ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Ανοσολογία. Φυσική ανοσία, φλεγμονή Διδάσκων: Αναπληρωτής Καθηγητής Γεώργιος Θυφρονίτης

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ανοσολογία Φυσική ανοσία, φλεγμονή Διδάσκων: Αναπληρωτής Καθηγητής Γεώργιος Θυφρονίτης

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 ΦΥΣΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ

4 Κύριες λειτουργίες της Φ.Α. Πρόληψη λοιµώξεων (φυσικοί φραγµοί) Άµεση αποµάκρυνση µικροβίων Διέγερση της επίκτητης ανοσολογικής απάντησης. Επηρεασµός του τύπου της επίκτητης Α.Α.

5 Χαρακτηριστικά φυσικής και επίκτητης ανοσίας

6 Χαρακτηριστικά φυσικής και επίκτητης ανοσίας Φυσική ανοσία Επίκτητη ανοσία Αµεση απόκριση Μη ειδική για το αντιγόνο Δεν καταλείπει µνήµη* Καθυστερηµένη απόκριση Ειδική για το αντιγόνο Ανάπτυξη µνήµης

7 Στοιχεία της φυσικής και επίκτητης ανοσίας Φυσική ανοσία Επίκτητη ανοσία Φυσικοί φραγµοί Δέρµα, λάχνες Απόντες Πρωτεϊνικές και µη εκκρίσεις κυτταροκίνες, C Διαλυτοί παράγοντες Κύτταρα Ανοσοσφαιρίνες κυτταροκίνες Πολυµορφοπύρηνα, NK, Μφ, δενδριτικά κύτταρα T και B λεµφοκύτταρα

8 Μελέτη της φυσικής ανοσίας 1. Φυσικοί φραγµοί 2. Μεµβρανικοί και διαλυτοί υποδοχείς αναγνώρισης Αντιγόνου (µικροβιακών µοριακών δοµών ή υποδοχείς αναγνώρισης προτύπου, Pattern Recognition Receptors, PRR) 3. Διαλυτοί µεσολαβητές 4. Φλεγµονή-Κύτταρα της φυσικής ανοσίας

9 1. Φυσικοί φραγµοί

10 1. Φυσικοί φραγµοί

11 2. Μεµβρανικοί και διαλυτοί Υποδοχείς αναγνώρισης Αντιγόνου (PRR)

12 Μεµβρανικοί και διαλυτοί υποδοχείς Pattern Recognition Receptors (PRR) Υποδοχείς κωδικοποιούµενοι από το γονιδίωµα χωρίς ανασυνδυασµό. Αναγνωρίζουν δοµές κοινές σε ποικίλα είδη παθογόνων pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). Δοµές απαραίτητες για την επιβίωσή τους. Δοµές επί της εξωτερικής µεµβράνης ή διαλυτές.

13 Lipoteichoic acid Teichoic acid Peptidoglycan Gram-positive cell wall

14

15 Pathogen Recognition Receptors Κύρια PRRs: Διαλυτά: CRP C-αντιδρώσα πρωτεΐνη Συµπλήρωµα/MBL-Λεκτίνη δεσµευόµενη στη µαννόζη Μεµβρανικά: ΤLR (Toll like receptors) NLR (Nod like receptors) RLR (RIG-1 like receptors) Μεµβρανικοί υποδοχείς (PRR) και διαλυτά µόρια της φυσικής ανοσίας που αναγνωρίζουν µοριακά πρότυπα (PAMPs) στα µικρόβια

16 TLR Μεµβρανικοί υποδοχείς 11 ανθρώπινοι TLR; 12 TLR στο ποντίκι Δοµικά συντηρηµένες µορφές Πολλαπλές οµάδες λευκίνης στην εξωκυττάρια περιοχή. Ενδοκυττάρια δοµή TIR (Toll/IL1 receptor) που διεκπεραιώνει τη σηµατοδότηση.

17

18 ΈΚΦΡΑΣΗ TLR Εκφράζονται σε χαµηλή συγκέντρωση. Eκφράζονται σε κύτταρα του συστήµατος ανοσίας. Δενδριτικά κύτταρα Μακροφάγα (αλλά και στα κύτταρα της επίκτητης ανοσίας) Εντοπίζονται στην κυτταρική µεµβράνη ή στο ενδόσωµα.

19 TLR Δρούν σαν οµο- ή ετεροδιµερή. Η σύνθεση των διµερών καθορίζει την ειδικότητα πχ. TLR1/2: παράσιτα TLR2/6: Gram (+) βακτήρια και µύκητες. Η εντόπιση καθορίζει τον συνδέτη: TLRs που αναγνωρίζουν εξωκυττάριες δοµές εντοπίζονται στην επιφάνεια των κυττάρων. TLRs που αναγνωρίζουν ενδοκυττάριες δοµές εντοπίζονται στο ενδόσωµα.

20

21 NF-κΒ κύριος ΜΠ γονιδίων φλεγµονωδών κυτταροκινών

22 άρθρα /έτος για Toll-like Receptors

23 RIG-I-like receptors Ενδοκυττάριοι υποδοχείς αναγνώρισης ιικού RΝΑ Φλεγµονώδεις κυτταροκίνες Crit Rev Biochem Mol Biol March; 47(2): The RIG-I-like receptors (RIG-I: blue, MDA5: orange, and LGP2: green) are activated upon recognition of virus-derived RNA (red stars/lines). RIG-I is present in the cytoplasm in an autoinhibited state, and upon activation a conformational change exposes the CARD domains for interaction with IPS-1. Activated RIG-I and MDA5 both signal through IPS-1 and their signaling activity may be positively regulated by LGP2. IPS-1 transmits the signal through protein kinase complexes leading to the activation of NFκB and IRF3 transcription factors, resulting in the production of IFN-β and other cytokines that initiate antiviral immunity.

24 3. Διαλυτοί µεσολαβητές

25 Διαλυτοί µεσολαβητές Κυτταροκίνες/χηµειοκίνες Πρωτεΐνες συµπληρώµατος Αντιµικροβιακά πεπτίδια Πρωτεΐνες οξείας φάσεως

26 Συµπλήρωµα (C) Το σύστηµα του συµπληρώµατος αποτελείται από πρωτεΐνες του ορού και µεµβρανικές πρωτεΐνες που αλληλεπιδρούν ρυθµιζόµενα και παράγουν προϊόντα ικανά να καταστρέφουν µικρόβια άµεσα ή έµµεσα. Η ενεργοποίηση του C γίνεται µε διαδοχική πρωτεόλυση πρωτεϊνών που δηµιουργούν νέα σύµπλοκα ενζύµων µε πρωτεολυτική δράση. To C ενεργοποιείται από αντισώµατα ή από PAMPs

27 Ρόλος του συµπληρώµατος

28 Βιολογικές δράσεις συµπληρώµατος

29 Βιολογικές δράσεις συµπληρώµατος

30 Βιολογικές δράσεις συµπληρώµατος

31

32 Άλλα διαλυτά µόρια αναγνώρισης PAMPs Συµπλήρωµα Pentaxins (πρωτεΐνες οξείας φάσεως) C-αντιδρώσα πρωτεΐνη (CRP C-reactive protein) Οψονίνη, προσδένεται στο C1q και αντιδρά µε Fc υποδοχείς. Ενεργοποιεί την κλασσική οδό του C. Παράγεται στο ήπαρ (επάγεται από IL-1, IL-6) P- Αµυλωειδές του Oρού (SAP Serum amyloid P) Κολεκτίνες Φικολίνες Παρόµοιες δράσεις µε την CRP

33 ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ CRP (C-reactive protein) ΣΤΗ ΛΟΙΜΩΞΗ Δέσµευση σε οµάδες φωσφοχολίνης και φωσφατιδυλεθανολαµίνης Δέσµευση σε πρωτεϊνες συµπληρώµατος Δέσµευση σε φαγοκύτταρα

34 4. Kύτταρα της φυσικής ανοσίας

35

36 Λειτουργίες των φαγοκυττάρων Μακροφάγα και ουδετερόφιλα Εντόπιση και αποµάκρυνση του ξένου (Mφ and PMN) Φλεγµονώδης απόκριση σε λοίµωξη ή ιστική βλάβη (Mφ and PMN) Αποκατάσταση της βλάβης (Mφ) Συµµετοχή στην ανοσιακή απόκριση: επεξεργασία και παρουσίαση αντιγόνου (Mφ) Ανοσοεπιτήρηση όγκων και κυτταροτοξικότητα (Mφ) Εκκριτικές λειτουργίες (Mφ)

37 Ουδετερόφιλα Αντιµικροβιακή δράση Φαγοκυττάρωση Απελευθέρωση διαλυτών αντιµικροβιακών ουσιών. Επαγωγή δραστικότητας της inos και παραγωγή NO L-arginine + O 2 + NADPH NO + L-citrulline + NADP NO µαζί µε O 2- έχουν µεγαλύτερη αντιµικροβιακή δράση Οξειδωτική έκρηξη Προσελκύουν και ενεργοποιούν και άλλους κυτταρικούς πληθυσµούς. Στάδιο τελικής διαφοροποίησης, παραγωγή 1χ10 11 κυτ/ηµέρα, ζουν 6h,.

38 Μακροφάγα Φαγοκυττάρωση, Αναγνώριση µικροβίων µέσω TLR, CD14. Πρόσδεση οψονοποιηµένων µικροβίων µέσω Fc υποδοχέων Φαγοκυττάρωση. Δηµιουργία φαγοσώµατος και σύντηξη µε λυσοσώµατα. ενδοκυττάρια θανάτωση,φλεγµονή, (πρωτεολυτικά ένζυµα, ROS, NO) ιστική επανόρθωση Παρουσίαση αντιγόνου σε Τ κύτταρα

39 Φαγοκύτταρα: Μακροφάγα Effector functions of macrophages. Macrophages are activated by microbial products such as LPS and by NK cell-derived IFN-γ. The process of macrophage activation leads to the activation of transcription factors, the transcription of various genes, and the synthesis of proteins that mediate the functions of these cells. In adaptive cell-mediated immunity, macrophages are activated by stimuli from T lymphocytes (CD40 ligand and IFN-γ) and respond in essentially the same way

40 Φαγοκυττάρωση και καταστροφή των µικροβίων Phagocytosis and intracellular destruction of microbes. Microbes may be ingested by different membrane receptors of phagocytes; some directly bind microbes, and others bind opsonized microbes. The microbes are internalized into phagosomes, which fuse with lysosomes to form phagolysosomes, where the microbes are killed by reactive oxygen and nitrogen intermediates and proteolytic enzymes. NO, nitric oxide; ROS, reactive oxygen species.

41 Θανάτωση µικροβίων Πρωτεολυτικά ένζυµα Ελαστάση (πρωτεάση σερίνης) Καθεψίνη-G Οξειδάση των φαγοκυττάρων Μετατροπή Ο2 σε ενεργές ρίζες Αύξηση ph και οσµωτικής πίεσης δράση ελαστάσης καθεψίνης

42 Δενδριτικά κύτταρα Σηµαντικά για τη σύνδεση φυσικής και επίκτητης ανοσιακής απόκρισης Σύνδεση µε PRR διεγείρει την ενεργοποίηση και ωρίµανσή τους και την επακόλουθη ενεργοποίηση των Τ λεµφοκυττάρων. Παράγουν ROS and NO

43 Φλεγµονή Απόκριση στην ιστική βλάβη που χαρακτηρίζεται από: -Ερυθρότητα -Θερµότητα -Οίδηµα -Πόνο Η φλεγµονή προκαλείται από διάφορα µόρια (χηµειοκίνες, κυτταροκίνες, µεσολαβητές της φλεγµονής) και λευκοκύτταρα που µεταναστεύουν στο σηµείο της βλάβης (εξαγγείωση)

44 Χαρακτηριστικά τοπικής οξείας φλεγµονής Οίδηµα Προκαλείται από αυξηµένη αγγειακή διαπερατότητα και εξαγγείωση λευκοκυττάρων στην περιοχή. Ερυθρότητα Προκαλείται από αυξηµένο όγκο αίµατος λόγω αγγειοδιαστολής Θερµότητα Προκαλείται από αυξηµένο όγκο αίµατος λόγω αγγειοδιαστολής Πόνος και απώλεια λειτουργικότητας

45 Εξαγγείωση λευκοκυττάρων Αυστηρά ελεγχόµενη µετανάστευση των λευκοκυττάρων από το αίµα στους ιστούς. Ρυθµίζεται από µικρού µεγέθους µοριακούς µεσολαβητές( χηµειοκίνες, συµπλήρωµα), κυτταροκίνες και από µεµβρανικές πρωτεΐνες µόρια προσκόλλησης-(cell adhesion molecules).

46 Εξαγγείωση λευκοκυττάρων CAMs At sites of infection, macrophages that have encountered microbes produce cytokines (such as TNF and IL-1) that activate the endothelial cells of nearby venules to produce selectins, ligands for integrins, and chemokines. Selectins mediate weak tethering and rolling of blood leukocytes, such as neutrophils on the endothelium; integrins mediate firm adhesion of neutrophils; and chemokines increase the affinity of neutrophil integrins and stimulate the migration of the cells through the endothelium to the site of infection. Blood neutrophils, monocytes, and activated T lymphocytes use essentially the same mechanisms to migrate to sites of infection.

47 Μόρια κυτταρικής προσκόλλησης (CAMs, Cell Adhesion Molecules) Σελεκτίνες: L (λευκοκύτταρα) - E P (ενδοθήλιο) υπεύθυνες για την αρχική προσκόλληση Ιντεγκρίνες: ετεροδιµερείς α/β, τα λευκοκύτταρα εκφράζουν τη β2 ή CD18 αλυσίδα. Ορισµένες ενεργοποιούνται για να συνδεθούν µε τον προσδέτη. ICAMs: Μόρια µε περιοχές οµολογίας ανοσοσφαιρίνης. Αλληλεπιδρούν µε ιντεγκρίνες, σελεκτίνες, ΙCAMs. Μουκίνες: έντονα γλυκοζυλιωµένες πρωτεΐνες, αντιδρούν κυρίως µε σελεκτίνες.

48 Χηµειοκίνες Υπεροικογένεια µικρών πολυπεπτιδίων. Ορισµένες σταθερή έκφραση, άλλες έκφραση επαγόµενη κατά τη φλεγµονή. Κύριοι χηµειοτακτικοί παράγοντες. Τα λεµφοκύτταρα έλκονται στα σηµεία της φλεγµονής όπου υπάρχει υψηλή συγκέντρωση χηµειοκινών.

49 Η µετανάστευση είναι αυστηρά ρυθµιζόµενη διαδικασία

50 Η µετανάστευση είναι αυστηρά ρυθµιζόµενη διαδικασία Μετανάστευση παρθένου Τ κυττάρου

51 Η µετανάστευση είναι αυστηρά ρυθµιζόµενη διαδικασία Μετανάστευση δραστικού Τ κυττάρου

52 Η µετανάστευση είναι αυστηρά ρυθµιζόµενη διαδικασία Ενεργοποιηµένα Τ κύτταρα εκφράζουν υποδοχείς χηµειοκινών

53 Τοπική φλεγµονή µε µια µατιά Μεσολαβητές -Ισταµίνη -Βραδυκινίνη (αγγειακή διαπερατότητα) -Καλλικρεΐνη, διάσπαση του C5 -Ενεργοποίηση του συστήµατος πήξης -Ινωδολυτικό σύστηµα, Πλασµίνη -Προσταγλαδίνες -Λευκοτριένια

54 Συστηµατική φλεγµονή

55 Τέλος Ενότητας

56 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

57 Σημειώματα

58 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

59 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων: Αναπληρωτής Καθηγητής Γεώργιος Θυφρονίτης. «Ανοσολογία. Φυσική ανοσία, φλεγμονή». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

60 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]