Makrofágy, T- a B-lymfocyty, primární a sekundární imunitní orgány

1. Makrofágy, T- a B-lymfocyty, primární a sekundární imunitní orgány

2. Makrofágy • Terminální diferenciační stádium monocyto-makrofágové linie • Monocyto-makrofágové buňky se diferencují v kostní dřeni z myeloidního prekurzoru, který vzniká z pluripotentní kmenové bb (CD34) • Zralé monocyty vyplaveny do periferní krve, poté jsou zachyceny v orgánech a přemění se ve tkáňové makrofágy

5. Makrofágy podle lokalizace • Kupferovy buňky – jaterní makrofágy • Plicní (alveolární) makrofágy • Interdigitující dendritické bb – v lymfatických uzlinách • Mikroglie – v CNS • Osteoklasty – v kostní tkáni • Histiocyty – v pojivové tkáni

7. Cytokiny ovlivňující vývoj makrofágů • SCF (stem cell factor) - stromální buňky; vývoj a udržení HSC • GM- CSF (granulocyte-monocyte colony stimulating factor) – produkován stromálními buňkami kostní dřeně, lymfocyty; stimulace produkce monocytů • M-CSF (monocyte colony stimulating factor)- produkován stromálními buňkami, lymfocyty, endotelovými buňkami, epitelovými buňkami- stimulace produkce monocytů • IL-3 – produkován lymfocyty- produkce monocytů (a jiných bb)

8. Monocyty • Jsou průběžně vyplavovány z kostní dřeně do periferní krve • 7% v periferní krvi, zbytek v kostní dřeni- poměr se mění vlivem cytokinů a bakteriálních produktů • Monocyty přilnou k cévní stěně prostřednictvímb1-integrinů, které se váží na VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule) na endoteliích • Následně se protáhnou mezi buňkami cévního endotelu a přecházejí z cév do tkání

9. Monocyty • Do místa zánětu jsou směrovány chemokiny • V tkáni se aktivně pohybují k místu zánětu tak, že produkují enzymy, které štěpí mezibuněčnou hmotu, posunují se pomocí reverzibilních adhezivních interakcí svých povrchových molekul s molekulami mezibuněčné hmoty • Přeměna ve tkáňové makrofágy

10. Makrofágy • Tkáňová forma monocytů • Základní buňky nespecifické imunity- fagocyty • APC - prezentace Ag v časné fázi specifické imunitní odpovědi • Fagocytují pozůstatky vlastních buněk, které prodělaly apoptózu • Plně funkční až po aktivaci cytokiny produkovanými T lymfocyty (IFN-g)

11. Povrchové znaky makrofágů • MHC gp I., II. třídy • CD 35 - receptor CR1 pro C3b složku komplementu • Fc receptor pro IgG • CD 14 – receptor pro bakteriální lipopolysacharidy • Receptory rozpoznávající apoptotické buňky

12. Funkce makrofágů • Fagocytóza (rozpoznání patogenu → aktivace mikrobicidních mechanismů → usmrcení mikroba → jeho destrukce, prezentace epitopů T lymfocytům → indukce imunitní odpovědi) • Produkce cytokinů, enzymů, složek komplementu, mikrobicidních, cytotoxických a tumoricidních látek, bioaktivních lipidů (PG,PC,TX,LT)

13. Cytokiny produkované makrofágy • IL-1 aab- stimulace T a B lymfocytů, aktivace dalších makrofágů • IL- 6 – endogenní pyrogen, aktivátor syntézy proteinů akutní fáze v játrech • TNF-a- podobné funkce jako IL-1

14. Cytokiny produkované makrofágy • IL-8- secernován aktivovanými makrofágy, chemokin pro neutrofily, T lymfocyty • IL-12- podpora Th1 odpovědi, útlum Th2 • IFN- a- podpora tvorby enzymů inhibujících virovou replikaci, zvyšuje expresi MHC gp I.na hostitelské buňce, aktivace NK bb.,T lymfocytů a dalších makrofágů

16. Dendritické buňky (DC) • Diferencují se z myeloidního či lymfoidního prekurzoru • DC jsou nejvýznamějšími APC • Prekurzory DC pod vlivem chemokinů (RANTES, MCP-1, MIP-1a, MIP-1b) migrují do tkání • DC jsou rozptýleny ve všech orgánech

18. Dendritické buňky (DC) • Po kontaktu s patogeny maturujía migrují do lymfatických uzlin, kde se rozvíjí antigenně specifická imunitní odpověď • DC mají mnoho cytoplasmatických výběžků, které jim umožňují kontakt až se 3000 T lymfocytů • V lymfatických uzlinách se u DC zvyšuje exprese • HLA I. a II. třídy • Kostimulačních molekul (CD 80, CD 86)

19. Typy dendritických buněk I • Langerhansovy buňky – z myeloidní linie, nachází se v bazální vrstvě epidermis • Intersticiální DC – z myeloidní linie, nachází se v dermis a ve většině orgánů • Lymfoidní DC – z lymfoidní linie, nachází se v krvi a sekundárních lymfatických orgánech • Folikulárně dendritické bb (FDC) – prezentují antigen B lymfocytům během sekundární odpovědi

20. Funkce DC • DC jsou nejvýznamnějšími APC • DC jsou snadno infikovatelné viry → virové proteiny jsou zpracovány v komplexu s HLA I. tř → aktivace Tc • DC mohou pohltit extracelulární virové částice → virové peptidy jsou prezentovány v komplexu s HLA II.tř → aktivace Th2 buněk → pomoc B lymfocytům → tvorba antivirových protilátek • DC mohou být aktivovány i apoptotickými buňkami

21. T lymfocyty

23. T lymfocyty • T lymfocyty patří mezi buněčnou složku antigenně specifických mechanismů • Při vývoji opouštějí kostní dřeň a migrují do thymu, kde dozrávají • Existuje několik různých subpopulací T lymfocytů

24. T lymfocyty • Podílejí se na regulaci imunitních dějů, při likvidaci virem infikovaných buněk či nádorových buněk • Rozpoznávají antigen zpracovaný a prezentovaný APC; prostřednictvím TCR rozpoznávají komplex MHC gp-antigenní peptid • T lymfocyty jsou po aktivaci stimulovány k pomnožení a diferenciaci v efektorové buňky, část se diferencuje v paměťové buňky

25. Vývoj T lymfocytů • T lymfocyty vznikají v kostní dřeni a pak migrují do thymu, kde dozrávají (abT lymfocyty), konečná diferenciace probíhá až po aktivaci antigenem zpracovaným a prezentovaným APC • gdT lymfocyty se mohou vyvíjet i mimo thymus (jde o menšinovou populaci) Pluripotentní hematopoetická kmenová buňka Pro-thymocyt– dostává se z kostní dřeně do thymu, kde se začínají přeskupovat geny pro TCRb, exprimuje na svém povrchu tzv. pre-TCR (složený z b řetězce, pre-TCRa a CD3 komplexu), po té se začínají přeskupovat geny pro TCRa Kortikální thymocyt – exprimuje na svém povrchu TCR (složený z řetězců ab a CD3) a koreceptory CD4 a CD8; v této fázi dochází k selekci autoreaktivních buněk a buněk s nefunkčním TCR Medulární thymocyt (zralá T buňka) – zachovávají si expresi CD4 či CD8, usidlují se v sekundárních lymfoidních orgánech

26. Selekce T lymfocytů Negativní selekce – eliminace autoreaktivních buněk • Pokud thymocyt váže svým TCR dostatečně silně komplex MHC gp s normálními peptidy (z autoantigenů), se kterými se setká,na povrchu thymových buněk, dostane signály vedoucí k apoptotické smrti buňky • PAE buňky (peripherial antigen expressing cells)

27. Selekce T lymfocytů Pozitivní selekce – eliminace buněk s nefunkčním TCR • Pozitivně selektovány jsou thymocyty, které s nízkou afinitou rozeznávají MHC gp, ty si pak zachovávají expresi CD4 či CD8 (váže-li příslušný TCR MHC gp I či II) – tyto zralé T bb. (medulární thymocyty) opouštějí thymus a usidlují se v sekundárních lymfoidních orgánech • 98% pro-thymocytů v thymu během svého vývoje zahyne • Pokud autoreaktivní T lymfocyt přežije, nedostane po rozpoznání autoAg potřebný kostimulační signál od APC →anergie

28. Povrchové znaky T lymfocytů • TCR– rozpoznává Ag peptid v komplexu s MHC gp • CD3 – součást TCR, účast při přenosu signálu • CD4 – Th lymfocyty, koreceptor napomáhající k vazbě na MHC gp II. Třídy • CD8 – Tc lymfocyty, koreceptor napomáhající k vazbě na MHC gp I. třídy

29. Povrchové znaky T lymfocytů • CD28 – kostimulační receptor, váže CD80, CD86 • CTLA-4(CD152) – inhibiční receptor, váže CD80, CD86 • CD 45 - exprese na všech hematopoetických buňkách kromě trombocytů a erytrocytů (CD45RA = naivní T lymfocyty, CD45RO paměťové a aktivované T lymfocyty)

30. Subpopulace T lymfocytů • ab-T lymfocyty – mají TCRab, většinový typ (95%), k vývoji potřebují thymus, rozeznávají antigeny v komplexu MHC gp-peptid • gd-T lymfocyty– (5%) mohou se vyvíjet i mimo thymus, některé jsou schopny rozpoznat nativní Ag, uplatňují se při obraně kůže a sliznic

31. ab-T lymfocyty Exprimující koreceptor CD4 (koreceptor pro MHC gp II)Jde o prekurzory pomocných T buněk (TH), ty lze rozdělit podle produkce cytokinů na :TH0 – produkují směs cytokinů jako TH1 a TH2 TH1 – IL-2, IFNg (pomoc makrofágům)TH2 – IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 (pomoc B lymfocytům) Treg- exprimují CD4, CD25, FoxP3 - regulace aktivace nebo efektorové funkce ostatních T- lymfocytů - nezbytné pro udržení tolerance vlastních antigenů - produkce IL-10, TGF-b

32. ab-T lymfocyty Exprimujícíkoreceptor CD8 (koreceptor pro MHC gp I)Jde o prekurzorycytotoxických T buněk (TC)TC– rozeznávají buňky napadené viry či jinými intracelulárními parazity a některé nádorové buňky

33. TCR • TCR (T cell receptor) se skládáz modulu rozeznávajícího Aga asociovaného CD3 komplexu,který je nezbytný pro přenossignálu, je propojen s PTK (Src) • Modul rozeznávající Ag je tvořen 2 řetězci a a b (g,d), N-terminální části tvoří vazebné místo pro Ag • T lymfocyty (ab) rozeznávají komplex MHC gp-Ag peptidna povrchu APC, při rozpoznání spolupracuje TCR s koreceptory CD4 (MHC gp II) nebo CD8 (MHC gp I) • Aktivace přes TCR a CD28 vede k proliferaci a diferenciaci v efektorové buňky • CD28 – receptor kostimulačního signálu, váže ligandy CD80 a CD86, které jsou na povrchu APC

35. Vznik TCR • Obdoba s tvorbou BCR • Řetězce b a d - odpovídají genovému komplexu IgH imunoglobulinů - V, D, J, C segmenty • Řetězce a a g - odpovídají genům pro L řetězce imunoglobulinů - V, J, C segmenty • Přeskupování genů probíhá podobně jako u BCR a provádějí je shodné rekombinázy • Zdroje variability – kombinace V(D)J, spojovací nepřesnosti, N-úseky, párování 2 řetězců; u genů pro TCR nedochází k somatickým mutacím a afinitní maturaci

36. Funkce T buněk • Základní funkcí TH1 buněk je spolupráce s makrofágy a jejich přeměna v aktivované, které jsou schopny produkovat NO, pomocí kterého likvidují své intracelulární parazity • Základní funkcí TH2 buněk je spolupráce s B lymfocyty (které byly stimulovány Ag) prostřednictvím cytokinů (IL-4, IL-5, IL-6)a přímého mezibuněčného kontaktu • TC rozeznávají buňky infikované viry či jinými intracelulárními parazity a některé nádorové buňky

37. Paměťové buňky • Vznikají během primární imunitní odpovědi • Rozpoznávají specifické Ag • Podílejí se na anamnestické odpovědi • Většina CD4+, CD45RO+

38. B lymfocyty

40. B lymfocyty • B-lymfocyty (B buňky) jsou buňky zodpovědné za specifickou, protilátkami zprostředkovanou imunitní odpověď. • B-lymfocyty rozpoznávají nativní antigen pomocí BCR(B cell receptor) • Příslušný B-lymfocyt, na jehož receptorech došlo k vazbě antigenu, je stimulován k pomnožení a diferenciaci na efektorové neboli plazmatické bb., které produkují velké množství protilátek stejné specifity, jako je BCR. • Z části stimulovaných B-lymfocytů se diferencují paměťové buňky.

41. Povrchové znaky B lymfocytů • CD 19 - charakteristický povrchový znak B lymfocytů • CD 20- na povrchu Ig-pozitivních B lymfocytů • IgM, IgD - BCR • MHC gp II.třídy - Ag prezentující molekuly • CD 40– kostimulační receptor

42. Vývoj B lymfocytů Vývoj B lymfocytů probíhá v kostní dřeni a dokončuje se po setkání s Ag v sekundárních lymfatických orgánech. Pluripotentní hematopoetická kmenová buňka Progenitor B lymfocytu→ zahájení rekombinačních procesů, které později vedou ke vzniku velkého množství klonů B lymfocytů s individuálně specifickými BCR Pre B lymfocyt→ exprese pre-B receptoru (tvořen H(m) řetězcem a náhradním L řetězcem) Nezralý B lymfocyt→ exprese povrchového IgM (BCR); v této fázi vývoje dochází k eliminaci autoreaktivních klonů Zralý B lymfocyt→ exprese povrchového IgM nebo IgD (BCR)

43. BCR • BCR se skládá z povrchového imunoglobulinu (IgM,IgD – H řetězce jsou transmembránové ; rozeznává Ag) a asociovaných signalizačních molekul (Iga a Igb), které jsou asociovány s cytoplazmatickými protein tyrosin-kinázami (PTK) skupiny Src • Po současném navázání Ag na 2 či více BCR dojde k přiblížení PTK, vzájemné fosforylaci a fosforylaci dalších cytoplazmatických proteinů, což vede ke změnám transkripce genů, proliferaci, diferenciaci a sekreci protilátek

44. Eliminace autoreaktivních klonů B lymfocytů • Při náhodném přeskupováním genů, spojovacích nepřesnostech, párování H-L a somatických mutací mohou vzniknout i klony B lymfocytů nesoucí autoreaktivní receptory a produkující autoreaktivní protilátky. • Většina autoreaktivních B lymfocytů je eliminována na úrovni nezralých B lymfocytů (v kostní dřeni), jestliže svým BCR váží autoantigen s dostatečnou afinitou, obdrží signál vedoucí k apoptotické smrti. • Pokud touto eliminací projdou některé autoreaktivní klony, jejich autoreaktivita se většinou neprojeví, protože k jejich aktivaci chybí příslušné TH lymfocyty, mnohé autoantigeny jsou kryptické, či se vyskytují v malé koncentraci a jsou imunitním systémem ignorovány.

45. Setkání B lymfocytu s Ag v sekundárních lymfatických orgánech

46. Antigen prezentující buňky (APC) • Dendritické bb, makrofágy, B lymfocyty • Zpracovávají Ag a předkládají ho T lymfocytům v komlexu s HLA I. nebo II. třídy • Poskytují T lymfocytům další signály potřebné pro jejich aktivaci (CD 80, CD 86)

47. Primární lymfatické orgány

48. Lymfatické tkáně a orgányJsou propojeny s ostatními orgány a tkáněmi sítí lymfatických a krevních cévPrimární lymfatické tkáně a orgány*kostní dřeň, thymus* místo vzniku, zrání a diferenciace imunokompetentních buněk* nezralé lymfocyty zde získávají svou antigenní specifitu

49. Kostní dřeň • tvorba imunitních buněk v postnatálním vývoji • skládá se z buněk kostní dřeně, extracelulární matrix a krevních cév • tvorba buněk IS z kmenových buněk se uskutečňuje v oblastech oddělených vaskulárními sinusy • sinusy jsou ohraničeny endotelovými buňkami, které produkují cytokiny • vnější stěna sinusů je lemována retikulárními buňkami