Antistoffer og komplementsystemet PBB281 august 2004 Terje E Michaelsen

1. Antistoffer og komplementsystemet PBB281 august 2004 • Terje E Michaelsen • Avdeling for vaksinasjon og immunitet, Divisjon for smittevern, • Nasjonalt folkehelseinstitutt • og Faggruppe farmakognosi, Kjemisk seksjon, Farmasøytisk institutt • Antistoffer: • Finnes i serum • Finnes på overflaten av B-lymfocytter • Antistoffer: • Er de viktigste beskyttelses molekylene i kroppen • Antistoffer har to funksjonelt forskjellige regioner: • .Antigen bindings region (Fab) • .Effektorfunksjons region (Fc)

2. Det finnes mange strukturelt ulike antistoff molekyler (> 106): • Ett antistoff molekyl reagerer med ett antigen og det finnes • >> 106 ulike antigener, derfor må det være > 106 ulike • antistoff molekyler. • Naturen driver med energiøkonomisering: bruker ikke mer DNA enn nødvendig. • DNA-forbruket til antistoffer minimaliseres ved : • Antistoff molekylet kodes av mange gener som ”syes sammen” • Mange gener for antigen gjenkjennelse • Få gener for effektor funksjoner.

4. Genelementer: Den lette kjeden ( eller ) • V (mange) • J (få) • C (, ) Den tunge kjeden • V (mange) • D(få) • J(få) • C(, , ,, ) • Det finnes 5 antistoff klasser: • IgM • IgD • IgG • IgA • IgE • Inndeles på bakgrunn av de tunge kjeder (, , , , ) • De lette kjedene (,  ) deles mellom alle antistoff klassene.

5. Hos mennesker finnes det: • 4 IgG subklasser: • Inndeles på bakgrunn av de tunge kjeder( 1, 2, 3, 4) • 2 IgA subklasser: • Inndeles på bakgrunn av de tunge kjeder(1, 2)

6. antibody activated C3 NK ADCC Fcreceptor C-receptor Antibody-dependent target-cell destruction Complement • Complement mediated lysis • Destruction by effector cells • Fc receptor / CR mediated ADCML PMN Phagocytosis ADOP

7. Antistoff domenestruktur:

9. Antistoffer kan ”skifte ham” • for eksempel skifte fra IgM produksjon til IgG produksjon. • Dette skjer ved at C-gener kuttes bort.Samtidig skjer det mutasjoner (somatisk) som fører til affinitetsforbedring: fin-innstilling av antistoff tilpasningen.

10. Komplementsystemet • Komplementsystemet er en viktig del av det medfødte immunsystemet: • Det medfødte immunsystemet må aktiveres før det spesifikke immunsystemet • (B-celler og T-celler) kan bli aktivert. • Komplementsystemet er et kaskadesystem som er under streng regulering. • Kommer den ut av kontroll kan det være katastrofalt.

11. Komplement aktivering

12. Aktivering av den klassiske veien starter med aktivering av C1-komplekset. • Lektin (MBL) aktiveringsveien likner til forveksling på klassisk aktivering: • C1q har liknende struktur som MBL: • MASP-1/MASP-2 homolog med C1r/C1s

13. Aktivering av det terminale komplement komplekset (TCC) fører til dannelse av • membran attakk komplekset (MAC). • Dette gir hull i membranen: • Gir lyse (sprekking) av bakterier (bakteriolyse) • Gir lyse (sprekking) av røde celler (hemolyse) • Hemolyse er grunnlag for ”komplement-fikseringstesten” som er et mål på • ”antikomplementær effekt”. • Testen består av: • .Røde blodlegemer fra sau (SRBC) • .Antistoffer mot SRBC fra kanin • .Komplementkilde, humantserum • .Testsubstans • Testsubstansen kan være: • Serum fra pasient + antigen(er) fra mikrobe pasienter er infisert med. • Hvis pasienter har infeksjon, har han/hun dannet antistoffer mot mikroben • og det dannes immunkomplekser. Disse immunkompleksene vil bruke opp • komplement i testsystemet som resulterer i hemming. Positiv aktivitet i testen • gir hemolyse-inhibisjon.

15. Komplementfiksering/anti-komplementær effekt kan skyldes: • .Forbruk av komplement dvs komplement aktivering • .Interaksjon med enkelte komplementfaktorer slik at disse hemmes eller • inaktiveres. • .Kombinasjon av 1 og 2 • Aktiviteten kan måles som: • Komplement fikseringstiteret dvs laveste fortynning som gir effekt. • Laveste konsentrasjon som gir effekt (ICH50) • Komplement aktivering: • Kan måles med mange teknikker deriblant ELISA • Måler dannelse av komplement aktiverings produkter • Dvs opptreden av antigen-epitoper som ikke er tilstede på uaktivert • komplement-komponent, men bare tilstede på aktivert komplement-komponent: • ”neo-epitoper” • Neo-epitoper finnes bl a på aktivert C3, aktivert C4 og TCC (terminalt complement complex): C5-9.

16. Planteektrakters kan påvirke komplementsystemet: • Planteekstrakter kan enten føre til komplementaktivering og eller de • interaktiverer/hemmer komplementfaktorer. • De kan påvirke: • Klassisk aktiveringsvei • Alternativ aktiveringsvei • Lektin aktiveringsveien • En eller flere av disse komplementaktiveringsveiene kan påvirkes. • Ulike rapporter foreligger om mulige virkningsmekanismer av plantepolysaccarider. • Noen virker på klassisk, noen på alternativ og noen på begge. • Påvirkning på lektin veien er foreløpig ikke beskrevet. • Rapportene oppgir enten komplementaktivering eller antikomplementær effekt. • Metodene kan ikke alltid skille mellom disse alternativene. • Ulike metoder er brukt og de er vanskelige å sammenlikne med hverandre. • Det er sannsynligvis flere virkningsmekanismer som kan være forskjellig • mellom de ulike plantekomponentene. Feltet er kompleks og uoversiktlig.