Doc. RNDr. Antonín Lojek, CSc. RNDr. Milan Číž, PhD. Mgr. Lukáš Kubala, Ph.D. Oddělení patofyziologie volných radikálů Biofyzikální ústav AV ČR, Brno

Transkript

1 Doc. RNDr. Antonín Lojek, CSc. RNDr. Milan Číž, PhD. Mgr. Lukáš Kubala, Ph.D. Oddělení patofyziologie volných radikálů Biofyzikální ústav AV ČR, Brno

2 Témata přednášek Datum Přednáška Úvod do imunitního systému, historie, základní pojmy Antigeny, hlavní histokompatibilitní komplex a prezentace antigenu Protilátky Buňky a tkáně imunitního systému Fagocyty Zánět, komplement Vznik a vývoj T a B-lymfocytů Buněčná komunikace Cytokiny Autoimunita, imunodeficity Alergie a hypersensitivita Infekční onemocnění Transplantační a protinádorová imunita Imunomodulace, vakcinace

3

4

5

6 Garland Science Publishing 2005 CD-ROM inside contains: Animations Videos figures

7 Zkouška: Bude písemná

8 Imunologie = obrana před cizími makromolekulami nebo invadujícími mikroorganismy (a odpověď na ně) BAKTERIE (Clostridium) Houby, plísně (Epidermophyton) VIRY- Polio PARAZITÉ (červi)

9 Úvod do imunitního systému, historie, základní pojmy Krátká historie imunologie ~ 430 B.C: Peloponéské války, Řekové popsali mor a poznali, že ti, kteří se zotavili z nemoci, mohli obsluhovat nemocné již bez rizika Onemocnění způsobuje gramnegativní tyčinkovitá bakterie Yersinia pestis. Onemocnění má dvě formy - plicní (té se říká černá smrt) a bubonickou (dýmějový mor). Forma bubonická je na člověka přenášena blechami, které se infikovaly na nakaženém hlodavci (hlavně kryse). Po kousnutí infikovanou blechou dochází ke zhnědnutí kousance, poté se objeví boule v oblasti mízních uzlin. Forma plicní se přenáší kapénkovou infekcí z člověka na člověka a je mnohem nebezpečnější. Působí velice rychle a neléčena má velice vysokou úmrtnost (až přes 90 %). Poslední epidemie moru postihla Čechy a Moravu počátkem 18. Století (zdroj Wikipedia).

10 Úvod do imunitního systému, historie, základní pojmy Krátká historie imunologie Pravé neštovice, také černé neštovice, lat. Variola nebo Variola vera je prudce nakažlivé akutní onemocnění, způsobené virem z čeledi Poxviridae. Jedná se o jedno z nejnebezpečnějších onemocnění, jen během 20. století neštovice zahubily miliónů lidí, ještě v roce 1967 onemocnělo 15 miliónů lidí a 2 milióny jich zemřely. O deset let později se tato nemoc stala zatím jedinou na světě, kterou se soustředěným úsilím a celosvětovým očkovacím programem podařilo porazit; pravé neštovice byly roku 1979 prohlášené Světovou zdravotnickou organizací za zcela vymýcené. Plané neštovice (Varicella) jsou vysoce nakažlivým onemocněním, které má pověst dětské nemoci, neboť většina lidí se nakazí již při svém dětství a prodělání choroby dotyčnému zajistí doživotní imunitu. Onemocní-li člověk dospělý, vede to obecně k těžšímu průběhu nemoci. Nemoc se šíří zejména vzdušnou cestou. Infekčním materiálem je kůže a je možné, že i respirační sekrety (neprokázáno). Kravské neštovice napadají hovězí dobytek. 15. století: Číňané a Turci používají zaschlé krusty neštovic 1798: Edward Jenner vakcína proti neštovicím (z latinského vacca = kráva)

11 Edward Jenner vakcína proti neštovicím (původcem je poxvirus)

12

13 Úvod do imunitního systému, historie, základní pojmy Krátká historie imunologie Od r bylo uděleno celkem 19 Nobelových cen za výzkum v oblasti imunologie Příklady: Fagocytóza a přirozená imunita (1908 I. Mečnikov) Objev krevních skupin ( K. Landsteiner) Transplantace orgánů ( J.E. Murray and E.D. Thomas)

14 Česká imunologie Milan Hašek Jaroslav Šterzl Karel Nouza Miroslav Ferenčík Jindřich Lokaj

15 Imunitní systém Nespecifická immunita (vrozená, inátní) Specifická immunita (adaptivní, získaná) Anatomické bariéry (kůže, mukózní membrány) Fyziologické bariéry (teplota, ph) Fagocytární bariéry Z buněk zahrnuje hlavne granulocyty a makrofágy Zánětlivé bariéry Specificita antigenu Diverzitareceptorů Imunologickápaměť Rozpoznání vlastní/cizí Z buněk zahrnuje hlavně lymfocyty

16 Základní definice Antigen: (Ag) látka, která stimuluje imunitní odpověď ~ 10 aminokyselin Může to být jakákoliv molekula (např. komponenta bateriální buněčné stěny) Protilátka (antibody - Ab): rodina obranných proteinů, které jsou vyráběny buňkami imunitního systému po stimulaci antigenem

17 Buňky imunitního systému

18 Jak se dají buňky rozlišit??? Morfologicky: Lymfocyty jsou menší, granulocyty větší s granulemi, která se barví různými barvivy (Diferenciální počet buněk) CD Ag systém: ~150 cell povrchových proteinů rozlišitelných pomocí monoklonálních Ab To nám dovolí přesně identifikovat různé buněčné typy a jejich funkční stavy

19

20 T cell B cell

21 B buňky Mají protilátky na svém povrchu a slouží jako receptory pro antigen Plasmatické buňky (efektorové B buňky) sekretují protilátky protilátka = antibody (ab) = imunoglobulin (Ig) B cell antigen receptor (BCR) = B buněčný receptor = Buněčná povrchová protilátka = Membránový imunoglobulin (mig) (transmembránový protein) Rozpustná protilátka (soluble antibody) = sig (nikoliv BCR)

22 T lymfocyty Cytotoxické T lymphocyty (CTL) (zabíječské T buňky) zabíjí vlastní infikované buňky T H 1 aktivují makrofágy T H 2 aktivují B buňky (helper T lymfocyty) I když T buňky jsou klíčové v adaptivní imunitě, samy přímo nezabíjí nebo nepoškozují patogeny T buněčný receptor pro antigen (= cell antigen receptor - TCR) je pouze na T buňkách, tzn. nemá solubilní formu)

23 Přirození zabíječi (natural killers - NK) jsou to lymfocyty, které mohou zabít vlastní buňky (např. infikované virem) bez použití specifického receptoru

24 Klíčové CD antigeny k zapamatování CD3 na všech T buňkách, ale ne na B buňkách. Mezi T buňkami existují 2 podskupiny: CD4 helper T cell CD8 cytotoxické T cell CD 19 a 20 jsou na B buňkách, ale ne na T buňkách CD56 je na NK buňkách, ale ne na jiných typech lymfocytů

25 Humorální a buněčná imunita

26 Centrální (primární) a periferní (sekundární) lymfoidní orgány Lymphoidní orgány obsahují lymfocyty a nelymfoidní buňky (jako makrofágy a dendritické buňky) Lymfoidní orgány jsou důležité pro generování a zrání lymfocytů, iniciaci imunitní odpovědi a její průběh

27 Centrální lymphoidní orgány Centrální (primární) lymfoidní orgány jsou místem pro tvorbu a časné zrání lymfocytů T buňky zrají v thymu B buňky zrají v kostní dřeni

28 Když B a T buňky dozrají v kostní dřeně nebo thymu (centrální lymphoidní orgány), cirkulují v krvi a periferními lymfoidními orgány. Do té doby, než se setkají s antigenem který se naváže na BCR nebo TCR, se nazývají čerstvě zralé, naivní lymfocyty Když se setkají s antigenem (dojde k vazbě na jejich antigenní receptor), potom: 1. Ukončí cirkulaci zachycením se v lymfatické uzlině nebo jiném periferním lymfoidním orgánu 2. Proliferují (dělí se) 3. Diferencují do efektorových buněk

29 Antigeny z periferie mohou být zachyceny makrofágy a dendritickými buňkami a transportovány do periferních lymfoidních orgánů cestou aferentních lymfatických cév Antigeny mohou rovněž samy putovat aferentními lymfatickými cévami do periferního lymfoidního orgánu, kde se mohou setkat s makrofágy a dendritickými buňkami V lymfoidním orgánu se mohou antigeny vázat na Agspecifické B buňky nebo mohou být prezentovány T buňkám. Výsledkem je aktivace T anebo B buněk (proliferace a diferenciace) Aktivace B buněk vyžaduje pomoc aktivovanými T buňkami Efektorové lymfocyty mohou zůstat v lymfoidním orgánu (T H 2) nebo ho opustit eferentní lymfatickou cévou do místa infekce (plasmatické buňky a T H 1) nebo do kostní dřeně tvořit protilátky (plasmatické buňky)

30 Molekuly imunitního systému 1. Antigenně specifické receptory na povrchu T a B lymfocytů 2. MHC glykoproteiny I. A II. třídy 3. FC receptory (váží Fc části imunoglobulinů) 4. Adhezivní molekuly 5. Imunoglobuliny 6. Cytokiny a jejich receptory 7. Receptory složek mikrobiálních povrchů 8. Receptory komplementového systému

31 Aktivace nespecifických mechanismů imunity Zapojují se jako první, jsou nezbytné pro celkový výsledek imunitní reakce Založeny především na rozpoznání chemických struktur přítomných na povrchu mnoha mikroorganismů, ale nepřítomných na povrchu vlastních buněk Aktivují se fagocyty (pohlcení a likvidace, příp. prezentace pathogenu), humorální systémy (komplement)

32 Aktivace specifických mechanismů imunity Založeny na klonálním, anticipačním principu (alespoň několik z desítek milionů lymfocytů je schopno rozeznat Ag a reagovat množením vytvořením klonu) Důležitý je princip druhého signálu od jiných buněk imunitního systému Pokud není, dochází k funkčnímu útlumu a k apoptóze. Tím se organismus brání proti snadné a potencionálně nebezpečné aktivaci lymfocytů.

33 Základní charakteristika imunitního systému Rozeznání vlastní / cizí Specificita Amplifikace selektivní imunitní odpovědi Přesná kontrola imunitní odpovědi Spolupráce (orchestrace) jednotlivých složek imunitního systému Tolerance - z repertoáru antigenně specifických lymfocytů je nutno odstranit (umlčet) všechny klony, které by rozeznávaly vlastní struktury. Imunitní systém musí být tolerantní vůči vlastnímbuňkám a molekulám. Redundance - většina prvků imunitního systému je alespoň částečně nahraditelná jinými prvky. Tato redundance snižuje zranitelnost systému náhodnými malými poruchami. Paměť