SPECIFICKÁ BUNĚČNÁ IMUNITA

ÚSTŘEDNÍ REGULAČNÍ A EFEKTOROVÁ SOUSTAVA T LYMFOCYTY: ÚSTŘEDNÍ REGULAČNÍ A EFEKTOROVÁ SOUSTAVA IMUNITNÍHO SYSTÉMU regulace uskutečňují prostřednictvím cytokinů a membránových interakcí regulují B lymfocyty a protilátkovou imunitu regulují specifickou T lymfocytární cytotoxicitu regulují přirozenou cytotoxicitu složky obranného i poškozujícího zánětu (granulomu)

DIFERENCIACE T LYMFOCYTŮ probíhá v thymu primární orgán imunitního systému vstup prekurzorů přes subkapsulární sinus zralé formy T lymfocytů jsou uvolňovány z meduly do krve mezibuněčný kontakt s epitelovými a dendritickými buňkami peptidové thymové hormony: thymosin, thymopoetin  

T LYMFOCYTY V THYMU: proliferují a diferencují se: exprimují funkčně významné povrchové molekuly přeskupují genetickou informaci kódující receptor pro antigen (TcR) exprimují TcR na povrchu procházejí procesem indukce imunologické tolerance, t.j. eliminace autoreaktivních klonů

migrace do thymu je řízený proces - homing: humorální chemotaktické faktory specifické povrchové molekuly   diferenciace je charakterizována: morfologickými změnami změnami membránové výbavy většina diferencujících thymocytů (cca 90%) hyne apoptózou (diferenciačně defektní nebo autoreaktivní T lymfocyty)

MEMBRÁNOVÉ MOLEKULY T LYMFOCYTŮ: receptory pro antigen: heterodimery TcR , TcR  pan T lymfocytární: vyjádřeny na všech T lymfocytech (CD7, CD2, CD3, CD5) subpopulace: CD4+: pomocné induktorové T ly CD8+: tlumivé cytotoxické T ly

POVRCHOVÉ MOLEKULY T-LYMFOCYTŮ CD3 TcR CD2 ICAM1 ADHEZNÍ MOLEKULY b a HLA II g CD25 IL-2R AKTIVAČNÍ KOSTIMULAČNÍ RECEPTORY PRO CYTOKINY CD4 (CD8) AKCESORNÍ ROZPOZNÁNÍ Ag POVRCHOVÉ MOLEKULY T-LYMFOCYTŮ CD69 CTLA 4 CD28

RECEPTORY PRO ANTIGEN NA T LYMFOCYTECH (TcR) Jsou povrchové molekuly, kterými T lymfo specificky reaguje s komplexem Ag - HLA I (II) prezentovaným APC buňkou TcR: heterodimer patřící do imunoglobulinové rodiny (domény) pre TcR na thymocytech většina zralých T lymfocytů exprimuje TcR  minoritní populace T lymfocytů exprimuje TcR   VARIABILNÍ DOMÉNA TcR: unikátní sekvence AA, které interagují s antigenními peptidy slabými vazebnými interakcemi

RECEPTORY PRO ANTIGENY NA T-LYMFOCYTECH S TcR a (g) b (d) V C DNA D J RECEPTORY PRO ANTIGENY NA T-LYMFOCYTECH

ZÁKLADNÍ IMUNOLOGICKÝ REPERTOÁR: množina klonů T lymfocytů s odlišným TcR (teoreticky 1x1016 různých specifit) přesahuje kódovací možnosti genomu ŘEŠENÍ: unikátní způsob uložení genetické informace pro TcR ve formě genových segmentů unikátní genetický proces přeskupení genových segmentů pro TcR  

OBECNÝ MODEL PŘESKUPENÍ probíhá v thymu, v embryonálním vývoji bez přítomnosti „cizího“ genetická informace pro TcR je uspořádána do řady segmentů - variabilní doména TcR: - V geny, - D geny, - J geny - konstatntní doména TcR: - C geny (určují typ řetězce) genové segmenty jsou ohraničeny specifickými sekvencemi, které jsou rozpoznávány rekombinázami rekombinázové systémy RAG-1, RAG-2 - totožné pro TcR i BcR - absence vede k defektu ve vyzrávání lymfocytů (SCID) genové segmenty spolu náhodně kombinují v posloupnosti      

PŘESKUPENÍ GENŮ PRO TcR 5´ 3´ V1 V2 Vn D1 D2 Dn J1 Jn C n = stovky n = desítky n = jednotky D3 DNA TRANSKRIPCE SESTŘIH TRANSLACE mRNA VARIABILNÍ KONSTANTNÍ N C řetězec TcR 12 23 V3 7 J2 RAG -1,2 J3 V4 9

ZÁKLADNÍ REPERTOÁR VZNIKLÝ JE DÁLE ROZŠÍŘEN (DIVERZITA) VOLNOU KOMBINACÍ JE DÁLE ROZŠÍŘEN (DIVERZITA) nepřesným připojováním V (D) genových segmentů k J genům vkládáním (inzerce) nukleotidů do D-J oblasti (enzym TdT) porucha procesu přeskupení indukuje apoptózu thymocytu  

EXPRESE TcR TcR jsou vyjádřeny na membráně spolu s komplexem CD3. - TcR: malá cytoplazmatická část - CD3: - trimolekulární komplex - nekovalentně asociován s TcR - přenos aktivačního signálu do buňky - ITAM: - tyrosinový motiv (Y) na podjednotce CD3 - fosforylace tyrosinu (kinázy) - CD4: kináza lck - kostimulační interakce: - CD28, CTLA-4  B7.1, B7.2 - po dosažení kritické úrovně signálů je aktivace T lymfo

KOMPLEX TcR + CD 3 NA T-LYMFOCYTECH S TcR a b V C g d e I T A M CD 3 KOMPLEX  ITAM: Immunoreceptor Tyrosin-based Activation Motif

MODEL AKTIVACE T LYMFOCYTŮ  Krejsek, 2004

+ klonální expanze T LYMFOCYTY ROZPOZNÁVAJÍ SPECIFICKY V „KONTEXTU“ KOGNITIVNÍ INTERAKCE: TcR, HLA-Ag, CD4 (CD8) = I. signál kostimulační interakce „kontext“ rozpoznávání: („nebezpečné vzory“) -akcesorní interakce - cytokinové mikroprostředí = II. signál + aktivace T lymfocytů klonální expanze efektorové a regulační funkce T-lymfo migrace B-lymfo NK

ROZPOZNÁNÍ ANTIGENU T LYMFOCYTY exogenní antigen endogenní zpracování: peptid+ HLA I peptid+ HLA II antigen prezentující buňka T-lymfocyt adhezní interakce ICAM-1 LFA-1 akcesor. int. LFA-3 CD2 kostimulace B7 CD28 prezentace HLA II TcR CD4 CD3 ITAM JAK lck signál II STAT signál I P cytokiny TF receptor pro cytokin klonální expanze

NITROBUNĚČNÁ AKTIVACE T LYMFOCYTŮ adaptery zvýšení koncentrace Ca2+ P STAT ZAP-70 MEK KINÁZY DAG CYTOKIN IP3 G CD4 CD3 ITAM AKTIVACE b Ag podnět a TcR NF B AP-1 GENY PRO CYTOKINY BUNĚČNÝ CYKLUS REGULAČNÍ SEKVENCE TRANSKRIPCE transkrip. faktory mRNA PROLIFERACE PRODUKCE CYTOKINŮ  NITROBUNĚČNÁ AKTIVACE T LYMFOCYTŮ Jak AKTIVOVANÉ FOSFOLIPIDY PLC lck kináza

INDUKCE TOLERANCE VLASTNÍHO  Krejsek, 2004

REGULAČNÍ A EFEKTOROVÉ FUNKCE T LYMFO prezentace Ag DC, makrofág, mikrob. Ag, CpG, intenzivní, dlouhá B-lymfo, envir. Ag, alergeny, slabá, krátká antigenní stimul TH0 cytokiny IL-12,INF,IL-18, Il-1, CC- chemokiny IL-4, IL-13 kostimulace B 7-1 B 7-2 INHIBICE INF IL-4 transkripční faktory: Stat-4, T-bet transkripční faktory: Stat-6, c-Maf TH1 IL-4 TH2 INF cytotoxická reaktivita (opožděná hypersenzitivita) produkce protilátek, izotypové přepnutí (IgE, atopická reaktivita, alergický zánět) rozpoznání Ag + kostimulace: klonální expanze CD4+ T lymfo se po antigenní stimulaci diferencují na funkčně odlišné subsety

FUNKČNĚ ODLIŠNÝCH SUBSETŮ TH LYMFOCYTŮ CYTOKINOVÁ SPEKTRA FUNKČNĚ ODLIŠNÝCH SUBSETŮ TH LYMFOCYTŮ G-CSF IL-6 IL-5 IL-4 TH1 TH2 IL-2 TNF INF IL-10 TH3 (T reg.) TGF 

FYZIOLOGICKÁ IMUNITNÍ REAKCE JE VÝSLEDKEM OPTIMÁLNĚ VYVÁŽENÉ REAKTIVITY SUBSETŮ TH1 A TH2 INFEKCE: - protektivní imunita je pro vybrané patogeny regulována buď subsetem TH1 nebo subsetem TH2 - v imunitní reakci na většinu přirozených infekcí se střídají reaktivity imunoregulačních subsetů TH1, TH2.

IMUNOPATOLOGICKÉ ONEMOCNĚNÍ pro některé vybrané imunopatologické stavy je možné určit převažující podíl imunoregulačních subsetů (TH1 sclerosis multiplex, TH2  atopická reaktivita) imunopatologický zánět je obvykle výsledkem abnormálních reaktivit obou subsetů