Title: NK bunky Interferony
1NK bunkyInterferony
2NK bunky
- Soucást antigenne nespecifických mechanismu
- Nemají antigenne specifické receptory
- Rozeznávají bb., které mají abnormálne málo
MHCgpI (nekteré nádorové a virem infikované bb.) - Jsou schopny zabíjet rychle bez predchozí
stimulace, proliferace a diferenciace - Aktivátory NK bb. IFNa, IFNb
3- Stimulacní receptory NK bb. - nekteré povrchové
lektiny,
Fc receptor CD16 - ADCC (antibody-dependent cellular cytotoxicity)
cytotoxická reakce závislá na protilátkách NK
b. prostrednictvím Fc receptoru CD16 rozpozná
bunku opsonizovanou protilátkami trídy IgG, to
vede k aktivaci cytotoxických mechanismu
(degranulaci NK bb.) - Inhibicní receptory NK bb. signály poskytnuté
prostrednictvím techto receptoru inhibují
cytotoxické mechanismy - Imunoglobulinová skupina tzv. KIR (killer
inhibitor receptors) - C-lektinová skupina napr. CD94/NKG2
4Cytotoxické mechanismy NK bunek
- Výsledná reakce NK b. po setkání s jinou bunkou
závisí na tom, zda preváží stimulacní nebo
inhibicní signály - Cytotoxická granula obsahující perforin a
granzymy (perforin vytvárí póry v cytoplazmatické
membráne napadené bunky,v nekterých prípadech
muže dojít k osmotické lýze napadené bunky,
vytvorenými póry se do bunky dostávají granzymy,
které aktivují caspázy, což vede k apoptóze
napadené bunky - Fas-ligand (FasL) který se váže na apoptotický
receptor Fas (CD95) prítomný na povrchu mnoha
ruzných bb. - TNFa
5(No Transcript)
6(No Transcript)
7Interferony
- Patrí k humorální složce nespecifických
mechanismu - IFNa - produkován virem napadenými lymfocyty,
monocyty a makrofágy - IFNb - produkován virem infikovanými fibroblasty
a epiteliemi - IFNa a IFNb váží se na receptory na povrchu
infikovaných a zdravých bb. a navozují v nich
antivirový stav (syntéza enzymu, které blokují
replikaci viru v bunce) - IFNg produkován TH1 bunkami, má regulacní
funkci, aktivuje makrofágy a stimuluje expresi
MHCgp
8Bazofily a mastocyty a jejich význam v imunitních
reakcích
9Mastocyty ( žírné bunky)
- Sliznicní mastocyty ve sliznicích dýchacího a
gasrtointestinálního traktu, produkují histamin,
serotonin, heparin, tryptázu,leukotrien C4,
úcastní se pri parazitózách a pri alergiích - Pojivové mastocyty v pojivové tkáni, produkují
tryptázu, chymázu, PGD2, jsou zmnoženy pri
fibróze, pri parazitózách a alergiích se
neúcastní
10Funkce mastocytu
- obrana proti parazitárním infekcím
- za patologických okolností jsou zodpovedné za
casný typ precitlivelosti (imunopatologická
reakce typu I) - regulace imunitní odpovedi
- uplatnují se pri zánetu, pri angiogenezi, pri
remodelaci tkání - podílejí se na udržování fyziologických funkcí
sliznic - prispívají k normálnímu metabolismu pojivových
tkání - komunikace mezi imunitním a nervovým systémem
11Schema aktivace mastocytu
- Žírné bunky mohou být stimulovány k degranulaci
prostrednictvím prímého poškození (opiáty,
alkohol, a nekterá antibiotika), propojením Fc
receptoru pro IgE, nebo anafylatoxiny (C3a, C5a) - Po navázání multivalentního antigenu (
mnohobunecného parazita) pomocí IgE na
vysokoafinní Fc receptor pro IgE (Fc?RI) dojde k
agregaci nekolika molekul Fc?RI - Iniciace degranulace mastocytu ( fúze
cytoplazmatických granulí s povrchovou membránou
a uvolnení jejich obsahu) - Aktivace metabolismu kyseliny arachidonové
(leukotrien C4, prostaglandin PGD2) - Zahájení produkce cytokinu (TNF, TGF?, IL-4,5,6)
- Receptor pro komplementový fragment C5a (aktivace
degranulace nezávislé na IgE)
12(No Transcript)
13Sekrecní produkty mastocytu
- cytoplazmatická granula hydrolytické enzymy,
proteoglykany (heparin, chondroitinsulfát),
biogenní aminy (histamin,serotonin) - Histamin zpusobuje vasodilataci, zvýšení
vaskulární permeability, erytém, edém, svedení,
kontrakci hladké svaloviny bronchu, zvýšení
peristaltiky strev, zvýšení sekrece hlenu
sliznicními žlázkami v respiracním traktu a GITu
(napomáhá eliminaci parazita) - Metabolity kys. arachidonové (leukotrien C4,
prostaglandin PGD2) - Cytokiny (TNF, TGF?, IL-4,5,6)
14Úloha mastocytu pri rozvoji alergické reakce
15Bazofily
- diferencují se z myeloidního prekurzoru
- bývají považovány za cirkulující formu mastocytu
- receptorovou výbavou, obsahem granul, mechanismy
stimulace a funkcemi jsou velmi podobné
mastocytum - jsou zodpovedné za vznik anafylaktického šoku
16HLA systém(MHC glykoproteiny)
17MHC glykoproteiny I. trídy (major
histocompatibility complex)
- Funkcí MHC gpI je prezentace peptidových
fragmentu, které jsou produkovány bunkou (vcetne
virových, pokud jsou prítomny), na bunecném
povrchu tak, aby byly rozpoznávány T lymfocyty
(cytotoxickými CD8) - Prítomny na všech jaderných bunkách organismu
- 3 izotypy klasických lidských MHC gp. ( HLA - A,
-B, -C ) - 3 izotypy neklasických MHC gp. ( HLA E, -F, -G
molekuly CD1)
18Struktura MHC gp I
- MHC gp. I. trídy se skládají z transmembránového
retezce a a nekovalentne asociovaného
b2mikrotubulinu - Retezec a má 3 domény, 2 N-terminální (a1, a2
vazebné místo pro peptidy) a 1 C-terminální
doménu (a3 zakotvena v cytoplazmatické
membráne, struktura podobná imunoglobulinové
doméne) - Vazebné místo pro peptid je strukturne význacná
rýha, jejíž dno je tvoreno b strukturou a boky
jsou ohraniceny 2 a šroubovicemi - Vazba peptidu je nezbytná pro stabilní
konformaci MHC gp a tím zajištuje jeho
dlouhodobou prezentaci na bunecném povrchu
19Vazba peptidu na MHC gp I
- MHC gp I váží peptidy o délce 8 až 10 AK
- Urcitá molekula MHC gp váže peptidy sdílející
spolecné strukturní rysy - vazebný motiv
(rozhodující jsou AK poblíž koncu peptidu) - K vazbe endogenních peptidu dochází v
endoplazmatickém retikulu behem biosyntézy MHC
gp. - Po vytvorení retezce a a b2mikrotubulinu dochází
v ER k poskládání do správné konformace a k
vzájemné asociaci a k asociaci vhodného peptidu,
tento komplex je dále zpracován v Golgiho aparátu
a pak je prezentován na bunecném povrchu - Navázané peptidy pocházejí z proteinu
degradovaných proteazómem, který štepí
cytoplasmatické proteiny urcené k likvidaci
(oznacené ubiquitinem), peptidové fragmenty jsou
transportovány do ER pomocí specifických
membránových pump
20Neklasické MHC gp. I
- HLA E, -F, -G molekuly CD1
- Strukturne podobné klasickým MHC gp
- Jsou méne polymorfní
- Vyskytují se jen na nekterých bunkách
- Specializují se na vazbu zvláštních ligandu
21- HLA-E a HLA-G - vyskytují se na bunkách
trofoblastu - Komplexy HLA-E a HLA-G s peptidy jsou
rozpoznávány inhibicními receptory NK bunek a
prispívají k toleranci plodu v deloze - Molekuly CD1 - váží glykolipidy ci jiné silne
hydrofobní látky, tyto komplexy jsou rozpoznávány
specializovanými ab T lymfocyty (NK-T lymfocyty)
22MHC glykoproteiny II. trídy
- Funkcí MHC gp II je prezentace peptidových
fragmentu z proteinu pohlcených bunkou tak, aby
byly rozpoznatelné T lymfocyty (pomocnými CD4) - Vyskytují se na APC ( dendritické bunky,
monocyty, makrofágy, B lymfocyty) - 3 izotypy MHC gp II ( DR, DQ, DP )
23Struktura MHC gp II
- MHC gp. II se skládají ze 2 nekovalentne
asociovaných transmembránových podjednotek a a
b - Vazebné místo pro peptid je tvoreno
N-terminálními doménami a1 a b1 - Vazba peptidu je nezbytná pro stabilní konformaci
MHC gp a tím zajištuje jeho dlouhodobou
prezentaci na bunecném povrchu
24Vazba peptidu na MHC gp II
- MHC gp II váží peptidy o délce 15 až 35 AK (ale i
delší - vazebné místo pro peptid je na obou
koncích otevrené) - Urcitá molekula MHC gp váže peptidy sdílející
spolecné strukturní rysy - vazebný motiv - Po vytvorení retezce a a b v ER dochází k
poskládání do správné konformace a k vzájemné
asociaci a k pripojení dalšího transmembránového
retezce, tzv. invariantního retezce, který
blokuje vazebné místo pro peptid, tento komplex
je dále zpracován v Golgiho aparátu sekrecní
vácky oddelené od GA fúzují s endozómy, poté se
rozštepí invariantní retezce a do vazebného místa
MHC gp se naváží peptidové fragmenty
endocytovaných proteinu a poté je komplex
prezentován na bunecném povrchu
25(No Transcript)
26Polymorfismus MHC glykoproteinu
- HLA komplex se nachází na chromozómu 6
- U MHC gp je vysoký polymorfismus, tzn. existují
až stovky ruzných alelických forem jednotlivých
izotypu (krome neklasických MHC gp. I a krome DR
retezce a) - Kodominantní dedicnost alelických forem(jedinec
má na povrchu bunek 3 izotypy HLA molekul
(HLA-A, -B, -C) vetšinou ve 2 ruzných alelických
formách) - Polymorfismus má ochranný význam na úrovni
jedince i na úrovni populace - Polymorfismus MHC gp zpusobuje komplikace pri
transplantacích
27HLA typizace urcení HLA antigenu na povrchu
lymfocytuProvádí se pri predtransplantacním
vyšetrení a pri urcení paternity
- 1) Sérologická typizace
- mikrolymfocytotoxický test
- allospecifická séra ( získaná od vícenásobných
rodicek do 6 týdnu po porodu, získaná vakcinací
dobrovolníku, nebo komercne pripravené sety
typizacních sér (monoklonální protilátky)) - princip - inkubace lymfocytu s typizacními séry
za prítomnosti králicího
komplementu, poté je pridáno vitální barvivo,
které obarví mrtvé bunky
- bunky nesoucí urcité HLA jsou usmrceny
cytotoxickými Ab proti tomuto
Ag, procento mrtvých bunek je mírou toxicity
séra (síly a titru antileukocytárních
protilátek) - za pozitivní reakci se považuje více než 10
mrtvých bb. - (sérologickou typizaci lze provádet i pomocí
prutokové cytometrie)
28- 2) Molekulárne genetické metody
- Pro typizaci se používají hypervariabilní úseky
ve II. exonu genu kódujících HLA II. trídy, pro
urcení HLA I. trídy se používá polymorfismus v
II. a III. exonu kódujících genu - 2a) PCR-SSP
- polymerázová retezová reakce se sekvencními
specifickými primery - extrahovaná DNA slouží jako substrát v sade PCR
reakcí - každá PCR reakce obsahuje primerový pár
specifický pro urcitou alelu (resp. skupinu alel) - pozitivní a negativní reakce se hodnotí
elektroforézou - každá kombinace alel má svuj specifický
elektroforetický obraz
29- 2b) PCR-SSO
- PCR reakce se sekvencne specifickými
oligonukleotidy - namnoží se hypervariabilní úseky genu kódujících
HLA - hybridizace s enzymaticky nebo radioaktivne
znacenými DNA sondami specifickými pro jednotlivé
alely - 2c) PCR- SBT
- sequencing based typing sekvenování
- nejpresnejší metodika HLA typizace
- získáme presnou sekvenci nukleotidu, kterou
porovnáme s databází známých sekvencí HLA alel
30Imunoglobuliny
31Struktura imunoglobulinu
- 2 težké (H) retezce kovalentne spojeny
cystinovými mustky, ke každému H retezci je
cystinovým mustkem pripojen lehký (L) retezec - H retezec se skládá ze 4 až 5 domén (1
variabilní, 3-4 konstantní) - L retezec se skládá ze 2 imunoglobulínových domén
(1 variabilní, 1 konstantní) - Typy L retezcu - k, l
- Typy H retezcu m, d, g (g1-4), a (a1,a2), e
32- Variabilní domény L a H retezce tvorí vazebné
místo pro Ag - Pantová oblast místo, kde jsou težké retezce
spojeny cystinovými mustky - Fc cásti imunoglobulínu jsou silne glykosilovány,
váží se na Fc receptory - J retezec
- Sekrecní komponenta
33(No Transcript)
34Protilátka štepená papainem Protilátka
štepená pepsinem
35Funkce imunoglobulinu
- Neutralizace Ag
- Aglutinace Ag
- Aktivace komplementu
- Opsonizace (IgM, IgG, IgE)
- Aktivace mastocytu prostrednictvím IgE
- ADCC
36Trídy imunoglobulínu a jejich funkce
- Rozlišujeme podle konstantní cásti H retezce
- IgM, IgD, IgG ( IgG1 IgG4), IgA (IgA1, IgA2),
IgE - IgM - jako monomer tvorí BCR -
sekretovaný ve forme pentameru (10 vazebných
míst) - první izotyp, který se tvorí po
setkání s Ag - neutralizace Ag, aktivuje
komplement, neváže se na Fc receptory
fagocytu - (koncentrace 0,9 2,5 g/l
biol. polocas 6 dnu) - IgD - jako monomer tvorí BCR - v séru se
nachází ve velmi malé koncentraci - - (koncentrace 0,1 g/l biol. polocas
3 dny) -
37- IgG - jednotlivé izotypy IgG1-IgG4 se liší
schopností aktivovat komplement a vázat
se na Fc receptory fagocytu
(opsonizace) - - funkce neutralizace, opsonizace,
aktivace komplementu - - prestupuje placentou
- - tvoren pri sekundární imunitní
odpovedi - (koncentrace 8 18 g/l biol.
polocas 21 dnu)
38- IgA - sliznicní IgA - ochrana sliznic,
neutralizace,
opsonizace, neaktivuje komplement
- dimér se sekrecní komponentou
- sliny, slzy,
materské mléko - sérový IgA monomer,
dimer ci trimer - (koncentrace 0,9 3,5
g/l biol. polocas 6 dnu) - IgE - uplatnuje se pri obrane proti mnohobunecným
parazitum - je hlavní prícinou
alergických reakcí - - (koncentrace 3x10-4 g/l biol.
polocas 2 dny)
39(No Transcript)
40Genetický základ tvorby imunoglobulinu
41- Genové segmenty pro H retezce - chromozóm 14
- V (variabilita) - nekolik set
- D (diversita) - asi 50
- J (joining) 9
- C konstantní cásti H retezce
- Genové segmenty pro L retezce - k chromozóm 2
-
- l chromozóm 22 - V (variabilita)
- J (joining)
- C konstantní cásti L retezce
- Na koncích V, D, J úseku jsou signální sekvence,
které jsou rozpoznávány enzymy rekombinázami,
které provádejí preskupování techto genu - Po stranách C segmentu jsou tzv. switch sekvence
(presmykové), které jsou rozpoznávány enzymy
rekombinázami, které provádejí izotypový presmyk
42Preskupování genu kódujících H retezce
- D-J preskupení - vyštepení úseku IgH mezi
nekterým D a J segmentem (probíhá na obou
chromozómech) - V-D preskupení vyštepení úseku mezi nekterým V
segmentem a DJ pokud je preskupení na nekterém
z chromozómu úspešné, zastaví se preskupování na
druhém chromozómu tzv. alelická exkluze ( to
platí i pro L retezce) Prepis preskupeného IgH
genu do mRNA, sestrih primárního transkriptu.
Jako první se tvorí H retezce m. -
- Není-li preskupování úspešné, B lymfocyt
hyne.
43Preskupování genu kódujících L retezce
- Nejprve se preskupují geny kódující L retezec k,
dochází k vyštepování úseku mezi nekterým V a J
segmentem (soubežne na obou chromozómech), pokud
je preskupení na nekterém z chromozómu úspešné,
zastaví se preskupování na druhém chromozómu
tzv. alelická exkluze. - Jestliže není preskupování k genu úspešné,
zahájí se preskupování genu l. - Ne všechny H a L retezce mohou spolu tvorit
stabilní dimery. - Není-li preskupování úspešné, B lymfocyt
hyne.
44Variabilita imunoglobulinu
- Variabilita imunoglobulinu je dána
- Ruznorodostí kombinací V(D)J segmentu
- Spojovací variabilitou po vyštepení genových
úseku nejsou konce odstriženy zcela presne - Enzym terminální transferáza prodlužuje
odstrižené konce o krátké náhodné tzv. N-sekvence - Somatické mutace V segmentu preskupených genu po
kontaktu s Ag na povrchu FDC
45Izotypový presmyk (class switch)
- Dochází k nemu behem terminální diferenciace B
lymfocytu po aktivaci Ag na povrchu FDC (nezbytný
kostimulacní signál pres CD40) - Enzymy rekombinázy rozpoznávají switch sekvence
lokalizované po stranách C segmentu (tato
sekvence není mezi Cm a Cd segmenty B bunka
muže pred izotypovým presmykem produkovat IgM i
IgD zároven)a vyštepují úseky genu -
- Po eliminaci cásti C oblasti je do mRNA prepsán
ten segment, který je nejblíže VDJ segmentu a po
sestrihu a translaci vzniká príslušný izotyp H
retezce
46(No Transcript)
47Izotypový presmyk (class switch) - pokracování
- Cytokiny regulují k jakému izotypovému presmyku
dojde - IL-4 stimuluje presmyk na IgE a IgG1, IgG4
- TGFb stimuluje presmyk na IgG2 a IgA
- Regulace, zda pujde o sekretovanou ci membránovou
formu probíhá na úrovni mRNA (na 3konci C
segmentu jsou za sekvencemi kódujícími
secernovanou formu sekvence pro membránovou
formu)
48Antiidiotypové protilátky
- IDIOTOP každá determinanta variabilní cásti
- protilátky, muže být soucástí
paratopu, ci muže ležet mimo
paratop - IDIOTYP soubor idiotopu souhrn identických
vazebných struktur pro Ag
na protilátkách stejné specifity - Idiotypické struktury protilátek 1. generace
jsou rozpoznávány nekterými B lymfocyty jako
antigeny a mohou se proti nim tvorit tzv.
antiidiotypové protilátky (protilátky 2.
generace nekterá vazebná místa mohou
pripomínat Ag, který vyvolal tvorbu
protilátek 1. generace) - Proti protilátkám 2. generace se tvorí
protilátky 3. generace (anti-antiidiotypové
protilátky) - Tato idiotypová sít muže hrát roli v regulaci
protilátkové odpovedi
49B lymfocyty
50B lymfocyty
- B-lymfocyty (B bunky) jsou bunky zodpovedné
predevším za specifickou, protilátkami
zprostredkovanou imunitní odpoved. Mají rovnež
velký význam pro imunitní pamet (využívá se pri
ockování). - B-lymfocyty rozpoznávají nativní antigen pomocí
BCR (B cell receptor) - Príslušný B-lymfocyt, na jehož receptorech došlo
k vazbe antigenu, je stimulován k pomnožení a
diferenciaci na efektorové neboli plazmatické
bb., které produkují velké množství protilátek
stejné specifity, jako je BCR (jde vlastne o
tentýž protein v rozpustné forme), vážou se tedy
na stejný antigen. Z cásti stimulovaných
B-lymfocytu se diferencují pametové bunky.
51Povrchové znaky B lymfocytu
- CD 10 - nezralý B lymfocyt
- CD 19 - charakteristický povrchový znak B
lymfocytu - CD 20 - na povrchu Ig-pozitivních B lymfocytu
- IgM, IgD - BCR
- MHC gp II.trídy - Ag prezentující molekuly
- CD 40 kostimulacní receptor
-
52Vývoj B lymfocytu
- Vývoj B lymfocytu probíhá v kostní dreni a
dokoncuje se posetkání s Ag v sekundárních
lymfatických orgánech. - Pluripotentní hematopoetická kmenová bunka
- Progenitor B lymfocytu ? zahájení rekombinacních
procesu, které
vedou ke vzniku velkého množství klonu
B
lymfocytu s individuálne specifickými BCR - Pre B lymfocyt ? exprese pre-B receptoru (tvoren
H(m) retezcem a
náhradním L retezcem) - Nezralý B lymfocyt ? exprese povrchového IgM
(BCR) v této fázi
vývoje dochází k eliminaci autoreaktivních
klonu - Zralý B lymfocyt ? exprese povrchového IgM a IgD
(BCR)
53Kritické momenty pri vývoji B lymfocytu
- Dokoncení preskupování genu pro H retezce a
povrchová exprese pre-BCR - Úspešné preskupení genu pro L retezec a povrchová
exprese IgM (BCR) - Testování nezralých B lymfocytu, zda nejsou
autoreaktivní - Dalším kritickým stádiem procházejí pri zahájení
somatických mutací a afinitní maturaci, kdy
prežívají pouze B lymfocyty s nejvyšší afinitou k
antigenu.
54BCR
- BCR se skládá z povrchového imunoglobulinu (IgM,
IgD H retezce jsou transmembránové rozeznává
Ag) a asociovaných signalizacních molekul (Iga a
Igb), které jsou asociovány s cytoplazmatickými
protein tyrosin-kinázami (PTK) skupiny Src - Po soucasném navázání Ag na 2 ci více BCR dojde k
priblížení PTK, vzájemné fosforylaci a
fosforylaci dalších cytoplazmatických proteinu,
což vede ke zmenám transkripce genu, proliferaci,
diferenciaci a sekreci protilátek - Signály spuštené vazbou Ag na BCR mohou být
zesíleny spoluprací s CR2, který váže C3dg
(opsonin)
55Eliminace autoreaktivních klonu B lymfocytu
- Pri náhodném preskupováním genu, spojovacích
nepresnostech, párování H-L a somatických mutací
mohou vzniknout i klony B lymfocytu nesoucí
autoreaktivní receptory a produkující
autoreaktivní protilátky. - Vetšina autoreaktivních B lymfocytu je
eliminována na úrovni nezralých B lymfocytu (v
kostní dreni), jestliže svým BCR váží autoantigen
s dostatecnou afinitou, obdrží signál vedoucí k
apoptotické smrti. - Pokud touto eliminací projdou nekteré
autoreaktivní klony, jejich autoreaktivita se
vetšinou neprojeví, protože k jejich aktivaci
chybí príslušné TH lymfocyty, mnohé autoantigeny
jsou kryptické, ci se vyskytují v malé
koncentraci a jsou imunitním systémem ignorovány.
56Setkání B lymfocytu s Ag v sekundárních
lymfatických orgánech
57Ontogeneze tvorby protilátek
- Syntéza specifických protilátek zacíná kolem
20.-24.týdne gestace, celková koncentrace IgA a
IgM zustává až do porodu nemeritelná, IgG se
zacínají tvorit až po porodu - B lymfocyty na imunizaci reagují prevážne tvorbou
IgM, presmyk na jiné izotypy je pomalejší - Pozvolný nárust tvorby vlastních IgG za poklesu
materských IgG (kolem 3.-6.mes.)
58Ontogeneze tvorby protilátek
- Koncentrace IgM dosahuje hodnot srovnatelných s
dospelými v 1.-3.roce života, IgGA mezi
10.-15.r. - Protilátková reakce na polysacharidové antigeny
se objevuje až kolem 2.roku života - Ve stárí je slabší protilátková odpoved na nové
podnety a vyšší produkce autoprotilátek