Imunoglobulíny Komplement MHC Cytokíny

1. Prednáška 4Špecifická imunita - molekuly • Imunoglobulíny • Komplement • MHC • Cytokíny

2. Molekuly špecifickej imunity • niektoré spoločné aj pre procesy nešpecifickej imunity • iné len pre procesy špecifickej imunity (BCR, TCR = antigén špecifické receptory na B resp. T bunkách) • T bunky obsahujú TCR, B bunky BCR • TCR viažu špecifický antigén, viazaný na MHC • BCR viažu špecifický antigén priamo • B bunky syntetizujú imunoglobulíny • Ig sa viažu na molekuly, ktoré aktivujú C´ • syntéza cytokínov po aktivácii T a B buniek

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

4. Elektroforéza bielkovín

5. PROTILÁTKY Krvné sérum imunizovaných zvierat obsahuje špecifické molekuly - protilátky, ktoré sa viažu na antigén, ktorý vyvolal ich tvorbu Behring, Kitaso 19. storočie Sérum– tekutina, ktorú získame po centrifugácii zrazenej krvi Plazma– tekutina, ktorú ziskame po centrifugácii nezrazenej krvi Sérum obsahujúce protilátky proti špecifickému antigénu – antisérum Protilátka je molekula imunoglobulínu so špecificitou pre určitý epitop antigénu.

6. FUNKCIA PROTILÁTOK • špecificky viazať antigén a neutralizovať jeho funkciu - táto väzba vyvolá ďalšie reakcie, ktoré - odstránia antigén (aktivizácia komplementu, makrofágov, opsonizácia pri fagocytóze). • Reakcia antigénu so špecifickou protilátkou: podľa typu antigénu vznikajú rôzne zhluky – imunokomplexy *korpuskulárne antigény – mikroorganizmy, erytrocyty – aglutinácia *rozpustné antigény – zhluky- malé imunokomplexy – zostanú v roztoku - precipitácia

7. Imunoglobulíny • Syntetizované B lymfocytmi (B bunkami) • prítomné v cytoplazme a na membráne B bb • syntetizované a secernované plazmatickými bunkami Štruktúra Izotypy

8. Štruktúra imunoglobulínu • 4 polypeptidy – 2 identické ľahké reťazce (ĽR) - 2 identické ťažké reťazce (ŤR) viazané navzájom disulfidickými väzbami • NH časť jedného ĽR a jedného ŤR tvoria epitop viažúce (väzbové) miesto

9. Štruktúra imunoglobulínov ŤR aj ĽR sú rozdelené na identické časti – domény • ĽR obsahujú po 2 domény - 1 konštantná CL - 1 variabilná VL ŤR obsahujú 4 alebo 5 domén - 1 variabilná VH - 4 alebo 5 CH epitop viažúce miesto

11. Štruktúra imunoglobulínu Papainom rozdelená molekula – Fab + Fab + Fc Fab – 1 epitop viažúce miesto Fc – biologické funkcie, väzba na bunky Pepsínom rozdelená dimér obsahujúci 2 Fab + Fc

13. Štruktúra imunoglobulínov • Ľahké reťazce – kappa (k) alebo lambda (l) - jedna palzmatická bunka produkuje len jeden typ ĽR - buď kappa alebo lambda • Ťažké reťazce - izotypy • – mi (m) - IgM • - epsilon (e)- IgE • - gama (g) - IgG • - alfa (a) - IgA • - delta (d) - IgD

14. IgG Existuje ako povrchový aj secernovaný monomér 2 g + 2k (alebo 2l) Existujú 4 podtypy ťažkých reťazcov a teda 4 IgG podtriedy: IgG1 IgG 2 IgG3 IgG4 - Najviac v sére, - aktivácia komplementu, - opsonizácia, - neutralizácia mikroorganizmov, - ADCC, - hypersenzitívne reakcie (II., III.,), - prechod transplacentárnou bariérou, - protektívne

15. Triedy Ig

16. IgM • viazaný ako monomér na povrchu bunky alebo v sére a tekutinách ako pentamér s 10 H a 10 L reťazcami viazanými v páre disulfidickými väzbami a J reťazcom. • Prvý po antigénnej stimulácii (aj intrauterinne) • Imobilizácia antigénu • aktivácia C´klasickou cestou

17. IgA • monomér v sére • dimér (2 monoméry + J reťazec) • slizničný – prechodom cez sliznicu sa viaže na receptor, ktor. sa viaže na dimér ako SC (secrečný komponent) – odolnosť pred enzymatickou degradáciou - sliny, slzy, hlien, materské mlieko, GIT sekréty • IgA1 - sérum a sekréty nad bránicou IgA2 – sekrečný epitel, GIT, respiračný trakt • Najviac produkovaný

18. IgD • Monomér • Takmer jediná úloha je väzba na povrchu B bunky • Ostatné funkcie sú neznáme • Obsahuje intercelulárnu časť

19. IgE • v nízkych koncentráciách v sére • najviace na povrchoch mastocytov, monocytov a eozinofilov. • Na mastocytoch a bazofioloch majú špecifické receptory pre Fc fragment IgE molekuly (FCeRI). Prepojenie mastocytov prostredníctvom antigénov naviazaných na ich väzobné miesta Fab fragmentov vedie k uvoľneniu histamínu a prejavom alergickej reakcie.

21. B bunka • produkuje imunoglobulín s ĽR kappa alebo lambda • produkuje len jeden izotyp • nestimulovaná B bunka má na povrchu monomér IgM alebo IgD molekulu ako BCR • Po sekrécii do tkanív IgG, IgE – monomérne., IgM – rozpustný pentamér, IgA - rozpustný dimér aj monomér

22. Komplement • Pozostáva z neaktivných cirkulujúcich glykoproteinov, ktoré sú kaskádovito aktivizované po prvotnej stimulácii • 2 rozpoznávacie stimulujúce cesty: - klasická ( antigén + protilátka) - alternatívna ( mikroorganizmy a ich produkty) • Výsledkom je vytvorenie MAC membrane attack complex jeho naviazanie na povrch bunky (mikroorganizmu) vytvorenie dier na povrchu membrány lýza bunky

23. MBL cesta

24. Aktivácia klasickej cesty C´ • Ag + Ab = tvorba MAC, opsonizácia (C3b), produkcia anafylatoxínov (C3a, C5a, C4a) • Aktivácia C1: - IgM (IgG) + Ag = konformačná zmena Fc = väzba C1q na CH2 (Fc fragmentu Ig molekuly). - Následne sa naviaže C1r a C1s - C1qrs má enzymatickú aktivitu a rozštiepia C4 a C2, C3 Následne sa aktivujú, rozštiepia a vytvoria C4b2b a po rozštiepení C3 na C3a a C3b, sa vytvorí sa C4b2b3b, čo je C5 kovertáza - začiatok tvorby MAC

28. MHC – major histocompatibility complex • Nazývaný aj HLA komplex = segment na chromozóme 6 obsahujúci niekoľko génov nevyhnutných pre fungovanie imunity (6.7). Tieto gény kódujú enzýmy a štrukturálne molekuly potrebné na aktiváciu a fungovanie T a B bb. Sú to molekuly patriace do skupín alebo tried I, II a III MHC (resp.HLA) molekúl

29. MHC • Povrchové molekuly • MHC triedy I. a II a III (C4,Bf C2 – súčasti komplementu) • 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 (prezentujúcich antigén)

31. MHC I – na jadrových bunkách • polymorfizmus HLA – A, - B, - C s viac ako 100 alelami pre každý lokus • u heterozygotov 6 rôznych tried MHC I molekúl (AA, AB, BB, BC,CC, AC) môže existovať na každej každej bunke • vytvára kliešte medzi doménami a1- a2, ktoré viažu 8-9 aminokyselinových peptidov. • Existujú aj ďalšie menej významné MHC Ib (HLA E, -F, -G, -H lokusy)

32. MHC II – na APC bunkách • dendritické, makrofágy, B bb, niektoré aktivované T bb, špecializované epiteliálne bb týmusu a čreva. • Heterodimér a1 reťazca a b1reťazca • Kódované v HLA-DP, -DQ, -DR oblasti 6. chromozómu • Po syntéze sa kombinujú a len s b tej istej oblasti (DPa to DPb) na tom istom (cis) alebo druhom (trans) členovi chromozómového páru • Umožňuje heterozygotom veľkú variabilitu dimérov MHC II

34. T cell receptor, TCR Antigén špecifický receptor na T bunkách Heterodimér peptidový pár: ab, gd Výber peptidového páru sa uskutočňuje v skorom období vývoja T bunky Obsahuje variabilné (Va, aleboVb., Vg, aleboVd) a konštantné Ca, aleboCb., Cg, aleboCd) oblasti domény. Každá T bunka má jedinečný TCR (podobne ako Ig na V bunkách) TCR rozpozná antigén len v MHC (na rozdiel od Ig, ktorý rozpozná aj rozpustné peptidy)

35. 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 • Interakcia antigénu spojeného s MHC II na povrchu prezentujúcej bunky sa uskutočňuje jeho spojením s TCR, po ktorom nasleduje prenos signálu cez CD3 a aktivácia T bb.

37. Molekuly bunkových interakcií • Uskutočňuje sa • priamym medzibunkovým kontaktom • signálmi (rozpustnými molekulami) secernovanými - odosielanými a prijímanými inými Leu takto pozitívne alebo negatívne regulujú vlastné funkcie, migrujú do špecifických miest, robia rozhodnutia o živote a smrti iných buniek v tele. Cytokíny, Chemokíny, Adhezíny, CD molekuly, Signál prenášajúce molekuly

38. Cytokíny Biologicky aktívne látky uvoľňované špecifickými bunkami účinkujúce ako intercelulárne mediátory. signály lymfocyty - lymfokíny, monocyty - monokíny, interleukíny – komunikácia medzi leukocytmi autokrínne – ovplyvňujú tie isté, parakrínne – blízke Ich sekrécia je krátkodobá a limitovaná, Často ovplyvňujú sekréciu a produkciu ďalších cytokínov - kaskádovitý účinok alebo pozitívna alebo negatívna stimulácia Niektoré majú podobný účinok

39. 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

40. Ďalšie • Chemokíny – chemoatraktanty, na základe chemického gradietnu, chemotaxia • Adhezívne molekuly – poskytujú stabilný kontakt medzi bunkami (priamy medzibunkový) dostatočne dlhý – integríny –zosilňujú kontakt, selektíny, adresíny - – tkanivový tropizmus • CD – Cluster of differentiation molekuly – na povrchu rôznych bb – ukazovatele funkčnej kapacity bb. • CD3 – prenos signálu cez membránu pri aktivácii TCR, CD4 – na 2/3 T bb, Thelper, rozpoznáva MHC II , CD8 - na 1/3 zrelých T bb, T supressorické, T cytotoxické, rozpoznáva MHC I

41. Molekuly prenášajúce signál • Leu používajú svoje povrchové receptory na sledovanie extracelulárneho priestoru • Väzba receptoru a ligandu vedie ku komunikácii signálu do bunky cez cytoplazmatickú časť, čo spustí kaskádu chemických signálov, ktoré regulujú transkripciu génov v jadre čo vedie k zmene bunkových aktivít. • (napr. cesta JAK-STAT, Ras-MAP)