CYTOKINY, POVRCHOVÉ MOLEKULY, PROTILÁTKY

Prezentace na téma: "CYTOKINY, POVRCHOVÉ MOLEKULY, PROTILÁTKY"— Transkript prezentace:

1 CYTOKINY, POVRCHOVÉ MOLEKULY, PROTILÁTKY
Jan Novák

2 Imunitní systém představuje 3. linii obrany proti infekci

3 Struktura protilátek 2 identické lehké řetězce
Monomer: 4 řetězce 2 identické lehké řetězce 2 identické těžké řetězce Variabilní regiony: Dva úseky na Y’ části. Obsahují vazebná místa pro antigen (Fab). Identická na jedné protilátce, lišící se mezi protilátkami Konstantní regiony: kmen monomeru a dolní část Y´ Fc region: Kmen monomeru. Váže se na komplement nebo buňky

4 Protilátky jsou proteiny, které rozeznávají specifické antigeny

5 Klonální selekce B lymfocytů je způsobena stimulací antigenem

6 Humorální imunita – apoptóza
Programovaná buněčná smrt Lidský organismus vyrobí denně 100 millionů lymfocytů každý den. Pokud stejné množství neodumře, vznikne leukémie B lymfocyty, které nedostanous stimulační signál odumřou Mnoho virem napadených lymfocytů podléhá apoptoze jako prevence dalšího šíření infekce.

7 Imunologická paměť Titr protilátek: Množství protilátek v seru
Titry protilátek v průběhu infekce: Po iniciální expozici antigenu se protilátky v seru objevují až po několika dnech Následuje vzestup IgM, posléze IgG Z většiny B lymfocytů se stávají plazmatické buňky, z dalších paměťové buňky Pokles titru protilátek

8 Důsledky vazby antigen - protilátka
1. Aglutinace: Antibodies indukují shlukovámí antigenů IgM (decavalentní) je efektivnější než IgG (bivalentní). Hemaglutinace: Aglutinace erytrocytů. Používá se k určení krevních skupin a detekci viru chřipky. 2. Opsonizace: Antigen (mikrob) obalen protilátkou, která zvyšuje šance na pohlacení a strávení mikroba fagocytem

9 Humorální imunita 3. Neutralizace: IgG inaktivuje viry vazbou na jejich povrch a neutralizuje toxiny vazbou na jejich aktivní místa. 4. Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC): Destrukce větších organismů (červy). Cílový organismus je obalen protilátkami a zničen buňkami 5. Aktivace komplementu: IgG i IgM spouští komplementovou kaskádu vedoucí k lýze buněk a zánětu.

10 Důsledky vazby protilátky

11 Třídy imunoglobulinů I. IgG Struktura: Monomer
Podíl z protilátek v séru: 80% Lokalizace: krev, lymfa, střeva Poločas v séru: 23 dní Fixace komplementu: ano Transfér přes placentu: ano Funkce: Zvyšuje fagocytozu, neutralizuje toxiny a viry, protekce fetu a novorozenců

12 Třídy imunoglobulinů II. IgM Struktura: Pentamer
Podíl z protilátek v séru: 5-10% Lokalizace: krev, lymfa, povrch B lymfocytů (monomer) Poločas v séru: 5 dní Fixace komplementu: ano Transfér přes placentu: ne Funkce: První třída protilátek produkovaná během infekce, efektivní proti mikrobům, aglutinace

13 Třídy imunoglobulinů III. IgA Struktura: Dimer
Podíl z protilátek v séru: % Lokalizace: sekrety (sliny, slzy, střevo, mléko), krev, lymfa Poločas v séru: 6 dní Fixace komplementu: ne Transfér přes placentu: ne Funkce: Lokální ochrana sliznic, ochrana trávicího traktu, děti

14 Třídy imunoglobulinů IV. IgD Struktura: Monomer
Podíl z protilátek v séru: 0,2% Lokalizace: krev, lymfa, povrch B lymfocytů (monomer) Poločas v séru: 3 dny Fixace komplementu: ne Transfér přes placentu: ne Funkce: Funkce v séru neznámá, na povrchu B lymfocytů iniciuje imunitní odpověď

15 Třídy imunoglobulinů V. IgE Struktura: Monomer
Podíl z protilátek v séru : % Lokace: Mastocyty, žírné buňky, bazofily, krev Poločas v séru : 2 dny Fixace komplementu: ne Transfér přes placentu: ne Funkce: Alergické reakce, imunitní reakce proti červům.

16 CYTOKINY, POVRCHOVÉ MOLEKULY, PROTILÁTKY

17 CYTOKINY Skupina proteinů produkovaných buňkami, které fungují jako mediátory, především v imunitních procesech

18 CYTOKINY Rozpustné proteiny s malou molekulární hmotností (polypeptidy) produkované v rámci odpovědi proti mikrobům a dalším antigenům Působí prostřednictvím povrchových receptorů. Regulují a určují amplitudu imunitní odpovědi a trvání imunitní/zánětlivé odpovědi aktivací makrofágů, kontrolou vzniku a diferenciace T a B lymyfocytů.

19 Názvosloví cytokinů 1. Monokiny – produkovány mononukleárními buňkami (monocyty) 2. Lymfokiny – produkovány aktivovanými T lymfocyty, především Th 3. Interleukiny – produkovány leukocyty, působící na leukocyty 4.Chemokiny- chemotaktická aktivita

20 Klasifikace cytokinů Interleukins - produkovány leukocyty, působící na leukocyty Chemokines - chemotaktická aktivita Interferons – tkáňové antivirové cytokiny Transforming growth factors – růst, regulace Colony stimulating factors – růst, stimulace Tumor necrosis factors – indukce apoptosy

21 Vlastnosti 1.Produkovány buňkami nespecifické i specifické imunity
2. Mediují a regulují imunitní a zánětlivou odpověď 3. Sekrece je krátkodobá. Syntéza je iniciovaná transkripcí mRNA

22

23 5. Redundance –podobné funkce jsou zajištěny různými cytokiny
5. Redundance –podobné funkce jsou zajištěny různými cytokiny. Receptory pro cytokiny jsou heterodimery, které se slučují do rodin. V jedné rodině je jedna podjednotka společná všem členům rodiny. (obtížná klinická diagnostika)

24

25 Vlastnosti 6. Často ovlivňují syntézu jiných cytokinů. Iniciují kaskády, potencují/suprimují jiné cytokiny. Zajišťují positivní i negativní regulaci imunitních odpovědí. 7. Ovlivňují akci jiných cytokinů, efekt: antagonistický aditivní synergistický

26

27 Vlastnosti 8. Vazba na specifický receptor cílové buňky vysokou afinitou 9. Buněčné odpovědi na cytokiny jsou většinou pomalé, vyžadují syntézu mRNA a proteinů

28 Cytokine action can be

29 Funkční kategorie cytokinů
1) Prozánětlivé cytokiny - Produkovány aktivovanými makrofágy, NK buňkami atd. jako odpověď na infekci - chemotaxe - zabíjení - IL1, IL-6, IL-8, IL-12, IL-18, TNF-a

30 Funkční kategorie cytokinů
2) Protizánětlivé cytokiny - Produkovány především T lymfocyty - IL1Ra, IL-4, IL-10, TGF-b

31 Funkční kategorie cytokinů
3) Růstové faktory - IL2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-9, IL-11, IL-14, IL-15, G-CSF, EPO…

32 Funkční kategorie cytokinů
4) Cytokiny humorální imunity - IL-4, IL-5, IL-9, IL-13

33 Funkční kategorie cytokinů
5) Cytokiny buněčné imunity - IL-2, IL-12, IFN-g

34 Funkční kategorie cytokinů
6) Cytokiny s antivirovým potenciálem - IFN-a,b,g,

35

36

37

38 Receptory cytokinů Rozděleny do několika rodin dle struktury a aktivity

39 Hematopoetické faktory
receptory jsou dimery nebo trimery. konzervovaná Trp-Ser-X-Trp-Ser sequence. Íklad: IL-2 a GM-CSF.

40 Rodina interferonů receptory mají konservované cysteinové residuum, ale ne Trp-Ser-X-Trp-Ser sequenci Příklad: receptory pro IFNa, IFNb, and IFNg.

41 Rodina Tumor Necrosis Factor
4 extracelulární domeny, zahrnují receptory pro solubilní TNFa and TNFb a pro CD40 vázaný na membrány (důležitý pro aktivaci B lymfocytů a makrofágů) a Fas (apoptoza

42 Rodina chemokinů Receptory mají několik transmembránových šroubovic a interagují s G proteinem. Zahrnuje receptory pro IL-8, MIP-1 a RANTES. Chemokinový receptor CCR5 a CXCR4 jsou využívány virem HIV k proniknutí do makrofágů a T lymfocytů

43 Terapeutické využití cytokinů
1) Interferony v léčbě virových a nádorových onemocnění 2) Potenciace aktivace T lymfocytů u imunodeficitů (IL-2, IFN-,TNF-) 3) IL-2 and lymphokine activating killer cells (LAK) v léčbě nádorových onemocnění 4) GM-CSF užíván ke zvýšení počtu leukocytů a- po chemoterapii b- po transplantaci kostní dřeně C- u AIDS indukované leukopenie

44 5) Anti-cytokinové protilátky v léčbě autoimunitních chorob a rejekce po transplantaci:
a- Anti-TNF u revmatoidní artritidy b- Anti-IL2R k potlačení rejekce po transplantaci 6) Anti-TNF v léčbě septického šoku 7) Anti-IL-2R  v léčbě T buněčné leukemie dospělých 8) Anti-IL-4 v budoucnu k léčbě alergie

45 Adhesivní molekuly Adhese buněk Přenos signálu

46 Skupiny adhesivních molekul
Integriny Sdtruktura intracelulární matrix Složeny z 2 podjednotek (a a b) Klidová a aktivovaná konformace LFA-1, VLA-1-5, CR3, CR4

47 Skupiny adhesivních molekul
Molekuly s imunoglobulinovou strukturou ICAM, CD80/86, CD2

48 Skupiny adhesivních molekul
Selectiny a Lectiny L (leucotytes) E (endothelial) P (platelet) Interakce mezi leukocyty a endoteliem Receptory NK buněk (Lectiny C typu)

49 Skupiny adhesivních molekul
Muciny CD43 Suprese kontaktu mezi leukocyty

50 FC receptory Váží FC část immunoglobulinů
Rozděleny dle třídy imunoglobulinů, které vážou CD16, CD32, CD64

51 Receptory komplementu
Fagocytosa opsonizovaných částic (CR3,4) Clearance immunokomplexů Receptory pro chemotaxi (C3aR, C5aR)

52 CD – cluster of differentiation
systém klasifikace monoklonálních protilátek produkovaných různými laboratořemi proti epitopům povrchových molekul leukocytů povrchová molekula získá CD číslo pokud dvě specifické monoklonální protilátky vážou danou molekulu  +/- nebo hi, mid nebo low (alternativně bright, mid or dim)

53 CD – cluster of differentiation
CD1, CD2, CD3, CD4, CD5, CD8, CD11, CD14, CD16, CD19, CD20, CD25, CD28, CD34, CD38, CD45, CD56, CD69, CD96, CD161