Frédéric VELY frederic.vely@ap-hm.fr MCU-PH Laboratoire d Immunologie - Hôpital de la Conception Lab of NK cells and Innate Immunity - Centre d Immunologie de Marseille-Luminy Les bases de la transduction du signal des lymphocytes T 1
Une cellule ne peut pas vivre seule Pour les organismes pluricellulaires, les cellules des différents tissus et organes ont besoin de recevoir des signaux de survie pour leur croissance, différenciation et métabolisme. mort cellulaire programmée survie Le devenir d une cellule dépend de l intégration de différents signaux prolifération 2
Les interactions entre protéines membranaires L interaction ligand-récepteur induit différentes réponses Ligand extracellulaire Récepteur membrane plasmique Signaux de transduction intracellulaire Apoptose Adhérence Prolifération Différenciation 3
Les différents types de couplage entre un récepteur et une protéine à activité enzymatique Activité catalytique intrinsèque dans la partie intracytoplasmique R E 1 activité protéine tyrosine kinase (PTK) ex: récepteur au PDGF, EGF... activité protéine sérine / thréonine kinase ex: récepteur au TGFb... activité protéine tyrosine phosphatase (PTPase) ex: CD45... activité guanylate cyclase ex: ANF... 4
Les différents types de couplage entre un récepteur et une protéine à activité enzymatique Activité catalytique directement associée à la partie intracytoplasmique 2 R E association non covalente La famille des récepteurs aux facteurs de croissance hématopoïétique: GH, EPO, Prolactine 5
Les différents types de couplage entre un récepteur et une protéine à activité enzymatique Activité catalytique associée à la partie intracytoplasmique via une molécule adaptatrice 3 R R A E Récepteurs pour l antigène des lymphocytes T et B 6
Exemples de récepteurs activateurs des lymphocytes Lymphocyte T - lyse de cellules infectées par des virus - production de cytokines Lymphocyte B - production d anticorps - rôle majeur dans le contrôle des infections bactériennes Lymphocyte NK - rôle dans l immunité anti-virale - rôle dans l immunité anti-tumorale 7
De nombreux récepteurs activateurs se lient à des protéines à activité tyrosine kinase Protéine tyrosine kinase 8
La dynamique de la réponse immunitaire 9
L activation du lymphocyte T 10
L activation du lymphocyte T 10
L activation du lymphocyte T 10
La formation d une «synapse immunitaire» 11
La reconnaissance du complexe CMH/peptide induit une activation séquentielle de protéines à activité tyrosine kinase (PTK) 1 12
ZAP-70 est une PTK nécessaire à l activation du lymphocyte T 13
En conclusion pour les phases précoces 14
L absence de ZAP-70 chez l homme conduit à un déficit immunitaire combiné sèvère (DICS) dont le traitement est la greffe de cellules souches hématopoïétiques Human severe combined immunodeficiency to a defect in ZAP-70, a T cell tyrosine kinase. Elder M.E. et al. SCIENCE 1994; 264 (5165): 1596-9. 1. Thymus: CD4+CD8+ cells 2. Périphérie: CD4+ présentes pas de CD8+ 3. T CD4+ après stimulation par des mitogènes ou des antigènes - Diminution du niveau de tyrosine phosphorylation - Ne produisent pas d IL-2 - Ne prolifèrent pas 15
Un signal de costimulation est nécessaire pour l activation des lymphocytes T naïfs 2 16
L IL-2 est indispensable à la prolifération et la différentiation des lymphocytes T 3 17
L IL-2 est indispensable à la prolifération et la différentiation des lymphocytes T 3 SCID-X1. γc deficiency (T-B+) γc deficiency NK HSC CLP T CD4 T CD8 IL-2 IL-4 IL-7 IL-9 IL-15 IL-21 B γc γc γc γc γc γc T-lymphocyte development NK-lymphocyte development 18
Importance des domaines protéiques dans la transduction du signal 19
ZAP-70 est composée de domaines protéiques permettant son recrutement et son activation 20
Importance des domaines protéiques dans la transduction du signal Les domaines SH2 Les domaines PTB Les domaines SH2 reconnaissent des sites peptidiques contenant une tyrosine phosphorylée. Haute affinité de fixation entre domaines SH2 et des phosphopeptides ( Kd = 10-100 nm ). De nombreuses molécules contiennent des domaines SH2 PhosphoTyrosine Binding domain ( 200 AA) reconnaissent aussi des sites peptidiques contenant une tyrosine phosphorylée Les domaines SH3 Les domaines SH3 reconnaissent des sites peptidiques (10 aa) contenant des prolines (Pro - rich). Faible affinité de fixation entre domaines SH3 et des peptides Pro - rich ( Kd = 5-100 mm ). Les domaines PH Présents dans de nombreuses molécules ayant des fonctions différentes 100 à 120AA : structure de base voisine de celle des PTB Ces domaines reconnaissent des phosphoinositides Ces domaines PH permettent de localiser une protéine au niveau d une membrane. 21
Le signal 1 22
Le signal 1 23
Le signal 1: la voie des MAPK (Mitogen-activated protein kinase) 24
Le signal 1 25
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Importance du calcium dans l activation lymphocytaire 27
Le signal 2 28
L IL-2 est indispensable à la prolifération et la différentiation des lymphocytes T 3 29
En conclusion Engagement de plusieurs récepteurs pour une activation maximale Recrutement séquentiel d activités enzymatiques Interaction via des domaines protéiques Une bonne compréhension des mécanismes d activation lymphocytaire permet le développement d immunosuppresseurs ex: - Ciclosporine A - Tacrolimus - Anticorps anti-cd3 (OKT3, Deplizumab) - Anticorps anti-cd25 (Daclizumab) 30