Imunoglobulíny MHC Spracovanie a prezentácia antigénu Cytokíny Regulácia

1. Prednáška 10 Špecifická imunita, kooperácia • Imunoglobulíny • MHC • Spracovanie a prezentácia antigénu • Cytokíny • Regulácia

2. Imunita sprostredkovaná bunkamiBunky imunitného systému • Ag musí spolupracovať s lymfocytmi a niektoré Ag aj s molekulami MHC, aby vyvolali imunitnú reakciu • Lymfocyty - vyvíjajú sa z hematopoetickej kmeňovej bunky v kostnej dreni (T lymfocyty migrujú do thymusu, B lymfocyty zostávajú v kostnej dreni) • B lymfocyty - zodpovedné za humorálnu časť. Ab. • T lymfocyty - celulárna časť imunitnej reakcie Kooperácia

4. MHC • Prostredníctvom povrchových molekúl napr. molekúl MHC triedy I. a II. • MHC I - 3 doménový polypeptidový reťazec a beta2 mikroglobulín - prezentácia endogénnych antigénov T lymfocytom. Prítomné na všetkých bunkách s jadrami • MHC II - alfa a beta polypeptidový reťazec, prezentácia exogénnych antigénov. Prítomné na makrofágoch, B lymfocytoch a niektorých ďalších (APC) bb.

6. APC - antigén prezentujúce bunky • Makrofágy, Langerhansove bb, dendritické bb - po spracovaní prezentujú antigén lymfocytom CD4 - Thelper • B lymfocyty, endotelové bb, keratinocyty a Kupfferove bb - sú obvykle len prenášačmi antigénu • Antigen prezentácia: vystavenie molekúl antigénu na povrchu AP buniek po ich spracovaní a) spolu s molekulami MHC II a ich ponúknutie bunkám CD4 b) spolu s molekulami MHC I bunkám CD8

7. Spracovanie antigénu • Makrofágy rozložia proteiny antigénu na 8-10 aminokyselinové zložky, ktoré sa môžu naviazať na povrchovú molekulu MHC II. • Peptidy, ktoré sa nenaviažu na MHC II alebo naviažu len slabo nie sú schopné vyvolať imunitnú odpoveď • Po spojení Ag s MHC II - dôjde k stimulácii CD4, uvoľňuje sa IL2, ktorý sa naviaže na povrchové receptory CD4 (stimuluje svoje vlastné receptory, mononukleáry ku fagocytóze a B bb k produkcii protilátok)

8. Lymfocyty Lymfocyty cirkulujú z primárnych lymfoidných tkanív do krvi a sekundárnych tkanív a vracajú sa do cirkulácie a opäť do sek. Tkanív čím zvyšujú pravdepodobnosť stretnutia so špecifickým antigénom Aktivovaný lymfocyt opúšťa slezinu alebo uzlinu a migruje do tkaniva.Špecificita umiestnenia je zaistená novou molekulou na povrchu lymfocytu po naviazaní antigénu. • B bunky -po antigénnej stimulácii produkcia imunoglobulínov • T bunky - majú na povrchu špecifické receptory, po stimulácii produkujú lymfokíny - imunoregulačné látky • NK bunky, LGL- nefagocytujúce, napádajú a ničia niektoré bunky napadnuté vírusom. Nepotrebujú priamy kontakt s antigénom, cytotoxicita

9. T lymfocyty • Dozrievanie v týmuse je sprevádzané identifikáciou provrchových označení CD (cluster of differentiation) • CD3 - prenášač signálu z antigénneho receptoru do vnútra bb • CD4, CD8 prítomné pôvodne u spolu všetkých ly • CD4 - prítomný u T helper bb, komunikuje s molekulami MHC II • CD8 - prítomný u supresorických/cytotoxických buniek, komunikuje s molekulami MHC I

10. T cell receptor - TCR • Receptor pre antigén na povrchu T lymfocytu • 2 typy: TCR 1 (gama a delta polypeptidy) - menej časté TCR 2 (alfa a beta) • obsahujú konštantú aj variabilnú časť, zaisťujú diverzitu a antigénnu špecificitu (rozpoznávajú) 1015 epitopov, klonálna selekcia • Interakcia antigénu spojeného s MHC na povrchu prezentujúcej bunky sa uskutočňuje jeho spojením s TCR, po ktorom nasleduje prenos signálu cez CD3 a aktivácia T bb.

11. TCR

13. Klonálna selekcia • Každý lymfocyt nesie jediný typ receptoru jedinečnej špecificity • Interakcia medzi cudzou molekulou a lymfocytovým receptorom schopným väzby s danou molekulou antigénu vedie k aktivácii lymfocytu • Diferencované efektorové bunky odvodené od aktivizovaného lymfocytu budú mať identickú špecificitu ako rodičovský lymfocyt • Lymfocyty, ktoré nesú receptor špecifický voči vlastným molekulám sú zlikvidované vo včasnom období vývoja lymfoidnej bunky - obvykle v thýmuse

14. Špecifická imunita sprostredkovaná bunkami • Antigén - selektuje k reakcii bunky, ktoré majú receptor rozpoznávajúci jeho antigénne determinanty • B bunky - plazmatické bunky produkujúce protilátky - pamäťové bunky • T bunky - po stimulácii sa stávajú efektorovými bunkami (priamo eliminujú) - syntetizujú molekuly, ktoré pomáhajú iným bunkám zničiť patogéna

15. Rozdiely • Nešpecifická imunita - systém pripravený pred expoozíciou antigénu - nerozlišuje kvalitu a typ antigénu - môže byť zosilnená prostredníctvom účinku cytokínov po stretnutí s antigénom • Špecifická imunita - indukovaná antigénom, lag fáza - zosilnená antigénom - jemné rozlíšenie antigénov Hlavnými znakmi špecifickej imunity sú pamäť a špecificita

16. Aktivácia kľudových B buniek B bunky - aktivácia je začatá väzbou antigénu (T nezávislého) na povrchový receptor B bunky, ktorým je molekula imunoglobulínu so špecificitou väzobného miesta pre daný epitop antigénu T nezávislé antigény - Ag nezávislý od thymus - stimulujú B bb priamo. a) mitogény - odpoveď je polyklonálna - aktivujú B lymfocyty s rôznou špecificitou. V nízkej koncentrácii stimulujú špecifické B bb. b) veľké molekuly - pravidelne sa opakujúce epitopy - polymeéry polysacharidov. Stimulujú B bb. priamo alebo sa udržujú na povrchu makrofágov. Mnohopočetné opakovanie epitopov reaguje s veľkým počtom Ig a stačí na stimuláciu. Odpoveď má tendenciu byť vždy rovnaká - produkuje sa skorý IgM bez stimulácie pamäti

17. T závislé antigény - antigény závislé na thymuse - nemôžu stimulovať B bb k produkcii protilátok samostatne.Po väzbe na B bb musia pôsobiť lymfokíny z T bb. T bb však reagujú len na antigény, ktoré sú predspracované pomocou APC - antigén prezentujúcich buniek - a predložené T bb v spojení s produktami MHC

18. Spracovanie a prezentácia antigénu • MHC - všetky bunky majú na svojom povrchu molekuly MHC I. triedy • Molekuly MHC II. triedy majú na svojom povrchu len bb. imunitného systému, ktoré prezentujú antigén • APC sú prítomné v lymfatických uzlinách (makrofágy v marginálnej zóne aj v dreni, dendritické bunky folikulu) aj v tele (fagocyty - monocyty, makrofágy, Kupferove bb, mikroglie), Langerhansove bb kože, fibroblasty….). Niektoré bb môžu po stimulácii lymfokínmi byť stimulované k vytvoreniu MHC II molekúl na svojom povrchu - endotelové bb • APC pohltia antigén, degradujú ho a vystavia vo väzbe s molekulami MHC II, čím umožnia jeho väzbu s T bb - najskôr CD4 - produkcia lymfokínov, ktoré pôsobia diferenciáciu B bb…...

19. Aktivácia kľudových T bb • Vyžaduje 2 signály CD4 - Ag asociovaný s molekulami MHC II APC - interleukín I - cytokín produkovaný mnohými bunkami - väčšinou APC- jako reakcia na infekciu, antigén alebo poškodenie. IL sa viaže T bb , na ktorej povrchu je Ag vo väzbe s MHC II = biochemické zmeny v bb, produkcia IL 2, ktorý spôsobí nárast zodpovedajúcej populácie T bb. CD8 - Ag v spojitosti s MHC I. - IL 2 produkovaný T helper bb. - expanzia klonu a diferenciácia v plne aktívnu efektorovú b.

20. Stimulácia lymfocytu k produkcii cytokínov, ktoré aktivizujú špecifickú imunitnú odpoveď APC Lýza poškodenej/nádorovej/cudzej bunky Ag Zmenená bunka

21. 2 stimuly pre aktiváciu lymfocytov • 1) rozpoznanie antigénu - zaistí aktiváciu len tých buniek ktoré budú účinkovať - špecifických • 2) dodávka rastových faktorov - interleukínov

22. Bunkami sprostredkovaná imunita • Protilátky sú účinné proti extracelulárnym patogénom a pôsobia - neutralizáciou, - opsonizáciou - aktiváciou komplementu • Intracelulárne patogény môžu byť lokalizované - voľne v cytoplazme - rozpoznané a zlikvidované cytotoxickými T lymfo (CD8) - vo vezikulách - rozpoznané subpopuláciou T helper bb - Th1, ktoré uvoľňujú cytokíny umožňujúce napadnutým bunkám zabiť patogéna

23. Patogény môžu vyvolať protilátkovú aj bunkami sprostredkovanú imunitu súčasne: • - i.c. vírus môže byť zlikvidovaný cytotoxickými bb. • - e.c. - pri virémii - môže byť zlikvidovaný protilátkami

24. Imunoregulácia Centrálna úloha T helper buniek v bunkami sprostredkovanej imunite: - CD4 T bb pri odpovedi na antigén v sekundárnych lymf. tkanivách je schopná sa diferenciovať na zápalovú Th1 alebo pomocnú Th2 bb, schopnú uvoľňovať rôzne cytokíny Th1 produkuje IFN gama , ktorý aktivuje makrofágy, a znižuje tvorbu Th2 Th2 produkuje IL4, IL5, ktoré zvyšujú produkciu eozinofilov a mastocytov a zvyšujú produkciu protilátok IgE, IL4 znižuje tvorbu Th1, alergie

25. Imunita sprostredkovaná bunkamiBunky imunitného systému • Ag musí spolupracovať s lymfocytmi a niektoré Ag aj s molekulami MHC, aby vyvolali imunitnú reakciu • Lymfocyty - vyvíjajú sa z hematopoetickej kmeňovej bunky v kostnej dreni (T lymfocyty migrujú do thymusu, B lymfocyty zostávajú v kostnej dreni) • B lymfocyty - zodpovedné za humorálnu časť. Ab. • T lymfocyty - celulárna časť imunitnej reakcie Kooperácia

26. 2 stimuly pre aktiváciu lymfocytov • 1) rozpoznanie antigénu - zaistí aktiváciu len tých buniek ktoré budú účinkovať - špecifických • 2) dodávka rastových faktorov – interleukínov, cytokínov

27. Cytokíny Biologicky aktívne látky uvoľňované špecifickými bunkami účinkujúce ako intercelulárne mediátory. (lymfocyty - lymfokíny, monocyty - monokíny, - interleukíny,) (autokrínne – ovplyvňujú tie isté, parakrínne - blízke, bunky odpovedajúce na cytokíny) Ich sekrécia je krátkodobá a limitovaná, Často ovplyvňujú sekréciu a produkciu ďalších cytokínov - kaskádovitý účinok alebo pozitívna alebo negatívna stimulácia Niektoré majú podobný účinok

28. Delenie cytokínov podľa funkcie Mediátory a regulátory nešpecifickej imunity - TNF - tumor necrosis factor, interleukín -IL 1, IL 10, interferon gama IFN-gama Mediátory a regulátory špecifickej imunity -IL 2, IL 4, IL 5, IL 10, IFN gama Stimulátory hematopoézy - IL 3, colony stimulating factors CFS

29. Spracovanie a prezentácia antigénu • Všetky bunky obsahujúce jadro majú na svojom povrchu molekuly MHC I. triedy • Molekuly MHC II. triedy majú na svojom povrchu len bb. imunitného systému, ktoré prezentujú antigén ( APC ) • APC sú prítomné v lymfatických uzlinách (makrofágy v marginálnej zóne aj v dreni, dendritické bunky folikulu) aj v tkanivách a tekutinách (fagocyty - monocyty, makrofágy, Kupferove bb, mikroglie), Langerhansove bb kože, fibroblasty….). Niektoré bb môžu po stimulácii lymfokínmi byť stimulované k vytvoreniu molekúl MHC II na svojom povrchu - endotelové bb • APC pohltia antigén, degradujú ho a vystavia vo väzbe s molekulami MHC II, čím umožnia jeho väzbu s T bb - najskôr CD4 - produkcia lymfokínov, ktoré pôsobia diferenciáciu B bb…...

30. Spracovanie antigénu • Makrofágy rozložia proteiny antigénu na 8-10 aminokyselinové zložky, ktoré sa môžu naviazať na povrchovú molekulu MHC II. • Peptidy, ktoré sa nenaviažu na MHC II alebo naviažu len slabo nie sú scopné vyvolať imunitnú odpoveď • Po spojení Ag s MHC II - dôjde k stimulácii CD4, uvoľňuje sa IL2, ktorý sa naviaže na povrchové receptory CD4 (stimuluje svoje vlastné receptory, mononukleáry ku fagocytóze a B bb k produkcii protilátok)

31. APC - antigén prezentujúce bunky • Makrofágy, Langerhansove bb, dendritické bb - po spracovaní prezentujú antigén lymfocytom CD4 - Thelper • B lymfocyty, endotelové bb, keratinocyty a Kupfferove bb - sú obvykle len prenášačmi antigénu • Antigen prezentácia: vystavenie molekúl antigénu na povrchu AP buniek po ich spracovaní a) spolu s molekulami MHC II a ich ponúknutie bunkám CD4 b) spolu s molekulami MHC I bunkám CD8 – zničenie Ag zmenených vlastných buniek

32. MHC • Prostredníctvom povrchových molekúl napr. molekúl MHC triedy I. a II. • MHC I - 3 doménový polypeptidový reťazec a beta2 mikroglobulín - prezentácia endogénnych antigénov T lymfocytom. Prítomné na všetkých bunkách s jadrami • MHC II - alfa a beta polypeptidový reťazec, prezentácia exogénnych antigénov. Prítomné na makrofágoch, B lymfocytoch a niektorých ďalších bb.

33. ag CD4 CD 3

34. Lymfocyty Lymfocyty cirkulujú z primárnych lymfoidných tkanív do krvi a sekundárnych tkanív a vracajú sa do cirkulácie a opäť do sek. Tkanív čím zvyšujú pravdepodobnosť stretnutia so špecifickým antigénom Aktivovaný lymfocyt opúšťa slezinu alebo uzlinu a migruje do tkaniva.Špecificita umiestnenia je zaistená novou molekulou na povrchu lymfocytu po naviazaní antigénu. • B bunky -po antigénnej stimulácii produkcia imunoglobulínov • T bunky - majú na povrchu špecifické receptory, po stimulácii produkujú lymfokíny - imunoregulačné látky • NK bunky, LGL- nefagocytujúce, napádajú a ničia niektoré bunky napadnuté vírusom. Nepotrebujú priamy kontakt s antigénom, cytotoxicita

35. T lymfocyty • Dozrievanie v týmuse je sprevádzané identifikáciou provrchových označení CD (cluster of differentiation) • CD3 - prenášač signálu z antigénneho receptoru do vnútra bb • CD4, CD8 prítomné pôvodne u všetkých ly • CD4 - prítomný u T helper bb, komunikuje s molekulami MHC II • CD8 - prítomný u supresorických/cytotoxických buniek, komunikuje s molekulami MHC I

36. T cell receptor - TCR • Receptor pre antigén an povrchu T lymfocytu • 2 typy: TCR 1 (gama a delta polypeptidy) - menej časté TCR 2 (alfa a beta) • obsahujú konštantú aj variabilnú časť, zaisťujú diverzitu a antigénnu špecificitu (rozpoznávajú) 1015 epitopov, klonálna selekcia • Interakcia antigénu spojeného s MHC na povrchu prezentujúcej bunky sa uskutočňuje jeho spojením s TCR, po ktorom nasleduje prenos signálu cez CD3 a aktivácia T bb.

38. Aktivácia kľudových T bb • Vyžaduje 2 signály CD4 - Ag asociovaný s molekulami MHC II APC - interleukín I - cytokín produkovaný mnohými bunkami - väčšinou APC- jako reakcia na infekciu, antigén alebo poškodenie. IL sa viaže T bb , na ktorej povrchu je Ag vo väzbe s MHC II = biochemické zmeny v bb, produkcia IL 2, ktorý spôsobí nárast zodpovedajúcej populácie T bb. CD8 - Ag v spojitosti s MHC I. - IL 2 produkovaný T helper bb. - expanzia klonu a diferenciácia v plne aktívnu efektorovú b.

39. Aktivácia kľudových B buniek B bunky - aktivácia je začatá väzbou antigénu (T nezávislého) na povrchový receptor B bunky, ktorým je molekula imunoglobulínu so špecificitou väzobného miesta pre daný epitop antigénu T nezávislé antigény - Ag nezávislý od thymus - stimulujú B bb priamo. a) mitogény - odpoveď je polyklonálna - aktivujú B lymfocyty s rôznou špecificitou. V nízkej koncentrácii stimulujú špecifické B bb. b) veľké molekuly - pravidelne sa opakujúce epitopy - polyméry polysacharidov. Stimulujú B bb. priamo alebo sa udržujú na povrchu makrofágov. Mnohopočetné opakovanie epitopov reaguje s veľkým počtom Ig a stačí na stimuláciu. Odpoveď má tendenciu byť vždy rovnaká - produkuje sa skorý IgM bez stimulácie pamäti

40. T závislé antigény - antigény závislé na thymuse - nemôžu stimulovať B bb k produkcii protilátok samostatne.Po väzbe na B bb musia pôsobiť lymfokíny z T bb. T bb však reagujú len na antigény, ktoré sú predspracované pomocou APC - antigén prezentujúcich buniek - a predložené T bb v spojení s produktami MHC

41. Cytokíny – diferenciácia B bb

42. Klonálna selekcia • Každý lymfocyt nesie jediný typ receptoru jedinečnej špecificity • Interakcia medzi cudzou molekulou a lymfocytovým receptorom schopným väzby s danou molekulou antigénu vedie k aktivácii lymfocytu • Diferencované efektorové bunky odvodené od aktivizovaného lymfocytu budú mať identickú špecificitu ako rodičovský lymfocyt • Lymfocyty, ktoré nesú receptor špecifický voči vlastným molekulám sú zlikvidované vo včasnom období vývoja lymfoidnej bunky - obvykle v thýmuse

43. Imunoregulácia Centrálna úloha T helper buniek v bunkami sprostredkovanej imunite: - CD4 T bb pri odpovedi na antigén v sekundárnych lymf. tkanivách je schopná sa diferenciovať na zápalovú Th1 alebo pomocnú Th2 bb, schopnú uvoľňovať rôzne cytokíny Th1 produkuje IFN gama , ktorý aktivuje makrofágy, a znižuje tvorbu Th2 Th2 produkuje IL4, IL5, ktoré zvyšujú produkciu eozinofilov a mastocytov a zvyšujú produkciu protilátok IgE, IL4 znižuje tvorbu Th1, alergie