ΑΡΧΕΣ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΑΝΟΣΟΠΟΙΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Transcript

1 ΑΡΧΕΣ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΑΝΟΣΟΠΟΙΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

2 Χρειάζεται η µελέτη της ανοσολογία; Εµβόλια Άµυνα κατά µικροοργανισµών Ανοσολογικές ασθένειες Αλλεργίες - υπερευαισθησίες, αυτοανοσίες, ανοσοανεπάρκειες, απόρριψη µοσχευµάτων Ανοσολογικά φάρµακα µονοκλωνικά αντισώµατα, κυταροκίνες, Διάγνωση

3 Ανοσία - Immunity Ανοσοποιητικό/ανοσιακό σύστηµα Immune system Ανοσοαπάντηση, ανοσοαπόκριση Immune response Ανοσολογία - Immunology (Ανοσοβιολογία/Βασική Ανοσολογία, Κυτταρική και Μοριακή Ανοσολογία, Ανοσοχηµεία, Κλινική Ανοσολογία, Φαρµακευτική Ανοσολογία, - ανοσο-, κλπ)

4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΑΝΟΣΟΠΟΙΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Φυσική και επίκτητη ανοσία Οι 2 τύποι της επίκτητης ανοσίας Χυµική Κυτταρική Οι ιδιότητες της επίκτητης ανοσίας Ειδικότητα, µνήµη κλπ Οι φάσεις της ανοσοαπάντησης Αναγνώριση του αντιγόνου Ενεργοποίηση των λεµφοκυττάρων Εξάλειψη του αντιγόνου (δραστική φάση) Εξασθένηση της απάντησης Μνήµη Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήµατος Λεµφοκύτταρα Αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα Δραστικά κύτταρα Οι ιστοί του ανοσοποιητικού συστήµατος (Κεντρικά και) περιφερικά λεµφικά όργανα Επανακυκλοφορία των λεµφοκυττάρων

5 Η σηµασία του ανοσοποιητικού συστήµατος Ρόλος Άµυνα κατά των λοιµώξεων Άµυνα κατά των όγκων Επιπτώσεις στην υγεία µας Ανεπαρκής ανοσία λοιµώξεις (AIDS) Εµβολιασµός ανοσιακή άµυνα, λοιµώξεις Ανοσοθεραπεία του καρκίνου Ανώµαλες και υπερβολικές ανοσοαπαντήσεις Αναγνώριση και απάντηση σε µοσχεύµατα Τα αντισώµατα ως ειδικά αντιδραστήρια για την ανίχνευση µορίων Αυτοανοσία, υπερευαισθησία Φραγµός στη µεταµόσχευση και στη γονιδιακή θεραπεία Εργαστηριακές ανοσολογικές εξετάσεις κλινική ιατρική και έρευνα 1

6 Φυσική ( µη ειδική ) και επίκτητη (ειδική) ανοσία Φυσική ανοσία Έµφυτη Άµεση δράση Γενική για µικρόβια Δεν έχει µνήµη Ενισχύει και ενισχύεται από την επίκτητη ανοσία Επίκτητη ανοσία Επίκτητη (προσαρµοζόµενη) Χρειάζεται χρόνο για να δράσει (ηµέρες) Υψηλή ειδικότητα (για αντιγόνα, ανοσογόνα) Έχει µνήµη Ενισχύει τη φυσική, αλλά και χρησιµοποιεί κύτταρα της φυσικής Παίρνει τη σκυτάλη από τη φυσική ανοσία Χυµική (αντισώµατα) για εξωκυττάριους µικροοργανισµούς, και Κυτταρική (Τ κύτταρα) για ενδοκυττάριους µικροοργανισµούς

7 ΦΥΣΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ: Η πρώιµη άµυνα κατά των λοιµώξεων Η αναγνώριση των µικροοργανισµών από το έµφυτο ανοσοποιητικό σύστηµα Τα συστατικά της φυσικής ανοσίας 1. Κύτταρα α. Επιθηλιακοί φραγµοί β. Φαγοκύτταρα: ουδετερόφιλα και µονοκύτταρα/µακροφάγα γ. Φυσικά κυτταροκτόνα (ΝΚ) κύτταρα 2. Πρωτεϊνες δ. Κυτταροκίνες της φυσικής ανοσίας ε. Το σύστηµα του συµπληρώµατος ζ. Άλλες πρωτεΐνες του πλάσµατος Διαφυγή των µικροοργανισµών από τη φυσική ανοσία Η φυσικής ανοσία βοηθά στη διέγερση της επίκτητης ανοσίας

8 Φυσική ανοσία Αντιδρά µόνο σε ουσίες που προέρχονται από µικροοργανισµούς Αναγνωρίζει µοριακά πρότυπα Δεν αντιδρά έναντι του εαυτού Αναγνωρίζει δοµές απαραίτητες για την επιβίωση και τη µολυσµατικότητα των µικροοργανισµών Αναγνωρίζει και δίκλωνο RNA και βακτηριδιακό DNA Αντιδρά και σε ίδια κύτταρα που έχουν υποστεί βλάβες από µικροοργανισµούς Δεν διεγείρεται από τον µικροοργανισµό και δεν προσαρµόζεται σ αυτόν. Αλλά... Εν µέρει ειδική! Καθοδηγεί την επίκτητη Δεν έχει µνήµη

9 Η ειδικότητα στη φυσική και στην επίκτητη ανοσία 1

10 Αιµατοποίηση Λευκοκύτταρα (λευκά αιµοσφαίρια) Λεµφοκύτταρα Πολυµορφοπύρηνα Κοκκιοκύτταρα

11 Το σύστηµα του συµπληρώµατος (ενίσχυση της φαγοκυττάρωσης και χυµική δράση) Σύστηµα ~20 πρωτεϊνών/ενζύµων στο πλάσµα και στην κυτταρική µεµβράνη Λειτουργία: γρήγορη, µεγεθυνόµενη απάντηση σε εισβολείς (καταρράκτης ενζυµικών ενεργοποιήσεων): Ενζυµο Α ενεργοποιεί ενζ.β ενεργοποιεί ενζ.γ. C1-C9. C3 Ρυθµιστικές πρωτεΐνες

12 Οι δύο τύποι της επίκτητης ανοσίας 4

13 Ανοσοποίηση (Ενεργητική και Παθητική) Ενεργητική (λοίµωξη, εµβολιασµός) Παθητική (αντισώµατα, λεµφοκύτταρα) - Παθητική στα νεογνά (πλακούντα, γάλα) Πλεονεκτήµατα, µειονεκτήµατα

14 Ιδιότητες της επίκτητης ανοσίας Ιδιότητα Ειδικότητα (λόγω κλωνικά κατανεµηµένων υποδοχέων) Μνήµη Εξειδίκευση στην απάντηση Μη αντιδραστικότητα στα αντιγόνα του εαυτού Αυτοπεριορισµός Σηµασία (για την άµυνα έναντι των µικροβίων) Ικανότητα αναγνώρισης και απάντησης σε πολλούς διαφορετικούς µικροοργανισµούς Ενισχυµένες και ταχύτερες απαντήσεις σε υποτροπιάζουσες λοιµώξεις (εµβόλια) Οι ανοσοαπαντήσεις βελτιστοποιούνται για την άµυνα έναντι διαφορετικών οµάδων µικροοργανισµών Αποφεύγει βλαπτικές ανοσοαπαντήσεις έναντι των ιστών του ξενιστή. Επιστροφή στην ηρεµία και έτοιµος για νέες µάχες 5

15 Τα βασικά κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήµατος Κυτταρικός τύπος Λεµφοκύτταρα Αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα Δραστικά κύτταρα Κύριες λειτουργίες Ειδική αναγνώριση του αντιγόνου Β λεµφοκύτταρα: χυµική ανοσία Τ λεµφοκύτταρα: κυτταρική [Φυσικά κυτταροκτόνα (ΝΚ), φυσική] Πρόσληψη και παρουσίαση του αντιγόνου Δενδριτικά: έναρξη των Τ απαντήσεων Μακροφάγα: έναρξη και δραστική φάση της κυτταρικής ανοσίας Β λεµφοκύτταρα Λεµφοζιδιακά δενδριτικά: παρουσίαση αντιγόνων στα Β κύτταρα Εξάλειψη των αντιγόνων: Τ λεµφοκύτταρα: βοηθητικά και κυτταροτοξικά Μακροφάγα και µονοκύτταρα Κοκκιοκύτταρα: ουδετερόφιλα, ηωσινόφιλα 10

16 Tα λεµφοκύτταρα 11

17 Τα βασικά κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήµατος Κυτταρικός τύπος Λεµφοκύτταρα Αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα Δραστικά κύτταρα Κύριες λειτουργίες Ειδική αναγνώριση του αντιγόνου Β λεµφοκύτταρα: χυµική ανοσία Τ λεµφοκύτταρα: κυτταρική Φυσικά κυτταροκτόνα (ΝΚ): φυσική Πρόσληψη και παρουσίαση του αντιγόνου Δενδριτικά: έναρξη των Τ απαντήσεων Μακροφάγα: έναρξη και δραστική φάση της κυτταρικής ανοσίας Β λεµφοκύτταρα Λεµφοζιδιακά δενδριτικά: παρουσίαση αντιγόνων στα Β κύτταρα Εξάλειψη των αντιγόνων: Τ λεµφοκύτταρα: βοηθητικά και κυτταροτοξικά Μακροφάγα και µονοκύτταρα Κοκκιοκύτταρα: ουδετερόφιλα, ηωσινόφιλα

18 Τα βασικά κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήµατος Κυτταρικός τύπος Λεµφοκύτταρα Αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα Δραστικά κύτταρα Κύριες λειτουργίες Ειδική αναγνώριση του αντιγόνου Β λεµφοκύτταρα: χυµική ανοσία Τ λεµφοκύτταρα: κυτταρική Φυσικά κυτταροκτόνα (ΝΚ): φυσική Πρόσληψη και παρουσίαση του αντιγόνου Δενδριτικά: έναρξη των Τ απαντήσεων Μακροφάγα: έναρξη και δραστική φάση της κυτταρικής ανοσίας Β λεµφοκύτταρα Λεµφοζιδιακά δενδριτικά: παρουσίαση αντιγόνων στα Β κύτταρα Εξάλειψη των αντιγόνων Τ λεµφοκύτταρα: βοηθητικά και κυτταροτοξικά Μακροφάγα και µονοκύτταρα Κοκκιοκύτταρα: ουδετερόφιλα, ηωσινόφιλα

19 Οι ιστοί του ανοσοποιητικού συστήµατος Κεντρικά λεµφικά όργανα (ωρίµανση των Τ και Β λεµφοκυττάρων) Μυελός των οστών (Β) Θύµος (Τ) Περιφερικά λεµφικά όργανα (εκκίνηση των ανοσολογικών απαντήσεων φέρνοντας σε επαφή αντιγόνα και λεµφοκύτταρα) Λεµφαδένες Σπλήνας Λεµφικοί ιστοί των βλεννογόνων (ΜΑLT) (αναπνευστικού, πεπτικού, ουρογεννητικού) και του δέρµατος

20 Κατανοµή των κύριων λεµφικών οργάνων και ιστών στο σώµα

21 Το δίκτυο των λεµφαδένων και λεµφαγγείων

22 Όροι Λεµφοκύτταρα λευκοκύτταρα Τ,Β λεµφοκύτταρα = Τ,Β κύτταρα CD4 + = Th = βοηθητικά Τ κύτταρα CD8 + = Tc CTL = T CTL = κυτταροτοξικά Τ κύτταρα Κύτταρα: κύτταρα του οργανισµού (όχι µικρόβια) Φαγοκύτταρα Μακροφάγα (Μφ)

23 Η ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΙ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΣΤΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ Χρησιµοποιείται στον καθαρισµό, τον εντοπισµό και την ποσοτικοποίηση των πρωτεινών Καθοριστικός παράγοντας είναι η δηµιουργία αντισωµάτωνγια την υπό µελέτη πρωτείνη

24

25 Θέση δέσµευσης αντιγόνου Θέση δέσµευσης αντιγόνου Θέση δέσµευσης αντιγόνου Θέση δέσµευσης αντιγόνου Βαριά αλυσίδα Δοµή αντισώµατος: Τα αντισώµατα αποτελούνται από δύο βαριές (µπλέ) και δύο ελαφριές αλυσίδες (κόκκινο), πουενώνονται µε δισουλφιδικούς δεσµούς.

26 ΑΝΤΙΓΟΝΟ ΑΝΤΙΣΩΜΑ

27

28

29 Τα αντισώµατα χρησιµοποιούνται για τον καθορισµό της ποσότητας µιας υπό ανίχνευση πρωτείνης

30 Ανοσοαπoτύπωση (Western blot) Μεταφορά πρωτεινών Προσθήκη ραδιοσηµασµένου αντισώµατος και έκπλυση Τοποθέτηση φιλµ, έκθεση και εµφάνιση

31 ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΕΠΙΚΤΗΤΗΣ ΑΝΟΣΙΑΣ: 1. Η πρόσληψη του αντιγόνου και η παρουσίασή του στα λεµφοκύτταρα 2. Η αναγνώριση του αντιγόνου (Αντιγονικοί υποδοχείς των λεµφοκυττάρων) ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ανοσία (Τ κύτταρα) Ενεργοποίηση των Τ λεµφοκυττάρων από ενδοκυττάριους µικροοργανισµούς Εξάλειψη των ενδοκυττάριων µικροοργανισµών. ΧΥΜΙΚΗ ανοσία (Β κύτταρα αντισώµατα για εξωκυττάρια αντιγόνα) Ενεργοποίηση των Β λεµφοκυττάρων και παραγωγή αντισωµάτων Δραστικοί µηχανισµοί: Η εξάλειψη των εξωκυττάριων µικροοργανισµών και τοξινών Προφύλαξη: Παθητική µεταφορά της ανοσίας Εµβόλια

32 Εµβολιασµός (Η διέγερση προστατευτικών απαντήσεων της επίκτητης ανοσίας κατά µικροοργανισµών, µέσω της έκθεσης σε µη παθογόνες µορφές, ή σε συστατικά, των µικροοργανισµών ) Βάση: α. ανοσιακή µνήµη β. ανοσοποίηση µε συγγενικά αντιγόνα Ο Jenner, οι αγελάδες, ο ιός της ευλογιάς και το επικίνδυνο πείραµα

33 Παγκόσµια εξαφάνιση της ευλογιάς

34 Απαραίτητοι παράγοντες για ένα επιτυχηµένο εµβόλιο ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ Αποτελεσµατι κότητα ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ Πρέπει να προκαλεί προστατευτικά επίπεδα ανοσίας: στο κατάλληλο σηµείο κατάλληλης µορφής επαρκούς διάρκειας Διαθεσιµότητα Εύκολο στην καλλιέργεια σε µεγάλες ποσότητες ή προσιτή πηγή των υποµονάδων Σταθερότητα Χαµηλό κόστος Ασφάλεια Σταθερό υπό ακραίες κλιµατολογικές συνθήκες, κατά προτίµηση να µην απαιτεί ψύξη Ό,τι είναι φθηνό στη Δύση είναι πιθανόν ακριβό στις αναπτυσσόµενες χώρες, αλλά η οργάνωση WHO προσπαθεί να βοηθήσει Εξάλειψη κάθε παθογονικότητας

35 Τύπος εµβολίου Παραδείγµατα Εξασθενηµένα ή Χολέρα νεκρά βακτήρια Εξασθενηµένοι ιοί Πολιοµυελίτιδα, λύσσα Εµβόλια υποµονάδων (µόρια) Συζευγµένα εµβόλια (πολυσακχαρίτες σε πρωτεϊνες-φορείς) Συνθετικά εµβόλια (ανασυνδυασµένες πρωτεΐνες) Στρατηγικές εµβολιασµού Τοξοειδές του τετάνου, τοξοειδές της διφθερίτιδας Haemophilus influenza Ηπατίτιδα Ιοί φορείς Κλινικές δοκιµές µε αντιγόνα του HIV σε φορέα του ιού canary pox Τρόπος προστασίας Αντισωµική απάντηση Αντισωµική και κυτταρική απάντηση Αντισωµική απάντηση Αντισωµική απάντηση Αντισωµική απάντηση Κυτταρικές και χυµικές απαντήσεις Εµβόλια DNA Κλινικές µελέτες Κυτταρικές και χυµικές 11 απαντήσεις

36 Νεκροί µικροοργανισµοί ως εµβόλια Διατήρηση της αντιγονικότητας Εξασφάλιση πλήρους αδρανοποίησης Υψηλή διαθεσιµότητα (βακτήρια, ιοί)

37 Εξασθενηµένοι µικροοργανισµοί ως εµβόλια Πειράµατα των Jenner Χρήση ετερόλογου ή τεχνητά εξασθενηµένου στελέχους Πλεονεκτήµατα - Διάρκεια παραµονής του αντιγόνου - Αυξανόµενη ποσότητα αντιγόνου - Απόκριση στο σηµείο της φυσικής µόλυνσης - Ευνοούν την κυτταρική ανοσία Μειονεκτήµατα - Κίνδυνος εµφάνισης της νόσου µε επανεµφάνιση της παθογονικότητας του µικροβίου

38

39 Εµβόλια υποµονάδων Αποφυγή προβληµάτων (υπερευαισθησία κλπ) Εξωτοξίνες (πχ από βάκιλο διφθερίτιδας και τετάνου) ανατοξίνες Ανασυνδυασµένα αντιγόνα και τµήµατά τους (π.χ. για ηπατίτιδα) προβλήµατα έκφρασης κλπ. Γονίδια σε πλασµίδια ως εµβόλια (εύκολα, σταθερά, φθηνά)

40 Μετατροπή της τοξίνης σε ακίνδυνη ανατοξίνη (toxoid)