imunologija predavanja

IMUNOLOGIJAIMUNOLOGIJA

IMUNITET –imunitas (zaštita senatora u starom Rimu od sudskih procesa tokom mandata)

-u užem smislu: otpornost prema infektivnim bolestima-u širem smislu: zaštita organizma od infektivnih i neinfektivnih

agenasa- A N T I G E N I

IMUNSKI SISTEM – skup organa, tkiva, ćelija i njihovih produkata koji učestvuju u imunitetu

IMUNSKI ODGOVOR – koordinisano dejstvo komponenti imunskog sistema u borbi protiv infektivnih mikroorganizama i ostalih štetnih agenasa

IMUNOLOGIJA – nauka koja proučava imunski sistem i imunski odgovor

Pojam imunitet se pominje u 5.veku p.n.e. u grčkim zapisima

Znatno ranije se koncept imuniteta pominje u kineskim zapisima: inhalacija praha dobijenog iz krusti obolelih od velikih boginja

Edvard Džener (1798.god): sadržaj pustule inficirane virusom kravljih boginja dat u cilju prevencije infekcije virusom velikih boginja- pojam vakcinacije (vacca-krava; vaccinus- od krave)

ODBRANA OD INFEKTIVNIH MIKROORGANIZAMA

-imunodeficijencije, AIDS

TRANSPLANTACIJSKA IMUNOLOGIJA

TUMORSKA IMUNOLOGIJA

REAKCIJE PREOSETLJIVOSTI (ALERGIJE)

AUTOIMUNSKE REAKCIJE

ZNAZNAČČAJ IMUNOLOGIJE ZA FARMACIJUAJ IMUNOLOGIJE ZA FARMACIJU

• Terapijska primena lekova koji utiču na imunski odgovor (mehanizmi dejstva imunosupresiva i imunopotencijatora)

• Razumevanje mehanizama preosetljivosti na lekove• Kreiranje vakcina i razumevanje mehanizama njihovog delovanja • Primena imunoloških metoda u dijagnostici (imunohemijske i druge)• Kreiranje novih imunomodulatornih lekova i vakcina• Produkcija rekombinantnih proteina za potrebe dijagnostike i terapije

(primer rekombinantni citokini)• Produkcija poliklonskih i monoklonskih antitela za potrebe dijagnostike i

terapije

FARMACEUTSKA (IMUNO)BIOTEHNOLOGIJAproizvodi za dijagnostiku i terapiju

TIPOVI IMUNITETATIPOVI IMUNITETA

Učestvuje u ranoj fazi odbraneod infekcija (aktivan u prvihnekoliko časova)

• Uvek prisustan u zdravih osoba

• Sprečava prodor mikroorganizama u organizam i brzo eliminiše mikrorganizme

•Stimulisan mikroorganizmima koji su prodrli u tkivo•Adaptira se na prisustvo mikroorganizama•Razvija se sporije, i•Posreduje u kasnijoj ali efikasnijoj fazi odbrane (razvija se posle nekoliko dana)

Stečeni imunitet(adaptivni, specifični)

Urođeni imunitet(prirodni)

Komponente urođenog imuniteta• Epitelne barijere i solubilni produkti epitela (prirodni antibiotici)• Fagociti i prirodne ćelije ubice (NK ćelije), i njihovi produkti-citokini• Proteini plazme (sistem komplementa)

Karakteristike urođenog imuniteta• Urođeni imunitet prepoznaje i reaguje na mikroorganizme, ali ne i na

neinfektivne strane supstance i ćelije• U prepoznavanju se koriste isti mehanizmi za različite vrste mikroorganizama• Urođeni imunitet pospešuje delovanje stečenog imuniteta

Komponente stečenog imuniteta• Limfociti i njihovi produkti:

B limfociti nosioci humoralnog imunitetaT limfociti nosioci ćelijskog imuniteta)

• Stečeni imunitet prepoznaje mikrobske i nemikrobske molekule koji sezajedničkim imenom nazivaju antigeni

• Prepoznavanje antigena je specifično: receptori za antigen na limfocitima

STALNA KOOPERACIJA IZMEĐU UROĐENOG I STEČENOG IMUNITETA ČINI OSNOVU USPEŠNOG IMUNSKOG ODGOVORA

KARAKTERISTIKE STEKARAKTERISTIKE STEČČENOG IMUNITETAENOG IMUNITETA

S P E C I F I Č N O S T• Sposobnost specifičnog odgovora u odnosu na različite antigene

(anitgenske determinante)- specifični receptori za antigen na limfocitimaR A Z N O L I K O S T• Sposobnost imunog sistema da odgovori na veoma veliki broj različitih

antigena- antigenski repertoar (skup svih limfocita/klonova različitih specifičnosti)

• K l o n l i m f o c i t aLimfociti identične specifičnosti za neki antigen (antigensku determinantu) koji potiču od iste ćelije

KARAKTERISTIKE STEKARAKTERISTIKE STEČČENOG IMUNITETAENOG IMUNITETA

P A M Ć E N J E• Stvaranje dugoživećih limfocita pamćenja nakon primarnog

imunskog odgovora• Snažniji imunski odgovor na ponovnu ili perzistentnu infekciju

S P E C I J A L I Z A C I J A• Optimalni imunski odgovor prema različitim vrstama

mikroorganizama/antigena (primer ćelijski i humoralni)

NEREAKTIVNOST NA SOPSTVENE ANTIGENE-autotolerancija

SAMOOGRANIČAVANJEprevencija oštećenuja tkiva tokom reakcije na antigene iz spoljašnje sredine

PROLIFERACIJA(KLONALNA EKSPANZIJA)

DIFERENCIJACIJA

naivni B limfocit

Ag+drugisignal

veliki limfocit(limfoblast)

Efektorni B limf:sekrecija At

Memorijski B limfocit

naivni T limfocit

veliki limfocit(limfoblast)

Memorijski T limfocit

Efektorni T limf: Th ili CTL Ag+drugi

signal

Memorijski limfociti

PRIMARNI I SEKUNDARNI IMUNI ODGOVOR

Memorijski limfocitiEfektorski limfociti

Klonovi limfocita

Efektorski limfociti

antigen

antigen

PRIMARNI IMUNI ODGOVOR

SEKUNDARNI IMUNI ODGOVOR

HUMORALNI IMUNITET

posredovan antitelima koja su produkti B limfocita

učestvuje u zaštiti od ekstracelularnih mikroorganizama neutralizacijom mikroorganizama i njihovih tokisina

ĆELIJSKI IMUNITET

posredovan T limfocitima

učestvuje u odbrani od intraćelularnih mikroorganizama

Aktivacijom fagocita

Aktivacijom citotoksičnih limfocita

AKTIVNI IMUNITET– indukovan infekcijom ili vakcinacijom

PASIVNI IMUNITET– prenet antitelima ili limfocitima iz osobe sa aktivnim imunitetom u neimunizovanu osobu (imunitet novorođenčeta prenet od majke preko placente)

FAZA PREPOZNAVANJA ANTIGENA

FAZA AKTIVACIJE LIMFOCITA

FAZA ELIMINACIJE ANTIGENA (EFEKTORSKA FAZA)

FAZA HOMEOSTAZE

FAZA PAMĆENJA

• Učestvuje u ranoj fazi odbrane od infekcija (aktivan u prvih nekoliko časova)

• Uvek prisustan u zdravih osoba• Sprečava prodor mikroorganizama u organizam i brzo eliminiše

mikrorganizme koji su prodrli u tkivo

Komponente urođenog imuniteta• Epitelne barijere• Fagociti i prirodne ćelije ubice (NK ćelije)• Proteini plazme (sistem komplementa, C reaktivni

protein, citokini prirodnog imuniteta)

UROUROĐENIĐENI IMUNITETIMUNITET

• Urođeni imunitet prepoznaje i reaguje na mikroorganizme ali ne i na neinfektivne strane supstance

• Urođeni imunitet ne reaguje prema sopstvenim ćelijama zbog postojanja regulatornih molekula

• Komponente urođenog imuniteta koriste iste mehanizme u prepoznavanju različitih vrsta mikroorganizama

• Odgovor urođenog imuniteta je isti pri ponovnom kontaktu sa mikrobima

• Urođeni imunitet pospešuje delovanje stečenog imuniteta

Karakteristike urođenog imunitetaKarakteristike urođenog imuniteta

Prepoznavanje struktura koje su zajedničke za više vrsta mikroorganizama a nisu prisutne na vlastitim ćelijama

(LPS; manoza na glikoproteinima; dvolančana RNK virusa; nemetilovani CpG nukleotidi)

Shema preuzeta iz knjige”Basic Immunology”, Abbas i Lichtman, isključivo za potrebe predavanja

Prepoznavanje struktura koje su važne za preživljavanje mikroorganizama

Receptori koji prepoznaju strukture mikroorganizama su kodirani genima matične loze koji ne podležu procesima rekombinacije


Primeri koji ilustruju sposobnost urođenog imuniteta da reguje sa mikroorganizmima ali ne i sa sopstvenim

ćelijama

Molekuli koje prepoznaju ćelije urođenog imuniteta nisu prisutni na sopstvenim ćelijama

NK ćelije ne vrše citolizu sopstvenih ćelija zbog ispoljavanja inhibitornih receptora

Komplement ne oštećuje sopstvene ćelije zbog protektivnog delovanja regulatornih proteina komplementa

Fizička zaštita

Produkcija peptidnih antibiotika (defenzini)

γδ+ T limfociti (intraepitelni limfociti)(prepoznavanje lipida mikroorganizama)

B1 limfociti (peritoneum)(produkcija prirodnih antitela IgM klase)


- Ćelije mijeloidne loze (granulociti)

- Prve ćelije koje odgovaraju na infekciju bakterijama i gljivicama

- Fagocitoza u cirkulaciji

- Ekstravazacija u tkivo

- Kratkoživeće ćelije

NEUTROFILI

MONOCITI

subpopulacije makrofaga ulimfoidnim organima

histiociti

osteoklastiKupferove ćelije mikroglia alveolarnemakrofage

AKTIVACIJA

džinovske ćelije epiteloidne ćelije

-Zajedničko poreklo sa granulocitima-Diferentovanje od monoblasta u kostnoj srži-Migracija u tkivo i transformacija u

makrofage

PREPOZNAVANJEPREPOZNAVANJERECEPTORI:RECEPTORI:- manozni receptor- N-formil metionil receptor- Receptor “čitač”- Mac1 (CD11b/CD18)- Toll-slični receptori- Receptori za Fc fragment antitela- Receptori za komponente

komplementaFAGOCITOZA I FORMIRANJE

FAGOZOMA- Fuzija fagozoma i lizozoma (formiranje

fagolizozoma)- Aktivacija enzima: fagocitna oksidaza

(superoksid anjon; slobodni radikali), NO- sintaza (NO), lizozomalne proteaze

UBIJANJE MIKROORGANIZMAOštećenje tkiva zbog oslobađanja enzima

u tkivo(pospešavanje inflamacije)


Stimulacija endotela Prodor mikroorganizma u tkivoekspresija adhezivnih molekula - fagocitoza od strane tkivnih makrofaga

* P selektin - aktivacija tkivnih makrofaga * E selektin (produkcija TNFa, IL-1, hemokina)

produkcija hemokina


Vezivanje leukocita za adhezivne molekule putem liganada za selektine (slaba veza - “kotrljanje” leukocita)

Aktivacija Mac1 (CD11b/CD18) integrinaVezivanje za integrinske ligande na endotelu (stabilna veza)Transmigracija u tkivo (pod uticajem hemokina)

INFLAMACIJA (ZAPALJENJE)nakupljanje leukocita u tkivupovećana propustljivost i proširenje krvnih sudova

TNFα Aktivacija endotela i neutrofila, inflamacija povećanje telesne temperature, sinteza proteina akutne faze u jetri, povećanje katabolizma u mišićima i masnom tkivu, indukcija apoptoze brojnih ćelija.

IL-1 Aktivacija endotela i neutrofila, inflamacija povećanje telesne temperature, sinteza proteina akutne faze u jetri

HEMOKINI CCL i CXCL familija aktivacija i hemotaksa leukocita


IL-6 Proliferacija efektorskih B limfocita, sinteza proteina akutne faze u jetri, inflamacija

IL-12 Stimulacija produkcije IFN-γ od strane NK ćelija i T limfocita, povećanje citotoksične aktivnosti T limfocita, diferencijacija Th1 ćelija

IL-15 Proliferacija NK ćelija i T limfocita

IL-18 Stimulacija produkcije IFN-γ

Interferoni (tip I)

IFN-α, IFN-β Anti virusna aktivnost, povećanje ekspresije MHC molekula I klase, aktivacija NK ćelija

Interferon (tip II)

IFN-γ Aktivacija makrofaga, stimulacija produkcije pojedinih potklasa IgG

- Veliki granulirani limfociti (LGL)- Nemaju receptor za antigen- Čine oko 10% svih limfocita u krvi- Učestvuju u nespecifičnoj citotoksičnosti

- ubijaju zaražene ćelije- tumorske ćelije- alogene ćelije- sopstvene izmenjene ćelije

NK ćelije


-Produkuju IFN-γ nakon stimulacije od strane IL12 koga produkuju makrofagi

-Vezuju antitela i učestvuju u citotoksičnosti zavisnoj od antitela (ADCC)

-Prepoznaju ciljne ćelije posle deaktivacije inhibitornih receptora

-Citotoksičnost zavisna od direktnog kontakta

- Slični citolitički mehanizmi kao i kod CTL

PODSETNIK1. Imunologija, imunitet, imuni sistem, imuni odgovor

2. Imuni odgovor:

- odbrana od infektivnih agenasa (mikroorganizama)

- odbrana od neinfektivnih agenasa (stranih supstanci, antigena)

- reakcije prema stranim ćelijama i tkivima(imunologija transplantacije)

- reakcije prema tumorskim ćelijama(tumorska imunologija)

3. Urođeni (prirodni, nespecifični) imunitet: rana faza odbrane organizma, uvek prisutan kod svihosoba

4. Stečeni (adaptivni, specifični) imunitet:

- kasnija faza odbrane; specifičan u odnosu na antigen,

specijalizovane vrste reakcija koje na najefikasniji

način uklanjaju antigen;

5. Zajedničko delovanje urođenog i stečenog imuniteta

6. Komponente urođenog imuniteta:

- epitelne barijere (koža i sluznice)

- fagociti, NK ćelije (prirodne ubice)

- sistem komplementa

- citokini

7. Komponente stečenog imuniteta:

- limfociti B i limfociti T

- solubilni produkti (antitela, citokini)

8. Tipovi stečenog imuniteta:

- humoralni (B limfociti sekretuju antitela): odbrana

od ekstraćelijskih mikroorganizama;

- celularni (T limfociti i njihovi produkti): odbrana

od intraćelijskih mikroorganizama;

9. Vrste stečenog imuniteta:

- aktivni (prirodni, veštački)

- pasivni (prirodni, veštački)

10. Primarni i sekundarni specifični imuni odgovor

11. Faze specifičnog imunog odgovora: prepoznavanje, aktivacija, efektorska faza, zaustavljanje, pamćenje

ĆELIJE, TKIVA I ORGANI IMUNOG

SISTEMA

ĆELIJE

1. LIMFOCITI

2. ANTIGEN PREZENTUJUĆE ĆELIJE

3. EFEKTORSKE ĆELIJE

1. L I M F O C I T I

Ključne ćelije specifičnog imunitetaJedine ćelije sa receptorom za antigenB limfociti (humoralni imunitet)T limfociti (ćelijski imunitet)

-CD4 limfociti (T limfociti pomoćnici)-CD8 limfociti (T citotoksični limfociti)

SLISLIČČNOSTI I RAZLIKE IZMEĐUNOSTI I RAZLIKE IZMEĐUT i B LIMFOCITAT i B LIMFOCITA

S L I Č N O S T ISlična morfologijaSlična struktura receptora za antigen i njihovih genaStvaranje limfocita pamćenjaRecirkulacija

R A Z L I K E

Različito mesto stvaranjaB limfociti . . . . . . kostna sržT limfociti . . . . . . timus

Različito ispoljavanje (ekspresija) membranskih proteina (CD molekula)

B limfociti...............BCR, CD19, CD20, CD21T limfociti...............TCR, CD3, CD4, CD8

Različit oblik i priroda antigena koje vezuju posredstvom receptora za antigene

B limfociti vezuju: nativne, solubilne antigeneantigene ćelija (nesolubilne)proteinske i neproteinske antigene

T limfociti vezuju: samo proteinske antigene prerađene do peptida i ispoljene u sklopu jednog drugog molekula (MHC) na membranispecijalizovanih ćelija (APC)

Različite efektorske funkcijeB limfociti: - produkcija antitela T limfociti: - produkcija citokina (T limfociti pomoćnici, Th-helper)

- citoliza ciljnih ćelija (citotoksični T limfociti, CTL)

R A Z L I K E

Shema preuzeta iz knjige Basic Immunlogy, Abbas i Lichtman, isključivo za potrebe predavanja

2. ANTIGEN2. ANTIGEN--PREZENTUJUPREZENTUJUĆĆE E ĆĆELIJE (APC)ELIJE (APC)Definicija: - Ćelije koje imaju sposobnost hvatanja, prerade i prikazivanja (prezentacije) antigena u odgovarajućoj formi limfocitima.

- Ako obezbeđuju drugi signal za aktivaciju limfocita (kostimulatorni signal) onda su to profesionalne APC

- Najznačajnije profesionalne APC

DENDRITIČNE (DENDRITSKE) ĆELIJE

DENDRITIČNE ĆELIJEDendritična morfologijaHvatanje, prerada i prezentacija antigenaZrele i nezreleMijeloidne i plazmocitoidne

Slike preuzete iz knjige Basic Immunology, Abbas i Lichtman isključivo za potrebe predavanja

NEZRELE DC : NEZRELE DC : hvatanje i prerada antigenahvatanje i prerada antigena

KRVLIMFAEPIDERMIS KOŽE (LANGERHANSOVE ĆELIJE) I EPITEL SLUZNICAPERIFERNA TKIVA (INTRESTICIJUM)

ZRELE DCZRELE DC : : prezentacija antigena T limfocitima i prezentacija antigena T limfocitima i kostimulacijakostimulacija

L. ČVOR (PARAKORTKS)SLEZINA (PALS)

FOLIKULARNE ( FOLIKULSKE) DENDRITIFOLIKULARNE ( FOLIKULSKE) DENDRITIČČNE NE ĆĆELIJEELIJE

FOLIKULI SEZINE I LIMFNIH ČVOROVAPREZENTACIJA ANTIGENA B LIMFOCITIMAZNAČAJ ZA AFINITETNO SAZREVANJE B LIMFOCITA

3. EFEKTORSKE 3. EFEKTORSKE ĆĆELIJEELIJE

B LIMFOCITI (PLAZMOCITI): Produkcija antitela

T LIMFOCITI: CD4+ T (produkcija citokina)CD8+ T (specifična citotoksičnost

NK ĆELIJE: nespecifična citotoksičnostMAKROFAGI: urođeni imunitet

efektorske ćelije specifičnog imunitetaNEUTROFILI: urođeni imunitet

efektorske ćelije specifičnog imuniteta

ORGANI I TKIVA IMUNOG SISTEMAORGANI I TKIVA IMUNOG SISTEMAORGANI: - CENTRALNI (primarni ili generativni):

(nastanak i razvoj limfocita)timuskostna srž

- PERIFERNI (sekundarni)(aktivacija zrelih limfocita)

slezinalimfni čvorovi

TKIVA: ORGANIZOVANO LIMFOIDNO TKIVO- digestivnog trakta (GALT)- krajnici (tonzile), Pajerove ploče, apendiks- bronhopulmonalnog trakta (BALT)

DIFUZNO LIMFOIDNO TKIVO- koža, sluznice

HEMATOPOEZA U HEMATOPOEZA U KOSTNOJ SRKOSTNOJ SRŽŽII

Kostna srž je mesto hematopoeze gde nastaju sve ćelije krvi. Za sazrevanje ovih ćelija, uključujući i limfocite, bitni su faktori mikrosredine (ćelije strome i solubilni faktori rasta i diferencijacije)Shema preuzeta iz knjoge Basic Immunology, Abbas i Lichtman isključivo za potrebe predavanja

TIMUSTIMUS

1. Centralni limfoidni organ za razvoj T limfocita

2. Sastavljen iz dva režnja koji su vezivnim pregradama podeljeni na režnjiće

3. Svaki režnjić se sastoji iz spoljašnjeg (tamnijeg) dela- korteks ili kora i unutrašnjeg (svetlijeg) dela- srž ili medula

4. Ćelije timusa su limfoidne (timociti) i nelimfoidne (ćelije mikrosredine); timociti su timusni T limfociti različitog stepena zrelosti

5. Ćelije mikrosredine su epitelne ćelije, makrofagi, dendritične ćelije i dr. Ove ćelije i njihovi produkti obezbeđuju optimalne uslove za sazrevanje T limfocita i procese selekcije

Slike preuzete iz knjige Basic Immunology, Abbas i Lichtman, isključivo za potrebe predavanja

TIMUSTIMUS

7. Epitelne ćelije ucestvuju u sazrevanju T limfocita i procesima pozitivne i negativne selekcije putem direktnog kontakta ili posredstvom solubilnih faktora (timusni hormoni, citokini)

8. Timusni makrofagi uklanjaju neselekcionisane timocite

9. Dendritične ćelije medule učestvuju u negativnoj selekciji timocita


S L E Z I N AS L E Z I N A

STROMA: kapsula, krvni sudovi

PARENHIM:

- BELA PULPA

- MARGINALNA ZONA

- CRVENA PULPA

B e l a p u l p a:

1. Folikuli (B zone):

- primarni

- sekundarni (germinativni centri)

- folikularne dendritične ćelije

2. PALS- periarteriolarni limfocitni

omotač (T zone):

- T limfociti

- dendritične ćelijeSlike preuzete iz knjige Basic Immunology, Abbas i Lichtman, isključivo za potrebe predavanja

M a r g i n a l n a z o n a- T i B limfociti- makrofagi

C r v e n a p u l p a- venski sinusoidi- T i B limfociti- makrofagi- ostale ćelije

SLEZINASLEZINA

LIMFNI LIMFNI ČČVORVOR

STROMA:kapsula, krvni sudovi, aferentni, eferentni i intranodalni limfatički sudovi

PARENHIM:1. K o r t e k s:

- folikuli primarni i sekundarni (B zone)2. Duboki korteks, parakorteks, parafolikularni korteks (T zone):

- T limfociti- dendritične ćelije- venule sa visokim endotelom (HEV)

3. M e d u l a


Limfociti ulaze u limfni čvor preko postkapilarnih venula sa visokim endotelom

Migracija T i B limfocita u odgovarajuće regione je pod uticajem specifičnih hemokina koje produkuju nelimfoidne ćelije tih regiona

Dendritične ćelije koje su prihvatile antigen u epitelu, migriraju preko aferentnih limfatičnih sudova u T zone limfnog čvora


Naivni T limfociti migriraju iz krvi preko postkapilarnih venula sa visokim endotelom u predeo parakorteksa, gde prepoznaju antigen ispoljen na membrani dendritične ćelije;

Aktivirani T limfociti napuštaju limfni čvor preko eferentnih limfatičnih sudova i preko ductus thoracicus ulaze u krv

Iz krvi, aktivirani T limfociti migriraju preko endotela krvnih sudova u periferna tkiva

Shema preuzeta iz knjige Basic Immunology, Abbas i Lichtman, isključivo za potrebe predavanja

PODSETNIK:

1. Ćelije imunog sistema su: limfociti, antigen prezentujuće ćelije i efektorske ćelije

2. Limfociti mogu biti: limfociti B (poreklo kostna srž), limfociti T (poreklo timus) i NK (natural killer) ćelije (poreklo kostna srž); podvrste T limfocita su CD4+T limfociti i CD8+T limfociti

3. Naivni limfociti i memorijski limfociti (limfociti pamćenja)

4. Ćelije koje prikazuju antigen T limfocitima u odgovarajućoj formi i obezbeđuju drugi signal aktivacije su antigen-prezentujuće ćelije (APĆ); najznačajnije APĆ su dendritične ćelije

5. Efektorske ćelije imunog sistema su plazmociti, T limfociti pomoćnici (T helper ili Th), citolitični T limfociti (CTL), NK ćelije, makrofagi, neutrofili

6. Centralni(primarni, generativni) limfoidni organi su kostna srž i timus

7. Periferni (sekundarni) limfoidni organi su slezina i limfni čvorovi

8. Limfoidna tkiva su GALT i BALT, kao i difuzno tkivo kože i sluznica

9. U centralnim limfoidnim organima sazrevaju limfociti, a u perifernim organima i tkivima zreli limfociti prepoznaju antigen i aktiviraju se

STEČENI (SPECIFIČNI)IMUNI ODGOVOR

Komponente

•LIMFOCITI

•SOLUBILNI PROIZVODI LIMFOCITA

- Antitela

- Citokini

Specifično PREPOZNAVANJE Agpomoću RECEPTORA ZA Ag (TCR, BcR) na limfocitima

Različiti mehanizmi za najefikasnije uklanjanje antigena

KOJE ANTIGENE PREPOZNAJU

LIMFOCITI

ili

KAKAV ANTIGEN ”VIDE” LIMFOCITI ?

B LIMFOCITI PREPOZNAJU:

• proteine

• polisaharide

• lipide

• male molekule (hapteni)Nesolubilne antigene koji su sastavni deo

membrane ćelija, kapsule i omotača mikroorganizama

Solubilne antigene (npr. toksini bakterija)

Nativne forme antigena

T LIMFOCITI PREPOZNAJU:

•Protein razgrađen do peptida, povezan u kompleks sa MHC molekulima i ispoljen na membrani APC

MHC restrikcija

Svaki T limfocit poseduje dvojnu specifičnost TcR:

- prema određenim reziduama peptidnog Ag

- prema određenim reziduama MHC molekula koji je “prihvatio” taj peptidni Ag

Shema preuzet iz knjige Basic Immunology, Abbas i Lichtman, isključivo za potrebe predavanja

ANTIGENI

SPECIFIČNI IMUNI ODGOVOR NA PROTEINSKE ANTIGENE ZAPOČINJE INTERAKCIJOM TRI MOLEKULA PRISUTNA NA MEMBRANAMA T LIMFOCITA I ANTIGEN-PREZENTUJUĆE ĆELIJE

1. TcR (na T limfocitu)

2. Antigeni peptid/MHC molekul (na APĆ)

KAKO ANTIGEN (MIKROORGANIZAM) PRODIRE U

ORGANIZAM ?

Koža (kontakt)

GIT (ingestija)

RT (inhalacija)

Krv

ŠTA SE DEŠAVA SA MIKROBNIM, ODNOSNO PROTEINSKIM

ANTIGENOM POSLE ULASKA U ORGANIZAM ?

•Ko prihvata antigen ?

•Kako se transportuje antigen ?

•Gde se antigen koncentriše ?

PRIMER

- Mikroorganizam prodire preko epitela; u tkivu ga prihvataju dendritične ćelije (APC) koje se normalno nalaze u tkivima.

- Dendritična ćelija prihvata antigen putem fagocitoze (ako je antigen ćelija-mikroorganizam) ili pinocitoze (ako je antigen slobodan, solubilan).

- Dendritična ćelija “natovarena”antigenom napušta epitel i putem limfotoka odlazi do regionalnog limfnog čvora gde se odvija imuni odgovor.

- Solubilne antigene koji se nađu u limfotoku prihvataju dendritične ćelije limfnih čvorova, dok antigene iz krvotoka prihvataju dendritične ćelije slezine.

- Svrha opisanog prihvatanja i transportovanja antigena od mesta ulaska do perifernog limfnoog tkiva je da se antigen “predstavi” T limfocitima i time započne imuni odgovor


•Dendritične ćelije u tkivima (koži, sluznicama, vezivnom tkivu) su nezrele. One mogu da prihvate antigen, ali nisu u stanju da aktiviraju T limfocite.

•Dendritične ćelije u perifernim limfnim tkivima (limfnim čvorovima, slezini) su funkcionalno zrele, jer osim što “predstavljaju” antigen T limfocitima, one i obezbeđuju dodatne signale za aktivaciju T limfocita.


- Nezrela dendritična ćelija (DC) hvata antigen i pod dejstvom pro-inflamacionih citokina menja oblik (postaje obla), gubi adhezivnost prema epitelu i ispoljava receptore za hemotaktične faktore (hemokine).

-Ove promene omogućavaju da DC sasvojim antigenskim tovarom napustiepitel i preko aferentnih limfnih sudovausmeri svoje kretanje ka regionalnomlimfnom čvoru.

-Usmeravanje kretanja DC vrše hemokinikoje proizvode T zone limfnog čvora

-Tokom usmerenog kretanja (hemotakse),DC sazrevaju:

ispoljavaju veće količine MHC molekulaispoljavaju kostimulacione molekule

-U limfnom čvoru, DC prikazuju Ag Tlimfocitima koji su specifični za tajantigen.


T limfociti neprestano recirkulišu kroz limfni čvor

APC koje nose antigen i “naivni” T limfociti specifični za taj antigen sreću se u limfnom čvoru

Ako su mikrobni antigeni prodrli u organizam na bilo kom mestu, odgovor T limfocita u limfnom čvoru

koji drenira to mesto može se očekivati u roku od 12-18 sati

• EKSTRAĆELIJSKI MIKROORGANIZMI:

APC CD4+ T limfociti

• INTRAĆELIJSKI MIKROORGANIZMI:

APC CD8+ T limfociti

Šta se dešava kada virus inficira bilo koju ćeliju

organizma koja nije profesionalna APC ?

Ćeliju inficiranu intraćelijskim mikroorganizmom (npr. virusom) fagocituje profesionalna APĆ. Antigeni virusa i sam virus se razgrađuju u fagocitu i prikazuju u kompleksu sa MHC molekulimaT limfocitima. Zavisno od načina prerade, razgrađeni virus ili njegovi antigeni se povezuju u kompleks sa MHC molekulima I ili II klase. CD8+ T limfociti prepoznaju razgrađene antigeneu kompleksu sa MHC molekulima I klase, dok CD4+ T limfociti prepoznaju razgrađene antigene u kompleksu sa MHC molekulima II klase.


MHC MOLEKULI

•Struktura

•Funkcija

MHC molekuli su proteini membrane ćelija (APC i drugih)

Otkriće MHC molekula povezano je reakcijama prihvatanja / odbacivanja transplantiranog tkiva (molekuli tkivne podudarnosti, histokompatibilnosti)

Fiziološka uloga MHC molekula je “prikazivanje”antigena u obliku koji je pogodan da bi ga T limfociti prepoznali

MHC molekuli klase II: ekspresija na profesionalnim APC, makrofagama, B limfocitima

MHC molekuli klase I: ekspresija na svim čelijama sa jedrom

Geni odgovorni za stvaranje MHC molekula organizovani su u MHC (Major Histocompatibility Complex) genskom lookusu koji je kod čoveka označen i kao HLA (Human Leukocyte Antigen) lokus

MHC (HLA) lokus se sastoji iz dve grupe visoko polimorfnih gena: klase I i klase II

Proizvodi ove dve grupe gena označeni su kao MHC molekuli klase I i klase II

U MHC lokusu postoje i nepolimorfni geni čiji proizvodi imaju različite funkcije

MHC geni se nasleđuju kodominantno: podjednaka ekspresija alela oba roditelja

MHC geni su visoko polimorfni: nema dve osobe koje imaju potpuno iste grupe MHC gena i MHC molekula

- mogućnost da svaka jedinka prikaže gotovo neograničeni broj antigena u sklopu MHC molekula i da na njih razvije imuni odgovor

- problemi u transplantaciji tkiva/organa

KAKVA JE STRUKTURA MHC MOLEKULA KLASE I i KLASE II ?

ŠEMATSKI PRIKAZ I MODELI KRISTALNE STRUKTURE MHC MOLEKULA I i II KLASE

Oba molekula se sastoje iz dva polipeptidna lanca: MHC I : a lanac i b2 mikroglobulinMHC II : a i b lanac

Lanci MHC molekula formiraju domene:MHC I klase :- varijabilni domeni a1 i a2 formiraju žleb za vezivanje antigenskog peptida veličine 8-11 amino-kiselina;

- konstantni a3 domen se vezuje za CD8 molekul naT limfocitima

MHC II klase:- varijabilni domeni a1 i b1 formiraju žleb za vezivanje antigenskog peptida veličine 10-30 amino-kiselina;- konstantni b2 domen se vezuje za CD4molekul na T limfocitima


KAKO MHC MOLEKUL VEZUJE ANTIGEN ?

Da bi se antigen vezao za MHC molekul, on mora da se razloži do

peptida

KOJE SU KARAKTERISTIKE INTERAKCIJE ANTIGENSKOG PEPTIDA i MHC MOLEKULA ?

Jedan MHC molekul može da veže samo jedan peptid tokom određenog vremena.

Peptidi se ugrađuju u žleb tokom sinteze i sklapanja MHC molekula unutar ćelije.

Vezivanje peptida za MHC molekul je niskog afinitetapa jedan MHC molekul može da veže veći broj različitihpeptida u različito vreme (prilagođavanje žleba).

Vezani peptid se sporo odvaja od MHC molekula (sati-dani), što povećava šansu T limfocitu da dođe ukontakt sa peptidom i započne imuni odgovor.

MHC molekul mora da sadrži oba svoja lanca (a i b) i da veže peptid da bi bio stabilan i da bi se ispoljio namembrani ćelije; ’’prazni’’ MHC molekul se razgrađujeu ćeliji.

MHC molekul vezuje samo peptide (strane, sopstvene)- da li sopstveni Ag okupiraju MHC molekul ?- zašto se ne razvija autoimuna reakcija ?


KAKO I GDE SE PRERAĐUJU PRIRODNI PROTEINSKI ANTIGENI (MAKROMOLEKULI) DO PEPTIDA ?

Proteinski antigeni ekstraćelijskogporekla se razlažu do peptidau endocitnim vezikilama i povezujusa MHC molekulima II klase. Kompleks peptid/MHC II prepoznajuCD4+ T limfociti (put MHC klase II)

Proteinski antigeni intraćelijskog porekla se razgrađuju do peptidau proteazomima i povezuju saMHC molekulima I klase.Kompleks peptid/MHC I prepoznajuCD8+ T limfociti (put MHC klase I)


Internalizacija ekstraćelijskih mikroorganizama (fagocitoza) ili solubilih proteina (pinocitoza).

Formiranje endozomne (fagozomne) vezikulekoja se spaja sa lizozomnom vezikulom (fago-

lizozom).

Protein se razgrađuje do peptida u fagolizo-zomu.

MHC molekul klase II se sintetiše u ER i u žleb se umeće lanac Ii preko CLIP. MHC II + Ii se preko egzocitne vezikule dovodeu kontakt sa peptidom.

U vezikuli se odvaja CLIP i žleb ostaje slobodan za vezivanje peptida. Kompleks peptid/MHC II je stabilan i putuje do membranegde se prikazuje CD4+ T limfocitima.

Ako se petid nije vezao za MHC II, ‘’prazan’’ MHC molekul se razgrađuje u vezikuli.

Imunodominantni epitopi = peptidi koji se vezuju za MHC molekule


Citosolni antigeni mogu poticati odintraćelijskih mikroorganizama (virusi,neke bakterije) ili su proizvod fagocito-vanih ekstraćelijskih bakterija; mogupoticati i od izmenjenih sopstvenih gena(npr. tumorski antigeni), ili ‘’isluženih’’proteina ćelije.

Citosolni antigeni se razgrađuju uproteazmima do peptida i pomoćutransportnog proteina (TAP) prenose doER gde se vezuju za novosintetisaneMHC molekule I klase.

Stabilan kompleks peptid/MHC I seispoljava na membrani ćelije gde seprikazuje CD8+ T limfocitima. MHC molekul I klase koji nije vezao peptid se razgrađuje u vezikulama.


KAKAV JE FIZIOLOŠKI ZNAČAJ PRIKAZIVANJA PROTEINSKOG

ANTIGENA U SKLOPU MHC MOLEKULA (MHC RESTRIKCIJA) ?

T limfociti ‘vide’ (prepoznaju) samo peptide koji su vezani za ćeliju (nisu solubilni) bilo da su fagocitovani (ekstraćelijski) ili intraćelijski antigeni

Putevi MHC klase I ili klase II za preradu antigena omogućavaju najefikasnije efektorske mehanizme imunog odgovora u odbrani od ekstraćelijskih i intraćelijskih mikroorganizama

PODSETNIK:

1. Stimulacija specifičnog imunog odgovora na proteinske antigene zavisi od posebnog načina prihvatanja, prerade i ekspresije tog antigena u obliku u kome ga mogu prepoznati T limfociti. Funkcije prihvatanja, prerade i ekspresije proteinskog antigena obavljaju antigen-prezentujuće ćelije (APĆ).

2. APĆ koje se nalaze u koži i sluznicama, prihvataju antigene koji su prodrli u organizam ovim putevima i transportuju ih do regionalnog limfnog čvora. Ako je antigen u limfotoku, mogu ga prihvatiti i APĆ (DĆ) koje se nalaze u limfnom čvoru, a ako je antigen u krvotoku, mogu ga prihvatiti APĆ (DĆ) koje se nalaze u slezini.

3. U perifernim limfnim organima, DĆ prikazuju proteinske antigene u formi koja je pogodna za specifično prepoznavanje od strane “naivnih” T limfocita.

4. Pogodna forma proteinskog antigena koji prepoznaju T limfociti je: da je protein razgrađen do peptida, da je peptid u kompleksu sa MHC molekulima i da je kompleks peptid/MHC ispoljen na membrani APĆ (DĆ).

5. MHC molekuli su produkti MHC gena (Major Histokompatibility Compleks- geni histokompatibilnosti ili tkivne podudarnosti). MHC molekuli I klase su ispoljeni na svim ćelijama organizma koje imaju jedro, a MHC molekuli II klase na APĆ (DĆ, makrofagi, B limfociti...).

6. Proteinski antigeni koji su prihvaćeni od strane APĆ iz ekstraćelijskog okruženja (ekstraćelijski antigeni), proteolitićki se razgrađuju do peptida u vezikulama-fagozomima ili endozomima- spajaju sa MHC molekulima II klase i prikazuju CD4+ T limfocitima, jer se CD4 molekul vezuje za β2 domen MHC II klase.

7. Proteinski antigeni koji potiću od intraćelijskih mikroorganizama (virusi, neke bakterije), tumorski antigeni, antigeni “isluženih” proteina, koji se razgrađuju do peptida u citosolnimproteazomima APĆ ( intraćelijski antigeni), povezuju se sa MHC molekulima I klase i prikazuju CD8+ T limfocitima, jer se CD8 molekul vezuje za α3 domen α lanca MHC I klase.

8. Prepoznavanje petid/MHC I kompleksa od strane CD8+T limfocita, odnosno peptid/MHC II kompleksa od strane CD4+ T limfocita, obezbeđuje najefikasniji vid imunog odgovora protiv intraćelijskih mikroorganizama (CD8+T limfociti CTL), odnosno ekstraćelijskihmikroorganizama (CD4+T limfociti Th).

9. Efektorski CTL ubijaju inficirane ćelije i tumorske ćelije; efektorski Th (helper) limfocitistimulišu makrofage da razgrade i eliminišu fagocitovane ekstraćelijske antigene i B limfocite da sintetišu antitela značajna u odbrani od ekstraćelijskih mikroorganizama.

PREPOZNAVANJE ANTIGENA USPECIFIČNOM (STEČENOM)

IMUNOM ODGOVORU:

• Receptori za antigen

•Nastanak repertoara receptora u odnosu na antigene

(repertoar specifičnosti)

RECEPTORI ZA ANTIGEN(molekuli koji prepoznaju Ag na

limfocitima)

-kakva je struktura receptora za Ag ?

- kako receptori prepoznaju Ag ?

Specifično prepoznavanje antigena vrše receptori za antigen na B i T limfocitima (BCR, TCR)

BCR i TCR imaju dve funkcije:

-da otkriju (vežu) antigen - da podstaknu odgovor limfocita za koje se vezao

antigen

BCR I TCR su klonalno raspoređeni:

jedan klon/ jedna specifičnost receptora/prepoznavanje jednog antigena

Ukupni repertoar specifičnosti limfocita (receptora) uodnosu na antigen je >109-1011

Iako klonovi limfocita prepoznaju različite antigene, proces aktivacije posredstvom receptora za antigen je uglavnom isti

OSOBINE I FUNKCIJA BCR i TCR

BCR i TCR prepoznaju hemijski različite strukture.

Raznolikost BCR i TCR je oko 109-1011 različitih antigenih struktura.

BCR i TCR molekuli formiraju regione/domene:

-varijabilni (V) regioni služe za prepoznavanje antigena; u okviru V regiona postoje hipervarijabilni regioni ili regioni koomplementarnosti koji su komplementarni strukturi antigena (kao kalup).

-konstantni (C) regioniomogućavaju strukturni integritet receptorskog molekula (TCR), odnosno služe za ostvarivanje efektorskih funkcija (Ig).

Shema preuzeta iz knjige Basic Immunology, Abbas i Lichtman, iskljućivo za potrebe predavanja

OSOBINE I FUNKCIJA BCR i TCR

BCR i TCR su nekovalentno povezani sa molekulima nepromenljive strukture čija je uloga prenos aktivacionog signala posle interakcije Ag:receptor; zajedno ovi molekuli čine BCR kompleks, odnosno TCR kompleks.

TCR postoji samo kao receptorna membrani T limfocita i nema drugu funkciju osim prepoznavanja antigena i aktivacije T ćelija.

BCR su antitela (imunoglobulini) vezani za membranu B limfocita; antitela postoje i kao sekretorni molekuli u telesnim tečnostima (humorima) gde služe kao efektorski molekuli humoralnog imunog odgovora (eliminacija antigena)

BCR KOMPLEKS

•Molekul antitela (imunoglobulina)

prepoznavanje antigena

•Nekovalentno vezani Igα i Igβ

prenos signala aktivacije

STRUKTURA ANTITELA

At je sastavljeno od dva identična teška (H) lanca i dva identična laka (L) lanca.

Na svakom od 4 lanca postoji po jedan varijabilni (V) region i jedan ili više konstantnih (C) regiona; trodimenzionalna struktura regiona čini odgovarajući domen antitela.

Veze između L i H lanaca i H i H lanaca su disulfidne

Svaki V region H i L lanaca sadrži po tri hipervarijabilna regiona (regioni komplementarnosti); najveću varijabilnost ima CDR3 koji jse nalazi na spoju V i C regiona; CDR3 u najvećoj meri učestvuje u vezivanju odgovarajućeg antigena.

Proteolitičkom razgradnjom At dobijaju se fragmenti:

-Fab fragment (Fragment antigen binding) vezivanje Ag


STRUKTURA ANTITELA

STRUKTURA ANTITELA

-Fc fragment (Fragment crystalline) : biološka aktivnost i efektorske funkcije antitela

Između Fab i Fc fragmenta nalazi se zglobni region fleksibilnost molekula At.

C terminalni delovi H lancamembranskih i sekretorni antitela se razlikuju: membranska imaju deo lanca za ugradnju u membranu B limfocita, a sekretorna imaju kratak “rep”

Postoji dva tipa L lanaca: κ i λ .Postoji pet tipova H lanaca: γ, α, μ, δ, ε na osnovu kojih se antitela dele na izotipove ili klase IgG, IgA, IgM, IgD, IgE.

Različiti izotipovi (klase) antitela imaju različite fizičko-hemijske osobine i različite biološke uloge

Izotip/ Podklasa At H lanac Koncentracija Poluživot Sekretorna Funkcije

Klasa At u serumu u serumu forma

(mg/ml) (dani)

IgA A1,A2 α1, α2 3.5 6 monomer Imunitet sluzica,

dimer mukusa, neonatalni

trimer pasivni imunitet

IgD nema δ tragovi 3 nema Receptor za Ag

na B limfocitima

IgE nema ε 0.05 2 monomer Reakcije rane

preosetljivosti

IgG IgG1-G4 γ1−γ4 13.5 23 monomer Opsonizacija, aktivacija komplemen.

ADCC, neonatalni

pasivni imunitet,

regulac. imun.odgov.

IgM nema μ 1.5 5 pentamer Receptor za Ag

na B limfocitima,

aktivacija komplemen.

Vezivanje antigena za antitelo

Antitela vezuju različite antigene: makromolekule (proteinske, neproteinske) i male molekule

Region za vezivanje antigena (paratop) formira ravnu površinu sposobnu da se prilagodi različitim oblicima antigena;

Veze Ag/At su reverzibilne, nekovalentne (vodonične, jonske).

Delovi antigena koje prepoznaju antitela zovu se epitopi (antigenske determinante); epitopi mogu biti linearni (sekvence), konformacioni (trodimenzionalni) ili neoepitopi (nastali pod uticajem fizičkih ili hemijskih agenasa).

Jačina veze između jednog mesta na antitelu koje vezuje antigen (paratop) i jednog epitopa antigena je afinitet.


Afinitet se izražava i kao konstanta disocijacije Kd; Kd je molarna koncentracija antigena potrebna da se veže za polovinu molekula antitela prisutnih u nekom rastvoru što je manja Kd, veći je afinitet.

Afinitet antitela je 106-109M, ali se on povećava do 108-1011M u sekundarnom imunom odgovoru afinitetno sazrevanje.

Antitelo (monomer, dimer, trimer, pentamer) može da veže 2-10 jednakih epitopa na antigenu pod uslovom da su epitopi dovoljno blizu jedan drugom. Ukupna jačina vezivanja svih paratopa i epitopa je aviditet.

Antitela stvorena protiv jednog antigena mogu da reaguju i sa drugim strukturno sličnim antigenom: ukrštena reaktivnost.

TCR KOMPLEKS

•TCR molekul


•CD3 molekul + ζ (ceta) lanci


•Koreceptorski molekuli CD4 i CD8

Heterodimer (α i β lanac).

Oba lanca imaju varijabilni (V) i konstantni (C) region.

Vα i Vβ sadrže po tri hipervarijabilna dela (regioni komplementarnosti),treći je najvarijabilniji.

TCR se ne stvara u sekretornoj formi i ne podleže afinitetnom sazrevanju.

Oba lanca (α i β) imaju ekstraćelijski deo, transmembranski i kratki citoplazmatski deo.

Preko 90% T limfocita ima TCRαβ, a oko 10% TCRγδ. TCRγδ+T limfociti su u najvećem broju prisutni u epitelu.


STRUKTURA TCR

Vezivanje antigena za TCR

TCR vezuje samo peptid/MHC kompleks

TCR prepoznaje samo 1-3 rezidue peptida vezanog za MHC molekul.

TCR prepoznaje samo nekoliko peptida složenog makromolekula: imunodominantni epitopi.

TCR prepoznaje istovremeno i polimorfne delove sopstvenog MHC molekula koji nosi peptid.

U prepoznavanju peptid/MHC kompleks ućestvuju Vα i Vβdomeni TCR



Sličnosti i razlike prepoznavanja antigena od strane BCR i TCR

NASTANAK REPERTOARA SPECIFIČNOSTI

ili

Kako nastaje tako veliki broj (>109) receptora za antigen

različite specifičnosti ?

NASTANAK I SAZREVANJE LIMFOCITA

Limfociti nastaju iz neopredeljenih matičnih ćelija kostne srži kao i druge krvne ćelije

Proces nastanka limfocita uključuje:

- proliferaciju nezrelih ćelija prekursora

- ekspresiju (ispoljavanje) receptora za antigen

- selekciju limfocita koji ispoljavaju “korisne” receptore

za antigen

Sazrevanje B limfocita se u potpunosti odvija u kostnoj srži, a T limfocita u timusu

1. PROLIFERACIJA: signali za proliferaciju i preživljavanje preko IL7R i intaktnih TCR ili BCR


2. EKSPRESIJA TCR ili BCR:TCR i BCR su proizvodi nekoliko genskih lokusa/segmenata koji se rekombinuju (preuređuju) tokom sazrevanja limfocita dajući receptore različitih specifičnosti za antigen. Ekspresija TCR i BCR različitih specifičnosti je najvažnije zbivanje tokom sazrevanja limfocita.

3. SELEKCIJA: U toku sazrevanja limfociti podležu selekciji (odabiru) kako bi se sačuvale korisne osobine.Pre-limfociti koji ne ispolje pre-receptor umiru.Nezreli T limfociti se odabiru tako da prepoznaju sopstvene MHC molekule (pozitivna selekcija).Nezreli T i B limfociti se takođe odabiru tako da ne prepoznaju sopstvene antigene visokim afinitetom (negativna selekcija) čime se uklanjaju potencijalno štetni autoreaktivni limfociti.

Najvažniji događaj tokom sazrevanja limfocta je rekombinacija

(preuređivanje) gena i ekspresija receptora za antigen

Kako nastaje različitost (>109) receptora za antigen (repertoar specifičnosti) ?

Repertoar se formira nasumičnim kombinacijama gena za antigenske receptore i nevezano sa prisustvom antigena

Nastanak repertoara omogućen je karakterističnom organizacijom i rekombinacijom gena za antigeske receptore

Genski lokusi strukturnih komponenti BCR i TCR nalaze se na različitim hromozomima.

U genomu matičnih ćelija lokusi su nepreuređeni (nearanžirani): svaki lokus sadrži veći broj (nekoliko stotina) gena varijabilnog (V) i jedan ili nekoliko gena konstantnog (C) regiona.Između V i C gena nalazi se nekoliko malih segmenata: J (joining, spajanje) i D (diversity, raznolikost). D segment se nalazi samo na lokusu teškog (H) lanca Ig i lokusu β TCR.

Usmeravanje sazrevanja progenitora ka limfocitima ( pro-limfociti) uključuje nasumičnu, slučajnu rekombinaciju jednog V gena sa jednim D i jednim J genom.: V-D-J rekombinacija. Rekombinacije se dešavaju pod uticajem V(D)J rekombinaza.

Preuređen V-D-J kompleks povezuje se sa najbližim C genom i formira se V-D-J-C mRNK odgovorna za sintezu jednog lanca receptora za Ag (stadijum pre-limfocita).


Zatim počinju da se preuređuju geni za drugi lanac receptora za antigen po istom principu. Sintetiše se kompletan receptorski molekul BCR ili TCR i ispoljava na membrani B, odnosno T limfocita (stadijum nezrelih limfocita)

* * * *

Raznolikost secifičnosti receptora za antigen (>109) rezultat je:

• raznolikosti kombinacija V-D-J segmenata gena (zavisi od broja gena u segmentima) i

• raznolikosti povezivanja V-D, D-J

1. Sazrevanje B limfocita odvija se u celini u kostnoj srži. Neopredeljena matična ćelija pod uticajem IL-7 daje veliki broj pro-B ćelija. Geni za BCR su nearanžirani u ovim ćelijama, mada u pro-B ćelijama započinje rearanžman V-D-J gena teških (H) lanaca.

2. Iz pro-B ćelija nastaju pre-B ćelije u kojima je došlo do preuređenja gena za Hμ lanac Ig. Μ lanac se nalazi u citoplazmi pre-B ćelija ili se ispoljava na membrani zajedno sa nepreuređenim (surogatnim) L lancem: pre-B receptor za antigen. Ovaj receptor omogućava preživljavanje i proliferaciju ćelija, a ćelije koje ne ispolje pre-B receptor umiru prva kontrola. Signali preko pre-B receptora utiču na zaustavljanje rekombinacije gena H lanca na drugom hromozomu (isključivanje alela) i podsticanje rekombinacije gena κ ili λ L lanaca.


SAZREVANJE I SELEKCIJA B LIMFOCITA

SAZREVANJE I SELEKCIJA B LIMFOCITA3. Iz pre-B ćelija nastaju nezrele B ćelije koje stvaraju kompletan membranski IgM receptor (BCR)

(Hμ + Lκ ili Lλ). Ovaj receptor ponovo omogućava preživljavanje i proliferaciju ćelija i zaustavlja rekombinaciju gena drugog L lokusa (jedna B ćelija i njeni potomci stvaraju samo κ ili samo λlake lance) druga kontrola. Ako nezreli B limfocit veže pomoću mIgM (BCR) antigen visokim afinitetom, zaustavlja se dalje sazrevanje ove ćelije (negativna selekcija). Ćelija ili umire apoptozom ili reaktivira enzime jedra da preurede drugi L lanac i tako izmene specifičnost BCR (reprogramiranje receptora). Procesom negativne selekcije se uklanjaju potencijalno štetne autoreaktivne B ćelije.

4. Iz nezrelih B ćelija nastaju zreli B limfociti na čijoj membrani su ispoljeni istovremeno IgM i IgD BCR. Sinteza druge klase imunoglobulina iste specifičnosti za antigen omogućena je alternativim spajanjem prethodno rekombinovanog V-D-J segmenta sa Cδ na nivou mRNK. Samo B limfociti koji istovremeno ispoljavaju IgM i IgD receptore su sposobi da odgovore na antigen.

SAZREVANJE I SELEKCIJA T LIMFOCITA1. Iz neopredeljenih matičnih ćelija kosne srži nastaju opredeljene ćelije T limfocitne loze, pro-T ćelije, koje su “dvostruko negativne” CD4-CD8-. Pro-T ćelije migriraju iz kosne srži u timus gde se odvija kompletno sazrevanje T limfocita. Pod dejstvom IL-7 ove ćelije proliferišu i u njima se dešava V-D-J rekombinacija gena TCRβ lokusa.

2. Na pre-T ćelijama se ispoljava β lanac TCR zajedno sa nearanžiranim α lancem: pre-TCR. Preko pre-TCR se prenose signali koji obezbeđuju preživljavanje i proliferaciju ćelija, isključivanje alela TCRβ na drugom hromozomu i rearanžman gena TCRα lokusa. Pre-T ćelije koje ne ispolje kompletan β lanac TCR umiru.


SAZREVANJE I SELEKCIJA T LIMFOCITA

SAZREVANJE I SELEKCIJA T LIMFOCITA

3. Iz pre-T ćelija nastaju nezreli T limfociti koji su “dvostruko pozitivni” CD4+CD8+ i koji ispoljavaju kompletan TCRαβ. Nezreli T limfociti koji u timusu prepoznaju niskim afinitetomsopstvene peptide u kompleksu sa sopstvenim MHC molekulima klase I ili II preživljavaju (pozitivna selekcija), dok limfociti koji visokim afinitetom prepoznaju sopstveni peptid/sopstveni MHC kompleks umiru apoptozom (negativna selekcija). Negativnom selekcijom se uklanjaju potencijalno štetni autoreaktivni T limfociti.

4. U toku procesa pozitivne selekcije nezreli T limfociti koji niskim afinitetom prepoznaju sopstveni peptid/sopstveni MHC klase I gube CD4 molekul, a limfociti koji prepoznaju sopstveni peptid/MHC klase II gube CD8 molekul. Tako nastaju zreli T limfociti koji su “jednostruko pozitivni” ili CD4+ ili CD8+. Ove dve populacije limfocita su funkcionalno različite.

Imuni odgovor

Urođeni (prirodni, nespecifični) imunitet

Stečeni (adaptivni, specifični) imunitet:

humoralni

celularni

aktivni, pasivni (prirodni, veštački)

Faze imunog odgovora: prepoznavanje, aktivacija, efektorska faza, zaustavljanje

Ćelije imunog sistema: limfociti, APC(DC), NK, makrofagi, neutrofili

Organi: centralni (primarni, generativni), periferni (sekundarni)

Tkiva: GALT, BALT, difuzna

Specifični imuni odgovor na proteinske antigene započinje interakcijom:

Ag peptida

MHC molekula

TcR

Transport, obrada, prezentacija proteinskih antigena: ekstraćelijski antigeniintraćelijski antigeni

Ag peptid/MHC I...................CD8+ T limfocitiAg peptid/MHCII...................CD4+ T limfociti

Struktura i distribucija MHC I i MHC II

Receptori za antigen BcR i TcR ( BcR i TcR kompleks)

BcR i TcR prepoznaju različite hemijske prirode i oblike antigena

BcR: membranski imunoglobulin (antitelo)- struktura antitela- funkcionalni domeni At- klase At- interakcija Ag (epitopa) i At (paratopa)

TcR: - struktura- funkcionalni domeni- interakcija sa Ag peptid/MHC kompleksom

Nastanak repertoara specifičnosti (antigenski repertoar) - struktura i preuređenje (rearanžman) gena za BcR i TcR

- mehanizmi raznolikosti- selekcija limfocita

PODSETNIK:

1. Specifićno prepozavanje antigena vrše receptori za antigen na T i B limfocitima(TCR i BCR)

2. TCR i BCR imaju dve funkcije: da vežu antigen i da započnu aktivaciju limfocita

3. TCR i BCR su klonalno raspoređeni

4. BCR predstavlja membransku formu imunoglobulina (antitela)

5. TCR je heterodimer (α/β ili u manjem procentu γ/δ)

6. Varijabilni regioni TCR i BCR služe za prepoznavanje antigena, a konstantni regioničuvaju strukturni integritet TCR, odnosno služe za ostvarivanje brojnih efektorskih funkcija antitela

7. TCR postoji samo kao receptor na membrani T limfocita; BCR postoji kao membranska forma antitela (imunoglobulina) i kao sekretorni molekul u telesnim tečnostima

8. BCR kompleks se sastoji iz molekula antitela (prepoznavanje antigena) i nekovalentno vezanih Igα i Igβ (prenos signala aktivacije)

9. TCR kompleks se sastoji iz TCR (prepoznavanje antigena) i nekovalentno povezanih CD3 molekula i ζ lanaca (prenos signala aktivacije); koreceptorski molekuli CD4 i CD8

10. Struktura antitela i TCR

11. Klase antitela i njihova funkcija

12. Vezivanje antitela za antigen: paratopi, epitopi; afinitet i aviditet antitela

13. Raznolikost TCR i BCR (repertoar specifičnosti, antigenski repertoar 109- 1011) omogućena je jedinstvenom organizacijom i načinom preuređenja (rekombinacije) gena za TCR i BCR tokom sazrevanja limfocita; procesi preuređenja gena dešavaju se nezavisno od uticaja antigena

14. Sazrevanje limfocita uključuje:

proliferaciju ćelija prekursora

ispoljavanje receptora za antigen

selekciju (pozitivnu i negativnu) limfocita koji ispoljavaju “korisne” receptore

IMUNI ODGOVOR T LIMFOCITA-CELULARNI IMUNI ODGOVOR:

Nastanak efektorskih T limfocita

Faze :1. Prepoznavanje antigena2. Aktivacija T limfocita3. Proliferacija T limfocita (ekspanzija klona)4. Diferencijacija naivnih T limfocita u

efektorske ćelije

Suština T-ćelijskog (celularnog) imunog odgovora je:

1. Odbrana organizma od infekcija intracelularnim mikroorganizmima (neke bakterije, gljivice, protozoe, virusi) koji su:

fagocitovani, ali su rezistentni prema proteolitičkim enzimima fagolizozoma;

izašli iz fagozoma i preživljavaju/umnožavaju se u citoplazmi inficiranih ćelija;

sposobni da se umnožavaju u citoplazmi inficirane ćelije ili se njihova DNK integriše u genom ćelije domaćina (virusi)

2. Pomoć B limfocitima da stvore antitela

T-odgovor

T- odgovor

A. Neki fagocitovani (ekstraćelijski) mikroorganizmi mogu preživljavati u fagolizozomima jer su rezistentni na lizozomne enzime, ili mogu izaći iz vezikula u citoplazmu gde takođe preživljavaju.

B. Virusi mogu inficirati rezličite ćelije i razmnožavati se u njihovoj citoplazmi; neki virusi izazivaju latentne infekcije u kojima inficirane ćelije proizvode proteine virusa


FazeA

“Naivni” T limfociti prepoznaju antigeni peptid/MHC kompleks ispoljen na membrani APC (prvi signal aktivacije). Za potpunu aktivaciju T limfocita potrebni su i dodatni kostimulacioni signali koji obezbeđuju drugi signal aktivacije.

Istovremeno sa prepoznavanjem antigena, “naivni” T limfociti primaju i signale koji potiču od samog mikroorganizma ili komponenti nespecifičnog imunog odgovora na infekciju. Rezultat ovih stimulacija je da “naivni” T limfociti počinju da proizvodecitokine koji stimulišu njihovu proliferaciju. Umnožavanje T limfocita specifičnih za dati antigeni peptid je klonalna ekspanzija.

Deo aktivisanih T limfocita se transformiše (diferencijacija) od “naivnih” u efektorske T ćelije, a deo u memorijske T ćelije.


FazeB

Procesi prepoznavanja antigena, aktivacije, klonalne ekspanzije i nastanka efektorskih T limfocita odvijaju se u perifernom limfoidnom tkivu.

Efektorske T ćelije napuštaju periferno limfoidno tkivo i migriraju do bilo kog mesta u organizmu koje je inficirano, gde uklanjaju mikroorganizam. Nakon obavljene funkcije, efektorske ćelije umiru, a imuni sistem se vraća u stanje mirovanja (imuni odgovor se prekida).

Deo aktivisanih T limfocita se razvija u memorijske T ćelije koje dugo žive (meseci, godine), funkcionalno su neaktivne i neprestano recirkulišu kroz organizam spremne da brzo reaguju pri ponovnom kontaktu organizma sa istim mikroorganizmom.

Aktivacija

Početak T-ćelijskog odgovora zahteva višestruke interakcije različitih molekula na membranama T limfocita i APC. Svi ovi molekuli, izuzev TCR, zajednički se zovu akcesorni molekuli.

U funkcionalnom smislu, akcesorni molekuli se mogu podeliti u 3 kategorije:

- Koreceptorski molekuli: CD4, CD8;

- Molekuli za prenos signala: CD3, ζ lanci, CD4, CD8, CD28, CTLA-4:

- Adhezioni molekuli: CD4, CD8, LFA-1, VLA-4

Akcesorni molekuli na T limfocitima reaguju sa odgovarajućim ligandima na APC


Aktivacija

TCR i koreceptori (CD4 ili CD8) zajedno prepoznaju peptid/MHC kompleks na APC prvi signal aktivacije.

TCR prepoznaje peptid i rezidue MHC molekula koje su oko žleba za vezivanje peptida, dok CD4, odnosno CD8 molekuli prepoznaju mesta na MHC molekulu klase II, odnosno klase I koja su izvan žleba za smeštanje peptida.

Potrebno je da se dva ili više TCR i koreceptora (CD4 ili CD8) istovremeno poveže sa peptid/MHC kompleksom kako bi se pokrenula aktivaciona kaskada.

Funkciju prenosa prvog signala aktivacije imaju CD3 i ζ lanci (ulaze u sastav TCR kompleksa) i koreceptori CD4 ili CD8.

KORECEPTORSKI MOLEKULI


Aktivacija

ADHEZIONI MOLEKULI

Interakcija adhezionih molekula na T limfocitima sa odgovarajućim ligandima na APC ima za cilj da stabilizuje, učvrsti vezu T ćelija: APC i time omogući uspostavljanje aktivacionih signala.

Najznačajniji adhezioni molekuli pripadaju grupi heterodimernih proteina –integrina. Integrin LFA-1 (limfocitni funkcioni antigen-1), koji je ispoljen na T limfocitima, reaguje sa ICAM-1 (intercelularni adhezioni molekul-1), koji je ispoljen na APC.

Integrini su značajni i za usmereno kretanje efektorskih T ćelija iz cirkulacije do mesta infekcije

Aktivacija

KOSTIMULACIONI MOLEKULI

Za potpunu aktivaciju T limfocita neophodna su dva signala: prvi signal se ostvaruje posredstvom TCR kompleksa/koreceptora, a drugi signal posredstvom kostimulacionih molekula.

Prvu grupu kostimulatora čine CD28 molekul na T limfocitima i ligandi B7-1 (CD80) i B7-2 (CD86) na APC.

Drugu grupu kostimulatora čine CD40L (ligand) na T limfocitima i CD40 molekul na APC. Interakcija CD40:CD40L ne

aktiviše direktno T limfocit, već stimuliše APC da ispolji više B7 molekula i da sekretuje citokine

Ako izostane interakcija CD28:B7, signal preko TCR nije dovoljan za aktivaciju T ćelija, čak može da nastane dugotrajna tolerancija (nereaktivnost) antigen-specifičnih T ćelija.


Aktivacija

KOSTIMULACIONI MOLEKULI

I za potpunu aktivaciju CD8+ T limfocita neophodan je drugi signal aktivacije koji obezbeđuju kostimulatori.

Ako je kompleks peptid/MHC I ispoljen na membrani APC, ove ćelije obezbeđuju i kostimulaciju T limfocita.

Ako je kompleks peptid/MHC I ispoljen na membrani bilo koje ćelije u organizmu, takve ćelije ne obezbežuju kostimulaciju T limfocita. U tom slučaju, CD4+T limfociti (Th ili pomoćnici) iz okoline inficirane ćelije mogu da stvaraju citokine ili druge molekule preko kojih obavljaju kostimulaciju antigen-specifičnih CD8+ T limfocita.


Aktivacija

Značaj kostimulacije:Bez kostimulacije nema T-ćelijskog odgovora

Vakcine koje sadrže proteinske antigene moraju da sadrže i adjuvanse (supstance koje indukuju ekspresiju kostimulatora na APC i sekreciju citokina)

Stimulacija ekspresije kostimulatora je značajna u savremenim terapijskim strategijama tumora

Blokiranje ekspresije i funkcije kostimulatora je značajno u savremenim terapijskim strategijama autoimunih bolesti i odbacivanja transplantiranih organa

AktivacijaA

BIOHEMIJSKI PUTEVI SIGNALA AKTIVACIJE T LIMFOCITA

Prilikom prepoznavanja kompleksa peptid/MHC, veći broj TCR i koreceptora (CD4 ili CD8) se grupiše na membrani T limfocita. Grupisanje CD4 ili CD8 dovodi do ativacije enzima protein tirozin kinaze Lck.

Lck fosforiliše tirozinske rezidue ITAM (imunoreceptor tirozinske aktivacione sekvence) citoplazmatskih delova CD3 i ζlanaca TCR kompleksa.

Fosforilisane ITAM sekvence z lanaca vezuju tirozin kinazu ZAP-70 (ζ associated protein-70kD).

Aktivisani ZAP-70 aktiviše brojne adapterske proteine i enzime koji prenose signal aktivacije. Dva najvažnija puta prenosa signala su:

•Ca-NFAT put (nuklearni faktor aktivisanih T)

•Ras-MAP putShema preuzeta iz knjige Basic Immunology, Abbas i Lichtman, isključivo za potrebe predavanja

AktivacijaB


Ca-NFAT put započinje tako što ZAP-70 vrši aktivaciju PLC (fosfolipaza C). PLC deluje na membranske IP (inozitol fosfolipidi) cepajući ih na IP3 (inozitol trifosfat) i DAG (diacilglicerol.

- IP3 stimuliše porast Ca++ jona koji se vezuju za protein kalmodulin. Ca++kalmodulin aktiviše kalcineurin, a ovaj vrši defosforilaciju citosolnog transkripcionog faktora NFAT. Defosforilisani NFAT migrira u jedro gde aktiviše promotore gena za IL-2 i IL-2R (lek ciklosporin inhibira aktivnost kalcineurina i tako sprečava produkciju citokina; primena leka u transplantaciji i autoimunim bolestima)

- DAG aktiviše PKC (protein kinaza C), koja aktiviše NF-kB (nuklearni faktor-κB); aktivisani NF-κB odlazi u jedro gde aktiviše transkripciju nekoliko gena.

AktivacijaC


Ras-MAP kinaza put uključuje Ras protein koji postaje biološki aktivan kada se veže za GTP (guanozin trifosfat), nekoliko adapter proteina i kaskadu enzima nazvanih MAP kinaze (mitogen aktivacioni protein).

Aktivisane MAP kinaze fosforilišu protein c-Jun. Vezivanjem c-Jun za c-Fosomogućena je aktivacija transkripcionog faktora AP-1 (aktivacioni protein-1) koji stimuliše transkripciju nekoliko T-ćelijskih gena.

Odgovor T limfocita na stimulaciju antigenom (prvi signal) i kostimulatorima (drugi signal) je:

Sinteza i sekrecija različitih citokina

Proliferacija T limfocita specifičnih za taj antigen (klonalna ekspanzija)

Diferencijacija antigen-specifičnih T limfocita u efektorske ili memorijske T ćelije

OPŠTE OSOBINE CITOKINA

Osobina Mehanizam

Proizvode se povremeno kao odgovor na TCR signal i kostimulacija indukuju transkripciju antigen gena

Obično deluju na istu ćeliju koja ih je Posle aktivacije T ćelija, dolazi do ekspresije i produkovala (autokrino) ili na okolne citokina i njihovih receptora ćelije (parakrino)

Pleiotropizam: jedan citokin ima različite Različite ćelije ispoljavaju receptore za jedan biološke efekte citokin

Različiti citokini mogu imati isti ili sličan Različiti citokini korste iste puteve za prenos biološki efekat signala

BIOLOŠKI EFEKTI NEKIH T-ĆELIJSKIH CITOKINA

Citokin Najvažniji efekat Ćelije koje ga stvaraju

IL-2 Stimuliše proliferaciju T ćelija CD4+ i CD8+ T ćelije

IL-4 Sinteza IgE CD4+ T ćelije, mast ćelije

IL-5 Aktivacija eozinofila CD4+ T ćelije, mast ćelije

IFN−γ Aktivacija makrofaga CD4+ i CD8+T ćelije, NK

TGF-β Inhibicija aktivacije T ćelija CD4+ T ćelije i razne druge ćelije

A

B

Proliferacija

Prvi citokin koji stvaraju aktivisani CD4+T limfociti je IL-2 (1-2 sata posle aktivacije); istovremeno sa sintezom IL-2, sintetiše se i treći lanac IL-2R, čime ovaj receptr stiče visoki afinitet vezivanja liganda, tj. IL-2.

IL-2 deluje pre svega na T limfocit koji ga je stvorio (autokrino) podstičući deobu ćelije (IL-2 se jošzove i T-ćelijski faktor rasta).

CD8+T limfociti koji su prepoznali antigen, nemaju sposobnost da sekretuju velike količine IL-2; zato IL-2 koji sekretuju antigen-specifične CD4+T ćelije može da izazove i proliferaciju antigen-specifičnih CD8+T ćelija (parakrino dejstvo)


Proliferacija

1-2 dana posle aktivacije, T limfociti počinju da proliferišu; rezultat je umnožavanje T limfocita specifičnih za antigen koji ih je aktivisao: klonalna ekspanzija.

Proliferacija antigen-specifičnh T limfocita posle aktivacije je intenzivna.Na primer, broj “naivnih” CD8+T limfocita specifičnih za neki antigen virusa je 1 na 105-106 svih limfocita u organizmu; nedelju dana nakon infekcije tim virusom, broj antigen-specifičnih CD8+T limfocita dostiže 10-20% svih limfocita (povećanje broja preko 10000 puta, ili na svakih 6 sati broj ovih ćelija se udvostručuje). Antigen-specifični CD4+T limfociti se umnožavaju u nešto manjoj meri (100-1000 puta). Razlog za različiti nivo klonalne ekspanzije CD4+ i CD8+T limfocita verovatno leži u različitoj funkciji ovih ćelija: CD8+ T limfociti diferenciraju u citotoksične T limfocite (CTL) koje imaju direktno efektorsko dejstvo (ubijaju inficiranu ćeliju), dok CD4+ T limfociti diferenciraju u ćelije koje sekretuju citokine i posredstvom ovih molekula aktiviraju druge efektorske ćelije da uklone mikroorganizam (npr., makrofage).

Prilikom infekcije mikroorganizmom koji sadrži veći broj antigenih molekula, broj antigen-specifičnih klonova koji se umnožava je 1-5, tj. znatno manji nego što taj mikroorganizam sadrži antigena. Ovi klonovi limfocita su specifični prema imunodominantnim peptidima tog mikroorganizma.

Efektorske ćelije

Uporedo sa klonalnom ekspanzijom, dešava se i diferencijacija antigen-specifičnih T ćelija u efektorske T ćelije; prve efektorske ćelije se javljaju 3-4 dana od infekcije.

Diferencijacija u efektorske ćelije podrazumeva sticanje sposobnosti T limfocita da sintetišu različite citokine (Th i CTL), ili proteolitičke proteine (CTL).

Efektorske ćelije napuštaju periferne limfoidne organe i upućuju se na mesto infekcije. Tamo ponovo prepoznaju antigen koji je stimulisao njihov nastanak i brzo reaguju kako bi taj antigen eliminisale.

Efektorske ćelije/CD4+

CD4+Th ćelijeodgovaraju na antigen tako što ispoljavaju neke molekule na membrani i proizvode sekretorne molekule-citokine.

Najvažniji membranski molekul je CD40L. Ovaj molekul se vezuje za CD40 molekul koji je ispoljen na membrani APC (makrofage, DC, B limfociti); rezultat interakcije CD40L:CD40je aktivacija APC. Aktivisane makrofage ubijaju fagocitovane mikroorganizme, dok aktivisani B limfociti sekretuju antitela koja neutrališu i eliminišu antigen.

Zašto CD4+Th limfociti u nekim slučajevima aktivišu makrofage, a u drugim B limfocite?

Efektorske ćelije/CD4+Tokom diferencijacije CD4+T ćelija u efektorske Th ćelije, mogu nastati dve podgrupe Th ćelija: Th1 i Th2,koje stvaraju različite citokine i imaju različite efektorske funkcije.

Th1 ćelije stvaraju IFN-γ i stimulišu ubijanje mikroorganizama putemfagocitoze

Th2 ćelije stvaraju IL-4 koji stimuliše stvaranjeIgE antitela i IL-5 koji aktivira eozinofile, što je značajno za ubijanje mikroorganizama (helminti) posredstvomeozinofilnih granulocita

Citokini porekla Th1 ćelija imaju antagonističko dejstvo u odnosu na citokine Th2 ćelija i brnuto:

Th1/Th2 dihotomija


U kom pravcu će se diferencirati Th ćelije (Th1 ili Th2) tavisi od vrste stimulusa koje tokom diferencijacije prima CD4+T ćelija:

Ako na aktivisane CD4+T limfocite deluje IL-12 (stvaraju ga APC u odgovoru na mikroorganizme (bakterije ili viruse), nastaće Th1 efektorske ćelije.

Ako APC ne stvaraju IL-12 u odgovoru na mikroorganizme (helminti), tada T ćelije (ili neke druge ćelije?) same stvaraju IL-4i usmeravaju diferencijaciju u pravcu Th2 efektorskih ćelija.


CD8+ T limfociti aktivisani antigenom i kostimulatorima ili citokinima koje proizvode Th ćelije diferenciraju se u citotoksične T limfocite (CTL).

CTL direktno ubijaju inficiranu ćeliju koja nosi taj antigen.

CTL ubijaju inficirane ćelije tako što luče proteine koji prave pore na membrani i indukuju fragmentaciju DNK inficirane ćelije. Inficirana ćelija umire putem programirane ćelijske smrti (apoptoze)

EFEKTORSKI MEHANIZMI ĆELIJSKOG IMUNITETA

Specijalizovani imuni mehanizmi čija je funkcija eradikacija intracelularnih mikroorganizmama

Posredovani efektorskim T-limfocitima

Antitela ne mogu eliminisati intracelularne mikroorganizme

?Kako efektorski T-limfociti pronalaze intracelularne

mikroorganizme na bilo kom mestu u organizmu ?

Kako efektorski T-limfociti eliminišu infekcije izazvane intracelularnim mikroorganizmima ?

Ćelijski imunitet prema intracelularnim mikroorganizmima

• U eliminaciji različitih tipova intracelularnih mikroorganizmama učestvuje dva tipa ćelijskog imuniteta

• CD4+ efektorski T-limfociti (TH1 subpopulacija) prepoznaju antigene mikroorganizama koji su endocitovani od strane fagocita

• Aktivirani CD4+ efektorski T-limfociti sekretuju citokine koji aktiviraju makrofage i stimulišu inflamaciju

• Aktivirani makrofagi ubijaju fagocitovane mikroorganizme

• CD8+ efektorski T-limfociti prepoznaju antigene na inficiranim ćelijama.

• Aktivisani CD8+ efektorski T-limfociti ubijaju inficirane ćelije

• Antigeni intracelularnih mikroorganizma se mogu naći u vezikulama (egzogeni put prerade i asocijacija sa MHC molekulima II klase) ili u citoplazmi (endogeni put prerade i asocijacija sa MHC molekulima I klase)

• Patogeni mikroorganizmi koji inficiraju i preživljavaju u ćelijama domaćina su:

1) brojne bakterije i neke protozoe koje nakon ingestije preživljavaju u vezikulama izbegavajući fuziju sa lizozomima ili delovanje proteolitičkih supstanci;

2) virusi koji inficiraju fagocitne i nefagocitne ćelije i preživljavaju u citoplazmi zaraženih ćelija

Migracija naivnih i efektorskih T-limfocita

• Naivni T-limfociti migriraju iz krvi u limfni čvor posredstvom postkapilarnih venula HEV-a• Migracija (“homing”) se odvija interakcijom L-selektina (CD62L) na naivnim T-limfocitima sa odgovarajućim ligandima (vaskularni adresini) na endotelnim ćelijama HEV-a• Aktivisani T-limfociti (uključujući i efektorske T-limfocite) napuštaju limfni čvor preko eferentnih limfatičkih sudova, a zatim preko ductus thoracicus-a odlaze u krv; Iz krvi u periferna tkiva (mesta infekcije, inflamacije)• Aktivisani T-limfociti i efektorski T-limfociti ispoljavaju adhezivne molekule (ligand za E- ili P- selektin, aktivisanu formu LFA-1 i VLA-4), koji im omogućavaju migraciju u periferna tkiva. Istovremeno oni gube L-selektin zbog čega im je onemugućena ponovna migracija (recirkulacija) u limfni čvor

Migracija naivnih i efektornih T-limfocita

• Endotelne ćelije malih krvnih sudova na mestu infekcije (inflamacije) ispoljavaju adhezivne molekule (E- i P- selektin, ICAM-1, VCAM-1) koji se vezuju za odgovarajuće molekule na aktivisanim ili efektorskim T-limfocitima• Ekspresija adhezivnih molekula na endotelu je pod uticajem TNF-α i IL-1, koje produkuju tkivni makrofagi u toku nespecifičnog imunog odgovora na mikroorganizme prodrle u tkivo• E- i P- selektin u interakciji sa odgovarajućim ligandima omogućuju početnu slabu adheziju (kotrljanje) limfocita• Interakcija LFA-1\ICAM-1 i VLA-4\VCAM-1 omogućuje čvrstu vezu i sledstvenu transmigraciju• Transmigracija se odvija pod uticajem hemokina koje produkuju leukociti na mestu inflamacije i endotelne ćelije ili hemokina koji su vezani za endotelne ćelije.

• Efektorski T-limfociti migriraju na mesta infekcije koristeći receptore koji prepoznaju ligande ispoljene na endotelu pod uticajem citokina produkovanih u toku nespecifičnog imuniteta na mikroorganizme• Naivni T-limfociti nemaju ispoljene receptore za ove ligande i zbog toga ne mogu da migriraju na mesto infekcije• T-limfociti koji prepoznaju antigene mikroorganizama se zadržavaju u tkivu posredstvom adhezionih interakcija (interakcija VLA-4 integrina safibronektinom, komponentom venćelijskog matriksa)• Aktivisani, antigen-specifični T-limfociti koji su zadržani na mestu infekcije obavljaju efektorske funkcije• Aktivisani T-limfociti koji nisu specifični za antigene mikroorganizama napuštaju mesto infekcije preko limfatičkih sudova i vraćaju se u cirkulaciju

EFEKTORSKE FUNKCIJE CD4 LIMFOCITA

TH1 subpopulacija efektorskih CD4+ T-limfocita aktivira makrofage koji su predhodno fagocitovali mikroorganizme

Aktivacija makrofaga je posredovana citokinima i direktnim kontaktima

Aktivisani makrofagi povećavaju mikrobicidnu aktivnost i sposobnost ubijanja fagocitovanih mikroorganizama

Idenični mehanizmi i reakcije se odigravaju nakon ubrizgavanja mikrobskih proteina u kožu individue koja je predhodno imunizovana tim mikrobom (prethodna infekcija ili vakcinacija)

Morfološke karakteristike reakcije kasne preosetljivosti

• Nakon intradermalnog ubrizgavanja antigena sa kojim je organizam ranije bio u kontaktu javlja se reakcija kasne preosetljivosti (RKP)• RKP se manifestuje 24-48 časova nakon ubrizgavanja antigena, a karakteriše se otokom, crvenilom i otvrdnućem (induracijom)• U RKP najčešće se primenjuje PPD (purifikovani protein iz Mycobacteria) radi procene specifičnog imuniteta prema tuberkulozi• Histološka karakteristika RKP je prisusvo perivaskularnih ćelijskih infiltrata sastavljenih od limfocita, monocita i makrofaga, edem i nakupljanje fibrina• Ove patohistoloke promene su posledica migracije CD4+ T-limfocita u tkivo, migracije monocita u tkivo i njihove transformacije u makrofage kao i oštećenja tkiva produktima aktivisanih makrofaga

AKTIVACIJA MAKROFAGA POMOĆU T-LIMFOCITA

Ćelijski imunitet je od ključnog značaja za eliminaciju intracelularnih mikroorganizama kada:

sami makrofagi nisu aktivirani mikroorganizmima (neefikasan urođeni imunitet)

patogeni mikroorganizmi izbegavaju odbrambene mehanizme urođenog imuniteta

Dodatna aktivacija makrofaga pomoću T-limfocita je praćena:eliminacijom intracelularnih mikroorganizama i brzom

rezolucijom infekcijeili pod izvesnim uslovima

hroničnom inflamacijom po tipu RKP i formiranjem granuloma kao i oštećenjem tkiva izazvanog toksičnim produktima makrofaga

Granulom čini kolekciju aktiviranih limfocita i makrofaga u nekrotičnom tkivu koje kasnije fibrozira zbog proliferacije fibroblasta i produkcije kolagena

Povećana ekspresija MHC molekula i kostimulatora (B7 molekula)

Tkivni makrofagi fagocituju mikroorganizme. U fagolizozomima dolazi do prerade proteinskih antigena do peptida koji se zatim ispoljavaju na membrani makrofaga u kompleksu sa MHC molekulima II klase

Efektorski T-limfociti (koji u kontaktu sa makrofagom postaju TH1 ćelije) prepoznaju antigenske peptide i bivaju aktivirani

Aktivirani TH1 limfociti ispoljavaju CD40L (CD154) i sekretuju citokine (IFN-γ)

Vezivanjem CD40L za CD40 na membrani makrofaga omogućava se aktivacija makrofaga u bliskom kontaktu sa efektorskim TH1 limfocitima.

Povećana ekspresija MHC molekula i kostimulatora (B7 molekula)

Vezivanjem IFN-γ za IFN-γ receptor na makrofagu dolazi do amplifikacije aktivacijskog signala indukovanog posredstvom CD40-CD40L

Oba aktivaciona signala dovode do sinteze transkripcionih faktora koji aktiviraju gene za lizozomalne proteaze, NO-sintazu i enzime koji sintetišu kiseoničke radikale (ROI)

Ovi enzimi dovode do ubijanja fagocitovanih mikroorganizama

Aktivirani makrofagi sekretuju citokine (TNF- α, IL-1 i hemokine) koji indukuju inflamaciju i citokine koji aktiviraju T-limfocite (IL-12)

IL-12 povećava ekspresiju MHC molekula II klase i kostimulatora (B7 molekuli) čime se obezbeđuje dodatna stimulacija T-ćelijskog imunog odgovora

OSTALE FUNKCIJE AKTIVISANIH EFEKTORSKIH CD4+ T-LIMFOCITA

Produkcija TNF-α koji stimuliše:- produkciju hemokina- ekspresiju adhezivnih molekula na endotelu

Dodatna mobilizacija T-limfocita i leukocita (neutrofili i monociti) na mesto infekcije i pospešivanje eradikacije infekcije

Pomoć CD8+ T-limfocitima za diferencijaciju u aktivirane citolitičke T-limfocite

Pomoć B-limfocitima za diferencijaciju u plazmocite

FUNKCIJA CD8+ T-LIMFOCITA U AKTIVACIJI MAKROFAGA

Makrofage mogu aktivisati i CD8+ T-limfociti sličnim mehanizmima kao i CD4+ T-limfociti.

CD8+ T-limfociti prepoznaju na makrofagama antigenske peptide u sklopu MHC molekula I klase

- peptide produkovane od proteina iz citoplazme- peptide koji potiču od fagocitovanih mikroba (mehanizam ukrštene prezentacije)

Aktivacija makrofaga se odvija aktivacijom CD40-CD40L i IFN-γ-IFN -γ receptor interakcijama

Dvosmerna komunikacija između T-limfocita i makrofaga je odličan primer povezanosti urođenog i stečenog imuniteta

Makrofagi koji su stimulisani procesom fagocitoze mikroorganizama produkuju IL-12

IL-12 stimuliše diferencijaciju naivnih CD4+ T-limfocita i njihovu diferencijaciju u TH1 subpopulaciju efektorskih ćelija koje sekretuju IFN-γ.

IFN-γ aktivira makrofage koji zatim ubijaju fagocitovane mikroorganizme

KAKVA JE ULOGA TH2 LIMFOCITA U ĆELIJSKOM IMUNITETU?TH2 limfociti produkuju IL-4, IL-5, IL-10, IL-13.IL-4 stimuliše produkciju IgE, a IL-5 aktivira eozinofile, važne komponente u odbrani od

infekcije helmintimaIL4, IL-10, IL-13 inhibiraju aktivaciju makrofaga, čime se zaustavlja RKP i ograničava

oštećenje tkiva izazvano protektivnim imunim odgovorom posredovanim TH1 limfocitima Balans između TH1 i TH2 limfocita može da odredi ishod infekcije. Prikazani su neki

karakteristični primeri

EFEKTORSKE FUNKCIJE CD8+ T-LIMFOCITAEfektorski CD8+ T-limfociti vrše citolizu ciljnih ćelija i zato se zovu

citotoksični (citolitički) T-limfociti (CTL)

Mete citolitičkih T-limfocita su sopstvene ćelije koje ispoljavaju strane antigenske peptide u sklopu MHC molekula I klase ili alogene ćelije (transplantacija)

Antigenski peptidi potiču od proteina iz citoplazme (npr. virusni proteini) ili iz vezikula (fagocitovani mikroorganizmi, fagocitovane apoptotične ćelije) transportom u citoplazmu (ukrštena prezentacija)

Za citolizu je neophodan direktan međućelijski kontakt

Citoliza je antigen specifična

Za diferencijaciju naivnih CD8+ T-limfocita u efektorske CD8+ T-limfocite neophodna je pomoć od strane CD4+ T-limfocita i kostimulacija

Diferentovani CTL ne zahtevaju pomoć od strane CD4+ T-limfocita i kostimulaciju i zato oni mogu ubijati inficirane ćelije u bilo kom tkivu

• Mehanizam citolize (ubijanja inficiranih ćelija) od strane CD8+ CTL prolazi kroz nekoliko faza• Prva faza je faza prepoznavanja antigena na inficiranim ćelijama i formiranje konjugata CTL-inficirana ćelija• U ovoj fazi CTL svojim TCR-om prepoznaje peptid mikroorganizma u žlebu MHC molekula I klase. Koreceptorski CD8 molekul se veže za α-3 domen α lanca MHC molekula I klase čime se obezbeđuje bolja adhezija i prenos signala aktivacije• U formiranju čvršće veze između CTL i ciljne ćelije učestvuju adhezioni molekuli od kojih je najznačajnija interakcija između CD2 (CTL) i LFA-3 (CD58) (ciljna ćelija), kao i LFA-1 (CD11a\CD18) (CTL) i ICAM-1 (CD54) (ciljna ćelija)• Druga faza je faza aktivacije CTL u kojoj prenos signala aktivacije unutar CTL dovodi do egzocitoze sadržaja granula CTL na mestima kontakta sa ciljnim ćelijama

• U trećoj fazi dolazi do egzocitoze granula iz CTL, i oslobađanja citolitičkih supstanci• Najznačajnije citolitičke supstance su perforin, granzimi, serin-proteaze i citokini (TNF-α i Limfotoksin)• Perforini se uglavljuju u membranu ciljne ćelije, a zatim polimerizuju pod uticajem visoke koncentracije Ca2+ jona prisutnih u ekstraćelijskom prostoru• Polimerizovani perforin formira pore na membrani ciljnih ćelija kroz koje ulaze granzimi• U četvrtoj fazi (faza ubijanja ciljne ćelije) dolazi do apoptoze (programirane ćelijske smrti) ciljne ćelije• Apoptozu indukuju granzimi koji aktiviraju seriju enzima u ciljnoj ćeliji (kaspaze).• Kaspaze dovode do fragmentacije komponenti jedra (nukleinske kiseline i proteini) i sledstvene smrti ćelije.• Apoptotski signal se može preneti i preko interakcije Fas (CD95) molekula (ciljna ćelija) vezivanjem za Fas-L (CD95L) (CTL)• U petoj fazi dolazi do odvajanja CTL od ciljne ćelije i vezivanje CTL za neku drugu ciljnu ćeliju

U makrofagu koji je inficiran intracelularnom bakterijom, neke od bakterija su sekvestrirane u vezikulama (fagozomi), a druge mogu da pređu u citoplazmu izbegnuvši fagolizozomalni put.

CD4+ T-limfociti prepoznaju antigene koji potiču od mikroorganizama iz vezikula i aktiviraju makrofag da ubije mikroorganizme u vezikulama

CD8+ T-limfociti prepoznaju antigene koji potiču od bakterija iz citoplazme, a zatim ubijaju inficirani makrofag čime se eliminiše rezervoar infekcije

Kako efektorski CD4+ CD8+ T-limfociti sarađuju u

eradikaciji intracelularnih infekcija?

PODSETNIKĆelijski imunitet je deo stečenog imuniteta koji omogućava eradikaciju infekcija

izazvanih intracelularnim mikroorganizmima. U imunim reakcijama ćelijskog imuniteta učestvuju CD4+ i CD8+ efektorski T-limfociti. CD4+ T-limfociti aktiviraju makrofage koje zatim ubijaju fagocitovane mikroorganizme koji inače preživljavaju u vezikulama fagocita. CD8+ CTL ubijaju ćelije u kojima se mikroorganizmi nalaze u citoplazmi, čime se eliminiše rezervoar infekcije.

Efektorski T-limfociti se stvaraju od aktiivsanih naivnih T-limfocita u perifernim limfoidnim organima, pretežno u limfnim čvorovima koji dreniraju tkiva u koje su prodrli mikroorganizmi. Efektorski T-limfociti zatim migriraju na mesta infekcije.

Migracija efektorskih T-limfocita je kontrolisana adhezionim molekulima, koji se na njima indukuju nakon aktivacije. Ovim molekulima T-limfociti se vezuju za odgovarajuće ligande koji se ispoljavaju na endotelnim ćelijama pod uticajem mikroorganizama i citokina produkovanih u toku nespecifičnog imunog odgovora na mikroorganizme. Migracija T-limfocita je nezavisna od antigena, međutim, limfociti koji prepoznaju antigene mikroorganizama u tkivu se zadržavaju u tkivu.

Efektorske ćelije TH1 subpopulacije CD4+ T-limfocita prepoznaju antigene mikroorganizama koji su fagocitovani od strane makrofaga. Ovi T-limfociti ispoljavaju CD40L i sekretuju IFN-γ koji zajedno dovode do aktivacije makrofaga

PODSETNIKAktivisani makrofagi produkuju supstance kao što su reaktivni kiseonički radikali

(intermedijeri), NO i lizozomalni enzimi koji ubijaju mikroorganizme. Makrofagi takođe produkuju citokine koji indukuju inflamaciju, kao i citokine koji pospešuju fibrozu i oporavak (ozdravljenje) tkiva

Efektorski CD4+ T-limfociti TH2 subpopulacije stimulišu eozinofilnu inflamaciju i inhibiraju aktivaciju makrofaga. Eozinofili su važni u odbrani organizma od parazita (helminti). Balans između aktivacije TH1 i TH2 ćelija određuje ishod mnogih infekcija, u kojima TH1 limfociti stimulišu, a TH2 limfociti inhibiraju odbranu prema intracelularnim mikroorganizmima

CD8+ T-limfociti se diferenciraju u CTL koji ubijaju inficirane ćelije, pretežno indukujući fragmentaciju DNK i apoptozu

CD4+ i CD8+ T-limfociti često funkcionišu zajedno u eradikaciji intracelularnih infekcija

Mnogi patogeni mikroorganizmi su razvili mehanizme kojima se brane od ćelijskog imuniteta. Ti mehanizmi su: inhibicija fuzije fagolizozoma, sposobnost izlaska iz vezikula (fagozoma) u citoplazmu, inhibicija povezivanja kompleksa peptida i MHC molekula I klase, produkcija inhibitornih citokina ili produkcija solubilnih citokinskih receptora.

PITANJA ZA PROVERU ZNANJA

1. Koji su tipovi imunskih reakcija posredovanih T-limfocitima za eliminaciju mikroorganizama koji su sekvestrirani u vezikulama fagocita i mikroorganizama koji preživljavaju u citoplazmi inficiranih ćelija domaćina?

2. Zašto diferntovani efektorski T-limfociti, prethodno aktivirani antigenom pretežno migiriraju u tkiva na mestima infekcije, a ne u limfni čvor i kojim se to mehanizmima postiže?

3. Pomoću kojih mehanizama efektorski T-limfociti aktiviraju makrofage i kakav je odgovor makrofaga kojim se postiže ubijanje fagocitovanih mikroorganizama?

4. Kakve su uloge TH1 i TH2 ćelija u odbrani od intracelularnih mikroorganizama i parazita (helminata)?

5. Na koji način citolitički CD8+ T-limfociti ubijaju ćelije inficirane virusima?

PODSETNIK

Ćelijski imunitet je deo stečenog imuniteta koji omogućava eradikaciju infekcija izazvanih intracelularnim mikroorganizmima

Efektorski T-limfociti se stvaraju od aktiivsanih naivnih T-limfocita u perifernim limfoidnim organima, pretežno u limfnim čvorovima koji dreniraju tkiva u koje su prodrli mikroorganizmi. Efektorski T-limfociti zatim migriraju na mesta infekcije.

Migracija efektorskih T-limfocita je kontrolisana adhezionim molekulima, koji se na njima ispoljavaju nakon aktivacije. Ovim molekulima T-limfociti se vezuju za odgovarajuće ligande koji se ispoljavaju na endotelnim ćelijama pod uticajem mikroorganizama i citokina produkovanih u toku nespecifičnog imunog odgovora na mikroorganizme. Migracija T-limfocita je nezavisna od antigena, međutim, samo limfociti koji u tkivu prepoznaju antigene mikroorganizama se zadržavaju u tom tkivu.

1. Efektorski CD4+ T-limfociti (Th) aktiviraju makrofage da ubijaju fagocitovane mikroorganizme koji inače preživljavaju u vezikulama fagocita:

-Th1 subpopulacija ispoljava CD40L i sekretuje IFN-γ koji zajedno dovode do aktivacije makrofaga. Aktivisani makrofagi produkuju supstance kao što su reaktivni kiseonički radikali (intermedijeri), NO i lizozomalni enzimi koji ubijaju mikroorganizme. Makrofagi takođe produkuju citokine koji indukuju inflamaciju, kao i citokine koji pospešuju fibrozu i oporavak (ozdravljenje) tkiva- Th2 subpopulacija stimuliše eozinofilnu inflamaciju i inhibira aktivaciju

makrofaga. Eozinofili su važni u odbrani organizma od parazita (helminti). Balans između aktivacije Th1 i Th2 ćelija određuje ishod mnogih infekcija, u kojima Th1

limfociti stimulišu, a Th2 limfociti inhibiraju odbranu prema intracelularnim mikroorganizmima

2. Efektorski CD8+ T limfociti (CTL) ubijaju ćelije u kojima se mikroorganizmi nalaze u citoplazmi. Ubijanje inficiranih ćelija se pretežno vrši fragmentacijom jedra i

apoptozom

3. CD4+ i CD8+ T-limfociti često funkcionišu zajedno u eradikaciji intracelularnih infekcija

________________________________________________________________________________

Mnogi patogeni mikroorganizmi su razvili mehanizme kojima se brane od ćelijskog imuniteta. Ti mehanizmi su: inhibicija fuzije fagolizozoma, sposobnost izlaska iz vezikula (fagozoma) u citoplazmu, inhibicija povezivanja kompleksa peptida i MHC molekula I klase, produkcija inhibitornih citokina ili produkcija solubilnih citokinskih receptora.

BCR KOMPLEKS

•Molekul antitela (imunoglobulina)


•Nekovalentno vezani Igα i Igβ


STRUKTURA ANTITELA

-At je sastavljeno od dva identična teška (H) lanca i dva identična laka (L) lanca

-V regioni i C regioni; regioni komplementarnosti

-Fab fragment; Fc fragment

-Paratop/epitop

-Prepoznavanje proteina i neproteina, nativnog molekula, solubilnog i nesolubilnog antigena, makromolekula ili malog molekula


HUMORALNI IMUNI ODGOVOR

Humoralni imuni odgovor je komponenta specifičnog imuniteta koja je posredovana antitelima

Osnovne funkcije: neutralizacija i eliminacija mikroorganizama i njihovih toksina

Antitela produkuju B-limfociti i njihovi progenitori

Nakon aktivacije B limfociti se difereciraju u efektorske ćelije, plazmocite, koje sekretuju antitela.

Faza prepoznavanja: interakcija membranskih imunoglobulina (IgM i IgD) iste specifičnosti na naivnim B limfocitima sa antigenom. Aktivacija naivnih B-limfocita pomoću antigena, Th limfocita i drugih dodatnih signala. Proliferacija B-limfocita (klonska ekspanzija).Diferencijacija u efektorske ćelije (plazmocite) koje aktivno sekretuju antitela; sekretovana antitela su iste specifičnosti za antigen kao i membranski imunoglobulini na naivnom B-limfocitu. U toku diferencijacije, osim produkcije IgM, neki B-limfociti mogu da sekretuju antitela drugih klasa (izotipsko prekopčavanje). Ponovno izlaganje proteinskog antigena B-limfocitu dovodi do produkcije antitela čiji je afinitet vezivanja za antigen povećan (afinitetno sazrevanje) Neki od B-limfocita koji sekretuju visokoafintetna antitela diferentuju se u dugoživeće B-limfocite pamćenja.


TIPOVI HUMORALNOG IMUNOG ODGOVORA U ZAVISNOSTI OD VRSTE ANTIGENA

T-zavisni imuni odgovor: odgovor na proteinske antigene (zavisan od pomoćiCD4+ T limfocita

T-nezavisni imuni odgovor: odgovor na neproteinske antigene (nije potrebna pomoć CD4+ T limfocita)

Primarni humoralni imuni odgovornastaje pri prvom kontaktu sa antigenom (primoinfekcija ili prva vakcinacija).

-U toku primarnog odgovora naivni B-limfociti u perifernim limfoidnim organima seaktiviraju, proliferišu i diferentuju u plazmocite i memorijske B-limfocite.

-Neki plazmociti migriraju u kostnu srž u kojoj preživljavaju duži period.

-Od aktivacije B limfocita antigenom do razvoja primarnog humoralnog imunog odgovora obično prođe 5-10 dana.

-Odgovor je relativno slab i praćen sintezom antitela pretežno IgM klase a znatno manje IgG klase.

-Afinitet vezivanja antitela za antigen je relativno nizak.

Sekundarni humoralni imuni odgovor nastaje pri ponovnom kontaktu sa istim antigenom (reinfekcija, reimunizacija).

-Sekundarni humoralni imuni odgovor karakteriše aktivacija memorijskih Blimfocita koji produkuju veće količine antitela. On se razvija već posle 1-3 dana od aktivacije B

limfocita i karakterišu ga izraženiji procesi izotipskog prekopčavanja i afinitetnog sazrevanja (proteinski antigeni). Sekretovana antitela su najčešće IgG klase ali

pod izvesnim uslovima mogu se sekretovati i antitela IgA ili IgE klase.


Vezivanje antigena za membranske Ig na B-limfocitu dovodi do grupisanja molekula BCR. Pri tome je neophodno da se dva ili više receptora premoste antigenom.

- Sledi prenos aktivacionih signala unutar B-limfocita preko Ig-α i Ig-β (fosforilacija ITAM sekvenci pomoću Fyn, Lyn i Blk tirozin kinaze.

- Za fosfotirozine na ITAM sekvencama priljubljuje se Syk tirozin kinaza koja se takođe fosforiliše, što omogućava vezivanje adaptornih proteina i njihovufosforilaciju. U narednom procesu stvaraju se brojni biohemijski intermedijeri.

- Syk tirozin kinaza aktiviše PLC γ-1, koja preko razgradnje membranskih inozitolfosfolipida (na ITP i DAG) dovodi do aktivacije kalcijum-kalcineurinskog i PKC aktivacionog puta.

-Signalni putevi koji započinju aktivacijom adaptornih proteina stimulišu RAS-MAP kinazni put i Rac-JNK aktivacioni put.

Dalji signalni proces preko aktivacije različitih enzima je sličan aktivaciji T limfocita a njihova posledica je sinteza i aktivacija različitih transkripcionih faktora kao što su NFAT, Myc, NF-kB i AP-1.


AKTIVACIJA

Kada je sistem komplementa aktiviran mikroorganizmima (ili polisaharidnim antigenima) stvaraju se brojni fragmenti komponenti komplementa.

Jedan od produkata, C3d, se vezuje za receptor za C3d na B limfocitu (CR2, CD21).

CR2 je tesno povezan sa CD19 i CD81molekulima na B-limfocitima i oni zajedno čine koreceptore na B ćelijamaKada B-limfocit istovremeno prepozna antigen mikroorganizma preko Ig receptora i C3d vezanog za mikroorganizam preko CR2 obezbeđena su oba aktivaciona signala:

- Signal 1 se prenosi preko Ig-α i Ig-β- Signal 2 se prenosi preko CD19

Sadejstvom oba aktivaciona signala dolazi do aktivacije, proliferacije i diferencijacije B-limfocita.

AKTIVACIJA


Aktivisani naivni B-limfociti ulaze u ćelijski ciklus (proliferacija i formiranje klonova limfocita)

Kada su u pitanju multivalentni neproteinski antigeni, koji su takođe potentni aktivatori komplementa. veći broj B-limfocita se diferntuje u plazmocite koji sekretuju IgM antitela.

Pošto su proteinski antigeni slabi aktivatori B-limfocita imunski odgovor na njih je slab. Međutim, oni indukuju promene u B-limfocitima koje im omogućuju interakciju sa T limfocitima:

- indukcija ekspresije B7 molekula- indukcija receptora za citokine- smanjenje ekspresije receptora za

hemokine što im onemogućava dalje zadržavanje u folikulima i obezbeđuje migraciju izvan folikula

PROLIFERACIJA / DIFERENCIJACIJA


HUMORALNI IMUNI ODGOVOR NA PROTEINSKE ANTIGENE

Humoralni imuni odgovor na proteinske antigene je zavisan od T-limfocitapomoćnika (CD4+ Th limfocita)

U ovim procesima neophodan je kontakt između B limfocita i CD4+ T-limfocita

Ovaj tip imunskog odgovora se odvija u više faza:

1. Aktivacija T-limfocita proteinskim antigenom i diferencijacija T-limfocita uefektorske ćelije

2. Aktivacija B-limfocita antigenom i prezentacija antigenskih peptida efektorskim T-limfocitima

3. Aktivacija B-limfocita od strane efektorskih CD4+ T-limfocita4. Diferencijacija aktivisanih B-limfocita u efektorske ćelije5. Indukcija procesa izotipskog prekopčavanja6. Indukcija procesa afinitetnog sazrevanja

1. CD4+ T-limfociti prepoznaju u regionu parakorteksa limfnog čvora prerađene antigenske peptide ispoljene na profesionalnim APC, nakon čega nastaje proliferacija i diferencijacija CD4+

T limfocita u efektorske CD4+ T-limfocite (Th ćelije). Th limfociti migriraju iz parakorteksa ka limfnom folikulu.

2. Naivni B-limfociti, koji su u folikulu aktivisani antigenom migriraju do periferije folikula gde dolaze u kontakt sa Th limfocitima- započinje T-B kooperacija.


B-limfociti prepoznaju nativni antigen u folikulima i aktiviraju se:

-internalizacija antigena posredstvom BcR-proteoliza po tipu prerade egzogenih

antigena-ispoljavanje peptidnih fragmenata u

sklopu MHC molekula II klase-ekspresija B7 molekula

CD4+ T-limfociti prepoznaju antigenske peptide u sklopu MHC molekula II klase na B-limfocitima

- Signal 1 aktivacije: TcR/Ag peptid MHCII- Signal 2 aktivacije: B7/CD28nastanak efektorskih Th limfocita koji

ispoljavaju Cd40L i sekretuju citokine__________________________________________

Ovim procesima omogućava se interakcija limfocita koji su iste specifičnosti za antigen.

B-limfocit prepoznaje nativne (konformacione) epitope na protienskom antigenu, dok CD4+ T-limfocit prepoznaje peptidne fragmente tog istog proteina.


Vezivanjem CD40L od strane CD40 molekula na B-limfocitu kao i vezivanjem citokina preko receptora za citokine na B-limfocitu omogućena je proliferacija (klonska ekspanzija) B-limfocita i njihova diferencijacija u efektorske ćelije koje sekretuju antitela.

Izotipsko prekopčavanje (“switch”): stvaranje antitela različitih izotipova (klasa)

Afinitetno sazrevanje: stvaranje antitela većeg afiniteta za antigen


U B-limfocitu koji sekretuje antitelaIgM klase došlo je do preuređenjagenskih segmenata (VDJ povezan sa najbližim Cμ genskim segmentom;preuređnje VDJ se dešava na nivou DNK a povezivanje VDJ sa Cμ na nivou primarnog transkripta

Signali od strane T-limfocita (ligacija CD40, citokini) indukuju rekombinaciju prekopčavajućih (“switch”) regiona ; switch (S) regioni(Sμ, Sγ, Sε, Sα) su konzervisane sekvence nukleotida smeštene ispred odgovarajućih C gena. Jedino Cδ nema S sekvenceU toku procesa prekopčavanja (na nivou primarnog transkripta) Sμ se povezuje sa odgovarajućim S sekvencama drugih C gena.Svi ostali nukleotidi između S sekvenci se uklanjaju procesom delecije________________________________Prikazan je primer izotipskog

prekopčavanja za sintezu teškog lanca IgG i teškog lanca IgE

Izotipsko prekopčavanje(“switch”): produkcija antitela različitih klasa

Shema preuzeta iz knjige Basic Immunology, Abbas i Lichtman, iskljućivoza potrebe predavanja

Za sekreciju IgM, čija je osnovna efektorska funkcija aktivacija komplementa, nije neophodna pomoć od strane T-limfocita. Pod uticajem CD40L ispoljenog na pomoćničkim T-limfocitima i citokina koje ove ćelije produkuju

dolazi do procesa izotipskog prekopčavanja u B-limfocitima i sekrecije drugih klasa antitela.Na produkciju i sekreciju IgG (podklase IgG 1 i IgG3) utiče IFN-γ; ova antitela učestvuju u procesima opsonizacije i fagocitoze (posredovani Fc receptorom), u aktivaciji komplementa i neonatalnom imunitetu.Na produkciju i sekreciju IgE koji je bitan za imunitet prema helmintima i reakciji ranog tipa preosetljivosti utiče Il-4. Na produkciju i sekreciju IgA u mukoznim tkivima koji su važni za lokalni imunitet sluznica utiče TGF β.


Povećanje afiniteta antitela u toku humoralnog imunog odgovora na proteinski antigen, koje se javlja pri produženom ili ponovljenom izlaganju tog antigena imunom sistemu :

- Posledica je tačkastih mutacija u hipervarijabilnim regionima V gena Ig

- Ove mutacije se zovu somatske hipermutacije zbog toga što su i do 1000 puta češće nego tačkaste mutacije u mnogim drugim genima (1 mutacija na 103 baznih parova po deobi)Dešavaju se u B-limfocitima u germinativnim centrima folikula perifernih limfoidnih organa i tkiva

Neki B-limfociti aktivisani proteinskim antigenom i Th-limfocitima migriraju u folikul gde ubrzano proliferišu i formiraju germinativni centar; zbog somatskih hipermutacija ovi B-limfociti produkuju antitela (membranski Ig) različitog afiniteta vezivanja za antigen. FDC vezuju antigene u obliku imunskih

kompleksa, a takođe i C3b i C3d komponentu komplementa preko CR2

Jedino B-limfociti sa visokim afinitetom za antigen mogu da se vežu za FDC i da od FDC (preko CD40-L) prime signal za preživljavanjeĆelije sa nisko afinitetnim receptorom za

antigen umiru procesom apoptoze

Afinitetno sazrevanje

1. U inicijalnoj fazi primarnog humoralnog imunog odgovora aktivacija B-limfocita se dešava u folikulima, a T-limfocita u T-zavisnim zonama.2. Aktivirani T- i B-limfociti migriraju i susreću se na granici folikula i T-zavisnih zona.3. U toku T-B koooperacije dolazi do proliferacije, izotipskog prekopčavanja i diferencijacije B-limfocita u plazmocite. Plazmociti ostaju u perifernim limfoidnim organima izvan folikula, a jedan broj migrira u kostnu srž (dugoživeći plazmociti).4. Neki aktivisani B-limfociti se vraćaju u folikul (germinativne centre).5. U germinativnim centrima dolazi do afinitetnog sazrevanja i dodatnih procesa izotipskog

prekopčavanja kao i formiranja dugoživećih B-limofcita pamćenja. B-limfociti pamćenja poseduju preuređene gene za teške lance Ig i ispoljene visokoafinitetne receptore za antigen. Sami ne produkuju antitela.


-Sekretovana IgG antitela formiraju imune komplekse sa preostalim antigenom.

-Kompleksi reaguju sa B-limfocitima preko BCR-a i preko receptora za Fc fragmenta antitela, FcγRIIB (CD32).

-Za CD32 su vezane fosfataze koje uklanjaju fosfatne grupe sa ITAM motiva Igα i Igβmolekula i na taj način se blokira prenos signala preko BCR

REGULACIJA HUMORALNOG IMUNOG ODGOVORA-zaustavljanje humoralnog imunog odgovora:

- apoptoza plazmocita

- mehanizam povratne sprege posredstvom antitela


EFEKTORSKI MEHANIZMI HUMORALNOG IMUNITETA

Zaštita od ekstracelularnih mikroorganizama i njihovih toksina: vezivanjem za mikroorganizme i toksine sprečava se infekcija i oštećenje ćelija; antitela su jedina komponenta specifičnog imuniteta koja sprečava infekciju

Antitela pomažu u eliminaciji potencijalno štetnih mikroorganizama i agenasa

Antitela mogu da obavljaju svoje efektorske funkcije udaljeno od mesta gde se stvaraju

Najveći broj vakcina se zasniva na indukciji specifičnog humoralnog imuniteta

Posledice defekta humoralnog imuniteta su česte infekcije izazvane bakterijama, virusima i parazitima

KARAKTERISTIKE ANTITELA KOJE ODREĐUJU NJIHOVE EFEKTORSKE FUNKCIJE

Fab fragmentom antitela vezuju i blokiraju štetne efekte mikroorganizama i njihovih toksina

Fc fragmentom antitela aktiviraju različite efektorske mehanizme kojima se eliminišumikroorganizmi i njihovi toksini__________________________________________________________________________

Protektivna antitela se produkuju u toku primarnog imunog odgovora, a u većoj koncentraciji u toku sekundarnog imunog odgovora; mehanizmi izotipskog prekopčavanja i afinitetnog sazrevanja povećavaju protektivne funkcije antitela

EFEKTORSKE FUNKCIJE ANTITELA:

1. Neutralizacija mikroorganizama i toksina2. Opsonizacija antigena za fagocitozu od strane makrofaga i neutrofila3. Aktivacija klasičnog puta komplementa4. Citotoksičnost zavisna od antitela (ADCC) posredovana NK ćelijama i eozinofilima5. Reakcija ranog tipa preosetljivosti6- Imunitet novorođnečeta7. Mukozni imunitet8. Regulacija humoralnog imunog odgovora

EFEKTORSKE FUNKCIJE ANTITELA SPECIFIČNE ZA IZOTIP:

IgG: - neutralizacija mikroba i toksina

- opsonizacija za fagocitozu

- aktivacija klasičnog puta komplementa

- ADCC od strane NK ćelija

- neonatalni imunitet

- regulacija humoralnog imunog odgovora

IgM: - aktivacija klasičnog puta komplementa

IgA: - mukozni imunitet

- neutralizacija mikroba i toksina

IgE: - ADCC od strane eozinofila

- rani tip preosetljivosti

A. Antitela sprečavaju vezivanje mikroba za ćelije. Na taj način se sprečava sposobnost mikroba da inficira ćelije domaćina

B. Antitela inhibiraju širenje infekcije sa inficirane ćelije na drugu, inficiranu ćeliju

C. Antitela sprečavaju vezivanje toksina za ćeliju i tako inhibiraju patogene efekte toksina.

Fab funkcija


Opsonizacija – oblaganje antigena (mikroorganizma) antitelom (Fab) ili nekim drugim molekulom. Opsonini –molekuli koji vrše opsonizaciju (najčešće su antitela IgG klase); opsonizacija je priprema za fagocitozu.

Fagociti ispoljavaju receptor za Fc fragment opsonizujućeg antitela CD64 (FcγRI);angažovanjem FcγRI aktiviraju se fagociti nakon čega dolazi do fagocitoze i ubijanja fagocitovanih mikroba.___________________________Značajan mehanizam odbrane

od enkapsuliranih bakterija (pneumokok) koji imaju polisaharidni zid.

Fab/Fc funkcija


Neke potklase IgG vezuju svojim Fab fragmentom antigene na ćelijama (npr. inficirane ćelije).NK ćelije ispoljavaju CD16 (FcγRIII) kojim vežu Fc fragment antitela; angažovanjem CD16 aktivira se NK ćelija koja ubija ciljnu ćelijuIgE se vežu Fab fragmentom za antigene na površini parazita (helminata).Eozinofili ispoljavaju visokoafinitetne receptore za Fc fragment IgE (FcεRI); angažovanjem FCεRI dolazi do aktivacije eozinofila koje oslobađaju granule (toksični medijatori granula ubijaju parazite).

Fab/Fc funkcija(ADCC)


- U sluzokoži gastrointestinalnog i respiratornog trakta plazmociti (lamina propria) produkuju i sekretuju IgA i vezni (J) lanac koji služi za formiranje dimernih molekula IgA

- Epitelne ćelije mukoza sekretuju poli-Ig receptor koji veže IgA (može i IgM)- Kompleks IgA poli-Ig receptor se transportuje kroz epitelnu ćeliju; na površini epitelne

ćelije dolazi do delimične proteolize poli-Ig receptora i transporta IgA dimera i dela poli-Ig receptora u lumen____________________________________________________________________________________Mukozni imunitet je efikasan u zaštiti od poliomijelitisa (oralni put unošenja vakcine).

(mukozni imunitet)


Fab funkcija

Antitela majke (IgG) se aktivno transportuju kroz placentu do fetusa; ćelije placente sekretuju neonatalni Fc receptor (FcRn) i kroz epitel digestivnog trakta novorođenčeta

Antitela majke (IgG) iz mleka se aktivno transportuju kroz epitel digestivnog trakta novorođenčeta; ćelije epitela digestivnog trakta novorođenčeta ispoljavaju Fc receptor kojim vezuju antitela iz majčinog mleka.

IMUNITET NOVOROĐENČETA

-zaštita od infekcije (pasivni prirodni imunitet)-

Komplement (sistem komplementa) čini skup cirkulišućih i membranskih proteina koji imaju važnu ulogu u odbrani organizma od mikroba i oštećenju tkiva posredovanim antitelima.

Aktivacija sistema komplementa bez učešća antitela (ALTERNATIVNI I LEKTINSKI PUT) je važna komponenta urođenog imuniteta prema infekciji.

Aktivacija komplementa uz učešće antitela (KLASIČNI PUT) je važan efektorski mehanizam humoralnog imuniteta.

Aktivacija sistema komplementa: kaskada proteolitičke razgradnje proteina i njihova amplifikacija.

Nekontrolisanu aktivaciju i sprečavanje oštećenja sopstvenih ćelija vrše regulatorni proteini komplementa.

AKTIVACIJA SISTEMA KOMPLEMENTA

ALTERNATIVNI PUT aktivacije

-spontanm proteolizom C3, nastaje C3a i C3b; C3b se vezuje za površinu mikroba- za kompleks mikrob-C3b se vezuje faktor B- nastaje proteoliza faktora B i formiranje kompleksa mikrob-C3bBb ( C3konvertaza alternativog puta )-dejstvom C3 konvertaze se dodatno cepa C3, C3b se dodatno vezuje za mikrob i formira se kompleks C3bBbC3b(C5 konvertaza aletrnativnog puta)

KLASIČNI PUT aktivacije

- vezivanje C1 komponente za IgG vezanog za površinu mikroba.-proteoliza C4 i C2 komponenti i formiranje komponente C4b2a vezane za antitelo (C3 konvertaza klasičnog puta)- proteoliza C3 komponente i formiranje C4b2aC3b (C5 konvertaza klasičnog puta)


Kasna faza aktivacije (zajednička za sve puteve aktivacije komplementa) započinje aktivacijom C5 konvertaze:

-Cepanje C5 komponente na C5a i C5b

- C5b započinje formiranje membranskog atakujućeg kompleksa (MAC) vezivanjem za C6 komponentu za koju se zatim vezuje C7 komponenta- C7 omogućuje ugradnju MAC kompleksa u lipidnu membranu i vezivanje C8 komponente.- C8 omogućuje vezivanje C9 i njenu polimerizaciju.- Polimerizacijom C9 formira se funkcionalni MAC kompleks (C5b, C6, C7, C8, polimerizovani C9) koji vrši perforaciju membrane ćelije i sledstvenu lizu ćelije.


Opsonizacija i fagocitoza

Komplementom posredovana citoliza

Stimulacija zapaljenske reakcije.

Aktivacija humoralnog imuniteta:

-Interakcija C3d sa CR2 receptororom na B-limfocitu.

-Selekcija visokoafinitetnih B-limfocita (vezani proteinikomplementa u sklopu imunskih kompleksa bivaju perpoznati od CR ispoljenih na FDC).


DAF (faktor ubrzanja razgradnje): sprečava vezivanje faktora B za C3b ili vezivanje C4b2a za C3b (zaustavljanje aktivacije alternativnog i klasičnog puta).

MCP (membranski kofaktorski protein): služi kao kofaktor sa faktorom I za proteolizu C3b na inaktivne fragmente.

CR I (komplementni receptor tip I): vrši obe funkcije koje imaju DAF i MCP.C1 INH (C1 inhibitor): zaustavlja ranu aktivaciju klasičnog puta na nivou C1.Ostali regulatori (regulatori kasne faze aktivacije)

HEREDITARNI ANGIONEUROTSKI EDEM: deficijencija C1 INH

PAROKSIZMALNA NOĆNA HEMOGLOBINURIJA: defekt u sintezi brojnih glikolipida uključujući i DAF i MCP


-Sekretovana IgG antitela formiraju imune komplekse sa preostalim antigenom.

-Kompleksi reaguju sa B-limfocitima preko BCR-a i preko receptora za Fc fragmenta antitela, FcγRIIB (CD32).

-Za CD32 su vezane fosfataze koje uklanjaju fosfatne grupe sa ITAM motiva Igα i Igβmolekula i na taj način se blokira prenos signala preko BCR

REGULACIJA HUMORALNOG IMUNOG ODGOVORA-zaustavljanje humoralnog imunog odgovora:

- apoptoza plazmocita

- mehanizam povratne sprege posredstvom antitela


PODSETNIK

1. Fiziološka uloga imunog sistema je da uklanja tumorske ćelije i spreči rast tumora.

2. Tumorski antigeni mogu biti proizvod onkogena ili tumor-supresorskih gena, mutiranih ćelijskih proteina, preterano ili aberantno ispoljenih molekula, ili proizvodi onkogenih virusa.

3. Odbacivanje tumora se vrši posredstvom CTL: Indukcija CTL odgovora protiv tumorskih antigena često uključuje ingestiju tumorskih ćelija/antigena i prezentaciju od strane profesionalnih APC.

4. Tumori izbegavaju imuni odgovor: prestaju da ispoljavaju tumorske antigene, MHC molekule ili molekule uključene u preradu antigena, sekretuju supresorske citokine.

5. Imunoterapija tumora: pasivna imunizacija, aktivna imunizacija (vakcinacija tumorskim ćelijama/antigenima, vakcinacija genski izmenjenim tumorskim ćelijama-kostimulatori, citokini, vakcinacija in vitro tretiranim DC)

6. Glavni uzrok odbacivanja transplantata su alogeni MHC (HLA)antigeni.

7. T limfociti prepoznaju alogeni MHC (HLA) direktno (na APC davaoca) ili indirektno (na APC primaoca-prerađen i u kompleksu sa sopstvenim MHC)

8. Odbacivanje transplantata može biti: hiperakutno (preformirana antitela), akutno (CTL) i hronično (CTL, Th limfociti)

9. Imunosupresija pri transplantaciji tkiva: antiaktivacioni, antiproliferativni, antiinflamatorni lekovi.

10. Transplantacija kosne srži: mogućnost reakcije kalem-protiv-domaćina.

REAKCIJE PREOSETLJIVOSTIREAKCIJE PREOSETLJIVOSTIOŠTEĆENJA TKIVA I POJAVA BOLESTI IZAZVANIH

REAKCIJAMA IMUNOG SISTEMA:

NEKONTROLISANI I POREMEĆENI IMUNI ODGOVOR NA STRANE ANTIGENEIMUNI ODGOVOR NA SOPSTVENE ANTIGENE

P O D E L A:I TIP PREOSETLJIVOSTI: POSREDOVAN IgE ANTITELIMA I

MEDIJATORIMA IZ MASTOCITAII TIP PREOSETLJIVOSTI: POSREDOVAN ANTITELIMA PREMA TKIVNIM

ANTIGENIMAIII TIP PREOSETLJIVOSTI: POSREDOVAN DEPONOVANJEM IMUNSKIH

KOMPLEKSAIV TIP PREOSETLJIVOSTI: POSREDOVAN T LIMFOCITIMA

Tip preosetljivosti Patološki imuni mehanizmi Mehanizmi oštećenja tkiva

TIP I: rana preosetljivost posredovana IgEantitelima

TIP II: preosetljivost posredovana antitelima

TIP III: preosetljivost posredovana imunim kompleksima

TIP IV: preosetljivost posredovana T limfocitima

Shema preuzeta iz knjige Basic Immunology, Abbasi Lichtman, isključivo za potrebe predavanja

Medijatori iz mastocita(vazoaktivni amini, lipidnimedijatori, citokini)

-Angažovanje i aktivacijanautrofila i makrofagaposredstvom komplementa i receptora za Fc

-Opsonizacija, fagocitoza

-Poremećaji funkcije

Angažovanje i aktivacijaleukocita posredstvom komplementa i Fc receptora

-Aktivacija makrofaga, inflamacija posredovana citokinima

-- Direktna citoliza i inflamacija posredstvom citokina

I TIP PREOSETLJIVOSTII TIP PREOSETLJIVOSTI

RANA PREOSETLJIVOST, ALERGIJA

ALERGENI : antigeni iz okruženja koji pokreću alergijske reakcije

ATOPIJA : genetska sklonost ka alergijskim reakcijama( predominacija Th2 odgovora)

ALERGIJSKE BOLESTI (relativno česte, oko 20% populacije)

POLENSKA KIJAVICABRONHIJALNA ASTMAALERGIJA NA HRANUURTIKARIJAALERGIJA NA LEKOVEALERGIJA NA PRODUKTE UBODA INSEKATASISTEMSKA ANAFILAKSA

TOK REAKCIJE PREOSETLJIVOSTI I TIPATOK REAKCIJE PREOSETLJIVOSTI I TIPA

1. SENZIBILIZACIJA

STIMULACIJA Th2 ODGOVORA NA ALERGENPRODUKCIJA IgE ANTITELAVEZIVANJE IgE ANTITELA ZA MASTOCITE I BAZOFILE U KRVI POSREDSTVOM VISOKOAFINITETNIH RECEPTORA IgE (Fc εRI)

2. PONOVNI KONTAKT SA ALERGENOM

PREMOŠĆAVANJE Fab FRAGMENTA IgE ANTITELA ALERGENOMAKTIVACIJA MASTOCITA I BAZOFILAOSLOBAĐANJE MEDIJATORA IZ MASTOCITA I BAZOFILA

3. EFEKAT MEDIJATORA

Prvo izlaganje antigenu(alergenu)

Aktivacija Th2 ćelija i stimulacija produkcije (switch( IgE antitela od strane B limfocita-plazmocita

Vezivanje IgE za visokoafinitetne FcεRI na mast ćelijama i li bazofilima

Ponovljena izlaganja alergenu

Aktivacija mastocita, oslobađanje medijatora

Rana reakcija (minuti posle Kasna reakcija

ponovnog izlaganja alergenu) (6-24 sati posle ponovnog izlaganja) Shema preuzeta iz knjige Basic Immunology, Abbas i Lichtman, isključivo za potrebe predavanja


Mastociti senzibilisanivezivanjem IgE za FcεRI((A); Premošćavanje receptora prilikom ponovnog kontakta sa alergenom i aktivacijamastocita

DEGRANULACIJA MASTOCITA: oslobađanje medijatora

MEDIJATORI MASTOCITAMEDIJATORI MASTOCITA

MEDIJATORI IZ GRANULA (VAZOAKTIVNI AMINI, PROTEAZE)

DejstvoHISTAMIN (VAZODILATACIJA, POVEĆANJE PROPUSTLJIVOSTI KRVNIH

SUDOVA, KONTRAKCIJA GLATKE MUSKULATURE)PROTEAZE (OŠTEĆENJE TKIVA)

PRODUKTI RAZGRADNJE ARAHIDONSKE KISELINE (LIPIDNI MEDIJATORI)

PROSTAGLANDINI (VAZODILATACIJA)LEUKOTRIJENI (KONTRAKCIJA GLATKE MUSKULATURE)

CITOKINI (TNF α, Il-4, hemokini, IL-5)

Dilatacija Oštećenje Dilatacija Kontrakcija Inflamacijakrvnih sudova tkiva krvnih sudova glatke muskulature (mobilizacija leukocitaKontrakcijaglatke muskulature


T E R A P I J AT E R A P I J A

- ANTIHISTAMINICI

- EPINEFRIN (ADRENALIN)

- KORTIKOSTEROIDI

- HIPOSENZIBILIZACIJA (DESENZITIZACIJA)(INDUKCIJA ALERGEN SPECIFIČNE TOLERANCIJE)

- ANTI – IgE ANTITELA

- INHIBITORI DEGRANULACIJE MASTOCITA (CROMOLIN)

II TIP PREOSETLJIVOSTIII TIP PREOSETLJIVOSTIPREOSETLJIVOST IZAZVANA ANTITELIMA PREMA ĆELIJSKIM ILI TKIVNIM

ANTIGENIMA

ANTIGENI NA POVRŠINI ĆELIJAKOMPONENTE VANĆELIJSKOG MATRIKSA

ANTIGENI:- SOPSTEVNI MOLEKULI- SOPSTVENI IZMENJENI MOLEKULI- HAPTENI (LEKOVI)

MEHANIZAM OŠTEĆENJA:- OPSONIZACIJA I FAGOCITOZA ĆELIJA- INFLAMACIJA POSREDOVANA KOMPLEMENTOM I Fc RECEPTOROM

ANTITELA- POREMEĆAJI FUNKCIJE ĆELIJA

BOLESTI IZAZVANE II TIPOM PREOSETLJIVSOTIBOLESTI IZAZVANE II TIPOM PREOSETLJIVSOTI

Bolest Ciljni antigen Mehanizam bolesti Kliničke manifestacije

Autoimuna hemolitička anemija

Proteini membrane eritrocita

Opsonizacija i fagocitoza eritrocita

Hemoliza, anemija

Autoimuna trombocitopenijska purpura

Proteini membrane trombocita

Opsonizacija i fagocitoza eritrocita

Krvarenje

Pemfigus vulgaris Proteini na spojevima epidermalnih ćelija

Aktivacija proteaza, oštećenja međućelijskih veza

Kožne vezikule(bule)

ANCAVaskulitis

Proteini granula neutrofila

Degranulacija neutrofila i inflamacija

Vaskulitis

Goodrasture-ov sindrom Nekolagneski proteini glomerula bubrega i alveola pluća

Inflamacija posredovana komplementom i Fc receptorom antitela

Nefritis, plućna hemoragija

Akutna reumatska groznica

Antigen ćelijskog zida streptokoka (ukrštena reaktivnost sa antigenom srca)

InflamacijaAktivacija makrofaga

Miokarditis,artritis

BOLESTI IZAZVANE II TIPOM PREOSETLJIVSOTIBOLESTI IZAZVANE II TIPOM PREOSETLJIVSOTI

Bolest Ciljni antigen Mehanizam bolesti Kliničke manifestacije

Miasteniagravis

AcetilholinskiReceptor

Antitelo sprečava vezivanjeAcetil holina

Mišićna slabost,paraliza

Graves-ovabolest

TSH receptor Antitelo stimuliše TSH receptor

Hipertireoza

Insulin-rezistentni dijabetes

Insulinski receptor Antitelo inhibira vezivanje insulina

Dijabetes

Perniciozna anemija Intrinzični faktor parijetalnih ćelija želuca

Neutralizacija intrinzičnog faktora, smanjenje apsorpcije vitamina B12

Abnormalna eritropoeza, anemija

III TIP PREOSETLJIVOSTIIII TIP PREOSETLJIVOSTI

OŠTEĆENJE TKIVA IZAZVANO IMUNSKIM KOMPLEKSIMA

- STVARANJE IMUNSKIH KOMPLEKSA U VIŠKU- STVARANJE MALIH IMUNSKIH KOMPLEKSA- NEEFIKASNO UKLANJANJE IMUNSKIH KOMPLEKSA- DEPONOVANJE NA KARAKTERISTIČNIM MESTIMA

GLOMERULI BUBREGASINOVIJALNA MEMBRANAKOŽA

POKRETANJE ZAPALJENSKE REAKACIJE(VASCULITIS)

BOLESTIBOLESTI

- SERUMSKA BOLEST- SISTEMSKI LUPUS ERYTHEMATOSUS- POSTSTREPTOKOKNI GLOMERULONEFRITIS- POLYARTHRITIS NODOSA- ARTHUSOVA REAKCIJA (EKSPERIMENTALNI MODEL

VASCULITISA

MEHANIZMI OŠTEĆENJA TKIVA

INFLAMACIJA POSREDOVANA KOMPLEMENTOM I Fc RECEPTOROM

Oštećenje izazvano anti-tkivnimantitelima

Oštećenje tkiva izazvano imunim kompleksima

Mehanizmi deponovanja antitela

Efektorski mehanizmi oštećenja tkiva

Tipovi bolesti posredovanih antitelima


Tip II preosetljivosti

Tip III preosetljivosti


Inflamacija i oštećenje tkiva

(tip III)

Opsonizacija/fagocitoza

(tip II)

Interferencija (inhibicija ili stimulacija) sa normalnom funkcijom ćelija

(tip II)

IV TIP PREOSETLJIVOSTIIV TIP PREOSETLJIVOSTIREAKCIJA KASNE PREOSETLJIVOSTIOŠTEĆENJE TKIVA IZAZVANO T LIMFOCITIMA

CD4 (TH1) LIMFOCITICD8 LIMFOCITI

INDUKTORI: PROTEINSKI ANTIGENI I HEMIJSKE SUPSTANCE KOJE SE VEZUJU ZA SOPSTVENE PROTEINESTIMULATORI: CITOKINI Th1 LIMFOCITAEFEKTORSKE ĆELIJE: CD8+ CITOTOKSIČNI LIMFOCITI

AKTIVISANI MAKROFAGI

MEHANIZAM OŠTEĆENJA TKIVA

AKUTNO: DELOVANJE PRODUKATA AKTIVISANIH MAKROFAGA• PROTEOLITIČKI ENZIMI• KISEONIČKI RADIKALI• NO• PROINFLAMATORNI CITOKINI

HRONIČNO: FIBROZA• CITOKINI I FAKTORI RASTA PRODUKOVANI OD STRANE MAKROFAGA

Morfološke karakteristike reakcije kasne preosetljivosti

• Nakon intradermalnog ubrizgavanja antigena sa kojim je organizam ranije bio u kontaktu javlja se reakcija kasne preosetljivosti (RKP)

• RKP se manifestuje 24-48 časova nakon ubrizgavanja antigena, a karakteriše se otokom, crvenilom i otvrdnućem (induracijom)• U RKP najčešće se primenjuje PPD (purifikovani protein iz Mycobacteria) radi procene specifičnog imuniteta prema tuberkulozi• Histološka karakteristika RKP je prisusvo perivaskularnih ćelijskih infiltrata sastavljenih od limfocita, monocita i makrofaga, edem i nakupljanje fibrina• Ove patohistoloke promene su posledica migracije CD4+ T-limfocita u tkivo, migracije monocita u tkivo i njihove transformacije u makrofage kao i oštećenja tkiva produktima aktivisanih makrofaga


LOKALNE KARAKTERISTIKE OLOKALNE KARAKTERISTIKE OŠŠTETEĆĆENJAENJA

- PERIVASKULARNI ĆELIJSKI INFILTRATI- EDEM

BOLESTI- INSULIN – ZAVISNI DIJABETES MELITUS- REUMATOIDNI ARTRITIS- EKSPERIEMTNALNI AUTOIMUNI: ENCEFALOMIJELITIS- EKSPERIEMTNALNI AUTOIMUNI: NEURITIS- EKSPERIMENTALNI AUTOIMUNI MIOKARDITIS


A. Kasni tip (IV) preosetljivosti gde oštećenje tkiva nastaje aktivacijom CD4+ i CD8+ T ćelija koje zatim aktiviraju makrofage i inflamatorne ćelije

B. Direktno ubijanje ciljnih ćelija posredstvom CD8+ CTL

•IMUNOLOŠKA TOLERANCIJA

•AUTOIMUNOSTRazlikovanje sopstvenog od stranog

i poremećaji diskriminacije

IMUNOLOŠKA TOLERANCIJA: izostanak imunog odgovora (imunološka nereaktivnost) na neki (bilo koji) antigen

Autotolerancija: imunološka nereaktivnost na vlastite antigene

Kontakt antigena sa atigen-specifičnim limfocitima može da ima tri ishoda:

1. Aktivacija limfocita i imuni odgovor (Imunogeni antigen)

2. Funkcionalna inaktivacija ili smrt limfocita: tolerancija (tolerogeni antigen); tolerancija na taj antigen znači da će limfociti biti nereaktivni čak iako se naknadno unese isti antigen u imunogenoj formi.

3. Ignorisanje: limfociti ignorišu prisutan antigen i ne reaguju (neimunogeni antigen); pri ponovnom kontaktu limfociita sa tim antigenom u imunogenoj formi, može doći do imunog odgovora.


Da li će nastati imuni odgovor (aktivacija), tolerancija ili ignorisanje, određeno je:

-prirodom antigen-specifičnih limfocita

-prirodom antigena

-načinom prikazivanja antigena imunom sistemu

Isti antigen se može prikazivati na način i u obliku koji dovodi do imunog odgovora ili tolerancije.

ZNAČAJ IMUNOLOŠKE TOLERANCIJE:

1. Autotolerancija: sopstveni antigeni normalno indukuju toleranciju

2. Indukcija tolerancije limfocita na određeni antigen može biti korisna u sprečavanju ili kontroli neželjene imunološke reakcije:

- lečenje alergija

- lečenje autoimunih bolesti

- prevencija odbacivanja transplantiranih organa

AUTOTOLERANCIJA

Imunološka tolerancija na sopstvene antigene može se indukovati kada nezreli limfociti prepoznaju sopstvene antigene u primarnim limfoidnim organima: centralna tolerancija, ili kada zreli limfociti prepoznaju sopstvene antigene u perifernim limfoidnim tkivima: periferna tolerancija.

-centralna tolerancija je mehanizam tolerancije prema sopstvenim antigenima prisutnim u primarnim limfoidnim organima (timus, kostna srž).

- periferna tolerancija je mehanizam tolerancije prema sopstvenim antigenima koji nisu prisutni u timusu ili kostnoj srži.

Shema preuzeta iz knjige Basic Immunology, Abbasi Lichtman, isključivo za potrebe predavanja

CENTRALNA TOLERANCIJA T LIMFOCITA

CD4+ Th limfociti su ključni za sve vidove imunog odgovora (humoralni/ćelijski) prema proteinskim antigenima

Ako nezrele T ćelije prepoznaju sopstvene antigene u timusu visokim afinitetom, ove ćelije će umreti apoptozom (negativna selekcija).

Jaka interakcija antigena i limfocita se dešava kada je:

- antigen prisutan u velikoj

koncentraciji u timusu

- afinitet receptora za antigen

visok

Centralna tolerancija se dešava i na nivou autoreaktivnih CD4+ i CD8+ T limfocita.


PERIFERNA TOLERANCIJA T LIMFOCITA

Indukuje se kada zreli T limfociti prepoznaju autoantigene u perifernom limfoidnom tkivu

Mehanizmi periferne tolerancije su:

1. Funkcionalna inaktivacija (anergija)

2. Smrt autoreaktivnih limfocita

3. Aktivna supresija autoreaktivnih limfocita

1. FUNKCIONALNA INAKTIVACIJA (ANERGIJA):

Dešava se

- kada zreli limfocit prepozna antigen u odsustvu kostimulacionih signala (drugi signal aktivacije, npr. interakcija B7:CD28), ili

- usled ekspresije inhibišućeg receptora CTLA-4 na T limfocitima ( interakcija B7:CTLA-4 (CD152) generiše inhibtorni signal)


2. AKTIVACIJOM INDUKOVANA SMRT LIMFOCITA (DELECIJA)

- Ponavljana aktivacija zrelih T limfocita sopstvenim antigenima pokreće apoptozu i eliminaciju (deleciju) autoreaktivnih ćelija.

- Ko-ekspresija receptora smrti(Fas) i njegovog liganda (FasL) na istoj ćeliji i interakcija Fas:FasLpokreće aktivaciju kaspaza (citosolni enzimi) koje indukuju apoptozu.


3. SUPRESIJA IMUNOG ODGOVORA

-Prilikom reakcije sa sopstvenim antigenom, neki autoreaktivni T limfociti mogu da se diferenciraju u supresorske (regulatorne) ćelije koje inhibiraju aktivaciju drugih autoreaktivnih ćelija.

- Mehanizmi supresije ?

Neki T limfociiti mogu da stvaraju TGF-β i IL-10 citokinekoji inhibiraju aktivaciju limfocita, makrofaga.


TOLERANCIJA ILI IMUNI ODGOVOR ?

1. Sopstveni antigeni su prisutni u timusu gde indukuju centralnu toleranciju; mikrobni antigeni se transportuju i koncentrišu u perifernim limfoidnim organima.

2. Sopstvene antigene prezentuju APC u odsustvu nespecifičnog imuniteta i sekundarnih signala, što indukuje anergiju; mikrobni antigeni stimulišu mehanizme nespecifične imunosti, ekspresiju kostimulatora, sekreciju citokina, što obezbeđuje sekundarne signale, proliferaciju i diferencijaciju efektorskih T limfocita.

3. Sopstveni antigeni su prisutni celog života i uzrokuju ponavljane aktivacije T limfocita, odn. aktivacijom indukovanu smrt limfocita; većina mikroorganizama se brzo eliminiše posredstvom imunog odgovora i zato nije u stanju da izazove smrt antigen-specifičnih limfocita.

TOLERANCIJA B LIMFOCITA

Sopstveni polisaharidi, lipidi, nukleinske kiseline (T-nezavisni antigeni) indukuju toleranciju B limfocita; sopstveni proteini takođe mogu indukovati toleranciju B limfocita

Mehanizmi i principi centralne i periferne tolerancije B limfocita su slični kao kod T limfocita

CENTRALNA TOLERANCIJA B LIMFOCITA

Kada nezreli B limfocit snažno reaguje sa sopstvenim antigenima u kosnoj srži B limfociti

-umiru apoptozom (negativna selekcija), ili

-Menjaju specifičnost receptora reaktivisanjem rekombinacije gena za L lance Ig (reprogramiranje receptora)


PERIFERNA TOLERANCIJA B LIMFOCITA

-Zreli B limfocti koji prepoznaju velike koncentracije sopstvenih antigena u perifernom limfoidnom tkivu, postaju anergični i ne mogu ponovo da odgovore na taj antigen

-Nema odgovora B limfocita na T-zavisne antigene ukoliko izostane pomoć Th ćelija koje su odsutne ili tolerantne


AUTOIMUNOST

Imuni odgovor protiv sopstvennih (autologih) antigena

1-2% populacije pati od autoimunih bolesti

Autoimunost nastaje usled izostanka autotolerancije:

- primarnih nedostataka imunog sistema

- abnormalnosti sopstvenih antigena i njihovog prikazivanja limfocitima

Autoimunost se manifestuje produkcijom autoantitela i aktivacijom autoreaktivnih T limfocita

Autoimune bolesti su najčešće heterogene i multifaktorske, sopstveni antigeni koji pokreću autoimunu reakciju, kao i ciljne ćelije/molekuli su često nepoznati, a bolest se često klinički manifestuje kasno posle započinjanja autoimunske reakcije

Poremećaji centralne tolerancije mogu dovesti do abnormalne selekcije autoreaktivnih limfocita i njihovog odlaska iz centralnih limfnih organa do ciljnih tkiva.

Poremećaji periferne tolerancije mogu dovesti do pojačane limfoidne reakcije na sopstveno tkivo-antigen.

Tkivne abnormalnosti (npr. inflamacija) mogu stimulisati ulazak limfocita u tkiva i prezentaciju autoantigena od strane tkivnih APC.


INFEKCIJE MOGU BITI FAKTOR RAZVOJA AUTOIMUNE BOLESTI:

-Stimulacija lokalne nespecifične imune reakcije, ekspresija kostimulatora na APC, sekrecija citokina: drugi signal aktivacije,prekid anergije autoreaktivnih T limfocita;

-Neki peptidni antigeni mikroorganizama su slični sopstvenim antigenima: molekulska mimikrija (ukrštena reaktivnost);

-Superantigeni porekla mikroorganizama (oligoklonska stimulacija T limfocita sa identičnim VβTCR);

-Formiranje neoantigena kod virusnih infekcija;

-Oštećenja tkiva usled infekcije i oslobađanje sekvestriranih antigena (npr., oko, testis).


Genetski faktori:

Mnoge autoimune bolesti povezane su sa ekspresijom određenih gena, posebno MHC (HLA) lokusa: incidenca bolesti označena je kao “relativni rizik”, iako HLA alel nije uzrok bolesti.

Određeni MHC aleli mogu biti faktor rizika zato što:

. Nisu u stanju da prihvate sopstvene antigene pa je poremećen proces negativne selekcije T limfocita;

. Peptidni autoantigeni prezentovani u sklopu tih MHC alela nisu sposobni da stimulišu nastanak supresorskih ćelija.

Neki primeri “relativnog rizika” oboljevanja od autoimunih bolesti i ekspresije MHC alela:

Bolest HLA alel “Relativni rizik”

Ankilozirajući spondilitis B7 90-100 puta

Reumatoidni artritis DR4 4

Insulin-zavisni dijabetes DR3/DR4 25

melitus

Pemfigus vulgaris DR4 14

PODSETNIK

1. Imunološka tolerancija je specifična nereaktivnost na neki antigenindukovana kontaktom limfocita i tog antigena. Sve jedinke su tolerantne (nereaktivne) na sopstvene antigene. Tolerancija se može indukovati ako se neki antigen unosi u određenom obliku i na određeni način u organizam; ovaj fenomen se koristi kao terapijska strategija za autoimune bolesti, alergije i za sprečavanje odbacivanja transplantata.

2. Nastanak i održavanje tolerancije na sopstvene antigene (autotolerancija) ostvaruje se mehanizmima centralne i periferne tolerancije.

3. Centralna tolerancija se indukuje posle kontakta nezrelih limfocita i sopstvenih antigena prisutnih u velikoj količini u centralnim limfnim organima (timus, kosna srž); periferna tolerancija se indukuje posle kontakta zrelih limfocita i sopstvenih antigena u perifernom limfnom tkivu.

4. Centralna tolerancija (negativna selekcija) je rezultat visokoafinitetnog vezivanja autoantigena za TCR, odnosno BCR nezrelih T, odnosno B limfocita. Posledica je smrt limfocita tj.,delecija autoreaktivnih klonova T i B ćelija, ili reprogramiranje BCR.

5. Periferna tolerancija T limfocita se indukuje putem sledećih mehanizama:

- funkcionalna inaktivacija (anergija) usled nedostatka kostimulatora ili ekspresije inhibitornih receptora;

- delecija (smrt apoptozom) usled ponavljanih kontakata sa sopstvenim antigenom;

- supresija potencijalno štetnih T limfocita.

Periferna tolerancija B limfocita se najčešće indukuje usled izostankapomoći T limfocita.

6. Autoimune bolesti nastaju usled poremećaja autotolerancije. Faktori koji su značajni za razvoj autoimunosti su:

- imunološke abnormalnosti

- genetski faktori

- abnormalnosti tkiva (infekcje)

IMUNI ODGOVOR PROTIV TUMORA I TRANSPLANTATA

Tumorska imunologija

Transplantaciona imunologija

NEKE ZAJEDNIČKE KARAKTERISTIKE:

1. Imuni odgovor protiv ćelija koje nisu mikrobnog porekla (ćelije tumora, transplantata)

2. Antigeni tumora, odn. Transplantata koji se prepoznaju kao strani, mogu biti ispoljeni na bilo kom tipu ćelija koje su maligno transformisane, odn. Koje se transplantiraju.

3. Glavni mehanizam uništavanja tumorskih ćelija i ćelija transplantata su CTL

1. Koje antigene tumora ili transplantata imuni sistem prepoznaje kao strane ?

2. Kako imuni sistem prepoznaje i reaguje protiv tumora ili transplantata ?

3. Na koji način je moguće modifikovati imuni odgovor u cilju stimulacije odbacivanja tumora, odnosno inhibicije odbacivanja transplantata ?

IMUNI ODGOVOR PROTIV TUMORA

Imunološki nadzor:•Jedna od fizioloških uloga specifičnog imuniteta kojom se sprečava razmnožavanje transformisanih ćelija i uništavaju tumorske ćelije pre nego što se formira tumor

•Razvoj tumora i njegov efekat na organizam ukazuju da je imuni odgovor prema tumorima slab i da ga rast tumora lako prevazilazi

TUMORSKI ANTIGENI

A. Koje T limfociti prepoznaju kao strane:

- mutirani normalni proteini ćelija (hemijski karcinogeni, radijacija)

- Proizvodi mutiranih ili translociranih onkogena ili tumor-supresorskih gena koji su verovatno uključeni u proces maligne transformacije

- Normalni proteini koji su ispoljeni u velikoj količini ili aberantno

- Proizvodi onkogenih virusa

B. Koje T limfociti ne prepoznaju kao strane

- Glikolizivani sopstveni proteini

- CEA, AFP


Najvažnji mehanizam je ubijanje tumorskih ćelija od strane CTL, jer je većina tumorskih antigena endogeno sintetisana (citosolni proteini) i prikazana u kompleksu sa MHC molekulima klase I.

Tumorske ćelije su sposobne da prikažu kompleks tumorski antigen/MHC I CD8+T limfocitima, ali ne eksprimiraju kostimulatore; za nastanak efektorskih CTL neophodna je kostimulacija i/ili pomoć specifičnih CD4+Th ćelija.

Profesionalne APC ingestiraju tumorske ćelije i prezentuju tumorske antigene u kompleksu sa MHC I ili MHC II molekulima i obezbeđuju kostimulaciju CD8+ i CD4+ T limfocitima (ukrštena prezentacija)

Kada uz pomoć antigena, kostimulatora i Th nastanu efektorski antitumorski CTL, oni ubijaju tumorske ćelije bez dalje potrebe za koostimulacijom ili Th.

Uloga antitumorskih antitela, aktivisanih makrofaga i NK ćelija

IMUNOLOŠKI MEHANIZMI ODBACIVANJA TUMORA


TUMOR IZMIČE IMUNOM ODGOVORU

A. Zato što je imuni odgovor neefikasan:

- tumorski antigeni su najčešće slabi imunogeni- hemijski se malo razlikuju od normalnih sopstvenih antigena.

B. Zato što tumor evoluira sa ciljem da izbegne imuni odgovor:

- Tumor prestaje da ispoljava tumorske antigene;

- Tumor prestaje da eksprimira MHC I molekule

- Tumor proizvodi supresorske molekule (npr., TGF-β)


IMUNOTERAPIJA TUMORA

Strategije imunostimulacije:

1. Pasivna imunizacija: unošenje tumor.specifičnih antitela ili T limfocita

• Monklonska antitela protiv tumorskih antigena

Efekat: toksični, citoliza, fagocitoza

Primer: anti-HER-2/neu u terapiji karcinoma dojke

mabtera anti-CD20 u terapiji B limfocitnog limfoma

• T limfociti izolovani iz krvi ili tumorskih infiltrata bolesnika, stimulisani in vitro faktorima rasta i vraćeni u organizam obolelog: adoptivni transfer

2. Aktivna imunizacija (vakcinacija) tumorskim antigenima:

• Tumorskim ćelijama ili tumorskim antigenima izolovanim iz tumorskih ćelija

• Rekombinantnim proteinima sa adjuvansom

3. Stimulacija anti-tumorskog odgovora pomoću specijalno pripremljenih DC ili tumorskih ćelija kao vid vakcinacije

A. Izlacija DC iz krvi, stimulacija in vitro faktorima rasta i tumorskim ćelijama/antigenima i vraćanje stimulisanih DC u organizam bolesnika.

B. Korišćenje plazmida koji sadrži cDNK koji kodira tumorski antigen; unošenjem ovakvog plazmida, cDNK se eksprimira u ćelijama domaćina, uključujući i DC. Ćelije domaćina proizvode tumorske antigene i indukuju specifičan T ćelijski odgovor.

C. U slučajevima kada je teška identifikacija imunogenog tumorskog antigena, vrši se stimlacija anti-tumorskog odgovora pomoću:

- citokina (IL-2 i dr.);

- transfekcija tumorskih ćelija genima za citokine (pr., IL-2) ili kostimulatore (pr., B7) i korišćenje transficiranih tumorskih ćelija za vakcinaciju;

- eliminacija normalnih inhibitornih signala imunog odgovora (pr., blokada CTLA-4)


IMUNI ODGOVOR PROTIV TRANSPLANTATA

Odbacivanje transplantata (kalema) je imunološki fenomen

Odbacivanje transplantata determinisano je genima čiji su produkti ispoljeni na svim tkivima

Donor (davalac)/recipijent (primalac, domaćin)

Singeni transplantati (kalemi)

Alogeni antigeni

Ksenogeni antitela/T limfociti

TRANSPLANTACIONI ANTIGENI:

1. Imunološka reakcija u transplantaciji usmerena je protiv MHC (HLA) molekula: transplantacioni antigeni

2. Svaka jedinka ispoljava 6 alela MHC I molekula (po jedan HLA-A, B, C od svakog roditelja) i najmanje 6 alela MHC II molekula (HLA-DR, DP, DQ od svakog roditelja) i njihove različite kombinacije,

3. MHC geni su visoko polimorfni: najmanje 120 alela HLA-A i 250 alela HLA-B gena u populaciji.

4. Svaka individua ispoljava neke MHC molekule koji su različiti od MHC molekula druge individue (izuzetak jednojajčani blizanci).

5. Svi MHC molekuli mogu biti ciljevi odbacivanja, mada su HLA-C i HLA-DP najmanje polimorfni i imaju manji značaj.

6. I drugi polimorfni geniski proizvodi (koji nisu MHC) mogu imati udeo u odbacivanju

A. T limfociti normalno prepoznaju kompleks strani peptid/sopstveni MHC molekul.

B. Aloprepoznavanje MHC molekula druge individue je jedan od najsnažnijih imunih odgovora. Direktno prepoznavanje alogenog MHC molekula čija struktura podseća na kompleks strani peptid/sopstveni MHC molekul (ukrštena reakcija). Donorov peptid ne ušestvuje u aloprepoznavanju.

C. Aloprepoznavanje MHC molekula i dela donorovog peptida

PREPOZNAVANJE ALOGENIH MHC MOLEKULA


INDUKCIJA IMUNOG ODGOVORA PROTIV TRANSPLANTATA

T limfociti mogu prepoznati alogene MHC molekule transplantata na različite načine, zavisno od toga koje ćelije u transplantatu prikazuju aloantigene.

A. Ako transplantat sadrži profesionalne APC koje ispoljavaju alogene MHC molekule, to je direktna prezentacija, odn., direktno prepoznavanje aloantigena. Direktno prepoznavanje stimuliše nastanak aloreaktivnih CTL.

B. Ako transplantat ne sadrži profesionalne APC, verovatno je da profesionalne APC primaoca ingestiraju ćelije transplantata, aloantigeni se u njima prerađuju i prezentuju u kompleksu sa spstvenim MHC molekulima; to je indirektna prezentacija, odn., indirektno prepoznavanje aloantigena. Indirektno prepoznavanje stimuliše nastanak CTL(ako je aloantigen u kompleksu sa sopstvenim MHC I) ili CD4+Th ćelije(ako je aloantigen u kompleksu sa sopstvenim MHC II). CD4+ Th ćelije sekretuju citokine koji utiču na oštećenje transplantata po tipu hroničnog odbacivanja (kasne preosetljivosti)


IMUNOLOŠKI MEHANIZMI ODBACIVANJA

TRANSPLANTATA

A. Hiperakutno odbacivanje (minuti):

- cikulišuća, preformirana aloantitela protiv antigena endotelnih ćelija transplantata

- aktivacija komplementa i sistema koagulacije

- tromboza krvnih sudova, ishemijska nekroza

Prevencija: ukršteno sparivanje

Problemi: ksenotransplantacija

B. Akutno odbacivanje (dani.nedelje):

- CTL direktno ubijaju ćelije transplantata, krvnih sudova

- antitela

C. Hronično odbacivanje (meseci-godine)

- T limfociti, citokini

- hronična inflamacija, proliferacija veziva (fibroza), arterioskleroza, gubitak funkcije transplantata


PREVENCIJA I LEČENJE ODBACIVANJA TRANSPLANTATA

Imunosupresija: inhibicija aktivacije i efektorske funkcije T limfocita

Lek Mehanizam dejstva

Ciklosporin, FK506 Blokira produkciju IL-2 inhibicijom aktivacijeNFAT transkripcionog faktora

Mikofenolat mofetil Blokira proliferaciju limfocita inhibicijom sinteze guanin nukleotida

Rapamicin Blokira proliferaciju limfocita inhibicijom IL-2 signala

Kortikosteroidi Redukcija inflamacije inhibicijom sekrecije makrofagnih citokina

Anti CD3 monoklonskoantitelo Deplecija T ćelija

Anti IL-2R antitelo Inhibicija proliferacije T ćelija

CTLA-4-Ig Inhibicija aktivacije T ćelija bokiranjem interakcije B7:CD28

Anti CD40L Inhibicija interakcije CD40:CD40L i blokiranje stimulacije APC

TRANSPLANTACIJA KRVI I KOSTNE SRŽI:

Transplantacija ćelija krvi (transfuzja):

- ABO sistem krvnih grupa (antigeni A i B)

- Rh sistem krvnih grupa (C, D E, c, d, e antigeni)

Transplantacija kostne srži:

- da bi se korigovali defekti hematpoeze (imunodeficijencije, autoimune bolesti);

- da bi se obnovila kostna srž posle zračenja ili hemoterapije

TRANSPLANTACIJA KOSTNE SRŽI:

•Pre transplantacije kostne srži, nekad je potrebno uništiti kostnu srž primaoca, kako bi se “oslobodio” postor za transplantat kostne srži

•Imuni sistem reaguje snažno na alogene ćelije kostne srži, pa je neophodno veoma precizno HLA sparivanje (tipizacija)

•Ako se uz alogene ćelije kostne srži transplantiraju i zreli T limfociti davaoca, on mogu reagovati protiv primaočevih antigena i dovesti do ozbiljnog kliničkog oštećenja poznatog kao reakcija kalem-protiv-domaćina

imunologija predavanja

Documents