Ivana FELLNEROVÁ Katedra zoologie PřF UP v Olomouci

Transkript

1 Ivana FELLNEROVÁ Katedra zoologie PřF UP v Olomouci Druhy imunitních reakcí NESPECIFICKÁ (vrozená) imunitní reakce SPECIFICKÁ (adaptivní, získaná) imunitní reakce infekce hodiny dny 5 7 Prvotní fáze imunitní Pozdější fáze imunitní (likvidace infekce) Lymfocyty: obecná charakteristika uňky specifické (adaptivní) imunity Postnatálně vznik v kostní dřeni z lymfoidního progenitoru 25-45% z celkového počtu všech leukocytů v periferní krvi ( 7-10 x10 3 /µl) Dále výskyt v lymfatických uzlinách, slezině, sliznicích, epidermis Vývoj a populace Pro- CLP Společný lymfoidní prekurzor lymfocytů T NK NK Velikost: 6μm - 16 μm ; Velké oválné jádro T a morfologicky nerozlišitelné (jen imunohistochemicky) 1 fetální 2 folikulární 2 marginální Pro-T αβt γδt nízko afinitní Ig nízko afinitní Ig T h CD4+ T c CD8 + Lymfocyty v krevním nátěru vysoce afinitní Ig T h1 T h2 T reg T h9 T h17 T h22 1

2 Nezastupitelná role T lymfocytů STIMULACE T a lymfocytů Jak se T lymfocyty funkčně liší od lymfocytů? lymfocyty jsou v určitých případech pro obnovu homeostázy organismu bezmocné. Při jakém typu infekce? Při jakých dalších nestandardních situacích (dějích) v organismu? Receptor T lymfocytů () je specializovaný k rozpoznávání intracelulárních ů (hl. peptidů) nereaguje s em přímo ale prostřednictvím tzv. prezentující buňky (APC). Rozpoznávají ve vazbě na MHC molekulu (komplex ) T a lymfocyty: funkční rozdíl lymfocyty (látková imunita) Přímé rozpoznání Ag Produkce protilátek T lymfocyty (buněčná imunita) Rozpoznání Ag ve vazbě na MHC molekulu APC Produkce cytokinů Centrální role T lymfocytů Představitelé tzv. buněčné imunity; jednotlivé subpopulace T lymfocytů produkují cytokiny, které ovlivňující široké spektrum dalších buněk specifické i nespecifické imunity Aktivace, proliferace Potlačení, útlum aktivity Diferenciace do různých populací NK buňky Růst a proliferace NK buněk T lymfocyty (různé subpopulace) Dendritické buňky makrofágy Aktivace makrofágu zánětlivými cytokiny IL-2, IFN- Aktivace fagocytózy Aktivace apoptózy lymfocyty Růst a proliferace lymfocytů Aktivace lymfocytů k produkci protilátek a izotypovému přesmyku 2

3 Povrchové molekuly T lymfocytů (T cell receptor): zprostředkuje tzv. 1. signál CD3 protein nekovalentně vázán s (přenáší signál aktivující T cell) [zeta] - nekovalentně vázaný protein zesilující signál z ní vazba T lymfocyt - APC : MHC-Ag- -7 CD28 CD4, CD8 koreceptorové molekuly (vazba na MHC molekuly) CD 28 kostimulační molekula zprostředkovávající 2. signál ( ) ( ) CD4 MHC II koreceptor glykoprotein receptor () Vazebné plochy na MHC a Vazebné místo Ag - Vazebné místo MHC - Polymorfismus a MHC a MHC Nejvíce variabilní molekuly v těle : unikátní způsob somatické modifikace DNA MHC: extrémní počet alel Vazebné místo Ag - MHC Vazebné místo MHC CD4/CD8 Více přednáška: Imunogenetika 3

4 ní aktivace T lymfocytů Proces UIKVITINACE: Nobelova cena za Chemii v r Zprostředkování imunitní Sekrece cytokinů NC 2004 ANTIGEN (epitopy) FRAGMENTACE u Syntéza MHC a VAZA PREZENTACE ANTIGENU na povrch VAZA a STIMULACE PROLIFERACE K objasnění mechanismu, kterým buňka reguluje kvalitu a kvantitu svých proteinů, přispěli Izraelci Aaron CIECHANOVER (*1947), Avram HERSHKO (*1937) a Američan Erwin ROSE (*1926). V roce 2004 získali Nobelovu cenu za Chemii za objev řízené degradace nežádoucích buněčných proteinů v proteozomu, zprostředkované ubikvitinem. Ubikvitinem řízená degradace proteinů umožňuje správný průběh buněčnéhocyklu, opravu DNA, zabraňuje nádorovému bujení i alergickým reakcím. Fragmentace proteinů a UIKVITINACE NC spjaté s aktivací T lymfocytů PROTEAZOM ( odpadkový koš ) Označení ubikvitinem Zprostředkování imunitní Sekrece cytokinů Protein určený k degradaci Fragmenty (AMK) původního proteinu NC 2004 ANTIGEN (epitopy) FRAGMENTACE u Syntéza MHC a VAZA NC 1996 PREZENTACE ANTIGENU na povrch VAZA a STIMULACE PROLIFERACE 4

5 Úloha MHC molekul : Nobelova cena za Fyziologii a medicínu v r Obecné schéma řada modifikací Typ APC Zprostředkování imunitní Forma Sekrece cytokinů Druh cytokinu V roce 1996 byla za objevy v souvislosti s MHC proteiny udělena Nobelova cenu za Fyziologii a medicínu. Získali ji Australan Peter C. DOHERTY (*1940), Švýcar Rolf M. ZINKERNAGEL (*1944) za objev, který učinili počátkem sedmdesátých let ve Výzkumném lékařském ústavu Johna Curtina v Canbeře. Poprvé ukázali, že proteiny přítomné ve všech buňkách organismu (označ. MHC), mají něco společného s rozeznáváním infikovaných popř. jinak poškozených buněk imunitním systémem. Formulovali hypotézu, která se později potvrdila: cytotoxické T lymfocyty rozeznávají (detekují) na povrchu infikované buňky vlastní infekcí pozměněné tzv. MHC molekuly. Původ u ANTIGEN (epitopy) FRAGMENTACE u Typ MHC Syntéza MHC a VAZA PREZENTACE ANTIGENU na povrch Typ Místo aktivace VAZA a STIMULACE PROLIFERACE Obecné schéma řada modifikací Populace T lymfocytů Dendritické buňky Makrofágy lymfocyty Všechny jaderné buňky Původ u Exogenní (bakterie, viry) Endogenní (nádor. nebo poškozené proteiny) Typ APC Typ MHC MHC - I MHC - II Stimulace proliferace, dělení, diferenciace fagocytózy, apoptózy Forma Zánětlivé cytokiny (IL-2, IFN- ) IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 (stim. cell) IL-17 Typ Místo aktivace Druh cytokinu Th lymfocyty (Th1, Th2, Treg, Th3 ) Tc lymfocyty Několik funkčních podtypů (subpopulací ) T lymfocytů exprimujících typické povrchové molekuly a produkující různé cytokiny. Hlavní klasifikační kritéria: Typ řetězce membránového receptoru (, ) Typ molekuly prezentující danému (MHC I, MHC II, CD-1, Qa-1) Typ rozpoznávaného u: Podle původu: endogenní, exogenní Chemická struktura: protein, lipid, polysacharid Přítomnost koreceptorových CD molekul/vazeb Místo a podmínky aktivace lymfocytů Spektrum produkovaných cytokinů 5

6 prekurzor - CD4 - CD8 - Centrální diferenciace T lymfocytů apoptóza CD4 + /CD8 + brzlík CD4 - CD8 - CD4 + CD8 + CD4 - CD8 - CD4 + CD8 + γδ T lymfocyty pomocné T h lymfocyty cytotoxické T c lymfocyty Populace T lymfocytů T c lymfocyty (cytotoxické) spolu s αβ exprimují koreceptor CD8 rozpoznávají především intracelulární peptidové y (viry, onkogenní aj. proteiny stresované buňky ) iniciují smrt buněk infikovaných em třemi cestami: DEGRANULACE (kontaktní): lysozomy s cytotoxickými granulemi (perforiny, proteázy). Fůze do místa kontaktu T c lymfocytu a infikované buňky vytvoření lýtického póru. AKTIVACE Fas-ligandu (kontaktní): vazba na apoptický receptor infikované buňky apoptóza SEKRECE LYFOTOXINU TNF-β (distanční): indukce apoptózy Mechanismus je méně specifický - riziko poškození okolní tkáně. kostní dřeň brzlík - kůra brzlík - dřeň periferie nekrotická buňka NEKRÓZA x APOPTÓZA Patologický proces: VRAŽDA Fyziologický proces: SEEVRAŽDA apoptická buňka Polarizace pomocných T h lymfocytů T h lymfocyty (pomocné) existuje řada efektorových forem T h lymfocytů vyvíjejí se na periferii z naivního T h 0 lymfocytu po prvním se tkání s em Narušena integrita membrány Uvolněné enzymy Poškozují okolní tkáně Rozvoj zánětu apoptotická tělíska Integrita membrány zachována kondenzace cytoplazmy Aktivita mitochondrií sbalení částí buňky do apoptotických tělísek Fagocytující buňka typ efektorových populací závisí na spektru působících cytokinů, na typu Ag, na typu prezentující buňky, na místě aktivace atd. 6

7 Polarizace uněčná cytotoxicita, zánět IFN-γ T h 1 IL-2 αβ APC primární stimulace em T h lymfocytů Stimulace protilátek, alergie IL-12, IFN-γ IL-2,4 T h 0 T h 2 (naivní CD4 + ) IL- 4 IL-5 IL-13 Populace T lymfocytů Folikulární T FH lymfocyty Pomocné T h lymfocyty stimulované v T-zóně lymfatických uzlin lymfocytem prezentujícím Z extrafolikulární T-zóny putují do -zóny (zárodečný folikul) Podílejí se na procesu afinitní maturace (výběr lymfocytů s největší afinitou k u) a vzniku vysoce afinitních, na T závislých protilátkách Folikulární T FH lymfocyty Zárodečné centrum: afinitní maturace extrafolikulární T zóna lymfoidní folikul zóna Vazba lymfocytu T h lymfocytem Afinitní maturace lymfocytů FDC Plazmatické buňky centroblasty T Fh Ig sekundární protilátková odpověď Apoptóza Tmavá zóna zárodečného centra Paměťové lymfocyty 7

8 Polarizace uněčná cytotoxicita, zánět IFN-γ T h 1 IL-2 αβ APC primární stimulace em T h lymfocytů Stimulace protilátek, alergie IL-12, IFN-γ IL-2,4 T h 0 T h 2 (naivní CD4 + ) IL- 4 IL-5 IL-13 Rovnováhy T reg lymfocytů ELIMINACE patogenů, nádorů a darované tkáně T h reaktivita ROVNOVÁHA TOLERANCE vlastních molekul a neškodných částic T reg regulace VCHÝLENÍ ROVNOVÁHY Směrem k riziku autoimunitních projevů a intoleranci k neškodným částicím Suprese IS tolerance T h reaktivita T reg regulace IL- 10 T reg TGF-β Směrem ke zvýšenému riziku nádorů a toleranci k patogenům T h reaktivita T reg regulace Polarizace uněčná cytotoxicita, zánět IFN-γ T h 1 IL-2 Suprese IS tolerance T reg αβ APC primární stimulace em T h lymfocytů Stimulace protilátek, alergie IL-12, IFN-γ IL-2,4 T h 0 T h 2 (naivní CD4 + ) T h 9 T h 22 IL- 4 IL-5 IL-13 Zánět T h 17 IL- 10 TGF-β IL- 9,10 IL-22 kůže IL-17 kůže, střevo TGF-β Minoritní populace T lymfocytů NK-T lymfocyty velmi heterogenní skupina spojují vlastnosti T lymfocytů (αβ, různé kombinace CD4 a/nebo CD8) a NK buněk (podobné stimulační a inhibiční receptory) rozpoznávají nejen peptidy, ale i fosfolipidy a glykolipidy γδ T lymfocyty exprimují γδ, neexprimují koreceptory: jsou CD4 - CD8 - výskyt ve střevní sliznici tzv. intraepiteliální T lymfocyty (ITL) rozpoznávají nejen peptidy, ale i fosfolipidy a glykolipidy 8

9 Populace T lymfocytů: tradiční T cell Regulační T lymfocyty - přehled Pomocné T h lymfocyty Tradiční T lymfocyty CD4+ CD8+ Cytotoxické T c lymfocyty Přirozené T reg (CD4 + CD25 + ) CD25+ CD4 + Foxp3 T reg 1 CD4 + Indukované T reg (CD4 + CD25 - ) T h 3 CD4 CD8 MHC II MHC I CD4 MHC class II CD4 MHC class II PEPTIDOVÉ y PEPTIDOVÉ y Populace T lymfocytů : γδ T cell Co říci o T lymfocytech na závěr? γ T lymfocyty CD 8 + T reg NK T reg Klíčové buňky specifické imunity, významně ale zasahující i do nespecifické imunity ( musí být u všeho ) CD4- CD8- γ PEPTIDE CD4- CD8- γ NON peptide phospho CD4- CD8- γ monomorphic CD1 LIPID CD8 + or γ Qa-1 MHC class Ib Conserved heat shock protein NK markers γ (?) Invariant CD1 monomorphic NON peptide Ovlivňují široké spektrum imunocytů ( všem kecají do práce ) Nezastupitelnost T lymfocytů; při selhání fatální následky (infekce HIV, autoimunita aj.) mají na to potenciál, kecat do práce ostatním Funkce/disfunkce T lymfocytů stojí v pozadí řady fyziologickopatologických stavů: autoimunita, alergie, neoplazie, tkáňová inkompatibilita aj. (jsou tajným hráčem, šedou eminencí řady procesů v těle) Existuje řada subpopulací a atypických forem; současné znalosti o T lymfocytech nejsou zdaleka úplné (jsou tajemné a stále něčím překvapují ) možná čekají i na váš příspěvek k jejich poznání 9