Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
A TERMÉSZETES ÖLŐSEJTEK (NK)
MŰKÖDÉSE ÉS GENOMIKAI
JELLEGZETESSÉGE
Benczúr Miklós
Az emberi NK sejtek a természetes immunrendszer részei… Ezen funkciójukon túl az NK sejtek a T és B- sejtektől eltérően nem antigén receptor segítségével ismerik fel a szervezetben képződő „idegen” sejteket, hanem „térlátásuk” révén észlelik a saját sejtektől eltérő „célsejtek” (megváltozott saját, vírus-infektált, -mutáns sejtek) felszíni változásait. Ez elsősorban az MHC-I-et felismerő gátló receptoraik révén valósul meg.
Scott D.B.2008
CD117: őssejt növekedési faktor-R (SCFR) CD161: NKR-P1 (C-tip lektin) 1. NK TNF-alfa, GMCSF----DC 2. NK: NKp30aktiváló-R ----éretlen DC+ 3 DC membrán-kötött IL15 ---NK
Activated by DC
i-NK pre-NK pro-NK CD56bright-NK CD56dim-NK
Caligiuri, Blood 112:461-9, 2013
a KÉSŐI,ÉRETT-NK A KERINGÉSBE TÁVOZIK
HEMATOPOET CSV SEJT CD34+CD45RA+
EXTRAVASATIO A HEV TERÜLETEN
PRO-NK –BÓL KORAI-NK CD56brighjt és KÉSŐI-CD56dim-NK
a KORAI-NK az INTERSTITIUMBAN a DC –el LÉP INTERAKCIÓBA
1
2
3
4
5
Maghazachi 2005,Vivier 2006
L-selectin CCR7 CXCR3 CXCR4 CCR5
Nyirokcsomóban Paracortex Dendritic sejtek közelében (érés) lassú motilitás
NK sejt vándorlás
szövetek
GYULLADÁSOS CITOKINEK
ENDOTEL
KEMOKINEK
Az in vitro NK sejtek fejlődése differenciálódása, sejtfelszíni markerek, és potenciális szabályozó elemek.
Stage-specific expressing genes (SAGE)
(Hyung-Sik et al.-)
Közös Ly precursor
T/NK precursor
NK precursor Érett NK Érett NK
TRANSZKRIPT FAKTOROK
Stroma sejt (OP9)
Fms-like tyrosine kinase ligand
NÖVEKEDÉSI FAKTOROK
SEJTFELSZÍNI MARKEREK
Hematopoet. őssejt
Stem-cell-antigen-1
Tirozin kinase
NK SEJTEK (KIR) IgSF RECEPTORAI (Ig Super-gén Familia) a 19q 13.42 kromoszómán
p50 p58 p70 p 140
NH2 NH2
---S-S---
COOH COOH
COOH
NH2
COOH
NH2 NH2
COOH
YXXL YXXL
95aa. 84aa. 76-84aa. 39aa.
YXXL = ITIM = immunoreceptor tyrosine-alapú inhibiciós/gátló motivum (AENTITYSLLKHP) (26 as-ból álló konzervatív elem jelátvitelben fontos)
YXXL
YXXL
3DL2 HLA-A3,A11, gátló P140 CD158k
3DL1 HLA-Bw4 B27 B51 gátló P70 2DS1 HLACw Lys80 aktiváló P50.1 CD158h 2DS2 HLAC1 Asn80 aktiváló P50.2 CD159j 2DS2/3 HLAC1 gátló P50
LIGANDUM
Borrego, 2002. Mol. Immunol.
Az aktiváló szignált kiváltó receptorok elsősorban a veleszületett immunrendszernek a pathogének elleni védekező funkció szolgálatában állnak és HLA Class-I struktúrákat felismerő képességük háttérbe szorul.
FOSZFATÁZOK TIROZIN KINÁZOK
AKTIVÁLÓ RECEPTOROK GÁTLÓ RECEPTOROK
Th1 citokin (IFNg, IL2,) TERMELÉS, T-sejt és MF aktiválás (TNFa, NO), trofoblaszt elleni citotoxikus reakció, abortus
Th2 citokin (IL3,IL4,IL5,IL10,,) TERMELÉS, NK sejt gátlás
PIBF(Szekeres-Bartho), MLR-Bf (Progesteron-Indukált Blokkoló Factor),
KIR2DL1 (HLA-CW2,-4,-6,-15) KIR2DL2 (HLA-CW1,-3,-7,-8) KIR3DL1 (HLA-CW1,-3,-7,-8) KIR3DL2 (HLA-A3?) CD94-NKG2A (HLA-E) CD94-NKG2B (HLA-E)
CD94-NKG2E (HLA-E,MICA) CD94-NKG2F (?) KIR2DL4 (HLA-G) KIR2DS1 (HLA-B)
KIR2DS1 (HLA-cW4) KIR2DS2 (HLA-C-?) KIR2DS3 (?) KIR2DS4 (HLA-C-?) KIR2DS5 (?) NKG2D (?)
NH2 NH2
---S-S---
COOH
COOH
COOH
NH2
COOH
NH2 NH2
COOH
YXXL YXXL
95aa. 84aa. 76-84aa. 39aa.
p50 p58 p70 p 140
YXXL
YXXL
IL2Rab
IL15R
IFNgR
IFNg TNFa,-b GM-CSF IL10
L-selectin
Perif. vérben 1%
JELLEMZŐIK: az NK sejtek 5-10%-át adják - nem, vagy csak kis sűrűségben hordozzák a CD16-FcRIII-R struktúrát, - kevés enzim molekula -jelentős mennyiségben termelnek számos citokint (IFNg, TNFa, -b, --GM-CSF, IL-10, IL13,) és citokin receptorokkal is bírnak
--(szerin eszterázok granzimek,
-az immunrendszer szabályozásában vesznek részt -nagy-kötőerejű IL2 citokin receptor (IL2-Rabg), csak ezen az NK sejtcsaládon kifejezett
- a g-IFN termelést csak egy CD8 negatív alosztályuk végzi
- sejtek felszínén: L-selectin és integrinek
IL2R
IL15R
IFNgR
IFNg TNFa, -b GM-CSF
CXCR1
CX3CR1
LFA-1
PSGL-5
- az NK sejtek 85-95%-át adják
- sejt-sejt kapcsolat (LFA1, CD2, PSGL-1/PEN5, CD44).
- citokin receptorok (IL7R, IL15R, IL2R, IFNg-R IL21R)
- CD16/FcRIII receptor és a citoplazmában kifejezett azurofil granulumok
-ozmotikus sejthalállal („lyukfúrás”)
- apoptózist indítanak be a (FAS-ligand, TNF vagy TRAIL ligand útján)
JELLEMZŐIK:
KIR-RECEPTOROK (gátló és aktiváló) GÉNEK a 19q KROMOSZÓMÁN
CHR19q 13.42
leukocyte receptor complex or cluster (LRC) (LAIR): leukocyte associated inhibitory receptors (ILTs): Ig-like transcripts
(MIRs): monocyte inhibitory receptors
Lanier Curr.Op.Immunol.2003
lektin receptorok EMBERI NK SEJTEK GÁTLÓ ÉS AKTIVÁLÓ RECEPTOROK
GÉNJEI A 12-es KROMOSZÓMÁN
Lanier Curr.Op.Immunol.2003
HUMÁN NK
SEJT
p50.2 CW3
p50.1 CW4 p50.3
BW6,B7,B8, B14
B27, B51 BW4
p140
A3, A11
GÁTLÓ és AKTIVÁLÓ RCEPTORAI NK SEJTEK
p70 / NKB1
?
CD94-NKG2A (HLA-G?) CD94-NKG2B (HLA-E)
KIR2DS2
KIR2DS1 KIR2DS3
KIR3DL2
CW3-1-7-8) p58.1 KIR
p58.2 KIR
CW4-2-5-6
p58.3 KAR
?
KIR2DL1
KIR2DL2
KIR2DL3
KIR3DL1
NKG2D
NKG2D
CD94-NKG2E (HLA-E,MICA) CD94-NKG2F (?) ?
DAP12 ITIM
CD94-NKG2
KIR= killer immunglobulin-like receptor
DAP12 ITIM
A” HIÁNYZÓ SAJÁT” antigén (“missing self”) minden magvas sejten kifejezett az MHC-I struktúra
Ljunggren és Kärre, 1990
Mindennapos gyakorlatban:
NK sejt = CD56+CD16+ CD3-
Valamennyi emlősre funkcionálisan jellemző:
NKp46+, CD3-, IL15 dependens, IL12-re válaszoló limfocita, -- amely az érés során az IFN-gamma, korai forrása, erős killer kapacitással bír a saját konstitutív molekulát elvesztő (Class-I), vagy stress indukált molekulát kifejező (NKG2D ligandum) célsejtekre.
(Walzer et al. Curr Opinion Immunol.19:365. 2007
– 1. NAGY GRANULÁRIS LIMFOCITÁK ( LGL) – 2. AZ ŐSI, NEM ADATPTÍV, A TERMÉSZETES IMMUNVÁLASZ RÉSZÉT
KÉPEZŐ SEJTEK, AMELYEK A KORAI T-SEJT DIFFERENCIÁLÓDÁSBÓL SZÁRMAZNAK
– 3. SZÁMOS CITOKINT TERMELNEK ÉS CITOKIN SZABÁLYOZÁS ALATT ÁLLNAK -- CITOTOXIKUS ÉS SZABÁLYOZÓ KÉPESSÉGGEL BÍRNAK
– 4. HIÁNYZIK A TCR-CD3 KOMPLEXÜK – 5. JELLEMZŐEN NKp46+, CD3-, IL15 dependens, IL12-re válaszoló limfocita – 6. GÁTLÓ RECEPTORUK VAN ELSŐSORBAN AZ MHC (CLASS-I)
STRUKTÚRA FELISMERÉSÉRE – 7. AZ AKTIVÁLÓ SZIGNÁLT KIVÁLTÓ RECEPTOROK ELSŐSORBAN A
VELESZÜLETETT IMMUNRENDSZERNEK A PATHOGÉNEK ELLENI VÉDEKEZŐ FUNKCIÓ SZOLGÁLATÁBAN ÁLLNAK
– 8. MINTÁZAT FELISMERŐ KÉPESSÉGÜK RÉVÉN DIREKT MÓDON IS A TERMÉSZETES IMMUNRENDSZER EFFEKTOR SEJTJEI
–
NK SEJTEK FŐBB JELLEMZŐI
Emberi NK sejtek receptorai 1. Immunglobulin-szerű, un. KIR-Receptorok (Killer Immunglobulin-like-Receptor)
a KIR gének a 19q 13.42 kromoszómán kódoltak,legalább 15 haplotípus, az Immunglobulin szupergén család tagjai. Az intracitoplazmatikus szakasz lehet hosszú(L) általában 3 ITIM motívummal, a ligandummal való kapcsolat gátló szignált vált ki, vagy rövid (S), amelyek általában adaptor fehérjék közvetítésével aktiváló jelt generálnak
Ligandumaik a Class-I struktúrák KIR LIGANDUM FUNKCIÓ EPITOP megjegyzés 2DS1 HLACw Lys80 aktiváló N77 K80 P50.1 protein CD158h 2DS2 HLAC1 Asn80 aktiváló S77 N80 P50.2 protein CD159j 2DS3 HLAC1 gátló? P50 protein bizonytalan 2DS4 HLACw Lys80 ? aktiváló P50.3 protein CD158l 2DS5 ? aktiváló P50 protein 2DS6 P50 protein CD158c KIRX 2DL1 HLAC2 Lys80 gátló N77 K80 P58.1, DAP12-„adaptor” molekulával CD158a 2DL2,3 HLAC1Asn80 gátló S77 N80 P58, DAP12- CD158b1/b2 2DL3 ? gátló S77 N80 P58 2DL4 HLA-G, HLA-A3, HLA-B46, HLA-B7 gátló/aktiváló P58 2DL5 ? gátló/aktiváló P58 3DL1 HLA-Bw4 B27 B51 gátló 77-83 P70 3DL2 HLA-A3,A11, gátló P140 CD158k 3DL3 ? gátló 3DS1 HLA-Bw4? aktiváló?
Lektin receptorok 12. kromoszómán
Kálcium függő transzmembrán proteinek, amelyek a C típusú lektinkötő külső doménnel bírnak (CD94). gátló, vagy aktiváló tulajdonságot hordoznak. Az NKG2D homodimer formában nem kapcsolódik a CD94-el. Az MHC komplexben kódolt, stressz indukált struktúrákat ismernek fel (MICA és MICB). NKG2 gének izoformjai (A-H) számos glikoprotein receptort alkotnak a diszulfid híddal kapcsolódó CD94-el. Ezek a proteinek egyrészt a nem klasszikus HLA –E molekula receptorai (NKG2A) illetve, a további HLA-F és –H molekulával (NKG2C- E -H) kapcsolódnak.
A KIR és a lektin receptorok különböző kromoszómákon elhelyezkedő géncsaládok által kódoltak, ezért az MHC génektől (mind a receptorok, mind a ligandok) függetlenül szegregálódnak. Ez azt eredményezi, pl. hogy HLA-antigénekben egyező őssejt donorok az NK sejtek KIR receptoraiban inkompatibilisek lehetnek.
A humán populáció jelentős részben olyan KIR receptorokkal is bír, amelyeknek ligandjai nem is fejeződnek ki a saját sejteken, (azonban minden NK sejtnek van a saját class-I ligandjára specifikus receptora).
Emberi NK sejtek receptorai 2.
RECEPTOR LIGAND FUNKCIÓ megjegyzés CD94/NKG2A HLA-E gátló CD94-el kovalens kötés CD94/NKG2C HLA-E aktiváló CD94-el kovalens kötés
Emberi NK sejtek receptorai 3. CITOTOXIKUS / AKTIVÁLÓ -Receptorok
Emberi NK sejtek TLR receptorokkal (TLR2,-3,-7,-8,-9 is bírnak, amelyek a patogén ágensek molekuláris mintázatát (PAMP) felismeri, így a természetes védekezés korai fázisában, direkt módon (is) képesek védeni a szervezetet. Az NK sejteken csak az ILT-2 (LIR-1, MIR7, CD85j) receptorok fordulnak elő, amelyeknek 4 exctracelluláris Ig doménjük + 4 ITIM motívumuk van, (reagál a HLA-G- és HLA-F-el is). Az NKp46, NKp30 és az NKp44- elsődlegesen citolitikus reakciót kiváltó NK receptorok.
Receptor Ligand Funkció megjegyzés NKG2D MICA,MICB, aktiváló Homodimer molekula,nem kapcsolódik CD94-el, ULBP valamennyi nyugvó és aktivált NK sejten ILT HLA- gátló immunglobulin szerű átirat (Ig like transcript) LIR HLA-G gátló leukocita Ig-szerű receptor NKp30 ? aktiváló CD3 - malária falciparum NKp44 ? aktiváló Vírus hemagglutinin ligandum? de novo szintézis IL2-re NKp46 ? aktiváló Vírus hemagglutinin ligandum? NKp80 ? aktiváló, citotoxicitás 2B4(CD244)CD48 aktiváló koreceptor, citokin termelés CD2 LFA-2 aktiváló koreceptor LFA-1 ICAM-1 aktiváló koreceptor CD16 FcgIIIR aktiváló TLR PAMP aktiváló Toll receptorok Citokin közös g-lánc IL2-,IL15- IL21 proliferáció, citotox. IFNg-R IFNg proliferáció citotox. c-kit proliferáció PEN5 CD62L -PSGL1- CD40L CD40 apoptozis indukció
BETEGSÉG., NK SEJT SZEREPE NK A BETEGSÉG ALATT
TERÁPIÁS MEGKÖZELÍTÉS
TERHESSÉG AZ ELSŐ TRIMESZTERBEN A FOETUS MEGTARTÁSA
U-NK SEJTEK A DECIDUÁBAN, NK
IVIG TERÁPIA RECURRENS ABORTUSBAN
Petrányi t al.,2012.Mofflett-King,et al., 2002. ,Benczúr,M.,2009.
SM GÁTOLJA A DEMYELINIZÁCIÓT
KÖZPONTI IDEGRENDSZERBEN
ALACSONY NK SZÁM ÉS
AKTIVITÁS A VÉRBEN, CYTOKINEK AZ NK
AKTIVITÁS EMELÉSÉRE
,Benczúr,et al.1980. Hao, et al.,
2010.
TUMOROK IMMUN-SURVEILANCE ALACSONY AKT. ADOPTÍV TRANSZFER Street,et al.2004., Gellet, et a., 2011.
VÍRUS INFEKCIÓK IMMUN –VÉDELEM ALACSONY SZÁM ÉS Shift „korai” NK sejtekre
ADOPTÍV TRANSZFER, HIV-1 specifikus NK-sejt receptor, CCR5 deficiens hESC_NK sejt transzfer
Lunemann, et ak.,2014.,Guo,et al. 2009.
TYPE-1 DIABETES BETEGSÉG FOKOZÁSA NK-MIGRÁCIÓ VÉRBŐL A PANCREASBA (béta sejtek)
Anti-NKP-46 a béta sejt auto-destrukció csökkentésére
Gur,et al 2010,Rodacki et al. 2007
RA BETEGSÉG FOKOZÁSA ALACSONY NK SZÁM ÉS AKTIVITÁS A VÉRBEN,
SYNOVIUMBAN ELLENKEZŐLEG
Anti-NKP-46 antitest Pázmány és Do, 2005
SLE A BETEGSÉG KONTROLLJA,
ALACSONY NK SZÁM ÉS AKTIVITÁS A VÉRBEN, „KORAI „
NK SEJTSZÁM NŐ
ADOPTÍV TRANSZFER Herviet, et al., 2011.,Park,et al.2009.
NK –sejtek a klinikumban
Mandal,., Viswanathan, Hemat.Oncol Stem Cell Ther.82:47-55.,2015.
Családon belüli haplo-identikus őssejt átültetés (főként AML) NK sejtek nagy affinitással bírnak a csontvelői dendritikus sejtek iránt: repopulálódó leukemia sejtek, „maradék” leukemia sejtek (ez magyarázza, hogy az allo-reaktív NK sejtek nem váltanak ki GVH reakció)
Ruggeri és mtsai 112 magas kockázatú akut leukémiás betegnél reaktív NK sejtek esetében nem alakult ki legalább II.fokozatú GVHD (0% vs.75%) Másik 85 progressziv stádiumú AML a relapsusok száma a reaktív immungenetikai viszonyban alacsonyabb volt (7% vs.79%)
Hsu és mtsai azok az AML betegek éltek tovább relapsus mentesen, akikben hiányzott a donor KIR genotipusának megfelelő HLA ligand
NK–sejt - őssejt transzplantáció
TÖBB,MINT 200 KLINIKAI VIZSGÁLATI SOROZAT, AMIBŐL: PHASE I/II 11, PHASE II 17 PHASE III 3 10% SOLID TUMOR, 22 TRIAL ALLOGÉN hematop. őssejt ÖSSZESEN1863 beteg BETEG
GVH elkerülése: Haplo-identikus donor, aki KIR-Ligandumban NEM EGYEZŐ (un.mismatched) Megfelelő kondicionáló kezelés (Redukált Intenzitású Condicionálás RIC) meggátolja a transplantátum kilökődését Kevés donor-T sejt bevitele (depléció) Kontrollált donor limfocita infúzió (DLI) Alacsony NK-aktivációs ligandum jelenléte Kimutani, hogy a haploidentikus donor NK sejt megöli a recipiens DC-sejteket ADCC is részt vesz az új terápiás eljárásokban Rituximab(anti-CD20)
Feltétel: MHC –I incompatibilitás donor-NK és recipiens között
Köszöm a figyelmet!