0109; 06.05.2010, ćwiczenia nr 9., - Charakterystyka cytokin.; Paul Esz
CYTOKIN
 wzajemne blokowanie efektów biologicznych różnych cytokin
 informacje ogólne
 synergizm
 cząsteczki białkowe
 wzajemne sumowanie efektów różnych cytokin na jedną komórkę
 mogą wywierać swoje działanie jedynie dzięki obecności na kom. rec.
Regulacja aktywacji, proliferacji i różnicowania zależy także od bezpośredniego oddziaływania
 niektóre początkowo wytwarzane jako cz. błonowe (uczestniczą w
międzykomórkowego.
bezpośredniej aktywacji kom. docelowych np. TNF)
 biorą udział w procesach wykraczających poza ukł. Odpornościowy
Cytokiny mogą z jednej strony stymulować proliferację i różnicowanie, a z drugiej mogę
 miano  hormonów układu odpornościowego
niekiedy indukować apoptozę komórek na które działają.
 wrażliwość lim. na cytokiny zależy od uprzedniego rozpoznania antygenu
 nie działają na wszystkie lim. jedynie na te które rozpoznały antygen
Aby uzyskać odpowiednie stężenie wokół kom. na które dana cytokina ma działać, trzeba
gotowe do pełnienia funkcji efektorowych
podawać duże dawki co powoduje ogólnoustrojową toksyczność.
 wiele zwiÄ…zanych z lokalnym wydzielaniem np. do synapsy immunologicznej
miejscowe duże i efektywne stężenie
CECHY CYTOKIN (WIKI)
 wydzielane przez
 plejotropowość
 leukocyty
 zdolność do wielokierunkowego działania. Plejotropowość objawia się tym,
 monocyty
że dana cytokina, w zależności od rodzaju komórki i innych czynników
 makrofagi
obecnych w trakcie jej oddziaływania z komórką może wykazywać różny
 funkcja
wpływ na różne komórki. Przykład: IFN-ł hamuje rozwój limfocytów Th2,
 regulacja wzrostu
przyśpiesza natomiast rozwój limfocytów Th1 i aktywuje makrofagi.
 regulacja proliferacji
 redundancja
 regulacja ruchliwości
 polega ona na tym, że różne cytokiny wpływają jednakowo na daną populację
 mediatory reakcji zapalnych
komórek, mogą jednak różnić się wpływem na inne komórki. Przykład:
 mediatory reakcji immunologicznych zarówno IFN-Ä…, jak i IFN-² pobudzajÄ… komórki NK.
 regulacja krwiotworzenia  synergizm
 pobudzają komórki układu odpornościowego i hemopoetyczne  efekt polegający na dodatnim wpływie obu cytokin na dane zjawisko, przy
czym efekt obu cytokin działających jednocześnie jest większy niż w
 mogą pobudzać wybiórczo odpowiedz
komórkową lub humoralną
przypadku ich osobnego działania. Efekt ten nie musi być prostą sumą
 tworzy czuły i skuteczny system powiązań w układzie odpornościowym (sieć
efektów każdej z cytokin. W skrajnych przypadkach cytokiny działając
cytokin)
osobno nie wywołują żadnego efektu, podczas gdy działając wspólnie
 stymulujÄ… powstawanie gorÄ…czki
osiągają efekt niezwykle silny. Przykład: IL-6 i IL-7 razem pobudzają
 regulują morfogenezę komórek i tkanek
limfopoezę silniej niż każda z osobna.
 udział w procesach patologicznych
 antagonizm
 funkcje cytotoksyczne
 to efekt polegający na przeciwstawnym działaniu dwóch lub więcej cytokin.
 oddziałują między sobą
PrzykÅ‚ad: TNF jest cytokinÄ… aktywujÄ…cÄ… wiele rodzajów komórek, zaÅ› TGF-²
 działanie lokalne i ogólnoustrojowe
działa supresyjnie. Gdy zadziałają razem, efekt będzie zależał od tego, która z
cytokin występuje w większym stężeniu.
CECHY CYTOKIN
 sprzężenie zwrotne dodatnie
 plejotropia
 efekt polegający na tym, że cytokina wydzielana przez jedną komórkę
 zdolność do oddziaływań na wiele różnych komórek i wywoływania różnych
stymuluje wydzielanie innej cytokiny z drugiej komórki. Z kolei ta druga
efektów
cytokina stymuluje wydzielanie pierwszej. Przykład: makrofagi wydzielają
 redundancja
IL-12, działając na komórki NK. Te z kolei w odpowiedzi wydzielają IFN-ł,
 wywieranie tego samego efektu przez różne cytokiny
który pobudza makrofagi do dalszego wydzielania IL-12.
 antagonizm
 sprzężenie zwrotne ujemne
 polega natomiast na tym, że jedna z cytokin powoduje wydzielanie innej  GTPaz
cytokiny, która z kolei hamuje wydzielanie pierwszej z nich. Przykład:
 kinaz MAP
wydzielanie IFN-ł przez limfocyty Th1 pobudza makrofagi, które produkują IL-
 kinaz tyrozynowych z rodziny Src- Tec- podobnych
10, hamującą wydzielanie IFN-ł przez komórki Th1.
 kinaz 3-fosfotydyloinozytolu (PI-3K)
 kinaz tyrozynowych JAK
Do tych efektów należy jeszcze dodać możliwość działania cytokin na komórkę je wytwarzającą
 białek STAT
(autokrynia), na inną komórkę położoną w pobliżu (parakrynia) oraz na oddalone komórki
organizmu poprzez układ krwionośny (endokrynia).
KLASYFIKACJA CYTOKIN (ze względu na podobieństwo w budowie)
 cytokiny typu I (hematopoetyny
SPOSOBY DZIAA
ANIA NA KOMÓRKI (patrz też CYTOKINY funkcja)
 cytokiny typu II (IFN oraz rodzina IL-10)
 autokrynowe
 chemokiny
 działanie na te same komórki które ja wydzialą
 nadrodzina TNF
 parakrynowe
 działanie na komórki znajdujące się w najbliższym sąsiedztwie
WSPÓA
CZESNA KLASYFIKACJA CYTOKIN (WIKI)
 endokrynowe
 dawny podział
 działanie na komórki znajdujące się innych narządach
 kategoria główna
 limfokiny
 wydzielane przez limfocyty
 działanie pośrednie i bezpośrednie
 monokiny
 działanie przeciwwirusowe (patrz INF)
 wydzielane przez monocyty
 działanie przeciwnowotworowe (patrz INF)
 wydzielane przez makrofagi
RECEPTORY DLA CYTOKIN
Ten podział jest obecnie mało używany, jako że limfokiny mogą być wydzielane także przez
 typy
monocyty i makrofagi, zaś monokiny - przez limfocyty. Nie uwzględnia on także pokrewieństw
 rec. o budowie Ig-podobnej
pomiędzy białkami.
 rec. dla cytokin klasy I (hematopoetyn)
 podział oparty na funkcji danej grupy
 rec. dla cytokin klasy II (IFN, rodzina IL-10)
 interleukiny
 rec. dla cz. nadrodziny TNF
(są cytokinami, które umożliwiają komunikację leukocytów ze sobą i
 rec. sprzężone z białkami G (dla chemokin)
pozwalają na wpływ jednych populacji leukocytów na inne i vice versa)
 budowa
 interleukina 1
 domeny zewnątrzkomórkowe
 niezwykle istotna w procesach inicjujÄ…cych stan zapalny,
 swoistość wiązania ligandów
pobudza wytwarzanie Interleukiny 6
 wpływ na sposób przekazywania sygnału
 interleukina 2
 fragmenty transbłonowe
 bardzo ważna w pobudzeniu limfocytów T oraz komórek
 domeny wewnątrzkomórkowe
NK
 inicjowanie sygnałów w komórce
 interleukina 3
 zaliczana także do cytokin hemopoetycznych, silnie
PRZEKAZANIE SYGNAA
U Z RECEPTORÓW DLA CYTOKIN
stymuluje krwiotworzenie
 związanie cytokiny z receptorem w bł. kom.
 interleukina 4
 tworzenie  spoiwa przez cytokinÄ™
 pobudza podział limfocytów B i kieruje procesem
 di- trimeryzacja receptorów
przełączania klas
 horyzontalne przesunięcie podjednostek
 interleukina 6
 zbliżenie odcinków cytoplazmatycznych
 indukuje zapalenie, bierze udział w krwiotworzeniu i
 aktywacja szlaków przekazywania sygnału
uczestniczy w wielu różnych mechanizmach
 udział szlaków (zależy jaka działa cytokina)
odpornościowych
 wydzielany przez limfocyty T, NKT i komórki NK po
 interleukina 7 pobudzeniu antygenem wirusowym
 jedna z podstawowych cytokin w limfopoezie  chemokiny
(cytokiny biorące udział w pobudzeniu leukocytów i wyznaczające gradient
 interleukina 8
chemotaktyczny, którego śladem leukocyty podążają do miejsca zapalenia)
 cytokina zaliczana również do chemokin, główna cytokina
 interleukina 8
aktywujÄ…ca neutrofile
 pobudza neutrofile
 interleukina 10
 SDF-1
 cytokina immunosupresyjna, uczestniczy w wygaszaniu
odpowiedzi odpornościowej i wytwarzaniu immunotolerancji  czynnik wzrostowy w szpiku kostnym dla prekursorów
limfocytów
 interleukina 12
 chemokiny z grupy MCP
 stymuluje komórki NK, limfocyty T oraz bierze udział w
polaryzacji immunologicznej  aktywujÄ… limfocyty NK, T, eozynofle, mastocyty i
monocyty
 interleukina 18
 RANTES
 efekty podobne do efektów IL-1, działa przez te same
receptory  aktywuje limfocyty T pamięci
 eotaksyna
Pozostałe interleukiny (znanych jest już ponad 25) pełnią mniej istotne funkcje lub ich działanie
 najsilniejsza chemokina działająca na eozynofile i biorąca
wydaje się być problematyczne (np. IL-14 prawdopodobnie w ogóle nie istnieje, a obserwowane
udział w patogenezie alergii
efekty mogły być artefaktami)
 nadrodzina czÄ…steczek TNF
(stanowi ponad 20 cząsteczek białkowych o podobnej budowie, nie wszystkie
jednak są cytokinami (mogą to być białka błonowe)
 cytokiny hemopoetyczne
 TNF
(są czynnikami wpływającymi na procesy różnicowania komórek szlaku
 czynnik martwicy nowotworów - jedna z najważniejszych
krwiotworzenia)
cytokin prozapalnych i cytotoksycznych
 GM-CSF
 limfotoksyny
 czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i
 cytokiny wytwarzane w narzÄ…dach limfatycznych i biorÄ…ce
makrofagów - pobudza powstawanie granulocytów i
udział w sterowaniu swoistą odpowiedzią odpornościową
makrofagów oraz wpływa na limfocyty
 LIGHT
 G-CSF
 występuje jako cząsteczka błonowa i rozpuszczalna,
 czynnik stymulujący powstawanie kolonii granulocytów -
indukuje apoptozę komórek
pobudza tworzenie granulocytów w szpiku
 pozostałe cytokiny
 M-CSF
(do nich należą te, które nie mieszczą się w schemacie przedstawionym
 czynnik stymulujący powstawanie kolonii makrofagów -
powyżej i są z reguły cytokinami o mniejszym znaczeniu)
pobudza szlak tworzenia monocytów i wpływa na dojrzałe
 transformujÄ…cy czynnik wzrostu (TGF-²)
monocyty i makrofagi
 będący obok IL-10 najważniejszą cytokiną hamującą
 erytropoetyna (EPO)
odpowiedz
odpornościową.
 pobudza rozwój erytrocytów
 SCF
Jak widać, także powyższy podział nie oddaje w pełni pokrewieństw pomiędzy cytokinami, gdyż
 ang. stem cell factor = czynnik komórek macierzystych -
interleukiny i czynniki krwiotwórcze są zgrupowane ze względu na podobne funkcje, a nie na
wpływa na komórki macierzyste hemopoezy
podobną budowę. Należy także dodać, że wiele cytokin posiada od kilku do kilkunastu nazw
 interferony
alternatywnych, co jest związane z tym, że ich różnorakie działania opisywano na podstawie
(grupa pięciu cytokin zaangażowanych w obronę przeciwwirusową)
różnych eksperymentów, zanim poznano strukturę tych białek. Dlatego np. IL-1 ma ponad 40
 interferony typu I
alternatywnych nazw, gdyż w jednych doświadczeniach wykazano jej wpływ na limfocyty B, w
 (oznaczone literami Ä…, ², º i É) sÄ… wydzielane przez leukocyty
innych na tymocyty, a w jeszcze innych osteoklasty. Zanim więc opisano strukturę każdego z
i inne komórki zakażone wirusem
tych białek i porównano te struktury ze sobą, naukowcy zdążali zwykle nadać już białku
 interferon typu II (IFN-Å‚)
własną, oryginalną nazwę. odpowiedniej stymulacji więcej, niż komórki nie traktowane IFN
 IFN-Ä… i IFN-²
 w wyniku
OMÓWIENIE AKTYWNOŚCI WYBRANYCH CYTOKIN (IL-2, IL-10, INTERFERONY)
 zakażenia kom. przez wirusy
 interferony
 kontkat z bakteriami
 informacje ogólne
 kontakt z pierwotniakami
 grupa cytokin
 endotoksyna
 wytwarzane i uwalniane głównie w odpowiedzi na zakażenie wirusowe
 wytwarzany przez
 rodzaje interferonów
 lim. T (w zależności od pobudzenia antygenem,
 typ I
mitogenem, wirusem)
 Ä…
 plazmacytoidalne kom. dendrytyczne (we krwi)
 13 rodzajów
 pobudzenie TLR7 i 9
 ²
 w endosomach
 1 rodzaj
 wykrycie wirusowych kwasów
 µ
nukleinowych uwolnionych z
 1 rodzaj
endocytowanego materiału
 É
 pobudzenie niezależne od zakażenia
 1 rodzaj
(odporność na wirusy które hamują działanie
 ð
IFN) bo komórka ulega pobudzeniu
 1 rodzaj
niezależnie od tego czy wirus jest w stanie ją
 wytwarzane przez
zakazić
 plazmacytoidalne komórki dendrytyczne
 czynniki regulujące transkrypcję genów IFN typu I
 Ä…, É
 IRF-1 (dla IFN-ą także IRF-3, -7, -8)
 keratynocyty
 czynnik regulujÄ…cy gen dla IFN
 ð
 indukuje ekspresjÄ™ IFN
 fibroblasty
 aktywowany przez IFN-Ä… i IFN-²
 ²
 pobudza ekspresję innych genów
 łożysko
 właściwości antyonkogenne
 typ II
 IRF-2
 Å‚ (immunologiczny)
 czynnik hamujÄ…cy gen dla IFN
 1 rodzaj
 rec. pobudzajÄ…ce syntezÄ™ (pobudzane przez wirusowe
 wytwarzany przez
kwasy nukleinowe)
 lim. T traktowane antygenami, cytokinami,
 TLR (gł. w kom. dendrytycznych)
mitogenami
 TLR3
 kom. NK (pobudzone cytokinami)
 TLR 4 (poprzez endotoksynÄ™)
 kom. NKT
 TLR7
 aktywowane makrofagi
 TLR8
 typ III ()
 TLR9
 IL-28A
 helikazy RNA
 IL-28B
 RIG-I
 IL-29
 MDA5
 powstawanie interferonów
 białka NODD-LRR
 priming
 IFN-Å‚
kom. traktowane IFN w niewielkich stężeniach wytwarzają go po
 wytwarzany przez lim. T i kom NK (w zależności od
pobudzenia antygenem, mitogenem, wirusem)
 indukcja powstania czynników przeciwwirusowych i stanu
 gotowości
 receptory dla interferonów  IFN-Ä… i IFN-² majÄ… efektywniejsze dziaÅ‚anie przewwirusowe
 informacje ogólne  efekt przeciwwirusowy IFN-ł jest zależny od IFN-ą
 heterodimery  mechanizmy
 2 różne podjednostki  pobudzenie syntezy syntetazy oligoizoadenylanowej
 rodzaje  dwuniciowy RNA
 rec. dla IFN-Ä…, IFN-², IFN-É  powstanie oligonukleotydów adenylanowych
 podjednostki  aktywacja endorybonukleazy  Rnazy-L
 IFNAR1  rozkładanie wirusowego mRNA
 IFNAR2  blokowanie cyklu rozwojowego
 różne działanie różnice w przekazywaniu sygnału  aktywacja kinazy białkowej R
 rec. dla IFN-Å‚  autofosforylacja
 oprócz ISRE występuje także GAS  fosforylacja podjednostki ą czynnika inicjującego
syntezę biała (eIF-2)
 (patrz poniżej) poprzez fosforylację tworzą się
STAT1:STAT1  fosforylacja innych białek
 podjednostki  zahamowanie translacji i syntezy białek
wirusowych
 IFNGR1
 aktywacja genu Mx
 IFNGR2
 produkt genu GTPaza (dynaminy)
 mechanizm przekaz
nictwa
 blokowanie transportu wirusowych rybonuklein
 zwiÄ…zanie z IFN z rec.
 hamowanie replikacji wirusa (grypy i innych
 aktywacja tyrozynowych kinaz białkowych JAK
RNA)
 fosforylacja białka STAT
 aktywacja izoform deaminazy adenozynowej (ADA)
 tworzenie przez STAT homo- lub heterodimerów
 deaminacja adenozyny w obrębie dwuniciowego
 przejście dimerów do jądra komórkowego (np. STAT1:STAT2
RNA
+ IRF-9 )
 redagowanie RNA
 aktywacja czynników transkrypcyjnych (np. czynnik ISGF-3)
 adenozyna inozyna
 Å‚Ä…czenie ze specyficznÄ… sekwencjÄ… regulatorowÄ… (ISRE 
 wirusowy RNA niefunkcjonalny
region odpowiedzi stymulowanej przez IFN)
 indukcja syntezy białka APOBEC3 (deaminaza
 geny, których ekspresja stymulowana jest przez IFN (produkty ich
cytydyny)
translacji)
 ochrona przed retrowirusami
 MHC I
 deaminacja
 MHC II
 cytydyna uracyl
 łańcuch In uczestniczący w ekspresji MHC II
 powstanie niekorzystnych dla wirusa mutacji
 rec, dla frag. Fc IgG (FcłRI)
 DNA wirusa podatny na degradacjÄ™ przez
 chemokiny IP10, MIG
nukleazy
 podjednostka oksydazy NADPH komórek żernych
 indukcja ekspresji białka p53 ( strażnik genomu )
 indukowana syntaza NO (iNOS)
 indukcja apoptozy zakażonych komórek
 kinaza białkowa R
 hamowanie wiązania wirusów z komórkami
 białko Mx
 hamowanie penetracji
 działanie przeciwwirusowe
 hamowanie uwalniania nukleokapsydu z otoczki
 indukcja apoptozy zakażonych komórek lub pobudzenie innych kom.
 utrudnianie formowania wirionów
ukł. odpornościowego
 brak oddziaływania bezpośredniego
Istnieją wirusy, których produkty hamują działanie IFN (hamują działalność produktów, których
 wzmaga cytotoksyczność
powstanie indukujÄ… IFN). Takie mechanizmy zabezpieczajÄ… wirusy na wielu poziomach.
 hamuje migracje
Przeciwwirusowe działanie interferonów zależy także częściowo od ich wpływu pobudzającego na
 zatrzymuje w miejscu odpowiedzi immuno.
układ odpornościowy, a to z kolei indukuje również odpowiedz
immunologicznÄ… przeciw
 pobudza do wytwarzania
bakteriom i pierwotniakom.
 reaktywnych form tlenu
 TNF
 działanie przeciwnowotworowe
 IL-1
 bezpośrednie
 hamowanie proliferacji
Bezpośredni wpływ IFN na ekspresję MHC może być czasami hamujący, co ułatwia wirusom
 pobudzanie różnicowania komórek nowotworowych
wymykanie się spod kontroli odpowiedzi immunologicznej. Zwiększając ekspresję cz. MHC na
 oddziaływanie cytotoksyczne (rzadziej)
kom. docelowych IFN zmniejszają ich wrażliwość na atak kom. NK.
 pośrednie
 zwiększanie ekspresji MHC i antygenów związanych z
 wpływ na proliferację i różnicowanie komórek
nowotworem na kom. nowotworowych
 ogólnie
 hamowanie angiogenezy
 hamujÄ… proliferacjÄ™
 aktywacja mechanizmów cytotoksycznych
 indukują różnicowanie komórek
 wzmożenie wytwarzania cytokin (np. TNF)
 hamujÄ… proces krwiotowrzenia
 wpływ na układ odpornościowy
 hamują ekspresję protoonkogenów związanych ze
 ogólnie
wzrostem komórek (myc, fos, ras)
 nasilenie cytotoksyczności lim. Tc, kom. N, kom. NK
 IFN-Å‚
 wzmożenie ekspresji cz. MHC
 silniejsze działanie od pozostałych
 wzmożenie ekspresji niektórych cząsteczek i rec.
 wykazuje synergizm z innymi
powierzchniowych (CD80, FcR)
 hamuje kriwotowrzenie do tego stopnia możliwość
 aktywacja makrofagów
niedokrwistości aplastycznej
 wzmożenie fagocytozy
 stymuluje różnicowanie kom. mieloidalnych monocyty
 wzmożenie działania TNF
 hamuje powstawanie naczyń krwionośnych
 wzmożenie cytotoksyczności makrofagów
 wzmaga ekspresjÄ™ czÄ…steczek odhezyjnych
 stymulują krzyżową prezentację antygenu
 różnicowanie lim. B
 nasilają prezentację antygenów lim. T
 stymulacja syn. przeciwciał jednych klas i
 indukcja wytwarzania innych cytokin hamowanie syntezy innych klas
 IL-6  zastosowanie terapeutyczne
 TNF  ogólnie
 CCL10/IP10  leczenie chorób wirusowych
 CCL9/MIG  leczenie chorób nowotworowych
 IFN- ł  szczepienia autogenicznymi komórkami nowotworowymi z
transfekowanym genem dla IFN-Å‚
 znacznie aktywniejszy od innych
 choroby autoimmunizacyjne
 ułatwia różnicowanie lim. Tc
 choroby alergiczne
 potęguje ADCC (kom. K)
 Å‚Ä…czenie IFN z (w terapii)
 udział w immunofagocytozie
 TNF
 udział w różnicowaniu lim. B
 limfotoksynÄ…
 zwiększa syntezę antygenów nowotworowych
 chemioterapiÄ…
 pobudza ekspresjÄ™ indukowanej syntetazy NO (iNOS)
 radioterapiÄ…
 wzmaga ekspresjÄ™ MHC I i II oraz CD80 (cz. kostymulujÄ…ca)
 przeciwciałami nowotworowymi
 aktywuje makrofagi
 IFN-Ä… (podawane w terapii)  brak Å‚aknienia
 nowotowrów  wyniszczenie
 białaczka włochatokomókowa  zaburzenia za strony nerek i krwiotworzenia
 przewlekła białaczka szpikowa  IL-10
 szpiczak  informacje ogólne
 czerniak złośliwy  należy do cytokin
 rak nerki  receptory dla cytokin typu 2
 rak pęcherza (podanie dopęcherzowe)  budową przypomina interferon
 rak jajnika (podanie dootrzewnowe)  wytwarzana przez
 wirusowego zapalenia wątroby typu B, C i D  głównie limofcyty T (szczególnie Th2)
 zakażeń narządów płciowych ludzkim wirusem brodawczaka  limofcyty B
(HPV)
 monocyty
 wirusowego zapalenia mózgu
 makrofagi
 wściekliz
nie
 keratynocyty
 zakażeń cytomegalowirusem
 właściwości immunosupresyjne
 zakażeń wirusem opryszczki
 hamuje odpowiedz
typu komórkowego
 IFN-Ä… + pochodne kwasu retinowego (podawane w terapii)
 hamuje odpowiedz
zapalnÄ…
 rak skóry
 funkcja
 rak szyjki macicy
 hamowanie wytwarzania cytokin przez limfocyty Th1, szczególnie
 IFN-Å‚ (podawane w terapii) IFN-Å‚ i IL-2
 przewlekłej choroby ziarnianiakowej  hamowanie powstawania limfocytów Th1 pobudzonych przez
antygen
 atopowego zapaleni skóry
 hamowanie wytwarzania przez monocyty i makrofagi cytokin,
 gruz
licy opornej na leki
szczególnie: IL-1ą , IL-6, IL-8, IL-12, G-CSF, GM-CSF, TNF, a
 choroby kala-azar (leiszmanioza trzewna)
także reaktywnych związków tlenowych i tlenku azotu
 IFN-² (podawane w terapii)
 hamowanie ekspresji czateczek MHC II na monocytach i
 stwardnienia rozsianego
zmniejszenie tych komórek do prezentacji antygenów
 komplikacje w terapiach
 stymulacja wytwarzania anagonisty receptora dla IL-1
 oporność (ze względu na pojawienie się przeciwciał)
 zastosowanie
 objawy uboczne
 niektóre leki przeciwzapalne pobudzają synteze
 grypopodobne
 gen BCRF1 = gen dla IL-10 -> białko BCRF1 = IL-10
 podwyższona temperatura
 większe szanse przeżycia dla wirusa
 przyspieszona czynność serca
 blokowanie IL-10 -> korzystne efekty w próbach leczenia SLE
 bóle głowy
(Toczeń rumieniowaty układowy)
 bóle mięśniowe
 próba stosowania IL-10 w leczeniu łuszczycy, choroby Crohna i w
 bóle kostne
hamowaniu odrzucania przeszczepów allogenicznych u ludzi (brak
 ze strony ośrodkowego układu nerwowego
skuteczności)
 zaburzenia koncentracji
 IL-2
 zaburzenia pamięci
 informacje ogólne
 splÄ…tanie
 uwalnia przez lim. Th i Tc (głównie przez Th1)
 depresja
 ekspresjÄ™ wzmaga syg. KostymulujÄ…cy (CD28)
 ze strony przewodu pokarmowego
 funkcja
 nudności
 regulacja aktywności limfocytów
 wymioty
 ochrona przed autoimmunizacjÄ…
 biegunki
 czynnik aktywujÄ…cy lim. T regulatorowych  lek immunosupresyjny
 pobudzanie proliferacji lim. Tc CD8+ (rozpoznajÄ…cych antygen)  cyklosporyna
 czynnik wzrostu dla lim. Th i kom. NK  takrolimus
 indukcja wytwarzania innych cytokin  zastosowanie kliniczne
 IFN-gamma  leczenie nowotworów (rak nerki, czerniak złośliwy)
 limfotoksyn  mała skuteczność
 samej siebie  objawy uboczne
 IL-6  wysokie koszty leczenia
 GM-CSF  kojarzenie z chemioterapiÄ…, cytokinami (IFN-alfa, TNF)
 hamowanie odpowiedzi immunologicznej  immunoterapia
 wygaszanie odpowiedzi immunologicznej po eliminacji antygenu  białaczka ATL
 indukuje ekspresję CTLA-4 (cząsteczka kostymulująca, hamująca) i FasL  wysoka ekspresja rec. IL-2R na białaczkowych lim. T
(indukuje apoptozÄ™)
 sprzęganie przeciwciał z toksynami i radioizotopami przeciw IL-2R
 receptor dla IL-2
 w chorobach z ekspresjÄ… IL-2R na kom. nowotworowych
 występowanie
 białaczka włochatokomórkowa
 aktywne lim. T i B
 niektóre postacie chłoniaków
 pobudzone monocyty
 przewlekła białaczka limfatyczna
 budowa
 hamowanie ostrego odrzucania przeszczepu allogenicznego
 trzy formy
 leczenie chorób autoimmunizacyjnych (reumatoidalne zapalenie stawów)
 trzy łańcuchy (pobudzone lim. T i B rec. o wysokim powinowactwie do IL-2)
 alfa (CD25)
TERAPEUTYCZNE ZASTOSOWANIE CYTOKIN
 beta (CD122)
Cytokiny, ze względu na swoją immunomodulującą rolę, są coraz powszechniej stosowane w
 największa rola w przekazywaniu sygnału
terapii. Niestety, ich stosowanie nie jest tak proste, jak wydawało się dawniej. Ze względu na
 gamma (CD132)
złożoność sieci cytokin, wprowadzenie dodatkowej cytokiny lub zmiana stężenia jednej z nich w
 mutacja brak ekspresji ciężki złożony
ustroju może spowodować rozregulowanie całego systemu. Ponadto, plejotropowość cytokin
niedobór odporności
powoduje, że mogą one wykazywać silne efekty uboczne
 występuje w receptorach dla innych cytokin (IL:
4, 7, 9, 15, 21)
 przeciwwirusowe właściwości interferonów - leczenie zapalenia wątroby typu C
 formy
 IL-1 nie może być stosowana bezpośrednio, gdyż jest silnym stymulatorem procesu
 I funkcjonalny receptor o dużym powinowactwie
zapalnego, próbuje się jednak wykorzystywać jej fragmenty które wykazują zdolności
 łańcuchy - alfa, beta, gamma
immunomodulujÄ…ce bez indukowania zapalenia
 występuje wyłącznie na pobudzonych lim. T i B oraz na
10% spoczynkowych kom. NK  immunosupresyjne efekty IL-10 próbuje się wykorzystać w chorobach o podłożu
zapalnym oraz w hamowaniu odrzucania przeszczepu
 II funkcjonalny receptor o pośrednim powinowactwie
 łańcuchy  beta, gamma
 G-CSF może być stosowany w leczeniu niedoboru granulocytów
 III niefunkcjonalny (nie przewodzi sygnału) receptor o małym
powinowactwie
KOMÓRKI LAK I TIL
 łańcuch - alfa
 komórki LAK
 procesy pobudzane przez IL-2
 duże ziarniste
 proliferacja lim. Regulatorowych
 komórki cytotoksyczne
 proliferacja lim. T (głównie Tc)
 subpopulacja komórek NK
 różnicowanie lim. T w kierunku limfocytów Tc
 populacja heterogenna
 proliferacja i różnicowanie lim. B w kooperacji z IL-4, IL-5
 dominujÄ… kom. o cechach aktywnych kom. NK (CD3- CD16+)
 inhibicja syntezy IL-2
 cechy lim. T  niszczenie błon cytoplazmy
 cechy lim. NKT  penetracja lim. do wnętrza kom. i niszczenie jądra
 aktywowane przez limfokiny  cechy charakterystyczne
 mechanizm cytotoksycznych podobny jak w kom. Tc czy NK  czas życia ponad 4 tygodnie
 perforyny  możliwość hodowli w obecności IL-2
 ganzymy  przewaga lim. o fenotypie CD3+ CD4+ CD8+
 uzyskiwane w warunkach doświadczalnych  wzrost wrażliwości na lizę spowodowaną TIL po inkubacji komórek
guza z IFN-Å‚
 powstają pod wpływem dużych stężeń IL-2 z kom. NK
 zahamowanie lizy wywołanej przez TIL przeciwciała przeciwko
 wykazują zwiększoną potencję do niszczenia
CD3+ lub MHCII
 wykazują szerszy zakres działania
 liza autologicznego guza przez TIL in vitro
 wykazują efekt cytotoksyczny wobec świeżo izolowanych autologicznych
komórek nowotworowych
CHARAKTERYSTYKA METOD IMMUNOENZYMATYCZNYCH ELISA
 rola w zwalczaniu komórek nowotworowych
 metody oznaczania antygenów i przeciwciał z użyciem znaczników (zasada tych
 cechy charakterystyczne
metod)
 cytotoksyczność jest niezależna od kompleksu MHC
 podłoże zawierające przeciwciało (1) swoiste względem antygenu
 cytotoksyczność jest bardziej efektywna w stosunku do komórek guza
 nałożenie antygenu
niż własnych
 związanie antygenu z przeciwciałami (1) podłoża
 fenotypowe markery powierzchniowe sÄ… charakterystyczne dla tzw.
 wprowadzenie przeciwciał (2) swoistych względem antygenu
non-MHC-killer cells i mogą być zarówno DC3+ jak i CD3-
 znakowanych (metoda bezpośrednia)
 prezentujÄ… antygeny CD16+ CD56+, CD11b
 nieznakowanych (metoda pośrednia)
 komórki TIL (lim. TIL)
 wprowadzenie znakowanych przeciwciał (3) swoistych
 informacje ogólne
względem przeciwciał (2)
 limfocyty naciekajÄ…ce guz
 efekt końcowy
 najskuteczniejsza działającą in vivo populacja limfocytów
 fluorescencja
 migrują swoiście do guza
 powstawanie barwnych produktów
 mogą rozpoznawać antygeny guza
 określenie natężenia barwy ustalenie stężenia antygenu
 możliwość wbudowania w genom genów dla TNF lub IL-2
(zwiększenie efektu cytotoksycznego)
Kolejne etapy nakładanie powinny być poprzedzane płukaniem w celu usunięcia niezwiązanych
 ulegając aktywacji wyrażają na swojej powierzchni receptor Fas
czÄ…steczek.
(CD95)
 wrażliwe na indukcję apoptozy
Najczęściej stosowane enzymy
 niektóre komórki nowotworowe wyrażają Fas - ligand przez co
 fosfataza alkaliczna(substrat: fosforan p-nitrofenolu)
prowadzą do apoptozy tych limfocytów, z kolei na powierzchni
 peroksydaza chrzanowa(substrat: tetrametylobenzydyna)
aktywowanych limfocytów dochodzi również do ekspresji Fas - ligand,
 oksydaza glukozowa (substrat: kwas 5-aminosalicylowy).
co prowadzi do bratobójczej śmierci
 komórki nowotworowe mogą wydzielać czynniki hamujące kom. TIL
 podział i przebieg metod immunoenzymatycznych ELISA
 mechanizm indukcji lizy guza
 pośredniej
 bezpośredni
 tańsza, bardziej pracochłonna
 pośredni
 przeciwciało monoklonalne rozpoznające swoiście antygen nie jest
 uwalnianie
znakowane
 IFN-Å‚
 znakowane jest natomiast przeciwciało drugorzędowe przyłączające
 TNF-Ä…
się do przeciwciała pierwszorzędowego, rozpoznające dany izotyp
 GM-CSF
 bezpośredniej
 wykazują bezpośrednie działanie cytotoksyczne
 duża szybkość, wysoka cena
Wspomniany już test podwójnego wiązania służy do wykrywania danego antygenu za pomocą
 swoiste przeciwciało jest już wyznakowane enzymem
przeciwciał. Sytuację można jednak odwrócić i wykryć przeciwciało za pomocą danego
antygenu, co ma duże znaczenie w diagnostyce (np. wykrywanie przeciwciał anty-HIV w
Jeżeli zatem do wykrycia antygenu używamy swoistego przeciwciała klasy IgG, to drugie
przypadku badań na obecność tego wirusa w organizmie chorego). W odróżnieniu jednak od
przeciwciało musi rozpoznawać właśnie przeciwciała klasy IgG, niezależnie od tego, jaką
testu podwójnego wiązania, wykrywanie przeciwciał można wykonać jedynie testem pośrednim.
wykazują one specyficzność. Zaletą tej metody jest to, że nie trzeba znakować specyficznych
względem antygenu przeciwciał. Pozwala to na użycie różnych przeciwciał pierwszorzędowych,
Wykrycie przeciwciał metodą ELISA
bez potrzeby dodatkowych manipulacji związanych z ich znakowaniem, po czym przeciwciała te
mogą zostać wykryte za pomocą zawsze takich samych przeciwciał znakowanych.
W celu wykrycia przeciwciał należy opłaszczyć fazę stałą antygenem (1), przeciwko któremu
skierowane są poszukiwane przeciwciała. W przypadku zastosowań diagnostycznych dostępne
 kanapkowej / podwójnego wiązania
są zwykle gotowe, opłaszczone antygenem płytki. Na tak przygotowane podłoże nanosi się
 określanie stężenia danego białka (antygenu) w badanej próbce
surowicę pacjenta i po odpowiednim czasie inkubacji płytkę się przepłukuje. Jeżeli przeciwciała
 antygen wiązany jest pomiędzy dwiema "warstwami" przeciwciał
skierowane przeciwko antygenowi znajdowały się w surowicy, zwiążą się one z antygenem na
 umieszczenie specyficznego względem danego antygenu przeciwciała
płytce (2). Za pomocą drugiego przeciwciała lub innego wyznakowanego ligandu można nie
na fazie stałej, np. płytce
tylko wykryć przeciwciała, ale nawet określić ich klasę (4, 5), co może dostarczyć dodatkowych
 wypłukanie przeciwciał, które nie związały się z płytką
informacji o chorobie lub danych epidemiologicznych (np. obecność tylko przeciwciał IgM
 dodanie badanego materiału
świadczy o tym, że chory przechodzi pierwsze w życiu zakażenie danym drobnoustrojem, zaś
 związanie poszukiwanego białka z przeciwciałem związanym z płytką
obecność IgG świadczy o kolejnym zakażeniu).
Jak nietrudno zauważyć, jeśli w owym materiale znajduje się poszukiwane białko, będzie się ono
 faza stała opłaszczona antygenem
łączyć do przeciwciał związanych z płytką. Widać tutaj, jak ważna jest specyficzność przeciwciała,
 dodanie mieszanki badanej surowicy i specyficznego względem
od niej bowiem zależy, czy dany antygen zostanie związany i czy nie nastąpi sfałszowanie testu w
danego antygenu przeciwciała monoklonalnego wyznakowanego
wyniku związania innych, podobnych białek.
enzymem
 współzawodnictwo pomiędzy przeciwciałami w surowicy, a
 ponowne przepłukanie
przeciwciałem znakowanym
Teoretycznie więc na płytce powinny pozostać jedynie przeciwciała, a jeżeli badany antygen był
W odróżnieniu od poprzednich metod natężenie reakcji enzymatycznej będzie odwrotnie
obecny - do niektórych przynajmniej przeciwciał powinien być przyłączony antygen. W tej chwili
proporcjonalne do stężenia przeciwciał w surowicy, gdyż im większe będzie ich stężenie, tym
antygen jest już wyodrębniony z mieszaniny, dzięki użyciu specyficznego przeciwciała, jednak
mniej znakowanego przeciwciała przyłączy się do antygenu umieszczonego na fazie stałej.
osoba przeprowadzająca badanie nie jest jeszcze w stanie stwierdzić, czy tak się rzeczywiście
stało.
Stosowana jest również alternatywna metoda, w której faza stała jest opłaszczona
przeciwciałem, natomiast rywalizacja o miejsca wiążące przeciwciał zachodzi między
 dodanie kolejnego przeciwciała wyznakowanego enzymem
standaryzowanym, wyznakowanym antygenem, a antygenem zawartym w badanym materiale.
(specyficzne względem poszukiwanego antygenu, jednak rozpoznaje
Podobnie jak w wersji ze znakowanym przeciwciałem, także tutaj sygnał jest odwrotnie
inny region cząsteczki białkowej)
proporcjonalny do stężenia badanego antygenu.
Dzięki temu przeciwciało użyte do wychwycenia antygenu nie blokuje przeciwciała znakowanego
 zastosowanie metod ELISA w immunodiagnostyce
enzymem.
 diagnostyce chorób wirusowych.
 HIV
 ponowne przepłukanie
 wirusy zapalenia wÄ…troby typu B i C
 uzyskanie struktury kanapki
 rozróżnianie poszczególnych serotypów wirusa grypy
 antygen pomiędzy dwiema warstwami przeciwciał
 wykrywanie zakażeń bakteryjnych
 dodanie substratu dla enzymu związanego z przeciwciałem
 Helicobacter pylori (związana z powstawaniem wrzodów żołądka)
 konkurencyjnej
 Treponema pallidum (krętka wywołującego kiłę)
 wykrywanie specyficznych przeciwciała związanych z wystąpieniem chorób
Wykrywanie swoistych przeciwciał testem ELISA
autoimmunologicznych
 autoimmunologiczne zapalenie wÄ…troby
Nie każda komórka jest w stanie reagować na daną cytokinę, nie każda także może tę cytokinę
 reumatoidne zapalenie stawów
produkować. Działanie sieci cytokin jest zatem uzależnione od wielu czynników, będących
 diagnostyka nowotworów
kombinacją ilości cytokin, receptorów dla cytokin i rodzajów komórek. Nawet drobne zmiany w
jednym miejscu sieci cytokinowej mogą wywoływać całkowicie inne reakcje układu
WIKI
odpornościowego. Jeżeli będziemy mieli np. do czynienia z cytokinami, które wykazują efekt
Sieć cytokin powstaje w wyniku istnienia szeregu cytokin i odpowiadających na ich działanie
redundancji w stosunku do trzech różnych typów komórek, ale w stosunku do czwartego typu
komórek (lub tkanek) docelowych. Interakcja między nimi zachodzi poprzez łączenie się danej
będą wykazywać antagonizm, to w rezultacie ten czwarty typ komórek może wydzielać zupełnie
cytokiny ze specyficznym dla niej błonowym receptorem. Receptory odznaczają się bardzo znaczną
inne cytokiny. One z kolei mogą wpływać na inne komórki, wywołując kolejne efekty. W ten
czułością dlatego stężenia cytokin rzędu pikomoli już wywierają efekt w komórkach docelowych,
sposób różnica w działaniu na pojedynczy rodzaj komórek może w rezultacie doprowadzić do
który polega na wpływie poprzez wewnątrzkomórkowe mechanizmy sygnałowe na ekspresję
kolejnej, nieco poważniejszej zmiany, co skutkuje powstaniem całkowicie innej sytuacji niż ta,
pewnych genów.
którą można by otrzymać, stosując na początku drugą cytokinę.
Działanie sieci cytokin polega również na tym, że dana cytokina może wpływać z kolei na
wytwarzanie i działanie całego szeregu innych cytokin.