Imunoglobuliny,%20imunitn

1
Imunoglobuliny, imunitní odpoved

• Martin Liška

2
1. Struktura imunoglobulinu
3
(No Transcript)
4
2. Izotypy

• dfct.trídy protilátek, které se rozlišují na
  základe odlišností H-retezcu
• rozeznáváme m (IgM), d (IgD), g (IgG), a (IgA) a
  e (IgE)
• u nekterých ješte existují subtypy, které jsou
  základem podtríd

5
3. Domény a jejich biologické funkce

• v principu domény V-regionu formují rozpoznávací
  jednotku a domény C-regionu urcují sekundární
  biologické funkce protilátky (biologický polocas,
  distribuci v tele, schopnost vázat komplement,
  schopnost vázat se na bunky prostrednictvím
  Fc-receptoru)

6
4. Variabilní oblast molekuly Ig

• hypervariabilní smycky jsou soustredeny na špici
  variabilních regionu, kde jsou lokalizována
  vazebná místa pro antigen
• specifita vazebného místa je dána složením
  sekvencí AMK i morfologií a tvarem smycky

7
5. Biologické vlastnosti jednotlivých tríd
imunoglobulinu

• IgG
• hlavní sérový Ig
• hlavní Ig sekundární imunitní odpovedi
• jako jediný prechází placentu
• hlavní opsonizující Ig
• aktivuje komplement klasickou cestou
• biologický polocas 21 dnu

8
IgA

• vyskytuje se v séru i seromucinózních sekretech
• ochrana sliznic
• opsonizace
• neaktivuje komplement
• biologický polocas 6 dnu

9
IgM

• v séru, v monomerní forme vázaný v membráne
  B-lymfocytu
• prevažující protilátka primární imunitní odpovedi
• vysoce efektivní aglutinacní a cytolytické agens
• obvykle izohemaglutininy a prirozené protilátky

10

• z hlediska aktivace komplementu (klasickou
  cestou) nejúcinnejší protilátka
• neváže Fc-receptor fagocytu, ale významne
  zesiluje fagocytózu aktivací komplementu
• biologický polocas 6 dnu

11
IgD

• vyskytuje se v séru a na membráne B-lymfocytu
• receptor pro antigen na B-lymfocytech
• biologický polocas 3 dny

12
IgE

• za normálních okolností se v séru vyskytuje v
  nepatrných množstvích
• prevážne ve vázané forme na mastocytech (váže se
  prostrednictvím FceR)
• ochrana proti parazitum
• úcast v alergických reakcích I.typu
• biologický polocas 2 dny

13
Podtrídy Ig

• podkladem pro ne jsou odlišnosti v H-retezcích, z
  cehož plynou i další biologické vlastnosti
• IgG1 a IgG3 se podílejí na obrane proti virovým a
  bakteriálním proteinovým antigenum
• IgG2 zajištují obranu proti antigenum, která
  nevyžaduje pomoc T-lymfocytu

14
6. Alotypové a idiotypové variace

• alotypy alelické varianty izotypu
• idiotypy strukturní determinanty ve variabilní
  oblasti, spojené se schopností vázat antigen
• idiotopy epitopy, které se objevují ve
  variabilní oblasti (idiotyp je sumou epitopu)
• anti-idiotypové protilátky jsou dfct.odrazem
  antigenu

15
7. Genetické základy tvorby Ig

• a/ geny pro L-retezec
• k-retezec geny na 2.chromozómu
• - V, J a C segmenty
• l-retezec zakódován na podobném
• komplexu genu na 22.chrom.

16
(No Transcript)
17
b/ geny pro H-retezec

• složitejší
• na 14.chromozómu
• V, D, J, C segmenty (vetší množství genu pro
  jednotlivé segmenty)
• pri kompletaci V/D/J exonu dochází k prestavbe

18
K velké diverzite Ig prispívají

• náhodné rekombinace
• nepresné spojování V, D, J segmentu
• zmeny N-koncových oblastí
• rozsáhlé mutace postihující geny variabilních
  oblastí

19
Izotypový presmyk

• v prubehu imunitní odpovedi dochází u
  plazmatických bunek k presmyku od tvorby IgM k
  produkci IgG nebo jiných tríd Ig (IgA, IgE)
• zmena postihuje konstantní domény H-retezce
• nedochází však ke zmene antigenní specifity !!

20
Alelická exkluze

• jakmile je jeden pokus úspešný, zastaví se další
  pokusy na druhém chromozómu
• platí pro H- i L-retezce
• v dusledku toho vždy každý B-lymfocyt produkuje
  soucasne jen jeden typ H- a jeden typ L-retezce

21
Klonální restrikce

• každá B-bunka exprimuje pouze protilátky
  specifické pro jeden epitop a pokud se dále delí,
  nepodstupuje další V/J nebo V/D/J prestavbu
• B-lymfocyt a jeho potomstvo jsou identictí ve své
  antigenní specifite a v izotypu k nebo l retezce

22
Monoklonální protilátky

• Protilátky produkované jediným klonem
  B-lymfocytu, presneji receno bunek umele
  vytvorených hybridizací B-bb. s urcitou antigenní
  specifitou ( vytvárejí Ig se stejnou antigenní
  specifitou) a nádorových bunek ( jsou
  nesmrtelné)

23
Využití monoklonálních protilátek

• Diagnostika (prutoková cytometrie, ELISA,
  autoprotilátky atd.)
• Lécba (anti-IgE, anti-TNF-a, anti-CD3)

24
Humorální imunitní odpoved I

• Rozpoznání antigenu specifickým Ig na povrchu
  naivního B-lymfocytu
• Po navázání antigenu/u dojde k premostení Ig
  receptoru a k prenosu aktivacního signálu do
  nitra bunky potrebný druhý signál poskytne
  štepný produkt C3 složky komplementu
• Klonální expanze B-lymfocytu a sekrece malých
  množství IgM

25
Humoral immune response

• The recognition of antigen by specific Ig on the
  surface of naive B lymphocytu
• The binding of antigen cross-links Ig receptors
  of specific B cells and then activation signals
  are delivered inside the B cell the necessary
  second signal is provided by a breakdown product
  of the complement protein C3
• Clonal expansion of B cell and secretion of low
  levels of IgM

26
Humorální imunitní odpoved II

• V prípade proteinových antigenu dochází k
  aktivaci antigen-specifických pomocných (CD4)
  T-lymfocytu prezentací príslušného antigenu
• Pomocné T-lymfocyty exprimují na povrchu CD40L a
  secernují cytokiny ? proliferace a diferenciace
  antigen-specifických B-lymfocytu, izotypový
  presmyk
• Afinitní maturace afinita protilátek vuci
  proteinovým antigenum vzrustá pri prolongované
  nebo opakované expozici (B-lymfocyty migrují do
  foliklu, kde tvorí germinální centra ? rychle
  proliferují a jejich V genové segmenty (Ig)
  podstupují rozsáhlé somatické mutace zároven jim
  FDC predkládají imunokomplexy ? prežívají jen
  B-lymfocyty, jejichž afinita k antigenu je
  nejvyšší)

27
Humoral immune response

• Protein antigens activate antigen-specific T
  helper cells which stimulate B cell antigen
  presentation of these antigens to T helper cells
  is required
• T helper cells exprime CD40L on their surface and
  secrete cytokines ? proliferation and
  diferentiation of antigen-specific B cells,
  isotype switching
• Affinity maturation affinity of antibodies for
  protein antigens increases with prolonged or
  repeated exposure to the antigens (B cells
  migarte into follicles and form germinal centers
  ? proliferate rapidly and their Ig V genes
  undergo extensive somatic mutations at the same
  time, the antigen complexed with secreted
  antibody is displayed by FDC ? B cells that
  recognize the antigen with high affinity are
  selected to survive)

28
Fáze humorální imunitní odpovedi
29
Phases of humoral immune responses
30
Primární imunitní odpoved

• první expozice antigenu
• vytváreno malé množství protilátek
• Existují 2 druhy antigenu
• thymus dependentní je nutná spolupráce s
  antigen-specifickými Th-lymfocyty typicky
  proteinové antigeny
• thymus independentní tvorba protilátek
  indukována prímo, bez spoluúcasti Th-lymfocytu
  typicky polysacharidy, lipidy

31
Primary immune response

• First antigen exposure
• The amounts of antibody produced is smaller
• 2 types of antigens
• T-dependent help from antigen-specific T helper
  cells is required protein antigens
• T-independent antibody production is induced
  directly, without the involvement of T helper
  cells typicky polysaccharides, lipids

32
Secondary immune response

• Subsequent antigen exposure
• Higher amount of antibodies is produced
• With protein antigens, secondary responses show
  increased isotype switching and affinity
  maturation ( production of antibodies with
  increased affinity to antigen)
• Memory cells involvement

33
Sekundární imunitní odpoved

• následná expozice antigenu
• vytvárena vetší množství protilátek
• v prípade proteinových antigenu zvýšený izotypový
  presmyk a afinitní maturace (( produkce
  protilátek s rostoucí afinitou k antigenu)
• úcast pametových bunek

34
Primární a sekundární imunitní odpoved

• pri reinfekci rychle aktivovány pametové bunky,
  jejichž produkty rychle potlací infekci
• po infekci dlouho pretrvává pomerne vysoká
  hladina protilátek
• pri opakované imunizaci další zvyšování kvality
  protilátek

35
(No Transcript)
36
Afinita a avidita protilátek

• afinita síla, s níž protilátka váže antigen
• avidita vyjadruje sílu interakce polyvalentní
  protilátky s polyvalentním antigenem

37
Efektorové funkce protilátek

• Neutralizace mikrobu a jejich toxinu
• Opsonizace mikrobu (vazba na fagocyty pres
  Fc-receptory, zároven stimulace mikrobicidních
  aktivit fagocytu)
• ADCC (Antibody-dependent cell-mediated
  cytotoxicity) mikrob opsonizovaný IgG nicen
  NK-b.po navázání na IK pres Fc-receptor
• Aktivace komplementu (klasická cesta)

38
Effector functions of antibodies

• Neutralization of microbes and their toxins
• Opsonization of microbes (binding to FC receptors
  of phagocytes, stimulation of microbicidal
  activities of phagocytes)
• ADCC (Antibody-dependent cell-mediated
  cytotoxicity) microbe opsonized by IgG is
  killed by NK cell by its binding to Fc receptor
• Complement activation (classical pathway)

39
Ontogeneze imunitní odpovedi

• a/ prenatální vývoj

40
krvetvorba

• mezoblastická fáze od 2.-3.týdnu gestace
• hepatální fáze od 6.-8. týdne, v játrech
  krvetvorba pretrvává celé intrauterinní období
• myeloidní fáze - od 10.-12.týdne, od 20.týdne je
  hlavním orgánem hematopoezy

41
T-lymfocyty

• prekurzory se objevují kolem 7.týdne gestace,
  mezi 8.-9.týdnem zacíná jejich prestup do thymu,
  kde se diferencují
• preskupení segmentu pro TCR a jeho exprese na
  povrchu bunky
• selekce

42
B-lymfocyty

• jejich prekurzory jsou detekovatelné již 8.den
  gestace
• fetální B-lymfocyty exprimují na povrchu IgM
• syntéza specifických protilátek zacíná kolem
  20.-24.týdne gestace, ale celková koncentrace
  IgAM zustává až do porodu dfct.nemeritelná, IgG
  se zacínají tvorit až po porodu

43
Monocyty-makrofágy

• makrofágy lze detekovat kolem 3.-4.týdne gestace
• zralé monocyty se ve fetální cirkulaci objevují
  od 5.mes,veku

44
Neutrofily

• zralé jsou detekovatelné mezi 12.-14.týdnem
  gestace

45
b/ postnatální vývoj

• B-lymfocyty
• jejich zastoupení po porodu klesá
• na imunizaci reagují prevážne tvorbou IgM,
  presmyk na jiné izotypy je pomalejší
• pozvolný nárust tvorby vlastních IgG za poklesu
  materských IgG (kolem 3.-6.mes.)
• koncentrace IgM dosahuje hodnot srovnatelných s
  dospelými v 1.-3.roce života, IgGA mezi
  10.-15.r.
• protilátková reakce na polysacharidové antigeny
  se objevuje až kolem 2.roku života

46
T-lymfocyty

• více než 90 má známky naivních, v dospelém veku
  tento podíl klesá
• proliferace po stimulaci mitogeny srovnatelná s
  dospelými X reakce na specifické antigeny se
  objevuje až po styku s nimi
• nižší cytotoxická aktivita T-lymfocytu

47
Nespecifická imunita

• fagocyty novorozencu jsou obecne funkcne méne
  zdatné
• aktivita NK-bunek nižší
• snížená celková aktivita komplementu (koncentrace
  složek 35-70 dospelých)

48
c/ stárí

• snížená cytotoxicita NK-bunek a makrofágu
• snížená odolnost vuci virovým infekcím, omezená
  protinádorová imunita
• presmyk od Th1 k Th2
• nižší protilátková odpoved na nové podnety
• vyšší produkce autoprotilátek