Molcules prsentatrices des peptides antigniques - PowerPoint PPT Presentation

Title: Molcules prsentatrices des peptides antigniques


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Molécules présentatrices des peptides antigéniques

• Introduction
• Complexe Majeur dHistocompatibilité de type I et
  II (CMH-I et II)
• Gènes et expression
• Structure et polymorphisme
• CMH-I
• Voies de synthèse
• Rôles
• CD1
• CMH-II
• Voies de synthèse
• Rôles
• Le Cross-priming
• Voies déchappement virales

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Introduction

• Les corps étrangers reconnus par le système
  immunitaire sont appelés Antigènes.
• Pour induire une réponse immunitaire les
  Antigènes doivent être reconnus par les cellules
  effectrices du système immunitaire les
  Lymphocytes T et B.
• Pour être reconnus par les lymphocytes T les
  antigènes doivent être pris en charge et
  présentés par des molécules membranaires
  spécialisées appelées  molécules présentatrices
  dantigènes .
• Ces molécules ont dabord été décrites dans le
  cadre du rejet de greffe et ont été nommées
  Complexe Majeur dHistocompatibilité (Jean
  Dausset, 1952).

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Locus HLA

• Chez lHomme les gènes du CMH sont appelés HLA
  (Histocompatibility Leucocyte Antigen)
• Système génique situé sur le chromosome 6

Représentation schématique de l'organisation du
CMH (d'après Jan Klein and Akie Sato, N. Engl. J.
Med. 2000
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Locus HLA

• Chez lHomme HLA (Histocompatibility Leucocyte
  Antigen)
• Système génique situé sur le chromosome 6
• 3 Grandes régions HLA-II, III, I
• HLA-II
• Gènes des molécules de présentation HLA-DR, DP,
  DQ (chaînes a et b)
• Gènes associés aux molécules HLA-II HLA-DM, DO
• Gènes associés aux molécules HLA-I TAP, LMP 1 à
  7 (protéasome)
• HLA-III
• Gènes nayant aucun rôle direct dans la réponse
  immunitaire (hydrolase, hormones stéroïdiennes)
• Gènes impliqués dans la réponse immune
• protéines du complément (C4A, C4B)
• TNFa, Ltb
• HLA-I
• Gènes HLA-I like MIC A et B rôle dans la
  réponse NK
• Gènes des molécules de présentation HLA-I
  classiques HLA-A, B, C
• Gènes des molécules de présentation HLA-I
  non-classiques HLA-E, F, G rôles dans la
  tolérance et la réponse NK

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Locus HLA

• HLA-I

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Locus HLA

• Chez lHomme HLA (Histocompatibility Leucocyte
  Antigen)
• HLA-II

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Locus HLA

• HLA-DR
• Un gène DRA code la chaîne a
• Plusieurs gènes DRB code la chaîne DRb
• Le gène DRB1 est toujours présent et code une
  première chaîne DRb
• Selon lhaplotype
• les gènes DRB3, DRB4, DRB5 (mutuellement
  exclusifs peuvent coder une deuxième chaîne b
• les gènes DRB2, DRB6, DRB7, DRB8, DRB9 sont des
  pseudogènes

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Locus HLA

• HLA-DP
• Les gène DPA1 et DPB1 codent pour les chaînes
  chaîne DPa et DPb
• Les gène DPA2 et DPB2 sont des pseudogènes
• HLA-DQ
• Les gène DQA1 et DQB1 codent pour les chaînes
  chaîne DQa et DQb
• Les gène DQA2 et DQB2/B3 sont des pseudogènes

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Expression

• Les gènes HLA-I classiques
• Exprimés constitutivement dans tout les tissus à
  lexception des tissus de privilège immun
  (cerveau, testicule, limite fto-maternelle) dans
  lesquels lexpression est nulle ou faible mais
  peut-être induite par des cytokines
  inflammatoires (IFN-g)
• Les gènes HLA-I non-classiques
• HLA-G (et HLA-E et F ?) est exprimé à la limite
  fto-maternelle et sur certaines cellules
  immunitaires
• Les gènes HLA-II
• Exprimés constitutivement sur les cellules
  présentatrices dantigènes professionnelles
• Lymphocytes B
• Lignée monocytaire (monocytes, macrophages,
  cellules dendritiques)
• Expression induite au cours dune inflammation
  sur les autres types cellulaires

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(No Transcript)
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Structure

• Les protéines HLA-I
• Dimères Une chaîne lourde glycosylée a (44 kDa)
  et une chaîne légère b2 microglobuline (11,5
  kDa).
• La chaîne lourde comprend
• 3 domaines extracellulaires a1, a2, a3
• 1 domaine transmembranaire
• 1 domaine cytoplasmique
• La chaîne lourde interagit avec la b2m par
  son domaine a3
• Les domaines a1 et a2 forment le site de
  liaison du peptide antigénique

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(No Transcript)
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Structure

• Les protéines HLA-II
• Dimères Une chaîne lourde glycosylée a (31-34
  kDa) et une chaîne légère b (26-29 kDa).
• Elles comprennent toutes les deux
• 2 domaines extracellulaires a1, a2 ou b1, b2
• 1 domaine transmembranaire
• 1 domaine cytoplasmique
• Les domaines a1 et b1 forment le site de
  liaison du peptide antigénique

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(No Transcript)
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Polymorphisme

• Les protéines HLA de type I (classiques) et II
  sont hautement polymorphiques
• Chaque gène HLA-A, B, C, DR, DP, DQ a de nombreux
  allèles (différences de séquence ADN, donc de
  composition peptidique) dans la population

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Polymorphisme

• Les protéines HLA de type I (classiques) et II
  sont hautement polymorphiques
• Locus Position d'un gène sur un chromosome ou
  dans un groupe de liaison.
• Allèle Une ou plusieurs versions alternatives
  d'un même gène, situées au niveau d'un même
  locus.
• Haplotype Combinaison d'allèles de deux ou
  plusieurs loci différents mais proches sur un
  même chromosome (liés). (les allèles du système
  HLA).
• Chaque gène HLA-A, B, C, DR, DP, DQ a de nombreux
  allèles (différences de séquence ADN, donc de
  composition peptidique) dans la population
• Les protéines HLA-I non-classiques sont
  faiblement polymorphiques.

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Polymorphisme

• Le polymorphisme des molécules HLA-I et II nest
  pas réparti de façon égale sur toute la protéine.
• Exemple des molécules HLA-I

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Polymorphisme

• Le polymorphisme des molécules HLA-I et II est
  principalement localisé au niveau du site de
  liaison au peptide

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Polymorphisme

• Les fréquences des allèles HLA varient selon les
  populations

Fréquences géniques de différents allèles DRB1
dans des populations caucasiennes, africaines et
asiatiques. FRA France, DAN Danemark, GER
Allemagne, ITA Italie, ROU Roumanie, SPA
Espagne, US Etats-Unis, CAN Canada, SEN
Sénégal, JAP Japon.
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Polymorphisme

• Rôle du polymorphisme
• Les molécules HLA sélectionnent les peptides
  ayant une forte affinité avec leur sillon
  antigénique.
• Plus un peptide antigénique aura une forte
  affinité avec un type HLA plus il sera présenté
  en grand nombre aux lymphocytes T, donc plus la
  réponse immunitaire contre lui sera forte.
• Inversement moins un peptide aura daffinité avec
  un type HLA, moins la réponse immunitaire sera
  efficace.
• Certains types HLA ne peuvent pas induire de
  réponse immunitaire efficace contre certains
  antigènes, donc certains pathogènes.
• Dans une population donnée, plus la variabilité
  HLA sera grande plus cette population aura de
  chance quune partie dentre elle puisse se
  défendre efficacement contre un nouveau pathogène.

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(No Transcript)
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Polymorphisme

• Implication du polymorphisme dans les greffes
  dorganes
• Le rejet de greffe allogénique a été le point de
  départ de la découverte du complexe HLA.
• Il réside dans le fait que les lymphocytes T
  autologues sont sélectionnés dans le thymus pour
  leurs capacités
• A reconnaître les molécules HLA autologues
  sélection positive (survie).
• À ne pas être activés par les antigènes
  autologues sélection négative (apoptose)
• La greffe revient à introduire dans lorganisme
  des cellules présentant des haplotypes HLA
  différents contre lesquels les T du receveurs
  nont pas été sélectionnés.
• Les lymphocytes T du receveurs reconnaissent
  lhaplotype étranger comme une molécule HLA
  autologue présentant un antigène étranger
• Plusieurs clones T reconnaissent donc toutes les
  cellules du donneur comme présentant un antigène
  exogène. Cest la réaction allogénique ou rejet.
• Dans le cas dune greffe de moelle osseuse
• On greffe les progéniteurs du système immunitaire
  
• les lymphocytes T du donneur reconnaissent les
  organes du receveur comme étrangers GVHD
  (Graft Versus Host Disease) ou maladie du greffon
  contre lhôte.

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DISTRIBUTION INTRA-FAMILIALE DES HAPLOTYPES HLA
M
P
a A1 Cw7 B8 DR3 b A2 Cw3 B12 DR4
A3 Cw4 B7 DR15 c A1 Cw4 B8 DR3 d
2
3
4
1
a A1 Cw7 B8 DR3 c A3
Cw4 B7 DR15
b A2 Cw3 B12 DR4 c A3 Cw4 B7 DR15
b A2 Cw3 B12 DR4 c A3 Cw4 B7 DR15
b A2 Cw3 B12 DR4 d A1 Cw4 B8 DR3
1 et 4 deux haplotypes HLA différents 2 et 3
identiques HLA pour les 2 haplotypes parentaux 1
et 2 haplo-identiques HLA
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Voies de Synthèse et de Chargement en peptide des
molécules CMH-I

• Les molécules HLA-I présentent des peptides issus
  de protéines endogènes dorigine cytoplasmique
• Dans le cytosole
• Les protéines cytoplasmiques males
  repliées/anormales sont marquées à lubiquitine
  (poly-ubiquitination).
• Les protéines ubiquitinées sont prises en charge
  par le protéasome.
• Le protéasome dégrade les protéines en peptides.
• Les peptides sont acheminés par les transporteurs
  de peptides TAP1/TAP2 dans le Réticulum
  Endoplasmique (RE)

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(No Transcript)
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Voies de Synthèse et de Chargement en peptide des
molécules CMH-I

• Les molécules HLA-I présentent des peptides issus
  de protéines endogènes dorigine cytoplasmique
• Dans le RE
• La chaîne a (lourde) néo-synthétisée des
  molécules HLA-I sassocie avec la Calnexine.
• La b2m vient alors sassocier à la chaîne lourde.
  Dans le même temps la Calnexine est remplacée par
  le complexe calreticuline/ERp57.
• Ce complexe permet lassociation du dimère Chaîne
  lourde/b2m avec la Tapasine qui permet le
  rapprochement avec TAP1/TAP2 de HLA-I.
• Le peptide antigénique entré dans le RE se lie à
  la chaîne lourde.
• Le site de liaison à lantigène des molécules
  HLA-I est un sillon fermé
• longueur constante des antigènes présentés 9
  aa.
• Le trimère chaîne a/ b2m/peptide est acheminé en
  surface via le Golgi.

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Voies de Synthèse et de Chargement en peptide des
molécules CMH-I
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Rôle des molécules CMH-I classiques

• Les molécules HLA-I permettent dinduire une
  réponse immunitaire contre des peptides
  endogènes.
• Cette réponse permet une immunité
• Anti-tumorale (antigènes du soi modifiés)
• Anti-virale (antigènes du non-soi présents à
  lintérieur des cellules)
• Par activation des lymphocytes T CD8 (T
  cytotoxiques)
• La molécule CD8 va se lier indépendamment de
  lantigène au domaine a3 des molécules HLA-I.
• Le domaine variable du TCR va reconnaître le
  complexe poche antigénique / antigène.
• La reconnaissance de lantigène dans le contexte
  HLA-I par le TCR va induire lactivation du T CD8
  et induire une réponse cytotoxique aidée par les
  TCD4 Th1 activés par les molécules HLA-II.

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Les molécules CMH-I solubles

• Production
• Epissage alternatif supprimant les domaines
  intracellulaires et transmembranaires.
• HLA-I transmembranaire exprimés à la membrane
  plasmique puis clivés par des métalloprotéinases.
• Localisations
• Dans le sérum, le lait, les larmes, la sueur,
  lurine la bile et le liquide amniotique.
• Rôle
• Inhibition de lactivité cytolytique des cellules
  cytotoxiques (NK, CD8)
• NK via les récepteurs KIR2DL, KIR3DL et CD94
• Apoptose des cellules cytotoxiques (CD8)
• Via le récepteur CD8, et le couple Fas/Fas Ligand
• Inhibition des T CD8 de façon antigène spécifique
  ?
• Dans certains cas de tumeurs on observe une
  augmentation de la concentration en HLA-I
  solubles.
• Linjection du sérum du donneur avant une greffe
  favorise la survie de la greffe.

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Rôle des molécules CMH-I non-classiques

• HLA-G est exprimé à la limite fto-maternelle
  (cytotrophoblaste extravilleux) où les HLA-I
  classiques sont absents
• Rôle dinhibition de la lyse NK.
• Présentation restreinte de peptides viraux ?
• Les molécules HLA-I non-classiques sont aussi
  présentes sous forme soluble
• Production par épissage alternatif
• Même rôle que les HLA-I classiques ?

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CD1

• Molécules HLA-I like présentant des antigènes
  lipidiques.
• Deux familles
• Groupe 1 CD1a, b, c présentation de lipides
  du soi et du non-soi aux lymphocytes T
  conventionnels.
• Groupe 2 CD1d présentation de lipides du soi
  aux cellules NKT (cellules T avec un TCR
  constant, rôle dans la régulation de la réponse
  immune et dans la réponse anti-tumorale).
• Structure proche de celle des HLA-I
• Dimère dune chaîne lourde glycosylée a avec la
  b2 microglobuline.
• Antigènes présentés
• Phospholipides (Glycerolipides et Dolichol
  lipides)
• Glycosphingolipides
• Pas Stéroles

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CD1

• Trafic intracellulaire et chargement en antigène
  
• Assemblage dans le RE peut-être en présence de
  Calnexine et Calreticuline (cf. HLA-I).
• Expression en surface sans antigène.
• De la membrane plasmique
• Internalisation dans les endosomes
• Chargement en lipides intra- et extra-cellulaires
• Recyclage à la surface
• Nombreux cycles.

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Voies de Synthèse et de Chargement en peptide des
molécules CMH-II

• Les molécules HLA-II présentent des peptides
  issus de protéines exogène dorigine
  extracellulaire
• Les Macrophages/Cellules dendritiques
  internalisent les protéines exogènes via
  différents récepteurs
• Récepteurs aux cellules apoptotiques .
• Pinocytose
• Récepteurs aux protéines de stress (HSP)
• Récepteur aux fragments constants des Ig (R-Fc)
• Etc.
• Internalisation de tout les antigènes circulants
• Les lymphocytes B internalisent les protéines
  exogènes via leurs immunoglobulines de surface
  IgD, IgM
• Internalisation spécifique dun antigène sous sa
  forme native.

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Voies de Synthèse et de Chargement en peptide des
molécules CMH-II

• Les antigènes extracellulaires sont dégradés dans
  les CPA
• Les antigènes exogènes sont internalisés dans les
  vésicules dendocytose.
• Les vésicules dendocytose fusionnent avec les
  lysosomes.
• Les enzymes lysosomiaux dégradent les antigènes
  extracellulaires en peptides.
• Les molécules HLA-II sont synthétisées dans la
  voie RE/Golgi
• Elles sont alors couplées avec la chaîne
  invariante Ii qui bloque le sillon antigénique et
  empêche ainsi le chargement en peptide endogène.
• Le signal de sorti du RE vers les
  endosomes/lysosomes est situé sur la chaîne Ii.

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Voies de Synthèse et de Chargement en peptide des
molécules CMH-II

• Les vésicules Golgiennes contenant le trimère
  abIi fusionnent avec les endosomes pour former le
  compartiment de chargement en peptides (MHC
  Class II Compartment MIIC))
• Ce compartiment contient
• Des protéases de type Cathepsine qui dégradent la
  chaîne Ii. Seul le peptide CLIP, issue de la
  chaîne Ii est conservé en place dans le sillon
  antigénique.
• La molécule HLA-DM capable de déplacer CLIP.
  Lactivité de HLA-DM augmente à pH acide.
• La molécule HLA-DO, inhibiteur de HLA-DM.
  Lactivité de HLA-DO diminue à pH acide.
• Une fois le sillon libéré, les peptides exogènes
  présents dans le MIIC peuvent se placer dans le
  sillon antigénique
• Le sillon antigénique HLA-II est une poche
  ouverte aux deux extrémités.
• Les peptides antigéniques présentés peuvent être
  de taille variable (12-24 aa).

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Voies de Synthèse et de Chargement en peptide des
molécules CMH-II
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(No Transcript)
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Échappement viral

• Les virus ont développé au cours de lévolution
  de multiples mécanismes déchappement au système
  immunitaire
• VIH
• Nef Induit une endocytose accélérée des
  molécules HLA-I membranaires, leur rétention dans
  les endosomes et leur dégradation par les
  lysosomes.
• Nef Perturbation du trafic intracellulaire des
  molécules HLA-II mécanisme inconnu.
• HSV-1 et 2
• ICP47 se lie à la partie cytosolique de TAP et
  inhibe la translocation via TAP des peptides
  antigéniques dans le RE.
• EBV
• EBNA-1 contient un domaine répété Glycine-Alanine
  (Gar) bloquant sa dégradation par le protéasome.
• Adenovirus E3
• 19 k-Da Protein (E19) lie les HLA-I et prévient
  leur expression
• Contient un motif di-Lysine de rétention dans le
  RE.
• Se lie à TAP indépendamment de sa liaison aux
  HLA-I
• Concurrence la tapasine pour sa liaison aux HLA-I
  moins de HLA-I chargées en peptides

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Échappement viral

• CMV très gros virus (contenant de nombreux gènes)
  capable de rester quiescent longtemps
  Sélection de nombreux mécanismes
  déchappement
• US3
• Blocage des Classes I dans le RE
• Lie les hétérodimères Classes-II nouvellement
  synthétisés et réduit leur capacité dinteraction
  avec Ii pas de re-direction des Classes-II vers
  le MIIC.
• US6
• Blocage la parti luminale de TAP empêchant
  laccès des peptides antigéniques au RE
• US10
• Se lie aux molécules HLA-I et retarde leur trafic
  vers la membrane plamique.