Specifická buněčná imunita T-lymfocyty

1. Specifická buněčná imunitaT-lymfocyty

2. SPECIFICKÁ (ADAPTIVNÍ) IMUNITA • Ve fylogenezi známá až u obratlovců • Reaguje na každou cizorodou strukturu prostřednictvím vysoce specializovaných molekul • Protilátky (imunoglobuliny) • Antigenně specifické receptory na T-ly • Mechanismy specifické imunity • Humorální (protilátky) • Buněčné (T-ly, B-ly)

3. Specifická imunitní odpověď…až po setkání s Ag, není připravená předem • Imunologická paměť – část populace T a B-ly se po setkání s Ag mění na paměťové buňky….sekundární (anamnestická) odpověď • Aktivace spec. im. odpovědi založena na klonálním (anticipačním) principu

4. Klonální princip aktivace: • V organismu předem připraveno množství odlišných typů T a B-ly (různé receptory pro Ag) • Ag v organismu…setká se s odpovídajícím lymfocytem • Tento lymfocyt se pomnoží – vytvoří klon (dokáže Ag odstranit)…imunitní systém je schopen předvídat (anticipovat) setkání s jakýmkoliv Ag

5. Aby lymfocyt vytvořil klon – potřebuje dva signály: • 1)cizorodý Ag • 2)pomocný (kostimulační) signál od jiných buněk imunitního systému (APC)…zajišťuje, aby nedocházelo k příliš snadné aktivaci lymfocytů • Existence pouze 1.signálu…anergie, apoptóza • Nutnost odstranit autoreaktivní klony = zajištění tolerance k vlastním buňkám

6. Vývoj T-ly v thymu • T-ly z prekurzorových buněk v kostní dřeni, další vývoj v thymu • Thymus – dva laloky • Kortex (kůra) • Dřeňová oblast (medula) – zde vyzrálejší buňky • Mezi: kortikomedulární spojení

7. T-ly do thymu – chmotaktické látky, zde pak diferenciace pod vlivem • Humorálních faktorů: thymosin, thymopoetin • Kontaktu s buňkami: epitelie thymu, makrofágy, DC • Vyzrávání spojeno s změnou v expresi povrchových molekul

8. Dvojitě pozitivní T-ly CD4+CD8+ …plně vyjádřený komplex TCR/CD3 = chatakteristický pro T-ly • T-ly CD4+CD8+ reagují v thymu s DC (nebo s thymovými epitelovými buňkami), které prezentují vlastní Ag na HLA • T-ly reagují silně s HLA – odstraněny = NEGATIVNÍ SELEKCE • T-ly reagují slabě (nebo vůbec)- odstraněny = POZITIVNÍ SELEKCE

9. Zároveň: • T-ly, které reagují s HLA I.tř – snižují expresi CD4+ a zvyšují expresi CD8+ • T-ly, které reagují s HLA II.tř – snižují expresi CD8+ a zvyšují expresi CD4+

10. Tyto dva popsané procesy zajišťují • odstranění autoreaktivních klonů T-ly a zároveň dostatečný předpoklad pro reaktivitu proti Ag ( do další diferenciace jsou puštěny jen T-ly se střední afinitou k HLA) • Vyzrávání dvou základních typů T-ly: • CD4+ = pomocné, induktorové • CD8+ = tlumivé, cytotoxické

11. Rozpoznávání Ag T-lymfocytem • T-ly rozpoznávají Ag prostřednictvím TCR (T-cell receptor) – je charakteristický pro T-ly • Heterodimer, vštšinou řetězce alfa+beta (menší podíl T-ly gama+delta) • Cytoplazmatická část krátká – proto asociace s CD3 • Receptor pro Ag = komplex TCR/CD3

12. Nutný předpoklad pro rozpoznání Ag = prezentace na APC prostřednictvím HLA (v konrextu s HLA): • Ag + HLA II.tř…..spolupráce TCR s CD4 • Ag + HLA I.tř……spolupráce TCR s CD8 • Průběh kontaktu T-ly + APC • Adhezivní molekuly • TCR + Ag = 1.signál • Kostimulace CD28 + CD80(86) = 2.signál

13. Specifická imunitní odpověď…anticipační (je schopna předvídat)……obrovské množství TCR • Genetická informace pro TCR v genových segmentech • Během vyzrávání v thymu…přeskupování genových segmentů => 1015 různých TCR

14. Rozdělení T-lymfocytů • T-ly nesoucí TCR alfa/beta: většinový typ, vývoj v thymu, rozpoznávají Ag + HLA • T-ly nesoucí TCR gama/delta: menšina, vývoj mimo thymus, jsou CD4-CD8- • T-ly intraepiteliální • NKT-ly

15. T-ly nesoucí TCR alfa/beta • Dva základní typy: CD4+ a CD8+ • T-ly CD8+ : reagují s Ag na HLA I.tř • Většinou prekurzory cytotoxických buněk (Tc) nebo paměťové Tc • Dříve = supresory (potlačují imunitní reakci) • Dnes = regulační – s ohledem na typ cytokinů, které produkují

16. T-ly CD4+ : reagují s Ag na HLA II.tř • Většinou prekurzory pomocných T buněk (Th = helper), podle produkce cytokinů se dělí na: • Th1….IL-2, INFgama • Th2….IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 • Th0….směs cytokinů Th1 + Th2 • Th3…TGFbeta (transformující růstový faktor) • Rozdělení Th1 – Th3 nestálé • „Nezpochybnitelné“ typy T-ly: Th1, Th2, Tc

17. Imunitní reakce typu Th1 – zánětlivá reakce • Základní funkce Th1 = spolupráce s makrofágy a jejich přeměna na aktivované makrofágy • Intracelulární mokroorganismy přežívají ve fagozómech…k jejich zničení je nutná přeměna makrofágu na aktivovaný makrofág…nutná přítomnost cytokinů Th1 • Pro pomnožení Th1 nutné cytokiny aktivovaného makrofágu

18. Infikovaný makrofág vystavuje na svém povrchu Ag parazita v asociaci s HLA II.tř, vazby makrofág + T-lyCD4+ : • HLA II.tř. + TCR • ICAM-1 + LFA-1 • CD86 + CD28 • Tyto vazby vedou k aktivaci T-ly

19. Infikovaný makrofág produkuje IL-12 • Th1 prekurzor, který rozpoznal aktivovaný makrofág, dostáva soubor signálů přes: • TCR • CD28 • Receptor pro IL-12 • Adhezivní molekuly

20. Tyto signály vedou k pomnožení klonu a diferenciaci na efektorovou Th1 buňku, která produkuje: • INFgama…aktivuje makrofág • IL-2…autokrinní růstový faktor • Aktivovaný makrofág produkuje: • IL-1, TNF…stimulace T-ly a lokálního zánětu

21. Th1 se označují jako zánětlivé T buňky • Reakce Th1 + makrofág = základ imunopatologické reakce (přecitlivělosti) opožděného typu (DTH=delayed type hypersensitivity), TDTH • Tuberkulinový test

22. Imunitní reakce Th2 – pomoc B-lymfocytům • Základní fce Th2 = spolupráce s B-ly (stimulovány Ag) • B-ly se pomnoží…palzmatické buňky (Ig proti danému Ag) • Pomoc Th2 + B-ly • Produkce IL-4, IL-5, IL-6 • Adhezivní molekuly • CD40L(CD154) + CD40

23. Th2 pomáhá dvěma typům B-ly: • B-ly, které rozpoznaly stejný Ag jako aktivovaný Th2 (APC) = přímá specifická pomoc, kontakt T + B-ly….TCR, adhezivní mol…produkce cytokinů • B-ly, které rozpoznaly jiný Ag než Th2 (APC) = nepřímápomoc („bystander help“), kontakt T + B-ly…CD40+CD40L, adhezivní mol…produkce cytokinů, může vést ke stimulaci autoreaktivních B-ly • Optimální stimulace: APC + Th2 + B-ly

24. Vzájemná regulace Th1 + Th2 • Prekurzorové CD4+Th buňky…Th1 nebo Th2, o směru vývoje rozhoduje poměr koncentrace IL-12 : IL-4 • IL-12 : produkován makrofágy a DC, které fagocytovaly mikroorganismus • IL-4 : produkován hlavně bazofily a mastocyty (častá aktivace alergenem, IgE)

25. Začátek imunitní reakce u • Makrofágů, produkují IL-12…stimulace Th1 • Bazofilů, produkují IL-4…stimulace Th2 • Dále: • Th1..produkce INFgama = další podpora Th1, inhibice Th2 • Th2..produkce IL-4, IL-10 = další podpora Th2, inhibice Th1

26. Započne-li Th1 odpověď, má tendenci se automaticky stabilizovat a potlačovat konkurenční odpověď Th2 (a naopak) = jeden z nejdůležitějších imunoregulačních mechanismů • Antagonismus Th1 x Th2 není absolutní (např. IL-2 z Th1 stimuluje i Th2) • Při obraně proti infekci se do určité míry podílejí jak Th1, tak i Th2-ly

27. Imunitní reakce založené na Tc-ly • Tc rozeznávají buňky infikované viry (nebo intracelulárními parazity) • Ničí je bezprostředním kontaktem, nebo cytokiny • Tato obrana • Radikální: ničí cílovou buňku • Riskantní: může poškodittkáně víc, než vlastní virová infekce

28. Zahájení Tc odpovědi: Tc musí rozpznat na povrchu APC Ag + HLA I.tř. • APC • Infikované virem, nebo fagocytovaly fragmenty infikované (jinak změněné) buňky • Vyjádřené adhezivní molekuly • Vyjádřené kostimulační molekuly (CD80, CD86) • Kontakt Tc+Ag+HLA I.tř. na jiných buňkách (než APC)….utlumení Tc (pouze 1. signál přes TCR)

29. Účinný kontakt Tc+APC (v uzlinách)…proliferace prekurzorů Tc a diferenciace na zralé efektorové Tc (CTL) • Proces probíhá za pomoci Th1,které produkují IL-2: • Proliferace Tc • Exprese CD86, CD80 na APC • Sekrece IL-1, IL-12…stimulují Tc • Kontakt Th1+APC (přes CD40)…stimuluje APC (exprese CD80, CD86)

30. Zralé Tc roznášeny z uzlin do tkání • Nepotřebují už kostimulaci přes CD28, stačí Ag + TCR • Machanismy cytotoxického působení Tc – tři způsoby • Tc v cytoplazmě granula, perforin+granzymy • Na povrchu Tc Fas-ligand, váže se na apoptotický receptor Fas(CD95,na mnoha buňkách) • Cytokiny = lymfotoxin

31. Aktivace T-ly spuštěná superantigeny • Superantigeny: mikrobiální produkty (toxiny stafylokoků) • Dvě vazebná místa • Pro HLA II.tř. • Pro TCR • Superantigen je schopen rychle propojit APC + T-ly…rychlá aktivace T-ly a produkce cytokinů…šokový stav