1. No category

Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
KAPITEL 1 Noterne til dette kapitel er mere overordnede, idet kapitlet berører emner, som gennemgås grundigt
og detaljeret i senere kapitler.
Immunsystemets rolle er at forebygge og/eller eliminere allerede etablerede infektioner.
Immunitet = resistens mod infektiøse sygdomme
Immunsystemet = de celler, væv og molekyler, som medierer resistensen
Immunrespons = immunsystemets koordinerede reaktioner mod en infektiøs mikrobe
INNAT OG ADAPTIV IMMUNITET
Forsvarsmekanismer mod given infektion består i et initialt, hurtigt respons medieret af det innate
immunsystem og et langsomt udviklende adaptivt immunsystem, som medierer det senere, mere
effektive forsvar.
Innat immunitet: altid tilstede i raske individer og klar til at blokere og eliminere mikrober.
• Komponenter: epithelial barriere, fagocytter, dendritceller (DC), complement-systemet, NKceller
• Reagerer mod mikrober (=pathogener) men ikke mod non-infektiøse fremmede substanser
• Fremmer adaptivt immunrespons (se kap. 2)
Pga. mikrobers resistensudvikling er der behov for det adaptive immunrespons
Adaptiv immunitet: stimuleres af mikrober, som passerer den epitheliale barriere og transporteres
til lymfoide organer. Forsvaret adapterer sig til mikrobens tilstedeværelse og udvikler det bedst
tænkelige forsvar mod denne.
• Komponenter: B-lymfocytter og T-lymfocytter (+ deres produkter, fx antistoffer)
• Stor specificitet
• Bekæmper forskellige typer infektion: antistoffer fra aktiverede B-lymfocytter eliminerer
mikrober, som befinder sig extracellulært. Aktiverede T-lymfocytter eliminerer mikrober, som
opholder sig intracellulært.
Der foregår et samspil mellem det innate og det adaptive immunrespons. Det innate immunsystem
fremmer det adaptive immunsystem, som igen benytter sig at komponenter fra det innate
immunsystem til at eliminere en given mikrobe.
TYPER AF ADAPTIV IMMUNITET
• Humoral immunitet: Antistoffer fra aktiverede B-celler mod extracellulære mikrober, som
herved neutraliseres og elimineres.
• Celle-medieret immunitet: aktiverede T-celler som bl.a. via fagocytter eller
celledrabsmekanismer eliminerer intracellulære mikrober
T-celler genkender kun protein-antigen. B-celler genkender både protein, sakkarider, lipider.
• Aktiv immunitet: immunitet pga. infektion eller vaccination à udvikler immunologisk
hukommelse mod den givne mikrobe
1
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
• Passiv immunitet: immunitet pga. overførte antistoffer/lymfocytter groet i et andet individ. à
der udvikles ingen hukommelse mod mikroben.
DET ADAPTIVE IMMUNRESPONS’ EGENSKABER
•
•
•
•
•
•
•
Specificitet
Diversitet
Hukommelse (primært respons à sekundært respons)
Klonal ekspansion
Specialisering
”contraction and homeostasis”
non-reaktivitet mod selv-antigener
CELLER I DET ADAPTIVE IMMUNSYSTEM (fig. 1-9, s. 10)
Lymfocytter:
o B-celler: modnes i knoglemarv og aktiveres i perifere lymfoide organer til plasmaceller,
som producerer antistoffer.
o T-celler: modnes i thymus til enten CD4+ eller CD8+. Aktiveres i perifere lymfoide
organer til hhv. T-hjælper celler (TH1, TH2, TH17, Treg) eller CTLs (cytotoxic T
lymfocytes). Obs: T-celler er MHC-restrikterede
o NK-celler: del af det innate immunrespons
• Antigenpræsenterende celler (APC): DC, makrofager, follikulære DC (FDC)
• Effektorceller: T-celler, makrofager, granulocytter
CD = cluster of differentiation. Nomenklatur for overfladeproteiner på lymfocytterne
•
IMMUNSYSTEMETS VÆV
•
•
Primære lymfoide organer: modning af lymfocytter
o Knoglemarv (B-celler)
o Thymus (T-celler)
De sekundære lymfoide organer: aktivering af adaptive immunresponser. En vigtig funktion
er, at bringe sjældent forekommende celler sammen, på en sådan måde at interaktionen er
produktivt.
o Lymfeknuder: indskudt i lymfecirkulationen
§ Follikler (i cortex): B-celle zone og indeholder FDCs
• Primære
• Sekundære (= follikel m. germinalcenter)
§ Paracortex: T-celle zone og indeholder modne DCs
o Milt: indskudt i blodbanen
§ Rød pulpa
§ Hvid pulpa m. PALS (T-celle zone) og follikler (B-celle zone)
o Kutan og mukøs lymfoidt system: i epithel, GI- og respirations-kanal
§ Pharyngeale tonsiller
§ Peyerske plaques
2
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
Lymfocyttens recirkulation og migration ind i væv
Dette er mest relevant for T-cellen, idet denne skal migrere til infektionssite for at udøve sine
effektorfunktioner, hvorimod B-cellen blot secernerer antistoffer som via blodet føres til
infektionssite.
Naiv T-celle udtrykker L-selektin à gnm. HEV i lymfeknude til paracortex à naiv T-celle scanner
området for antigener à to udfaldsveje:
1. Genkender specifikt antigen på DC à aktiveres, prolif. og diff. til effektor T-celle à
nedregulerer L-selektin og opregulerer sphingosine-1-phosphat à migrerer ud til blodbanen
og hen til infektionssted
2. Genkender intet antigen à føres tilbage til det lymfoide kredsløb og recirkulerer
OVERSIGT OVER IMMUNRESPONS MOD MIKROBE
Det tidlige innate immunrespons
o Bremser mikrobe via epithelial barriere
o Hvis mikrobe kommer over epithelial barriere à fagocytter, NK-celler, complement
forsøger at eliminere mikrobe og initierer adaptiv immunitet.
• Det adaptive immunrespons (benytter sig overordnet set tre mekanismer):
o Aktiverede B-celler (=plasmaceller) secernerer antistoffer
o Aktiverede CD4+ T-celler (hjælper T-celler) fremmer fagocyttens mikrobielle drab
o Aktiverede CD8+ T-celler (=CTLs) inducerer apoptose af inficerede værtsceller
Capture og præsentation af mikrobielle antigener
•
DCs fagocytterer mikrobe, der er kommet over den epitheliale barriere à DC migrerer til
lymfeknude og præsenterer mikrobiel antigen på MHC-molekyle à naiv T-celle genkender
antigen-MHC komplex og aktiveres.
(Også B-celler kan genkende protein-antigener og desuden polysaccharid- og nonprotein-antigener)
•
DC vil under sin modning begynde at udtrykke costimulatorer og secernere cytokiner, som
yderligere stimulerer den naive T-celle til prolif. og diff.
OBS: der skal altså to signaler til T-celle aktivering: signal 1 = antigen og signal 2 = cytokiner,
costimulatorer og andre molekyler fra det innate immunsystem. Herved sikres at det kun de
fremmede og farlige substanser udløser et immunrespons.
•
•
Aktivering af T-cellen fører til øget transkription af cytokiner, cytokin-receptorer og
effektormolekyler.
Celle-medieret immunitet: aktivering af T-lymfocytter og eliminering af celle-associerede
mikrober
•
Naiv T-celle aktiveres à effektor-T-celle
o Naive CD4+ T-celler aktiveres til T-hjælper celler
o Naive CD8+ T-celler aktiveres til cytotoxisk T-celler (=CTLs)
3
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
Effektor T-cellen migrerer via blodbanen til infektionssite og vil her blive reaktiveret af antigen.
Den kan nu udføre sine funktioner.
•
•
T-hjælper-celler: secernerer cytokiner à binder til B-celler og makrofager og fremmer hhv.
Antistofproduktion og makrofagens mikrobe-drab
CTLs: dræber direkte inficerede værtsceller
Humoral immunitet: aktivering af B-lymfocytter og eliminering af extracellulære mikrober
•
•
•
•
•
Naiv B-celle aktiveres à prolif. og diff. à plasmacelle med antistofproduktion
o Fuld B-celle aktivering kræver hjælp fra CD4+ T-celler
B-cellen er også en APC og vil altså optage, processere og præsentere antigen på MHC til Thjælper-celler. Ved genkendelse vil T-hjælper-cellen secernerer cytokiner og
overfladeproteiner, som aktiverer B-cellen.
Polysaccharid- og lipidantigener vil udløse sekretion af IgM.
Proteinantigen vil stimulere T-hjælper-celler, som igen vil stimulere B-cellen til isotype
switch (til IgG, IgA el. IgE) og affinitetsmodning (øget antigenspecificitet)
Antistofferne vil neutralisere og opsonisere mikroben, og de vil aktivere complementsystemet
Immunresponsets tilbage-fald og immunologisk hukommelse:
Størstedelen af effektor-cellerne dør ved apoptose, når mikroben er elimineret. Herved vender det
adaptive immunsystem tilbage til sin basale hvile-stadie (homeostase). Specielt for det adaptive
immunsystem er udvikling er immunologisk hukommelse. Memory-celler er en gruppe antigenspecifikke lymfocytter som lever længe efter mikroben er elimineret, og som reagerer hurtigere og
mere effektivt end naive celler ved gentagen exponering til det specifikke antigen. Dette fænomen
benyttes ved vaccination.
KAPITEL 2
Det innate immunsystem er det tidlige respons mod mikrober og kan i nogle tilfælde nå at eliminere
mikroben helt, inden det adaptive når at sætte ind.
Fælles karakteristika for komponenterne i det innate immunsystem:
•
•
Genkender og reagerer mod mikrober, men ikke mod non-mikrobielle substanser
Kan aktiveres af værtsceller, som er beskadiget af mikrober
DET INNATE IMMUNSYSTEMS GENKENDELSE AF MIKROBER1
Specificitet:
•
1
PAMPs = pathogen associated molecular patterns.
For sammenligning ml. det innate og det adaptive immunsystem se fig. 2-­‐1, s. 25 4
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
o Strukturer fælles for en klasse mikrober, men som ikke findes på vores egne værtsceller
à target for det innate immunsystem
o Typisk essentielle for mikrobens funktion og overlevelse – herved kan mikroben ikke
ved mutation af target undgå det innate immunsystem
o fx: LPS, mannose, dobbeltstrenget RNA, umethyleret CpG oligonukleotider
• PRR = pattern recognition receptors
o Receptorerne, der genkender PAMPs
• DAMPs = damage associated molecular patterns.
o Molekyler frigjort fra stresset/nekrotisk celle og som aktiverer det innate immunsystems
komponenter
Receptorer:
PRR kodes i germline-celler (kimceller) og har derfor begrænset diversitet, da der ikke sker nogen
form for rekombination.
• Genkender < 103 forskellige PAMPs
• Non-klonalt distribuerede
Til forskel herfor er det adaptive immunsystem, som ved genetisk rekombination kan producere en
enorm receptor-diversitet under modningen af lymfocytterne.
•
•
Genkender > 109 forskellige antigener
Klonal receptordistribuering – dvs. hver lymfocytklon, sin receptorspecificitet.
Det innate immunsystem skelner ml. selv og non-selv
• PRRs specificitet er mod molekyler typisk kun er udtrykt på mikrober.
• I tilfælde af binding til selv-celle forhindres aktivering vha. regulatoriske proteiner.
Det innate immunsystem har samme respons mod mikrobe ved gentagne exponeringer. Modsat
hertil ses, at det adaptive immunsystem vil udvikle et kraftigere og mere effektivt respons ved
gentagen exponering af samme mikrobe.
•
•
Det adaptive immunsystem har altså hukommelse og adapterer
Immunologisk hukommelse ses ikke i det innate immunsystem
De to typiske reaktioner udløst ved aktivering af det innate immunsystem:
•
•
Inflammation: aktivering og rekruttering af leukocytter
Antiviralt forsvar: primært via NK celler og interferoner mod intracellulære vira.
Cellulære receptorer (PRRs) mod mikrober
•
•
Lokalisering: Cellemembran-overflade, endosom (sendt fra ER), cytoplasma
TLRs er specifikke for forskellige komponenter i mikroben
o TLR-1, -2, -6: peptidoglykaner, lipoproteiner
o TLR-4: gramnegative LPS (endotoxin)
5
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
o TLR-5: bakterielle flagelliner
o TLR-3, -7, -8, -9: mikrobielle nukleinsyrer
Ved binding af PAMPs til TLR aktiveres transkriptionsfaktorer (NFκB eller IRF-3) som fører til
expression af gener kodende for cytokiner, kemokiner, adhæsionsmolekyler, costimulatorer og
interferoner – alle sammen proteiner involverede i fagocytters og DCs antimikrobielle funktioner.
•
•
•
N-formyl methionyl receptor genkender peptider med formyl-methionin i N-terminalen
Mannose-receptor genkender terminale mannoser
Cytoplasmatiske receptorer genkender bl.a. nukleinsyrer og bakterielle peptider
KOMPONENTER I DET INNATE IMMUNSYSTEM
Epithel: hud, GI, respirationsveje
• Fysisk og kemisk barriere
o Peptid antibiotika produceret af epithelet
o Intracellulære γδ-T-lymfocytter
Cirkulerende phagocytter: rekrutteres à fagocytterer og laver intracellulært drab
• Neutrofile: Fra knoglemarv, stimuleret af colony stimulating factors til proliferation og
modning. Første celletype ved infektion, især ved bakteriel og svampeinfektion. Dør ved
fagocytose
• Monocytter differentierer til makrofager: overlever i lang tid. Foruden fagocytose secernerer
makrofagen også cytokiner, vækstfaktorer, stimulerer T-lymfocytter og fremmer det adaptive
immunsystem.
Migration fra cirkulationen til extravaskulær infektion af phagocytterne foregår ved:
Rolling, adhæssion og migration:
1. Mikrobe gennembryder epithelial barriere og findes nu i vævet
2. Residente makrofager fagocytterer mikrobe og secernerer cytokinerne TNF-α og IL-1
3. Epithelceller udtrykker E- og P-selektin (adhæsionsmolekyler) à binder løst leukocytterne
(neutrofil + monocyt) à rolling
4. Residente makrofager secernerer desuden Kemokiner à øger affitinitet af integriner på
leukocyt (lav-affin à høj-affin integrin), som nu kan binde højaffint til integrin-ligand på
endothelcelle à adhæsion
5. Kemokinerne stimulerer desuden leukocyt-motilitet à migration vha bla PECAM1
Sekvensen af selectin-medieret rolling, integrin-medieret adhæsion og chemokin-medieret
motilitet fører til migration af leukocytten til det extracellulære infektionssite og dette fører til:
Inflammation = akkummulering af leukocytter, øget væskeudtrængning og proteinudtrængning på
extracellulær infektionssite.
Forskellige receptorer på leukocytten er involverede i de forskellige trin:
•
•
TLRs, N-formyl-methionyl receptor, cytokinreceptorer: aktivering af leukocyt
Mannosereceptor og scavenger receptor: fagocytose
6
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
Opsonisering = coating (complement el. antistof) af mikrobe, som fremmer fagocytose
Fagocytose:
•
•
•
binding af mikrobe til PRR à extension af membran à endocytose à phagosom
phagosom + lysosom = phagolysosom
phagolysosom danner: ROS, NO og lysosomale proteaser à nedbryder mikrobe
Dendritceller: producerer cytokiner og rekrutterer leukocytter. Danner bro mellem adaptivt og
innat immunsystem.
NK-celler (=lymfocyt): Udfører celledrab og secernerer IFN-γ.
• IL-15 for udvikling og modning af NK
• IL-12 (fra makrofag) fremmer dræberfunktion af NK
• Vigtig ved virusinfektion, hvor man har en intracellulær mikrobe
• Cytotoxiske granulae fra NK transporteres ind i inficeret host-celle à enzymaktivering à
apoptose
• Producerer IFN-γ à makrofagaktivering, som vil øge sin sekretion af IL-12, som iden vil
aktivere NK og herved fås at positivt aktiverings-loop.
Aktivering af NK-cellen afhænger af en balance ml. aktiverende og inhiberende receptorer:
•
Aktiverende receptorer: har ITAMs, som ved fosforylering bevirker IFN-γ produktion og
frigivelse cytotoxiske granula
o NKG2D: MHC I genkendelse
o Fc-receptor binder Fc del af IgG, som har bundet mikrobe (ADCC reaktion)
• Inhiberende receptorer: Er specifikke for MHC I molekyler og har ITIMs
o KIRs og andre: genkender self-MHC I à blokerer NK-celles aktivitet
Det smarte ved inhibering-/aktiverings-balancen er i de tilfælde hvor MHC I er muteret grundet
virus à kan ikke genkendes af CD8+ CTLs, men vil her så aktivere NK-celler i stedet og apoptose
induceres alligevel.
Andre typer af lymfocytter: der forekommer nogle lymfocytter, som egentlig tilhører det adaptive
immunsystem, men som at egenskaber fra innat immunitet, som fx hurtigt respons, lille diversitet.
Det drejer sig om
•
•
•
•
γδ-T-celler: tilstede i epithelet
NK-T-celler: tilstede i epithel og lymfoide organer
B-1 celler: i peritoneum og mucosa
Marginalzone B-celler: i lymfoide follikler i bl.a. milt
Komplement: cirkulerende og membranassocierede proteiner, som ved aktivering fører til
inflammation, opsonisering og celle-lysis
• Tre pathways: alternativ, klassisk og lectin pathway
• C3b: opsonisering og phagocytose
• C3a og C5a: chemoattraktanter, som fremmer inflammation
7
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
MAC: lysis
C3d: second signal til aktivering af B-celler
Cytokiner: stoffer ansvarlige for kommunikation ml. leukocytter og andre celler (fig. 2-13)
•
•
•
•
primær cytokin-kilde i det innate immunsystem: DC og makrofager
secerneres når bakterielle komponenter binder til TLRs
binder til højaffine receptorer på målcelle (oftest parakrint el. autokrint)
TNF-α, IL-1 og chemokiner = primære cytokiner involveret i rekruttering af neutrofile og
monocytter til infektionssite.
En kort oversigt over hvilke cytokiner, der secerneres fra tre centrale celler:
• Makrofag: IL-1, IL-6, IL-10, IL-12, IL-15, IFN-α, chemokiner, TNF-α
• Dendritcelle: IL-10, IL-12, chemokiner, IFN-α
• NK-celle: IFN-γ
Andre plasmaproteiner i den innate immunitet: MBL, surfactant, CRP. Indgår i akut fase
responset under infektion.
Opsamling: Det innate immunsystem reagerer på den mest effektive måde mod en mikrobe.
Extracellulære bakterier og fungi elimineres af fagocytter, complementsystemet og akutfaseproteiner, mens intracellulært lejrede bakterier og vira elimineres af fagocytter, DC og NK-celler
samt cytokiner.
MIKROBERS UNDDRAGELSE AF DEN INNATE IMMUNITET:
Pathogener har udviklet sig til på forskellige måder at undgå det innate immunsystem.
•
•
•
Pneumokok: resistens over for phagocytose (vha. polysakkarid-kapsel)
Stafylokok: resistens overfor ROS (vha. catalase)
Streptokok: resistens overfor komplement (ved hæmning af C3- og C5-convertasen)
DET INNATE IMMUNITETS ROLLE I DET ADAPTIVE IMMUNRESPONS
Husk på, at fuld aktivering af antigen-specifikke lymfocytter kræver to signaler:
•
•
Signal 1: antigen
Signal 2: enten:
o Det innate immunrespons på mikroben (fx costimulatorer, cytokiner)
o Mikroben selv
o Værtsceller, som pga. Mikroben, er beskadigede.
8
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
To eksempler:
•
Cellemedieret: Mikrober eller IFN-γ fra NKcellerne, som respons på mikroben, stimulerer
dendritceller og makrofager til at producere to typer second signals, der vil aktivere Tlymfocytter
1. Costimulatorer på celleoverflade à binder til naiv T-celle, som aktiveres
2. IL-12, som stimulerer differentiering af naive T-celler til effektor T-celler
•
Humoralt medieret: Blodbårne mikrober aktiverer komplementsystemet via alternative
pathway. B-celler genkender komplementproteiner bundet til mikrober og dette vil få B-cellen
til at differentierer til plasmaceller (antistof-secernerende).
Adjuvant: substans som hæftes på antigen ved fx vaccination, og har til virkning af udløse samme
innate immunrespons (dvs udtrykke costimulatorer), som mikroben egentlig ville have udløst.
Hvorfor er second signal vigtigt:
•
•
Stimulerer adaptive immunsystem
Er afgørende for hvilken type adaptivt immunrespons, der aktiveres.
o Blodbårne mikrober à antistoffer
o Intracellulære mikrober à cellemedieret.
KAPITEL 3
B-celler genkender: protein, polysaccharid, lipid, nukleinsyrer
T-celler genkender: protein præsenteret på MHC molekyler
MHC: genetisk locus, hvis produkt primært præsenterer peptid fra antigen
APC = specialiseret celle, som fagocytterer mikrobe og præsenterer dem for Tcellen. Mest potente
er dendritcellen (DC)
ANTIGENER GENKENDT AF T-LYMFOCYTTER
•
•
•
•
MCH restriktion = T-celler kan kun se antigenpeptid, når det er præsenteret på MHC
TCR genkender både 1) fremmed peptid og 2) eget MHC
Naiv Tcelle skal præsenteres for antigen-MHC komplex før der kan ske klonal expansion
Effektor Tcelle skal igen præsenteres for antigen-MHC komplex for at aktivere Tcellens
effektor-funktion på det humorale og celle-medierede immunrespons
CAPTURE AF PROTEIN-ANTIGEN AF APCs
1. umoden DC i epidermis (Langerhans celler) fanger mikrobe vha. PRRs à endocytose
2. samtidig stimulerer mikrobe innat immunsystem ved binding til TLRs à TNF og IL-1 à
inflammation
3. Kombinationen af TLRsignal og cytokiner aktiverer DC à ændring i funktion og fænotype
4. aktiveret DC mister epitheladhæsion og begynder at udtrykke CCR7, som er specifik for
kemokiner udtrykt i T-celle-zonen i lymfeknuden
9
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
5. DC migrerer til lymfeknude og modner undervejs til APC med evne til at stimulere Tcelle
6. proteinantigenerne koncentreres altså i de områder, hvor der findes Tceller.
Naive Tceller udtrykker også CCR7, således at de fra cirkulationen kommer ind i lymfeknuden
APCs (alle nukleære celler kan præsentere antigen fra mikrobe i cytoplasma, til Tcelle)
DC:
• Initierer Tcelle respons
• Directs diff. af CD4+ Tceller til hhv Th1, Th2, Th17
• Desuden involveret i initiering af respons fra CD8+ Tcelle på intracell. mikrober
• Follikulære dendrit celler (FDC) præsenterer antigen til aktiverede Bceller. Antigenerne er i
dette tilfælde coated med IgG eller complement
Makrofagen:
•
Fagocyterer mikrobe og præsenterer antigen til effektor-T-celle à aktivering af makrofag til
drab af mikroben
B-cellen:
•
Optager antigen og præsenterer det til T-celler i lymfoidt væv (vigtigt for udvikling af
humoralt respons)
CROSS PRESENTATION: DC optager inficeret celle (fx virus) og præsenterer antigen til T-celle
•
•
Problematikken er, at virus kan inficere alle celler – også dem, som ikke er APCs. Så hvordan
skal CTL blive alarmeret om, at der skal sættes et immunrespons i gang? Dette hjælper DC
med.
DC præsenterer antigen fra anden celle (inficeret) og aktiverer naive Tceller, som så kan
dræbe inficeret celle uden behov for DC.
DC kan samtidig aktivere CD4+ T-celler. Dette er smart fordi aktivering af CD8+ celler til effektor
CTLs mange gange kræver hjælp fra CD4+ celler.
STRUKTUR OG FUNKTION AF MHC (=HLA)
•
•
•
•
MHC er et membranprotein på APC. Præsenterer antigen til T-celler
Laves i ER
MHC I og MHC II: indeholder kløft til antigenbinding. Dannet af 2 α-helices med en β-pleated
sheat.
Struktur af MHC I: transmembran α-tungkæde bundet til extracellulær
β2-mikroglobulin
o Individuelle forskelle i MHC ligger i α-kæden (α1 og α2 domæne
= antigenbinding)
o α3 er invariant. Binder CD8 coreceptor på Tcelle
o Kun CD8+ Tceller responderer på antigen i MHC I
10
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
jan. 2013
Struktur af MHC II: 2 transmembrane kæder: 1 α-kæde (α1 og α2) og 1
β-kæde (β1 og β2)
o Antigenbinding sker ved 1-enden
o β2 domænet binder CD4 coreceptor på Tcelle
o Kun CD4+ T-celler responderer på antigen i MHC II
MHC I udtrykt på alle celler med kerne (vigtigt da alle disse kan blive
inficeret med virus), MHC II kun på DC, makrofag og B-celle
•
•
•
3 polymorfe MHC I gener: HLA-A, HLA-B, HLA-C à man arver et sæt gener fra hver
forælder à celle kan udtrykke 6 forskellige MHC I molekyler
I MHC II, arves 1 par HLA-DP gener, et par HLA-DQ gener, et par HLA-DRα gen og et eller
to HLA-DRβ gener à en celle kan udtrykke ml. 6-8 MHC II molekyler (3 eller 4 fra hver
forældre), det kan blive væsentligt højere antal end 6
Hvert MHC molekyle kan kun præsentere ét peptid ad gangen, men har evnen til at præsentere
mange forskellige peptider.
o Vigtigt! Idet man kun har få forskellige MHC molekyler, som skal præsentere en bred
variation af antigener
MHC molekylet får sit peptid fra antigen undervejs i syntesen og samles altså inde i cellen.
•
•
•
•
Der præsenteres kun peptid fra mikrober, som er inde i værtscellen
MHC I: peptid fra endogent produceret (cytosol) protein
MHC II: peptid fra exogent optaget protein beliggende i intracellulære vesikler.
Kun stabilt, når det har bundet peptid à kan så indsættes i membran og sidde der i dage
Ifm. transplantation: hvis individer adskiller sig på MHC vil graft afstødes. Vigtigst er MHC I forlig
Karakteristika for MHC: (s. 56)
•
•
•
•
•
Bred specificitet, da det binder mange forskellige peptid-slags
Præsenterer KUN peptid og kun ét peptid ad gangen
Peptid er acquired under den intracellulære samling af MHC
For stabil MHC molekyle kræves det at peptid er bundet
Langsom off-rate
MHC præsenterer både selv- og ikke-selv-antigen
•
•
T-cellens negative selektion sikrer at der ikke udvikles autoimmunitet
Der skal kun meget lidt MHC-antigen komplex til for at initiere immunrespons, og derfor er
det ikke et problem at MHC også præsenterer selv-peptider, som der jo oftest er mest af
11
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
PROCESSING AND PRESENTATION AF PROTEIN ANTIGENS se s. 59, fig. 3-12
Immunodominant epitop = de få peptider ud af et helt antigen, som kan binde sig til MHC og
derved stimulere immunrespons.
1. Extracellulære proteiner internaliseres af APC à processeres i vesikler à præsenteres på
MHC II
• Internalisering: mikrobe binder til PRR, eller mikrobe opsoniseres og binder til FcR
(gælder for B-celle) eller complementreceptorer.
• Endosom: nedbrydes af proteaser à peptid dannes
• I ER sker MHC syntese. Nysyntetiseret MHC har optages sin kløft med CLIP (’invariant
chain’) à begynder trsp i vesikler mod overflade à fusionerer med endosom à DM
protein fjerner CLIP fra MHC II à MHC II er nu ledig for peptid à ved binding
stabiliseres komplex og kommer til celleoverflade
2. Protein i cytosol à processeres i cytoplasma à præsenteres på MHC I
• Antigen-protein kan i cytosol stamme fra virus, fra fagocyteret mikrober som lækker fra
vesikel eller fra muteret DNA, som i tumor.
• Protein ’unfoldes’ à tagges med ubiquitin à degraderes i proteasom
• TAP (trsp-protein) sidder i ERmembran à binder peptid fra cytoplasma à pumper det
over ER membran og interiort, hvor MHC I venter, bundet til indside af TAP
• Hos MHC I er der ikke et tilsvarende CLIP bundet. Hvis peptid fitter à komplex
stabiliseres og trsp til overflade.
VIRUS STRATEGI FOR AT BLOKKE MHC I PATHWAY:
•
•
•
Fjerner nysyntetiseret MHC fra ER
Hæmmer MHC transkription
Blokker TAP-funktion, så peptid ikke kan komme ind til MHC I i ER
Favorabelt for virus at inhibere MHC I pathway, så præsetation af dens antigen til CD8+ celler
reduceres. Denne strategi modkæmpes dog af NKceller som genkender celler uden MHC I
expression.
FYSIOLOGISK VIGTIGHED
MHC kan kun loades med peptid inde i cellen. T-cellen genkender derfor kun fagocyterede og
intracellulære mikrober, hvilke er de typer af mikrober, som skal bekæmpes med et T-celle medieret
immunrespons.
CD4+ genkender MHC II-antigen-komplex à udvikles til T-hjælper-celler à hjælper B-celle med
antistofproduktion og hjælper phagocytter med at destruere optagede mikrober. Altså aktiveres de
to bedste mekanismer til at eliminere extracellulære og optagede mikrober
CD8+ genkender MHC I-antigen-komplex à udvikles til CTLs à dræber celle og fjerner infektion
Når bakterie optages af APC, vil endotoxin (LPS) fra bakterien virke på TLR og inducere
expression af costimulatorer og cytokinsekretion
12
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
KAPITEL 4
ANTIGEN RECEPTORER PÅ LYMFOCYTTER
To funktioner for lymfocytreceptor: specifik antigengenkendelse og signaltransduktion
•
•
B-cellers antigenreceptors: genkender lipid, kulhydrat, protein og nukleinsyrer
o membranbundet antistof: genkender antigen og aktiverer Bcelle til antistof-sekretion
o secerneret antistof: neutraliserer og eliminerer mikrober og toxiner (effektor-fase)
T-celler antigenceptorer: genkender peptid præsenteret på MHC molekyle på APC
Antigenreceptorens opbygning:
•
•
Variabel region (V): antigenbinding
o Hypervariable regioner = CDRs, hvori variabilitet ligger
Constant region (C)
Antigenreceptor er nonkovalent bundet til andre invariante molekyler der formidler signalkaskaden.
Når nærliggende antigenreceptorer binder til to eller flere antigener, trækkes receptorer sammen til
et aggregat (= crosslinking)
ANTISTOFFER
•
•
•
Består af 4 kæder (2 heavy chains og 2 light chains)
Light chain har 1 V og 1 C region (husk: ingen forbindelse til cellemembran)
o To typer: κ og λ (forskel i C regionen, men ikke i funktion). B-cellen har
enten κ el. λ
Heavy chain har 1 V og 3 eller 4 C regioner
o 5 typer: µ, δ, γ, ε, α (forskel i C region)
Enhver lightchain kan kombineres med enhver heavychain
Hver V region i både H- og L-chain indeholder 3 CDRs. I CDR3 ved junktion ml. V
og C findes den største variabilitet
•
•
•
Fab = antigen genkendelse = hele light-chain + heavy chains V og første C region
Fc = resterende heavy chain
Imellem Fab og Fc er hængelsesregion ”hinge”
Ig molekylet har to identiske Fab regioner, som begge binder antigen og én Fc region, som er
ansvarlig for aktivitet og effektorfunktionen af antistoffet.
•
•
•
BCR = Ig-molekyler + Igα og Igβ
Isotype switch: ændring af heavy chain C-region. Specificitet opretholdes idet Vregionen
forbliver uændret, men effektorfunktionen ændres.
Undergår desuden affinitetsmodning
Antigen binder nonkovalent og reversibelt til antistof. Genkender epitop af antigen baseret på
linearitet eller konformation
13
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
Affinitet: styrke hvorved antistof binder et antigen
Aviditet: hvor mange epitoper et antistof kan binde til pr. gang. Fx: IgG: 2 og IgM: 10
Monoklonale antistoffer: én B-celle klon laver antistof med én og kun én specificitet
T-CELLE-RECEPTORER (TCR) FOR ANTIGENER
•
•
•
•
•
TCR = membranbundet heterodimer med en α-kæde og en β-kæde, som begge har en V- og en
C-region
o V-regionen: 3 CDR, med CDR3 som den mest variable
o Både α-kæde og β-kæde er membranforankret
Få TCR består af γδ kæder (findes især i epithel) og har anden
specificitet (uden MHCkomplex).
TCR komplex = TCR + CD3 + ζ (som er en homodimer)
Desuden behøver TCR sin co-receptor hhv. CD4 el. CD8, der også
transmitterer aktiverende signaler
Undergår ikke affinitetsmodning
MATURATION AF LYMFOCYTTER
•
3-trins proces for modning:
1. Proliferation af immature celler
2. Expression af antigenreceptor-gener
3. Selektion af lymfocytter som udtrykker brugbar antigenreceptor
Proliferation: stimuleres af IL-7 fra stromale celler i knoglemarv og thymus. behøves fordi
dannelse af effektive antigenreceptor er ineffektiv og der behøves en stor pool af celler.
Expression af antigenreceptor-gener: Diversiteten dannes primært ved at variere
nukleotidsekvensen mellem V, D og J.
PRODUKTION AF FORSKELLIGE ANTIGENRECEPTORER
Somatisk rekombination af gensegmenter, som koder for variable regioner. Under denne
proces dannes også diversiteten.
o Ml. V-gener og C-gener findes J-gener (joining) og D-gener (diversity)
à D gener kun i heavy-chain for Bcelle og β-kæde for TCR
Den udviklende B-celle vil rekombinere én af sine Ig VH gensegmenter med ét D og et J segment.
Dvs. at den nu har et rekombineret V-D-J gen i heavy chain locus.
• Det første Ig protein, som syntetiseres er µ-heavy chain
•
VDJrekombinase medierer somatisk rekombination: RAG-1 og RAG-2 er en del af VDJrekombinasen og genkender DNA sekvens, som sidder på alle V, D og J segmenter à bringer VDJ
tættere på hinanden à man får et rekombineret VJ eller VDJ gensegment.
•
Diversitet i antigenreceptorer laves ved
1. Kombinatoriske diversitet = kombination af forskellige V, D og J gensegmenter
14
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
jan. 2013
2. junktional diversitet = ændring af nukleotidsekvens ml. V, D og J gensegmenter ved
indsætning af P- og N-nukleotider
3. kombination af tunge/lette kæde
4. somatisk hypermutation
Først DJ rekombination og så V-DJ rekombination
MODNING OG SELEKTION AF B-CELLER
Pro-B-celle à præ-B-celle à immatur B-celle (IgM)à matur B-celle (IgM og IgD)
Præ-B-celle består af: cytoplasmic µ protein + noget µ-protein som sammen med surrogat lightchain indsættes i cellemembran à associerer med Igα og Igβ à danner pre-BCR = første
checkpoint i B-celle modning.
Når dette sker, så vil præ-BCR og µ-protein gøre to ting:
•
•
•
•
1. lukke for rekombinationen af heavy-chain gener på det andet kromosom = allelic
exclusion. Således kan Bceller kun udtrykke Ig fra ét af dens to parentale kromosomer
2. starte rekombination af light chain lokus (først κ, så γ) à dannet light chain associerer
med µ-protein à dannet komplet membranbundet IgM antigen receptor.
à det sekundære checkpoint er godkendt og proliferation starter
den immature Bcelle = IgM-expression B-celle
Den videre modning kan enten ske i knoglemarv eller milt.
De sidste modningstrin involverer: co-ekspression af IgD og IgM
den mature B-celle = IgM+IgD+ B-celle
Desuden haves negativ selektion af B-celler:
•
Højaffin binding til antigen à apoptose eller receptor-editering
De fleste mature B-celler er follikulære B-celler.
MATURATION OG SELEKTION AF T-CELLER
Stamcelle à dobbelt-negativ à præ-T-celle à dobbelt positiv à moden enkelt positiv T-celle
(CD4+ el. CD8+)
•
•
•
•
Den dobbelt negative progenitor expanderer under IL-7 påvirkning fra thymus.
Der sker TCR β-gen rekombination à præ-Tcelle
T-cellen checker, at der er lavet en funktionel β-kæde ved at udtrykke den på overfladen med
en surrogat α-kæde.
Den dobbelt positive Tcelle differentieres således at ved:
o Svag MHC II + peptid à singel positiv CD4+ Tcelle
o Svag MHC I + peptid à singel positiv CD8+ Tcelle
o Ingen genkendelse af MHC og peptid à apoptose
o Kraftig binding til enten MHC I el. II + peptid à apoptose
T-celle undergår både positiv og negativ selektion.
15
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
Positiv: genkendelse af selv-MHC à differentierer
Negativ: strong recognintion af MHC-peptid komplex i thymus.
KAPITEL 5
FASER I T-CELLE RESPONS
•
•
Naiv Tcelle møder APC med antigen i de perifere lymfoide organer.
Tcelle stimuleres og begynder at secernere cytokiner à differentiering til effektor-Tceller
Naiv Tcelle funktion: genkende mikrobielt antigen
Effektor Tcelle funktion: eliminering af mikrobe
•
•
•
Nogle af de aktiverede effektor T-celler går ud i cirkulationen til det inficerede site.
Nogle bliver i lymfeknuden
Nogle effektor Tceller udvikles til memory T-celler
Når mikroben er udslettet vil det stimulus, som udløste T-celle expansion forsvinde og den antigenspecifikke klon dør ved apoptosis (undtaget memorycellerne).
ANTIGENGENKENDELSE OG CO-STIMULATION
•
•
•
TCR (består af en α- og en β-kæde): genkender peptid + MHCmolekyle
Signaltransduktion: CD3, ζ, CD4 el. CD8 (coreceptor), CD28 (costimulation), CTLA-4
(negativ reg.)
Adhæsionsmolekyler: LFA-1, VLA-4
Initierende signal: TCR og CD4/CD8 coreceptor genkender MHC+antigen og CD28-B7 interaktion
•
•
•
TCR genkender antigen-MHC komplex og CD4/CD8 genkender hhv. type II el. I MHC
2 el. flere TCR+coreceptor skal stimuleres for at få et T-celle respons (= cross linking)
Der skal være binding i flere minutter el. adskillige gange for respons
Dernæst: TCR signalerer til CD3 og ζ (alle tre tilsammen udgør TCRkomplex), som står for
signaleringen à T-celle proliferation og diff. bl.a. via IL-2 (Se senere)
OBS: superantigener2, associerede CD3 proteiner og TCR-specifik antistof kan binde til TCR af
alle kloner uafhængigt af TCRs MHC-specificitet. = POLYKLONALE AKTIVATORER
Adhæsionsmolekylernes rolle i Tcelle-responset
•
2
Integriner:
o LFA-1 som binder til liganden ICAM-1 (på APC el. endothol)
o VLA-4 som binder til liganden VCAM-1 (kun på endothel)
Superantigener binder TCR+MHC II og man vil registrere en kraftig CD4+ T-celle aktivering.
16
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
jan. 2013
Stabiliserer Tcelles binding til APC à muliggør den lang adhæsionstid, så Tcelle når sin
aktiveringstærskel
Naive Tcelle har lavaffin adhæsionsmolekyle à chemokiner fra APC, som respons på infektion +
antigen-genkendelse via TCR à LFA-1 bliver højaffin og ”cluster together ” (fig. 5-5, s 96)
Costimulationens rolle i Tcelle-aktivering
Costimulator = second signal. The name costimulation derives from the fact that these molecules
provide stimuli to T cells that function together with stimulation by antigen
•
•
B7-1 og B7-2 (på APC)
o Expression øges når APC møder mikrobe (herved sikres at kun ved fremmed, farligt
substans aktiveres Tcelle)
o Genkendes af receptor CD28 på T-celle
o CD28-B7 interaktion er essentiel for initiering af naiv T-celle respons
o CTLA-4 inhib. receptor binder til B7 à begrænser T-celle aktivering. (Desuden nævnes
PD-1, som hæmmer respons på nogle infektioner og bevirker kronisk infektion, hmm)
CD40 (på APC)
o Binder til CD40Ligand på T-celle
o CD40-CD40L aktiverer APC til øget B7expression og cytokinsekretion (fx IL-12, som
fremmer T-celle diff.)
Klinik: B7-CD28 blokkering benyttes i behandling af rheumatoid arthritis og andre
inflammatoriske sygdomme. Desuden forsøges via antistof at blokkere CD40-CD40L ved
transplantation for at hindre graft-rejection.
STIMULI FOR AKTIVERING AF CD8+ T-CELLER
•
•
•
Cross presentation af DC (DC har fagocyteret inficeret celle)
Differentiering af CD8+ Tcelle til CTL behøver samtidig CD4+ aktivering til TH1-celler
o APC præsenterer både MHC I med cytosol-antigen og MHC II med vesikulært antigen
CD4+ cellen rolle: producerer cytokiner, som hjælper til CD8+ aktivering
Klinik: ved HIV, som dræber CD4+ celler, ses også defekt CTL respons
BIOKEMISK PATHWAY TIL T-CELLE AKTIVERING
Når MHC-antigen komplex og costimulator B7 er genkendt à Tcelle begynder expression af
proteiner involveret i prolif., diff., og effektorfunktionerne
1. Cross-linking: ved binding til MHC-peptid komplex, som sidder tæt på hinanden på APC,
bringes flere TCRs og coreceptorer tæt sammen.
o Desuden: TCR,-komplex, CD4/CD8, CD28 går mod centrum og adhæsionsmolekylerne
danner en ring perifert herfor = immunologisk synapse
2. Gruppering af CD4/CD8 à Lck på molekylet aktiveres (tyrosinkinase).
3. Aktiveret Lck fosforylerer tyrosinrester på ITAMs på CD3 og ζ + fosforyl. ZAP-70
17
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
4. Forforyleret ITAM på ζ danner dockingsite for enzymatisk aktive ZAP-70.
5. ZAP-70 fosforylerer adapterproteiner og enzymer, som bevirker:
1) Calcium-NFAT pathway
2) Ras/Rac-MAPkinase pathway
3) PKCθ-NF-κB pathway
NFAT (nuclear factor of activated Tcells) = transkriptionsfaktor, som er Ca2+afhængig
Calcium-NFAT pathway: ZAP-70 medieret fosforylering og PLCγ aktivering à PIP2 omdannes
til IP3 og DAG
•
•
IP3 øger [Ca2+]intracell. à Ca2+ influx à Ca2+ binder til calmodulin à komplex aktiverer
calcineurin (phosphatase) à dephosphorylerer NFAT, som nu kan aktivere expression af bl.a.
IL-2 og IL-2receptor
o Cyclosporin inhiberer calcineurin og dermed hæmmer Tcellens cytokinprod.
DAG aktiverer PKC
Ras/Rac-MAPkinase pathway: ZAP-70 medieret fosforylering og akkumulering af
adaptorproteiner à Ras og Rac rekrutteres og aktiveres ved at udskifte bundet GDP medGTP
•
Ras+GTP og Rac+GTP aktiverer MAPkinaser, hvis terminale kinaser (ERK og JNK) fremmer
expression af c-Fos og fosforylering af c-Jun à danner tilsammen AP-1 à transkription
PKCθ-NF-κB pathway: ZAP-70 medieret fosforylering og PLCγ aktivering à PIP2 omdannes til
IP3 og DAG.
•
DAG aktiverer PKCθ à via adapterproteiner aktiveres NF-κB à transkription
Transkriptionsfaktorerne: NFAT, AP-1 og NF-κB stimulerer produktion af:
•
•
•
•
Cytokiner: IL-2, IL-4, IFNγ
Cytokinreceptorer: IL-2R
Cellecyklus induceres
Effektormolekyler: CD40L, Fas ligand
T-CELLENS FUNKTIONELLE RESPONS PÅ ANTIGEN OG COSTIMULATION
Overordnet kan siges, at antigengenkendelse og costimulation fører til klonal expansion af Tcellen
og denne differentieres fra naiv til effektor Tcelle (og memory Tcelle)
•
•
Cytokin-produktion (timer til dage). Først IL-2, hvis effekt er Tcelle survival og prolif.
IL-2receptor: på naiv Tcelle er den lavaffin med to kæder IL-2Rβγc. Ved aktivering bliver
den højaffin med tre kæder; IL-2Rαβγc
Vær obs på, at CD8+ Tceller ikke i samme grad secernerer IL-2
18
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
KLONAL EXPANSION: efter 1 til 2 dage efter aktivering. CD8+ Tceller har meget større
expansion end CD4+. Dette fordi CTL alene skal dræbe inficerede celler, hvorimod Th-celler skal
videre aktivere andre effektor-celler.
DIFF. AF NAIVE T-CELLER TIL EFFEKTOR-CELLER: 3-4 dage efter exposure.
•
•
Sker som resultat af ændring i genexpression.
CD4+ eller CD8+ effektor-celler migrerer fra lymfeknuden til infektionssite, hvor de igen
møder antigenet à dette stimulerer effektorcellens udvikling, så den bedst muligt kan fjerne
infektionen.
CD4+ TH-celler: Diff. til effektorceller, som ved antigengenkendelse producerer
overflademolekyler og cytokiner til aktivering af fagocytter og B-lymfocytter.
•
•
Overflademolekyle: CD40L: binder til CD40 på makrofager, B-celler og DC, som aktiveres
Interaktion med CD40 på DC bevirker positivt feedback, idet DC stimuleres til produktion af
bl.a. IL-12 og costimulator B7 som øger T-celle aktivering
TH1: Ved IL-12 (fra makrofag) og IFN-γ (fra NK) kombineret stimulus.
Forsvar mod intracellulære mikrober. Inflammation. Cytokinprodukt: IFN-γ og TNF-α
•
•
•
•
Klassisk makrofag-aktivering à fremmer evne til at dræbe indtaget mikrobe
B-celle aktivering à opsoniserende IgG.
Binder direkte til FcR på fagocyt + aktiverer komplement à fagocytose
aktivering af CD8+ til CTL (og desuden APCaktivering) à cytotoxicitet
øger expression af MHC II og B7 på APC à amplificerer T-celle responset
TH2: ved IL-4 stimulering og fravær af IL-12.
Forsvar mod parasitter og allergiske reaktioner. Cytokinprodukt: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13
•
•
•
•
•
Alternativ makrofag-aktivering (IL-4, IL-13)à tissue-repair
B-celle aktivering (IL-4) à Neutraliserende IgG + IgE der bevirker mastcelle-degranulering
Eosinofil-aktivering (IL-5) à ”destroy helminths”, som er IgE coatede
IL-4 og IL-13 fremmer mucusproduktion (barriere-immunitet)
IL-10 hæmmer TH1 respons
TH17: ved IL-1 og IL-6 (fra makrogfag og DC), IL-23 forsvar mod bakterier og svamp.
Inflammation. Cytokinprodukt: IL-17 og IL-22.
•
•
Opretholder den epitheliale barriere (IL-22)
Fremmer inflammation, cytokiner og chemokiner (IL-17) à neutrofil rekruttering
Treg
Der sker en krydsregulering. Dvs når én subpopulation udvikles fra antigen-stimulerede Thjælper-celler, så fremmer den sin egen differentiering og hæmmer de andre grupper.
UDVIKLING AF MEMORY T-CELLER
19
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
En pool af T-celler, som venter på at den infektiøse mikrobe vender tilbage
Behøver signal fra IL-7 for at overleve
KAPITEL 6
TYPER AF CELLE-MEDIERET IMMUNITET
•
•
CD4+ TH1-celler: cytokinsekretion à inflammation + aktivering af fagocytter à dræber
vesikuleret mikrobe i fagocytten
CD8+ T-celler (CTL): dræber enhver celle inficeret med mikrobe i cytoplasma3
T-celler genkender antigen i to trin:
1. Lymfeknude el milt: Naiv T-celle aktiveres af moden DC à prolif. og diff. til effektorcelle af
specifikt antigen àeffektorcelle migrerer til infektionssted
2. Infektionssted: effektorcelle genkender samme antigen præsenteret på fagocyt enten:
a) vesikuleret intracellulær mikrobe på MHC II
b) cytopasmatisk mikrobe på MHC I
à effektorcelle aktiveres til at udføre sin opgave: at eliminere den patogene mikrobe
OBS: naiv T-celle-aktivering i lymfeknude afhænger af DC, der præsenterer MHC-antigen komplex
+ co-stimulation. Effektor T-cellen er derimod ikke afhængig af costimulationen og kan derfor
aktiveres af hvilken som helst værtscelle, som præsenterer antigenet.
MIGRATION AF EFFEKTOR-T-CELLER TIL INFEKTIONS-SITE
Migration af effektorcelle fra lymfoidt væv til infektionssite sker ved ændring i expression af
adhæsionsmolekyler og kemokinreceptorer.
Molekyler på T-celle
Naiv T-celle
L-selektin4
LFA-1
CCR7
Effektor T-celle
E- og P-selektin ligand
LFA-1 og VLA-4 integriner
CXCR3 (kemokinreceptor)
•
•
•
3
4
Molekyler på endothelcelle
L-selektin ligand
ICAM-1
CCL19 el. CCL21
E- og P-selektin
ICAM-1 og VCAM-1
CXCL10 (kemokin)
Sænker expression af CCR7 for kemokiner fra Tcelle-zonen i lymfeknude og L-selektin
Øger expression af receptor for sphingosin-1-phosphat (phospholipid), som er i blodet.
Øger expression af: E- og P-selektin ligand, højaffin LFA-1 og VLA-4, CXCR3
Inddelingen er ikke helt så firkantet, men overordnet set gælder den L-­‐selektin er determinant for det lymfoide kredsløb 20
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
Endothelet på infektionssite øger sin expression af:
•
E- og P-selektiner, ICAM-1 og VCAM-1 (integrinligand)
Homing: Effektorcelle binder til selektiner à rolling à kemokinbinding à højaffin binding til
integrinligander à adhæsion à migration fremmet af kemokiner fra makrofag.
Homing er uafhængigt af antigengenkendelse, men afhænger af kemokiner og adhæsionsmolekyler.
Dog vil de effektorceller, som genkender deres specifikke antigen på infektionssite øge expression
og bindingsaffinitet af VLA-4, således disse vil være længere tid på infektionssite og kan dermed
eliminere mikroben. De effektorceller, som ikke genkender deres specifikke antigen på
infektionssite, vil ikke adherere længe til vævet og vil i stedet returnere til cirkulationen.
EFFEKTORFUNKTION AF CD4+ TH-CELLER
TH1-celle: Aktiverer makrofager, med fagocytteret mikrobe à øget drabsaktivitet (=DTH)
•
•
•
DTH (delayed type hypersensitivity): Det tager ca. 24-48timer for cirkulerende effektorTcelle
at home til infektionssite, respondere på antigen og inducere notable reaktion.
o Karakteristisk for DTH: væv infiltreret med Tceller, makrofager, ødem, fibrinaflejring og
vævskade pga. aktiverede makrofager.
sekretion af TNF-α, som øger expression af adhæsionsmolekyler på endothel
hjælper til aktivering af CD8+ celler til CTL og aktivering af B-celler til plasmaceller
T-cellemedieret makrofag-aktivering:
Effektor TH1-celler genkender MHCII+antigen à udtrykker CD40L og secernerer IFN-γ
•
•
CD40-CD40L
IFN-γ binder til receptor på makrofag
Ovenstående to interaktioner fører til transkription og produktion af TNF-α, IL-1, IL-12,
kemokiner, øget expression af MHC-molekyler og costimulatorer (fx B7) og af lysosomale
proteaser, NO og ROS à makrofagens mikrobe-drabs-mekanismer i fagolysosomet potenseres!
•
Vigtig bidirektionel stimulation: makrofag har fagocytteret mikrobe og secernerer IL-12 à
IL-12 stimulerer CD4+ celle til TH1-celle diff., som producerer IFN-γ à IFN-γ potenserer
makrogfagens drabsmekanismer og IL-12sekretionen, som igen øger TH1-cellens IFN-γ
sekretion. And so on!
Aktiveret makrofags eliminering af mikrober
•
•
Vigtigste drabssubstanser: ROS, NO og proteaser aktiveret i det innate immunforsvar.
TH1-celle hjælp kan være nødvendigt hvis 1)innate forsvar er ineffektivt og ikke slår mikroben
ihjel el. 2) hvis mikrobe har udviklet resistens og der behøves et kraftigere respons
Husk: idet makrofagen fagocytterer mikrobe, vil den begynde at secernere bl.a. IL-12 og udtrykke
costimulatorer.
21
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
Desuden vil makrofagens udskillelse af TNF-α, IL-1, kemokiner, PDGF stimulere rekruttering af
leukocytter og tissue-repair. Øget expression af MHCII vil potensere det cellemedierede respons.
TH2 cellens rolle i cellemedieret immunitet
Stimulerer eosinofile til inflammation
Begrænser makrofagens vævsbeskadigelse ved ”alternativ makrofag aktivering”5
Vigtigt for parasit-forsvar og andre helminths
Secernerer IL-4, IL-5, IL-10 og IL-13.
o IL-4: stimulerer IgE sekretion
o IL-5: aktiverer eosinofile
o IL-4, IL-10 og IL-13: alternativ makrofagaktivering. IL-4 og IL-13 stimulerer makrofag til
at udtrykke mannosereceptorer og IL-13 stimulerer fibroblaster til kollagensyntese à
tissue repair
•
•
•
•
Husk: TH2 celler stimulerer også B-celler til isotype switch til IgE, men dette er et humoralt
immunrespons og derfor ikke nævnt som et punkt her.
TH17-celle: Deltager ved elimination af extracellulære bakterielle og svampe-infektioner.
Secernerer cytokiner, som rekrutterer neutrofile og monocytter à inflammation.
•
Hvad angår Mycobakterium Leprae:
TH1 celle respons à tuberculoid leprae (mindre destruktiv)
TH2 celle respons à lepramatøs leprae (meget destruktiv)
•
•
Som opsamling kan siges, at mikrober, som fagocytteres og internaliseres i fagolysosomer er target
for makrofagens drab via ROS, NO og lysosomale enzymer. Hvis mikroben derimod er lejret
cytoplasmatisk, så behøves et CTL-respons.
CD8+ CTLs EFFEKTORFUNKTIONER
1. TCR+coreceptor CD8 genkender MHC I – antigen komplex
o Kilder til cytoplasmatisk antigen: proteiner syntetiseret i cytoplasma og proteiner fra
fagocyteret mikrobe, som undslipper til cytoplasma fra fagosom.
2. ”Clustering” af TCR og CD8 à danner immunologisk synape à adhererer tight via integrinintegrinligand interaktion
3. aktivering af CTL à exocytose af granula til immunologisk synapse.
Differentierede CTLs behøver ikke costimulation eller T-celle-hjælp. De aktiveres blot ved MHC Iantigen komplex og fast adhæsion til den inficerede celle.
•
5
CTL dræber enten ved at exocytere to typer proteiner:
o Perforin: nødvendig for transport af granzym ind i inficeret celles cytoplasma.
o Granzymer: aktiverer caspaser ved kløvning à apoptose
Modsat den klassiske makrofagaktivering, der fremme drabsmekanismerne 22
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
De kommer ind via receptormedieret endocytose, begge bundet til glykoprotein. Perforin indsættes i
endosom-membran og faciliterer granzymets transport ud af endosomet og ind i cytoplasma
•
CTL kan også dræbe ved: Fasligand-Fas interaktion à apoptose
o Fasligand på CTL
o Fas på målcelle (Fas = ”death-inducing protein”)
Når den inficerede celle har undergået apoptose fagocytteres den.
Extra info: CD8+ T-celler secernerer også IFN-γ, som aktiverer makrofag. Her er der tale om en
CD8+ celles funktion sammenlignelig med CD4+ cellens. Dvs elimnere fagocyterede mikrober.
PATOGENE MIKROBERS RESISTENS OVER FOR CELLEMEDIERET IMMUNITET
Mikrober, som inficerer og overlever i host-celle:
Bakterier og protozoer, som fagocytteres, men har udviklet evne til at modstå fagocyttens
drabsmekanismer. Lever i intracelllulære vesikler. Fx stafolycoccus.
Vira, som inficerer kerneholdig celle og replikerer og lever i cytoplasma.
•
•
M. Tuberculosis: hæmmer fusion af fagosom med lysosom + laver porer i fagosommembran
Herpes simplex (HSV): blokkerer TAP-transport à ingen MHC I expression
Epstein-Barr (EBV): hæmmer proteasomal aktivitet --< Ingen MHC I expression. Producerer
desuden IL-10, som hæmmer makrofag- og DC-aktivering.
•
•
•
De vira, som hæmmer MHC I associeret antigenpræsentation, kan via NK-celler bekæmpes.
Mekanisme: CTL genkender MHC I+antigen à Virus hæmmer MHC I dannelse à NK celle
aktiveres af celler med MHC I fravær
Pox virus: udtrykker cytokinreceptorer, som ”fanger fx IFN-γ og IL-1 à hæmmer cellemedieret immunreaktion
HIV: inficerer og dræber CD4+ celler.
Eller virus kan stimulere expression af inhibitoriske PD-1 receptor på CTL
•
•
•
KAPITEL 7
Funktion: neutralisere og eliminere extracellulære mikrober og mikrobielle toxiner.
FASER OG TYPER AF HUMORALT IMMUNRESPONS
•
•
•
•
•
6
Naiv, men moden6 B-celle udtrykker to membranbundne Ig: IgM og IgD = antigenreceptorer
Aktiveres af antigen og andre signaler à Klonal expansion + diff. til effektorceller
Klonal expansion = prolif. af antigenspecifikke celler. Hver klon, sin receptorspecificitet.
Effektor B-celle = plasmacelle
Isotype switch: ændring i effektorfunktion
Den umodne B-celle udtrykker kun IgM 23
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
Affinitetsmodning: ændring af specificitet
Antistof-respons inddeles i
o T-dependent: proteinantigener. Her ses isotype switch + affinitetsmodning
o T-independent: polysakkarider, lipider og non-protiner. Her ses stor cross-reaction
B-celle subtyper:
•
•
•
Follikulære B-celler: T-dependent med isotype switch (IgG, IgA, IgE) og høj-affinitets
antistofrespons. Findes i follikler i lymfoidt væv.
Marginalzone B-celler: responderer på polysakkarid- og lipidantigen i blodet. Primært IgM
respons. Findes i miltens hvide pulpa
B-1 B-celler: responderer på non-protein antigen i mucosa + peritoneum. Primært IgM respons
Primære og sekundære antistofrespons
Tid fra exponering til respons
Peak-respons
Antistof isotype
Primære respons
5-10 dage
mindre
Typisk IgM > IgG
Antistof affinitet
Lav
Sekundære respons
1-3 dage
Større
Kraftigt relativ IgG øgning (el.
IgA el. IgE). IgM har samme
respons som ved primære respons
høj
ANTIGENSTIMULERING AF B-CELLER
•
•
Respons initieres ved B-cellens antigen-genkendelse (i milt, lymfeknude, lymfoid mucosavæv)
o Makrofag kan præsentere antigen til B-cellen eller
o B-celle kan selv via sin IgM el. IgD antigenreceptor genkende antigen og internalisere
antigen-receptorkomplex.
Ved genkendelse: B-celle aktivering
Antigeninduceret signalering i B-cellen: Ig-receptormedieret signaltransduktion kræver at to el.
flere receptorer bringes sammen = cross-linking.
•
BCR komplex består af IgD el. IgM + Igα og Igβ
o IgD og IgM binder epitop på antigen
o Igα og Igβ formidler signaltransduktionen
ITAMs på Igα og Igβ fosforyleres ved crosslinking af flere receptorer à signaleringskaskade
lignende signaleringsvejene for T-cellen ( NFAT, NF-κB, AP-1). Resultatet af B-celle-aktivering
er produktion af proteiner involveret i prolif. og diff. af B-cellen.
Complement-proteiners rolle i B-celle aktivering:
Complementproteiner aktiveres af mikrober og af antistoffer tilhæftet mikrober. Aktiveret
complement coater mikroben med C3b eller C3d.
24
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
C3d binder til CR2, som sidder på B-cellen.
C3b kan også binde til CR1 på B-cellen à C3b kløves til C3d,
som nu binder til CR2
Det er smart. En antigen-specifik B-celle genkender således:
1. antigen med sin Ig-receptor (IgM eller IgD) = signal 1
2. mikrobe-bundet C3d med sin CR27 = signal 2 som kraftigt
fremmer aktivering af B-cellen
B-celler har desuden TLRs (toll-like-rec.) som binder mikrobielle
produkter og herved fremmer B-celle prolif. og Ig-sekretion.
Funktionelle konsekvenser af antigenmedieret B-celle aktivering
Formålet med antigens aktivering af B-cellen er prolif. og diff., men deruden at forberede
interaktion med TH-celler.
•
•
Antigenstimulering starter den tidlige fase i immunresponset: klonal expansion og IgM-sekr.
o Dette ses stærkest ved T-independent antigenresponser
B-celle aktivering fører desuden til
o Øget expression af B7 (2.signal til T-celle aktivering)
o Øget expression af cytokinreceptorer (secerneret fra TH-celler)
o Reduceret expression af CXCR5 (receptor, som holder B-celle i lymfoid follikel)
Det aktiverede B-celle migrerer ud af lymfoid follikel og mod T-celle-zonen.
TH-CELLES FUNKTION I HUMORALT IMMUNRESPONS MOD PROTEINANTIGEN
Naive CD4+ celler aktiveres i lymfeknuden af APC med MHCII+antigen-komplex à diff. og
prolif. til enten TH1, TH2 el. TH17. Hvor nogle effektor-T-celler vil migrere ud til infektionssite i de
perifere væv, vil andre migrere til grænsen af den lymfoide follikel og her møde aktiveret B-celle.
Dette skyldes:
•
•
T-celler nedsætter expression af CCR7 og øger expression af CXCR5
B-celler nedsætter expression af CXCR5 og øger expression af CCR7
B-celler præsenterer antigen til TH-celler:
B-celler binder antigen via IgM el. IgD à endocytose à processering à præsenterer MHCII +
antigen til. B-cellen fungerer altså her som APC
•
Via MHCII+antigen og B7 bliver TH-cellen aktiveret
OBS: B-celle kan kun aktivere effektor T-celler og ikke naive T-celler. Det betyder, at T-cellen skal
som naiv T-celle selv være blevet aktiveret af en APC, fx DC, hvorefter den så vil diff. til
effektorcelle og er nu modtagelig overfor B-cellens stimulering.
Mekanismen bag TH-cellens aktivering af B-cellen:
7
CR2 er forbundet med CD19 og CD81. (jeg huskede tallene på, at det tilsammen skulle give 100) 25
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
B-cellen aktiverer via B7 og MHCII+antigen TH-cellen à TH-cellen aktiveres og udtrykker CD40L
+ secernerer cytokiner (bl.a. IFNγ, IL4, etc alt afhængig af respons) à
• CD408-CD40L interaktion
• Cytokiner fra T-celle binder til cytokinreceptorer på B-celle
Resulterende i: klonal expansion og antistof-sekretion
Desuden kan der ske isotype switch og affinitetesmodning ved ovenstående interaktioner.
Isotype switch: Funktionen er at udvide det humorale immunrespons’ funktionelle formåen,
således man får lavet et adekvat immunrespons mod antigenet.
IgM: Aktiverer complement
IgG: Aktiverer complement og opsoniserer til fagocytose (via IFN-γ)
IgE: immunitet mod helminther (parasitter, orme, etc) og mastcelle-degranulation (via IL-4)
IgA: mucosa-immunitet (via TGF-β)
•
Induceres af CD40-CD40L og cytokiner, der virker på en allerede antigen-stimuleret B-celle
Kort og godt om den molekylære mekanisme bag isotype switch: Der findes nogle switch (S)
regioner mellem hver C-region. Vha. AID-enzym og andre enzymer muliggøres at VDJ-genet
rykkes tættere til en C-region, som ligger nedstrøms for Cµ. Processen = switch rekombination
•
CD40 signaler inducerer expression af AID.
OBS: vigtigt at bemærke, at specificiteten bestemmes ved rearrangering af VDJ og at isotype switch
altså ikke ændrer på Ig-molekylets specificitet, men derimod på dets effektorfunktion.
Cytokinerne spiller en rolle for hvilket heavy chain Ig-molekylet skal isotype switche til.
•
•
IFN-γ fra TH1 bevirker isotype switch til IgG
IL-4 fra TH2 bevirker isotype switch til IgE
Affinitetsmodning: Antistoffets evne til at binde antigen stiger ved gentagen exponering.
•
•
•
•
•
Resultatet af somatisk hypermutation = Punktmutationer i V-regionens hypervariable område
(CDRs 1 til 3)
Sker KUN ved T-dependent respons
Foregår i germinalcentre, hvor B-cellerne prolif. og herunder undergår talrige punktmutationer
AID-enzymet er også her nødvendigt for processen
Den somatiske hypermutation bevirker, at der dannes B-celler, som binder med forskellig
affinitet til antigenet, som initierede B-celleproliferationen.
Germinale B-celler skal reddes af FDC eller T-celler for ikke at undergå apoptose.
•
8
Tidligere secerneret antistof binder antigen à komplex, som præsenteres på FDC med Fc
receptorer for Ig og complement (enten CR1 el. CR2).
Sidder på B-­‐cellen 26
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
jan. 2013
B-celle kan også selv binde, fagocyttere og præsentere antigen på MHCII til TH-celler.
Begge muligheder vil bevirke overlevelse af B-cellen pga. survival signals.
Som immunresponset skrider frem, vil der være mindre og mindre antigen til stede og B-cellen skal
derfor producere Ig med højere og højere affinitet.
Isotype switch og affinitetsmodning sker primært i germinalcentrene i de lymfoide follikler.
•
•
Plasmaceller dannet i de germinale centre migrerer til knoglemarv, hvor de secernerer Ig
Memoryceller cirkulerer i blodet og sætter sig i forskellige væv. Ingen Ig produktion!
(memorycellerne differentieres fra de isotype-swithcede høj-affine B-celler. Ikke fra plasmaceller!)
ANTISTOF-RESPONS TIL T-INDEPENDENT ANTIGEN: Behøver ikke T-celle-hjælp (s.148)
REGULERING AF HUMORALT IMMUNRESPONS: ANTISTOF FEEDBACK
Secerneret antistof binder antigen og går i complex. B-celle genkender antigen via sin
membranbundne Ig-receptor og samtiden Fc-delen af det komplexbundne antistof via sin FcγRII à
inhiberende signal og hæmmer antistof produktionen. Desuden dør de fleste B-celler efter endt
immunrespons.
KAPITEL 8
Funktioner: beskyttelse mod extracellulære mikrober og toxiner. Forhindrer infektion før den
bliver etableret. Stopper vira, bakterier og parasitter inden de ”slår sig ned” i værtscelle.
ANTISTOFFERS EGESKABER, SOM BESTEMMER DERES EFFEKTORMEKANISMER
•
•
•
Kan virke langt fra, hvor de produceres pga. migration til blodbanen.
Humoral hukommelse. Long-lived plasmaceller og memoryceller
Spatial segretion:
o Fab-region binder mikrobe/toxin og neutraliserer herved skadelig virkning
o Fc-region binder til Fc-receptorer på phagocytter og complement, som aktiveres. (obs:
der skal her være binding af adskillige antistof-antigen før aktivering)
FcRn (neonatal FcR, også kaldet Brambell receptoren) i placenta og endothel. Særligt i endothel,
hvor det sidder i endosomer og forhindrer IgG nedbrydning, ved at binde IgG, der er optaget og
smider det tilbage til cirkulationen.
27
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
EFFEKTORMEKANISMER:
IgG: neutralisering, opsonisering, complementaktivering, feedback-inhibering på B-celle aktivering
IgM: aktivering af complement
IgA: mucosa-immunitet, neutralisering
IgE: Forsvar mod helminths (parasitter, etc), mastcelle-degranulering
NEUTRALISERING AF MIKROBER OG MIKROBIELLE TOXINER:
Antistoffer forhindrer både førstegangskolonisering af mikrobe i værtscelle og, hvis mikrobe har
etableret sig, forhindrer spredning. Dette ved at binde til og herved neutralisere mikroben, så den
ikke kan binde til receptorer på værtscellens overflade. Ligeledes gælder det for toxiner.
OPSONISERING OG FAGOCYTOSE: Det primære immunforsvar mod indkapslede bakterier
•
Opsonisering = opsoniner, som coater og fremmer fagocytose af mikrobe
o Opsoniner kan være antistoffer el. complement-proteiner
IgG opsoninerer mikrobe à binder sin Fc region til høj-affin FcγRI à Binding af Fc til FcγRI
aktiverer fagocytten à fagocytose à dannelse af fagolysosom med ROS, NO og proteolytiske
enzymer. (Pneumococcus er et eksempel på en indkapslet bakterie)
Vigtige FcR:
•
•
•
•
FcγRI: binder IgG. Sidder primært på neutrofile og makrofager. Medierer fagocytose
FcγRIIB: binder IgG. Sidder på B-celler og medierer feedback-hæmning
FcγRIII: binder IgG. Sidder på NK-cellen og medierer ADCC-reaktionen
FcεRI: binder IgE. Sidder på mastcelle, basofil, neutrofil. Medierer degranulering.
ANTIBODY-DEPENDENT CELLULAR CYTOTOXICITY (ADCC)
FcγRIII binder IgG-opsoniserede mikrober og aktiveres à secerernerer proteiner, som dræber
opsoniseret mikrobe.
IgE- OG EOSINOFIL-/MASTCELLE-MEDIEREDE REAKTIONER
•
IgE’s Fc-region binder til FcεRI
28
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
Ifm. helminths (for store til fagocytose): IgE coater helminth og kan gøre to ting:
1. fremme binding af eosinofil via Fc region–FcεRI interaktion. Aktivering af eosinofil sker dog
via cytokin IL-5 TH2-cellen à proteingranula fra esosinofil frigives à dræbe helminth.
2. binde mastcelle, som aktiveres og secernerer cytokiner, som tiltrækker flere leukocytter
IgE binding til mastcelle er også tilfældet ved en hypersensitivitetsreaktion type I.
Opsamling: isotype switch til IgG, hvis der behøves et immunforsvar mod bakterier og vira, som
skal fagocytteres, men isotype switch til IgE, hvis forsvaret skal være mod helminther.
AKTIVERING AF KOMPLEMENT-SYSTEMET
•
•
•
•
•
Complement = del af det innate immunforsvar og består af membran- og cirkulerende
proteiner, som hjælper i antistoffets forsvar mod mikrober.
Kan aktiveres alene af mikroben, som del af det innate immunrespons på infektion eller kan
aktiveres af antistoffer bundet til mikrobe som del af det adaptive immunsystem
Aktiverede complementproteiner binder til celleoverflade, hvor aktivering sker.
Tæt reguleret system
C3 = complement-protein, der findes mest af i plasma. Hydrolyseres spontant til C3b og C3a
PATHWAYS:
Early steps: Nettoresultat af dette er en C3b coated mikrobe
•
•
•
Den alternative: C3b binder til mikrobe og bliver stabilt à binder faktor B, som nu kløves af
faktor D til Bb à C3bBb = C3 convertase som nedbryder C3 til C3b og C3a à kaskade.
Desuden vil noget C3bBb binde C3b à C3bBb3b komplex = C5 convertase, som nedbryder
C5 og initerer ”late steps” i complement-aktiveringen.
Den klassiske: IgM el. 2 IgG binder Fab-del til antigen og Fc-del til C1qrs, som bliver
enzymatisk aktiv àC4 og C2 binder og kløves til hhv. C4a og C4b, C2a og C2b. à C4b2a
komplex = C3 convertase binder til mikrobe og nedbryder C3 à C4b2a3b = C5 convertase
Lectin: mannose-binding-lectin (MBL) binder til mannose på mikrobe. MBL ligner C1q og
har samme forløb som den klassiske pathway.
Late steps: ens for alle tre pathways.
•
Initieres ved binding af C5 til C5 convertasen à C5b og C5a. à C5b binder C6, C7, C8 og til
sidst binding og polymseriseret af C9 à MAC(membran attack complex) à celle-lysis
Complement-systemets funktioner
•
•
9
Opsonisering og fagocytose: C3b (el. C4b) coating genkendes af CR19 på fagocytter og Bceller
Lysis via MAC: kun effektiv mod mikrober med tynd cellevæg og ingen glycocalyx
CR = complementreceptor 29
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
Inflammation: C3a, C4a, C5a (= anafylatoxiner) fremmer inflammation ved neutrofilrekruttering, etc.
Desuden ”second-signal” til B-celler: C3d binder til CR2 på B-celle à aktivering.
2 måder hvor på complement fremmer antistof-produktion:
1. C3d fra alternative pathway binder til B-celle og fungerer som second signal
2. complement bundet til antistof-antigen komplex genkendes af FDC i germinalcentre og
muliggør yderligere antigenpræsentation til B-eller à affinitetsmodning.
Arveligecomplement-defekter
•
•
•
C3 mangel à fatalt pga. voldsomme immundefekter
C4 og C2 mangel à ingen væsentlige immundefekter (her dog SLE-lignende symptomer)
C9 og MAC mangel à nedsat immunforsvar mod Neisseria infektioner
Regulering af complement aktivering:
Regulatoriske proteiner på humane celler hæmmer complement-aktivering, således complementmedieret skade på vores egne celler forhindres. Mikrober har ikke disse regulator-molekyler.
Membranbundne:
•
•
•
DAF: hindrer binding af faktor B til C3b eller binding af C4b2a til C3b
MCP: cofaktor for Faktor I-medieret proteolyse af C3b til inaktive fragmenter.
CRI kan have begge ovenstående funktioner
Opløselig:
•
C1 inhibitor (INH): forhindrer C1 aktivering ved at hindre sampling af q, r, s units
ANTISTOF-FUNKTION PÅ SÆRLIGE ANATOMISKE SITES:
Alt gennemgået ovenfor gælder i alle organer. Det næste er specielt for det givne organ.
Mucosa-immunitet: (bl.a. vigtig ved Polio-infektion)
• IgA bl.a. fra B-1 Bceller produceres i lamina proprias lymfoide væv.
o Forhindrer at mikrober indtaget via GI-kanal eller inhaleret koloniseres
• Bl.a. TGF-β stimulerer til IgA isotype switch
• Transport af IgA fra lamina propria til lumen sker via Fc-receptor Poly-Ig. Dvs.:
IgA-joiningchain-IgA (som IgA altid ser ud) àbinder til Poly-Ig receptor à endocytose
IgA+receptor à transport til luminal side àreceptor kløves af protease à IgA frigives stadig
bærende en del af Poly-Ig receptoren på sig.
Neonatal immunitet
• Eksempel på passiv immunisering
• Neonatale får maternalle antistoffer via to ruter, som begge går via FcRn
o Under graviditet: IgG binder til FcRn på placenta og kommer over i føtal cirkulation
o Efter fødsel: modermælk overfører antistoffer, som i tarmen binder til FcRn
30
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
HVORDAN MIKROBER UNDGÅR HUMORAL IMMUNITET
•
•
•
Antigen-mutation (HIV, influenza, etc: fx E.coli, salmonella, ghonorré-virus)
Complement-hæmning: bakterier, streptococcus
Fagocytose-resistens: pneumococcus
VACCINATION (se noter udleveret til SAU)
•
•
•
Levende, svækkede: MFR, polio
Ikke-levende: Difteri, tetanus, kighoste, hæmofilus infl b, HPV, influenza, hepatitis A, TB,
Acellulære (sættes nogle gange blot under de ikke-levende)
o Toxoid og subunit: tetanus, difteri
o Konjugerede: Hib
KAPITEL 9
Immunologisk tolorance = immunsystemets evne til ikke at reagere på selv-antigener
Autoimmunitet = immunsystemets angreb på egne celler og væv
IMMUNOLOGISK TOLERANCE: BETYDNING OG MEKANISME
Man taler om to forskellige typer antigener, hhv.:
•
•
Immunogene: dem, som ved exponering til lymfocyt, udløser et immunrespons
o Mikrober
Tolerogene: dem, som ved exponering til lymfocyt, bevirker inaktivering/død af lymfocytten
o Selv-antigener
Immunologisk tolerance kan enten ske ved central tolerance og perifer tolerance
CENTRAL T-CELLE TOLERANCE
Tolerance, som udvikles, når umodne T-celler møder selv-antigener i thymus.
•
•
Negativ selektion: apoptose induceres, hvis umoden T-celle stærkt binder selv-antigen+MHC
o AIRE (transkriptionsfaktor) sørger for at udtrykke mange af de perifere vævs-begrænsede
proteiner til udviklende T-celler i thymus. Især expression af endokrint producerede
proteiner.
Dannelse af regulatoriske T-celler: Nogle CD4+ T-celler vil under den negative selektion
udvikle sig til Treg-celler i stedet for at undergå apoptose. à perifere væv
PERIFER T-CELLE TOLERANCE
Tolerance, som udvikles, når modnede T-eller møder selv-antigener i perifere væv.
•
Anergi: funktionel inaktivering af T-celler, når second-signal mangler. Kan ske på to måder:
o T-celle genkender APCs selv-antigen+MHC-komplex, men ingen B7 til CD28 interaktion
à TCR mister evne til signaltranduktion à anergi
31
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
o T-celle genkender APCs selv-antigen+MHC-komplex à lader CTLA-4 el. PD-1
interagere med B7 à anergi
Deletion (apoptosis): ”activation-induced cell death”. Kan ske på to måder:
o Selv-antigen-genkendelse trigger dannelse af pro-apoptotiske proteiner i T-cellen (hvilke
normalt modvirkes af anti-apoptotiske proteiner, men pga. manglende stor costimulation,
sker dette ikke)
o Selv-antigen-genkendelse bevirker expression af Fas og Fas-ligand på indbyrdes T-celler
Suppression: Treg-celler styret
o Treg-celler er CD25+10 Foxp3+ celler dannet i thymus el. perifere lymfoide organer.
- Foxp3 = transkriptionsfaktor vigtig for udvikling og funktion af Treg-celle.
- IL-2 vigtig for overlevelse og funktion.
- TGF-β fremmer expression af Foxp3
Metoder: Treg
o Producerer IL-10 og TGF-β som hæmmer lymfocyt- og makrofag-aktivering.
o Laver direkte interaktion, hvor aktivering af naive T-celler hæmmes.
Egenskab
Tilstede i thymus
APC, costimulation, innat
immunforsvar
Levetid
Selv-antigen
Ja
Hvilende APC, ingen costim.,
skyldes ikke aktiveret innat
immunrespons
lang
mikrobe
Nej
Aktiveret APC, costimulatoriske
signaler, udløst pga. innat
immunrespons.
Kort, pga. immunresponer
CENTRAL B-CELLE TOLERANCE
Ved kraftig interaktion ml. selv-antigen og B-celler, kan der ske to ting:
• Receptor-editering: ændring af receptor-specificitet ved at udtrykke ny light-chain, som så
associeres med tidligere lavet heavy-chain.
• Negativ selektion (apoptose): hvis receptor-editering ikke virker à death-signals à
apoptose.
PERIFER B-CELLE TOLERANCE
•
•
Anergi: moden B-celle genkender selv-antigen i lymfoidt væv og får ikke T-celle hjælp. Vil
ikke igen kunne respondere på det selv-antigen
Apoptose: anerg B-celle forlader og ekskluderes fra lymfefolliklen à ingen survival-stimuli
AUTOIMMUNITET: PRINCIPPER OG PATOGENESE
Autoimmunitet defineres som et immunrespons mod selv-antigener. Det kan være et resultat af
autoreaktive antistoffer eller autoreaktive T-celler.
•
Genetiske faktorer: HLA-gener og non-HLA gener kan prædisponere for autoimmunitet
10
CD25 er = α-­‐kæden i IL-­‐2 receptoren 32
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
jan. 2013
Infektion: kan aktivere selv-reaktive lymfocytter og trigge autoimmune sygdomme. Enten ved
at ”bryde” T-cellens anergi-tilstand eller ved krydsreaktion.
o Molecular mimicry: Krydsreaktion, hvor mikrobiel peptid-antigen ligner selv-antigen og
immunresponset udløst pga peptidantigenet, bevirker immunrespons mod lignende
selvantigener
- Et eksempel er rheumatic fever (antistof mod streptococcer krydsreagerer m. myokardiel
antigen)
o Induktion af costimulatorer: mikrobe aktiverer APC til at udtrykke costimulatorer,
således at, når APC udtrykker selv-antigen, aktiveres T-cellen à autoimmunitet
Se fig. 9-12, s. 186 for illustration.
KAPITEL 10
Fælles karakteristika for immunresponset mod tumor og transplantater
•
•
•
Responderer på non-infektiøse celler, der opfattes som fremmede
Antigener, som markerer de non-infektiøse celler som farlige, kan dannes i enhver celle, der er
udsat for malign ændring eller som ligger i donororganet.
Typisk sker eliminationen af tumor- og transplantatceller via et CTL immunrespons
IMMUNRESPONS MOD TUMOR
•
Immune surveillance = det adaptive immunsystem beskytter mod tumorvækst ved bl.a. drab.
Tumorantigener: Kan være muteret selv-antigen (sker sjældent), muteret onkogener eller tumorsuppressor gener, onkogen virus-produkt. Dog gælder det oftest, at
•
Tumor antigener er normale selv-proteiner, som overexpresseres. Overexpressionen udløser et
immunrespons.
Immunmekanismer for tumor rejektion
•
Antitumor immunitet: CTL drab
Aktivering af naiv CD8+ T-celle sker ved cross-præsentation (kap. 3): DC fagocytterer tumorcelle
à DC præsenterer antigen på MHC I og MHC II + co-stimulatorer à CD4+ og CD8+ T-celler
aktiveres, hvor TH-cellerne hjælper CD8+ T-celle til aktivering à effektor CTL kan nu dræbe
tumorcellen så snart denne præsenterer antigenet (her er costimulation eller TH-celler ikke
nødvendigt).
•
Tumors unddragelse af immunrespons: oftest vil tumors vækst-hastighed, være årsag til at
immunsystemet ikke kan ”følge med” og derfor ikke bekæmper tumoren effektivt. Desuden
udvikler tumorcellen nogle andre mekanismer:
o Stopper expression af det antigen, der er immunresponsets target = Antigen loss variant
o Stopper med at udtrykke MHC I, så CD8+ T-celler ikke aktiveres (her kan NK-celler
komme ind i billedet)
33
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
o Secernerer cytokiner, som supprimerer immunresponset, fx TGF-β. Eller aktiverer Tcellen inhibitoriske pathway via CTLA-4 eller PD-1.
Immunologiske approaches i cancerterapi
Hvis tumor ikke kan fjernes kirurgisk sker behandling via stråling eller kemoterapi. Primært
forsøger man at behandle med antitumor T-celler eller antistoffer, som immuniserer pt. mod
tumoren og desuden stimulerer pt.s eget immunrespons.
•
•
•
•
Monoklonale antistoffer: fx specifikt antistof mod CD20 på B-celler eller anti-Her2
Angiogenese-hæmmer: fx thalidomid
Adoptive cellular immunotherapy: T-celler ekstraheres fra pt., vokses in vitro og injiceres igen
Boosting af pt.s eget immunrespons ved vaccination
o ”tumor pulsed” DC: DC exponeres for tumorantigen og vækst in vitro à injiceres à
cross-præsentering og aktivering af CD8+ T-celler
o Plasmid med cDNA kodende for tumorantigen: optages af APC à antigenpræsentation
og aktivering af CD8+ T-celler
o Tumorer udløst pga. onkogen virus kan behandles med vaccine mod virus. (HBV, HPV)
o Tumorcelle transficeret med IL-2 el. B7 kodende gener à god CD8+ stimulering
IMMUNRESPONS MOD TRANSPLANTATER
•
•
Allograft = transplantation fra ét individ til et andet.
Xenograft = transplantation fra én race til en anden (gris til menneske, fx)
Transplantations-antigener: primært proteiner i HLA-molekylet.
•
•
Hvert individ udtrykker 6 MHC I alleler (2x (HLA-A, HLA-B, HLA-C)) og minimum 6 MHC
II alleler (2x (HLA-DQ, HLA-DP og 1 el. 2 HLA-DR)).
MHC generne er yderst polymorfe og der findes flere hundrede typer af hvert allel à ved
kombination fås forskellige MHC-molekyler udtrykt på forskellige individer
Grunden til at recipient kan udløse kraftigt immunrespons mod fremmed MHC molekyler skyldes:
•
•
•
I thymus’ positive og negative selektion, selekteres T-celler som genkender eget MHC +
fremmed peptid. (T-cellens MHC restriktion)
Allogene MHC molekyler (fra donor) kan pga. polymorfi ligne selv-MHC+fremmed antigen.
Genkendes det allogene MHC molekyle som et ”selv-MHC+fremmed antigen” af antigen
specifik TCR og udløser immunrespons er der tale om en immunologisk kryds-reaktion. (fig.
10-7, s. 198)
Grunden til at immunresponset bliver så kraftigt er, at allograft udtrykker tusindvis af MHC
molekyler, som alle potentielt kan genkendes som fremmed for recipients T-celler.
Man snakker desuden om minor histocompatibility antigens når non-MHC-antigener bevirker
graft rejection. Typisk er det blot allel-varianter i normale protiener, hos donor og recipient.
Immunresponset er ikke lige så kraftigt.
34
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
Induktion af immunrespons mod transplantater
T-cellen hos recipient genkender donors alloantigener på forskellige måder afhængig af, hvilke
celler i ”graft”, som udtrykker antigenet.
Direct recognition: T-celler genkender allogene MHC-molekyler på donor DC og aktiveres
à CTL-medieret akut rejection af graft
• Indirect recognition: recipients DC processerer donors alloantigener og præsenterer dem til
recipients T-celler på selv-MHC
à CD4+ T-celle medieret kronisk rejection af graft (DTH reaktion)
Mixed lymphocyte reaction (MLR) = in vitro test. T-celler fra ét individ blandes med leukocytter
fra et andet individ og man ser på responset. Jo større MHC forskel, des kraftigere respons.
OBS: Både B-celler og T-celler indgår i graft-rejection
•
Immunmekanismer for graft-rejection: tre typer
• Hyper akut rejection: sker inden for minutter.
o Medieret af antistoffer, som binder til alloantigener på graft-endothel à complement
aktivering, inflammation og trombose i transplantat-kar à iskæmisk nekrose i graft.
o Fx ABO, HLA og xenograft
• Akut rejection: sker inden for dage til uger. Skyldes HLA uforlig.
o T-celle medieret respons, som reagerer mod alloantigener i grafts parenchymalceller og
endothel. Både CTL og TH-celler. Parenkymal celleskade og inflammation
o Antistoffer bidrager også til aktivering af complement i endothelceller à karbeskadigelse (endothelialitis)
• Kronisk rejection: sker over måneder til år. Fibrose og ”graft-arteriosklerose”
o T-celle medieret respons med graft-antigener typisk i karvæg. T-celler secernerer
cytokiner, som aktiverer fibroblaster og glatte muskelceller i intima til proliferation
o Kronisk DTH i karvæg førende til karokklusion.
Forebygning og behandling af graft rejection: immunosuppresion.
•
•
•
Primært forsøges at forhindre T-celle aktivering og T-cellens effektor funktioner.
Cyclosporin hæmmer calcineurin à hæmmer NFAT à hæmmer T-celle cytokinproduktion
Problemet med behandling: nonspecifik immunsuppresion à pt. bliver mere udsat for
infektion og øget tendens til cancerudvikling fra onkogene vira.
Vigtigt: Efter man har taget cyclosporin i brug, er HLA-matching ikke lige så nødvendig i mange
organ-transplantationer. Oftest også pga. pt.s dårlige tilstand, hvor man ikke kan vente på matching.
Cyklosporin
Blokerer T-cellens cytokinproduktion ved hæmning af calcineurin
Rapamycin
Hæmmer IL-2 signalering à hæmmer T-celle proliferation
Cortikosteroider
Antiinflammatorisk ved hæming af makrofags cytokinsekretion
Anti CD3 monoklonalt antistof
Binder til CD3 ´à fagocytose og complementmedieret lyse af T-celler à t-celle depletering
35
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
Anti IL-2 receptor antistof
Blokerer binding af IL-2 à hæmmer T-celle proliferation
CTLA-4 antistof
Blokerer B7 binding til CD28 à hæmmer T-celle aktivering
jan. 2013
Ved xenotransplantation ses ofte hyperakut og akut rejection.
Blodtransfusion
•
•
•
ABO antigener sidder på erythrocytterne, endothelceller og også andre celletyper.
A positiv betyder at man har antigenet A og antistof mod B.
ABO er glykosphingoliper (ikke proteiner) og der er ikke et T-celle medieret respons
Knoglemarvtransplantation
•
•
Kræver nøje HLA matching
Hvis modne donor T-celler transplanteres kan der ske en Graft-vs.-Host disease.
KAPITEL 11
Ved hypersensitivitet forstås en patologisk, vævsskadende immunreaktion. Kan opstå på to måder:
•
•
Ukontrolleret/dysreguleret immunrespons på fremmed antigen
Immunrespons mod selv-antigener (= autoimmunitet)
TYPER AF HYPERSENSITIVITETS REAKTIONER
•
•
•
•
Type I: straks reaktion. Typiske allergi-reaktion. IgE- og mastcellemedieret.
Type II: Antistof (typisk IgG) mod egne celle- eller vævsantigener.
Type III: Antistof (typisk IgG) mod opløselige selv-antigener i cirkulationen.
Type IV: T-celle medieret mod selv-antigener i væv.
OBS: kursusleder definerer allergi som alle fire ovennævnte typer, hvor det er et allergen, som har
udløset responset. Bogen definerer kun type I, som allergi. Type II-IV kan altså både være allergi
eller autoimmun sygdom
TYPE I – STRAKS HYPERSENSITIVITET
•
•
•
•
IgE og mastcelle medieret straks-reaktion i kar og glatmuskel efterfulgt af inflammation i ”late
fase”.
Udløses kun såfremt man tidligere har været exponeret for allergen.
Typiske eksempler: Høfeber, astma, nældefeber, madvareallergi, anafylaktisk chok.
Tit genetisk betinget
Kronologisk opstillet:
1. B-celler binder allergen og desuden er TH2-celle blevet aktiveret via APC
36
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
2.
3.
4.
5.
jan. 2013
Interaktion ml. TH2-celle og B-celle à isotype switch til IgE produktion
IgE binder til FcεRI på mastcelle
IgE på mastcelle binder nu allergen (cross-linking) à aktiverer mastcelle til degranulering
Straksreaktion med øget karpermeabilitet og kardilatation + late-phase-reaktion inflammation
Produktion af IgE
•
•
•
TH2 aktiveres, idet allergen altid findes i små mængder og derfor trigger TH2 i stedet for TH1
Allergen = antigen som trigger type 1 hypersensitivitetsreaktion
Effektor TH2-celler secernerer IL-4 og IL-13 som sammen med CD40-CD40L og TCR-MHCII
interaktion aktiverer B-celle til at isotype switche til IgE-producerende plasmaceller.
Aktivering af mast-celler og mediator-sekretion
•
•
Sensibilisering: Allergen-specifikke IgE coater mastceller ved binding til FcεRI11 (FcεRI
består af tre kæder. Én binder Fc-del af IgE, de to andre signalerer)
Elicitation: allergen binder til to eller flere mastcelle-bundne IgE à cross-linking à
mastcelleaktivering à 3 responser:
1. degranulation
2. syntese og sekretion af lipidmediatorer
3. syntese og sekretion af cytokiner
Mediatorer i straksreaktionen: vasoaktive aminer, lipidmediatorer
•
•
•
histamin: vasodilatiation, øget karpermeabilitet
proteaser: lokal vævsbeskadigelse
arachidonderivater: PG (vasodilatation), leukotriener (længerevarende glatmuskelkontraktion),
Mediatorer i late-phase reaction:
•
cytokiner: inducerer inflammation ved eosinofil-, neutrofil- og TH2-celle rekruttering.
o IL-4 og TNF-α rekrutterer neutrofile og eosinofile à frigør proteaser à vævsskade
o IL-5 fra TH2-cellen aktiverer eosinofile
o Chemokiner
Kliniske syndromer og behandling
•
•
•
•
Pollen og høfeber: Rhinitis og sinusitis pga. histamin fra mastceller i nasalmucosa og IL-13
fra TH2-celler
Fødevareallergi: diarré pga øget peristaltik udløst af histamin fra mastceller.
Astma bronkiale: bronkokonstriktion udløst af bl.a. leukotriener fra mastceller. Late-phase
bevirker øget mucus-produktion (inflammation)
Anafylatisk chok: systemisk reaktion med BT-fald, ødemer især i larynx, etc. udløst af
mastcelle degranulering
11
Specialt for IgE-­‐mastcelle interaktion er, at IgE binder til FcεRI uden bundet allergen og desuden med høj affinitet. 37
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
Behandling: antihistaminer til høfeber, glatmuskel-relaxerende til astma (PDE-hæmmere) og
adrenalin til anafylaxis. Cortikosteroider benyttes til at bremse inflammationen.
Man kan forsøge at desensibilisere ved at indgive små doser allergener til pt. så tolerance opnås.
TYPE II HYPERSENSITIVITET
Der er typisk tale om auto-antistoffer mod selv-antigener pga. fejl i selv-tolerance. Complement
aktiveres og neutrofile rekrutteres. Mange autoimmune sygdommme, desuden ved penicillin-allergi.
•
•
•
Antistof binder vævs- eller celleassocieret selv-antigen (fx erythrocytter, gl. thyroidea, hjerte)
Vævsspecifikke sygdomme
Eksempel: respons mod streptococcus infektion à antistreptococce antistoffer à
krydsreaktion med selv-antigener i hjertemuskulatur à rheumatisk feber (inflammation)
Mekanismen bag vævsbeskadigelse og sygdom: to muligheder for at beskadige vævet:
•
•
Inducere inflammation: Complement- og Fc-receptor medieret inflammation. ROS og NO
frigives ved site og vævet beskadiges. Hvis antistof binder til fx erythrocytter opsoniseres
disse til fagocyttering.
Forstyrre normale cellulære funktioner: antistoffer mod fx hormonreceptor kan hæmme eller
højne aktivitet. Fx ved myastenia gravis, hvor antistoffer blokerer nikotinerge receptorer i den
motoriske endeplade eller ved Grave’s disease hvor antistof efterligner TSH og binder til THS
receptor på gl.thyroidea hvilket bevirker hyperthyroidisme.
Type II
Hæmolytisk anæmi
Thrombocytopeni
Akut rheumatisk feber (gigtfeber)
Myastenia gravis
Graves disease
Target antigen
Erythrocyt (Rh antigen, bl.a.)
Thrombocyt
Krydsreaktion med myocardieantigen
ACh nikotinerge receptor
TSH receptor
Kliniske manifestationer
Hæmolyse og anæmi
Bløder
Myocarditis
Muskelsvaghed og paralyse
hyperthyoroidisme
TYPE III HYPSENSITIVITET
Danner komplexer og aflejrer sig i karvæg med inflammation og complementaktivering til følge.
•
Oftest systemiske sygdomsbilleder à vaskulitis, arthritis, nephritis
o Typisk hvis man har en kronisk infektion (EBV eller malaria-parasit) kan det udløse at
antistoffer komplexbinder med antigen i cirkulationen og lejrer sig i karvæggen.
Type III
SLE
Serum syge
Arthus reaktion
Antistof-specificitet
DNA, nukleotid-proteiner
Protein-antigener
Protein-antigener
Kliniske manifestationer
Nephritis, arthritis, vaskulitis
Nephritis, arthritis, vaskulitis
Kutan vasculitis
TYPE IV HYPERSENSITIVITET
•
Komplexdannelse ml. MHC-molekyler og selv-antigener.
38
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
Ofte reaktion mod cellulære antigener med begrænset vævsdistribuering à sjældent systemisk
Superantigener = toxiner, som uspecifikt binder MHC II og TCr og bevirker polyklonal Tcelle aktivering à kraftig inflammation
Mekanismen bag vævsskade
•
•
DTH reaktion: lokal inflammation og makrofag-aktivering via cytokiner fra CD4+-celler
CD8+ celler kan direkte gå ind og dræbe
Oftest deltager både CD4+ og CD8+ celler
Type IV
IDDM
Target celler
Β-celler i pancreas
Rheumatoid arthritis (leddegigt)
Antigener i led
Multiple sklerose
Kontakt sensitivitet (latex)
Kroniske infektioner (fx TB)
Myelin proteiner
Modificeret hud-proteiner
Mikrobielle proteiner
Viral hepatitis (HBV og HCV)
Virale proteiner
Toxic shock syndrom
Superantigener
Kliniske manifestationer
Dårlig glukosemetabolisme,
vaskulære sygdomme
(aterosklerose)
Kronisk inflammation i
synovialvæske i led. Erosion af
ledbrusk
Demyelinering i CNS
DTH reaktion i huden
Kronisk granulomatøs
inflammation
CTL medieret drab på
hepatocytter à leverfibrose
Feber, systemisk inflammatorisk
chok.
Behandling: Forsøge at dæmpe inflammation med cortikosteroider, cytokinantagonister mod TNF
eller ved at hæmme T-celle responset med cyclosporin.
Obs: Så vidt jeg har tolket bogen, så er det typisk MHC II, der er involveret i autoimmunitet. Mens
det typisk er MHC I uforlig, der opstår ved transplantationer under fx akut afstødning.
KAPITEL 12
PRIMÆRE IMMUNDEFEKTER = immundefekt pga. genetiske abnormaliteter
Defekt i lymfocyt-modningen. Overordnet set: RAG-mangel, ADA el. PNP mangel, γc mangel
•
SCID (severe combined immunodefecienciy): defekt i både B- og T-cellemodning
o X-linked SCID (50% skyldes X-bundet fejl) pga. fejl i γc subunit af cytokinreceptor.
Ved fejl i γ-chain fås:
1. Nedsat T-celle modning pga. manglende respons på IL-7 (primære GF for pro-T-celle)
2. Nedsat NK pga. manglende respons på IL-15 (primære GF for NK)
o Autosomal SCID pga. mutation i ADA enzym, som bevirker ophobning af toxiske purinmetabolitter. à blokerer T-celle modning (defekt i B-celle modning skyldes primært
39
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
•
•
jan. 2013
defekt i modning af TH-celler). Der kan ikke ske modning fra stamcelle til pro-celle
niveau.
o Autosomal SCID pga. mutation i kinase involveret i γ-chain receptor-signalering
o Autosomal SCID pga. RAG1 og RAG2 gener kodende for komponenter i VDJrekombinase. Der kan ikke ske modning fra pro- til præ-celle niveau.
B-celle immundefekt: X-linked agammaglobulinemia: ingen B-celle modning efter pre-Bcelle stadiet. Skyldes mutation i Btk (=B-celle tyrosin-kinase)
T-celle immundefekt: DiGeorge Syndrome: ufuldstændig udvikling af thymus og gll.
Parathyroideae
Behandling: pt. med SCID vil behøve knoglemarvstransplantation. B-celle-immundefekter
behandles med passiv immunitet og antibiotika.
Defekt i lymfocytaktivering og funktion:
•
•
•
•
Autosomal hyper IgM syndrom: mutation i AID enzym à ingen isotype switch
X-linked hyper IgM syndrom: mutation i CD40L à ingen isotype switch
Common variable immunodefeciency: Mutation i receptorer for B-celle vækstfaktorer og
costimulatorer. En heterogen gruppe af defekter som alle udmønter sig i dårligt Ig respons
mod infektioner og nedsat niveau af IgG, IgA og IgM.
Bare lymphocyte syndrom: defekt i MHC II, så det ikke udtrykkes. Naiv CD4+ T-celle kan
ikke modnes/aktiveres.
Defekter i det innate immunsystem
•
•
•
•
Chronic granulomatous disease: mutation i phagocyt oxidase à phagocytter kan ikke dræbe
bakterien fordi de ikke kan danne ROS à immunsystemet forsøger at kompensere for dette
ved at tilkalde flere makrofager à fagocytterne akkumulerer
Leukocyt adhæsionsdefekt: mutation i gener kodende for integriner og selektinligander à
der kan ikke ske migration og rekruttering af leukocytter
Chédiac-Higashi syndrom: dysfunktion i leukocyttens lysosomale granula
Defekt i complement systemet:
o C3 defekt: fatalt
o C4 og C2 defekt: lupus-lignende symptomer. Dette fordi den klassiske complement vej
typisk hjælper til at fjerne antistof-antigen komplexer fra blodet. Hvis denne vej er defekt,
vil komplexerne udfælde som set ved SLE
Lymfocyt-abnormaliteter associeret med andre sygdomme
•
Ataxi telangiectasia: mutation i gener kodende for DNA-repair proteiner
SEKUNDÆRE IMMUNDEFEKTER: immundefekt forårsaget af infektion (HIV), underernæring
el. medicinsk behandling (cancer kemoterapeutika, strålebehandling), splenektomi.
AIDS = acquired immunodeficiency syndrome
•
Skyldes HIV som forårsager CD4+ T-celle depletering
40
Thomsens Immunologi-kompendium
Abbas: Basic Immunology, 3rd ed.
jan. 2013
HIV = human immunodeficiency virus
•
•
•
•
Binder til CD4 og kemokin-receptorer (CXCR4 på T-celle og CCR5 på makrofag)
Inficerer primært CD4-T-celler, desuden makrofager og DC
Ved binding til enten CD4, CXCR4 el. CCR5 fusionerer virus med plasmamembran og
kommer således ind i cytoplasma à her uncoates den af en protease à RNA frigives à
DNA kopi af det virale RNA laves vha. revers transkriptase à DNA integrerer sig i
værtscellens DNA vha. integrase.
Provirus = det integrerede virale DNA i værtscellens genom.
AIDS patogenese
HIV forårsager en latent infektion i immunsystemets celler. Træder ind via epithel til lymfoide
organer og i cirkulationen.
Se fig. 12-9 og 12-10 s. 234-235 i bogen: primær infektion af CD4+ T-celler og DC à transport af
disse til lymfeknude, hvor infektionen etabeleres à akut HIV syndrom hvor virus spredes til hele
kroppen (viræmi) à immunsystemet laver anti-HIV antistoffer og HIV-sepcifikke CTL så man får
delvis kontrol over virus à klinisk latens, hvor der dannes en kronisk infektionstilstand og et
løbende fald i antal CD4+ T-celler à andre mikrober inficerer kroppen à øget viral replikation à
AIDS.
Opportunistisk infektion = infektion man får, fordi immunsystemet er svagt grundet fx HIV. Med
fuldt fungerende immunsystem ville det ikke ske.
Behandling: man forsøger at kontrollere HIV replikation. Dette kan gøres ved at blokere tre steder:
•
•
•
Blokere proteasen
Blokere revers transkriptase
Blokere integrasen
Behandlingen kaldes HAART. Virus kan mutere og derved undvige sig behandlingens effekt.
41