Prof. RNDr. Ilona Hromadníková, PhD. 3. ročník Antiinfekční imunita Prof. RNDr. Ilona Hromadníková, PhD. 3. ročník

Hostitel a mikroorganismus Komensál – adaptace v organismu, symbióza Patogen – původce infekční choroby Překonání bariéry kůže a slizniční imunity Eliminace – složky nespecifické a specifické imunity

Nejčastější příčiny smrti

Infekční příčiny úmrtí

Imunitní obrana zprostředkovaná protilátkami Neutralizace Opsonizace Opsonizace s následnou aktivací komplementu Cytotoxická reakce závislá na protilátkách (ADCC) – NK buňky

Neutralizace Protilátky mohou neutralizovat aktivitu bakteriálních exotoxinů (Clostridium tetani - tetanus a C. botulinum -botulismus, Corynebacterium diphteriae - záškrt) virů jiných mikroorganismů Mechanizmy: vazba na kritické epitopy –prevence adheze na buňky nebo vstupu do buněk

Neutralizace

Opsonizace mikroorganizmy jsou obaleny protilátkami IgG, IgA (neutrofily) nebo IgE (eosinofily), které se prostřednictvím Fc váží na příslušný Fc receptor fagocytů Aktivace C na mikroorganismu obaleném protilátkami, fagocytóza komplementem opsonizovaných částic (C3b) prostřednictvím CR na fagocytech

Opsonizace

Opsonizace Klasická cesta aktivace C Mikroorganismus obalený protilátkami, vazba C1 na Fc fragment IgM nebo IgG, štěpí C4 a C2, tvorba C3-konvertázy – vznik C3a (chemotaxe) a C3b, dále tvorba C5 konvertázy – vznik C5a (chemotaxe) a C5b (tvorba lytického komplexu, lýza buňky) Fagocytóza opsonizovaných mikroorganismů prostřednictvím vazby C3b na CR3 a CR4 receptory neutrofilů (smrt mikrobicidními systémy – oxidační produkty NADPH-oxidázy) a eosinofilů

Imunitní odpověd proti extracelulární bakteriální infekci Toxigenní bakteriální infekce Exotoxiny – secernované - výhradní virulentní faktory, imunita proti nim eliminuje infekci Endotoxiny – součást bakteriálních povrchů (LPS s tox. Lipid A) u všech G-bakterií Ab zesilují Fago nebo fixují C Ag rozdíly mezi polysacharidy různých baktérií

Endotoxiny somatické komplexy LPS-protein (tox Endotoxiny somatické komplexy LPS-protein (tox. Lipid A), u všech G- baktérií

Opouzdřené baktérie Streptococcus pneumoniae, Str. agalactiae, Hemofilus infl., druhy Neisseria, Klebsiellapneumoniae Pouzdro má antigenní vlastnosti U patogenních bakterií podstatně přispívá k jejich virulenci a invasivitě Opouzdřené bakterie jsou odolné i vůči fagocytóze. Kapsulární polysacharid inhibuje fagocytózu makrofágů i PMN. Receptorem zprostředkovaná Fago je neúčinná Efektivní Fago vyžaduje uplatnění Fc a CR (pro C3b a C3bi)

El. náboj a hydrofilnost opouzdřených bakterií omezuje fagocytózu

Identifikace baktérií buňkami přirozené imunity Přirozená imunita detekuje pomocí receptorů pro patogenní vzory (PPR) nebezpečné vzory baktérií (molekulové vzory asociované s patogenem – PAMPs) stimulují fagocytózu nebo aktivují zánětlivé mechanismy G- baktérie – LPS (součást lipid A)- silný aktivátor zánětlivé reakce G+ baktérie – peptidoglykan, kys. lipoteichoová, muramyldipeptid Mykobaktérie – součást Freundova adjuvans – silná stimulace nespecifické a specifické imunity (peptidoglykan, kys. lipoteichová, lipoarabinomanan) Kvasinky – glukany buněčné stěny (manany)

Interakce PPR s PAMPs Receptory pro patogenní vzory – membránové a solubilní

Likvidace extracelulárních baktérií a parazitů Opsonizace protilátkami streptokoky, stafylokoky, Neisseria, Hemophilus, střevní baktérie – Salmonella, Shigella, Helicobacter, atd.) Entamoeba histolytica (amebóza), Giardia lamblia Dále stimulace TH1 (buněčná cytotoxicita) a Th2-B lymfocytů (produkce specifických IgM, IgG, IgA a IgE opsonizujících protilátek)

Cytotoxicita závislá na protilátkách (ADCC) Vazba NK buněk protřednictvím CD16 (FCR) na IgG opsonizovanou buňku – lýza (perforiny, granzymy, nebo někdy reaktivní metabolity kyslíku) Makrofágy, eosinofily a destičky se účastní cytotoxických mechanizmů, pokud je cílová buňka příliš velká pro fagocytózu

Obrana proti intracelulárním baktériím, plísním a parazitům Mykobaktérie, Yersinia, Listeria, Brucella Candida albicans, Aspergillus, Pneumocystis carinnii Leishmania, Plasmodium, Toxoplasma gondii, Trypanosoma Fagocytóza makrofágy (iNOS  baktericidní NO), stimulace Th1 lymfo, vzájemná spolupráce

Obrana proti intracelulárním baktériím a plísním Obchází imunitu, neboť rostou IC, především ve fagocytech. Zásadní je buněčná T lymfo odpověď. Neschopností imunitního systému eliminovat organizmus kompletně: latentní, persistentní (někdy spící) patogen Rozvoj pozdní přecitlivělosti (delayed-type hypersensitivity -DTH), charakterizovaná senzibilizovanými T lymfo a aktivovanými makrofágy (aktivační role IFN-) Pokud únik z fagolysozomu do cytoplasmy (Listeria) – likvidace napadených buněk Tc

Druhy Mykobaktérií Na tuky bohatá stěna M. tuberculosis (TBC), M. leprae (lepra), M. avium (atypická mykobaktérie u AIDS) Významný patogen u AIDS a u imunokompromitovaných osob U nás plošná vakcinace Bacillus Calmette-Guérin (BCG) –atenuovaný kmen M.bovis, použit pro vakcinace x TBC - účinnost může být problematická PPD (purifikovaný proteinový derivát tuberkulinu) používán pro tuberkulinový kožní test (indurace po 48 hod.), identifikace nakažených a nebo stavu po imunizaci, pozitivní reakce nesvědčí o protekci vůči M. tuberculosis ale o přítomnosti reakce IV. typu

Mechanizmy rezistence bakterií Baktérie běžně unikají destrukci ve fagocytujících buňkách vstupem do jiných typů buněk (epiteliální b., fibroblasty) za účasti sekrečního aparátu III. Typu Únik usmrcení a degradaci ve fagolysosomu (opsonizace po vazbě na CR neaktivuje baktericidní mechanismy) – St. Aureus, Str. pyogenes, mykobaktérie Mykobaktérie – exprese struktur podobných C3b, vstup do makrofágů bez jejich aktivace Únik z fagosomu do cytoplasmy – Listeria, Shigella, Rikettsia, zabránění fúzi fagosomu s lysosomem – Salmonella Leishmania, Coxiella – žijí v nízkém pH Legionella – konvertuje phagozom do vakuoly

Mechanismy inhibice fagocytózy patogenními baktériemi

Přenos infekce parazity Přímá invaze – proniknutí kůží larvy parazitických červů (schistosom, měchovce, háďátka střevního) Spolknutí - tasemnice, vajíčka škrkavek a roupů, někteří prvoci (Toxoplasma, Giardia) Využití hmyzího přenašeče neboli vektoru, aby mohli být přeneseni z osoby na osobu: prvoci, filárie –malaričtí parazité - moskyti –trypanosomy - moucha tse-tse –Trypanosoma cruzi – tropická ploštice (Triatoma, Rhodnius) - Leishmania - přenos flebotom

Základní mechanizmy úniku protozoálních patogenů

Obrana proti mnohobunečným parazitům - červům (Helminti) Komplexní eukaryotické organizmy schopné udržovat dlouhodobou infekci u lidského hostitele, trvající i dekády Imunitní odpovědi se účastní Th2 lymfocyty, IgE mastocyty, bazofily a eozinofly

Antivirová imunita Průběh virové infekce Překonání bariér Vstup do buňky (permisivita, přítomnost R) a replikace viru Obranné mechanismy nespecifické imunity Obranné mechanismy specifické imunity Imunologická pamět Případně perzistence viru

Obvyklé cesty vstupu virů

Specifické receptory pro virus tropismus viru k určitému hostiteli nebo buňce CD4 (T lymfo a makrofágy), koreceptory = receptory pro chemokiny CCR-5, interakce T lymfo a makrofágy s obalovým gp120 HIV EBV - lymfocytotropní pro B buňky, jeho receptorem je molekula CD21 HBV – vstup pře CD71 (receptor pro transferin)

Antivirová imunita První linie – nespecifická imunita interferony (INF, - inhibice replikace viru) a NK buňky Protilátky spolupráce Th2 – B lymfo sliznice IgA – blokace adherence na epitel (Respirační viry, enteroviry) v oběhu – neutralizační Ab – IgG a IgM, aktivace C, lýza viru Tc – ničí virem napadené buňky Některé agresívní viry mohou imunitu překonat, způsobí závažnou morbiditu a mortalitu Jedinci s defektem imunity (adapt., přirozené) mají závažnější virové infekce

Antivirová imunita Celoživotní perzistence (zejména herpetických virů v nervových gangliích) reaktivace při oslabení IS EBV – malignity hematopoetického systému (Hodgkinův lymfom) CMV, VzV, HHV-6, HHV-7 - recidivující afty HSV-1 (herpes labialis) - stomatitis herpetica (opar), gingivostomatis herpetica - zánět dásně a sliznice dutiny ústní   virus varicela-zoster– pásový opar (herpes zoster), gingivitida papilomaviry – ca děložního čípku, kožní nádory

Priony Objev S.B. Prusiner – Nobelova cena Vzácná, přenosná, smrtrelná, spongiformní neurodegenerativní onemocnění Proteinová infekční částice, schopná zmnožení, absence nukleových kyselin – PrP Organizmus kóduje gen pro normální protein - PrPc, přítomen v normální mozkové tkáni (CNS), srdeční a kosterní svalovině a v řadě orgánů, fce neznámá, zřejmě regulace ciarkadiálních rytmů, nervosvalová synapse, transport iontů přes membránu Abnormální infekční protein - PrPSC nalezen v mozku zvířat trpících skrapií (klusavka – nemoc ovcí – otírání se, ataxie, paralýza, smrt)

Priony PrPc a PrPSC se liší v primární struktuře pouze 1 AMK, odlišnost v sekundární a terciární struktuře, odolný k proteolytické degradaci, vytváří nerozpustné agregáty podobně jako depozita amyloidu, poškození nervové tkáně v důsledku akumulace abnormálních PrPSC a nebo v důsledku nedostatku normálních PrPc

Priony a lidská onemocnění Creutzfeldt-Jakobova choroba (CJD) Varianta CJD (vCJD) Gerstmann-Sträussler-Scheinkerova choroba – podobné CJD, ale amyloidní plaky v mozečku Fatální familiární insomnie – v rodech s CJD, ztráta neuronů Kuru – domorodci Nová Guinea – konzumace mozkové tkáně infikovaných osob – Nobelova cena Dr. Gajdusek

Creutzfeldt-Jakobova choroba Převážná většina prionových onemocnění Sporadická forma – 87 % -příčina vzniku neobjasněna, klinické příznaky po 60. roce – demence, ataxie, myoclonus Vrozená (familiární) forma – 8 % - mutace v genu pro PrPc Přenos iatrogenní cestou – 5 % - aplikace GF z hypofýz, Tx rohovky, operace mozku, atd. ztáta neuronů, hyperplásie astrocytů, mikroglií, plaky amyloidu

Varianta CJD Chov domácího skotu v UK – BSE – bovinní spongiformní encefalopatie – nemoc šílených krav - přenos ze skotu na člověka potravním řetězcem, od roku 1986 onemocnělo zhruba 180 tisíc zvířat, mozková hmota postiženého zvířete postupně dostává houbovitou podobu, zvíře ztrácí svalovou kontrolu, je dezorientované a buď uhyne samo nebo musí být utraceno. Nákaza – krmné směsi – masokostní moučka – přenos agens scrapie (ovce) na hovězí dobytek, nyní EC legislativa zákaz výživy hospodářských zvířat a ryb, skot na maso povinně testován na přítomnost BSE Lidská forma této choroby, takzvaná varianta Creutzfeldt-Jakobovy nemoci (vCJD), způsobila jen ve Velké Británii smrt 90 lidí Pomalejší progrese onemocnění, porucha psychiky, parastesie, ataxie, myoclonus, demence  CNS (bazální ganglia), tonzily, slezina, uzliny – plaky a detekce PrPSC