Odpowiedź immunologiczna pierwotna i

Odpowiedź immunologiczna pierwotna i

wtórna

wtórna

Selekcja klonalna

Selekcja klonalna

Dr Barbara

Dr Barbara

Szkudlińska

Szkudlińska

t

Wytwarzanie

komórek pamięci

Odpowied

ź

pierwotna

Odpowie

dź

wtórna

 

 

 

 

Sir Frank Macfarlane
Burnet (1899-1985)

 

Teoria selekcji klonalnej

Niels K. Jerne (1912-1994)

Milstein (ur. 1927) Köhler (1946-1995)

 

                              

Nagroda Nobla w 1984, za badania: "the
specificity in development and control of the
immune system" , oraz "the principle for
production of monoclonal antibodies."

Teoria selekcji klonalnej

• Każdy limfocyt B zawiera komplet

informacji genetycznych
niezbędnych do produkcji
wszystkich możliwych przeciwciał.

• Każdy limfocyt B produkuje tylko

jeden typ przeciwciał.

Figure 1-15

Postulaty teorii selekcji klonalnej

Każdy limfocyt posiada jeden rodzaj receptorów, o
unikalnej swoistości
Aktywacja limfocytu następuje po związaniu z dużym
powinowactwem obcego antygenu przez receptor
komórki

Zróżnicowane komórki efektorowe pochodzące od
zaktywowanego limfocyta posiadają receptory o
identycznej swoistości jak komórka macierzysta

Limfocyty z receptorami rozpoznającymi własne
antygeny są eliminowane we wczesnych stadiach
dojrzewania i nie na ich pośród dojrzałych obwodowych
limfocytów

Pojedyncza komórka

progenitorowa daje początek

wielu limfocytom o różnej

swoistości

Potencjalnie autoreaktywne

komórki usuwane są poprzez

delecję klonalną

Własne
antygeny

Własne
antygeny

Szpik kostny –
limfocyty B

Grasica –
limfocyty T

X

X

X

X

X

X

X

X

Pula dojrzałych dziewiczych
limfocytów

Obcy
antygen

Proliferacja i różnicowanie

zaktywowanych limfocytów do

klonów komórek efektorowych

Komórki efektorowe
eliminują antygen

Antygen
związany
przez dojrzałe
naiwne
limfocyty T i
B aktywuje je

ekspansj
a
klonalna

Obwodo
we
narządy

Teoria selekcji klonalnej:

MacFarlane Burnet 1957

Każdy dziewiczy limfocyt posiada jednego
typu receptor dla antygenu o unikalnej
swoistości Związanie antygenu prowadzi do
aktywacji i proliferacji limfocytu.

Pochodne limfocyty mają identyczną swoistość
antygenową swych receptorów jak komórka
macierzysta

liczba kom.

o danej

swoistości

Pr

ó

g efektu

protekcyjneg
o Ab

Selekcja klonalna indukuje

Selekcja klonalna indukuje

proliferację i wzrost funkcji

proliferację i wzrost funkcji

efektorowych przeciwciał

efektorowych przeciwciał

Liczba podziałów

Komórki efektorowe mają określony czas życia

(ok. 7 dni ) - a klonalna ekspansja może być
kontynuowana jedynie w obecności antygenu.

Kiedy antygen zostanie usunięty:

1. Aktywacja ( podział i różnicowanie )

limfocytów kończy się

2. Komórki efektorowe ulegają apoptozie, lub

następuje upośledzenie ich funkcji.

3. Odpowiedź immunologiczna ulega wygaszeniu

4.

4.

Pozostają jednak komórki pamięci

Pozostają jednak komórki pamięci

immunologicznej

immunologicznej

s

s s s s

s s s s

s s s s s s s s

s s s s s s s s

s s s s s s s s

s s s s s s s s

Ekspansja klonalna

Antygen

Klon

limfocytów

B

Klon

limfocytów

T

APC

Odporność
nabyta

Na
drodze
naturalne
j

Na drodze
sztucznej

Czynna

Choroba
lub
kontakt z
patogene
m

Bierna

Przekazani
e Ab przez
łożysko i z
siarą

Czynna

Szczepio
nki
atenuow
ane i
inne

Bierna

Podanie
preparató
w
immunogl
obulinowy
ch



Swoista - zależna od bodżca

antygenowego



wymaga rearanżacji genów do

generowania swoistych receptorów
dla antygenów.



cechuje się pamięcią

immunologiczną .



Nabywana i rozwijana w trakcie

życia osobniczego

Odporność swoista

Odporność swoista

(nabyta)

(nabyta)

Typy odporności swoistej (nabytej

)

I.

Naturalnie nabyta odporność swoista:

uzyskiwana w czasie życia osobniczego

.

A. Naturalnie nabyta czynna odporność

:

- Antygeny

lub

patogeny

wnikające do organizmu ze

środowiska.

- Organizm sam wytwarza mechanizmy odporności.
- Odporność może być długotrwała (odra, świnka) lub czasowa

(grypa, infekcje przewodu pokarmowego).

B. Naturalnie nabyta bierna odporność

:

-

Przeciwciała

przechodzące od matki przez łożysko (IgG) i z

siarą ( IgA).

- Nie na odpowiedzi immunologicznej.

-

Odpornośc jest zwykle

krótkoterminowa

(tygodnie - miesiące)

-Ochrona noworodków zanim same wytworzą mechanizmy

odpowiedzi immunologicznej

Typy odporności swoistej (nabytej ) cd.

II.

Sztucznie nabyta swoista odporność: Uzyskana

przez zastosowanie szczepień lub surowic

odpornościowych

.

1. Sztucznie nabyta czynna odporność

:

-

Antygeny

są podawane w formie szczepionek

(

immunizacja

).

– Organizm wytwarza odpowiedź immunologiczną na

antygeny.

– Odporność może być długotrwała (doustna szczepionka

Polio) lub czasowa (anatoksyna błonicza).

2. Sztucznie nabyta bierna odporność

:

–

Podawane są do organizmu poprzez iniekcje gotowe

przeciwciała

(

preparaty immunoglobulinowe swoiste

)

– Odporność jest krótkotrwała (okres półtrwania - 3

tygodnie)).

– Organizm nie wytwarza odpowiedzi immunologicznej

.

Figure 10-1

Dynamika infekcji

Dynamika infekcji

Dynamika infekcji

Dynamika infekcji

drobnoustroje niepatogenne : większość jest
usuwana przez mechanizmy odporności
nieswoistej.

Cztery fazy humoralnej

Cztery fazy humoralnej

odpowiedzi

odpowiedzi

immunologicznej

immunologicznej

Apoptoza
limfocytów

Proliferacja
limfocytów
po stymulacji Ag

1° odpowiedż

na antygen A

A

A

B

4

16

12

8

20

64 68 72

Wzrost

swoistej

odpowiedzi

Dni

2° odpowiedź

na ant. A

1° odpowiedż

na antygen B

Proliferacja limfocytów
po stymulacji Ag B

Odpowiedź immunologiczna

Odpowiedź immunologiczna

pierwotna i wtórna

pierwotna i wtórna

Wzór przyrostu miana przeciwciał w

Wzór przyrostu miana przeciwciał w

trakcie infekcji

trakcie infekcji

Odpowiedź pierwotna:

– Po

pierwszej ekspozycji

na antygen , przez

kilka dni ( ok. 7) w surowicy nie ma swoistych
przeciwciał - LAG faza

– Najpierw narasta miano IgM, a póżniej IgG -

faza logarytmicznego wzrostu miana
przeciwciał

– Faza równowagi (plateau)- miano przeciwciał

utrzymuje się na stałym poziomie

– Część limfocytów B przekształca się w komórki

pamięci immunologicznej B

.

– Miano przeciwciał maleje - faza spadkowa.
– Główne przeciwciało - IgM.

Odpowiedź immunologiczna.

~ 4-6 dni - to generowanie odpowiedzi

immunologicznej.

•

> 7 dnia nasila się pierwotna

odpowiedź immunologiczna

•

Pierwsze przeciwciała to

IgM

a

następnie wytwarzane są

IgG.

•

Po 3 tygodniach pierwotna odpowiedź

kończy się.

• Powstają komórki pamięci.

.

• Pamięć immunologiczna trwa

tygodnie/lata.

Odpowiedź

immunologiczna

powtórna ekspozycja

na ten sam antygen

powoduje

szybszą i bardziej intensywną odpowiedź

immunologiczną. Antygen aktywuje komórki pamięci

immunologicznej.

• Faza opóźnienia (LAG) prawie nie występuje
• faza logarytmicznego wzrostu miana jest bardziej

stroma i wyższa.

• Faza równowagi i spadkowa wydłużają się
• Wzrost odpowiedzi immunologicznej jest

powodowany aktywacją swoistych istniejących w

organizmie komórek pamięci immunologicznej.

• Zmiana klasy Ab na IgG
• Większe powinowactwo do antygenu ( “dojrzewanie”)

Odpowiedź immunologiczna

Odpowiedź immunologiczna

wtórna

wtórna

Odpowiedź immunologiczna

Odpowiedź immunologiczna

pierwotna i wtórna

pierwotna i wtórna

W odpowiedzi wtórnej na antygeny T niezależne

przeciwciała IgG nie są produkowane

Odpowiedź wtórna na

Odpowiedź wtórna na

antygeny T- zależne i T-

antygeny T- zależne i T-

niezależne

niezależne

Wpływ dawki antygenu na powinowactwo
przeciwciała

Miano

przeciwci

ał

ZASADA

ZASADA

SZCZEPIEŃ

SZCZEPIEŃ

t

Wytwarzanie

komórek

pamięci

Zaszczepie
nie

Zakażenie

Odpowie

dź

pierwot

na

Odpowie

dź

wtórna

Pamięć immunologiczna:

Zmiany ilościowe i
jakościowe

Pamięć immunologiczna a

poziom przeciwciał w

surowicy

Pamięć immunologiczna

Eksperyment Pasteura (1881)

Owca żyje

Podanie zjadliwego
szczepu Bacillus
anthracis

Podanie atenuowanych
bakterii Bacillus
anthracis

Po kilku
tygodniach

Grupa kontrolna

Podanie zjadliwego
szczepu Bacillus
anthracis

Owca
pada

Komórki pamięci

immunologicznej B - a

limfocyty B

• Słabo wydzielają przeciwciała
• Posiadają zwiększoną liczbę

receptorów immunoglobulinowych o

zwiększonym powinowactwie dla

antygenu

• Wykazują zwiększony poziom

antygenów MHC kl II i cząsteczek

kostymulujących

• Są komórkami długo żyjącymi

Time course of innate and acquired

immunity

Primary vs. Secondary

Affinity maturation

Memory B cells have high
levels of MHC and high
affinity antibody so they are
efficient at acquiring antigens
(signal 1) and ready to get T
help (signal 2)

Memory B cells have B7
on their surface so, maybe,
they can activate or
participate in activation of
T

H

2 cells

Antygenowo - swoista aktywacja i

Antygenowo - swoista aktywacja i

supresja odpowiedzi

supresja odpowiedzi

immunologicznej

immunologicznej

Autoimmune Diseases

Lecture 6

Humoral Immune Response

Protection Conferred by Antibody Binding

• Antibodies against surface determinants

• May cause agglutination, enhances phagocytosis

• Also prevents dissemination of bacteria

• IgG capable of agglutination, IgM more efficient

•Antibodies on surface may activate complement

• Results in activation of classical pathway

• End result is lysis of cell (refer to previous lecture)

Protection Conferred by Antibody Binding

• Antibodies on surface opsonize
bacteria

• Allows phagocytosis of
encapsulated bacteria

• Due to Fc receptor on surface of
phagocyte

• Antibodies on surface structures
activate complement

• C3a powerful chemoattractant to
phagocytes

• Stimulate innate immune
response to infection

Protection Conferred by Antibody Binding

• Attachment to surface may
neutralize bacteria, viruses,
and toxins

• Due to blocking
adhesin/receptor interaction
for bacteria and viruses

• Blocks either toxin action
or binding

• May be direct or indirect

• Mediate attachment of
cytotoxic cells to parasites

• Binding through Fc
receptor, allows targeting of
damaging agents to parasite

Origin of Immune Cells

Biocarta.com

Primary and Secondary

(Booster or Anamnestic)

Ab Response

Basic Reaction in

Basic Reaction in

Immunology

Immunology

Ag + Ab AgAb

AgAb

Complex

Epitope

Paratope

Ag = Antigen
Ab = Antibody

Ag

Ab

~10

6

- 10

8

different Ab
specificities!

Other historic events & important

findings:

• L. Pasteur (1880s)

– Vaccines against cholera, and rabies

• R. Kock (late 19

th

century)

– Infections caused by microorganisms

• P. Ehrlich et al. (1890s)

– Serum factors transfer of immunity

• Behring & Kitasato (1890s)

– Antibodies in serum bound to pathogens

• Porter & Edelman (1960s)

– Antibody structure

• J. Gowans (1960s)

– Immunological importance of

lymphocytes

Clonal Selection Hypothesis (Burnet 1959)
(Jerne,Kohler and Milstein Nobel prize 1984)

Primary & Secondary

Responses

• On 1st exposure to

pathogen, there is

latency of 5-10 days

before specific

antibodies are made (=

primary response

)

– Antibody levels

plateau after few

days & decline after

a few weeks

• Subsequent exposure

to same antigen causes

secondary response

– Antibody production

is much more rapid

& sustained

Fig 15.22

15-62