Imunologie

1. Imunologie Martin Liška

2. Přirození zabíječi • Podskupina granulárních lymfocytů odlišných od T- i B-lymfocytů • Působí cytotoxicky na nádorové buňky a virem infikované buňky těla pomocí perforinů • Hrají roli v obraně proti některým bakteriálním, mykotickým a parazitárním onemocněním • Účastní se v reakcích na protilátkách závislé buňkami zprostředkované cytotoxicity (ADCC) • Nejsou MHC restringované (= NK-bb.nemusí rozpoznávat MHC molekuly na cílové buňce)

3. Interferony • Proteiny, které indukují protivirovou aktivitu buněk • Rozeznáváme 2 typy: a/typ I: IFN-a (makrofágy a další buňky) IFN-b (fibroblasty) b/ typ II: IFN-g (T-lymfocyty)

4. Funkce interferonů • Indukují v buňkách produkci enzymů s protivirovým účinkem (proteinkinázy, oligonukleotidpolymerázy - interference s translací virové mRNA) • Zvyšují aktivitu T-lymfocytů • Aktivace makrofágů • Zvyšují cytotoxickou aktivitu NK-bb.

5. Bazofily a žírné buňky I. • Velmi podobný typ buněk s tím rozdílem, že bazofily cirkulují v krvi, zatímco žírné buňky se usazují ve tkáních (pojivo, sliznice) • Na povrchu mají přes FceRI navázané molekuly IgE protilátek • V cytoplazmě četná granula obsahující biogenní aminy (histamin), proteázy (tryptáza) a proteoglykany (heparin)

6. Bazofily a žírné buňky II. • Při přemostění molekul IgE na povrchu buněk dojde k: a/ degranulaci – uvolnění obsahu granul do okolí buňky b/ aktivaci metabolismu kys.arachidonové – vznik prostaglandinů a leukotrienů, které se pak uvolňují z buněk • Uvolnění těchto látek vede např. k vazodilataci, zvýšení permeability cév, bronchokonstrikci, zvýšení sekrece hlenu atd.

7. Bazofily a žírné buňky - funkce • Obrana proti parazitům • Alergické reakce I.typu • Žírné buňky přispívají k normální funkci sliznic a pojiva

8. HLA (MHC) systém I. • Systém glykoproteinů navázaných na buněčné membráně, na jejichž rozpoznávání je imunitní systém velmi citlivý • Geny kódující HLA systém jsou lokalizovány na 6.chromozómu, vykazují význačný polymorfismus (dědičnost vykazuje známky kodominance, Mendeliánské dědičnosti, přenosu en bloc) • Haplotyp HLA = jedinečná kombinace alel, kódujících molekuly HLA, která se nachází na jednom chromozómu

9. HLA systém II. • I.třídy – HLA A,B,C (E,F,G) – výskyt na všech jaderných buňkách – prezentace antigenu Tc-lymfocytům • II.třídy – HLA DR, DP, DQ – výskyt na APC (makrofágy, lymfocyty B) – prezentace antigenu Th-lymfocytům

10. HLA systém II. • III.třídy – HLA C2, C4, FB ad. – řada genů, spadajících do MHC- chromozomálního regionu (např.gen pro dva C4-izotypy, C2, faktor B, TNF-alfa a beta) – funkce –zpracování a transport epitopů T-lymfocytů – proteiny tepelného šoku – mediátory zánětu

11. HLA typizace • 1/ Sérotypizace – identifikace konkrétních HLA molekul I. a II.třídy pomocí typizačních sér • metoda časově méně náročná, ale méně přesná • 2/ Genotypizace – vyšetření lidské DNA pomocí PCR • low resolution (skupiny alel), high resolution (jednotlivé alely) • časově náročnější, ale vysoce přesná metoda

12. Prezentace antigenu • Antigen je látka, kterou imunitní systém rozpoznává a reaguje na její přítomnost. • K vyvolání specifické imunitní odpovědi na antigen je nejprve nutné jeho zpracování a prezentace APC. • Jako profesionální antigen prezentující buňky (APC) fungují buňky exprimující HLA II.tř. (makrofágy, dendritické bb., lymfocyty B)

13. Zpracování a prezentace proteinových antigenů I. • 1/ Exogenní antigeny • Antigeny bakteriální, parazitární, virové (jen pokud jsou pohlceny APC v imunokompl. anebo jsou zpracovávány v rámci zpracování fagocytovaných buněk, které jsou infikované virem) • Jsou prezentovány v komplexu s HLA II.třídy pomocným (CD4+) T-lymfocytům

14. Zpracování a prezentace proteinových antigenů II. • 2/ Endogenní antigeny • Nitrobuněčné autoantigeny, cizorodé antigeny pocházející z virů a intracelulárně se množících parazitů (které infikují APC) nebo z nádorových antigenů • Prezentovány v komplexu s HLA I.třídy cytotoxickým (CD8+) T-lymfocytům

15. Zpracování a prezentace proteinových antigenů III. • 3/ Prezentace antigenů nezávislá na HLA • Týká se lipidových a uhlohydrátových antigenů • Jsou prezentovány na molekule CD1 (exprimována na většině APC) a pak rozpoznávány TCR na CD4-CD8- T-lymfocytech

16. Imunoglobuliny 1. Struktura imunoglobulinů

18. 2. Izotypy • Třídy protilátek, které se rozlišují na základě odlišností H-řetězců • Rozeznáváme m (IgM), d (IgD), g (IgG), a (IgA) a e (IgE) • U některých ještě existují subtypy, které jsou základem podtříd (g1 - 4, a1 - 2)

19. 3. Domény a jejich biologické funkce • V principu domény V-regionů formují rozpoznávací jednotku a domény C-regionů určují sekundární biologické funkce protilátky (biologický poločas, distribuci v těle, schopnost vázat komplement, schopnost vázat se na buňky prostřednictvím Fc-receptoru)

20. 4. Variabilní oblast molekuly Ig • Hypervariabilní smyčky jsou soustředěny na špici variabilních regionů, kde jsou lokalizována vazebná místa pro antigen • Specifita vazebného místa je dána složením sekvencí AMK i morfologií a tvarem smyčky

21. 5. Biologické vlastnosti jednotlivých tříd imunoglobulinů

22. IgG • hlavní sérový Ig, podtřídy IgG1-4 • hlavní Ig sekundární imunitní odpovědi • jako jediný přechází placentu • hlavní opsonizující Ig • aktivuje komplement klasickou cestou • biologický poločas 21 dnů

23. IgA • vyskytuje se v séru i seromucinózních sekretech • ochrana sliznic • opsonizace

24. IgM • v séru, v monomerní formě vázaný v membráně B-lymfocytů • převažující protilátka primární imunitní odpovědi • vysoce efektivní aglutinační a cytolytické agens • obvykle izohemaglutininy a přirozené protilátky

25. z hlediska aktivace komplementu (klasickou cestou) nejúčinnější protilátka • neváže Fc-receptor fagocytů, ale významně zesiluje fagocytózu aktivací komplementu

26. IgD • vyskytuje se v séru a na membráně B-lymfocytů • receptor pro antigen na B-lymfocytech

27. IgE • za normálních okolností se v séru vyskytuje v nepatrných množstvích • převážně ve vázané formě na mastocytech (váže se prostřednictvím FceR) • ochrana proti parazitům • účast v alergických reakcích I.typu

28. 6. Alotypové a idiotypové variace • alotypy = alelické varianty izotypů • idiotypy = strukturní determinanty ve variabilní oblasti, spojené se schopností vázat antigen • idiotopy = epitopy, které se objevují ve variabilní oblasti molekuly Ig (idiotyp je sumou idiotopů) • anti-idiotypové protilátky = protilátky proti protilátkám (= jsou dfct.odrazem antigenu)

29. 7. Genetické základy tvorby Ig a/ geny pro L-řetězec k-řetězec – geny na 2.chromozómu - V, J a C segmenty l-řetězec – zakódován na podobném komplexu genů na 22.chrom.

30. b/ geny pro H-řetězec • složitější • na 14.chromozómu • V, D, J, C segmenty (větší množství genů pro jednotlivé segmenty) • při kompletaci V/D/J exonu dochází k přestavbě

32. K velké diverzitě Ig přispívají: • náhodné rekombinace • nepřesné spojování V, D, J segmentů • změny N-koncových oblastí • rozsáhlé mutace postihující geny variabilních oblastí

33. Izotypový přesmyk • v průběhu imunitní odpovědi dochází u plazmatických buněk k přesmyku od tvorby IgM k produkci IgG nebo jiných tříd Ig (IgA, IgE) • změna postihuje konstantní domény H-řetězce • nedochází však ke změně antigenní specifity !!

34. Alelická exkluze • Jakmile je jeden pokus úspěšný, zastaví se další pokusy na druhém chromozómu • Platí pro H- i L-řetězce • V důsledku toho vždy každý B-lymfocyt produkuje současně jen jeden typ H- a jeden typ L-řetězce

35. Klonální restrikce • Každá B-buňka exprimuje pouze protilátky specifické pro jeden epitop a pokud se dále dělí, nepodstupuje další V/J nebo V/D/J přestavbu • B-lymfocyt a jeho potomstvo jsou identičtí ve své antigenní specifitě a v izotypu k nebo l řetězce

36. B-lymfocyty - vývoj • B-lymfocyty pocházejí z kmenové buňky • Kostní dřeň: pre-B-lymfocyty (syntéza H-řetězců, přestavba genů Ig antigenní specificita, exprese IgM na povrchu buňky) • Krev, periferní lymfoidní orgány: zralé B-lymfocyty (exprese IgD), připraveny reagovat s antigenem kontakt s antigenem dělení a vznik plazmatických buněk (sekrece velkých množství Ig) + vznik paměťových B-lymfocytů

37. B-lymfocyty – povrchové znaky • CD19, CD35 – receptory pro komplement • IgM, IgD = BCR • B7 protein – adhezin, kontakt s T-lymfocytem • HLA II.třídy – antigen-prezentující molekula

38. B-lymfocyty - funkce • Aktivace B-bb.: • 1/ thymus independentní – polysacharidové antigeny, k aktivaci B-bb.není nutná spolupráce s T-bb. • 2/ thymus dependentní - je nutný i vznik antigen-specifických Th-lymfocytů, teprve díky spolupráci s nimi je produkce protilátek náležitá

39. B-lymfocyty - funkce • Produkce protilátek • Prezentace antigenů

40. Ontogeneze tvorby protilátek • Tvorba specifických protilátek začíná už kolem 20.-24.týdne gestace, ale koncentrace IgA+M zůstávají až do porodu velmi nízké • IgG se začínají tvořit až po porodu, hladiny IgG jsou v té době dostačující díky mateřským IgG • Kolem 4.-6.měs.věku vymizí z organismu dítěte mateřské IgG (event.nástup příznaků deficitu tvorby protilátek)

41. Fáze humorální odpovědi • Primární odpověď – typické oddálení nástupu tvorby protilátek (nutnost prezentace antigenu Th-lymfocytům) • Sekundární odpověď – díky paměťovým protilátkám a paměťovým lymfocytům je rychlejší a mohutnější