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Hipermutação somática

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Hipermutação somática

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Mutações somáticas nas regiões variáveis dos genes das cadeias pesadas eleves das imunoglobulinas

Regiões V da cadeia pesada

Regiões V da cadeia leve

Reacçãoprimária - dia 7

Reacção secundária – dia 14

Reacção terciária – dia 21

- Afinidade para antigénio

+ Afinidade para antigénio

CDR1 CDR2 CDR3 CDR1CDR2 CDR3

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AID: activation-induced cytidine deaminase

Hotspot para mutação: (A/T-G/A-C)

Mais frequentes em CDR1 e CDR2 do que em CDR3

Velocidade de mutação: 1 mutação por 103 pares de

bases por divisão celular

106 vezes superior à velocidade de mutação observada

noutros genes

AID: expresso exclusivamente nas células B nos GC dos

folículos linfáticos

Converte citidina em uridina. Tem 24 kDa

Requisitos:

Enhancer intrónico e enhancer a 3’ dos genes das

imunoglobulinas

Células Tfh

CD40 – CD40L

B7.2 (CD86) – CD28

AID

Hipermutação somática

Reacção primária

inicial

Reacção primária

tardia

Reacção secundária

Reacção terciária

Estadio de resposta de anticorpos

Regiões V das cadeias de Ig

Interface Ag-Ab

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Hipermutação somática: mecanismo de desaminação da citidina em uridinapela AID

AID: activation-induced cytidine deaminase

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Região V

Transcrição

Remoção do uracilo

Desaminação

Remoção da ribose

Quebra numa única cadeia de DNA

Hipermutação somática nas regiões V dos genes das imunoglobulinas

1

2

3

4

5

6

AID - activation-induced cytidine deaminaseUNG – uracyl DNA glycosylaseAPE1 – apuric/apyrimidic endonuclease

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Mutações somáticas e maturação por afinidade

Mutações somáticas

Maturação por afinidade

Regiões variáveis dos genes das imunoglobulinas

DNA

Proteína

Maior afinidade

Menor afinidade

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Mudança de isotipo de cadeia pesada

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Recombinação na mudança de isotipo de cadeia pesada das imunoglobulinas

AID: activation-induced cytidine deaminaseI - Initiator of transcription

Regiões S: repetições de (GAGCT)n(GGGGT) n= 2-17

Têm 1 – 10 kbNature. Rev. Immunol. 2012 12: 517

Gene IgH

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IgA1

Nature. Rev. Immunol. 2012 12: 517

IgM

Recombinação na mudança de isotipo de cadeia pesada das imunoglobulinas

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Recombinação na mudança de isotipo de cadeia pesada das imunoglobulinas

Nature. Rev. Immunol. 2012 12: 517

Gene IgH

Gene IgHrearranjado

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1

2

3

4

5

6

APE1 = apurinic/apyrimidic endonuclease 1NHEJ – non-homologous end joiningUNG = uracil-N glycosylase

Mecanismo de mudança de isotipo de cadeia pesada

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Mudança de isotipo de cadeia pesada de imunoglobulina

IgM IgG IgAIgE

APRIL – a proliferation-inducing ligandBAFF - B-cell activating factor

IFN

IL-4

TGF

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Citocina IgM IgA

IL-4

IFN-

TGF-

IL-5

Inibe

Efeitos das citocinas na mudança de isotipo no murganho

IgG3IgG1 IgG2bIgG2a IgGE

InibeInduz Inibe Induz

Aumenta a produção

Inibe Inibe InibeInduzInduz

Inibe InibeInduz Induz

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A diferenciação em plasmócitos

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Nature. Rev. Immunol. 2008 8: 22

DZ LZ

CD154 = CD40LDZ – dark zoneLZ – light zoneIRF8 - Interferon regulatory factor 8Pax5 - paired box proteinXBP1 - X-box binding protein 1BACH2 - BTB and CNC homology 1, basic leucine zipper transcription factor 2BLIMP1 – Beta-interferon gene positive regulatory domain I-binding factor

DZ LZ PlasmócitoPlasmablastoPré-plasmablasto

O desenvolvimento da célula B pós-GC

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CD154 = CD40LDZ – dark zoneLZ – light zoneIRF8 - Interferon regulatory factor 8Pax5 - paired box proteinXBP1 - X-box binding protein 1BACH2 - BTB and CNC homology 1, basic leucine zipper transcription factor 2BLIMP1 – Beta-interferon gene positive regulatory domain I-binding factor

DZ LZ PlasmócitoPlasmablastoPré-plasmablasto

O desenvolvimento da célula B pós-GC

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Produção de cadeias de membrana e secretadas pelas células B

IgM membrana

mRNA µ de membrana

Sítios de poliadenilação

Transmembrana

Transcrito primário de RNA

Diferenciação célula B

Célula B em repouso

Citoplasma

mRNA µ secretada

IgM secretada

Cauda

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Nature Rev Immunol 2015 15: 160

Resumo da diferenciação em plasmócitos

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Nature Rev Immunol 2015 15: 185

Principais formas de ajuda das células TFH às células B

BAFF - B cell-activating factorBCL - B cell lymphomaBLIMP1 - B lymphocyte-induced maturation protein 1MCL1 - myeloid cell leukaemia 1SAP - SLAM-associated proteinSLAMF - signalling lymphocytic activation molecule F

Sobrevivência Proliferação HipermutaçãoDiferenciação plasmócitos

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Nature Rev Immunol 2015 15: 185

Principais formas de ajuda das células TFH às células B

BAFF - B cell-activating factorBCL - B cell lymphomaBLIMP1 - B lymphocyte-induced maturation protein 1MCL1 - myeloid cell leukaemia 1SAP - SLAM-associated proteinSLAMF - signalling lymphocytic activation molecule F

CSR Adesão Atracção

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Célula B

Célula B virgem

Plasmablasto

Plasmócito

Características intrínsecas e fenotípicas das linhagens de células B

Ig de superfície

CrescimentoSecreção

de IgMudança de

cadeia pesada

Elevada

SIM

Hipermutaçãosomática

MHC II de superfície

Elevada

Reduzida SIM

SIM

SIM

SIM

SIM

SIM

SIM

NÃO

NÃO

NÃONÃO

Desconhecido

Induzidas por estimulação com antigénio e auxílio da célula Tfh

Intrínsecas

SIM

NÃO

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Funções dos anticorpos

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Função IgM IgE

Neutralização

Indução de morte por células NK

Activação de mastócitos

Opsonização

+

Funções das imunoglobulinas do homem

IgG4IgG1 IgG3IgG2 IgGA

+

+++

IgD

Activação do complemento

-

-

-

-

-

-

-

++

+++

++

++

+

++

+

+

-

-

++

++

+++

++

+

++

+

-

-

-

++

+

+

-

-

-

-

-

-

+++

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Função IgM IgE

Transporte através do epitélio

Difusão para locais extracelulares

Transporte através da placenta

+

Distribuição das imunoglobulinas do homem

IgG4IgG1 IgG3IgG2 IgGA

1,5

IgD

Nível médio no soro mg x ml-1

-

+/-

-

-

0,04

-

-

+++

9

+++

-

+

3

+++

-

++

1

+++

-

+/-

0,5

+++

+++

-

2,1

++

-

-

3 x 10-5

+

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Células B que respondem a antigénios TI-1

TI-1 – independente do timo

Exemplos de antigénios TI-1: poliósidos de bactérias, estruturas moleculares poliméricas e

lipopolissacáridos que activam as células B sem o auxílio das células T.

Elevadas concentrações de antigénio Baixas concentrações de antigénio

Activação policlonal Resposta específica para o antigénio

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Células B que respondem a antigénios TI-2

Ligação cruzada dos BCR pelo antigénio

Exemplos de antigénios TI-2: moléculas com muitas estruturas repetidas como polissacáridos das

cápsulas bacterianas.

Ligação cruzada dos BCR pelo antigénio com auxílio de DC

IgM IgG

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Patogénio, indutores inflamatórios

Células sensoras

Linfócitos

Citocinas nível 1

Níveis de defesa do organismo contra patogénios

Citocinas nível 2

Células efectoras

Resposta em tecidos alvo