Wykład I

1. Cztery przykazania Niemiałtowskiego:

1. Swoistość

2. Pamięć

3. Tolerancja

4. Zróżnicowanie komórek

2. Cechy antygenu:

1. immunogenność - zdolność wywoływania swoistej odpowiedzi odpornościowej

2. antygenowość - zdolność do swoistego łączenia się z receptorami limfocytów B (BcR) i receptorami limf. T (TcR) - swoistymi produktami odpowiedzi immunologicznej,

zasada zamka i klucza odpowiada za swoistość; decydują o niej struktura przestrzenna, skład chemiczny i właściwości fizyczne antygenu, epitopu i receptorów,

antygeny indukujące wytwarzanie przeciwciał dzielą się na:

grasiczozależne - przeciwciała na nie wytwarzane są przez limfocyty B przy udziale limfocytów Th, struktura wielowartościowa, różne epitopy

grasiczoniezależne - Ab wytwarzane bez udziału limf. Th, identyczne epitopy, powtórzone

3. Superantygeny - wywołują silniejszą odpowiedź immunologiczną od zwykłych Ag, ponieważ aktywują wszystkie populacje klonów limfocytów T, które posiadają tą samą część V łańcucha B w receptorze TcR - średnio 1:5 zamiast 1:10000, ze względu na łączenie się do Vb z boku receptora, nawet bez udziału MHC. Nadmierne wydzielanie cytokin może wywoływać SZOOOOOK.

4. Hapteny - czątki wykazujące antygenowość, ale nie przejawiające immunogenności, którą zyskują po połączeniu z nośnikiem.

5. Przeciwciała = immunoglobuliny - substancje białkowe zdolne do swoistego łączenia się z antygenem.

6. Adiuwant - substancje wzmagające nieswoiście immunogenność, np. emulsja z prątkami Mycobacterium.

7. Komórka docelowa - komórka zawierająca obcy antygen i będąca obiektem ataku dla antygenowo-swoistych limfocytów cytotoksycznych (CTL) lub Ag-swoistych przeciwciał

8. Typy odporności:

1. wrodzona (nieswoista):

1. bariery fizyczne np. skóra

2. naturalna mikroflora,

3. komórki fagocytarne - makrofagi (monocyty), neutrofile, eozyno- i bazofile,

4. komórki NK i NKT

5. układ dopełniacza (w tym zapalenie)

2. nabyta (swoista):

1. humoralna (przeciwciała)

2. komórkowa

9. Odporność nieswoista:

1. gradacja odpowiedzi na zagrożenie

1. skóra + błony śluzowe zapobiegają wnikaniu patogena

2. 2-4 dzień działa odporność nieswoista

3. 5-10 dzień odporność swoista

2. Fagocytoza - dwie fazy:

1. fagocytowanie patogena (lub fragmentów tkanek; monocyty, neutrofile, pozostałe granulocyty) do fagosomu

2. wewnątrzkomórkowe zabijanie (pochłonięcie nie musi równać się trawieniu, niektóre patogeny ukrywają się przed komórkami efektorowymi układu immunologicznego w fagocytach) przez fuzję fagosomu i lizosomu, dzięki działaniu reaktywnych utleniaczy i enzymów
   
   Blokada aktywności fagocytarnej - fagocyty, które pochłonęły zbyt dużo cząstek, nie fagocytują kolejnych, przez co może dochodzić do zakażeń (np. w gruczole mlekowym wskutek pochłaniania przez fagocyty kropel tłuszczu)
   
   Migracja komórek fagocytarnych - w miejscu wystąpienia stanu zapalnego produkowany jest czynnik chemotaktyczny, który dociera do całego organizmu (sygnał słabnie z odległością) , jest odczytywany przez komórki fagocytarne, które migrują w stronę źródła sygnału i tam ulegają diapedezie

3. Opsonizacja - wspomaganie procesu fagocytozy przez opłaszczanie cząstek fagocytowanych opsoninami (głównie przeciwciałami i różnymi czynnikami C3 dopełniacza), które są rozpoznawane przez komórki fagocytarne i ułatwiają pochłanianie; wspomagadana fagocytoza do immunfagocytoza; w przypadku przeciwciał rozpoznawany jest fragment FC;
   Fagocytoza niewspomagana jest mało wydajna, blokada receptorów FC powoduje zanik właściwości fagocytarnych.

4. Dopełniacz - ponad 30 białek (oznaczane od litery c), syntezowanych przez komórki wszystkich tkanek i organów; właściwości:

1. aktywność kinonopodobna - wzrost przepuszczalności naczyń i skurcze m-ni gładkich

2. anafilaksja

3. chemotaksja - przyciąganie neutrofilów i monocytów

4. chemokineza - wzrost ruchliwości granulocytów i makrofagów

5. opsonizacja

6. wywoływanie stanu zapalnego

7. tworzenie kompleksu atakującego błonę (MAC)

8. działanie przeciwwirusowe: unieczynnianie wirusów (brak możliwości wiązania się do receptorów komórkowych), tworzenie agregatów wirionów, opsonizacja lub bezpośrednia liza (wirusy z otoczką lipidową)

Szlaki aktywacji dopełniacza:

- klasyczny - uruchamiany przez obecność przeciwciał związanych z epitopami antygenów; powstaje konwertaza C3, która rozkłada składnik C3 do C3a i C3b. C3b łączy się z konwertazą tworząc konwertazę C5, lub funkcjonuje jako opsonina. Konwertaza C5 rozkłada C5 do C5a i C5b, który uczestniczy w tworzeniu MAC.

- alternatywny - aktywacja przez cząsteczki związane z bakteriami, od składnika C3 przebiega identycznie, jak szlak klasyczny

- lektynowy - w aktywacji przeciwciała są zastąpione kolektynami, białkami niespecyficznie wiążącymi cukry, głównie lektyna wiążąca mannozę

kompleks MAC - powoduje porację błon patogenu

5. Limfocyty Tγδ - różnice w stosunku do αβ - odpowiadają za odporność wrodzoną, mają mniejszą różnorodność receptorów, rozpoznają epitopy różnych patogenów, bez udziału APC, nie tworzą pamięci immunologicznej, występują w skórze i błonach śluzowych (AB w tkankach i narządach limfatycznych)

6. Komórki NK - rozpoznawanie i niszczenie komórek zakażonych wirusem lub/i nowotworowych, podobnie, jak CTL indukują apoptozę w komórkach docelowych

7. Komórki NKT - pierwsza linia obrony przed patogenami i nowotworami, towarzyszą komórkom T i NK (większe od CT), migrują do miejsca stanu zapalnego, funkcja immunoregulacyjna - zapobiegają rozwojowi chorób autoimmunizacyjnych

10. Odczyn Wassermana:

- z surowicy badanej usuwa się dopełniacz, oraz dodaje standaryzowany roztwór dopełniacza (w określonej ilości); następnie dodaje się układ hemolityczny (krwinki opłaszczone przeciwciałami); jeśli surowica (układ bakteriolityczny) zawierała przeciwciała na patogen, to dopełniacz „fabryczny” został zużyty i nie następuje hemoliza;

11. Morfologia komórek odpowiedzi nieswoistej:

1. makrofagi - duże, dużo cytoplazmy, nieregularny kształt, nerkowate jądro

2. neutrofile - jądro z przewężeniami (segmentowane), ziarnistości

3. NK - duże, okrągłe jądro, mało cytoplazmy (podobnie komórki T i B)

12. Powstawanie makrofagów: komórki pnia > monocyty > makrofag tkankowy > dojrzały, aktywowany makrofag lub różnicowanie do osteoklasta lub komórka Kupffera,

13. Komórki pnia rdzenia kręgowego - są źródłem wszystkich komórek układu odpornościowego oraz komórki krwi.

1. komórki plazmatyczne: otatnie stadium rozwoju limfocytów B, małe jądro, dużo cytoplazmy.

14. Odporność swoista - komórkowa.

1. Odpowiedź na patogeny zewnątrzkomórkowe (bakterie, grzyby, pasożyty, toksyny) - pochłonięcie przez komórkę APC > rozkład antygenu > prezentacja epitopu na MHCII > aktywacja limfocytów CD4+ > indukcja wytwarzania przeciwciał

2. Odpowiedź na patogeny wewnątrzkomórkowe (wirusy, bakterie) i nowotwory - rozkład antygenu lub transformacja komórki, prezentacja epitopów na MHCI > aktywacja limf. CD8+ > aktywacja cytotoksyczności CTL > liza komórek docelowych

3. MHC - główny kompleks zgodności tkankowej, białka MHC to antygeny odpowiedzialne za odrzucanie przeszczepów, wiążą fragmenty peptydów patogena, które są w ten sposób prezentowane na błonie komórki APC lub komórki zarażonej patogenem wewnątrzkom. Lub nowotworowej. Zbudowane z 3α i 1β (MHCI) lub 2α i 2β (MHC II)

4. Komórki APC:

1. Profesjonalne: dendrytyczne (w skórze - kom. Langerhansa), makrofagi, monocyty, limfocyty B

2. Nieprofesjonalne: fibroblasty skóry, kom. glejowe, kom. mezenchymalne

5. Dojrzewanie limfocytów T: kontakt z DC powoduje proliferację dziewiczej kom. T i powstanie komórek Th0; stymulacja cytokinami powoduje wytworzenie kom. Th1 lub Th2

6. Synapsa immunologiczna - struktura białkowa powstająca przy połączeniu komórki linii limfoidalnej z komórką docelową (np. limf. T z APC), składa się z regionów pSMAC (zawierających białka utrzymujące komórki w stanie adhezji) i cSMAC (w którym zachodzi wymiana sygnałów, w tym np. rozpoznanie przez TcR antygenu na MHC). Synapsa powstaje poprzez polaryzację komórek, ich adhezję, oraz dojrzewanie samej synapsy.

15. Odpowiedź swoista - humoralna

1. Morfologia komórek odpowiedzi swoistej:

1. limfocyty T i B - duże jądra, mało cytoplazmy

2. plazmocyty - więcej cytoplazmy

2. Przeciwciała:

1. odmiany izotypowe - różne klasy/podklasy łańcuchów ciężkich i rożne typy/podtypy lekkich

2. klasy: A (IgA - dimer w wydzielinach śluzowo-surowiczych, monomer we krwi) , D, E, G, M (pentamer); typy: kappa i lambda - dwa typy łańcuchów lekkich

3. Budowa:

1. części stałe (C ) - C-końcowy odcinek łańcuchów lekkich i ciężkich,

2. części zmienne (V) - N-końcowy odcinek H i L,

3. w przypadku form polimerycznych dodatkowy fragment (J) - joining

4. trawienie papainą - rozpad IgG na dwa fragmenty Fab zawierające paratopy i fragment Fc
   region zawiasowy - w pobliżu miejsca trawienia papainą, umożliwia ustawienie obu Fab i Fc pod różnymi kątami, znajdują się w nim wiązania dwusiarczkowi między łańcuchami H
   hydroliza pepsyną - powstaje fragment F(ab')₂ i fragment Fc'; rozbicie wiązania siarczkowego -> dwa Fab' ; Fv - fragment zawierający wyłącznie części zmienne łańcucha H i L

5. swoistość przeciwciała wynika z konfiguracji przestrzennej części zmiennych łańcuchów L i H przeciwciała o tej samej swoistości mogą się różnić powinowactwem do Ag

6. przeciwciała reagujące krzyżowo = wiążące antygen A i B z powodu: podobieństwa epitopów, posiadania wspólnych epitopów, elastyczności paratopów

receptory limfocytów B wiążące Ag, to Ab wbudowane fragmentem C-końcowym w ich błonę kom.

wszystkie Ig mają reszty cukrowe, które np. są niezbędne do rozpoznania fragm.. Fc IgG przez makrofagi

7. właściwości przeciwciał:

1. mogą indukować zniszczenie kom. zakażonych wirusami lub nowotworowych przez:

1. aktywację dopełniacza,

2. indukcję immunofagocytozy

3. indukcję cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał

2. wiążąc Ag powierzchniowe mogą blokować wnikanie du np. przez nabłonek jelit

3. mogą blokować działanie toksyn

4. spełnianie funkcji obronnych wewnątrz komórek

8. klasy przeciwciał:

1. IgA

1. wytwarzane w największej ilości

2. obrona błon surowiczych i śluzowych przed du

3. wydzielane miejscowo i wydalane z wydzielinami śluzowo-surowiczymi

2. IgD

1. receptory immunoglobulinowe dziewiczych limf. B (wraz z IgM)

3. IgE

1. łączą się z receptorami FcR komórek tucznych powodując ich degranulację -> anafilaksja

4. IgG

1. receptory na ich fragment Fc (FcγR) ma wiele komórek: K (NK?) -> cytotoksyczność zależna od przeciwciał, makrofagi i neutrofile -> immunofagocytoza

2. najliczniejsze Ig w surowicy

3. wraz z IgM inicjują klasyczną drogę aktywacji dopełniacza

4. aktywnie transportowane przez łożysko do płodu

5. IgM

1. pierwsze Ig w rozwoju osobniczym i pierwsze w odpowiedzi immunologicznej

2. w pierwotnej odpowiedzi charakteryzują się niskim powinowactwem do Ag, ale wysoką awidnością dzięki posiadaniu 10 fragm. Fab

3. pentamer

16. przeciwciała monoklonalne

1. uzyskiwanie:

1. pobranie mysich limfocytów B pobudzonych antygenem -> swoistość przeciwciał

2. fuzja z komórkami szpiczaka (nowotwór wywodzący się z szeregu rozwojowego limfocytów B, komórki niezróżnicowane lub nieprawidłowe, nie wytwarzające przeciwciał) posiadającymi defekt metaboliczny (czynnik selekcyjny) -> nieśmiertelność, wiele rybosomów i rozwinięty AG

1. lizolecytyna, glikol etylenowy - ułatwiają zlepianie błon kom.

2. hodowla w środowisku selektywnym (hybrydy limfocyt-limfocyt nie przeżywają bez czynników pobudzających wzrost)

3. rozcieńczanie - izolowanie pojedynczych hybryd do osobnych naczyń ->przeciwciała z jednej studzienki to przeciwciała monoklonalne

1. brak odpowiednich ludzkich linii szpiczakowych, niestabilność hybryd mysiego szpiczaka z ludzkimi limfocytami

2. alternatywna produkcja PM: unieśmiertelnianie limfocytów B przez transformację wirusem Epsteina-Barr

3. o przydatności PM decyduje to, że są jednorodne i można je otrzymywać w dużych ilościach (nieśmiertelne hybrydy)

17. Produkcja surowicy (płynna frakcja krwi pozbawiona komórek krwi oraz fibrynogenu):

1. pobranie krwi

2. odstawienie próbki do wytworzenia skrzepu (1h w cieplarce, 1h w chłodziarce)

3. usunięcie skrzepu

4. wirowanie krwinek i oddzielenie supernatantu > surowica

5. usunięcie aktywności dopełniacza - termiczna denaturacja białka (56 st. 3',) potem wirowanie

18. CYTOKINY - glikoproteiny

1. Interleukiny - regulują współdziałania między limfocytami i innymi leukcytami. (np. IL-2 reguluje wzrost i różnicowanie limfocytów)

2. Interferony (IFN) - wydzielane w odpowiedzi na zakażenie wirusowe, hamują replikację wirusów (interferują z RNA wirusowym i hamują syntezę białek)

3. Czynnik martwicy nowotworów TNF - wywołują apoptozę komórek nowotworowych, produkowane przez makrofagi i kom. T

4. Czynniki wzrostu - regulacja liczby i ilości komórek układu immunologicznegi - stymulują wzrost komórek

5. Chemokiny - regulacja stanu zapalnego, działanie chemotaktyczne, aktywacja leukocytów.

19. Funkcje cytokin:

1. Mediatory odporności naturalnej np. IL-1, TNF alfa, IFN alfa

2. Regulacja aktywności, wzrostu i różnicowania limfocytów np. IL-2

3. Aktywacja komórek stanu zapalnego IFN gamma

4. Stymulacja krwiotworzenia np. różne CSF (colony stimulating factor)

20. Działanie cytokin - różnice w stosunku do hormonów:

1. głównie auto- i parakrynne

2. mniej specyficzne wydzielanie i funkcje

3. produkowane przez różne typy komórek

4. różne działanie na różne typy komórek

5. receptory błonowe lub rozpuszczalne w płynach ustrojowych

21. Przykładowa kaskada cytokin: LPS (lipopolisacharydy - antygen) > TNF > IL-1> IL-6
    podanie TNF powoduje identyczną kaskadę
    zależnie od ilości TNF odpowiedź może być lokalna (zapalenie), systemowa (gorączka) lub mieć charakter szoku septycznego

22. Cytokiny rekombinowane - tworzone sztucznie

23. Wirokiny - analogi (białka blisko spokrewnione) cytokin produkowane przez wirusy, poza tym mogą być produkowane też receptory cytokin.

24. Pamięć immunologiczna - zdolność do szybszej i wydajniejsze odpowiedzi immunologicznej przy ponownym zakażeniu, dzięki ekspansji antygenowo-swoistych limfocytów T i B - następuje po przechorowaniu lub szczepieniu. (Odpowiedź wtórna)

1. limfocyty B pamięci są prawdopodobnie oddzielnymi liniami komórek, w stosunku do kom. B dziewiczych, limfocyty T - nie

2. Szczepionki

1. cechy - uzywane do ochrony populacji ludzi i zwierząt, muszą zabezpieczać przed patogenem i stanem chorobowym, nie mogą indukować procesu chorobowego (niskie ryzyko użycia)

2. immunizacja bierna - użycie gotowych Ab o wysokim mianie, np. produkcja przeciwciał u cieląt/koni przeciwko B. anthracis / C. tetani; produkcja przeciwciał poliklonalnych np. poprzez podanie toksoidu i ilolację frakcji globulinowej z krwi;

3. immunizacja czynna - przewyższa bierną dłuższym okresem protekcji

4. rodzaje szczepionek:

1. Żywe

2. Żywe, atenuowane - o zredukowanej wirulencji, poprzez hodowlę w nietypowych warunkach, możliwa rewersja

3. Martwe - inaktywowane formaldehydem, alkoholem, acetonem

4. Toksoidy

5. Podjednostkowe

6. Pepetydowe

7. Rekombinacyjne

8. Nagie DNA

9. Antyidiotypowe - wytworzenie przeciwciał antyidiotypowych (anty-Ab wobec przeciwciał monoklonalnych na dany antygen), które stymulują organizm podobnie, jak antygen i mogą prowadzić do wytworzenia przeciwciał o podobnej aktywności, jak przeciwciała pierwotne.

10. Szczepionki jadalne

Adiuwant - składnik szczepionki wzmagający jej aktywność: zwiększający stabilność antygenu, przedłużający jego uwalnianie, mogący wzmagać stan zapalny w m-cu szczepienia lub nakierowujący odpowiedź na aktywację limf. Th1 lub Th2, u ludzi sole wapnia i glinu, poza tym emulsje (np. emulsja z prątków), adiuwant Freunda (kompletny i niekompletny), toksyny bakteryjne itp.

25. Układ odpornościowy skóry SALT - elementy obrony:

1. komensale - mikroflora konkurencyjna wobec patogenów, produkujaca substancje przeciwdrobnoustrojowe, obniżająca pH (przez działanie lipaz)

2. błona keratynowa - fizyczna, złuszczająca się bariera

3. komórki dendrytyczne, w tym liczne kom. Langerhansa

4. limfocyty γδ oraz αβ

5. keratynocyty

6. makrofagi

7. mastocyty (odpowiadają za stany zapalne i reakcje alergiczne)

26. MALT - tkanki limfatyczne związane z błonami śluzowymi: NALT - gardło, przewody nosowe, GALT - układ pokarmowy, BALT - oskrzela

27. HSP BIAŁKA SZOKU CIEPLNEGO!!!

1. homologi w stosunku do HPS człowieka obecne we wszystkich organizmach

2. kluczowa rola w składaniu, fałdowaniu i transporcie innych białek,

3. preferencyjna ekspresja w warunkach stresu środowiskowego, występują w cytozolu i ER

4. większość HSP to chaperony - białka opiekuńcze, korygujące strukturę innych białek i stabilizujące ją, kontrolują ich transport i usuwają białka o niewłaściwej strukturze

5. struktura konserwowana w obrębie gatunku, nie są immunogenne (??), są związane z rozkładem antygenu

6. możliwe zastosowanie jako adiuwanty w szczepionkach, oraz jako antygeny (silnie eksprymowane na powierzchni komórek rakowych) > ogólnie do szczepionek przeciwwirusowych i przeciwnowotworowych: 1 szczepionka w trakcie testów klinicznych; w fuzjach z antygenami wirusowymi i nowotworowymi aktywują antygenowo specyficzne CTL

7. przykłady czynników sprzyjających ekspresji: temperatura, UV, promieniowanie jonizujące, wolne rodniki, stany patologiczne - gorączka, stan zapalny, niedobór glukozy, infekcje wirusowe i bakteryjne, stres

28. Tolerancja immunologiczna - brak odpowiedzi komórkowej i humoralnej na dany antygen własny

1. tolerogen - własny antygen, na który organizm nie reaguje, może stać się immunogenem

2. zjawiska autoimmunologiczne - występują wskutek zakłócenia stanu tolerancji > zainicjowanie odpowiedzi przeciwko własnym antygenom

3. mechanizmy zapewniające tolerancję:

1. delecja klonalna - śmierć limfocytów T (grasica) i B (szpik, obwodowe) zdolnych do odpowiedzi przeciwko własnym antygenom

2. anergia klonalna - czynnościowa inaktywacja limfocytów autoreatywnych

3. limfocyty T supresorowe CD8+: obrona przed nadmierną odpowiedzią mechanizmów efektorowych

---