ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Ανοσολογία. Αντιγόνα, αντισώματα Διδάσκων: Αναπληρωτής Καθηγητής Γεώργιος Θυφρονίτης

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ανοσολογία Αντιγόνα, αντισώματα 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 Αντιγόνα και αντισώµατα Σκοπός του µαθήµατος Τι είναι αντιγόνο Αντιγονικός Επίτοπος Απτένια Ανοσοσφαιρίνες-αντισώµατα οµή Λειτουργία-δράσεις Τάξεις Αντισωµάτων

4 Ορισμοί Aντιγόνο (antigen, Ag).Μόρια που αναγνωρίζονται από τους Β ή Τ κυτταρικό υποδοχέα (BCR, TCR) ή διαλυτά Ab. Ανοσογονικότητα(immunogenicity).Η ικανότητα ενός μορίου να επάγει ειδική ανοσιακή απάντηση. Αντιγονικότητα (antigenicity). Η ικανότητα ενός μορίου να αναγνωρίζεται από αντισώματα.

5 Ορισμοί Επίτοπος(αντιγονικός καθοριστής) είναι η περιοχή ενός αντιγόνου (μακρομορίου) που αναγνωρίζεται από αντισώματα, Β ή Τ κύτταρα. Τα Β κύτταρα αναγνωρίζουν διαμορφωτικούςκαι ευθύγραμμους επιτόπους. Τα Τ κύτταρα αναγνωρίζουν μόνο ευθύγραμμους επιτόπους. Οι επίτοποι μιάς πρωτεΐνης που αναγνωρίζονται από τα Β και Τ κύτταρα μπορεί να είναι διαφορετικοί.

6 Eπίτοποι(αντιγονικοίκαθοριστές) που αναγνωρίζονται από Ab Φύση: Πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες, Ν.Ο, απτένια Περιορισμένος αριθμός ανοσογονικών επιτόπων Βρίσκονται στην εξωτερική επιφάνεια των Ag Τα Abαναγνωρίζουν ευθύγραµµους και διαµορφωτικούς επιτόπους

7 ular-molecular-immunology-abbas- 8/chapter-5/figure-5-12

8 Χημική φύση του ανοσογόνου Πρωτεΐνες Πολυσακχαρίτες Νουκλεϊνικά οξέα Λιπίδια

9 Πολυσακχαρίτες Ιδιότητες Πολυμερή Φύση του αντιγόνου Τ ανεξάρτητη απάντηση Δύσκολη αποδόμιση Τ ανεξάρτητη απάντηση Επαναλαμβανόμενοι αντιγονικοί επίτοποι Παραδείγματα Πολυσακχαρίτης του πνευμονοκόκκου Λιποπολυσακχαρίτες διαφόρων βακτηρίων

10 Φύση του αντιγόνου Τ εξαρτώμενη απάντηση Πρωτεΐνες Δομή Παραδείγματα Μικροβιακές πρωτεΐνες Μη-εαυτές ή αλλοιωμένες εαυτές πρωτεΐνες Διαφορετικοί αντιγονικοί επίτοποι

11 Παράγοντες που επηρεάζουν την Ξενικότητα Φυλογενετική απόσταση Μέγεθος > 100Κd Χηµική σύσταση Πρωτογενής δοµή ευτερογενής δοµή Τριτοταγής δοµή Τεταρτοταγής δοµή ανοσογονικότητα Καθοριστές αλληλουχίας ιαµορφωτικοί καθοριστές

12 Παράγοντες που επηρεάζουν την ανοσογονικότητα Χηµική σύσταση Ετεροπολυµερή > οµοιoπολυµερή Φυσική κατάσταση Σωματιδιακά > διαλυτά Μετουσιωμένη < φυσική

13 Παράγοντες του βιολογικού συστήματος που επηρεάζουν την ανοσογονικότητα Γενετικοί παράγοντες Γονότυπος του δέκτη, MHC συμβατό Ηλικία του δέκτη Δόση του Ag Οδός χορήγησης Ανοσοενισχυτικά(adjuvants) Ουσίες που ενισχύουν την ανοσογονικότητα ενός Ag. Παρατείνουν την παρουσία του Ag Αυξάνουν την τοπική φλεγμονή

14 Απτένια-Φορείς Απτένια (haptens). Μικρά οργανικά μόρια που είναι αντιγονικά αλλά όχι ανοσογόνα. Φορείς (carriers). Πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται για σύζευξη με απτένια έτσι ώστε τα τελευταία να γίνονται ανοσογόνα. ΝΗ2 COOH o-αµινοβενζοϊκό οξύ

15 Συζεύγματα απτενίου-φορέα Απτενικοί καθοριστές οµή Φυσικοί καθοριστές Απτενικοί καθοριστές Φυσικοί καθοριστές

16 Σημασία της μελέτης των απτενίων Ο Landsteiner αποδεικνύει το 1917 ότι το Α.Σ. είναι ικανό να αναγνωρίζει μόρια που δεν απαντώνται στη φύση. Το Α.Σ. είναι ικανό να απαντά με μεγάλη ειδικότητα ενάντια ισομερών αμινοβενζοϊκού οξέος. ΝΗ2 ΝΗ2 ΝΗ2 COOH COOH COOH o-αµινοβενζοϊκό οξύ m-αµινοβενζοϊκό οξύ p-αµινοβενζοϊκό οξύ Άρα το ανοσοποιητικό σύστηµα έχει την ικανότητα να αναγνωρίζει πλήθος ξένων ουσιών, άνευ προπαίδειας.

17 Φύση Αντιγονικοίκαθοριστέςπου αναγνωρίζονται από TCR Τμήματα πρωτεϊνών, ορισμένα λιπίδια Ευθύγραμμες αμινοξικές αλληλουχίες Μέγεθος Επεξεργασμένες Παρουσίαση από APCs μέσω MHC μορίων 8-15 α.οκατάλοιπα Μόνο πεπτίδια που προσδένονται σε μόρια MHCή MHC προσομοιάζοντα(cd1 για λιπίδια).

18

19 Ανοσοσφαιρίνες Αντισώµατα

20 Αντισώµατα Μεµβρανική µορφή BCR (B Cell Receptor) Β κύτταρο ιαλυτή µορφή στα σωµατικά υγρά

21 Θεωρία του Ehrlich

22 Θεωρία του Pauling

23 Ανοσοσφαιρίνες Ορισμός: γλυκοπρωτεϊνικά μόρια που παράγονται από πλασμοκύτταρα σε απάντηση σε αντιγόνα και λειτουργούν σαν αντισώματα. + - αλβουµίνη Πρωτεϊνη σφαιρίνες α 1 α 2 β γ Κινητικότητα Άνοσος ορός Προσροφηµένος ορός

24 Αντισώματα(antibody-Ab) Παράγονται από Β κύτταρασε 2 μορφές. Μεμβρανική μορφή (αντιγονικός υποδοχέας, BCR) Εκκρινόμενη μορφή. Βρίσκονται διαλυτά στον ορό του αίματος Προσδένονται σε αντιγόνα και πυροδοτούν δραστικούς μηχανισμούς καταστροφής μικροβίων. Εξαιρετικά μεγάλη ποικιλότητα.

25 Δομή αντισωμάτων Μεταβλητή περιοχή (variable region V) Αναγνώρηση και πρόσδεση αντιγόνου. Σταθερή περιοχή (constant region C) Πρόσδεση σε μεμβρανικούς υποδοχείς (FcR) δραστικών κυττάρων Πρόσδεση συμπληρώματος Ενεργοποίηση δραστικών μηχανισμών.

26

27 Μόριο ανοσοσφαιρίνης

28 Δομή αντισωμάτων Συμμετρική δομή αποτελούμενη από 2 βαριές & 2 ελαφριές αλυσίδες σε σχήμα Υ. Κάθε ελαφριά αλυσίδα προσδένεται με δισουλφιδικούς δεσμούς με 1 βαριά αλυσίδα. Οι 2 βαριές αλυσίδες προσδένονται μεταξύ τους με δισουλφιδικούς δεσμούς. Κάθε βαριά αλυσίδα αποτελείται από 3-4 CH και 1 VH περιοχές,οι ελαφριές από 1CLκαι 1 VL περιοχές.

29 Δομή ανοσοσφαιρινών Βαριά ( ) & ελαφριά ( ) αλυσίδα ισουλφιδικός δεσµός σάκχαρα Δισουλφιδικοί δεσμοί ( ) V L C L Εντός αλυσίδας Μεταξύ αλυσίδων V H C H1 C H2 Περιοχή άρθρωσης (hinge) C H3

30

31 οµή/λειτουργία ανοσοσφαιρινών Πρόσδεση Ag VH V L V H V L Πρόσδεση σε Fc υποδοχείς Πρόσδεση C Μεταφορά από πλακούντα

32 ular-molecular-immunology-abbas- 8/chapter-5/figure ular-molecular-immunology-abbas- 8/chapter-5/figure-5-6

33 Περιοχές ανοσοσφαιρινών: δομή/λειτουργία Fab Πρόσδεση Ag Σθένος= 1 Ειδικότητα καθορίζεται από την V H και V L V L V H Papain Fc ραστικές λειτουργίες Fab Fc

34 Περιοχές ανοσοσφαιρινών: δοµή/λειτουργία Pepsin F(ab ) 2 Πρόσδεση Ag Σθένος = 2 Fc Peptides F(ab ) 2

35 Δομικά στοιχεία Cπεριοχής Περιοχή άρθρωσης (hinge region). Προσδίδει ευκαμψία στο μόριο. Βρίσκεται μεταξύ της CH1και της CH2περιοχής. Disulfide bond Carbohydrate C L V L C H1 C H2 C H3 V H Περιοχή άρθρωσης (hinge)

36 Ρόλος της περιοχής άρθρωσης (hinge)

37 Τάξεις αντισωµάτων Τα αντισώματα διακρίνονται σε διάφορεςτάξεις (ισότυποι) και υποτάξεις με βάση τη δομή της C περιοχής της βαριάς αλυσίδας: IgD μόνο μεμβρανική έκφραση, IgM μεμβρανική & εκκριτική μορφή σχηματίζει 5-μερή, IgA 2 υποτάξεις IgA1 & IgA2, σχηματίζει 2-μερή, εκφράζεται κυρίως στους βλεννογόνους, IgG IgG , κυρίως διαλυτή μορφή, (ποντίκι IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3). IgE κυρίως διαλυτή σε ιχνοποσότητες (αλλεργία).

38 Τάξεις αντισωµάτων

39 Ιδιότητες των διαφόρων Igτάξεων Ιδιότητες IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 IgA1 IgA2 IgM IgD IgE [ορό]mg/ml ,5 3 0,5 1,5 0,03 0,0003 Eνεργοποίηση C + +/ Διέλευση πλακούντα Μεμβρανική έκφραση Δέσμευση σε FcR φαγοκυτ. Βλεννώδεις εκκρίσεις Αποκοκκίωση σιτευτικών κυτ + +/ / ?

40 Τάξεις ελαφριών αλυσίδων Οι ελαφριές αλυσίδες έχουν δύο τύπους: λ κ Κάθε μόριο Ig μπορεί να έχει 2 κ ή 2 λ αλυσίδες, ποτέ 1 κ και 1 λ. Δεν υπάρχει περιορισμός στον συνδυασμό μεταξύ των ισοτύπων των βαριών και των ελαφριών αλυσίδων.

41 ΈκφρασηΙg Ώριμα Β κύτταρα εκφράζουν μεμβρανικές IgM και IgD ιδίας ειδικότητας (ίδιες V περιοχές). Μετά από ενεργοποίηση τα θυγατρικά κύτταρα μπορεί να παράγουν αντισώματα διαφορετικών τάξεων (ισοτυπική μεταστροφή) αλλά ιδίας ειδικότητας. Αντισώματα που προέρχονται από τον ίδιο κλώνο Β κύτταρου διαθέτουν την ίδια τάξη ελαφριάς αλυσίδας που είχε το αρχικό μητρικό κύτταρο.

42 Δραστικές λειτουργίες Αb Εξουδετέρωση µικροβίων ή τοξινών. Ενεργοποίηση συµπληρώµατος και καταστροφή µικροβίων. Οψωνοποίηση µικροβίων για φαγοκυττάρωση. Αντισωµατοεξαρτώµενη κυτταρoδιαµεσολαβούµενη o κυτταροτοξικότητα (Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC). Άµεση υπερευαισθησία: Absενεργοποιούν σιτευτικά κύτταρα (µαστοκύτταρα, mast-cells). Abs επικαλύπτουν µικρόβια NΚή ηωσινόφιλα προσκολόνται µέσω του Fc υποδοχέα τους στο Fc τµήµα των Αb και ενεργοποιούνται για να τα φονεύσουν.

43 Οψωνισμόςκαι ADCC

44 Τέλος Ενότητας

45 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.

46 Σημειώματα

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

48 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων: Αναπληρωτής Καθηγητής Γεώργιος Θυφρονίτης. «Ανοσολογία. Αντιγόνα, αντισώματα». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

49 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]