Cours 5.1- Commutation de classe et hypermutations somatiques
Plan de cours
- quelques rappels
- Activation des Bcells
T-indépendant
Type 1 (Mitogènes = LPS ou ADN bact) ⇒ lien avec aussi avec faible et forte concentration - activation spécifiques ou polyclonale)et 2 (Épitopes répétes = polysaccaride)
T-dépendant- antigène protéiques (reconnu préalablement par Tcells)
- Structures des immunoglobulines
- Fonctions : neutralisation, opsonisation et activation du complément
- Donc sécrétion de Bcells: 2 chaines lourdes 2 autres chaines legerte
- Chaînes légères:
- kappa et lambda, le ratio est differentes d’espèces à l’autre. AInsi chez l’humain 2/1 pour kappa/lamda
- Se retrouvent alors sur toutes les Ac (IgM, IgD, IgE, IgG, IgA), mais jamais les deux sur le même
- Chaînes lourdes:
- 5 types, m, g, a, d, e = 5 classes d’immunoglobulines
- IgG - plus abondantes et comportent pluseirus classes chez l’homme)
- Carboxy-terminal de la chaine lourde (celle qui n’est pas associé à la chaîne légère)
Chaines lourdes Chaine légères domaines V et C domaines V et C N-terminal différentes = variables N-terminal différentes = variables V- spécificité au Ag V- spécificité au Ag C- région constante des Ac C- région constante des Ac - Fragments (non naturels) Fab, Fab’2, et Fv
- Papaine⇒ 2*Fab +Fc
- Pepsine ⇒ F(ab’)2 +pFc
- Fab= fragment antigen binding
- Fc= fragment cystallisable
- Fab’2 = 2 fragment antigen binding lien avec le pond disulfure, interet dans la thérapeutie en raisaon du meme interaction mais pas de fonction effectrice
- Fv= fragment variable - très peitit (emilleur pénétration) et cibler les cellules tumorales)
- Variabilité des domaines V
le domaine en charge avec la variabilité et lien avec les fragments hypervariables (région biding) et les régions framework regions - strucutre assurée (3*HV + 4*FR)
diversité combinatoire = combinaision des HV*3 des deux chaines (lourdes/légères)
- Activation des Bcells
- Reconnaissance de Ag
- Épitopes- petite partie à la surface d’un Ag / détemrinant antigènique
- Linéaires (continues) un fragment recinnue en continues
- Conformationnels (Discontinues) ; fragments reconnus à deux endroits différentes
- Force: réversible / non covalente
forces électrostatiques, liaisons hydrogènes, force de Van der Waals, Hydrophobes
- Épitopes- petite partie à la surface d’un Ag / détemrinant antigènique
- Diversité primaire (voir cours 1 - commun au TCR et BCR)
- réarrangement V (D) J
recombinasiason des gènes = + diversité des chaînes lourdes + combinaison avec chaînes légères ⇒ double diversité générée
- Production des IgM et IgD
- IgM - premier à être produites + lors du développement des Bcells
- IgD- co-exprimé (en petites quantités) avec IgM des Bcells matures
- IgD/IgM = epissage de ARNm meme pour les produire mais pour IgG, IgA et IgE - nécessite commutation isotypique dans Bcells = modification de ADN.
- Formes membranaires et formes sécrétées
- Peuvent être toutes exprimées à la surface des Bcells ou sécrétées (Ac)(majoritairement quand Bcells activés)
- Surface: monomériques + domaine 25aa hydrophone transmembranires (c-term)
- Sécrétés: Queue hydrophile
- le choix se fait par épissage alternatif ARN (entre domaine hydrophobe ou queue hydrophile)
SC- secretion coding, MC- membrane Coding)
- réarrangement V (D) J
- Modifications secondaires - Lorsqu‘il y a activation des Bcells (sont irréversibles et non finals)
- Ne pas confondre Recombinaison VDJ avec selui du primaire et qui a lieu dans la moelle osseus (interagit avec RAG et avant l’interaction avec Ag)
Rappel : tcells zone- mantel-zone - Light zone (centrocytes) /dark zone (centroblastes)
- AID (Activation induced cytidine deaminase)
- molécule qui intervient dans les 2 autres mécanismes de diversification secondaire du répertoire des Ac
- Exprimé chez les Bcells activés
- Lie/agit uniques sur ADN simple brin = implique seuls les gènes transcrits (donc ceux des Ig dans les Bcells activées)
- Cytidine ⇒ Uridine = génération d’une base étrangère (U) = méasppariement de GU ⇒ nécessite réparation
- Ainsi, réparation = diversification permanant dans ADN
- Hypermutation somatiques (modification des régions V= affinité de Ac)
- Réparation du mésappariement : Uridine détecté par MSH2/6 = recrute les nucléase et clivent uridine + quelqeus ase adjacentes du même brin. Amene colmatage par ADNpol qui introduit des mutations dans ADN des Bcells activées.
- Réparation par excision de base : base de l’uracile exicé de l’uridine par UNG
- Introduction d’une nouvelle base aléatoire lors de la prochaine réplciation de ADN ⇒mutation
ou
- APE-1 excise résidu abasique (sucre) = clivage du brin
- Conversion génique quand Single-strand nicks - recombinaison homologue
- Commutation de classe quand Double-strand breaks
- Introduites dans régions V réarrangées dans Bcells activées (hyper = grande quantité) = besoin d,un contact préliminaires avec Ag et T-dep. (centre germinatif) - ne concerne slmt les Ig (gènes transcripts à haut niveau)
- Perte de FR ou augmetnation de affinité
- Dans centre germinatif = clones B - compétition pour intéragir avec Ag et conservées les meilleurs= maturation d’affinité ⇒ Concentration de mutations dans les CDR (HV) des régions V.
- Commutations de classe = switch classe (isotypes) (Changement d’isotype= fonction de Ac) (recombinaison irréeversible de ADN)
- Activation par cytokines /mitgènes (centre germinatifs) = B cells entre en contact avec Ag = introduction des mutations sur ADN simple strand
- Chaque isotype a une fonction particulière= IgM - forts pour acitver les compléments, IgE= allergies pour fixer les masotcytes/engendre allergies. = changement de fonction mais pas de changement de spécifité antigènique
- Ainsi certaines structures peuvent permettre la survie dans des muqueuse et peuvent différé du milieu (monomérique dans le sang et polymériques dans les muqueuse)
Sang (coeur) IgG+ IgM + IgA monomérique Fluides extracellulaires IgG et IgA mono Sécrétions et les muqueuses (lais maternel, intestin, vagin, poumons etc).. IgA di Mastocytes sous épithéliums (tractus respiratoire, gastrointestinal, peau) IgE - Recombinaison non homologue ADN rendue possible grâce aux régions répétitives switch
- Switch= introns en amont de la partie constance des chaînes lourdes g, e, et a (pas d car éguler par eépissage ARN)
- Donc entriane élimination des chaines en amont
- Reproduisent des gènes qui coderont pour des protéines fonctionnelles, car régions switch situés dans Introns (pas de décalage du cadre de lecture)
- AID+ UNG+APE-1 = double breaks strand ⇒ reconnu par DSBR⇒ rapproche les deux régions coupées pour liger les régions Switch
- Conversion génique (modification des régions V=affinité de Ac)
Diversité selon les espèces, les lapins/poulets/mouton, possede peut ede VDJ et donc elles ont un mécanismes pour avoir un meilleur répertoire en nombre de cellules au contraire des hommes/souris
- Les rgéions V réarrangées sont semblbles dans tous les Bcells immatures (peu de VDJ en comparison avec d’autres espèces)
- Bcells immatures migrent vers organes spcéilisées comme la bourse de Fabricius ou autres organes secondaires
- COnversion génique = mécansimes principal qui introduit de la diversité des Ig chez oiseaux et lapins
- Donc elle remplacement une région R réarrangée par un pseudogène situé en amont. Ainsi en remplacant par des pseudogènes ⇒ plusieurs cycles sont effecutés pour améliorer l’affinité des Ac pour Ag.
- Ne pas confondre Recombinaison VDJ avec selui du primaire et qui a lieu dans la moelle osseus (interagit avec RAG et avant l’interaction avec Ag)
- Déficit en AID : Syndrome de hyperIgM
- Souris
- AID abs= IgM produit seul après immunisation,
Explications : AID permet de faire l’hypermutation somatique, donc en le perdant = absence de la diversité des autres Ig donc seulement les IgM.
- Syndrome hyperIgM (maladie génétique autosomale récessive)
Concentration normal de Bcells et T cells mais des quantités élevé IgM dans le sérum
Ce qui peut être expliquer
- Déficit de CD40L (empeche les T d’être activée et induire commutation de clases
- CD40 déficit
- AID - maladie autosomale récessisve qui se manifeste par absence de IgG, IgA et IgE (faible ou pas de production de …) et par absence d’hypermutations somatiques
- UNG - absence de IgG, IgA et IgE mais présence de hypermutaiton somatiques
- NEMO (IKK); défaut de signalisation NFkB
- AID abs= IgM produit seul après immunisation,
- Humain
- Souris
Comcepts importants
- Modifications seocndaires permet de diversifier encore plus la diversité causé par le réarrangement de VDJ, soit en employant hypermutations somatiques, commutation de lcasse, et conversion génique
- Elles utilisent le réarrangement ADN et enzyme AID.
- Hypermutations somatiques et commutations de classe ont lieux slmt dans Bcells activées par Ag
- Hypermutations somatiques: augmente affinité en introduissant des mtuations ponctuelle dans régions V.
- Commutations de classe, seulement en fonction des Ac (capacités effectrice)
- COnversion génique: mécanisme principal de génération de la diversité des Ac chez espèces qui ne génrent que peu de diversité après un réarrangement VDJ. Implique remplacmeent de régions V réarrangées par séquences dérivées de pseudogènes