Imunologie

Martin Liška

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)

Interferony

• Proteiny, které indukují protivirovou aktivitu buněk

• Rozeznáváme 2 typy:

a/ typ I: IFN- (makrofágy a další buňky)

IFN- (fibroblasty)

b/ typ II: IFN- (T-lymfocyty)

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.

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 FcRI navázané molekuly IgE protilátek

• V cytoplazmě četná granula obsahující biogenní aminy (histamin), proteázy (tryptáza) a proteoglykany (heparin)

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.

Bazofily a žírné buňky - funkce

• Obrana proti parazitům

• Alergické reakce I.typu

• Žírné buňky přispívají k normální funkci sliznic a pojiva

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

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

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

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

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)

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

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

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

Imunoglobuliny

1. Struktura imunoglobulinů

2. Izotypy

• Třídy protilátek, které se rozlišují na základě odlišností H-řetězců

• Rozeznáváme (IgM), (IgD), (IgG), (IgA) a (IgE)

• U některých ještě existují subtypy, které jsou základem podtříd (1 - 4, 1 - 2)

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)

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

5.

Biologické vlastnosti jednotlivých

tříd imunoglobulinů

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

IgA

• vyskytuje se v séru i seromucinózních sekretech

• ochrana sliznic

• opsonizace

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

• z hlediska aktivace komplementu (klasickou cestou) nejúčinnější protilátka

• neváže Fc-receptor fagocytů, ale významně zesiluje fagocytózu aktivací komplementu

IgD

• vyskytuje se v séru a na membráně B-lymfocytů

• receptor pro antigen na B-lymfocytech

IgE

• za normálních okolností se v séru vyskytuje v nepatrných množstvích

• převážně ve vázané formě na mastocytech (váže se prostřednictvím FcR)

• ochrana proti parazitům

• účast v alergických reakcích I.typu

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)

7. Genetické základy tvorby Ig

a/ geny pro L-řetězec

-řetězec – geny na 2.chromozómu - V, J a C segmenty -řetězec – zakódován na podobném komplexu genů na 22.chrom.

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

K velké diverzitě Ig přispívají:

• náhodné rekombinace

• nepřesné spojování V, D, J segmentů

• změny N-koncových oblastí

• rozsáhlé mutace postihující geny variabilních oblastí

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 !!

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

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 nebo řetězce

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

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

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

B-lymfocyty - funkce

• Produkce protilátek

• Prezentace antigenů

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)

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