HLA systém HLA systém (MHC glykoproteiny)(MHC glykoproteiny)

MHC glykoproteiny I. třídy MHC glykoproteiny I. třídy

(major histocompatibility complex)(major histocompatibility complex)

Funkcí MHC gpI je Funkcí MHC gpI je prezentace peptidových fragmentů, prezentace peptidových fragmentů, které jsou produkovány buňkoukteré jsou produkovány buňkou (včetně virových, pokud (včetně virových, pokud jsou přítomny), na buněčném povrchu tak, aby byly jsou přítomny), na buněčném povrchu tak, aby byly rozpoznávány T lymfocyty (cytotoxickými CD8) rozpoznávány T lymfocyty (cytotoxickými CD8)

Přítomny na všech jaderných buňkách organismuPřítomny na všech jaderných buňkách organismu

3 izotypy 3 izotypy klasickýchklasických lidských MHC gp. ( HLA - A, -B, -C ) lidských MHC gp. ( HLA - A, -B, -C )

3 izotypy 3 izotypy neklasickýchneklasických MHC gp. ( HLA – E, -F, -G; molekuly MHC gp. ( HLA – E, -F, -G; molekuly CD1)CD1)

Prezentace peptidového Prezentace peptidového fragmentu pomocí fragmentu pomocí MHC gp I. třídy MHC gp I. třídy cytotoxickému T lymfocytucytotoxickému T lymfocytu

Struktura MHC gp IStruktura MHC gp I

MHC gp. I. třídy se skládají z transmembránového MHC gp. I. třídy se skládají z transmembránového řetězce řetězce a nekovalentně asociovaného a nekovalentně asociovaného mikroglobulinumikroglobulinu

Řetězec Řetězec má 3 domény, 2 N-terminální ( má 3 domény, 2 N-terminální (– vazebné – vazebné místo pro peptidymísto pro peptidya 1 C-terminální doménu (a 1 C-terminální doménu (– zakotvena – zakotvena v cytoplazmatické membráně)v cytoplazmatické membráně)

Vazba peptidu je nezbytná pro stabilní konformaci MHC gp Vazba peptidu je nezbytná pro stabilní konformaci MHC gp a tím zajišťuje jeho dlouhodobou prezentaci na buněčném a tím zajišťuje jeho dlouhodobou prezentaci na buněčném povrchupovrchu

Vazba peptidů na MHC gp IVazba peptidů na MHC gp I• MHC gp I váží peptidy o délce MHC gp I váží peptidy o délce 8 až 10 AK8 až 10 AK

• Určitá molekula MHC gp váže peptidy sdílející společné Určitá molekula MHC gp váže peptidy sdílející společné strukturní rysy - strukturní rysy - vazebný motivvazebný motiv (rozhodující jsou AK poblíž konců (rozhodující jsou AK poblíž konců peptidu)peptidu)

• K vazbě endogenních peptidů dochází K vazbě endogenních peptidů dochází v endoplazmatickém v endoplazmatickém retikuluretikulu během biosyntézy MHC gp. během biosyntézy MHC gp.

• Po vytvoření řetězce Po vytvoření řetězce aamikrotubulinu dochází v ER k mikrotubulinu dochází v ER k poskládání do správné konformace a k vzájemné asociaci a k poskládání do správné konformace a k vzájemné asociaci a k asociaci vhodného peptidu, tento komplex je dále zpracován v asociaci vhodného peptidu, tento komplex je dále zpracován v Golgiho aparátu a pak je prezentován na buněčném povrchuGolgiho aparátu a pak je prezentován na buněčném povrchu

• Navázané peptidy pocházejí z proteinů degradovaných Navázané peptidy pocházejí z proteinů degradovaných proteazómemproteazómem, který štěpí cytoplasmatické proteiny určené k , který štěpí cytoplasmatické proteiny určené k likvidaci (označené ubiquitinem), peptidové fragmenty jsou likvidaci (označené ubiquitinem), peptidové fragmenty jsou transportovány do ER pomocí specifických membránových pump transportovány do ER pomocí specifických membránových pump

Vazba peptidů na MHC gp IVazba peptidů na MHC gp I

Vazba peptidů na MHC gp IVazba peptidů na MHC gp I

Neklasické MHC gp. INeklasické MHC gp. I

• HLA – E, -F, -G; molekuly CD1HLA – E, -F, -G; molekuly CD1

• Strukturně podobné klasickým MHC gpStrukturně podobné klasickým MHC gp

• Jsou méně polymorfníJsou méně polymorfní

• Vyskytují se jen na některých buňkáchVyskytují se jen na některých buňkách

• Specializují se na vazbu zvláštních ligandůSpecializují se na vazbu zvláštních ligandů

• HLA-EHLA-E a a HLA-GHLA-G - vyskytují se na buňkách trofoblastu - vyskytují se na buňkách trofoblastu

• Komplexy HLA-E a HLA-G s peptidy jsou rozpoznávány Komplexy HLA-E a HLA-G s peptidy jsou rozpoznávány inhibičními receptory NK buněk a přispívají k toleranci inhibičními receptory NK buněk a přispívají k toleranci plodu v dělozeplodu v děloze

MHC glykoproteiny II. třídyMHC glykoproteiny II. třídy

• Funkcí MHC gp II je prezentace peptidových fragmentů Funkcí MHC gp II je prezentace peptidových fragmentů z proteinů pohlcených buňkou tak, aby byly z proteinů pohlcených buňkou tak, aby byly rozpoznatelné T lymfocyty (pomocnými CD4)rozpoznatelné T lymfocyty (pomocnými CD4)

• Vyskytují se na APC ( dendritické buňky, monocyty, Vyskytují se na APC ( dendritické buňky, monocyty, makrofágy, B lymfocyty) makrofágy, B lymfocyty)

• 3 izotypy MHC gp II ( DR, DQ, DP )3 izotypy MHC gp II ( DR, DQ, DP )

Struktura MHC gp IIStruktura MHC gp II

MHC gp. II se skládají ze 2 nekovalentně MHC gp. II se skládají ze 2 nekovalentně asociovaných transmembránových asociovaných transmembránových podjednotek podjednotek a a

Vazebné místo pro peptid je tvořeno N-terminálními Vazebné místo pro peptid je tvořeno N-terminálními doménami doménami 11 a a 11

Vazba peptidu je nezbytná pro stabilní konformaci MHC Vazba peptidu je nezbytná pro stabilní konformaci MHC gp a tím zajišťuje jeho dlouhodobou prezentaci na gp a tím zajišťuje jeho dlouhodobou prezentaci na buněčném povrchubuněčném povrchu

Vazba peptidů na MHC gp IIVazba peptidů na MHC gp II

• MHC gp II váží peptidy o délce MHC gp II váží peptidy o délce 15 až 35 AK15 až 35 AK (ale i delší - (ale i delší - vazebné místo pro peptid je na obou koncích otevřené) vazebné místo pro peptid je na obou koncích otevřené)

• Určitá molekula MHC gp váže peptidy sdílející společné Určitá molekula MHC gp váže peptidy sdílející společné strukturní rysy - strukturní rysy - vazebný motivvazebný motiv

• Po vytvoření řetězce Po vytvoření řetězce aav ER dochází k poskládání do v ER dochází k poskládání do správné konformace a k vzájemné asociaci a k připojení správné konformace a k vzájemné asociaci a k připojení dalšího transmembránového řetězce, tzv. dalšího transmembránového řetězce, tzv. invariantního invariantního řetězceřetězce, který blokuje vazebné místo pro peptid, tento , který blokuje vazebné místo pro peptid, tento komplex je dále zpracován v Golgiho aparátu; sekreční váčky komplex je dále zpracován v Golgiho aparátu; sekreční váčky oddělené od GA fúzují s oddělené od GA fúzují s endozómyendozómy, poté se rozštěpí , poté se rozštěpí invariantní řetězce a do vazebného místa MHC gp se naváží invariantní řetězce a do vazebného místa MHC gp se naváží peptidové fragmenty endocytovaných proteinů a poté je peptidové fragmenty endocytovaných proteinů a poté je komplex prezentován na buněčném povrchukomplex prezentován na buněčném povrchu

Vazba peptidů na MHC gp IIVazba peptidů na MHC gp II

Antigenní prezentaceAntigenní prezentace

Prezentace antigenu T lymfocytůmPrezentace antigenu T lymfocytům1.1. Signál Signál TCRTCR – MHC gp I(II)+Ag peptid (APC) – MHC gp I(II)+Ag peptid (APC)2.2. Signál kostimulační Signál kostimulační CD 28CD 28 (Tlymfocyt) – CD 80, CD 86 (APC) (Tlymfocyt) – CD 80, CD 86 (APC)

Polymorfismus MHC glykoproteinůPolymorfismus MHC glykoproteinů

• HLA komplex se nachází na chromozómu 6HLA komplex se nachází na chromozómu 6

• U MHC gp je vysoký polymorfismus, tzn. existují až U MHC gp je vysoký polymorfismus, tzn. existují až stovky různých alelických forem jednotlivých izotypů stovky různých alelických forem jednotlivých izotypů (kromě neklasických MHC gp. I a kromě DR řetězce (kromě neklasických MHC gp. I a kromě DR řetězce ))

• Kodominantní dědičnost alelických foremKodominantní dědičnost alelických forem(jedinec má na povrchu buněk 3 izotypy (jedinec má na povrchu buněk 3 izotypy HLA molekul (HLA-A, -B, -C) většinou HLA molekul (HLA-A, -B, -C) většinou ve 2 různých alelických formách)ve 2 různých alelických formách)

• Polymorfismus má ochranný význam na úrovni jedince Polymorfismus má ochranný význam na úrovni jedince i na úrovni populacei na úrovni populace

• Polymorfismus MHC gp způsobuje komplikace při Polymorfismus MHC gp způsobuje komplikace při transplantacíchtransplantacích

HLA typizaceHLA typizace = určení HLA antigenů na povrchu lymfocytů= určení HLA antigenů na povrchu lymfocytůProvádí se při předtransplantačním vyšetření a při určení Provádí se při předtransplantačním vyšetření a při určení paternitypaternity

1) Sérologická typizace1) Sérologická typizace• mikrolymfocytotoxický testmikrolymfocytotoxický test

• allospecifická séra ( získaná od vícenásobných rodiček do 6 týdnů po allospecifická séra ( získaná od vícenásobných rodiček do 6 týdnů po porodu, získaná vakcinací dobrovolníků, nebo komerčně připravené porodu, získaná vakcinací dobrovolníků, nebo komerčně připravené sety typizačních sér (monoklonální protilátky))sety typizačních sér (monoklonální protilátky))

• princip princip - inkubace lymfocytů s typizačními séry za přítomnosti králičího - inkubace lymfocytů s typizačními séry za přítomnosti králičího

komplementu, poté je přidáno vitální barvivo, které obarví komplementu, poté je přidáno vitální barvivo, které obarví mrtvé buňky mrtvé buňky - buňky nesoucí určité HLA jsou usmrceny cytotoxickými Ab - buňky nesoucí určité HLA jsou usmrceny cytotoxickými Ab proti tomuto Ag, procento mrtvých buněk je mírou toxicity proti tomuto Ag, procento mrtvých buněk je mírou toxicity séra (síly a titru antileukocytárních protilátek) séra (síly a titru antileukocytárních protilátek)

• za pozitivní reakci se považuje více než 10% mrtvých bb.za pozitivní reakci se považuje více než 10% mrtvých bb.

• (sérologickou typizaci lze provádět i pomocí průtokové cytometrie)(sérologickou typizaci lze provádět i pomocí průtokové cytometrie)

2) Molekulárně genetické metody2) Molekulárně genetické metody• Pro typizaci se používají hypervariabilní úseky ve II. exonu genů Pro typizaci se používají hypervariabilní úseky ve II. exonu genů

kódujících HLA II. třídy, pro určení HLA I. třídy se používá kódujících HLA II. třídy, pro určení HLA I. třídy se používá polymorfismus v II. a III. exonu kódujících genůpolymorfismus v II. a III. exonu kódujících genů

2a) PCR-SSP2a) PCR-SSP• = polymerázová řetězová reakce se sekvenčními specifickými = polymerázová řetězová reakce se sekvenčními specifickými

primeryprimery• extrahovaná DNA slouží jako substrát v sadě PCR reakcíextrahovaná DNA slouží jako substrát v sadě PCR reakcí• každá PCR reakce obsahuje primerový pár specifický pro určitou každá PCR reakce obsahuje primerový pár specifický pro určitou

alelu (resp. skupinu alel)alelu (resp. skupinu alel)• pozitivní a negativní reakce se hodnotí elektroforézoupozitivní a negativní reakce se hodnotí elektroforézou• každá kombinace alel má svůj specifický elektroforetický obrazkaždá kombinace alel má svůj specifický elektroforetický obraz

2b) PCR-SSO2b) PCR-SSO• = PCR reakce se sekvenčně specifickými oligonukleotidy= PCR reakce se sekvenčně specifickými oligonukleotidy• namnoží se hypervariabilní úseky genů kódujících HLAnamnoží se hypervariabilní úseky genů kódujících HLA

• hybridizace s enzymaticky nebo radioaktivně značenými DNA hybridizace s enzymaticky nebo radioaktivně značenými DNA

sondami specifickými pro jednotlivé alelysondami specifickými pro jednotlivé alely

2c) PCR- SBT2c) PCR- SBT• = sequencing based typing; sekvenování= sequencing based typing; sekvenování• nejpřesnější metodika HLA typizacenejpřesnější metodika HLA typizace• získáme přesnou sekvenci nukleotidů, kterou porovnáme s databází získáme přesnou sekvenci nukleotidů, kterou porovnáme s databází

známých sekvencí HLA alelznámých sekvencí HLA alel

ImunoglobulinyImunoglobuliny

Struktura imunoglobulinůStruktura imunoglobulinů

• 2 těžké (H) řetězce2 těžké (H) řetězce kovalentně spojeny cystinovými kovalentně spojeny cystinovými můstky, ke každému H řetězci je cystinovým můstkem můstky, ke každému H řetězci je cystinovým můstkem připojen připojen lehký (L) řetězeclehký (L) řetězec

• H řetězec se skládá ze 4 až 5 domén (1 variabilní, 3-4 H řetězec se skládá ze 4 až 5 domén (1 variabilní, 3-4 konstantní)konstantní)

• L řetězec se skládá ze 2 imunoglobulínových domén L řetězec se skládá ze 2 imunoglobulínových domén (1 variabilní, 1 konstantní)(1 variabilní, 1 konstantní)

• Typy L řetězců - Typy L řetězců -

• Typy H řetězců – Typy H řetězců –

• Variabilní domény L a H řetězce tvoří Variabilní domény L a H řetězce tvoří vazebné místo pro Agvazebné místo pro Ag

• Pantová oblastPantová oblast = místo, kde jsou těžké řetězce spojeny = místo, kde jsou těžké řetězce spojeny cystinovými můstkycystinovými můstky

• Fc části imunoglobulínů jsou silně glykosilovány, váží se na Fc části imunoglobulínů jsou silně glykosilovány, váží se na Fc receptoryFc receptory

• J řetězecJ řetězec

• Sekreční komponentaSekreční komponenta

Funkce imunoglobulinůFunkce imunoglobulinů

Neutralizace AgNeutralizace Ag

Aglutinace AgAglutinace Ag

Aktivace komplementuAktivace komplementu

Opsonizace Opsonizace

Aktivace mastocytů prostřednictvím IgEAktivace mastocytů prostřednictvím IgE

ADCCADCC

Funkce imunoglobulinůFunkce imunoglobulinů

Třídy imunoglobulínů a jejich funkceTřídy imunoglobulínů a jejich funkce

• Rozlišujeme podle konstantní části H řetězceRozlišujeme podle konstantní části H řetězce• IgM, IgD, IgG ( IgG1 – IgG4), IgA (IgA1, IgA2), IgEIgM, IgD, IgG ( IgG1 – IgG4), IgA (IgA1, IgA2), IgE

• IgMIgM - jako monomer tvoří BCR - jako monomer tvoří BCR - sekretovaný ve formě pentamerů (10 vazebných míst) - sekretovaný ve formě pentamerů (10 vazebných míst) - první izotyp, který se tvoří po setkání s Ag - první izotyp, který se tvoří po setkání s Ag - neutralizace Ag, aktivuje komplement, neváže se na - neutralizace Ag, aktivuje komplement, neváže se na Fc receptory fagocytů Fc receptory fagocytů - (koncentrace 0,9 – 2,5 g/l; biol. poločas 6 dnů) - (koncentrace 0,9 – 2,5 g/l; biol. poločas 6 dnů)

• IgDIgD - jako monomer tvoří BCR - jako monomer tvoří BCR - v séru se nachází ve velmi malé koncentraci - v séru se nachází ve velmi malé koncentraci

- (koncentrace 0,1 g/l; biol. poločas 3 dny)- (koncentrace 0,1 g/l; biol. poločas 3 dny)

• IgG IgG - jednotlivé izotypy IgG1-IgG4 se liší schopností - jednotlivé izotypy IgG1-IgG4 se liší schopností

aktivovat komplement a vázat se na Fc receptory aktivovat komplement a vázat se na Fc receptory

fagocytů (opsonizace) fagocytů (opsonizace)

- funkce: neutralizace, opsonizace, aktivace - funkce: neutralizace, opsonizace, aktivace

komplementu komplementu

- přestupuje placentou- přestupuje placentou

- tvořen při sekundární imunitní odpovědi- tvořen při sekundární imunitní odpovědi

- (koncentrace 8 – 18 g/l; biol. poločas 21 dnů) - (koncentrace 8 – 18 g/l; biol. poločas 21 dnů)

• IgAIgA - - slizniční IgA slizniční IgA -- ochrana sliznic, neutralizace, ochrana sliznic, neutralizace, opsonizace, neaktivuje komplement opsonizace, neaktivuje komplement - dimér se sekreční komponentou - dimér se sekreční komponentou - sliny, slzy, mateřské mléko - sliny, slzy, mateřské mléko - - sérový IgA sérový IgA – monomer, dimer či trimer– monomer, dimer či trimer - (koncentrace 0,9 – 3,5 g/l; biol. poločas 6 dnů) - (koncentrace 0,9 – 3,5 g/l; biol. poločas 6 dnů)

• IgEIgE - uplatňuje se při obraně proti mnohobuněčným - uplatňuje se při obraně proti mnohobuněčným parazitům parazitům - je hlavní příčinou alergických reakcí - je hlavní příčinou alergických reakcí

- (koncentrace 3- (koncentrace 3xx1010-4-4 g/l; biol. poločas 2 dny) g/l; biol. poločas 2 dny)

Genetický základ tvorby imunoglobulinůGenetický základ tvorby imunoglobulinů

Genové segmenty pro H řetězce - chromozóm 14Genové segmenty pro H řetězce - chromozóm 14• V V (variabilita) - několik set(variabilita) - několik set• D D (diversita) - asi 50(diversita) - asi 50• JJ (joining) – 9 (joining) – 9• CC konstantní části H řetězce konstantní části H řetězce

• Genové segmenty pro L řetězce - Genové segmenty pro L řetězce - chromozóm 2chromozóm 2 - - chromozóm 22 chromozóm 22

• V V (variabilita)(variabilita)• JJ (joining) (joining) • CC konstantní části L řetězce konstantní části L řetězce

• Na koncích V, D, J úsekůNa koncích V, D, J úseků jsou signální sekvencejsou signální sekvence, které jsou , které jsou rozpoznávány enzymy rozpoznávány enzymy rekombinázamirekombinázami, které provádějí , které provádějí přeskupování těchto genůpřeskupování těchto genů

• Po stranách C segmentů jsou tzv. switch sekvence Po stranách C segmentů jsou tzv. switch sekvence (přesmykové), které jsou rozpoznávány enzymy (přesmykové), které jsou rozpoznávány enzymy rekombinázamirekombinázami, , které provádějí izotypový přesmykkteré provádějí izotypový přesmyk

Přeskupování genů kódujících H řetězcePřeskupování genů kódujících H řetězce

1.1. D-J přeskupeníD-J přeskupení - vyštěpení úseku IgH mezi některým- vyštěpení úseku IgH mezi některým DD aa JJ segmentem (probíhá na obou chromozómech)segmentem (probíhá na obou chromozómech)

1.1. V-D přeskupení V-D přeskupení – vyštěpení úseku mezi některým– vyštěpení úseku mezi některým VV segmentem asegmentem a DJDJ; pokud je přeskupení na některém ; pokud je přeskupení na některém z chromozómů úspěšné, zastaví se přeskupování na z chromozómů úspěšné, zastaví se přeskupování na druhém chromozómu – tzv. druhém chromozómu – tzv. alelická exkluzealelická exkluze ( to platí ( to platí i pro L řetězce) i pro L řetězce) Přepis přeskupeného IgH genu do mRNA, sestřih Přepis přeskupeného IgH genu do mRNA, sestřih primárního transkriptu. Jako první se tvoří H řetězce primárního transkriptu. Jako první se tvoří H řetězce ..

Není-li přeskupování úspěšné, B lymfocyt hyne. Není-li přeskupování úspěšné, B lymfocyt hyne.

Přeskupování genů kódujících L řetězcePřeskupování genů kódujících L řetězce

1.1. Nejprve se přeskupují geny kódující Nejprve se přeskupují geny kódující L řetězec L řetězec , , dochází k vyštěpování úseků mezi některým V a J dochází k vyštěpování úseků mezi některým V a J segmentem (souběžně na obou chromozómech), segmentem (souběžně na obou chromozómech), pokud je přeskupení na některém z chromozómů pokud je přeskupení na některém z chromozómů úspěšné, zastaví se přeskupování na druhém úspěšné, zastaví se přeskupování na druhém chromozómu – tzv. chromozómu – tzv. alelická exkluze.alelická exkluze.

2.2. Jestliže není přeskupování Jestliže není přeskupování genů úspěšné, zahájí se genů úspěšné, zahájí se přeskupování genů přeskupování genů . .

3.3. Ne všechny H a L řetězce mohou spolu tvořit stabilní Ne všechny H a L řetězce mohou spolu tvořit stabilní dimery.dimery.

Není-li přeskupování úspěšné, B lymfocyt hyne. Není-li přeskupování úspěšné, B lymfocyt hyne.

Izotypový přesmyk (class switch)Izotypový přesmyk (class switch)

• Dochází k němu během terminální diferenciace B Dochází k němu během terminální diferenciace B lymfocytu po aktivaci Ag na povrchu FDC (nezbytný lymfocytu po aktivaci Ag na povrchu FDC (nezbytný kostimulační signál přes CD40)kostimulační signál přes CD40)

• Enzymy Enzymy rekombinázyrekombinázy rozpoznávají rozpoznávají switch sekvenceswitch sekvence lokalizované po stranách C segmentů (tato sekvence lokalizované po stranách C segmentů (tato sekvence není mezi Cnení mezi C a C a C segmenty – B buňka může před segmenty – B buňka může před izotypovým přesmykem produkovat IgM i IgD zároveň)izotypovým přesmykem produkovat IgM i IgD zároveň)a vyštěpují úseky genůa vyštěpují úseky genů

• Po eliminaci části C oblasti je do mRNA přepsán ten Po eliminaci části C oblasti je do mRNA přepsán ten

segment, který je nejblíže VDJ segmentu a po sestřihu segment, který je nejblíže VDJ segmentu a po sestřihu a translaci vzniká příslušný a translaci vzniká příslušný izotyp H řetězceizotyp H řetězce

Izotypový přesmyk (class switch) - pokračováníIzotypový přesmyk (class switch) - pokračování

• CytokinyCytokiny regulují k jakému izotypovému přesmyku regulují k jakému izotypovému přesmyku dojde:dojde:

• IL-4IL-4 stimuluje přesmyk na IgE a IgG1, IgG4 stimuluje přesmyk na IgE a IgG1, IgG4• TGFTGF stimuluje přesmyk na IgG2 a IgA stimuluje přesmyk na IgG2 a IgA

Antiidiotypové protilátkyAntiidiotypové protilátky

IDIOTOP = každá determinanta variabilní části IDIOTOP = každá determinanta variabilní části protilátky, může být součástí paratopu,protilátky, může být součástí paratopu, či může ležet mimo paratop či může ležet mimo paratop

IDIOTYP = soubor idiotopů; souhrn identických IDIOTYP = soubor idiotopů; souhrn identických vazebných struktur pro Ag vazebných struktur pro Ag na protilátkách stejné specifity na protilátkách stejné specifity

Idiotypické struktury protilátek 1. generace jsouIdiotypické struktury protilátek 1. generace jsou rozpoznávány některými B lymfocyty jako antigeny a mohou rozpoznávány některými B lymfocyty jako antigeny a mohou se proti nim tvořit tzv. se proti nim tvořit tzv. antiidiotypové protilátkyantiidiotypové protilátky (protilátky 2. generace; (protilátky 2. generace; některá vazebná místa mohou připomínat Ag, který vyvolal tvorbu některá vazebná místa mohou připomínat Ag, který vyvolal tvorbu protilátek 1. generace) protilátek 1. generace)

Proti protilátkám 2. generace se tvoří protilátky 3. generace Proti protilátkám 2. generace se tvoří protilátky 3. generace (anti-antiidiotypové protilátky) (anti-antiidiotypové protilátky)

Tato idiotypová síť může hrát roli v regulaci protilátkové odpovědi Tato idiotypová síť může hrát roli v regulaci protilátkové odpovědi

T lymfocytyT lymfocyty

J. J. OchotnáOchotná

T lymfocytyT lymfocyty T lymfocyty T lymfocyty patří mezi buněčnou složku antigenně patří mezi buněčnou složku antigenně

specifických mechanismů, při vývoji opouštějí kostní specifických mechanismů, při vývoji opouštějí kostní dřeň a migrují do thymu, kde dozrávajídřeň a migrují do thymu, kde dozrávají

Existuje několik různých Existuje několik různých subpopulacísubpopulací T lymfocytů T lymfocytů

Podílejí se na regulaci imunitních dějů, při likvidaci Podílejí se na regulaci imunitních dějů, při likvidaci virem infikovaných buněk či nádorových buněkvirem infikovaných buněk či nádorových buněk

Rozpoznávají antigen zpracovaný a prezentovaný APCRozpoznávají antigen zpracovaný a prezentovaný APC; ; prostřednictvím prostřednictvím TCR rozpoznávají komplex MHC gp-TCR rozpoznávají komplex MHC gp-antigenní peptidantigenní peptid

T lymfocyty jsou po aktivaci stimulovány k pomnožení T lymfocyty jsou po aktivaci stimulovány k pomnožení a diferenciaci v a diferenciaci v efektorové buňkyefektorové buňky, část se diferencuje , část se diferencuje v v paměťové buňkypaměťové buňky

Vývoj T lymfocytůVývoj T lymfocytů T lymfocyty vznikají v kostní dřeni a pak migrují do thymu, kde dozrávají T lymfocyty vznikají v kostní dřeni a pak migrují do thymu, kde dozrávají

((T lymfocyty), konečná diferenciace probíhá až po aktivaci antigenem T lymfocyty), konečná diferenciace probíhá až po aktivaci antigenem zpracovaným a prezentovaným APCzpracovaným a prezentovaným APC

T lymfocyty se mohou vyvíjet i mimo thymus (jde o menšinovou populaci)T lymfocyty se mohou vyvíjet i mimo thymus (jde o menšinovou populaci)

Pluripotentní hematopoetickáPluripotentní hematopoetická kmenová buňkakmenová buňka

Pro-thymocyt Pro-thymocyt – dostává se z kostní dřeně do thymu, kde se začínají přeskupovat – dostává se z kostní dřeně do thymu, kde se začínají přeskupovat geny pro TCR geny pro TCRexprimuje na svém povrchu tzv. exprimuje na svém povrchu tzv. pre-TCRpre-TCR (složený z (složený z řetězce, pre-TCR řetězce, pre-TCRa CD3 komplexu), po té se začínají a CD3 komplexu), po té se začínají přeskupovat geny pro TCR přeskupovat geny pro TCR

Kortikální thymocytKortikální thymocyt – exprimuje na svém povrchu – exprimuje na svém povrchu TCRTCR (složený z řetězců (složený z řetězců a CD3) a koreceptory CD4 a CD8; v této fázi dochází a CD3) a koreceptory CD4 a CD8; v této fázi dochází k k selekci autoreaktivních buněk a buněk s nefunkčním TCRselekci autoreaktivních buněk a buněk s nefunkčním TCR

Medulární thymocyt (zralá T buňka) – Medulární thymocyt (zralá T buňka) – zachovávají si expresi CD4 či CD8, zachovávají si expresi CD4 či CD8, usidlují usidlují se v sekundárních lymfoidních orgánech se v sekundárních lymfoidních orgánech

Selekce T lymfocytůSelekce T lymfocytů

Negativní selekce – eliminace autoreaktivních buněkNegativní selekce – eliminace autoreaktivních buněkPokud thymocyt váže svým TCR dostatečně silně komplex MHCgp Pokud thymocyt váže svým TCR dostatečně silně komplex MHCgp s normálními peptidy (z autoantigenů) se kterými se setká na s normálními peptidy (z autoantigenů) se kterými se setká na povrchu thymových buněk dostane signály vedoucí k povrchu thymových buněk dostane signály vedoucí k apoptotické apoptotické smrti buňkysmrti buňky

PAEPAE buňky (peripherial antigen expressing cells) buňky (peripherial antigen expressing cells)

Pozitivní selekce – eliminace buněk s nefunkčním TCRPozitivní selekce – eliminace buněk s nefunkčním TCR

Pozitivně selektovány jsou thymocyty, které s nízkou afinitou Pozitivně selektovány jsou thymocyty, které s nízkou afinitou rozeznávají MHC gp, ty si pak zachovávají expresi CD4 či CD8 rozeznávají MHC gp, ty si pak zachovávají expresi CD4 či CD8 (váže-li příslušný TCR MHC gp I či II) – tyto zralé T bb. (medulární (váže-li příslušný TCR MHC gp I či II) – tyto zralé T bb. (medulární thymocyty) opouštějí thymus a usidlují se v sekundárních thymocyty) opouštějí thymus a usidlují se v sekundárních lymfoidních orgánechlymfoidních orgánech

98% pro-thymocytů v thymu během svého vývoje zahyne98% pro-thymocytů v thymu během svého vývoje zahyne

Vývoj T lymfocytůVývoj T lymfocytů

Povrchové znaky T lymfocytůPovrchové znaky T lymfocytů

TCR TCR – rozpoznává Ag peptid v komplexu s MHC gp– rozpoznává Ag peptid v komplexu s MHC gp

CD3CD3 – součást TCR, účast při přenosu signálu – součást TCR, účast při přenosu signálu

CD4CD4 nebo nebo CD8CD8 – koreceptory, napomáhají k vazbě na – koreceptory, napomáhají k vazbě na MHC gpMHC gp

CD28CD28 – kostimulační receptor; váže CD80, CD86 – kostimulační receptor; váže CD80, CD86

CTLA-4 CTLA-4 (CD152) – inhibiční receptor; váže CD80, CD86(CD152) – inhibiční receptor; váže CD80, CD86

Subpopulace T lymfocytůSubpopulace T lymfocytů

T lymfocytyT lymfocyty – mají TCR– mají TCRvětšinový typ většinový typ (95%), k vývoji potřebují thymus, rozeznávají (95%), k vývoji potřebují thymus, rozeznávají antigeny v komplexu MHC gp-peptidantigeny v komplexu MHC gp-peptid

T lymfocyty T lymfocyty – (5%) mohou se vyvíjet i mimo – (5%) mohou se vyvíjet i mimo thymus, některé jsou schopny rozpoznat nativní thymus, některé jsou schopny rozpoznat nativní Ag, uplatňují se při obraně kůže a sliznicAg, uplatňují se při obraně kůže a sliznic

Intraepiteliální T lymfocytyIntraepiteliální T lymfocyty

NK-T lymfocytyNK-T lymfocyty – rozeznávají komplexy CD1 – rozeznávají komplexy CD1 molekul molekul s lipidys lipidy

-T lymfocyty-T lymfocyty

Exprimující koreceptor CD4Exprimující koreceptor CD4 (koreceptor pro MHC gp II)(koreceptor pro MHC gp II)

Jde o prekurzory Jde o prekurzory pomocných T buněk pomocných T buněk (T(THH)), ty lze rozdělit , ty lze rozdělit

podle produkce cytokinů na :podle produkce cytokinů na :

TTHH0 0 – produkují směs cytokinů jako T– produkují směs cytokinů jako THH1 a T1 a THH2 2

TTHH1 1 – IL-2, IFN– IL-2, IFN(pomoc makrofágům)(pomoc makrofágům)

TTHH2 2 – IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 (pomoc B lymfocytům)– IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 (pomoc B lymfocytům)

TTHH3 3 – TGF– TGF

TregTreg – regulační T lymfocyty, potlačují aktivitu T – regulační T lymfocyty, potlačují aktivitu THH1 a 1 a

částečně částečně

fungují jako T fungují jako TSS, potlačování autoreaktivních klonů , potlačování autoreaktivních klonů

T lymfocytů; produkují IL-10 a TGF T lymfocytů; produkují IL-10 a TGF

-T lymfocyty-T lymfocyty

Exprimující koreceptor CD8Exprimující koreceptor CD8 (koreceptor pro MHC (koreceptor pro MHC gp I)gp I)Jde o prekurzory Jde o prekurzory cytotoxických T buněkcytotoxických T buněk (T (TCC)), či , či supresorových T buněksupresorových T buněk (T (TSS))

TTCC – rozeznávají buňky napadené viry či jinými – rozeznávají buňky napadené viry či jinými intracelulárními parazity a některé nádorové intracelulárními parazity a některé nádorové buňkybuňky

TTS S – – potlačují funkce ostatních lymfocytůpotlačují funkce ostatních lymfocytů

TCRTCR TCR (T cell receptor) se skládáTCR (T cell receptor) se skládá

z z modulu rozeznávajícího Agmodulu rozeznávajícího Aga asociovaného a asociovaného CD3 komplexuCD3 komplexu,,který je nezbytný pro přenoskterý je nezbytný pro přenossignálu, je propojen s PTK (Src)signálu, je propojen s PTK (Src)

Modul rozeznávající AgModul rozeznávající Ag je tvořen 2 řetězci je tvořen 2 řetězci a a ( (), ), N-terminální části tvoří vazebné místo pro AgN-terminální části tvoří vazebné místo pro Ag

T lymfocyty (T lymfocyty () rozeznávají komplex ) rozeznávají komplex MHC gp-Ag peptidMHC gp-Ag peptidna povrchu APC, při rozpoznání spolupracuje TCR s na povrchu APC, při rozpoznání spolupracuje TCR s koreceptory CD4 (pomáhá vázat MHC gp II) nebo CD8 koreceptory CD4 (pomáhá vázat MHC gp II) nebo CD8 (pomáhá vázat MHC gp I)(pomáhá vázat MHC gp I)

Aktivace přes TCR a CD28 vede k proliferaci a Aktivace přes TCR a CD28 vede k proliferaci a diferenciaci diferenciaci v efektorové buňky v efektorové buňky

CD28 CD28 – receptor kostimulačního signálu, váže ligandy – receptor kostimulačního signálu, váže ligandy CD80 CD80 a CD86, které jsou na povrchu APC a CD86, které jsou na povrchu APC

Spolupráce TCR s koreceptory CD4 a Spolupráce TCR s koreceptory CD4 a CD8CD8

Vznik TCRVznik TCR Obdoba s tvorbou BCRObdoba s tvorbou BCR

Řetězce Řetězce a a - odpovídají genovému komplexu IgH - odpovídají genovému komplexu IgH imunoglobulinů imunoglobulinů - V, D, J, C segmenty - V, D, J, C segmenty

Řetězce Řetězce a a - odpovídají genům pro L řetězce - odpovídají genům pro L řetězce imunoglobulinů imunoglobulinů - V, J, C segmenty - V, J, C segmenty

Přeskupování genů probíhá podobně jako u BCR a Přeskupování genů probíhá podobně jako u BCR a provádějí je shodné rekombinázyprovádějí je shodné rekombinázy

u genů pro TCR u genů pro TCR nedochází k somatickým mutacím a nedochází k somatickým mutacím a afinitní maturaciafinitní maturaci

TTHH1 imunitní odpověď1 imunitní odpověď

TTHH1 imunitní odpověď – zánětlivá reakce1 imunitní odpověď – zánětlivá reakce Základní Základní funkcí Tfunkcí THH1 buněk1 buněk je je spolupráce s makrofágy spolupráce s makrofágy

a jejich přeměna v aktivovanéa jejich přeměna v aktivované, které jsou schopny , které jsou schopny produkovat NO, pomocí kterého likvidují své produkovat NO, pomocí kterého likvidují své intracelulární parazityintracelulární parazity

Pro přeměnu makrofágů v aktivované jsou nezbytné Pro přeměnu makrofágů v aktivované jsou nezbytné cytokiny (IFNcytokiny (IFN) produkované T) produkované THH1 buňkami1 buňkami

Aktivované makrofágy secernují některé cytokiny ( IL-Aktivované makrofágy secernují některé cytokiny ( IL-1, TNF…), které napomáhají ke stimulaci T buněk a 1, TNF…), které napomáhají ke stimulaci T buněk a stimulují lokální zánětstimulují lokální zánět, který napomáhá potlačení , který napomáhá potlačení infekceinfekce

Vzájemné působení TVzájemné působení THH1 buněk a makrofágů je 1 buněk a makrofágů je základním mechanismem imunopatologické reakce základním mechanismem imunopatologické reakce opožděného typu (DTH- delayed type hypersensitivity)opožděného typu (DTH- delayed type hypersensitivity)

Infikovaný makrofág produkuje fragmenty proteinů Infikovaný makrofág produkuje fragmenty proteinů pocházející z intracelulárního parazita, některé jsou pocházející z intracelulárního parazita, některé jsou prezentovány na jeho povrchu pomocí prezentovány na jeho povrchu pomocí MHC gp IIMHC gp II

Makrofágy a dendritické buňky stimulované Makrofágy a dendritické buňky stimulované některými mikroorganismy produkují některými mikroorganismy produkují IL-12IL-12

Prekurzor TPrekurzor THH , který rozpozná infikovaný makrofág , který rozpozná infikovaný makrofág a obdrží signály přes a obdrží signály přes TCRTCR, , CD 28CD 28 a a receptor pro receptor pro IL-12IL-12 a další adhezivní a signalizační molekuly a další adhezivní a signalizační molekuly proliferuje a diferencuje se na proliferuje a diferencuje se na efektorové Tefektorové THH1 1 buňkybuňky, které produkují , které produkují IFNIFN a a IL-2IL-2. .

IFNIFN podporuje přeměnu makrofágů v aktivované podporuje přeměnu makrofágů v aktivovanéIL-2IL-2 je autokrinní růstový faktor T je autokrinní růstový faktor THH1 lymfocytů.1 lymfocytů.

Interakce mezi APC a prekurzorem TInterakce mezi APC a prekurzorem THH

Diferenciace TDiferenciace THH00

Kostimulační signálKostimulační signál

TTHH2 imunitní odpověď2 imunitní odpověď

TTHH2 imunitní odpověď – pomoc B 2 imunitní odpověď – pomoc B lymfocytůmlymfocytům

Základní Základní funkcí Tfunkcí THH2 buněk2 buněk je spolupráce s B je spolupráce s B lymfocyty (které byly stimulovány Ag) lymfocyty (které byly stimulovány Ag) prostřednictvím prostřednictvím cytokinů cytokinů (IL-4, IL-5, IL-6)(IL-4, IL-5, IL-6) a přímého a přímého mezibuněčného kontaktumezibuněčného kontaktu

Pro stimulaci B lymfocytů je většinou potřeba Pro stimulaci B lymfocytů je většinou potřeba spolupráce mezi spolupráce mezi APC APC → T→ THH2 buňkou 2 buňkou → B lymfocytem→ B lymfocytem

V případě tzv. V případě tzv. minimálního modeluminimálního modelu, pokud se z B lymfocytu , pokud se z B lymfocytu stane dobrá APC (CD80, CD86), stačí spolupráce mezi stane dobrá APC (CD80, CD86), stačí spolupráce mezi TTHH2 buňkou 2 buňkou → B lymfocytem→ B lymfocytem

Prekurzor TPrekurzor THH , který rozpozná infikovaný makrofág , který rozpozná infikovaný makrofág a dostane signály přes a dostane signály přes TCRTCR, , CD 28CD 28, , receptor pro receptor pro IL-4IL-4 a receptor pro IL-2 a další adhezivní a a receptor pro IL-2 a další adhezivní a signalizační molekuly proliferuje a diferencuje se signalizační molekuly proliferuje a diferencuje se na na efektorové Tefektorové THH22, které poskytují B lymfocytům , které poskytují B lymfocytům pomocné signály pomocí sekretovaných cytokinů pomocné signály pomocí sekretovaných cytokinů IL-4, IL-5, IL-6IL-4, IL-5, IL-6 a prostřednictvím adhezivních a prostřednictvím adhezivních molekul molekul CD 40LCD 40L, které se, které se váží se na kostimulační váží se na kostimulační receptor B lymfocytů CD 40receptor B lymfocytů CD 40

Interakce mezi Interakce mezi CD40CD40 (B lymfocyt) a (B lymfocyt) a CD40LCD40L ( (TTHH2 2 buňka) je nezbytná pro zahájení buňka) je nezbytná pro zahájení somatických somatických mutací, izotypového přesmyku a vznik paměťových mutací, izotypového přesmyku a vznik paměťových buněkbuněk

IL-4, IL-5, IL-6 IL-4, IL-5, IL-6 : stimulace B lymfocytů: stimulace B lymfocytů

Pomoc B lymfocytůmPomoc B lymfocytům

Specifická přímá pomoc B lymfocytům:Specifická přímá pomoc B lymfocytům:

TTHH2 lymfocyt poskytuje pomoc B lymfocytům, 2 lymfocyt poskytuje pomoc B lymfocytům, které byly stimulovány stejným Ag, který vyvolal které byly stimulovány stejným Ag, který vyvolal vznik Tvznik THH22

Ke stimulaci sekrece cytokinů TKe stimulaci sekrece cytokinů THH2 buňce stačí 2 buňce stačí signál přes TCR (signál přes kostimulační signál přes TCR (signál přes kostimulační receptor CD28 již není nutný)receptor CD28 již není nutný)

Jeden klon TJeden klon THH2 buněk může poskytovat 2 buněk může poskytovat specifickou pomoc B lymfocytům různých specifickou pomoc B lymfocytům různých specifit (musí prezentovat příslušné Ag peptidy specifit (musí prezentovat příslušné Ag peptidy pomocí MHC gp II, které rozpoznáváTCR)pomocí MHC gp II, které rozpoznáváTCR)

Přímá pomoc B lymfocytůmPřímá pomoc B lymfocytům

Pomoc B lymfocytůmPomoc B lymfocytům

Nepřímá pomoc B lymfocytům („bystander Nepřímá pomoc B lymfocytům („bystander help“):help“):

TTHH2 lymfocyt poskytuje pomoc B lymfocytům, 2 lymfocyt poskytuje pomoc B lymfocytům, které byly stimulovány jiným Ag, než který které byly stimulovány jiným Ag, než který vyvolal vznik Tvyvolal vznik THH22

Kontakt mezi Kontakt mezi TTHH2 buňkou 2 buňkou → B lymfocytem→ B lymfocytem prostřednictvím adhezivních molekul, sekrece prostřednictvím adhezivních molekul, sekrece cytokinů, vazba CD40-CD40Lcytokinů, vazba CD40-CD40L

Nebezpečí aktivace autoreaktivních B lymfocytůNebezpečí aktivace autoreaktivních B lymfocytů

Vzájemná regulace aktivit TVzájemná regulace aktivit THH1 versus 1 versus TTHH22

Zda se prekurzorové TZda se prekurzorové THH lymfocyty budou vyvíjet v T lymfocyty budou vyvíjet v THH1 či T1 či THH2 2 rozhodne poměr cytokinů rozhodne poměr cytokinů IL-12 IL-12 a a IL-4IL-4

IL-12 je produkován makrofágy a dendritickými buňkami IL-12 je produkován makrofágy a dendritickými buňkami

stimulovanými některými mikroorganismy stimulovanými některými mikroorganismy

IL-4 je produkován bazofily a mastocytyIL-4 je produkován bazofily a mastocyty

Cytokiny produkované TCytokiny produkované THH1 (hlavně IFN1 (hlavně IFN) inhibují vývoj T) inhibují vývoj THH2 2 a stimulují vývoj Ta stimulují vývoj THH1 (IL-2 stimuluje i T1 (IL-2 stimuluje i THH2)2)

Cytokiny produkované TCytokiny produkované THH2 (IL-4, IL-10) inhibují vývoj T2 (IL-4, IL-10) inhibují vývoj THH1 1 a stimulují vývoj Ta stimulují vývoj THH2 2

Vývoj TVývoj THH3 je stimulován specifickým cytokinovým prostředím 3 je stimulován specifickým cytokinovým prostředím IL-4, IL-10, TGFIL-4, IL-10, TGF; T; THH3 produkují3 produkují TGFTGF, , spolupracují s B spolupracují s B lymfocyty v MALTlymfocyty v MALT

Imunitní reakce založená na Imunitní reakce založená na TTCC

Stimulace cytotoxických T lymfocytůStimulace cytotoxických T lymfocytů TTCC rozeznávají buňky infikované viry či jinými rozeznávají buňky infikované viry či jinými

intracelulárními parazity a některé nádorové buňkyintracelulárními parazity a některé nádorové buňky

Prekurzor TPrekurzor TCC , který rozpozná komplex MHC gp I- , který rozpozná komplex MHC gp I-

antigenní peptid na povrchu APC přes antigenní peptid na povrchu APC přes TCRTCR a a dostane signály přesdostane signály přes CD 28CD 28 proliferuje a diferencuje proliferuje a diferencuje se na klon zralých se na klon zralých efektorových cytotoxických efektorových cytotoxických buněk (CTL);buněk (CTL); toto probíhá za pomoci T toto probíhá za pomoci THH1 lymfocytů 1 lymfocytů

produkujících produkujících IL-2IL-2

Efektorové TEfektorové TC C jsou rozneseny krevním oběhem do jsou rozneseny krevním oběhem do

tkání, k aktivaci cytotoxických mechanismů stačí tkání, k aktivaci cytotoxických mechanismů stačí signál přes TCR (signál přes kostimulační receptor signál přes TCR (signál přes kostimulační receptor CD28 již není nutný)CD28 již není nutný)

Profesionální APC jsou dendritické buňky nebo Profesionální APC jsou dendritické buňky nebo makrofágy, které jsou infikovány virem, nebo makrofágy, které jsou infikovány virem, nebo pohltili antigeny z odumřelé virem infikované, pohltili antigeny z odumřelé virem infikované, nádorové nebo stresované buňkynádorové nebo stresované buňky

Aby APC mohla aktivovat prekurzor TAby APC mohla aktivovat prekurzor TCC ,musí být ,musí být

sama stimulována kontaktem s Tsama stimulována kontaktem s THH buňkami přes buňkami přes

CD 40CD 40, poté začne dendritická buňka exprimovat , poté začne dendritická buňka exprimovat CD 80, CD86 a sekretovat cytokiny (IL-1, IL-12) = CD 80, CD86 a sekretovat cytokiny (IL-1, IL-12) = ppřeměna klidové APC v aktivovanouřeměna klidové APC v aktivovanou

Efektorové mechanismy TEfektorové mechanismy TCC

Cytotoxická granulaCytotoxická granula obsahující obsahující perforinperforin a a granzymygranzymy (perforin vytváří póry v cytoplazmatické (perforin vytváří póry v cytoplazmatické membráně napadené buňky,v některých případech membráně napadené buňky,v některých případech může dojít k osmotické lýze napadené buňky, může dojít k osmotické lýze napadené buňky, vytvořenými póry se do buňky dostávají granzymy, vytvořenými póry se do buňky dostávají granzymy, které aktivují caspázy, což vede k které aktivují caspázy, což vede k apoptózeapoptóze napadené buňky napadené buňky

Fas-ligand (FasL)Fas-ligand (FasL) – který se váže na apoptotický – který se váže na apoptotický receptor Fas (CD95) přítomný na povrchu mnoha receptor Fas (CD95) přítomný na povrchu mnoha různých bb. (i na povrchu Trůzných bb. (i na povrchu TCC))

TNFTNF

Rozdílná aktivace Tc a NK

B lymfocytyB lymfocyty

B lymfocytyB lymfocyty• B-lymfocytyB-lymfocyty ( (B buňkyB buňky) jsou buňky zodpovědné především za ) jsou buňky zodpovědné především za

specifickou, specifickou, protilátkamiprotilátkami zprostředkovanou imunitní odpověď. zprostředkovanou imunitní odpověď. Mají rovněž velký význam pro Mají rovněž velký význam pro imunitní paměťimunitní paměť (využívá se při (využívá se při očkování). očkování).

• B-lymfocyty rozpoznávají nativní antigen pomocí BCR B-lymfocyty rozpoznávají nativní antigen pomocí BCR (B cell receptor)(B cell receptor)

• Příslušný B-lymfocyt, na jehož receptorech došlo k vazbě Příslušný B-lymfocyt, na jehož receptorech došlo k vazbě antigenu, je stimulován k pomnožení a diferenciaci na efektorové antigenu, je stimulován k pomnožení a diferenciaci na efektorové neboli neboli plazmatické bbplazmatické bb., které produkují velké množství ., které produkují velké množství protilátekprotilátek stejné specifity, jako je BCR (jde vlastně o tentýž protein v stejné specifity, jako je BCR (jde vlastně o tentýž protein v rozpustné formě), vážou se tedy na stejný antigen. Z části rozpustné formě), vážou se tedy na stejný antigen. Z části stimulovaných B-lymfocytů se diferencují stimulovaných B-lymfocytů se diferencují paměťové buňkypaměťové buňky. .

Povrchové znaky B lymfocytůPovrchové znaky B lymfocytů

• CD 10CD 10 - nezralý B lymfocyt - nezralý B lymfocyt

• CD 19CD 19 - charakteristický povrchový znak B lymfocytů - charakteristický povrchový znak B lymfocytů

• CD 20 CD 20 - na povrchu Ig-pozitivních B lymfocytů- na povrchu Ig-pozitivních B lymfocytů

• IgM, IgDIgM, IgD - BCR - BCR

• MHC gp II.třídyMHC gp II.třídy - Ag prezentující molekuly - Ag prezentující molekuly

• CD 40 – kostimulační receptorCD 40 – kostimulační receptor

Vývoj B lymfocytůVývoj B lymfocytů

Vývoj B lymfocytů probíhá v kostní dřeni a dokončuje se posetkání s Ag v Vývoj B lymfocytů probíhá v kostní dřeni a dokončuje se posetkání s Ag v sekundárních lymfatických orgánech.sekundárních lymfatických orgánech.

Pluripotentní hematopoetická kmenová buňkaPluripotentní hematopoetická kmenová buňka

Progenitor B lymfocytuProgenitor B lymfocytu → zahájení rekombinačních procesů, které → zahájení rekombinačních procesů, které vedou ke vzniku velkého množství klonů vedou ke vzniku velkého množství klonů B lymfocytů s individuálně specifickými BCR B lymfocytů s individuálně specifickými BCR

Pre B lymfocytPre B lymfocyt → exprese → exprese pre-B receptorupre-B receptoru (tvořen H( (tvořen H() řetězcem ) řetězcem a náhradním L řetězcem) a náhradním L řetězcem)

Nezralý B lymfocytNezralý B lymfocyt → exprese povrchového → exprese povrchového IgMIgM (BCR); v této fázi (BCR); v této fázi vývoje dochází k eliminaci autoreaktivních klonů vývoje dochází k eliminaci autoreaktivních klonů

Zralý B lymfocytZralý B lymfocyt → exprese povrchového → exprese povrchového IgM a IgDIgM a IgD (BCR) (BCR)

BCRBCR• BCR se skládá z BCR se skládá z povrchového povrchového

imunoglobulinuimunoglobulinu (IgM, IgD – (IgM, IgD – H řetězce jsou transmembránové ; H řetězce jsou transmembránové ; rozeznává Ag) a asociovaných rozeznává Ag) a asociovaných signalizačních molekul signalizačních molekul (Ig(Ig a Ig a Ig), ), které jsou asociovány které jsou asociovány s cytoplazmatickými s cytoplazmatickými protein tyrosin-protein tyrosin-kinázamikinázami (PTK) skupiny Src (PTK) skupiny Src

• Po současném navázání Ag na 2 či Po současném navázání Ag na 2 či více BCR dojde k přiblížení PTK, více BCR dojde k přiblížení PTK, vzájemné fosforylaci a fosforylaci vzájemné fosforylaci a fosforylaci dalších cytoplazmatických proteinů, dalších cytoplazmatických proteinů, což vede ke změnám transkripce což vede ke změnám transkripce genů, proliferaci, diferenciaci a genů, proliferaci, diferenciaci a sekreci protiláteksekreci protilátek

• Signály spuštěné vazbou Ag na Signály spuštěné vazbou Ag na BCR mohou být zesíleny spoluprací BCR mohou být zesíleny spoluprací s CR2, který váže C3dg (opsonin)s CR2, který váže C3dg (opsonin)

Eliminace autoreaktivních klonů B lymfocytůEliminace autoreaktivních klonů B lymfocytů

• Při náhodném přeskupováním genů, spojovacích nepřesnostech, Při náhodném přeskupováním genů, spojovacích nepřesnostech, párování H-L a somatických mutací mohou vzniknout i klony B párování H-L a somatických mutací mohou vzniknout i klony B lymfocytů nesoucí lymfocytů nesoucí autoreaktivní receptoryautoreaktivní receptory a produkující a produkující autoreaktivní protilátky.autoreaktivní protilátky.

• Většina autoreaktivních B lymfocytů je eliminována na úrovni Většina autoreaktivních B lymfocytů je eliminována na úrovni nezralých B lymfocytů (v kostní dřeni), jestliže svým BCR váží nezralých B lymfocytů (v kostní dřeni), jestliže svým BCR váží autoantigen s dostatečnou afinitou, obdrží signál vedoucí k autoantigen s dostatečnou afinitou, obdrží signál vedoucí k apoptotické smrti.apoptotické smrti.

• Pokud touto eliminací projdou některé autoreaktivní klony, jejich Pokud touto eliminací projdou některé autoreaktivní klony, jejich autoreaktivita se většinou neprojeví, protože k jejich aktivaci chybí autoreaktivita se většinou neprojeví, protože k jejich aktivaci chybí příslušné Tpříslušné THH lymfocyty, mnohé autoantigeny jsou kryptické, či se lymfocyty, mnohé autoantigeny jsou kryptické, či se

vyskytují v malé koncentraci a jsou imunitním systémem vyskytují v malé koncentraci a jsou imunitním systémem ignorovány.ignorovány.

Setkání B lymfocytu s Ag v sekundárních Setkání B lymfocytu s Ag v sekundárních lymfatických orgánechlymfatických orgánech

Ontogeneze tvorby protilátekOntogeneze tvorby protilátek

• Syntéza Syntéza specifických protilátekspecifických protilátek začíná kolem 20.-24.týdne začíná kolem 20.-24.týdne gestace, celková koncentrace IgA a IgM zůstává až do gestace, celková koncentrace IgA a IgM zůstává až do porodu neměřitelná, IgG se začínají tvořit až po poroduporodu neměřitelná, IgG se začínají tvořit až po porodu

• B lymfocyty na imunizaci reagují převážně tvorbou IgM, B lymfocyty na imunizaci reagují převážně tvorbou IgM, přesmyk na jiné izotypy je pomalejšípřesmyk na jiné izotypy je pomalejší

• Pozvolný nárůst tvorby vlastních IgG za poklesu Pozvolný nárůst tvorby vlastních IgG za poklesu mateřských IgG (kolem 3.-6.měs.)mateřských IgG (kolem 3.-6.měs.)

Ontogeneze tvorby protilátekOntogeneze tvorby protilátek

• Koncentrace IgM dosahuje hodnot srovnatelných s Koncentrace IgM dosahuje hodnot srovnatelných s dospělými v 1.-3.roce života, IgG+A mezi 10.-15.r. dospělými v 1.-3.roce života, IgG+A mezi 10.-15.r.

• Protilátková reakce na polysacharidové antigeny se Protilátková reakce na polysacharidové antigeny se objevuje až kolem 2.roku životaobjevuje až kolem 2.roku života

• Ve stáří je slabší protilátková odpověď na nové podněty Ve stáří je slabší protilátková odpověď na nové podněty a vyšší produkce autoprotiláteka vyšší produkce autoprotilátek

Imunitní odpověď Imunitní odpověď založená na protilátkáchzaložená na protilátkách

Protilátková reakce vyvolaná:Protilátková reakce vyvolaná:

Antigeny nezávislými na T lymfocytechAntigeny nezávislými na T lymfocytech Vyvolávají převážně tvorbu IgM protilátekVyvolávají převážně tvorbu IgM protilátek Jedná se zvláště o bakteriální polysacharidy, Jedná se zvláště o bakteriální polysacharidy,

lipopolysacharidy a polymerní formy proteinůlipopolysacharidy a polymerní formy proteinů

Antigeny závislými na T lymfocytechAntigeny závislými na T lymfocytech Reakce na tyto Ag probíhá ve dvou fázích – Reakce na tyto Ag probíhá ve dvou fázích –

primární a sekundární odpověďprimární a sekundární odpověď Tyto reakce mohou být od sebe odděleny či Tyto reakce mohou být od sebe odděleny či

mohou na sebe bezprostředně navazovat mohou na sebe bezprostředně navazovat Vyvolávají tvorbu paměťových buněk a vznik Vyvolávají tvorbu paměťových buněk a vznik

vysokoafinních protilátekvysokoafinních protilátek

T-nezávislá a T-závislá T-nezávislá a T-závislá imunitní odpověďimunitní odpověď

Protilátková reakce vyvolaná antigeny Protilátková reakce vyvolaná antigeny závislými na T lymfocytechzávislými na T lymfocytech

Primární fáze protilátkové reakce Primární fáze protilátkové reakce - při prvním setkání s - při prvním setkání s AgAg Probíhá v sekundárních lymfatických orgánechProbíhá v sekundárních lymfatických orgánech

Stimulace B lymfocytu vazbou Ag na BCRStimulace B lymfocytu vazbou Ag na BCR

Pohlcení Ag APC a jeho prezentace prostřednictvím MHC gp II Pohlcení Ag APC a jeho prezentace prostřednictvím MHC gp II prekurzorům Tprekurzorům THH buněk buněk → vznik klonu antigenně specifických T→ vznik klonu antigenně specifických THH2 2 buněk, které poskytují pomoc příslušným B lymfocytům, což vede k buněk, které poskytují pomoc příslušným B lymfocytům, což vede k jejich proliferaci, diferenciaci na plazmatické bb (produkují Ab) a na jejich proliferaci, diferenciaci na plazmatické bb (produkují Ab) a na paměťové bbpaměťové bb

Plazmatické bb jsou rozneseny oběhovým systémem do organismu Plazmatické bb jsou rozneseny oběhovým systémem do organismu (zvláště kostní dřeně)(zvláště kostní dřeně)

Protilátky produkované v primární fázi (za 3-4 dny) jsou IgM a mají Protilátky produkované v primární fázi (za 3-4 dny) jsou IgM a mají nízkou afinitu k Ag, s Ag tvoří imunokomplexynízkou afinitu k Ag, s Ag tvoří imunokomplexy

Imunokomplexy jsou zachytávány v sekundárních lymfoidních orgánech Imunokomplexy jsou zachytávány v sekundárních lymfoidních orgánech na povrchu FDC (folikulárně dendritických bb) – bb prezentující Ag B na povrchu FDC (folikulárně dendritických bb) – bb prezentující Ag B lymfocytůmlymfocytům

Protilátková reakce vyvolaná antigeny Protilátková reakce vyvolaná antigeny závislými na T lymfocytechzávislými na T lymfocytech

Sekundární fáze protilátkové reakceSekundární fáze protilátkové reakce – po – po rozpoznání Ag na FDCrozpoznání Ag na FDC Vznikne-li dostatečné množství imunokomplexů na FDC Vznikne-li dostatečné množství imunokomplexů na FDC

a jsou-li rozpoznány B lymfocyty a jsou-li rozpoznány B lymfocyty

Germinální reakce - pod vlivem signálů od FDC (Ag) a Germinální reakce - pod vlivem signálů od FDC (Ag) a TTHH2 bb (CD40L, cytokiny) dochází opět k proliferaci a 2 bb (CD40L, cytokiny) dochází opět k proliferaci a diferenciaci B lymfocytů doprovázené diferenciaci B lymfocytů doprovázené somatickými somatickými mutacemimutacemi →→ vznik klonů B lymfocytů s novými BCR→ přežívají vznik klonů B lymfocytů s novými BCR→ přežívají pouze B lymfocyty s BCR s nejvyšší afinitou k Ag = pouze B lymfocyty s BCR s nejvyšší afinitou k Ag = afinitní afinitní maturace protilátekmaturace protilátek

Dochází také kDochází také k izotypovému přesmyku izotypovému přesmyku, jaké izotypy vzniknou , jaké izotypy vzniknou určuje cytokinové prostředíurčuje cytokinové prostředí

V sekundární fázi imunitní reakce vznikají V sekundární fázi imunitní reakce vznikají protilátkyprotilátky s vyšší s vyšší

afinitou k Ag a s jinými efektorovými vlastnostmi závislými na afinitou k Ag a s jinými efektorovými vlastnostmi závislými na

izotypu, vznikají také izotypu, vznikají také paměťové bbpaměťové bb pro další setkání s Ag pro další setkání s Ag

Protilátky v organismu po primární infekci přetrvávají po dlouhou Protilátky v organismu po primární infekci přetrvávají po dlouhou

dobudobu

Kontakt mezi Kontakt mezi CD40CD40 (B lymfocyt) a (B lymfocyt) a CD40L CD40L ( (TTHH2 lymfocyt) je 2 lymfocyt) je

nezbytný pro zahájení nezbytný pro zahájení somatických mutací, izotypového somatických mutací, izotypového

přesmyku a vznik paměťových bb.přesmyku a vznik paměťových bb.

Protilátková odpověďProtilátková odpověď

• Primární odpověďPrimární odpověď - následuje po prvním kontaktu s antigenem, kdy ještě - následuje po prvním kontaktu s antigenem, kdy ještě nejsou přítomny paměťové buňky nejsou přítomny paměťové buňky- tvoří se převážně nízkoafinní IgM, postupně se tvoří - tvoří se převážně nízkoafinní IgM, postupně se tvoří ostatní izotypy s vyšší afinitou ostatní izotypy s vyšší afinitou

• Sekundární odpověďSekundární odpověď - následuje po opakovaných setkáních se stejným - následuje po opakovaných setkáních se stejným

antigenem, jsou již přítomny paměťové buňky antigenem, jsou již přítomny paměťové buňky - hladina IgM protilátek je nižší, rychleji se tvoří ostatní - hladina IgM protilátek je nižší, rychleji se tvoří ostatní

izotypy, protilátky mají vyšší afinitu k antigenu, protože izotypy, protilátky mají vyšší afinitu k antigenu, protože jsou aktivovány paměťové buňky jsou aktivovány paměťové buňky

Dynamika tvorby protilátek Dynamika tvorby protilátek při primární a sekundární odpovědipři primární a sekundární odpovědi