Wykład 7 - PAMIĘĆ IMMUNOLOGICZNA

Może być pozytywna (wzmaga odporność) lub negatywna (osłabia odpowiedź na Ag, wykorzystywana w leczeniu alergii.).

Istnieja trzy możliwości tłumaczące długowieczność pamięci immunologicznej:

• Limfocyty pamieci są długowieczne

• Limfocyty nie są długowieczne, ale AG wywołujący odp pierwotną pozostaje przez długi czas związany na pow kom dendrytycznej i ciągle stymuluje limfocyty

• Limfocyty pamięci są ciągle pobudzane przez Ag reagujące krzyżowo, miogeny, superantygeny.

LIMFOCYTY B PAMIĘCI. Powstają w trakcie pierwotnej odp immunol. Różnią się od posiadających tą samą swoistość limfocytów B pierwotnych cechami:

• są liczniejsze,

• mają więcej cząsteczek MHC kl II,

• łatwiej ulegają aktywacji,

• dłużej żyją i

• inaczej krążą w organizmie,

• ich receptory immunoglobulinowe mają wyższe powinowactwo do antygenu.

Duża liczba limfoc B pamięci, to efekt pierwotnego kontaktu z antygenem i pierwotnej odpowiedzi immunol. Duże powinowactwo do antygenu ich receptorów immunoglobulinowych jest wynikiem dojrzewania powinowactwa, co zachodzi w następstwie odpowiedzi pierwotnej i jest rezultatem mutacji zachodzących w zrekombinowanych genach VDJ kodujących części zmienne łańcuchów immunoglobulinowych. Może też wynikać z wciągnięcia do odpowiedzi wtórnej limfoc B, używających innych genów immunoglobulinowych.

Receptory limfocytów B należą do klasy IgD i IgM, a na limfocytach B pamięci są receptory IgG, IgA i IgE, które mogą współistnieć z receptorami IgM.

Odpowiedź wtórna rozwija się szybciej dzięki pamięci immunol, produkcja i stężenie przeciwciał osiągają wyższe wartości, odpowiedź trwa dłużej , wydzielane przeciwciała są dobrze dopasowane do antygenu i jest ona mniej grasiczozależna. Limfoc B pamięci po aktywacji opuszczają grudki i wędrują do obszarów np. strefy brzeżnej i pochewek limfatycznych śledziony.

LIMFOCYTY T PAMIĘCI - receptory wiążące antygen limfocytów T dziewiczych i limfocytów T pamięci nie róznią się pod względem powinowactwa do antygenu. Występują na nich izoformy cząsteczek CD45. Wśród limfocytów T pamięci, które charakteryzują się w przeciwieństwie do limfoc T dziewiczych niską ekspresja CD45RA i wysoką ekspresjąCD45RO można wyróżnić limfoc T przypominające Th1 i wykazujące wysoką ekspresję CD45RB limfoc T podobne do Th2 i wykazujące niską ekspresję CD45RB. Limfoc T pamięci łatwiej ulegają aktywacji przez prezentowane im antygeny dzięki zwiększonej ekspresji cząsteczek biorących udział w adhezji do komórek prezentujących antygen(CD2 i CD11A/CD18). Aktywację ułatwiają również białka p55(CD25) będące łańcuchem lżejszym receptora dla IL-2. W wyniku ekspresji niektórych cząstek adhezyjnych limfoc T pamieci mają zmienione właściwości krążenia w porównaniu z limfoc T dziewiczymi. Różnią się również wydzielanymi cytokinami.

SZCZEPIONKI -produkt pochodzenia biologicznego zawierający substancje zdolne do indukcji określonych procesów immunolog warunkujących powstanie trwałej odporności bez wywoływania działań toksycznych.

Wytworzenie szczepionki polega na zmianie właściwości dbn lub jego produktów w taki sposób, aby nie były one toksyczne dla ustroju. Proces pozbawiania właściwości chorobotwórczych (zjadliwości, wirulencji) dbn nazywany jest atenuacją.

Odporność przeciw chorobom zakaźnym może powstać w wyniku procesów naturalnych lub interwencji medycznej. Obie mogą być nabyte w sposób:

• czynny (zakażenie, szczepionka)

• bierny (przeniesienie Ab przez łożysko, podanie Ig)

• uodpornienie czynno-bierne - jednoczesne podanie Ig i szczepionki

Podstawy szczepień-celem szczepień jest indukcja pamięci limfocytów T i B przez podanie preparatów z niewirulentnymi antygenami. Czynnik zakażający spotyka się raczej z odpowiedzią wtórną niż pierwotną. Doskonała szczepionka powinna chronić organizm i eliminować chorobę(większość tylko chroni).

Szczepionka powinna stymulować pamięć immunologiczną oraz odporność humoralną.

Ochrona za pomocą przeciwciał - skutecznie chronią przeciwciała po immunizacji i podane biernie. Powinny być zdolne do wiązania czynnika infekcyjnego w czasie zakażenia. Przeciwciała mogą blokować antygeny wirusowe albo bakteryjne, zapobiegając wiązaniu się z komórką. IgA pomaga blokować dostęp wirusów i bakterii do komórek na błonach śluzowych - szczepionka polio. IgG działają we krwi i przechodzą przez łożysko powodując bierną odporność noworodka. IgG matki przechodzą przez łożysko do płodu i zapewniają ochronę w pierwszych miesiącach życia, ale mogą być niekorzystne, gdy hamują efektywną immunizację. Zanim zostanie podany antybiotyk podaje się przeciwciała wytworzone w organizmach zwierząt, najczęściej konia.

Odpowiedź komórkowa. Szczepionki indukują odpowiedź komórkową i humoralną. Nieraz bardziej skuteczna jest odpowiedź z udziałem limfocytów Th1 innym razem Th2. Limfocyty Tc zabijają zakażone komórki i białka połączone z MHC kl I, i powodują lizę komórek. Limfoc CD4 rozpoznają obcy antygen związany z MHC kl II i przesyłają sygnały limfoc B, T CD8 i makrofagom, i pomagają w wytwarzaniu przeciwciał i działaniu cytotoksycznym.

Rodzaje szczepionek:

• swoiste - przeciw określonemu dbn

1. monowalentne - jeden gatunek lub jeden typ dbn

2. poliwalentne - kilka serotyopów tego samego gatunku (np. grypa, pneumokoki)

Obecnie dzielimy je na 4 typy:

1. zawierające żywe dbn o zmodyfikowanych właściwościach

2. zawierające martwe dbn inaktywowane chemicznie lub termicznie

3. zawierające oczyszczone produkty dbn np. Ag pow, inaktywowane toksyny

4. zawierające produkty rekombinowanego DNA

Szczepionki z żywymi atenuowanymi dbn są bardziej immunogenne niż te z martwymi lub oczyszczonymi produktami. Szczepionki zawierające martwe dbn wymagaja także podania większej liczby dawek.

• Nieswoiste - mieszaniny zabitych dbn lub ich lizaty

1. niespecyficzne stymulatory odporności w nawracających lub przewlekłych zakażeniach, zawierają słabo oczyszczone mieszaniny bakteryjnych składników, podawane doustnie, domięśniowo, podskórnie

2. Autoszczepionki - zawiesiny inaktywowanych dbn przygotowane na podstawie wyizolowanej od chorego mikroflory

Skuteczność szczepień:

• Laboratoryjna - odsetek populacji docelowej posiadającej po szczepieniu mierzalne wskaźniki

• Kliniczna - odsetek populacji docelowej posiadającej po szczepieniu zabezpieczenie przed wystąpieniem zakażenia aktywnego.

Nowe kierunki rozwoju wakcynologii:

• Szczepionki skojarzone - zawierających wiele Ag w jednym wstrzyknięciu (tężec, błonica)

• Szczepionki zawierające kwas nukleinowy - oczyszczony DNA z układem promotora podawany domięśniowo lub wstrzelony do naskórka wywołuje silna odp kom i humoralną, bez wytworzenia tolerancji.. Geny umieszczane SA na plazmidzie, który penetruje do jądra kom. Białko wytwarzane na jego bazie jest wychwytywane przez kom prezentujące Ag.

Podawanie nagiego DNA powoduje, że Ag dbn są prezentowane w kontekście MGC I i II, co stymuluje Th i Tc. Konieczne jest tu zastosowanie promotora eukariotycznego.

• Szczepionki wektorowe - atenuowany dbn., w którego genom wprowadzono gen innego dbn.Wektor po wprowadzeniu do organizmu powoduje prezentacje tego białka kom immunokompetentnym. Jako wektory szczepionkowe mogą być wykorzystywane Herpes, Picorna, Flavi wirusy oraz niektóre bakterie.

Wirus krowianki wykazuje bardzo korzystne cechy do wektoryzacji - duzy genom i łatwośc atenuacji, ponadto replikuje się w cytoplazmie bez ryzyka włączenia wirusowego Dna do genomu gospodarza..

Schemat uzyskiwania zrekombinowanego wirusa krowianki z obcym genem:

1. obcy gen umieszczamy w wektorze, obok promotora replikacji wirusa jest gen kinazy tymidylanowej (TK) wirusa krowianki

2. wprowadzenie plazmidu do kom równocześnie zakażonych wirusem krowianki

3. wymiana homologicznych sekwencji między wirusem i plazmidem podczas eplikacji

4. ekspresja genu wbudowanego w genom wirusa

5. wstawienie genu obcego wewnątrz TK powoduje że aktywny enzym nie ulega ekspresji, możliwa jest selekcja szczepu, który nie uległ rekombinacji, szczepy TK- replikuja się w obecności gancyklowiru

Szczepionki antyidiotypowe - wykorzystuje się Ab monoklinalne do wytworzenia Ab antyidiotypowych, które zastępuje naturalny Ag

Szczepionki śluzówkowe

Szczepienia w okresie noworodkowym, w ciąży, terapeutyczne

Reverse vacinology - na podstawie genomu dbn definiuje się białka Ag, klonuje fragment DNA i namnaża Ag in vitro w kom bakteryjnej np. E.coli

Szczepionki bakteryjne - wyprodukowane przeciwko np. Escherichia, pneumococcom, vibrio, helicobacter, błonicy, krztuścowi, tężcowi i innym. Część szczepionek bakteryjnych jest swoista dla białek bakterii niezbędnych do adhezji, a następnie wnikania do komórek zakażonego org. Mogą być stosowane do indukcji odporności endo i egzotoksyny. Stosuje się szczepionki T - niezależne, które są skuteczne, ale mają pewne ograniczenia (zaburzenia w przekazywaniu pomocy przez limfoc T w dojrzewaniu powinowactwa i zmianie izotypów przeciwciał).

Szczepionki wirusowe - skierowane przeciwko wirusom, powodującym infekcję górnych dróg oddechowych - grypa, adenowirus, ukł pokarmowego - wirusy polio, skóry - żółta febra i narządów rozrodczych - opryszczka.

Szczepionki przeciwko innym patogenom - pierwotniaki powodujące malarie, śpiączka afrykańska, schistosomatoza - patogeny chorobotwórcze III świata. Na powierzchni pasożytów ulegają ekspresji antygeny, z których większość nie indukuje odporności, rozwinęły mechanizmy obronne - zmiany epitopów - mogą zmieniać warianty białek powierzchniowych i aktualna odpowiedź immunologiczna nie może być dłużej skuteczna.

Szczepionki przeciw nowotworom - mało zbadane. Większość antygenów związanych z nowotworem jest albo nieobecna, albo słabo immunogenna ze względu na małą ekspresję. Główna uwaga skierowana jest na produkty protoonkogenu. Stwierdzono zwiększenie ekspresji antygenu HER, HER2/neu w nowotworach gruczołu krokowego i sutka. Ważna jest odpowiedź komórek cytotoksycznych przeciw nowotworom.

---