Mezibuněčná komunikace

Hybridom CD nomenkaltura Adhezivní molekuly Cytokiny ------------------------------------------------- Adhezivní molekuly Cytokiny

Hybridom Přirozené podmínky – protilátky polyklonální – z různých klonů B-ly Plazmocytom – protilátky monoklonální Fúze: B-ly + plazmocytom= hybridom…tvorba monoklonální protilátky zvolené specificity Kultivace buněčné linie

Využití monoklonálních protilátek Studium povrchových molekul buněk imunitního systém,intracelulárních i solubilních molekul V klinické praxi…chimérické, humanizované Léčiva diagnostika

CD nomenklatura Iniciativa významných světových laboratoří v 80.letech Pravidelné mezinárodní workshopy CD = Cluster Designation (CD = Cluster of Differenciation) „inventurní“ systém Dnešní stav: CD1 – CD339, často podskupiny: CD1a, CD1b, CD1c www.ncbi.nlm.nih.gov/prow

Adhezivní molekuly Imunitní systém=informační soustava Důležité v neimunitních procesech Fyziologické nefyziologické Děje v IS založeny na kontaktu dvou buněk…receptor+ligand=>vznik signálu (CD28-CD80) Membránově vázané i solubilní (…cytokiny) Exprese na buňkách Konstituční inducibilní

Rozdělení adhezivních molekul Kadheriny Integriny Selektiny Imunoglobulinové a.m. CD44 Fc receptory Receptory pro komplement

KADHERINY Homodimer Pevné spoje mezi buňkami stejného typu Cytoskelet Kadherin-5 (E-kadherin) – spoje mezi endotelovými buňkami

INTEGRINY Zakotvují buňky na molekuly mezibuněčné hmoty….apoptóza Dva konformační stavy Vysokoafinitní Nízkoafinitní – v klidovém stavu buňky Heterodimery, dva typy řetězců Alfa – podobný Ig Beta –typy 1 až 8, dělení do podskupin, nejdůležitější jsou beta 1,2,3,7

Integriny podskupiny beta1 označované VLA (Very Late Antigens) Exprese na většině jaderných buněk Společný řetězec beta1(CD29) Různé alfa řetězce (CD49a,b,c,d,e)…rozlišujeme tedy VLA1-5 Váží se na složky mezibuněčné hmoty(kolagen) vazba leukocyt+endotel (ligand VCAM-1)

Integriny podskupiny beta2 Společná podjednotka beta2(CD18) Řetězec alfa(CD11a,b,c,) Exprese výhradně na leukocytech=leukocytární integriny Velký význam v imunitní reakci Jsou tři:

LFA-1(Leukocyte Function Associated) CD11a/CD18 Hlavní a.m. leukocytů Vazba na ligandy imunoglobulinové řady(ICAM1-3) CD11b/CD18 receptor pro komplement(CR3…C3b) Váže sacharidové složky bakteriálních stěn, tzn. působí jako lektin CD11c/CD18

Integriny podskupiny beta3 Exprese na trombocytech Ligandy: solubilní složky koagulační kaskády Zachycování trombocytů v místě poškození Integriny podskupiny beta7 Vazba leukocytů na epitel Ligandy:VCAM-1, E-kadherin

SELEKTINY Důležitá složka jsou lektiny Proteinová „stopka“ – vazba v cytoplazmatické membráně + lektin v extracelulární části Tři druhy selektinů, podle délky proteinového řetězce

P-selektin(Platelet, trombocytární)CD62P Nejdelší proteinový řetězec Exprese na povrchu aktivovaných trombocytů, na endoteliích Konstitutivně v sekrečních granulech trombocytů Časné fáze zánětu Aktivátor:IL-4,IL-13, histamin, aktivované složky komplementu, kyslíkové radikály Ligand:CD15, CD24 na neutrofilech

E-selektin (Endoteliální) CD62E Kratší Exprese na endoteliálních buňkách Exprese až po aktivaci – působením TNFalfa, IL-1 Ligand: CD15 na neurtofilech

L-selektin (Leukocytární) CD62L Nejkratší Konstitutivní exprese na většině leukocytů Po aktivaci se jeho exprese snižuje – uvolňuje se z buněk do prostředí Ligand: CD34, vazba zpomaluje pohyb leukocytů po endotelu

Shrnutí Lektiny C-typu…výše popsané CD22 na B-lymfocytech ------------------------------------------------ Lektiny v imunologickém výzkumu – mitogeny: konkavalinA = ConA Fytohemaglutinin = PHA

IMUNOGLOBULINOVÉ a.m. Nejčastější glykoproteiny na buňkách imunitního systému (50%) Řetězce ukotveny v membráně, extracelulární část je složena z různého počtu imunoglobulinových domén Označují se ICAM (InterCellular Adhesion Molecule)

ICAM-1(C54) 5xIg doména ICAM-2(CD102) 2xIg doména Endotelové buňy, thymus, buňky IS Stimulace: INFgama, TNFalfa, IL-1, LPS Ligand: LFA-1 ICAM-2(CD102) 2xIg doména Endotel, leukocyty Exprese konstitutivní, neovlivněna ctokiny

VCAM-1(Vascular Cell Adhesion Molecule) CD106 7xIg doména ICAM-3(CD50) 5xIg doména Exprese ve vysoké densitě na všech klidových leukocytech, není na endotelu Ligand: LFA-1 VCAM-1(Vascular Cell Adhesion Molecule) CD106 7xIg doména Endotel,DC, makrofágy Exprese po aktivaci: LPS, TNFalfa, IL-1, IL-4, INFgama Ligand: VLA-4

PECAM-1(Platelet Endotelial Cell Adhesion Molecule)CD31 6xIg doména Endotel, granulocyty, monocyty, trombocyty Nutná pro prostup neutrofilů do tkání

MAdCAM-1 (Mucosal Addresin Cell Adhesion Molecule) 2x Ig doména + protein podobný mucinu membránové: endotel, lymfatické uzliny Sekretované do prostředí Příklady: CD34, CD43 => působí proti „slepování“ buněk ----------------------------------------- Další imunoglobulinové a.m. : TCR, BCR, HLA

CD44 Samostatná molekula Exprese: epitel, T a B-lymfocyty, myeloidní buňky, erytrocyty Váže se na molekuly mezibuněčné hmoty Ligand: kys. hyaluronová

Fc RECEPTORY (FcR) navazují Fc část imunoglobulinů, pro různé Ig existují různé FcR Fagocytóza částic opsonizovaných Ig(G)…FcgRI(CD64) na myelocytech regulační faktor v imunitním systému FceRII(CD23) = nízkoafinitní receptor pro IgE na B-ly, potlačuje tvorbu IgE FcgRIIB(CD32B)-na B-ly, inhibuje jejich stimulaci po vazbě IgG

Stimulují produkci IgE – alergické projevy a protiparazitární imunitu…FceRI= vysokoafinitní receptor pro IgE na mastocytech, bazofilech Umožňují transport Ig přes epiteliální buňky z krevního oběhu do tkání…..poly-Ig receptor

KOMPLEMENTOVÉ RECEPTORY Označují se CR Váží fragmenty složek komplementu Fagocytóza částic opsonozovaných komplementem Př. CR3, CR4…exprese na myeloidních buňkách, ligand: C3b CR5a = receptor pro chemotaktické složky, ligand: C5a

Cytokiny Základní regulátory IS Proteiny sekretované leukocyty (ale i jinými buňkami)=> tkáňové hormony Působí prostřednictvím specifických receptorů Membránové formy Produkce krátce po aktivaci buňky Biologická aktivita (pg/ml)

Pluripotentní -působí na různé druhy buněk, působí v kaskádě Redundantní –různé cytokiny mají podobnou funkci Působí Autokrinně Parakrinně Endokrinně-nejméně často Koordinovaně=>cytokinová síť

NOMENKLATURA CYTOKINŮ Původně: lymfokiny x monokiny Interleukiny + čísla…nedůsledné používání (TNF, SCF, interferony) dnes: cytokiny=proteiny produkované buňkami Cytokiny x klasické hormony --------------------------------------------- 120 cytokinů Účast v IS, při regeneraci tkání,v embryogenezi,kancerogenezi, vliv na mozkové funkce, vyzrávání pohl.buněk…

ROZDĚLENÍ CYTOKINŮ Cytokiny regulující krvetvorbu Interferony Cytokiny regulující T a B-lymfocyty Prozánětlivé pluripotentní cytokiny TNF

Cytokiny regulující krvetvorbu – působí na různých stupních vývoje krevních elementů SCF (Stem Cell Factor) -stimuluje proliferci kmenových buněk IL-3 –produkovaný T-ly, NK, ovlivňuje vyzrávání všech linií krvetvorby=>pluripotentní CSF

EPO (erytropoetin)-růstový faktor erytrocytů CSF (Colony Stimulating Factor) – produkován lymfocyty, myelocyty,v KD stimuluje diferenciaci Granulocytů (G-CSF) Monocytů (M-CSF) Obou populací (GM-CSF) EPO (erytropoetin)-růstový faktor erytrocytů Trobopoetin –diferenciace trombocytů

Interferony - antivirové, cytostatické a imunomodulační účinky INFbeta – podněcuje tvorbu protizánětlivých cytokinů (IL-4, IL-10) INFgama – zesiluje expresi HLA ll.tř na APC

Cytokiny regulující T a B-lymfocyty IL-2 –produkován T-lyCD4+ po aktivaci,autokrinní působení Aktivuje tlumivé buňky (NK,cytotox.T-ly) Aktivuje B-ly IL-12 –produkován mono+makrofágy,důležitý pro diferenciaci T-ly,působí na paměťové buňky IL-25 IL-21 –reguluje NK IL-4 –tvořen T-lyCD4+ a bazofily, stimuluje B-ly k tvorbě IgE

Prozánětlivé pluripotentní cytokiny IL-1 –produkován aktivovanými monocyty a makrofágy,aktivuje T-ly, ovlivňuje expresi adhezivních molekul IL-6 –produkován T a B-ly, reguluje diferenciaci B-ly a syntézu Ig,stimuluje hepatocyty k tvorbě proteinů akutní fáze, pyrogen

TNF (Tumor Necrosis Facror) TNFalfa –produkován buňkami IS Podnět k tvorbě: LPS + LBP (Lipopolysacharid Binding Protein)=>vazba na CD14=>syntéza prozánětlivých cytokinů, vč.TNF Nejvýznamější cytokin přirozené imunity Indukuje expresi adhezivních mol. na endotelu Stimuluje syntézu proteinů akutní fáze Produkce zodpovídá za příznaky septického šoku Indukuje apoptózu TNFbeta –produkován pouze T a B-ly

RECEPTORY CYTOKINŮ –zprostředkují působení cytokinů, složeny ze 2(3) podjednotek Váže cytokin Zajišťuje signalizaci dovnitř buňky…společná pro více druhů cytokinů, podle ní dělení receptorů do skupin:

Receptory pro IL-2 (IL-4,7,13,15) Receptory pro IL-3 (GM-CSF, IL-5) Receptory pro INF (IL-10) Imunoglobulinové rec.(SCF,M-CSF,IL-1) ------------------------------------------------------- výsledek signalizace záleží na tom, na které z buněk IS ke stimulaci dojde

Důkladné poznání funkcí cytokinů a jejich vzájemných interakcí by umožnilo aktivně a cíleně zasahovat do průběhu imunitních reakcí a ovlivňovat je. Vzhledem ke složitosti cytokinové soustavy je však praktické využití cytokinů v klinické praxi stále ještě obtížné.