Definicje podstawowe

Antygeny - immunogenność (zdolność wywołania przeciw sobie swoistej odpowiedzi immunologicznej) i antygenowość (zdolność do swoistego łączenia się z immunoglobulinami jak i receptorami limfocytów T)

Cytokiny - cząsteczki regulujące proliferację, różnicowanie i przemieszczanie komórek

Chemokiny - cząsteczki oddziałujące na różne populacje leukocytów

Determinanty antygenowe (epitopy) - fragmenty antygenu, które wiązane są przez p-ciała lub receptory limfocytów T wiążące antygen

Klon komórkowy - komórki powstałe z jednej komórki macierzystej w wyniku proliferacji

Komórka docelowa - komórka nosząca odpowiedni antygen, która jest obiektem „ataku” swoistych p-ciał lub komórek cytotoksycznych

Komórka efektorowa - komórka wytwarzająca p-ciała lub wykazująca właściwości pomocnicze, supresorowe lub cytotoksyczne

MHC - antygeny zgodności tkankowej, antygeny transplantacyjne

Geny kodujące MHC - główny układ zgodności tkankowej

MHC I - wszystkie komórki jednojądrzaste

MHC II - APC (limfocyty B, makrofagi, komórki dendrytyczne), komórki nabłonkowe grasicy, pobudzone limfocyty T, komórki nabłonka jelitowego, fibroblasty, keratynocyty, komórki nabłonka tarczycy, komórki śródbłonka naczyń

APC-limfocyt T

Sygnał 1 - MHC - TCR

Sygnał 2 - kostymulatory

Sygnał 3 - cytokiny

Subpopulacje limfocytów T

Limfocyty T - TCR ၡ/ၢ lub TCRၧ/ၤ

CD2, CD3, CD4, CD8

CD4 - MHC II

Th1

Th2

Th17

Treg

CD8 - MHC I,

Tc1

Tc2

Dojrzewanie i różnicowanie limfocytów T

Komórka pnia (HSC), może odnawiać się lub różnicować do komórki progenitorowej: wspólnej komórki progenitorowej komórek limfoidalnych (CLP) lub wspólnej komórki progenitorowej mieloidalnej (CMP). Komórki te dają początek rozwijającym się dalej w komórki T, NK, z CMP-granulocyty i makrofagi oraz megakariocyty i komórki erytroidalne.

Ostatecznie komórki te dają początek ukierunkowanym komórkom progenitorowym linii B, NK, T, z CMP - granulocytów, monocytów, erytrocytów i megakariocytów.

Notch - aktywator transkrypcji genów, które indukują różnicowanie się prekursorów w kierunku tymocytów

Droga sygnałowa Notch1 jest niezbędna dla rozwoju limfocytów T z Hematopoetycznej Komórki Macierzystej (HSC).

Jeśli brak ligandu Delta1 dla Notch1 to nie ma Limfocytów T. Różnicowanie idzie w kierunku Limfocytów B.

Receptor TCR

Teoria selekcji klonalnej

Rozwój od etapu komórki CLP

Faza wczesna

• zasiedlenie grasicy,

• ekspansję komórek zasiedlających grasicę,

• ukierunkowanie rozwoju (commitment) w stronę wczesnych tymocytów,

• rearanżacji genów TCRၧ, ၡ i ၢ,

• selekcję ၢ,

• wyłączenie alleliczne i izotypowe,

• decyzja rozwojowa w kierunku linii ၢၡ lub ၧδ.

Faza późna

• selekcja pozytywna i negatywna.

Budowa receptor TCR

każdy łańcuch b kodowany jest przez 1V, 1D, 1J

każdy łańcuch a kodowany jest przez 1V, 1J

Selekcja beta

łańcuch beta receptora TCR łączy się z łańcuchem pre-Ta

(identyczny we wszystkich tymocytach)

limfocyty z nieprawidłowym łańcuchem b ulegają apoptozie

z prawidłowym - zablokowanie rearanżacji genów TCRb w chromosomie homologicznym - wyłączenie alleliczne

Selekcja pozytywna

czy w wyniku rearanżacji genów kodujących podjednostki ၡ i ၢ powstały prawidłowe receptory TCR rozpoznające antygen ?

limfocyty T regulatorowe

• hamowanie aktywności autoreaktywnych limfocytów T (zabezpieczenie przed autoagresją),

• tolerancja na antygeny podane doustnie (tzw. tolerancja pokarmowa),

• tolerancja na zmienione ligandy peptydowe, czyli zmienione antygeny nabierające cech antagonistów,

• tolerancja na przeszczepy allogeniczne (tolerancja transplantacyjna) (w niektórych sytuacjach).

Proponowany mechanizm działania nTreg

• Hamują migrację kom. efektorowych

• Hamują prezentację antygenów

• Indukują anergię potencjalnych kom. efektorowych

• Działają bezpośrednio hamująco na kom. efektorowe

• Hamują funkcję kom. efektorowych

• Bezpośrednio indukują apoptozę komórek prezentujących antygen, monocytów i limfocytów B

Receptor komórki B (BCR)

Dwa łańcuchy ciężkie (H) i dwa łańcuchy lekkie (L) połączone mostkiem dwusiarczkowym

W każdym łańcuchu regiony stałe (C) i zmienne (V)

W czasie rozwoju komórki łańcuchy H i L podlegają rearanżacji segmentów genów (rekombinacja somatyczna), w wyniku czego powstają indywidualne swoiste domeny V na łańcuchach H i L, a każdy BCR jest swoisty dla jednego antygenu.

Zmienność na złączach.

Ten typ zmienności jest rezultatem braku precyzji przy łączeniu poszczególnych segmentów V, D i J i przy wycinaniu znajdującego się pomiędzy nimi DNA.

Przy formowaniu złącza pomiędzy egzonami może dojść do delecji nawet do 20 nukleotydów.

Na złączach między składanymi segmentami dochodzi do insercji dodatkowych (do 15) nukleotydów. Proces dołączania nowych nukleotydów

ZACHODZI BEZMATRYCOWO !!!

Oznacza to tworzenie "nowego genu", nie istniejącego w komórce zarodkowej, w sposób całkowicie przypadkowy

Za to niesamowite zjawisko odpowiedzialna jest transferaza nukleotydów terminalnych (TdT).

Tak powstałe odcinki DNA na złączach nazywamy regionami N.

mutacje somatyczne

Zachodzą one we fragmentach genu kodujących rejon zmienny łańcucha ciężkiego i lekkiego Ig.

Do indukcji mutacji dochodzi w limfocycie B pobudzonym przez kontakt z antygenem.

Omawiane mutacje są najczęściej mutacjami punktowymi, rzadziej zdarzają się delecje czy insercje. Jedną mutację obserwuje się na ok. 10 000 komórek spośród jednej generacji. Jest to częstotliwość olbrzymia, około milion razy większa niż w przypadku mutacji spontanicznych w innych genach !

W wyniku tego procesu dochodzi do wymiany nawet do 1% nukleotydów w egzonach dla części zmiennych ciężkich i lekkich łańcuchów Ig.

Mutacje te mogą prowadzić do zwiększenia powinowactwa do antygenu nawet o 100 razy i zwiększają liczbę wariantów o kilka rzędów wielkości !

Różnice TCR-BCR

Zmiana klas

Formy sekrecyjne

Jednoczesne występowanie IgM i igD

Mutacje somatyczne

zmienność na złączach

Doczepianie nukleotydów na złączach V/D i D/J -

transkryptaza nukleotydów terminalnych (TdT)

Ponowna rekombinacja genów dla łańcucha ciężkiego -

redagowanie receptora (zmiana swoistości receptora

immunoglobulinowego - utrata zdolności wiązania

autoantygenu)

Mutacje somatyczne - dostrajanie

zwiększenie różnorodności p-ciał

mutacje punktowe - zmiana pojedynczego aminokwasu w części zmiennej łańcucha ciężkiego i lekkiego

dojrzewanie odpowiedzi immunologicznej lub dojrzewanie powinowactwa - wzrost powinowactwa p-ciał do antygenu

Zmiana klas

Pierwsze immunoglobuliny - IgM

Jednoczesna synteza IgM i IgD (m,d,g3,g1,a1,g2,g4,e,a2)

Zmiana klas - po rozpoznaniu przez limfocyt B swoistego antygenu

Pomoc limfocytów Th w strefie korowej i przykorowej węzła chłonnego

Limfocyt B, jako komórka APC, prezentuje antygen

Cząsteczki kostymulacyjne - B7, CD40L (CD154), CD28

Wypętlenie i usunięcie genów m i d

Zmiana klas immunglobulin na IgG, IgE, IgA lub IgM na IgG potem IgE na IgA

NK

Zdolność spontanicznego (bez uprzedniej immunizacji) zabijania komórek docelowych - komórki nowotworowe, komórki zakażone wirusem

Efekt cytotoksyczny nie podlega restrykcji MHC

Na pograniczu odporności nieswoistej i swoistej

Ponad 99% komórek NK dojrzewa w szpiku kostnym. Zaledwie 0,1- 1% powstaje ze wspólnego prekursora z limfocytami T w grasicy.

Cytokina - IL-15

Dystrybucja NK

w wątrobie - stanowią tam 50% limfocytów

w śledzionie - 10%,

w węzłach limfatycznych 2-7%,

w płucach 30%

obecne także w nowotworach litych - ok. 5-27% komórek naciekających nowotwór

Receptory KIR

Formy hamujące - KIR - L

Formy aktywujące - KIR - S

---