit Antijen Reseptörü (TCR) • İki tip T-lenfosit reseptörü bulunmaktadır (-TCR ve  -TCR). Periferik kan T-lenfositlerinin %95’i -TCR, %5 kadarı ise  -TCR taşıyan hücrelerdir.

49. ANTİJEN SUNUMU T-Lenfosit Antijen Reseptörü (TCR) • TCR disülfit bağıyla birbirine bağlanmış iki ayrı polipeptid zincirinden oluşan heterodimerdir. MHC class I/II İle tanınabilir

50. ANTİJEN SUNUMU T-Lenfosit Antijen Reseptörü (TCR) • TCR’ın sitoplazmik kısmının çok kısa (3-5 aa) olması nedeniyle antijene bağlanma sonrasında sinyal oluşmaz. • Sinyal oluşumuda ve iletiminde hem TCR hem de TCR ‘la ilişkili bir grup polipeptid yapılar (CD3 kompleksi) sorumludur.