Specifická buněčná imunita T-lymfocyty

SPECIFICKÁ (ADAPTIVNÍ) IMUNITA Ve fylogenezi známá až u obratlovců Reaguje na každou cizorodou strukturu prostřednictvím vysoce specializovaných molekul Protilátky (imunoglobuliny) Antigenně specifické receptory na T-ly Mechanismy specifické imunity Humorální (protilátky) Buněčné (T-ly, B-ly)

Specifická imunitní odpověď…až po setkání s Ag, není připravená předem Imunologická paměť – část populace T a B-ly se po setkání s Ag mění na paměťové buňky….sekundární (anamnestická) odpověď Aktivace spec. im. odpovědi založena na klonálním (anticipačním) principu

Klonální princip aktivace: V organismu předem připraveno množství odlišných typů T a B-ly (různé receptory pro Ag) Ag v organismu…setká se s odpovídajícím lymfocytem Tento lymfocyt se pomnoží – vytvoří klon (dokáže Ag odstranit)…imunitní systém je schopen předvídat (anticipovat) setkání s jakýmkoliv Ag

Aby lymfocyt vytvořil klon – potřebuje dva signály: 1) cizorodý Ag 2)pomocný (kostimulační) signál od jiných buněk imunitního systému (APC)…zajišťuje, aby nedocházelo k příliš snadné aktivaci lymfocytů Existence pouze 1.signálu…anergie, apoptóza Nutnost odstranit autoreaktivní klony = zajištění tolerance k vlastním buňkám

Vývoj T-ly v thymu T-ly z prekurzorových buněk v kostní dřeni, další vývoj v thymu Thymus – dva laloky Kortex (kůra) Dřeňová oblast (medula) – zde vyzrálejší buňky Mezi: kortikomedulární spojení

T-ly do thymu – chmotaktické látky, zde pak diferenciace pod vlivem Humorálních faktorů: thymosin, thymopoetin Kontaktu s buňkami: epitelie thymu, makrofágy, DC Vyzrávání spojeno s změnou v expresi povrchových molekul

Dvojitě pozitivní T-ly CD4+CD8+ …plně vyjádřený komplex TCR/CD3 = chatakteristický pro T-ly T-ly CD4+CD8+ reagují v thymu s DC (nebo s thymovými epitelovými buňkami), které prezentují vlastní Ag na HLA T-ly reagují silně s HLA – odstraněny = NEGATIVNÍ SELEKCE T-ly reagují slabě (nebo vůbec)- odstraněny = POZITIVNÍ SELEKCE

Zároveň: T-ly, které reagují s HLA I.tř – snižují expresi CD4+ a zvyšují expresi CD8+ T-ly, které reagují s HLA II.tř – snižují expresi CD8+ a zvyšují expresi CD4+

Tyto dva popsané procesy zajišťují odstranění autoreaktivních klonů T-ly a zároveň dostatečný předpoklad pro reaktivitu proti Ag ( do další diferenciace jsou puštěny jen T-ly se střední afinitou k HLA) Vyzrávání dvou základních typů T-ly: CD4+ = pomocné, induktorové CD8+ = tlumivé, cytotoxické

Rozpoznávání Ag T-lymfocytem T-ly rozpoznávají Ag prostřednictvím TCR (T-cell receptor) – je charakteristický pro T-ly Heterodimer, vštšinou řetězce alfa+beta (menší podíl T-ly gama+delta) Cytoplazmatická část krátká – proto asociace s CD3 Receptor pro Ag = komplex TCR/CD3

Průběh kontaktu T-ly + APC Nutný předpoklad pro rozpoznání Ag = prezentace na APC prostřednictvím HLA (v konrextu s HLA): Ag + HLA II.tř…..spolupráce TCR s CD4 Ag + HLA I.tř……spolupráce TCR s CD8 Průběh kontaktu T-ly + APC Adhezivní molekuly TCR + Ag = 1.signál Kostimulace CD28 + CD80(86) = 2.signál

Specifická imunitní odpověď…anticipační (je schopna předvídat)……obrovské množství TCR Genetická informace pro TCR v genových segmentech Během vyzrávání v thymu…přeskupování genových segmentů => 1015 různých TCR

Rozdělení T-lymfocytů T-ly nesoucí TCR alfa/beta: většinový typ, vývoj v thymu, rozpoznávají Ag + HLA T-ly nesoucí TCR gama/delta: menšina, vývoj mimo thymus, jsou CD4-CD8- T-ly intraepiteliální NKT-ly

T-ly nesoucí TCR alfa/beta Dva základní typy: CD4+ a CD8+ T-ly CD8+ : reagují s Ag na HLA I.tř Většinou prekurzory cytotoxických buněk (Tc) nebo paměťové Tc Dříve = supresory (potlačují imunitní reakci) Dnes = regulační – s ohledem na typ cytokinů, které produkují

T-ly CD4+ : reagují s Ag na HLA II.tř Většinou prekurzory pomocných T buněk (Th = helper), podle produkce cytokinů se dělí na: Th1….IL-2, INFgama Th2….IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 Th0….směs cytokinů Th1 + Th2 Th3…TGFbeta (transformující růstový faktor) Rozdělení Th1 – Th3 nestálé „Nezpochybnitelné“ typy T-ly: Th1, Th2, Tc

Imunitní reakce typu Th1 – zánětlivá reakce Základní funkce Th1 = spolupráce s makrofágy a jejich přeměna na aktivované makrofágy Intracelulární mokroorganismy přežívají ve fagozómech…k jejich zničení je nutná přeměna makrofágu na aktivovaný makrofág…nutná přítomnost cytokinů Th1 Pro pomnožení Th1 nutné cytokiny aktivovaného makrofágu

Tyto vazby vedou k aktivaci T-ly Infikovaný makrofág vystavuje na svém povrchu Ag parazita v asociaci s HLA II.tř, vazby makrofág + T-lyCD4+ : HLA II.tř. + TCR ICAM-1 + LFA-1 CD86 + CD28 Tyto vazby vedou k aktivaci T-ly

Infikovaný makrofág produkuje IL-12 Th1 prekurzor, který rozpoznal aktivovaný makrofág, dostáva soubor signálů přes: TCR CD28 Receptor pro IL-12 Adhezivní molekuly

Aktivovaný makrofág produkuje: Tyto signály vedou k pomnožení klonu a diferenciaci na efektorovou Th1 buňku, která produkuje: INFgama…aktivuje makrofág IL-2…autokrinní růstový faktor Aktivovaný makrofág produkuje: IL-1, TNF…stimulace T-ly a lokálního zánětu

Th1 se označují jako zánětlivé T buňky Reakce Th1 + makrofág = základ imunopatologické reakce (přecitlivělosti) opožděného typu (DTH=delayed type hypersensitivity), TDTH Tuberkulinový test

Imunitní reakce Th2 – pomoc B-lymfocytům Základní fce Th2 = spolupráce s B-ly (stimulovány Ag) B-ly se pomnoží…palzmatické buňky (Ig proti danému Ag) Pomoc Th2 + B-ly Produkce IL-4, IL-5, IL-6 Adhezivní molekuly CD40L(CD154) + CD40

Th2 pomáhá dvěma typům B-ly: B-ly, které rozpoznaly stejný Ag jako aktivovaný Th2 (APC) = přímá specifická pomoc, kontakt T + B-ly….TCR, adhezivní mol…produkce cytokinů B-ly, které rozpoznaly jiný Ag než Th2 (APC) = nepřímá pomoc („bystander help“), kontakt T + B-ly…CD40+CD40L, adhezivní mol…produkce cytokinů, může vést ke stimulaci autoreaktivních B-ly Optimální stimulace: APC + Th2 + B-ly

Vzájemná regulace Th1 + Th2 Prekurzorové CD4+Th buňky…Th1 nebo Th2, o směru vývoje rozhoduje poměr koncentrace IL-12 : IL-4 IL-12 : produkován makrofágy a DC, které fagocytovaly mikroorganismus IL-4 : produkován hlavně bazofily a mastocyty (častá aktivace alergenem, IgE)

Začátek imunitní reakce u Makrofágů, produkují IL-12…stimulace Th1 Bazofilů, produkují IL-4…stimulace Th2 Dále: Th1..produkce INFgama = další podpora Th1, inhibice Th2 Th2..produkce IL-4, IL-10 = další podpora Th2, inhibice Th1

Započne-li Th1 odpověď, má tendenci se automaticky stabilizovat a potlačovat konkurenční odpověď Th2 (a naopak) = jeden z nejdůležitějších imunoregulačních mechanismů Antagonismus Th1 x Th2 není absolutní (např. IL-2 z Th1 stimuluje i Th2) Při obraně proti infekci se do určité míry podílejí jak Th1, tak i Th2-ly

Imunitní reakce založené na Tc-ly Tc rozeznávají buňky infikované viry (nebo intracelulárními parazity) Ničí je bezprostředním kontaktem, nebo cytokiny Tato obrana Radikální: ničí cílovou buňku Riskantní: může poškodittkáně víc, než vlastní virová infekce

Zahájení Tc odpovědi: Tc musí rozpznat na povrchu APC Ag + HLA I.tř. Infikované virem, nebo fagocytovaly fragmenty infikované (jinak změněné) buňky Vyjádřené adhezivní molekuly Vyjádřené kostimulační molekuly (CD80, CD86) Kontakt Tc+Ag+HLA I.tř. na jiných buňkách (než APC)….utlumení Tc (pouze 1. signál přes TCR)

Proces probíhá za pomoci Th1,které produkují IL-2: Účinný kontakt Tc+APC (v uzlinách)…proliferace prekurzorů Tc a diferenciace na zralé efektorové Tc (CTL) Proces probíhá za pomoci Th1,které produkují IL-2: Proliferace Tc Exprese CD86, CD80 na APC Sekrece IL-1, IL-12…stimulují Tc Kontakt Th1+APC (přes CD40)…stimuluje APC (exprese CD80, CD86)

Zralé Tc roznášeny z uzlin do tkání Nepotřebují už kostimulaci přes CD28, stačí Ag + TCR Machanismy cytotoxického působení Tc – tři způsoby Tc v cytoplazmě granula, perforin+granzymy Na povrchu Tc Fas-ligand, váže se na apoptotický receptor Fas(CD95,na mnoha buňkách) Cytokiny = lymfotoxin

Aktivace T-ly spuštěná superantigeny Superantigeny: mikrobiální produkty (toxiny stafylokoků) Dvě vazebná místa Pro HLA II.tř. Pro TCR Superantigen je schopen rychle propojit APC + T-ly…rychlá aktivace T-ly a produkce cytokinů…šokový stav