extracellulÁris patogÉnek - orfi bacsi extracellularis... · sepsis/septicemia (baktérium /lps,...

49
Bácsi Attila, PhD, DSc [email protected] Debreceni Egyetem, ÁOK Immunológiai Intézet EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK

Upload: others

Post on 13-Jan-2020

10 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Bácsi Attila, PhD, DSc [email protected]

Debreceni Egyetem, ÁOK

Immunológiai Intézet

EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK

Page 2: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

AZ EXTRACELLULÁRIS BAKTÉRIUMOK

ÁLTAL KIVÁLTOTT IMMUNVÁLASZOK

Page 3: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A bőr és a nyálkahártyák elhatárolják a testet a külső környezetétől

Page 4: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Az extracelluláris baktériumok elleni veleszületett immunválaszok I.

Bacteria enter extracellular

fluid from outside

SKIN OR MUCOUS MEMBRANE

ECF

Bacteria

CAPILLARY

EXTERNAL ENVIRONMENT

Page 5: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Az extracelluláris baktériumok elleni veleszületett immunválaszok II. Fagocitózis

Bacteria enter extracellular

fluid from outside

SKIN OR MUCOUS MEMBRANE

ECF

Bacteria

CAPILLARY

EXTERNAL ENVIRONMENT

activate

Macrophages

secrete

Cytokines

Chemokines

induce vascular changes,

attract neutrophils and

monocytes

Page 6: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Bacteria enter extracellular

fluid from outside

SKIN OR MUCOUS MEMBRANE

ECF

Bacteria

activate

secrete

attract

increases

permeability

Acute phase

proteins

Circulating leukocytes

Antibodies

Histamine

CAPILLARY

Plasma proteins

Chemotaxins

Membrane

attack complex

act as

lyses

make

activate

are

EXTERNAL ENVIRONMENT

Complement

proteins Mast cells

activate

Macrophages

secrete

Cytokines

Chemokines

induce vascular changes,

attract neutrophils and

monocytes

Az extracelluláris baktériumok elleni veleszületett immunválaszok III. Komplement aktiváció

Page 7: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Bacteria enter extracellular

fluid from outside

SKIN OR MUCOUS MEMBRANE

ECF

Bacteria

activate

secrete

attract

ingest and

disable

increases

permeability

Opsonins

Acute phase

proteins

Circulating leukocytes

Antibodies

Histamine

CAPILLARY

Plasma proteins

Chemotaxins

Membrane

attack complex

act as

act as

coat

lyses

make

activate

are

EXTERNAL ENVIRONMENT

Complement

proteins Mast cells

Phagocytes

Az extracelluláris baktériumok elleni veleszületett immunválaszok IV. Gyulladás

activate

Macrophages

secrete

Cytokines

Chemokines

induce vascular changes,

attract neutrophils and

monocytes

Page 8: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A neutrofilok a csontvelőben „tárolódnak”, majd nagy számban vándorolnak a fertőzés helyére,

ahol funkciójuk befejeztével elpusztulnak

Page 9: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Neutrofilek extracelluláris csapdája

Page 10: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Cellular and Molecular Immunology, 8th ed., 2015 Elsevier

Klasszikus és alternatív makrofág aktiváció

Page 11: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Eberl et al. Science 2015 May, Vol 348

A veleszületett limfoid sejtek (ILC)

Page 12: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Az extracelluláris baktériumok toxinjai

Exotoxinok – elő baktériumok szekretálják - Citotoxicitás különböző mechanizmusokkal

- Celluláris funkciók gátlása Endotoxin (LPS) – pusztuló Gram (-) baktériumokból szabadul fel - Immunsejtek aktivációja - Szeptikus sokk

Page 13: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Az exotoxinok és az endotoxin jellemzői

*

* genes encoding enzymes involved in endotoxin synthesis

Page 14: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Számos betegséget a bakteriális toxinok okoznak

Page 15: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Az LPS hatékonyan aktiválja a makrofágokat

LPS

Page 16: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Sepsis/Septicemia

(baktérium /LPS, lipoteikolsav/ a vérben)

TNF-α → Erek permeabilitásának fokozása

Szisztémás ödéma, csökkent vértérfogat, erek összeesése

→ Vérlemezke aktiváló faktor termelése az endotél sejtek által →véralvadás, a torlasz korlátozza a plazma szivárgását & fertőzés terjedését

Disszeminált intravaszkuláris koaguláció, több szervet érintő elégtelenség

Page 17: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

DIC: Disszeminált intravaszkuláris koaguláció

Page 18: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Az extracelluláris baktériumok elleni adaptív immunválaszok

Cellular and Molecular Immunology, 7th ed., 2014 Elservier

Page 19: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A TH17 sejtek funkciói

Cellular and Molecular Immunology, 7th ed., 2014 Elsevier

Page 20: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Extracelluláris baktériumok menekülési mechanizmusai

Page 21: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Antigén variabilitás

Page 22: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A Streptococcus pneumoniae elleni immunvédelem szerotípus-specifikus

Page 23: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Pilin antigén variációk kialakulása (Neisseria gonorrhoeae)

A pilusok segítik a baktériumok kötődését a hámsejtekhez

Homológ rekombináció

Page 24: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Fagocitózis gátlása

Page 25: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A Streptococcus pneumoniae M proteinje kettős funkcióval gátolja a fagocitózist

Fredric Carlsson et al. J Exp Med 2003;198:1057-1068

Page 26: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A S. aureus koaguláz enzime szerepet játszik a biofilm létrejöttében

http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1005671

Coa: koaguláz

SAK: staphylokináz

Page 27: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A komplement-függő sejtlízis gátlása

Page 28: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Str. pyogenes sziálsav tartalmú tokja gátolja az alternatív úton történő komplement aktivációt

A H factor a sziálsav oldalláncokhoz kötődik a sejtfelszínen

Page 29: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Reaktív oxigén intermedierek semlegesítése

Page 30: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A S. aureus képes hatástalanítani a reaktív oxigéngyököket kataláz és szuperoxid dizmutáz termelésével

Kataláz próba

Page 31: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Az IgA ellenanyagok lebontása

Page 32: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes
Page 33: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Szuperantigének termelése

Page 34: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A bakteriális szuperantigének aktiválják a CD4+ T sejteket az MHC-II molekula α:β T sejt receptorral és CD28 kostimulációs

molekulával való keresztkötésével antigén peptid jelenléte nélkül

Page 35: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Az immunrendszer megtévesztése az extracelluláris baktériumok által

A staphylococcus szuperantigénjei – staphylococcalis enterotoxinok (SE)

– toxikus sokk szindróma toxin-1 (TSST-1)

Specifikus antigén mimikálása

Masszív, de hatástalan T sejt aktiváció és proliferáció specifikus antigén nélkül

A CD4+ T sejtek 2 – 20%-a aktiválódik

Citokinek túlzott termelése – IL-1, IL-2, TNF-α

Szisztémás toxicitás – sokk

Az adaptív immunitás szuppressziója apoptózis indukálásával

PROFESSZIONÁLIS APC

1 1

2 2

T cell

Page 36: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes
Page 37: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A PARAZITA ELLENES IMMUNVÁLASZOK

Page 38: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes
Page 39: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Egysejtes protozoa

Plasmodium (malaria) Leishmania Toxoplasma

A protozoonok elleni immunválasz alapja a fagocitózis, de ezek közül a paraziták közül, sok rezisztens a fagociták általi elpusztításra, akár képesek szaporodni a makrofágokban.

Page 40: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Toxoplasma életciklusa

Toxoplasma Erős Th1 válasz IFN-g, TNF aktiválja a makrofágokat, neutrofileket, hogy megöljék a parazitákat

Immun válasz Effektor mechanizmus

Page 41: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

forrás: DJP Feruson/University of Oxford

Toxoplasma gondii, az „agy-hacker” parazita

A T. gondii genomja két aromás hidroxilázt kódol, ami lehetővé teszi,hogy a parazita dopamint termeljen. Ez befolyásolhatja a szeropozitív egyének viselkedését (pl.: megnövekedett kockázat vállalás). Mostanában, T. gondii fertőzéseket összefüggésbe hoztak több neuropszichiátriai betegséggel: - skizofrénia (38 nagy kohorsz tanulmány, erős pozitív összefüggés); - obsessive-compulsive disorder (7 nagy kohorsz tanulmány, pozitív összefüggés) 41

Page 42: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Többsejtes paraziták (férgek)

A fagocitózishoz túl nagyok

Hal galandféreg- Diphyllobothrium latum

Borsóféreg - Trichinella spiralis

Immun válasz Effektor mechanizmus

Th2 sejtek --> IL-4, IL-5 IgE, eozinofilek

Eozinofilek megölik a parazitákat (ADCC fajta)

Page 43: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

A Th2 sejtek funkciója

Cellular and Molecular Immunology, 7th ed., 2014 Elsevier

Page 44: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Eberl et al. Science 2015 May, Vol 348

A veleszületett limfoid sejtek (ILC)

Page 45: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Th2 válasz szerepe a férgekkel szemben

A leukociták közül az eozinofilek a legjobbak a férgek elpusztításában; a Th2 válasz és IgE az eozinofileket a férgekhez irányító és a sejteket

aktiváló mechanizmusokat biztosít

Page 46: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Eozinofil granulociták

Page 47: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

Hízó sejtek

Page 48: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

• Gyenge antigenitás

• Felszíni struktúra variáció – gén konverzió

• Privilegizált struktúrák az immunrendszertől izolálva (ciszta)

• Intracelluláris életciklus (Leishmania, Toxoplasma)

• Fagoszóma és lizoszóma fúzió gátlása (Toxoplasma)

• Komplement (DAF) szerű struktúrák

Paraziták menekülési mechanizmusai

Page 49: EXTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK - ORFI Bacsi Extracellularis... · Sepsis/Septicemia (baktérium /LPS, ... SAK: staphylokináz. A komplement-függő sejtlízis gátlása. Str. pyogenes

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!