GERAÇÃO DE GERAÇÃO DE DIVERSIDADE DE DIVERSIDADE DE

IMUNOGLOBULINASIMUNOGLOBULINAS

Caroline Rigotto BorgesCaroline Rigotto Borges

IMUNOGENÉTICAIMUNOGENÉTICA

GERAÇÃO DIVERSIDADE GERAÇÃO DIVERSIDADE DAS IG NAS CÉLULAS DAS IG NAS CÉLULAS

• COMO É POSSIVEL UM NÚMERO TÃO GRANDE DE ANTICORPOS SEJA CODIFICADO PELOS NOSSOS GENES?

GERAÇÃO DIVERSIDADE DAS IG NAS CÉLULAS B

• 1015 a 1018 diferentes anticorpos num indivíduo

• Muito espaço no genoma seria utilizado se cada Ac fosse codificado por um gene

• Menos que 1000 genes

• Nas células B os genes da Ig são fragmentados (segmentos gênicos )

• Regiões variáveis e constantes são codificados por genes diferentes

• Genes das cadeias pesadas estão em cromossomos diferentes dos genes das cadeias leves

• Ocorre um rearranjo gênico no DNA dos linfócitos

• Os polipeptídios devem ser feitos e agrupados

CADEIA LEVE

• Cadeia : 76V, 5J, 1C

• Cadeia : 52V, 7J, 7C

CADEIA PESADA

• Apresentam diversidade adicional: D

• Segmentos gênicos constantes juntos (CCCC), porém distantes dos VH, DH, JH

• VH: 86 genes

• DH: 30 genes

• JH: 9 genes

• CH: 11

A SEQÛENCIA DE DNA QUE CODIFICA UMA REGIÃO VARIÁVEL É MONTADA A PARTIR DE SEGMENTOS

GÊNICOS

Síntese da cadeia leve kappa

Organização gênica da cadeia lambda

Organização gênica da cadeia pesada

Síntese da cadeia pesada

Geração da diversidade• Múltiplos genes V na linhagem germinativaMúltiplos genes V na linhagem germinativa• Associação combinatória Associação combinatória • Diversidade de junçãoDiversidade de junção- Falta de precisão na junção resulta na deleção de AA no local de

ligação com Ag

• Diversidade de inserçãoDiversidade de inserção- Inserção de pequenos trechos de nucleotídeos nas junções VD e DJ

• Hipermutação somáticaHipermutação somática- Mutações nos genes V das cadeias H e L durante a vida dos

LB- Aumenta a afinidade do Ac com o Ag na resposta secundária

Geração da diversidade

• Conversão somática de genesConversão somática de genes

- Pseudogenes que se rearranjam com gene VHPseudogenes que se rearranjam com gene VH

• Edição do receptorEdição do receptor

- Segundo rearranjo dos genes variáveis H e L - Segundo rearranjo dos genes variáveis H e L com elementos que ainda não haviam sofrido com elementos que ainda não haviam sofrido rearranjorearranjo

Table 8.10. Functional human Ig and TCR lociTable 8.10. Functional human Ig and TCR loci

LocusLocus LocationLocation Number of gene segmentsNumber of gene segments

VV DD JJ CC

IGHIGH 14q32.314q32.3 8686 3030 99 1111

IGKIGK 2p122p12 7676 00 55 11

IGLIGL 22q1122q11 5252 00 77 77

TCRATCRA 14q11-1214q11-12 6060 00 7575 11

TCRBTCRB 7q32-337q32-33 70 70   100100 22 1313 22

TCRGTCRG 7p157p15 88 00 55 22

TCRDTCRD 14q11-1214q11-12 66 33 33 11

INTRODUÇÃO NUCLEOTÍDEOS

Geração da diversidade

• Conversão somática de genesConversão somática de genes

- Pseudogenes que se rearranjam com gene VHPseudogenes que se rearranjam com gene VH

• Edição do receptorEdição do receptor

- Segundo rearranjo dos genes variáveis H e L - Segundo rearranjo dos genes variáveis H e L com elementos que ainda não haviam sofrido com elementos que ainda não haviam sofrido rearranjorearranjo

Troca de Classe• Arranjos VJ (cadeia leve) e VDJ (cadeia pesada)

• Ocorrem na ausência do Ag durante a diferenciação dos LB

• LB maduro pode trocar de classe, mas mantém a mesma especificidade

• Estímulos: Ag e citocinas

• Região S (CH) permite a associação de cada região CH com uma unidade VDJ.

Exclusão alélica

IMUNOGENÉTICAIMUNOGENÉTICA

GERAÇÃO DE DIVERSIDADE DO TCR

RECEPTOR DE RECEPTOR DE LINFÓCITOS BLINFÓCITOS B

RECEPTOR DE RECEPTOR DE LINFÓCITOS TLINFÓCITOS T

Estrutura do Receptor de Estrutura do Receptor de Célula T (TCR)Célula T (TCR)

• Duas cadeias polipeptídicas, Duas cadeias polipeptídicas, α e β, α e β, • Ambas possuem região C e VAmbas possuem região C e V• Cadeia α possui região V e segmento Cadeia α possui região V e segmento

de junção (J) de junção (J) • Cadeia β V possui região V, segmento Cadeia β V possui região V, segmento

de junção (J) e de diversidade (D).de junção (J) e de diversidade (D).

Organization and rearrangement of the T cell receptor

Defects in TCR rearrangement Defects in RAG genes leads to severe combined immunodeficiency disease (SCID)

SCID patient infected with Candida albicans

Child with Omenn syndrome

POSSIBLE CAUSES:    Omenn's Syndrome is inherited in an autsomal recessive pattern. This means that in order for a child to develop this condition, he or she must inherit a copy of the same inactivated gene from each parent. The parents are usually unaffected because they only have one copy of the inactivated gene and are considered “carriers” for the condition. When two carriers have children, there is a 25% or 1 in 4 chance for a child to be affected. The specific genes that are involved in Omenn’s Syndrome are located on chromosome 6 and are responsible for regulatory proteins that function to create a normal mixture of B and T lymphocytes during infancy. The B and T cells are created in the bone marrow and thymus gland, respectively, and each type is programmed to recognize different foreign elements such as bacteria, viruses, or parasites. When the regulatory proteins, called recombination-activating genes, or RAGs are defective as in Omenn’s syndrome, the immune system loses its ability to produce diverse B and T cells. As a result, the body is susceptible to infection of all types.

Small population of T cells has a TCR comprised of γ and δ chains – γδ TCR specificity differs from αβ TCR

Properties of Ig and TCR Genes

Ig TCR

Many VDJs, few Cs yes yes

VDJ rearrangement yes yes

V-pairs form antigen yes yes recognition site

Somatic hypermutation yes no

IMUNOGENÉTICAIMUNOGENÉTICA

GERAÇÃO DE DIVERSIDADE DO MHC

Major Histocompatibility Complex(MHC)

Complexo Principal de Histocompatibilidade

Major Histocompatibility Complex(MHC)

Complexo Principal de Histocompatibilidade

– HLA- Human Leukocyte Antigens

– H2- Complexo de Histocompatibilidade de camundongos

– HLA- Human Leukocyte Antigens

– H2- Complexo de Histocompatibilidade de camundongos

Significado do MHCSignificado do MHC

Importante na resposta imuneImportante no transplante de órgãosImportante na predisposição à

doenças

Importante na resposta imuneImportante no transplante de órgãosImportante na predisposição à

doenças

Major Histocompatibility Complex

• Transplantes: rejeição• Altamente polimórficos (variáveis)• Ligam-se a peptídeos: reconhecidos

pelos LT• Tem sua estrutura tridimensional

determinada por cristalografia de raios-X

Expressão diferencial dos antígenos MHC

Os genes do MHC humanos

Structure of Class I MHC

NH2

Alloantigenicsites

CHO

NH2

COOH

COOH

P

α1

α2

α3

β2

OH

Plasma membrane

Disulfide bridge

Papain cleavage

Cytoplasm

NH2

Variability For Polymorphism

Structure of Class II MHC

Plasma membrane

Cytoplasm

CHO

CHO

CHO

NH2 NH2

COOH COOH

α1

α2 β2

β1

Variability For Polymorphism

Os genes do MHC humanosOs genes do MHC humanos

Cromossomo 6 humano (braço curto)

class II c lass ID P D Q D R B C A

B C A

D P D Q D R

1 2 2 2 1 1 9 3 1 2 2 1 3

DP

DQ

DR

B

C

A

1 2 3 4 1 3 41 2 3 42

José Maria Tiago Lucas João Sara

A hereditariedade e codominância dos genes MHC

A hereditariedade e codominância dos genes MHC

Crossing overresultando em novos haplótipos

HLA e associação a doençasHLA e associação a doenças

Doença Alelos associados Frequência em

RiscoRelativopacientes controles

Espondilite anquilosante

Doença de Reiter’s Uveíte Anterior aguda

Psoríase vulgaris

Dermatite herpetiforme

B27

B27

B27

CW6

DR3

9

79

52

87

85

9

9

9

33

26

87,4

37,0

10,4

13,3

15,4

Síndrome de Reiter

• A síndrome de Reiter é condição rara, de distribuição universal.

• Acomete preferencialmente indivíduos adultos do sexo masculino.

• Caracteriza-se por poliartrite periférica soronegativa, com duração mais longa do que um mês, manifestando-se geralmente após quadro infeccioso disentérico ou urogenital.

• Acometimentos mucocutâneo, ungueal e ocular são comuns.

Espondilite Anquilosante

• A Espondilite Anquilosante (EA) é uma doença reumática que

causa inflamação na coluna vertebral e nas articulações

sacroilíacas (no final da coluna com os ossos da bacia),

podendo, às vezes, também atacar os olhos e válvulas do

coração.

• A causa de EA não é conhecida, mas tudo que se relaciona com

as espondiloartropatias tem haver com um padrão genético,

devida a existência de um marcador genético comum (HLA-

B27), que está presente na maioria dos indivíduos afetados,

tornando essas pessoas predispostas a ter a doença