הפגוציטים הללו משחררים הורמונים של מערכת החיסון הנקראים ציטוקינים שלהם פעילות של התמיינות וגיוס של תאים מהמערכת הנרכשת. דבר זה מתרחש כאשר המערכת הקיימ

Transkript

1 סיכומים באימונולוגיה בסיסית חלק א' מערכת החיסון היא בעצם מערכת המשקפת שינויים במצב הפיסיולוגי של הגוף, לדוגמה לחץ, מאמץ גופני, שינויים הורמונאליים וכו'. הדוגמה הקלאסית היא שבמצב הריון במשך 9 חודשים העובר הוא כמו שתל ברחם האם שאיננו נידחה לעומת זאת אם לאחר הלידה ניקח תאים מהעובר ונשים אותם ברחם האם הם ידחו. גם מצבים קליניים אחרים כמו למשל כשל כיליתי נובעים מבעיות של תפקוד לקוי המתבטא בחוסר או בעודף פעילות של המערכת החיסונית. מחלות כלי דם ומחלות לב מתחילות בתהליך המביא את מערכת החיסון להגיב נגד רקמות כלי הדם וכך מקבלים את המחלות כמו הסתיידות עורקים וכו'. כשאנו מנסים להגדיר את מה שאנו רוצים שמערכת החיסון תעשה אנו מתייחסים להגנה מפני פולשים, הבחנה בין עצמי לזר וגם הגנה מפני העצמי במקרים כמו סרטן. מדרישות אלו אנו לומדים כי תפקיד המערכת החיסונית הוא לשמור על שלמות האורגניזם ואת זה המערכת מבצעת על ידי מספר תת מערכות הפועלות במספר תחומים. מערכת החיסון מתחלקת לשני ענפים מרכזיים האחד זה מערכת קיימת Innate והשני זה מערכת נרכשת.Acquired המערכת הקיימת מספקת לגוף את ההגנה מעצם העובדה שהיא קיימת, כלומר אין שום תהליך של למידה במערכת זו או במילים אחרות תאי המערכת יודעים לבצע את עבודתם מהרגע בו הם נוצרים. לעומת זאת במערכת הנרכשת התאים עוברים תהליך למידה כתנאי לפעולתם, בתהליך הלמידה מוטבע המידע בתא וזאת כיוון שההטבעה היא ברמת ה,DNA כלומר ה DNA של תאים אלו עובר שינוי והופך לשונה מזה של שאר תאי הגוף וגם במערכת זו יש שוני ב DNA בין התאים. התאים של המערכת הנרכשת יכולים לזהות את המרכיבים הזרים על ידי רצפטורים מיוחדים שהם לומדים לבטא בשלב ההתמיינות. כשנשווה את המערכת הקיימת למערכת הנרכשת אנו נתייחס למספר דברים, הראשון הוא זמן התגובה שבמערכת הקיימת הוא שניות עד דקות ואילו במערכת הנרכשת הוא כמה ימים. גורם השוואה נוסף הוא הספציפיות כך שהמערכת הקיימת היא לא ספציפית כלל או בעלת ספציפיות נמוכה ואילו המערכת הנרכשת היא בעלת ספציפיות גבוהה מאוד. דבר נוסף הוא שהמערכת הקיימת היא ללא זיכרון כלומר כל פעם שאותו גורם יחדור למערכת היא תגים באופן זהה, לעומת זאת המערכת הנרכשת כוללת זיכרון וזה מקנה לה יכולת פעולה טובה יותר, יעילה יותר ומהירה יותר אם אותו גורם מתקיף שוב. פעולתה של המערכת הקיימת חיונית לפעילות מערכת החיסון כיוון שההפעלה ויכולת בקרת הפעולה וכמו כן גם סיום הפעולה החיסונית תלויים בה במידה רבה. המערכת הקיימת המערכת הקיימת כוללת גורמים אשר אינם עוברים תהליך לימוד ואותם אנו מחלקים לשתי קבוצות עיקריות. הראשונה היא לא ספציפית והיא איננה מגלה שום גמישות כאן אנו מונים גורמים פיסיקאליים כמו עור, שיער, שעווה שמופרשת, גורמים כימיקלים כמו, PH אנזימים, חומצות שומן וכו'. קבוצה שנייה היא של גורמים לא ספציפיים אך בעלי גמישות כמו טמפרטורות הגוף שהיא בדרך כלל 37 0 טמפרטורה זו היא הטמפרטורה האופטימאלית לגידול חיידקים אך נמוכה מהטמפרטורה האופטימאלית לחיסון שהיא 38 0 ומעלה. במחלה טמפרטורת הגוף עולה ובעקבות זאת קצב התרבות החיידקים יורד וקצב פעילות המערכת החיסונית עולה. מלבד טמפרטורת הגוף גם הפרשות כמו דמעות ותהליכים של פריסטלטיקה (כיווץ במערכת העיכול). מרכיב נוסף בקבוצה זו הוא התאים הפגוציטים. תהליך הפגוציטוזה הוא תהליך אקטיבי הדורש השקעה של אנרגיה ואינו אקראי. כלומר, התהליך מכוון על ידי רצפטורים הנמצאים על ממבראנת תאים אלו, רצפטורים אלו הם מזהים שיירים סוכרים הנמצאים על קבוצות רבות של חיידקים. אותם שיירים סוכרים משותפים לרוב סוגי החיידקים ומכאן שהספציפיות של הפגוציטים נמוכה מאד והיא מבדילה רק בין חיידקים לתאי גוף ללא הבדלה בין סוגי החיידקים. החיידקים עצמם גם מגנים על עצמם על ידי יצירת כפסולה המונעת מהפגוציטים לקשור את הרצפטור. וכאן נכנסת לפעולה המערכת הנרכשת שמפעילה את הפגוציטוזה על ידי תוצרים שנוצרים לשם כך.

2 הפגוציטים הללו משחררים הורמונים של מערכת החיסון הנקראים ציטוקינים שלהם פעילות של התמיינות וגיוס של תאים מהמערכת הנרכשת. דבר זה מתרחש כאשר המערכת הקיימת אינה מצליחה להשתלט על הפתוגן (הפולש). המערכת הנרכשת התאים במערכת זו הם התאים הלבנים (לימפוציטים) תאים אלו מתחלקים לשתי קבוצות לימפוציטים T ולימפוציטים B הם אלו העוברים תהליך למידה נגד המרכיב הזר ותוך כדי כך הם מבטאים רצפטור ייחודי. לימפוציט אחד שונה מהשני בספציפיות הרצפטור מכאן במערכת הנרכשת תא אחד שווה ספציפיות אחד ובמלים אחרות כל תא יודע לזהות רק פולש אחד. וכשנכנס פולש רק אלו אם הרצפטור המתאים יגיבו. אנטיגן או אימונוגן זה חומר או מרכיב הגורם לתגובה חיסונית. ישנם אנטיגנים ברמות שונות ומסוגים שונים. אם אנטיגן הוא חלבון זר המתקפל בתוכו ורק האתרים החיצוניים שלו מזוהים על ידי המערכת, המערכת תפעל רק אם האתר הוא אפיטופ Epitope שזה האתר הקטן ביותר על האנטיגן המזוהה על ידי הלימפוציט, שאר רצף חומצות האמינו על החלבון נקרא נשא.Carrier לנשא יש תפקיד חשוב בגירוי אך הזיהוי מתבצע רק באפיטופ. כתוצאה מהגירוי נוצרים נוגדנים Antibodies והם ספציפיים לאפיטופים. הנוגדן נוצר רק בתגובה לגירוי ודרגת הספציפיות שלו נקבעת רק על ידי התאמה המרחבית בינו לבין האפיטופ. ככל שההתאמה טובה יותר הספציפיות גדולה יותר אך יכול להיות שנוגדים נגד אפיטופ אחד יקשרו לאפיטופ דומה לדבר זה קוראים תגובת צלוב.Cross Reaction בזכות אפקט זה ניתן לחסן בני אדם במרכיבים פוטוגניים של בעלי חיים אחרים. כך שתגובת הצלוב תקנה הגנה לבני האדם אם יתקלו באותם פולשים. הנוגדנים הם תוצרים של לימפוציטים מסוג B שזה ייעודם העיקרי. תא הלימפוציט B מזהה את האנטיגן באמצעות רצפטור שהוא בעצם נוגדן ממבראנלי וכך הוא מתחיל את הפרשת הנוגדנים. לימפוציטים מסוג B יכולים לקשור אנטיגן חופשי בצורת השלמה כלומר במצב בו הוא מסתובב בדם. לעומתם, לימפוציטים מסוג T שגם להם רצפטור ספציפי לאנטיגן ולכו הם לא יכולים לקשור אנטיגן חופשי אך הם קולטים רק אנטיגן המוצג להם על ידי מולקולת.MHC תאי ה - T בניגוד לתאי ה - B אינם יכולים להפריש את הרצפטורים ותפקידם הוא התגובה התאית והבקרה על הפוליפרציה (שגשוג וחלוקה) והדיפרנציאציה (התמיינות) והרג של תאים (תאים סרטניים, נגועים, שתלים וכו'). כל לימפוציט מבטא רצפטור ספציפי לאנטיגן וכיוון שקיימים אין סוף אנטיגנים צריכה להיות יכולת להגיב נגד כולם. לדבר זה אם כך צריך אין סוף תאים. זהו פרדוקס שעיין לא נמצא לו הסבר. אנו יודעים שלכל אנטיגן יש שבט Clone שזה קבוצה של תאים שלהם יש בדיוק את אותו רצפטור. יש לנו שבטים של תאי B ושל תאי T ומספר התאים בכל קבוצה אינו ידוע. לא ניתן להוכיח כי לכל אחד מהאנטיגנים יש תאים לזיהוי. אבל אם נזריק לכולנו אנטיגן מסוים נפתח כולנו תגובה חיסונית דומה נגדו. כאשר בעל חיים נחשף לאנטיגן ואנו בודקים בו את רמתך הנוגדנים ביחס לזמן אנו רואים כי בחשיפה הראשונה לאנטיגן הזה יש פאזה של ארבע ימים עד ללמידה. בפאזה זו אין נוגדנים ולאחריה יש עליה עד להגעה לשיא ואז דעיכה במספר הנוגדנים. הדעיכה היא בעקבות זמן החיים של החלבון. אם לאחר תקופה מסוימת נחשוף את בעל החיים לאותו אנטיגן בפעם השנייה נקבל פעילות מהירה בהרבה של המערכת החיסונית. הדבר יתבטא בקיצור תקופת ההמתנה מארבע ימים למספר שעות שבהם יהיה יצור מהיר בהרבה של נוגדנים בכמות גדולה יותר מהמקסימום של הפעם הראשונה. בנוסף אורך חייהם של הנוגדנים יהיה ארוך יותר. לתגובה מסוג זה אנו קוראים תגובה שניונית, בעוד שתגובה ראשונית היא בחשיפה הראשונה לאנטיגן. הבדל נוסף בין התגובה הראשונית והשניונית הוא בסוג הנוגדן. בתגובה הראשונית יש נוגדנים מסוג IgM (אימונו גלובולין= Ig ) ובתגובה השנייה הנוגדנים הם מסוג IgG השינוי זה מתרחש תוך כדי הלמידה וההכרה של האנטיגן והוא תוך כדי שינוי ב DNA ואין אפשרות חזרה ליצור.IgM נוגדני ה IgG

3 מתחילים להופיע כבר בסוף התגובה הראשונית ולהם זמן מחצית חיים ארוך יותר מל IgM ולכן הם יציבים יותר ומחזיקים זמן רב יותר. קיים חיסון אקטיבי שהוא החדרת אנטיגן אל הגוף ואז הגוף מכין מרכיבים להתמודד איתו. אך קיים גם חיסון פסיבי שהוא העברה של מרכיבים מסיסים מבעל חיים אחד שיצר אותם לבעל חיים אחר בתקווה שהם יתנו שם הגנה. דוגמה לכך היא החדרת חיידקים לעכבר מה שיגרום לו לחלות ולפתח הגנה נגד חיידק זה. אם נזריק לעכבר חיידקים מוחלשים או מתים גם יתפתחו אצלו מנגנוני הגנה נגד הפתוגן האלים. אם ניקח עכבר שכבר יש לו נוגדנים למחלה מסוימת ונוציא לו סרום הדם ונעביר אותו לעכבר לא מחוסן הוא יקבל את הנוגדנים מהעכבר המחוסן וישרוד בהתקפה של הפתוגן האלים כאילו עבר חיסון אקטיבי. החיסון הפסיבי הוא קצר טווח כיוון שאין זיכרון והחלבונים מתפרקים תוך זמן מסוים. עד לפני זמן לא רב התבצע חיסון בחיסון פסיבי נגד הפטיטיס B. אך כיום קיימים כבר חיסונים מהונדסים היעילים בהרבה. העברת נוגדנים בצורה של חיסון פסיבי משמשת כיום בטיפול באנשים שהוכשו על ידי נחשים עקרבים או מזיקים שונים. לאנשים אלו מזריקים קוקטיל נוגדנים למספר רב של סוגי ארס וכך הם מקבלים טיפול מהיר. נוגדנים אלו מיוצרים על ידי סוסים שלהם מזריקים את ארס הנחשים בצורה מבוקרת. האדם שאליו מוזרקים נוגדני הסוס יוצר נוגדנים נגד נוגדני הסוס כך שבמידה והוא מוכש פעם נוספת הגוף ימנע מנוגדני הסוס לעבוד ולכן צריך להשתמש בקוקטיל מבעל חיים אחר כמו כבשים עיזים פרות וכו'. התאים במערכת החיסון התאים במערכת החיסון הם תאי הדם הלבנים. מקור כל תאי הדם האדומים הטסיות ותאי הדם הלבנים הוא במח העצם. כשמסתכלים על התאים הלבנים אנו מוצאים מספר סוגים בניהם יש את הלימפוציטים B ו T וגם תאים של המערכת הקיימת כמו נויטרופילים, איאוזינופילים, באזופילים ותאי מסט. המשותף לארבעת סוגי תאים אלו הוא שיש להם ציטופלסמה מגורגרת המכילה הרבה מאד גרנולות, המורכבות מאנזימים ו - PH נמוך (יתכן גם גבוה). כל משפחת תאים זו נקראת גרנולוציטים. במשפחה זו יש דבר נוסף משותף והוא שהגרעין הוא לא עגול אלא משונץ כלומר, מחולק לאונות ולכן שם נרדף לקבוצת תאים זו פולימורפינוקליארים. משפחה אחרת של תאים היא משפחת המונוציטים שלהם גרעין גדול בצורת כליה ואינם מכילים גרנולות כמו בגרנולוציטים. אחד הצורות המוכרות ביותר של משפחת המונוציטים הוא המקרופאג. התאים של מערכת החיסון מאופיינים בזה שאינם קבועים במקום מסוים כלומר הם נודדים. תאים אלו נוצרים באיבר אחד ומשם הם נעים לאיבר אחר בו הם מתמיינים ואז הם יכולים לפעול בכל מקום אחר בגוף. אברי היצירה וההתמיינות מוגדים כאברים חיסוניים ראשוניים בעוד שהאברים בהם מתבצעת פעילות התאים הם אברים חיסוניים שניוניים. אם נסתכל על פיזור אברים אלו אז בבוגר איבר היצירה הבלעדי של התאים החיסוניים הוא מח העצמות הנמצא בעיקר בגפיים ובעצמות החזה, בעוד שבעובר היצירה של כל סוגי תאי הדם מתחילה כבר בשק החלמון ולאחר מכן היא עוברת לכבד העוברי והטחול העוברי. עם הלידה היצירה של תאי הדם הופכת להיות באופן בלעדי של מח העצמות אך הפוטנציאל להמוטופוגה (יצור תאי דם) נשאר בטחול ובכבד ובמידה ונוצרת פגיעה במח העצמות והוא אינו יכול ליצור את התאים אז הכבד והטחול מתחילים ליצור אותם. היצירה של התאים במח העצמות היא בקצב הולך וגדל עם הגדילה עד שלב הבגרות שמימנו מתחילה דעיכה בקצב היצירה ושטח הרקמה היוצרת הולך וקטן עכב חדירה של תאי שומן למח העצם. לימפוציטים מסוג B מתמיינים במח העצמות כמו כן גם התאים של המערכת הקיימת. לעומתם לימפוציטים מסוג T הנוצרים במח העצם נודדים לתימוס שהוא בלוטה מעל ללב ומשמש כאיבר התמיינות לתאים אלו. נדידה זו היא לא אקראית אלא מכוונת על ידי רצפטורים. תאים בשלים לימפוציטים ותאים של המערכת הקיימת יוצאים מאברי ההתמיינות ועוברים לאברים חיסוניים שניוניים שנמצאים בגוף והם בלוטות הלימפה, קשרי הלימפה והטחול.

4 מיקום בלוטות הלימפה הוא לא אקראי הן נמצאות בצמתים של כלי דם ראשיים ובאזורים הקרובים לפתחים. בלוטות הלימפה גם מנקזות תהליכים מאזורים מסוימים כמו למשל בית השחי. במצב של סרטן שד נודדים התאים הסרטניים לבלוטות הלימפה ונעצרים שם לזמן מה. בלוטות הלימפה נמצאות על יד הפתחים כמו הפה ולאורך המעיים כיוון שאזורים אלו רגישים להתפתחות זיהומים. כל תאי הדם כולל הטסיות נוצרים ממקור של תא אחד בלבד שהוא תא הגזע.Stem Cell במח העצם יש שני סוגי תהליכים האחד הוא חלוקה (פרוליפרציה) והתמיינות. רוב התאים המתחלקים אינם תאים ממוינים כיוון שתאים ממוינים מאבדים את כושר החלוקה שלהם. תהליך היצירה במח העצמות מושפע משלוש גורמים עקרים אחד הגורמים הוא Stress לחץ מאמץ גופני ומחלה. גורם שני הוא גורמים מסיסים כמו הורמונים (ציטוקינים), (CSF) Inter Leukin (IL),Colony Stimulating Factor שמופרשים ומשפיעים על ההתמיינות. גורמים אלו יכולים להיות מתאים הנמצאים במח העצם או מתאים ממקור של תאים פריפריים. הגורם השלישי הוא אינטראקציות בין תאים כמו רצפטורים וליגנד העברת סיגנלים וכו'. יש שני מסלולים עיקריים של יצירה האחד הוא המסלול Myeloid Stem Cell והשני הוא המסלול הלימפואידי. במסלול המיולידי יש את כל התאים במערכת הקיימת, התאים האדומים (אריתרוציטים) והטסיות.(Thrombicytes) במסלול הלימפואידי מקבלים בסוף לימפוציטים מסוג B ומסוג T שהולכים בהתמיינות שהיא תהליך חד כיווני ואין חזרה אחורה באף שלב. תא הגזע הוא Pluripotent וחשוב שחלק מתאים אלו יישארו פלוריפוטנטים כדי שימשיכו להתחלק ולגרום להתפתחות תאים נוספים. לפני ה CSF יש אותיות G ו M כך ש G זה עבור גרנולוציט ו M זה עבור מונוציט. כך ש G-CSF מזרז יצור גרנולוציטים, M-CSF מזרז יצור מונוציטים ו - GM-CSF מזרז את שניהם. שינויים בצריכת החמצן ובלחצו גורמים לשינוי ב- PH בדם, שינויים אלו מזעריים אך מורגשים על ידי קולטנים בכליה בתאים ג'קסטגלומרולרים שהם אלו החשים בשינוי ומפרישים הורמון אריתרופואטין (EPO) הורמון זה הורמון הגדילה וההתמיינות של כדוריות הדם האדומות. לא רק גורמי גדילה מעודדים יצירת תאים גם אינטראקציות בין תאים שונים והשפעות סביבתיות ואפילו במיקרו סביבה דוחפים למסלול ההתמיינות כזה או אחר. הדבר בא לידי ביטוי באיים איים במח העצם שבכל אי יש יצירה של תאים שונים. במח העצם ישנם תאים נוספים שאינם קשורים לתאי הדם והם תאי סטרומה, תאים פיברובלסטיים ותאים דנדריטים המסייעים בבניה של המיקרו סביבה ומיצרים את התנאים המביאים להתמיינות כמו הפרשת גורמי גדילה וביטוי מולקולות הגורמות לאינטראקציות בין תאיות. תא הסטרומה מבטא את המולקולות החיוניות בהתמיינות הממבראנה שלו. אותו תא או תא סמוך אליו מפריש הורמון גדילה. כך תאים בלתי ממוינים באים במגע עם תא הסטרומה ונוצר מעגל ראשון של תאים שלהם גם גורם גדילה וגם מגע עם הרצפטור להתמיינות על הסטרומה. תאים אלו עדיין מתחלקים וכיוון שאין להם מקום על יד הסטרומה נוצר מעגל שני. מעגל זה רחוק יותר מגורמי הגדילה ולכן התמיינותו שונה. כך נוצר גרדיינט של התמיינות סביב תא הסטרומה. במצבים של השתלת מח עצמות אנו משתילים את התאים הפלוריפוטנטים שהם יוצרים את שאר התאים הנחוצים לצורך יצירה והתמיינות של תאי הדם השונים. תאי הלימפוציטים צריכים לעבור עוד שלב של למידה לאחר מכן והם אינם מאבדים את יכולת ההתחלקות שלהם אך התחלקות זו נהיית מותנית בגירוי של אנטיגן. מבנה בלוטות הלימפה המבנה הבסיסי של בלוטות הלימפה כולל רקמת בלוטה המוקפת ברקמת חיבור אל הבלוטה נכנס עורק מתפצל לנימים המתווספים לווריד. התאים הלבנים עוזבים את כלי הדם ועוברים מבעד לדופן הנימים

5 לתוך רקמת הבלוטה. שם הם שוהים לזמן מה ולאחר מכן עוזבים אותה לצינור הלימפה המחובר לצינור הדם. התאים הלבנים נמצאים בדם כדי לעבור ממקום למקום כאשר הלימפוציטים נמצאים ברובם בבלוטות הלימפה. לבלוטות הלימפה יש מבנה בלוטי רגיל של קליפה (קורטקס) ואזור של ליבה (מדולה) והמבנה כולו עטוף ברקמת חיבור. ההבדל הבסיס בין בלוטת לימפה לקשר לימפה הוא הקפסולה שזו רקמת החיבור. באזור הקורטקס אנו מוצאים מבנים או צברים של תאים הנקראים זקיקים ראשוניים ובתוכם יושבים לימפוציטים מסוג B ומסביב לזקיק יש אזור המכיל לימפוציטים מסוג T. לימפוציטים מסוג B שעברו גירוי של אנטיגן מרכיבים מבנה שניוני בתוך הזקיק מבנה זה נקרא Germinal Center (מוקד גדילה). באזור זה התאים שעברו שפעול עוברים חלוקה והתרבות. התאים שנוצרים הם תאי פלזמה הנודדים לליבה ושם הם מפרישים נוגדנים. מבנה הנוגדן בעבר ידעו על קיומם של נוגדנים ורצו למצוא דרך ללמוד על המבנה שלהם. לצורך זאת היה צריך להפיק אותם בכמויות מספקות. את הנוגדנים משיגים מהדם. כדי להפיק את הנוגדנים לוקחים את הדם מסרקזים אותו ומקבלים למטה כדוריות דם אדומות מעליהם תאי דם לבנים ובסוף נוזל שקוף שהוא הפלזמה (להבדיל מסרום בפלזמה קיימים גורמי קרישה בעוד שבסרום לא). את הפלזמה מריצים בג'ל בו יש תנועה לכיוון האנודה על פי מקטעים. כך שהמקטע שמגיע קרוב ביותר לאנודה הוא האלבומין. אחריו יש עוד ארבע פיקים שלהם מבנה גלובוליני מבנים אלו כונו α1 הקרוב ביותר לאלבומין α2 אחריו ולאחריהם β ו γ כדי לבדוק באיזה פיק נמצאים הנוגדנים צריך לבצע ניסויים שונים ולאחר ניסויים אלו התברר כי רוב הנוגדנים נמצאים ב γ ולכן הנוגדנים גם נקראים γ גלובולינים. מבנה הנוגדן הוא בצורת Y יש לו קצה N טרמינלי וקצה C טרמינלי. הקצה ה N טרמינלי הוא הקצה שבאמצעותו הנוגדן קושר את האנטיגן ואילו הקצה ה C טרמינלי הוא הקצה שבאמצעותו הנוגדן מתווך פעולות ביולוגיות אחרות כמו פגוציטוזה, משלים (Complement) ופעולות ציטוטוקסיות. הנוגדן בנוי משתי שרשראות בעלות משקל מולקולארי גבוה והן זהות לחלוטין ושתי שרשראות בעלי משקל מולקולארי נמוך יותר שגם הן זהות לחלוטין. כל השרשראות מחוברות אחת לשנייה באמצעות קשרים די-סולפידיים. לכל מולקולת נוגדן כזו יש שני אתרי קישור זהים לחלוטין והמבנה המרחבי של אתרי הקישור הללו נקבע על ידי השרשרת הקלה והשרשרת הכבדה יחד. המבנה המרחבי של אתר הקישור נקרא אידיוטיפ. על הנוגדן ניתן להפעיל אנזימים פרוטאוליטים כדי לבדוק מה תפקיד כל חלק. אחד האנזימים הוא פפסין החותך מתחת לקשר הדי-סולפידי בין השרשראות הכבדות ומקבלים שני חלקים. חלק אחד המכיל את שני אתרי הקישור לאנטיגן נקרא f(ab) 2 כך ש fab זה Fraction Antibody Binding קטע זה שומר על כל הפונקציות הפעילות של אותו נוגדן. החלק השני הוא החלק האחורי והוא אינו שומר על כל הפונקציות הביולוגיות. לעומת זאת אם נשתמש באנזים פפאין אשר חותך מעל הגשר הדי-סולפידי נקבל שתי יחידות (Fraction Crystallizing) FC שכל אחת מהן יכולה להתקשר לאנטיגן ומלבדה נקבל גם מולקולת fab שהוא החלק האחורי השלם שכולל את כל הפעולות הביולוגיות האחרות. לחלקים fab ו f(ab) 2 יש חשיבות רבה כיוון ש fab קושר רק גורם אחד ו f(ab) 2 קושר שני גורמים ויכול ליצור אגרגציה. השרשראות הכבדות בנויות מארבע עד חמש Domains בעוד שהקלות מורכבות משני.Domains ה Domain בקצה ה N טרמינאלי, כלומר באתר הקושר הואDomain Variable שאר ה Domains הם ללא תפקיד קישור לאנטיגן ונקראים Constant Domains (קבועים). באזור הצוואר של הנוגדן המורכב רק משרשראות כבדות קיים אזור ללא Domains והוא אזור הציר.Hinge לאזור זה חשיבות רבה במתן גמישות לנוגדן. קיימים נוגדנים בהם אזור הציר מורחב ולעומתם קיימים נוגדנים בהם אין בכלל אזור זה.

6 ההבדלים בין סוגים שונים של שרשראות כבדות מוגדרים כהבדלים איזוטיפים. כלומר, שרשרת µ ושרשרת γ הם שני איזוטיפים שונים. אנו מגדירים חמישה איזוטיפים שונים של שרשראות כבדות כלומר בנוסף ל µ ו γ יש גם ε α, ו δ סוג הנוגדן נקבע על פי סוג השרשרת הכבדה. בנוסף לשרשרת הכבדה קיימים שני סוגים של שרשראות קלות κ או λ כל אחד מהסוגים השונים של השרשראות הללו יכולה לבוא עם כל אחד מהשרשראות הכבדות. כלומר, שרשרת גדולה µ יכולה להיות עם κ או עם λ. כך שבמולקולה אחת שתי השרשראות הקלות זהות ושתי השרשראות הכבדות זהות. ל IgM יש שתי צורות הופעה. האחת, היא הצורה הממבראנלית שבה הנוגדן מבוטא על ממבראנה של ללימפוציט B. הצורה הזאת היא צורה של מונומר. ונוסחתו היא: µ 2 κ 2 או µ. 2 λ 2 צורה שנייה היא הצורה המופרשת שהיא פנטאמר כלומר, 5 יחידות של נוגדן שכולם מחוברות אחת לשנייה באמצעות שרשרת חלבון נוספת הנקראת J. Chain לנוגדן כזה יש 10 אתרי קישור פוטנציאליים אך בגלל הפרעה מרחבית אין מצב בו קיים קישור ל 10 אתרים. הן הצורה המופרשת והן הצורה הממבראנלית מגיעות מאותו תא. ב IgM השרשרת הכבדה מכילה 4 אזורים,Domains קבועים ו - 1 משתנה. והשרשרת הקלה מכילה אזור קבוע ואזור משתנה. בנוגדן IgG המופיע אך ורק בצורתו המונומרית ונוסחתו היא γ 2 κ 2 או γ. 2 λ 2 לנוגדן זה שני אתרי קישור בלבד וזמן מחצית החיים שלו הוא פי 3 מ.IgM ל IgG יש תת קבוצות שנבדלות אחת מהשנייה בסוג השרשרת הכבדה. תת יחידות אלו מקודדות מגנים שונים ונקראות γ 3 γ, 2 γ, 1 ו 4 γ. כך שמתקבלים 4 איזוטיפים של.IgG בנוגדני ה IgG השרשרת הכבדה מכילה אזור משתנה 1 ו 3 קבועים. והקלה מכילה אזור קבוע ואזור משתנה. נוגדן מסוג IgA מכיל שרשרת כבדה מסוג α ומופיע בשתי צורות הצורה האחת היא הצורה המופרשת לנוזלי הגוף,.Intravascular זוהי צורתו המונומרית. הצורה השנייה היא הצורה בה הוא מופרש אלל מחוץ לגוף לדוגמה: לחלל המעי היא צורת הדימר שזה שני מונומרים הקשורים אחד לשני באמצעות שרשרת J. שרשרת J שונה מאשר בחלבון IgM נוסף לזאת קיים מקטע חלבוני נוסף בשם Secretory Component חלבון זה אינו מתאי B. מקורו בטרנספורט מתוך הגוף אל מחוצה אליו. במעי הדבר נעשה במעבר מהצד הפנימי (Serosel) לצד החיצוני (Mucosel) לימפוציטים מסוג B נמצאים בצד הפנימי ומייצרים את ה IgA ה.Poly Ig Receptor בצורתו הדימרית אשר נקשר לרצפטור המתבטא בתאי אפיתל ונקרא IgA נכנס לתוך התא לטרנספורט ולהכנסה זו קוראים.Internalization בתוך התא עובר הנוגדן בתוך שלפוחית לצידו השני שם מתבצעת ההפרשה החוצה. בצד החיצוני קיימים אנזימים שחותכים את הרצפטור כך שחלק ממנו נשאר קשור ל.IgA חלק זה הוא ה Component Secretory לחלק זה חשיבות רבה בהגנה בפני פירוק הנוגדן על ידי אנזימים אחרים. לדבר זה קוראים מעבר אקטיבי דרך שכבת תאים. גם IgG עובר במעבר אקטיבי מהאם אל העובר דרך השיליה. וזאת על ידי רצפטורים בשיליה. תינוקות נולדים כשרמת הנוגדנים בדמם זהה לזו של האם (רק לגבי (IgG כך התינוקות מוגנים בימיהם הראשונים בחיסון פסיבי נוגדנים אלו ידעכו עם הזמן אבל אז התינוק יוכל ליצור בעצמו מספיק נוגדנים. בעגלים הדבר שונה הם נולדים ללא נוגדנים בכלל בגופם ולכן יש חשיבות רבה מאד למעבר של חלב האם הראשון לעגל כיוון שהוא מכיל כמות גדולה מאד של אמינו- גלובולינים והפיזיולוגיה של העגל מסוגלת לקלוט אותם ולהעבירם לדם. ל IgA יש שני איזוטיפים של שרשרת כבדה α 1 ו 2 α. השרשרת הכבדה מכילה 3 אזורים קבועים ו 1 משתנה וכמו תמיד השרשרת הקלה מכילה אזור קבוע ואזור משתנה. הנוגדן IgE מופיע רק בצורתו המונומרית. בצורתו המסיסה הוא קצר חיים אך במצב הקשור לתא אורך חייו ארוך מאד. השרשרת הגדולה שלו מכילה 4 אזורים קבועים ואזור משתנה 1. הנוגדן IgD מופיע גם הוא כמונומר ובשרשרתו הכבדה יש 3 אזורים קבועים ואזור משתנה 1. הנוגדן מסוג IgM הוא נוגדן המאפיין תגובה ראשונית. ומבחינת המבנה והארגון של הגנים האמינו- גלובולינים הוא הנוגדן שמתבטא ראשון. נוגדן מסוג זה משמש בצורתו המונומרית כרצפטור לאנטיגן על פני תאי B צעירים ונאיביים (לפני המפגש עם האנטיגן). תפקיד עיקרי של נוגדן זה הוא הפעלה של מערכת המשלים והוא עושה זאת ביעילות רבה מאד.

7 הנוגדן מסוג IgG מאפיין את התגובה השניונית. הוא מצוי בנוזל הדם ומשמש כרצפטור על פני תאי B זיכרון בלבד. כיוון שלימפוציטים מסוג B שעוברים התמיינות לאחר מפגש עם אנטיגן עוברים שינוי ב - DNA מופסקת יצירת ה IgM ונוצר.IgG תא הזיכרון יכול לעשות שינוי גם ל IgA וגם ל IgE שהם כולם בצורה ממבראנלית ומופיעים אך ורק על תאי B זיכרון. IgG לא מפעיל את מערכת המשלים אך יכול לתווך פעילות פגוציטוזית. וזאת על ידי התקשרות האנטיגן למולקולה אשר קושרת את המטרה ויכולה להגביר את הפעילות הפגוציטוזית ושמה של מולקולה זו נקרא.Opsonin כשמולקולת IgG נקשרת לאנטיגן יש שינוי מרחבי באזור ה FC שינוי זה מזוהה על יד פגוציטים, וגורם לפגוציטוזה. הזיהוי מתבצע על ידי FC רצפטור (אין FCµ רצפטור ו FCα רצפטור). ה FC רצפטורים מבוטאים על פני תאים רבים בגוף וישנם תאים עליהם יש רצפטורים ברגישות שונה. ה IgA מבוטא על תאי זיכרון בצורה ממבראנלית בתאי אפיתל ומופרש אל המעי בכדי לנטרל את הצמדות החיידקים לדופן האפיתל. נוגדן מסוג IgE הוא נגד פרזיטים והוא מעורב גם בתהליכי אלרגיה. כיוון שבעבר עיקר התמותה הייתה ממחלות פרזיטיות כשנפטרו לאחר שהתגלה ה IgE והוא נתן תשובות למחלות אלו. ה IgE בצורתו הממבראנלית מתבטא רק בתאי זיכרון. והתאים שיכולים לקשור אותו הם תאי מסט ובזופילים. קישור זה הוא ביעילות רבה מאד וגורם לדהגרנולציה שזה שחרור תכונת הגרנולות על הפרזיט. הגרנולות מכילות ברובן מי חמצן וגורמים נוספים כמו היסטמינים לפגיעה בפרזיט. ה IgG צריך להקשר קודם לאנטיגן ואז הוא מזוהה על ידי ה FC רצפטור. לעומת זאת ב IgE הדבר שונה. תא המסט מזהה את ה IgE על ידי FCε רצפטור הקושר את ה IgE עוד לפני הקישור לאנטיגן. מצב זה יכול להמשך זמן רב מאד ובעל זמן מחצית חיים של 6 חודשים. כאשר נקשר ה IgE לפרזיט חל בו שינוי מרחבי השולח סיגנל דרך הרצפטור אל תוך התא מה שגורם לדהגרנולציה בתגובה מהירה ביותר. ה IgE לא יכול להיווצר בחשיפה ראשונה לאנטיגן ומכאן הוא תהליך שניוני ועל תא מסט אחד יכולים להיקשר מספר נוגדני IgE שלכל אחד מהם יש ספציפיות לאנטיגן אחר. הנוגדן מסוגIgD מופיע גם הוא בצורה ממבראנלית בלבד על פני תאי B בוגרים ונאיביים. תאים אלו מבטאים גםIgM וגם IgD אשר לשניהם בדיוק את אותה ספציפיות. ה IgG s השונים שונים אחד מהשני בעיקר במיקום הקשרים הדי-סולפידיים בין 4 הסוגים. גם ב IgA ההבדל בין שני הסוגים הוא במוטציה נקודתית המשנה את מיקום קשרי ה.SS תאי B יכולים להופיע ב 3 קבוצות עיקריות צעיר, בוגר נאיבי, ובוגר אחרי המפגש עם האנטיגן כלומר, תא זיכרון (קיים גם תא פלזמה עליו לא נדבר בשלב זה). IgM ו IgD מבוטאים על תאי B בוגרים. אך ל IgD לא נמצא עד היום תפקיד ייחודי אך הוא מסמן שלב התפתחותי מצעיר לבוגר. כל מולקולות ה IgG השונות הן בעלות תפקיד פחות או יותר זהה. לנוגדנים יש וירביליות גדולה (מידת שוני) ואנו לא יכולים לקבל דבר מלבד תערובת הטרוגנית של נוגדנים. כך היה הדבר עד שהתגלה המיאלומה שהוא סוג של סרטן בלימפוציטים מסוג B הגורם להם להפרשת נוגדנים בקצב מוגבר מסוג אחד בלבד. אצל חולים בסרטן זה סרום הדם עשיר ביותר בנוגדנים וממנו אפשר להפיקם בצורה מספיק נקייה. לחולים בסרטן זה התאים מיצרים בדרך כלל עודף רב של שרשראות קלות שממנו יש להפטר וזאת על ידי הפרשתו בצורת דימרים המוגדרים כ Jones Bence Protein והם מופרשים בשתן. דבר נוסף הוא שבאוכלוסיה רגילה סוג השרשראות הקלות הוא ביחס של שני κ ל λ במיאלומה היחס הוא של מאה שרשראות κ לשרשרת λ או להיפך כלומר 100 שרשראות λ ל שרשרת κ אחת. ב 1975 הומצאה דרך חדשה להפקת נוגדים מונוקלונלים. והיא על ידי לקיחת תאי פלזמה והפיכתם לסרטניים. כך מתקבלים תאים בעלי אורך חיים רב המתחלקים במהירות ומפרישים כמויות גדולות של נוגדנים חד שבטיים. בשיטה זו אנו לוקחים תא המייצר נוגדנים נגד אנטיגן מסוים ולאחר הפיכת תא זה לסרטני על ידי איחוי עם תא סרטני שאינו יוצר נוגדנים אנו מקבלים את התא המסוגל לייצר נוגדנים בכמויות גדולות. הנוגדנים החד שבטיים הם בעלי חשיבות גדולה מאד הן במדע והן ברפואה.

8 את השרשרת הקלה והשרשרת הכבדה כבר הגדרנו כמורכבות מ Domains את האזור המשתנה נסמן ב V כשבשרשרת הכבדה זה יהיה V H ובשרשרת הקלה V. L את החלקים הקבועים נסמן ב C כך ש H1 C הוא האזור הקבוע הקרוב ביותר לאזור המשתנה וכך במספור עולה ככל שמתרחקים ממנו, זאת בשרשרת הכבדה. לעומת זאת בשרשרת הקלה האזור הקבוע יסומן ב L C. כל אזור כזה הוא של בערך 110 חומצות אמינו (כלומר 330 נוקליאוטידים). כל האזורים הקבועים והמשתנים הם בעלי הומולוגיה גבוהה אחד לשני בערך 60% עד 70%, ומכאן ההנחה שמדובר בגן יחיד שהכפיל את עצמו ועבר מספר שינויים. השרשראות הכבדות מתחלקות לשתי קבוצות האחת γ α, ו δ שבהם יש Domains 4 ו ε ו µ שלהם יש.Domains 5 בקבוצה של 5 האזורים אין ציר. בשרשראות הכבדות האזור המשתנה יכול להיות עם האזורים הקבועים של כל השרשראות האחרות כלומר, α γ, ε, µ, ו- δ. ואילו בשרשרת הקלה V γ הולך רק עם C γ ו κ הולך רק עם κ. בין האזורים המשתנים של השרשראות מאותו הסוג יש אזורים בעלי הומולוגיות גבוהה מאד ומצד שני יש אזורים בהם מידת השוני גבוהה מאד. לאזורים בהם ההומולוגיה גבוהה קוראים Framework Sequences כלומר, מסגרת. לעומתם האזורים בעלי מידת שוני גבוהה נקראים.(Complementary Determining Region) CDR או Hyper-variable Sequences בין השרשראות הכבדות של אותה קבוצה לדוגמה γ 1 ו 2 γ יש בחלק הקבוע הומולוגיה של 60% עד 70% בעוד שבין שרשראות γ 1 החלק הקבוע זהה לחלוטין. אם נבדוק את הוירביליות של חומצות האמינו ברצף של החלק המשתנה נקבל כי גם שם יש אזורים שבהם יש שוני גדול ואזורים שבהם יש קטעים הומולוגיים, לפי הסדר הבא:.FR1 HV1 FR2 HV2 FR3 HV3 FR4 Constant Domains תפקיד אזורי השלד (מסגרת) הוא לקפל את האזור המשתנה כך שאזורי ה CDR יתקרבו אחד לשני ויחשפו כלפי חוץ כך נוצר האתר הפעיל. בשיטה של יצירת הנוגדנים המונוקלונליים אנו יכולים לבודד גם את ה DNA של תאי ה B. בהרצה בג'ל ושימוש בגלאי ספציפי לאזור של האמונו-גלובולינים באחד מה Domains הקבועים אנו מקבלים מקטע בגודל מסוים הזהה לכל אחד מתאי הגוף אך ב DNA של לימפוציטים מסוג B אנו רואים כי המיקום משתנה כלומר שאותו גלאי זיהה מקטע בגודל שונה ומכאן ההוכחה שה DNA בתאי B משתנה. ומיקום השינוי שונה בין תאי ה B השונים. השינוי לא חייב להיות בתוך הגן אך הוא נמצא באזור שעליו פועל אנזים הרסטריקצייה וכך מתקבלים גדלים באורכים שונים ועל פיהם נתן לבנות מודלים שונים. אנו נתמקד בשרשראות κ. המודל הראשון הוא Multiple Genes בו כל שרשרת מכילה V אחר מ 1 עד n ו C זהה. כל זוג כזה דורש 660 נוקליאוטידים כלומר צריך 660n בסיסים לקבלת מגוון של n אנטיגנים. במודל זה נעשה שינוי מסוים בו הוצא C כמכנה משותף ואז מדובר בגן C ו n גנים של V. כך צריך 330n ועוד 330 נוקליאוטידים לקבל אותה כמות מגוון, דבר זה חוסך 50% מהגנום. המודל השני הוא Somatic Mutation בו מדובר רק על זוג VC אחד בו מתרחשת מוטציה מכוונת באופן רנדומאלי ב Domain המשתנה לפי מודל זה נחוצים רק 660 בסיסים. מודל שלישי הוא חיבור של שני המודלים הקודמים ונקרא Somatic Recombination על פיו האזור המשתנה מורכב מ 2 יחידות שהן v ו J וחיבור שלהן ביחד נותן את ה.Domain באדם ובעכבר יש 5 אזורי J שונים ומספר אזורי v והחיבור בניהם הוא אקראי. כאשר ניקח את = 3 n אז לפי המודל הראשון קיימות רק 3 שרשראות אפשריות ואילו על פי המודל השלישי קיימות 15 שרשראות. ומכאן שהמודל ה 3 נותן מידת שוני גדולה בהרבה. נסכם את הגורמים הפעילים לתועלת מערכת החיסון כדי לבנות את הרפרטואר של מערכת זו. הגורם הראשון זה ריבוי גנים השני הוא הקומבינטוריקה כלומר, כל מיני גן יכול להתחבר עם כל מיני גן אחר וכל קבוצה כזו יכולה להתחבר עם שרשרת גדולה אחרת. וגורם שלישי הוא חיבורי ריקומבינציה שאינם מדויקים כלומר, המערכת המחברת גורמת במכוון לכך שבנקודת החיבור יש הוספה או החסרה של

9 נוקליאוטידים באופן אקראי וכך נתרם עוד אלמנט למידת השוני. שלושת גורמים אלו בונים את הרפרטואר הראשוני של תאי B הנאיביים. בנית הרפרטואר השניוני היא לאחר מפגש עם האנטיגן והיא תהליך של מוטציות סומאטיות אקראיות המכוונות לאזור המשתנה. מבנה הלוקוס של האמינו-גלובולין מורכב מחידות יחידות הנקראות מיני גנים. שהן אינם גנים שלמים הן דומים לאקסונים המצויים בגנים אחרים אך שלא כמו האקסונים כאן יש מקטעים רבים יותר מאשר אקסונים בגן רגיל. לדוגמה: בלוקוסים של κ יש 40 מיני גנים של v בנוסף ל 5 מיני גנים של J ומיני גן אחד של C. לפני כל אחד מהמיני גנים של v יש לידר המכיל את קודון ההתחלה אך קודון הסיום מצוי רק בסוף המיני גן C. הלוקוס של λ מכיל 29 מיני גנים של v, מספר מיני גנים של J וכמה מיני גנים של C. בשרשרת הכבדה מופיע אלמנט נוסף מלבד המיני גנים של J v, ו C יש גם מיני גנים של (Diversity) D והאזור המשתנה מכיל גם את המיני גנים של J v, ו D. המיני גנים של v תורמים ביצירת ה Framework 1-3 וביצירת CDR2,CDR1 וחלק מ,CDR3 המיני גנים של J לעומת זאת יוצרים את ה Framework4 ואת שארית.CDR3 בחיבור בין v ל J יש טעויות מכוונות וכיוון שזה אזור CDR3 יש השפעה בצורה משמעותית על הספציפיות של הנוגדן. הגנים המקודדים לאימונו-גלובולינים מסודרים 3 קבוצות אחיזה בגנום. כאשר אנו בודקים את רצף חומצות האמינו בנוגדן אנו רואים כי באזור הויראבילי יש אזורים בהם מידת השונות היא גובהה ואזורים בהם מידת השונות נמוכה. ניתן גם לראות כי באזור הקבוע בשרשראות מאותו סוג יש מידת זהות אך יש שוני באזור זה בין שרשראות מסוגים שונים. באזור הויראבילי קיים סידור מרחבי אשר גורם להבלטת אזורים בהם מידת השוני גדולה וכך נוצר אתר הקישור לאנטיגן. בשרשרת הכבדה הדבר דומה. אם ניקח DNA של תא גוף ושל תא B ונריץ אותם זה מול זה ונשתמש באותו גלאי נוכל למצוא כי בתאי B יש תזוזה של המקטעים גם של אזור הויראבילי וגם של האזור הקבוע. מכאן ניתן לראות בבירור כי מתרחש שינוי ב DNA של תא B וגורם לו להיות שונה מה- DNA של כל תא גוף לפחות באזור של יצירת הנוגדנים. יש לנו 5 מיני גנים J שונים ומספר בלתי ידוע של מיני גנים v בשרשרת הקטנה. ניתן לבצע ריקומבינציה בין v ל- J וזה מגדיל את הרפרטואר הבסיסי הקיים. החיבור בין v ל J אינו מדוייק. המערכת עצמה באופן מכוון גורמת לאי הדיוק בחיבור וזאת על ידי הוספה או החסרה אקראית את נוקליאוטידים במקום החיבור. תופעה זו מגדילה את מידת השוני בעוד 2 סדרי גודל. הרפרטואר הראשוני של לימפוציטים מסוג B הוא הרפרטואר שלהם לפני המפגש עם האנטיגן והוא נקבע בהתבסס על 3 גורמים. האחד ריבוי גנים השני האפקט הקומבינאטורי והשלישי החיבורים הלא מדוייקים. בלוקוס של שרשרת κ יש כ 40 מיני גנים v ו 5 מיני גנים J. ואחריהם עותק אחד של C. בלוקוס של λ יש 29 מיני גנים של v ומספר מיני גנים של J ואחריהם דומיין אחד של C. בשרשרת הכבדה יש 6 מיני גנים של 51 J מיני גנים v ו 27 מיני גנים של D. כל שבמקרה זה צריכים 2 ריקומבינציות. הקצה ה '3 של v מתחבר עם הקצה ה '5 של J כך שאזורים אלו חייבים להיות בנויים בצורה מאד שמורה עם רצפים קבועים הנקראים.(Recombination Signal Sequence) RSS בקצה ה '3 של כל v מסוג λ יש רצף של 7 נוקליאוטידים השמור בין כולם. אחריו יש רצף של 23 נוקליאוטידים אקראיים ואחריהם עוד 9 נוקליאוטידים שמורים. רצפים אלו נקראים הפטמר (7) ספייסר (23) וננומר (9). בקצה ה '5 של J מסוג λ יש גם הפטמר וננומר שמורים קומפלמנטרים לאלו שיש ב- v אך הספייסר בניהם הוא של 12 בסיסים בלבד. החוק של הריקומבינציה הוא קישור בין רצף בו יש 23 נוקליאוטידים בספיסר לבין רצף עם 12 נוקליאוטידים בספיסר.

10 החיבור מתבצע על ידי פתיחה של ה DNA בשלב הראשון ויצירת המבנה הפתוח. בשלב הבא יש מערכת של אנזימים המקרבת את v ל - J ומקבלים בניהם מבנה של.Loop בשלב הבא יש חיתוך של שני הגדילים גם בצד v וגם בצד J. ה - Loop נסגר על עצמו ויוצר DNA מעגלי אשר נשאר בתוך תא ה B אך לא משפיע. בשלב הבא שתי הקצוות המקודדים שלv ו - J מתחברים לבניית ה- vj. קיימים מקרים בהם הכיווניות של v הפוכה ואז מתרחשת ריקומבינציה בהיפוך ולא בחיתוך כלומר ה DNA שבין המיני-גנים הללו אינו מוצא אלא מועבר למקום אחר בלוקוס. בתא שבו יש שברים בשני הגדילים של ה DNA מתחיל להתבצע תהליך עיכול שלהם דבר הגורם לתא לעבור אפופטוזיס. כדי למנוע זאת המערכת יוצרת Hair Pin על ידי סגירת הנוקליאוטידים שבקצוות. לאחר מכן המערכת חותכת באופן אקראי גדיל אחד במקום אקראי כלשהו במרחק של 4 8 נוקליאוטידים כתוצאה מכך הגדיל נפתח ומקבלים קצה דביק. (אם היינו משלימים סיב זה היינו מקבלים פלינדרום). החיבור לא יכול להיות מדוייק כי הקצוות הדביקים אקראיים לכן הקצוות מנסות להתאים עצמן בצורה הטובה ביותר לאחר מכן מורדים הנוקליאוטידים שאינם מתאימים ונוספים במקומם נוקליאוטידים להשלמת הרצף. הנוקליאוטידים שנוספים נקראים (P P nucleotides מהפלינדרום ההיפותטי שהיה יכול להיווצר). בשרשרת הכבדה קיים גם אלמנט D וגם בו חלים אותם חוקים של ריקומבינציה אלא שכאן ה - RSS של v ו J הם בעלי 23 בסיסים בספיסר כך נמנעת הריקומבינציה בין v ל J. למיני גן D יש בשני הצדדים J. וגם עם v עם 12 בסיסים בספייסר וכך הוא יכול ליצור ריקומבינציה גם עם RSS הלוקוס של השרשרת הקלה בנוי כך שריקומבינציה בין v ל - J אינה מונעת אפשרות של ריקומבינציה שנייה על אותו לוקוס כך ש v Up Stream מגיב עם Down Stream J ואז מאבדים את ה vj הראשון שנוצר. דבר זה לא יכול להתרחש בשרשרת הכבדה בגלל שלאחר 2 הריקומבינציות הרגילות לא נשארים מיני-גנים D חופשיים. החיבור בשרשרת הכבדה מתחיל בין J ל D. ורק אחר כך ל v. בשרשרת הכבדה נכנס אלמנט נוסף שנקרא (Terminal Deoxynucleotidyl Transferase) TDT ה- TDT לוקח את הקצוות הדביקים ומוסיף להם נוקליאוטידים בצורה אקראית ללא צורך בתבנית. לאחר מכן מחפשים את האזור התואם ביותר ואז מתבצע החיתוך של הנוקליאוטידים הלא חופפים והשלמה של הרצפים לקבלת קטע סגור. הנוקליאוטידים המוספים על ידי ה TDT נקראים N שמקורו ב - Coding.Non כתוצאה מהוספת נוקליאוטידים ניתן לקבל קודוני עצירה או הסתה של מסגרת הקריאה וגרימת נזק לכל הגן. כלומר יצירת חלבון אחר לגמרי או עצירת החלבון בשלב לא גמור. מבחינה סטטיסטית 2/3 מהריקומבינציות הן אינן פרודוקטיביות כיוון שהן גורמות לשינוי מסגרת הקריאה. כך הדבר בשרשרת הקלה בשרשרת הכבדה מספר הריקומבינציות הפרודוקטיביות קטן יותר כיוון שיש 2 ריקומבינציות. כדי לתקן את הסיכויים הללו בשרשרת הכבדה אז המיני גן D יכול להיקרא בשלושת מסגרות הקריאה דבר זה בעל משמעות רבה כיוון שמיני גן D מקודד לחלק הנמצא ב.CDR הריקומבינציה הזו מתבצעת על ידי קומפלקס של מספר אנזימים (ידועים לפחות 4) שניים מהם RAG1 ו RAG2 (Recombination Activity Gene) בתוך הקומפלקס קיים גם ה TDT וליגאזות ספציפיות ללימפוציטים. כשיש חסר גנטי של אחד מהמרכיבים הללו (להוציא את ה (TDT נפגע התהליך של הריקומבינציה ובהעדר הריקומבינציות אין לימפוציטים. פוטנציאלית אילו התא היה רוצה הוא היה יכול להכין 2 שרשראות כבדות ו- 4 קלות כלומר ליצור 8 רצפטורים שונים על אותו תא. אך בכל זאת התא מבטא רצפטור אחד בלבד כלומר שרשרת קלה אחת ושרשרת כבדה אחת הדבר נקרא.Allelic Exclusion תופעה זו גורמת לכך שאלל אחד מדכא או מונע ריקומבינציה באלל שני. הריקומבינציות מתחילות בשני האללים בו זמנית בשרשרת הכבדה וזה שמצליח ראשון ליצור את החלבון גורם לכיבוי הריקומבינציה באלל השני. וכך נמנעת יצירת שרשרת כבדה נוספת. בשרשרת הקלה הריקומבינציה מתחילה קודם ב- κ ואחר כך ב - λ כך שבאדם יש 2/3 שרשראות

11 κ ו- λ 1/3.התא בודק את הריקומבינציה באחד האללים ומשנסתיימה ונתנה חלבון נוצר שיתוק של האללים האחרים ולכן לתא יש ספציפיות אחת. המעבר מ- DNA גנומי לנוגדן תהליכי הריקומבינציה הם קריטיים להתפתחות הלימפוציטים בכלל. תהליך הריקומבינציה נעשה בשלבים ברמת העיקרון זה תהליך מאורגן ומכוון בעל סדר והתקדמות כאשר ההתפתחות מוכתבת על ידי הצלחה של תהליכי הריקומבינציה. במידה ויש ריקומבינציה לא מוצלחת התא מנסה לתקן זאת ואם אין באפשרותו התא מת. הריקומבינציה מתחילה בשרשרת כבדה בין היחידות D ל J לאחר שיש הצלחה בריקומבינציה זו מתבצעת הריקומבינציה בין v לבין.DJ תא שהריקומבינציה הזו פרודוקטיבית מסנתז RNA ראשוני Transcript) (Primary המכיל את האקסונים והאינטרונים. לאחר מכן הוא עובר Splicing רגיל כך ש vdj הוא אקסון רגיל ואז מתקבל ה.mRNA התא שהצליח לעשות שרשרת כבדה כזו עושה Allelic Exclusion הוא מונע ריקומבינציה של האלל השני, וממשיך בתהליך ההתפתחות עד לשלב בו צריך לעשות שרשרת קלה. בשלב זה מתבצעת ריקומבינציה בין J ל v אז מקבלים vj שהוא אקסון ושוב מתקבל RNA ראשוני ממנו נוצר mrna וגם כאן קיים.Allelic Exclusion לפעמים השרשרת הכבדה והשרשרת הקלה הן לא מסוג מתאים ואז התא מנסה ליצור שרשרת קלה חדשה. לא רק ההתאמה יכולה להוות בעיה, קיימת גם בעיה שהיא בעיית הספציפיות למעלה מ 60% מהרצפטורים הם בעלי ספציפיות עצמית ולא צריך אותם. במצב זה התא שוב מנסה לתקן ואם אין הצלחה התא מת. לאחר המיני-גן האחרון של J נמצאים בשרשרת הכבדה המיני גנים שמקודדים לאזורים לקבועים מיני גנים אלו מסודרים ברצף אחד אחרי השני לפי סדר הופעתם לדוגמה: C γ 1 ציר C γ 3 C γ 2 ו.SC הגנים בנויים כך של IgM יש את האפשרות להיות מסונתז ראשון וזאת כיוון שהוא הכי קרוב לאזור הויראבילי. ליצירת IgG למשל צריך להביא את המיני גן של G ממקומו לאזור של תחילת המקטעים של האזור הקבוע כלומר, לפני האזור ליצירת µ. תא צעיר ונאיבי יוצר את הרצפטור מסוג µ כיוון שהוא הקרוב ביותר ל.vDJ נשאלת השאלה כיצד יתכן שתא בוגר נאיבי יבטא גם IgM וגם IgD דבר המנוגד לעיקרון Allelic Exclusion התשובה לכך היא שהם בעלי אותה ספציפיות כלומר אותו vdj מחובר גם לשרשרת δ וגם לשרשרת µ באותו התא הדבר מתאפשר כיוון שהגנים לשרשראות אלו מאד קרובים בגנום ונוצר שיחבור אלטרנטיבי בשתי צורות המאפשר קבלת ΙgM ו.IgD עד היום לא נמצא תפקיד ביולוגי משמעותי ל - IgD אך ביטויו הוא התפתחותי ומתרחש רק בתאים בוגרים נאיביים. לתא יש רצפטור במבנה של נוגדן וכאן יש צורך להסביר את ההבדל בין המבנה הממבראנלי לצורה המופרשת של הנוגדן. גם כאן התשובה היא ברמת השיחבור אנו רואים שבקצה ה- '3 של החלק הקבוע יש תוספת קטנה של מספר חומצות אמינו הידרופיליות. במורד הזרם, כלומר,Down Stream אליו יש עוד אזור שמסנתז לחומצות אמינו הידרופוביות כאשר השיחבור מכיל את מעקובת החומצות ההידרופוביות נקבל נוגדן ממבראנלי וכאשר השיחבור יגרום לכך שהנוגדן יכיל את מעקובת החומצות ההידרופיליות אז יהיה נוגדן מופרש. התא מפריש את הנוגדן אך ורק לאחר גירוי שיצור שיפעול ומכאן הבקרה מכוונת על ידי מערכת תוך תאית המופעלת על ידי גירוי. דבר זה נכון לכל האיזוטיפים של השרשראות. תהליך שינוי האיזוטיפ הוא תהליך המותנה במפגש עם אנטיגן ומתן גירוי נכון. כשהתא מקבל את הגירוי הנכון הוא עובר תהליכי שינוי ברמת ה - DNA שגורמת לשינוי מהאיזוטיפ IgM לאיזוטיפ אחר. תהליך השינוי מתבצע על ידי אזורי ריקומבינציה המתקרבים אחד לשני ואז נוצר חיתוך וחיבור מחדש. אין חשיבות במקרה זה אם החיבור הוא מדוייק או לא אך במציאות הוא מדוייק. המערכת עושה Isotope.Down Stream ושינוי שרשרת אחת לא מפריע ליצור שינוי בריקומבינציה לסוג אחר המצוי Switch

12 γ 1 התהליך השני מתרחש במפגש עם אנטיגן זה השראה של מוטציות סומאטיות כאן מדובר על תהליך של יצירת מוטציות אקראיות באופן מכוון באזורי ה CDR וזאת בכדי לשפר את הספציפיות לאנטיגן. המוטציות הסומאטיות הללו תורמות לבניית הרפרטואר השניוני. המבנה המרחבי של התא הקישור נקרא אידיוטיפ המורכב מ - 2 השרשראות. אלוטיפ זה ההבדלים הנובעים מפולימורפיזם של גנים באוכלוסיה כלומר גם לגן של הוא בעל שוני של חומצה אמינית 1 בין פרט אחד לשני. מערכת המשלים הנוגדנים מעצם העובדה שהם נמצאים בנוזלי הגוף (הומורוס) הם חלק מהמערכת ההורמונאלית. הם פועלים ויוצרים אשדות.Cascade למערכת המשלים יש 4 פעילויות עיקריות. הראשונה היא הרג Lysis של תאי מטרה. שהם החיידקים וזאת על ידי יצירת חורים בממבראנת התאים. המטרה השנייה היא כמוטקסיס Chemotaxis שזה פקטורים הגורמים לנדידה של תאים לפי מפל ריכוזים. מטרה שלישית היא פגוציטוזה שזה פקטורים שיוצאים ממערכת המשלים שהם אופסונינים ומגבירים את תהליך הפגוציטוזה על ידי סימון תא המטרה כמיועד לפגוציטוזה. המטרה הרביעית של מערכת המשלים היא ויסות של תהליך דלקת המהווה תנאי מפתח לקיומה של תגובה חיסונית. כשיש הרס או פגיעה של רקמה בגוף הגורמת להיווצרות מרכיבים דלקתיים מתפתח תהליך דלקתי שלו 4 מאפיינים האחד אדמוניות השני נפיחות השלישי כאב והרביעי חום. ברקמת מטרה יש עורקיק המביא דם לרקמה ומתפצל לקפילרות אשר מהן מועברים לרקמה חומרים בדיפוזיה. משם הדם ממשיך בורידים וחוזר למערכת הדם. בתהליך דלקתי יש שיפעול של תאי האנדותל הגורם להרחבה של הקפילרות וכתוצאה מכך עליה בלחץ הדם לקפילרה מה שגורם להופעת אדמומיות. התרחבות הקפילרות מעלה את יציאת המקרו מולקולות והנוזלים אל תוך הרקמה דבר הגורם לנפיחות וכאב עקב הלחץ שנוצר. החום הינו כתוצאה מכמות הדם הגדולה המועברת באזור. המרכיבים של מערכת המשלים הם אלו שגורמים לערעור תאי האנדותל ובכך מתאפשרת זרימת הדם המוגברת. כשיש גורם דלקתי נוצרים חלבונים במערכת המשלים שאחד מהם הוא C 5a הוא מתפזר ברקמה לפי מפל ריכוזים. תאי האנדותל בקפילרה מבטאים מולקולות אשר מוכרות לפגוציטים וגורמות להם להיצמד לתאי האנדותל באזור הנגוע. הפגוציטים מתגלגלים על תאי האנדותל ותוך כדי כך הם "מדברים" אחד עם השני על ידי רצפטורים שונים עד שהפגוציט שולח רגל החוצה ויוצא לרקמה מהקפילרה, דבר זה נקרא.Diapedesis כאשר הפגוציט מגיע לרקמה הוא נע לכיוון המקום הדלקתי בתנועת כמוטקסיס. למסלול ההפעלה של המשלים יש 3 מסלולים אפשריים להפעלת המערכת. המסלול הראשון הוא המסלול הקלאסי הוא מתחיל באינטראקציה בין האנטיגן לנוגדן כך שהקומפלקס שנוצר מהווה את הטריגר. המסלול השני הוא המסלול הלקטיני כאן מדברים על חלבונים כדוגמת MBP ו/או CRP שהם חלבונים הנוצרים בכבד ולהם זיקה חזקה מאד לתוצרים חיידקיים, כך הם יכולים להפעיל את מערכת המשלים ללא קומפלקס אנטיגן נוגדן. המסלול השלישי הוא המסלול האלטרנטיבי גם בו עוקפים את הצורך באנטיגן נוגדן. *ראה שקף* לשם הפעלת המסלול הקלאסי יש רצף אירועים המביא בסופו של דבר למסלול טרמינלי. במסלול זה הקומפלקס 1 C עובר שיפעול על ידי כך שהוא קושר 2 נוגדנים של IgG או מולקולה אחת של IgM לאחר ההפעלה נחתך ה 1 C על ידי 4 C ל C 4a ול C 4b, ה C 4b נקשר ל 2 C ונחתך לקבלת C 2b ו.C 4b2a ה C 4b2a נקשר ל Convertase C 3 שמפרק אותו ל C 3a ול.C 3b ה C 3b הוא האופסונין העיקרי של מערכת המשלים. תפקיד אחר של ה C 3b הוא להתחבר לקומפלקס שלConvertase 3 C ומקבלים C 4b2a3b שנקרא גם 5 C Convertase המפרק 5 C למרכיביו C 5a ו.C 5b ה C 5b מתחיל את בנית הקומפלקס הליטי, זאת על ידי קשירת המולקולות 6 C ו 7 C הנדבק לממבראנה ואז מתחבר אליו 8 C ואליו מתפלמר 9 C. כתוצאה מכך נוצר פתח בתוך התא המאפשר שפיכה של תוכן התא החוצה.

13 הסינתזה של C 3b היא בעלת מסלול הגברה מסלול זה מתחיל במולקולה ש C 3b הקושרת פקטור B וכתוצאה מכך מתקבל קומפלקס המהווה סובסטראט לפקטור D החותך את הקומפלקס ביחידה ה B ל Ba ול Bb מה שנשאר זה הקומפלקס.C 3bBb מולקולה זו נקשרת לפרופרדין אשר נותנת לה יציבות ונוצר קומפלקס.C 3bBbP מולקולה זו גם היא 3 C Convertase המפרקת 3 C ל C 3a ול.C 3b במסלול הלקטין ציינו שהפקטורים NBP ו CRP יכולים להפעיל את מערכת המשלים ללא הקומפלקס אנטיגן נוגדן. הפעלה זו מהירה יותר כיוון שלוקח זמן ליצור נוגדנים. הפקטורים הללו מוגדרים גם כ Protein.Acute Phase חלבונים אלו עולים ברמתם בתהליכים דלקתיים ומשמשים מדד לתהליכים דלקתיים שאין אפשרות לראותם כמו דלקות פנימיות ותהליכים אוטואימוניים. לגבי המסלול האלטרנטיבי מדברים על המולקולה 3 C אך הכוונה כאן היא למצב הלא יציב שלה כלומר *3 C מצב זה הוא קצר חיים (כמה מיקרו שניות). במצב זה המולקולה דומה ל C 3b דבר המאפשר לה לפעול כמותה וליצור. 3 C Convertase אנחנו מדברים על מערכת מאד הרסנית אשר גורמת לבעיות גם בתאי שתל כיוון שהם שונים מתאי הגוף המקוריים. המרכיבים של המערכת יכולים לנוע בגוף ולפגוע בתאים אחרים הרחוקים מהמקום בו הם נוצרים. כתוצאה מכך מופעלים מנגנוני הגברה בעלי פקטורים שמעודדים דלקת ולכן המערכת הרסנית לא רק לתאי המטרה אלא גם לתאי הגוף. למערכת זו יש בקרה במספר רמות דבר ראשון זמן מחצית החיים של הפקטורים במערכת זו הוא קצר מאד וזאת בכדי להבטיח פעולה במקום היווצרותם ולא נדידה לאזור אחר. בנוסף קיימים מעכבים שמעכבים את החומרים האלו מרגע היווצרותם וכך מואטת פעולתם עם הזמן. קביעת רמת הנוגדנים הנוגדנים הם בעלי חשיבות רבה ומהווים אינדיקאטור למצב החיסוני שלנו. ולכן הם בעלי חשיבות רבה מאד בהכנת אסטרטגיה חיסונית כלומר מתי לתת חיסון כדי לקבל אפקט מכסימלי. כדי לקבוע את רמת הנוגדנים פותחו מספר שיטות השיטות המוקדמות היו מבוססות על שיקוע כלומר יצירת קומפלקס של אנטיגן נוגדן כך שהקומפלקס הגדול ישקע. שיטה זו נקרא אימונו-קומפלקס. על מנת להשתמש בשיטה זו צריך היה לדעת מה הכוחות הפועלים בין האנטיגן לנוגדן כלומר ההתאמה המרחבית קשרי מימן קשרים אלקטרוסטאטיים קשרי ונדר ולס וכו'. ככל שהזיקה גבוהה יותר יש לנו נטייה לפרוק הקומפלקס. כאשר אנו רוצים לראות מתי מקבלים ריאקצית שיקוע אז קיימים 3 מצבים אפשריים. אחד עודף של נוגדנים השני עודף של אנטיגן והשלישי הוא איזון מכסימלי הנותן את הקומפלקסים הגדולים אשר שוקעים. בשיטה זו ניתן לקבוע את הרמה היחסית של הנוגדנים אך לא את כמותם. כיום מקובלת שיטת האלייזה.ELISA- Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay כאשר לוקחים נוגדנים Goat Anti ומזריקים אותם לעז העז תיצור נוגדנים נגד נוגדני האדם. כלומר, X מאדם נגד וירוס IgG.Human IgG בשלב הבא לוקחים מהעז את הנוגדנים ואליהם מחברים בריאקציה כימית כל מיני מולקולות אשר יאפשרו לנו לזהותם כגון פראוקסידאז המפרק פארוקסידים. באלייזה אנו מכניסים לצלחות את הוירוס X לאחר מכן מוסיפים את נוגדנים מהדוגמה הנבדקת ושוטפים את העודף אם קיימים נוגדנים נגד הוירוס X אז הם יתקשרו אליו לאחר מכן אנו מוסיפים את הנוגדנים מהעז והם נקשרים ל- FC של הנוגדנים שנקשרו ל X במידה והם קיימים. לאחר מכן שוב שוטפים את העודף ועל הצלחת נשארים לנו מגדלים בני 3 קומות של אנטיגן נוגדן אנושי ונוגדן העז. מכיוון שעל נוגדן העז יש אנזים פראוקסידאז שהוספנו אז נוסיף מי חמצן אשר יגיבו עם אנזים זה ונקבל ריאקצית צבע על פיה ניתן לדעת האם יש נוגדנים ומה כמותם. ניתן להשיג פעילות גבוהה יותר אם הסימון להוא לחומר רדיו אקטיבי ולא בעזרת אנזים ואז מודדים את כמות הקרינה. לשיטה זו קוראים Radio Immuno.RIA או בקיצור.Assay

14 ניתן לקשור למולקולות הנוגדן גם מולקולות צבע פלורוסנטיות בעלות זריחה באורך גל מסוים וכך ניתן לראות זריחה של תאים. דבר זה נותן לנו טכניקת מעקב יעילה מאד אחרי התפתחות, נדידה ותמותה של תאים. בשיטה ראשונה הנקראת אימונו היסטוכימיה אנו לוקחים נוגדנים מונוקלונלים המזהים מולקולת נוגדן אחרת שהיא מזהה מרכיב בתא. לכל נוגדנים המתחברים לסוג נוגדן זה הם בעלי אותו הצבע. כך ניתן לבדוק מספר מרכיבים בו זמנית על ידי כך שכל אחד מסומן בצבע שונה. בשיטה זו חייבים לוודא שאותו נוגדן לא יתפוס 2 נוגדנים שונים ובכך יגרום לתוצאות מעוותות. באותו אופן ניתן בשיטה שנייה להשתמש בנוגדנים המסומנים בשיטה פלואורסנטית למעקב בעזרת מכשיר פאקס (Fluorescent Activate Cell Sorter) FACS מכשיר זה מסוגל להפריד בין תאים על ידי עוצמת הפלואורסנציה והצבע. המכשיר שואב את התאים מהדוגמה אחד אחד ובודק את מידת הפלואורסנציה ומעבד את הנתונים ונותן גרף שעוצמת הפלואורסנציה על ציר X ומספר התאים על ציר Y (כשמדובר בצבע אחד). ככל שיש יותר תאים נקבל פיק יותר חיובי. כיוון שלכל אובייקט יש פלואורסנציה מסוימת חשוב לדאוג לאפס את המכשיר. כאשר בודקים במכשיר פאקס 2 גורמים אנו נקבל את התוצאה במפה טופוגרפית כאשר ציר אחד מראה את עוצמת הפלואורסנציה לחומר אחד הציר השני מראה את העוצמה לגבי מרכיב שני וצפיפות הקווים מראה את כמות התאים. בעזרת השוואה כזו אפשר לזהות 4 סוגי תאים בתערובת. 1 בעל שני המרכיבים 1 בלי אף אחד מהמרכיבים 1 עם מרכיב א' בלבד ו - 1 עם מרכיב ב' בלבד. אם האתרים אליהם נקשרים הנוגדנים משתנים עם ההתפתחות נוכל לדעת באיזה שלב התפתחותי נמצא כל תא כמה תאים יש בשלב זה ונוכל להשוות זאת כדי לקבל מדד עם הכמות תקינה. ההתקדמות של התפתחות תאי B מורכבת על ידי תהליך הריקומבינציה וניתן לחלקה לשלבים שונים. שלב ה - B Early Pro הם תאים צעירים בשלב הראשון של הריקומבינציה, שלב ה - B Late Pro הם תאים בשלב הבא בו פועל האנזים,TDT השלב הבא הוא Pre B שבו מתחילה הריקומבינציה בשרשרת הקלה לאחר שבוטא הנוגדן והגיע לממבראנה התא הגיע לשלב ה.Immature לאחר שלב זה יוצאים התאים ממח העצם. כאשר נבדוק במכשיר פאקס לימפוציטים B בעזרת נוגדנים המזהים את המולקולה B220 הנמצאת בכל שלבי ההתפתחות ונוגדנים למולקולה CD43 המתבטאת בשלב התפתחות. אוכלוסיית תאי ה B מתחלקת ל - 3 קבוצות הפרו B מבטאים גם את ה B220 וגם את ה CD43 ה. B Pre מבטאת רק את ה B220 וה Immature מבטא את ה B220 ברמה גבוהה מאד. כאשר נבדוק תאי B ממח העצם תקין נקבל את שלושת האוכלוסיות. כאשר נסתכל באורגניזם שהוא RAG Knockout כלומר שהחלבון RAG הנחוץ לריקומבינציה ולמעבר ל - B Pre מ - B Pro אנו נראה כי אין תאים במצב Pre B ואין תאים במצב.Immature כאשר נסתכל על ביטוי ה IgM במח העצמות נקבל תופעה דומה. כך שבנורמאלי יהיו תאים המבטאים IgM וב- Knockout אין. כשניקח עכבר שהוא RAG Knockout ונכליא אותו עם עכבר שהוא נורמאלי נקבל עכבר שאין באפשרותו לבצע ריקומבינציה אך יש לו שרשרת כבדה. דבר זה מאפשר לו מעבר מ B Pro ל B Pre אך לא ל - Immature וזאת כיון שאין שרשרת קלה. כאשר ניקח עכבר RAG Knockout ונחדיר לו את הגן לשרשרת קלה אך לא לשרשרת כבדה לא נקבל שינוי כיוון שיש חשיבות לסדר הופעת השרשראות ושרשרת כבדה צריכה להופיע קודם. הדבר נכון לא רק במח העצם אלא גם בטחול.(Spleen) תא B צעיר הנמצא במח העצם שהיא סביבה סטרילית הוא בעל רצפטורים על הממבראנה כאשר הוא קולט אנטיגן בסביבה זו משמע שהאנטיגן עצמי, תא כזה צריך לעבור תהליך מסוים המונע ממנו להגיע לפריפריה. לתהליך זה קוראים סבילות חיסונית. הרצפטור לאנטיגן של ללימפוציט B או תא בוגר נאיבי הוא מסוג IgM ממבראנלי. הוא בנוי משתי שרשראות כבדות ושתי שרשראות קלות, ומעוגן לממבראנה. רצפטור זה אינו יכול לעביר את הסיגנל ולכן יש בצמוד לרצפטור קומפלקס הטרודימרי של המולקולות Igα ו Igβ שהם אלו המעבירים את האות מהרצפטור לתוך התא. העברת האות היא על ידי רצף של אירועים המתרחשים לאחר הקישור של אנטיגן לרצפטורים תהליכים אלו הם של פוספורילציה ודה-פוספורילציה, שבסופן נוצרות 2 מולקולות האחת היא אינוזיטול 3 פוספאט Ip3 אשר מביאה לעליה בריכוז יוני הסידן התוך תאי ומולקולה והשנייה

15 היא DAG דיאצילגליצרול, המשפעלת את הפרוטאין קינאז C. ביחד הדבר מביא לסינתזה של חומצות גרעין וחלבונים הגורמים לתא להגיע לשיפעול או לסבילות החיסונית. אותו תהליך מתרחש גם בתאי B צעירים בשלב ה Immature וגם בתאי B בוגרים. מלבד הרצפטור ישנם מולקולות נוספות של קו-רצפטור אשר מווסתות את עוצמת האות הנכנס לתא במולקולות אלה קיימת המולקולה CD19 ו.CD45 אשר כל אחת מהן פועלת להורדת סף הגירוי. לעומתם המולקולה CD22 מעלה את סף הגירוי כך נוצר מאזן של סיגנלים חיובים ושלילים. כדי לבדוק את הסבילות החיסונית אנו צריכים לבנות מערכת בה יש תא עם ספציפיות מסוימת ולשים מולו תא רגיל. התאים צריכים להיות בעלי רצפטור לאנטיגן X וגם את האנטיגן X עצמו. במערכת בה יש צירופים שונים אנו לא יכולים לזהות תא על ידי הספציפיות שלו. אם נזריק למספר אנשים את החלבון (HGN Egg white Lysosime) HEL אז נפתח חיסון אליו. אנו נדע שיש תאים בגוף עם הספציפיות הזו אך לא ניתן יהיה לראותם כי מספרם הוא מתחת למינימום הדיטקציה האפשרית. אם ניקח את החלבון הזה (HEL) ונקשור אליו חומר פלורוסנטי ונשים אותם בתערובת תאים הכוללת בתוכן תאים עם ספציפיות ל- HEL ונצבע אותם גם בעזרת נוגדנים הספציפיים ל B220 כך נוכל להפריד את תאי ה B אך לא יהיה באפשרותנו לאתר את התאים עם הספציפיות ל HEL אך נוכל לדעת כי קיימים תאים כאלו כיוון שאם נזריק HEL לאותו אורגניזם הוא יכין נוגדנים נגדו. כך היה הדבר עד שהחלו לבנות מערכות בהם השתמשו בעכברים טרנסגנים כלומר, שלגנום הרגיל הוחדר גן נוסף המופיע בכל התאים בעכבר ומועבר בתורשה. עכברים כאלה נוצרים על ידי בידוד הגן בו אנו מעוניינים והוספתו עם פרומוטור לתוך ביצית מופרית של עכבר. ה DNA שהוזרק משתלב בגנום התא שאליו הוא הוזרק ותא ביצית זה מוחדר לרחם של נקבה הרה. כאשר הגורים נולדים אנו מפיקים DNA ובודקים אם הוא מכיל את ה DNA שהוספנו. את אותו עכבר שקיבל את הגן המוסף אנו מגדלים ובודקים אם הגן מועבר בתורשה כלומר מופיע בגונאדות (תאי מין). בנו שני סוגים של עכברים טרנסגנים האחד מבטא את HEL על ממבראנת התאים כלומר בתור חלבון ממבראנלי mhel Tg ועכבר שני המבטא את ה- HEL בתור חלבון מסיס.sHEL Tg בעכברים אלו ה HEL הוא אנטיגן עצמי. לעכבר רגיל אנו נזריק HEL על מנת לקבל נוגדנים ממנו ניקח את תאי הפלזמה אשר מהם נכין Anti HEL Hybridoma שנוכל לקחת את ה DNA שלה שיקודד את השרשראות הכבדות והקלות, ומיהם נפיק את הנוגדנים הגן שלנו הוא (Ig-Tg) Immunoglobulin Trans Gene אותו נחבר לפרומוטור של אימונו-גלובולין מה שיגרום לו להתבטא רק בתאי B. בעכבר זה הלימפוציטים עוברים תהליכי ריקומבינציה ובסופו של דבר נוצר חלבון סופי. בעקבות התופעה של Allelic Exclusion נוצר רק הרצפטור הטרנס גני ונמנעת יצירת הרצפטורים האחרים וכך מתקבל עכבר מונוקלונלי שבו כל תאי ה B הם בעלי אותו רצפטור ומזהים.HEL מודל זה עושה לנו אמפליפיקציה של הגן כך מתקבלים כל התאים בעלי אותה ספציפיות. לאחר קבלת העכבר הטרנס-גני הזה אנו נפגיש אותו עם האנטיגן ונבדוק מה יקרה בקישור של ה HEL המהווה אנטיגן עצמי כיוון שאותו עכבר גם מיצר אותו. באמצעות מודל זה הצליחו להראות כי ישנם מספר מנגנונים העוזרים לסבילות החיסונית של לימפוציט B. כשמדברים על סבילות חיסונית בתאי B המתרחשת באזורי חיסון ראשוניים כלומר במח העצמות ותאי ה B המדוברים הם תאי B צעירים אז מדובר על סבילות חיסונית מרכזית. המנגנון הראשון של סבילות חיסונית מרכזית הוא Clonal Deletion והוא אומר שתאים שמבטאים ספציפיות עצמית הם מתים במח העצם ואינם יוצאים אל הפריפריה. אנו רואים כי בהכלאה של Anti HEL IgTg ו- mhel Tg אנו מקבלים דאבל טרנס-גן וניתן לראות שיש מעט תאי B אך אין תאי B שקושרים.HEL כלומר, כאשר ה HEL היה נוכח על הממבראנה הוא גרם להשמדת התאים וזוהי הוכחה חד משמעית ל Deletion.Clonal שמבצעים הכלאה בין Anti HEL IgTg ל- shel Tg אנו רואים כי תאי B שקושרים קצת HEL אך מספרם קטן יותר והקשירה היא במידה נמוכה יותר כלומר, בתאים אלו מבוטאים פחות רצפטורים על הממבראנה. לתופעה זו קוראים Clonal Anegy שהיא המנגנון השני של הסבילות החיסונית. ומנגנון זה התאים משותקים ואינם יכולים להגיב לגירוי של.HEL יתכן שבחלבונים

16 אחרים החלבון הממבראנלי יגרום לשיתוק והחלבון המסיס יגרום לסילוק (בהפוך למקרה של ה.(HEL המצב של השיתוק יכול להיות הפיך אך המצב הוא קצר חיים ובמידה ואינו חוזר התאים מתים תוך 5 עד 10 יום. המנגנון השלישי הוא מנגנון של ריקומבינציה שניונית Secondary Rearrangement כלומר, מתרחשת ריקומבינציה שיניה היוצרת ספציפיות חדשה. הספציפיות החדשה תהיה שונה מקודמתה ובמידה ולא תהיה עצמית התאים יצאו לפריפריה ולקבל תאי B שלא קושרים.HEL בגופנו יש תאי B שיצאו ממח העצם והגיעו לפריפריה ובאיזה שהוא שלב הגוף מתחיל ליצר חלבון שמהוה אנטיגן שלהם. כדי לטפל בבעיה זו קיימת מערכת סבילות חיסונית פריפרית של גירוי שאינו מושלם. בתאי B בוגרים המצויים בפריפריה מובאים לידי שיפעול על ידי לימפוציטים מסוג T או לא כלומר T Dependent בה לימפוציטים מסוג B קושר אנטיגן חופשי ונוצר רצף של אירועים המהווה את הגירוי הראשוני אך גירוי זה אינו מספיק לתגובה החיסונית והתא מכניס את האנטיגן בתוכו שם הוא עובר עיבוד ומבטא מקטעים מהאנטיגן על הממבראנה של תא ה B ביחד עם מולקולה הנקראת MHC מולקולה זו משמשת להצגת האנטיגן ללימפוציט T. כאשר לימפוציט T מזהה את האנטיגן (לימפוציט T מסייע) נוצרת בניהם אינטראקציה בה התאים "מדברים" אחד עם השני על ידי רצפטורים וליגנדים והפרשה של כל מיני גורמים מסיסים הנקראים ציטוקינים. חלק מהאינטראקציות הללו נעשות על ידי מולקולה הנקראת CD40 שאותה מבטא לימפוציט B. מולקולה זו מגיבה עם ליגנד CD40L שאותו מבטא הלימפוציט T לאחר שעבר גירוי. הקישור בין CD40 לליגנד שלו מהווה סיגנל שני לתאי ה B והוא חיוני על מנת להביא את תאי ה B לשפעול כלומר תא ה B ישופעל רק לאחר סיגנל אחד וסיגנל שניים. שיפעול זה מתרחש בבלוטת הלימפה ותא מגורה כזה הופך לתא מתמיין כלומר תא פלזמה, ומייצר נוגדנים בהתחלה.IgM אבל אחר כך משתנה האיזוטיפ בעקבות הפרשת ציטוקינים. העדר או חסר של סיגנל 2 גורם לתאי B להיכנס למצב של שיתוק שזה תופעה של הסבילות החיסונית הפריפרית. הקבוצה השנייה של תאי B בפריפריה היא T Independent שהם בדרך כלל חיידקים ונגדם לא פועלים תאי T. קבוצה זו גם מתחלקת לשנים 1 אנטיגנים המשפעלים לימפוציטים B לא על בסיס ספציפיות לדוגמה (Lipo Polysaccharide) LPS מנגנון הפעולה של השפעול אינו ברור לחלוטין ההנחה היא שהאנטיגן נקשר בו זמנית לרצפטור וגם אל מולקולה מיטוגנית נוספת (מתהליכי מיטוזה) וכך מופעל תא ה B. הקבוצה 2 של אנטיגנים היא קבוצה של מולקולות כמו דפנות חיידקים בעלי חזרות רבות וההנחה היא שההפעלה נובעת עקב קישור רצפטורים רבים אל ממבראנת התא הנותן גירוי מאד חזק המביא תאים לשיפעול. כאן נקבל נוגדנים מסוג IgM כיוון שהשפעול אינו תלוי בתאי T ולכן גם אין מוטציות סומאטיות ותאי זיכרון. התא המתמיין נשאר תא פלזמה ומיצר נוגדנים כל הזמן שהאנטיגן קיים וברגע שהוא נעלם מופסקת יצירת הנוגדנים. קיימים מספר מנגנונים להפסקת הפעולה החיסונית אך אנו נדבר רק על אחד מהם שעל פיו האנטיגן שאליו קשורים הנוגדנים משמש כטריגר להפסקת התגובה כל עוד יש קישור לאנטיגן דרך הרצפטור יש תגובה אך כשלאותו אנטיגן קשור נוגדן אחר הנקשר לתא ה B דרך ה FC רצפטור אז התא מקבל 2 סיגנלים וזה מסמן לו שיש מספיק נוגדנים ולהפסיק ליצרם. לימפוציט מסוג T רוב התהליכים ליצירת לימפוציט B מתרחשים גם ביצירת לימפוציט מסוג T. לימפוציט T נוצר במח העצם של הבוגר הם יוצאים משם בשלב פרו T ומגיעים לבלוטת התימוס. הנדידה לבלוטה זו אינה אקראית אלא מכוונת על ידי רצפטורים. בתימוס הם עוברים ריקומבינציות בגנום וזאת על מנת לבטא את הרצפטור האקטיבי שלהם ולעבור תהליך התמיינות. אוכלוסיית הלימפוציטים מסוג T מתחלקת לשתי קבוצות עיקריות : האחת תאי T מסייעים T-helper) או בקיצור (Th והשנייה הם תאי T ציטוטוקסיים.(Tc או בקיצור T-cytotoxic)