Imunitní systém jako informační soustava. Cytokiny M.Průcha

Transkript

1 Imunitní systém jako informační soustava Cytokiny M.Průcha

2 Imunitní systém - úkoly Zachování homeostázy Zachování integrity makroorganismu Rozpoznání cizího a vlastního

3 Imunitní systém - signální systém Solubilní faktory vysokomolekulární ( cytokiny, chemokiny, růstové faktory) - lipidové eikosanoidy - nízkomolekulární - NO

4 Imunitní systém signální systémy Membránové interakce - receptory - adhezní molekuly -kostimulační molekuly - akcesorní molekuly

5 Hráči v přenosu signálu Imunokompetentní buňky Trombocyty, erytrocyty Endotelové buňky Epitelové buňky Keratinocyty, fibroblasty Buňky nervové a endokrinní soustavy Molekuly mezibuněčné hmoty

6

7

8

9

10 Cytokiny - funkce Aktivační signály, které se podílejí na buněčné aktivaci, regulaci buněčného cyklu Autokrinní, parakrinní a systémové působení Regulace exprese povrchových, kostimulačních a akcesorních molekul

11 Cytokiny - funkce Změny buněčného cytoskeletu Indukce apoptózy Regulace zánětu Regulace proliferace a diferenciace buněk imunitního systému

12 Cytokiny receptory 5 rodin receptorů pro cytokiny Receptory pro hematopoetinové cytokiny Receptory pro interferony α,β,γ a IL-10 Receptory pro TNFα Receptory pro IL-1, M-CSF a další Transmembránový receptor serpentinová molekula vazba chemokinů

13 Cytokiny nitrobuněčný přenos aktivačního signálu Vazba ligandu na receptor aktivace Janusových kináz(jak Janus Activated Kinase) ty fysforylují receptorové podjednotky a umožňují vazbu cytoplasmatických molekul STAT (Signal Transducers and AcTivators ty přecházejí do jádra a váží se na regulační sekvence genů to vede k přepisům genů, popř. k indukci buněčné proliferace a diferenciace

14 Caspase Cascade 2009 ProteinLounge.com Ca2+ R 12 Daxx Pro cas pas e8 TRADD BID RICK TRAF2 Caspase1 tbid S DI MA AB C/ LO CytoC Caspase10 JNK Calpain Sph mye ingolin a se Caspase8 Activated T issue Transglutam inase Ceramide RAIDD NF-κB Caspase2 CIAP Kin ase CIAP NIK e2 as sp Ca TRADD Caspase8 F a s L Perforin DD FA Ca2+ Caspase2 FADD CytoC ER Stress RIP2 RAIDD TRADD Perforin Ca sp as e TNF GRB m ium lciu CCaalc nneell n a n h a CCh TNF Fas Gr an zym eb GRB C Caspase 3,6,7 CRMA APAF1 Caspas e9 PAK1 BAD CLEAVAGE OF DEATH SUBSTRATES Rb Lamin-A Lamin-A D4-GDI Apoptosis ICAD CAD PARP CAD ICAD ICAD Cleaved Cleaved Lamin-A Lamin-A Lamin-B1 Lamin-B1 DNA-PK DNA DNA Fragmentation Fragmentation Cell Survival Lamin-B2 Lamin-B2 Apoptosis

15

16

17 Regulace koncentrace cytokinů Nutnost lokální regulace Neutralizace vazbou na přirozené inhibitory (IL-1Ra) a solubilní formy receptorů Vazba na makromolekuly buněčných povrchů a mezibuněčné hmoty Uvolňování z lokálních rezervoárů (mezibuněčná hmota- matrixové metaloproteinázy, elastázy, aktivátory plasminogenu, heparanázy

18 Cytokiny regulace koncentrace Degradační enzymy rozloží mezibuněčnou hmotu a a umožní prostup buněk imunitního systému do tkání, kde pak uplatní svou vlastní produkci DARC (Duff Antigen Receptor for Chemokines, CD234) na ery a endotelových bb. Vazba CXC a CC chemokinů a odstranění z oběhu

19 Cytokiny - členění Charakteristika na molekulové úrovni Aminokyselinové složení a struktura, lokalizace genu odpovědného za produkci Klonace genu Zdroj cytokinů, buněčný substrát

20 Cytokiny - členění Růstové faktory krvetvorby Interferony I. a II. třídy Interleukiny stimulující hematopoezu, pluripotentní - prozánětlivé a regulující kooperaci Ta B lymfocytů, protizánětlivé Chemokiny Rodina TNFα Rodina TNFβ

21 Cytokiny regulující krvetvorbu STF (Stem Cell Factor) IL-3 produkovaný T ly a NK bb. (pluripotentní kolonie stimulující faktor) Kolonie stimulující faktory (G-CSF, GM- CSF a M-CSF) Klinické použití léčba neutropenií po indukci cytostatickou léčbou

22

23 Interferony Interferony I. typu α,β,ω Stimulátor virová infekce Antiproliferativní, cytostatický účinek IFN α leukocyty (chron.akt.hepatitida B, C, leukemie z vlasatých buněk IFN β léčba RS IFN γ Th ly, obrana intracelulární parazité (M.tuberculosis)

24

25 Cytokiny regulující T a B lymfocytární systém Heterogenní skupina Prototypem je IL-2 Th0, Th1 a Th2 subsety Rozdílný profil produkovaných cytokinů Th1 buňkami zprostředkovaná specifická imunita Th2 syntéza protilátek a diferenciace eosinofilů

26 Pluripotentní prozánětlivé cytokiny IL 6 a IL-1 Produkce aktivovanými monocyto-makrofágovými bb IL- 1 endogenní pyrogen Aktivace T ly Produkce RAF

27

28

29 Rodina tumor nekrotizujících faktorů LPS jako podnět Aktivace přes LBP a CD14 Úloha v regulaci zánětu Klinické aplikace diagnostické i terapeutické inhibitory TNF

30 Transformující růstové faktory TGFβ Růstový aktivátor, růstový inhibitor Chemoatraktant fibroblastů Protizánětlivý účinek Aktiviny a inhibiny

31 Chemokiny M.h. < Regulace pohybu buněčných populací Prozánětlivé účinky Produkovány všemi jadernými buňkami Stimulace endo i exogenně Členění do skupin podle přítomnosti cysteinových zbytků IL-8

32 Metody stanovení cytokinů In vivo, ex vivo, in vitro In vivo uplatnění septické stavy Ex vivo septické stavy, funkční stav při onemocnění, stimulace in vivo a produkce in vitro

33 Metody stanovení Chemiluminiscence IL-10, IL-6 Bead Array Systém průtoková cytometrie ELISA ELISPOT mrna klidový stav, aktivace

34

35 Indikace vyšetření Sérum IL-6,8,10 SIRS, trauma, sepse Ex vivo produkce TNF sepse Lokálně zánětlivá onemocnění

36 Metody stanovení Produkce v supernatantu ELISA ELISPOT Enzyme linked Immunospot Assay Principem metody je vazba cytokinu produkovaného specifickou buňkou na protilátku vázanou na destičku

37 ELISPOT Použití periferních mononukleárních buněk Specifická stimulace studovaných buněk odpovídajícím stimulem po dobu, která je nutná pro prezentaci antigenu Inkubace PBMC s antigenem(bílkovina, peptid), poté přenos aktivovaných T lymfocytů na mikrotitrační destičky Po inkubaci (6-24 hodin) jsou buňky lyzovány, odmyty a přidána biotinem značená druhá protilátka proti testovanému antigenu Detekce pomocí streptavidinu konjugovaného s křenovou peroxidázou

38

39 ELISPOT Vyhodnocení inverzní mikroskop ELISPOT reader digitální analýza obrazu Detekce a kvantifikace specif. T lymfocytů v periferní krvi Sledování průběhu nemoci Sledování vlivu léků na produkci cytokinů in vitro Autoimunita, transplantace

40

41