Mechanizmy efektorowe

WYKŁAD 4
MECHANIZMY EFEKTOROWE
KOMÓRKOWEJ ODPOWIEDZI
IMMUNOLOGICZNEJ
Jan Żeromski
2006/2007
PORUSZANE TEMATY:
1. Cytokiny, ich receptory i sieć cytokin
2. Odporność wrodzona – funkcje efektorowe
makrofagów i granulocytów
3. Funkcje cytotoksyczne limfocytów T
4. Komórki NK (Natural Killers) i NKT (Natural
Killers T cells)
5. Cytotoksyczność zależna od przeciwciał
(ADCC - Antibody dependent cell mediated
cytotoxicity)
6. Immunopatologia
CHARAKTERYSTYKA CYTOKIN
• Cytokiny działają przez swoje receptory
• Wykazują działanie plejotropowe – mają więcej
niż jeden receptor
• Wykazują redundancję – nakładanie się
funkcji.Ich receptory składają się z podjednostek
• Mogą działać synergistycznie i antagonistycznie
• Mogą działać kaskadowo, wykazując działanie
sumujące się
• Działają głównie autokrynnie lub parakrynnie,
ale niektóre mogą wykazywać działanie
endokrynne
RODZINA CYTOKIN
1.
2.
3.
4.
Interleukiny (IL-1 do IL-25)
Interferony (IFN – alpha, beta and gamma)
Czynniki stymulujące kolonie (CSFs)
Czynnik martwicy nowotworów TNF (Tumor
Necrosis Factors – alpha, beta)
5. Czynniki transformujące wzrost TGF
(Transforming Growth Factors-beta 1,2,3)
6. Chemokiny
7. Inne (erytropoetyna, kardiotropina-1 etc.)
RODZINA RECEPTORÓW CYTOKIN
1. Receptor cytokin hemopoetycznych
•
•
•
•
homodimer (Epo, GH, G-CSF, Leptyny)
gp130 (IL-6, IL-11, LIF)
łańcuch gamma c (IL-2, IL-4, IL-7)
heterodimer (IL-12, IL-13)
2. Receptory Interferonów (IFN-alfa, beta,
gamma, IL10)
3. Receptor TNF (TNF-alpha, beta, LT-alfa)
4. IL-1/TLR (IL-1 alfa, beta, IL-18)
CHEMOKINY
• Małe (8-14 kDa) wydzielane molekuły
wykazujące działanie chemoatrakcyjne i
aktywność cytokin
• Zwykle zawierają cztery motywy cysteinowe,
z cysteinami w stałych miejscach połączone
mostkami dwusiarczkowymi
• Zwykle tworzą dimery w roztworze
• W formie aktywnej są związane z macierzą
tkankową za pomocą glikozaminoglikanów
• Dzielą się na cztery rodziny: CXC(alfa), CC
(beta), XC (gamma), CX3C (delta)
PRZYKŁADY CHEMOKIN
Chemokina
Źródło
IL-8
monocyty
Rantes
Eotaksyna
MIP-1 alfa
MCP-1
Mig
Funkcja
chemoatraktant granuloc
pobudza angiogenezę
różne
akumulacja eozynofili
w drogach oddechow.
eozynofile
j.w.+ aktywacja eozynof
makrofagi-MF aktywacja MF via Th1
monocyty
j.w. ale via Th2
monocyty
inhibitor angiogenezy-
APOPTOZA-FIZJOLOGICZNA ŚMIERĆ
KOMÓRKI: MECHANIZMY
• Czynniki efektorowe: kaspazy(proteazy
cysteinowe i endonukleazy, enzymy powodujące
fragmentację DNA
• Białka sygnałowe: (Fas-Fas-L, TNF-R1, tzw.
Domeny śmierci-DD)
• Regulacja: gen supresorowy p53 – koduje czynnik
transkrypcyjny mający zdolność indukcji
programu śmierci, gdy komórka nie może
naprawić uszkodzonego DNA
POTENCJALNE MECHANIZMY
CYTOTOKSYCZNOŚCI KOMÓREK
MIELOIDALNYCH
• Białka kationowe (defenzyny)
• Lizozym
• BPI (batericidal/permeability increasing
factor)
• C3a
• Hydrolazy
• Reaktywne rodniki tlenowe (ROIs-Reactive
oxygen Intermediates)
• Tlenek azotu (NO i inne RNI)
• Czynnik martwicy nowotworu-alfa (TNFalfa)
LIMFOCYTY T CYTOTOKSYCZNE
Tcyt
1.
2.
3.
4.
5.
Limf.T alfa/beta CD8+
Limf.Th1 alfa/beta CD4+
Limf.T gamma/delta (CD3+, CD4-,CD8-, CD16+)
Komórki NKT (NT) (CD3+, CD4-, CD8-,CD56)
Komórki NK (CD2+, CD3-, CD4-, CD8-, CD56,
CD16+)
CZYNNIKI CYTOTOKSYCZNE
ZIARNISTOŚCI LIMFOCYTÓW
• Ziarnistości cytolityczne są produktem aparatu Golgiego
• Perforyna – glikoproteina (555 aminokwasów), podobna
do składników C6-C9 dopełniacza, zależna od jonów Ca;
jej polimeryzacja prowadzi tworzenia kanałów w błonie
komórkowej
• Granzymy (fragmentyny) – proteazy serynowe.Wnikają do
komórki przez kanały perforynowe. Indukują apoptozę.
Hydrolizują składniki macierzy pozakomórkowej
• Granulolizyna – należy do sapozyn, białek wiążących
lipidy. Niszczy błony komórkowe i mitochondrialne
FUNKCJE EFEKTOROWE KOMÓREK
CTL
1. CYTOTOKSYCZNOŚĆ
– Wydzielanie ziarnistości (perforyny, granzymy)
– Fas /FasL, TNF/TNF-R (?)
2. ZAPALENIA I ODPORNOŚĆ
– Produkcja cytokin i chemokin (IFN-,TNF-,
MIP1, MIP1, RANTES)
– Aktywacja makrofagów
– Bezpośrednie działanie przeciwwirusowe
LIMFOCYTY T CYTOTOKSYCZNE (1)
– Zapewniają ochonę przed:
•
większością wirusów
•
niektórymi bakteriami (e.g. Listeria
monocytogenes, Mycobacterium
tuberculosis)
•
pasożytami (e.g. Trypanosoma cruzi,
Toxoplasma gondi, Plasmodium
falciparum
• Nowotworami
AKTYWOWANE LIMFOCYTY T
CD4+TH1:
• Stymulują makrofagi (m-fagi) do zabijania
sfagocytowanych bakterii (IFN i CD40L)
• Zabijają przewlekle zakażone komórki,
uwalniając bakterie usuwane następnie przez mfagi (FasL, LT)
• Indukują proliferację komórek T (IL-2)
• Indukują różnicowanie m-fagów w szpiku
kostnym (IL-3, GM-CSF)
• Aktywują śródbłonki, co warunkuje wiązanie
monocytów i wyjście ze światła naczynia (LT,
TNFalfa)
• Powodują gromadzenie się makrofagów w
miejscu infekcji (chemokina MCF)
CECHY KOMÓREK NK
• Ziarniste limfocyty z ekspresją CD16 i CD56
• Spontaniczna cytotoksyczność dla większości
guzów i komórek zainfekowanych wirusem
• Subpopulacje wykazują ekspresję aktywujących
(KAR) i/lub hamujących receptorów (KIR) dla
antygenów MHC klasy I
• Znajdują się we krwi, śledzionie, płucach,
przewodzie pokarmowym, macicy(?)
• Aktywowane przez IL-2, IL-12, IL-15 or IL-18
• Zabijają komórki docelowe via perforyny/granzymy
i receptory indukujące apoptozę
EFEKT CYTOTOKSYCZNY KOMÓREK
NK
• Jest regulowany przez dwa sygnały z powodu
występowania dwóch receptorów: KIR (hamujący)
i KAR (aktywujący)
• Azurofilne ziarnistości komórek NK zawierają
wiele toksycznych związków –perforyny, proteazy
serynowe (granzymy), NKCF, białko TIA-1
• Zabijanie dokonuje się po przyłączeniu się do
komórki docelowej
• Aktywowane NK posiadają ekspresję FasL i
zabijają na drodze apoptozy (Fas-FasL)
• Należą do kom. ADCC bo posiadają receptor dla
fragmentu Fc immunoglobuliny
CYTOTOKSYCZNOŚĆ ZALEŻNA OD PRZECIWCIAŁ
(ADCC - ANTIBODY DEPENDENT CELL-MEDIATED
CYTOTOXICITY)
• Jest spowodowana występowaniem receptora Fc
dla IgG na komórkach efektorowych
(wykonawczych)
• Receptor Fc wiąże przeciwciało związane z
komórka docelową, co pozwala na bezpośredni
kontakt między kom.efektorową a komórką
docelową
• Komórki posiadające receptor Fc są nazywane
zabójcami (K-cells)
• Do komórek K należą: kom.NK, limf.T, monocyty,
eozynofile, inne komórki mieloidalne,
(wielopłatowe?)
LIMFOCYTY T CYTOTOKSYCZNE (2):
•
Biorą udział lub powodują:
1. Reakcje nadwrażliwości takie jak: niszczenie
tkanek w przypadku wielu chorób
infekcyjnych (gruźlica!)
2. Niektóre choroby autoimmunizacyjne
3. Odrzucanie przeszczepów
4. Chorobę dawcy przeciwko biorcy (Graft-vshost disease)
IMMUNOPATOLOGIA
• Cytotoksyczność zależna od komórek układu
odpornościowego
• Zapalenie przewlekłe
• Ziarniniaki znacznych rozmiarów (zmiany
przestrzenne)
• Nadmierne wydzielanie cytokin
• Zaburzenia regulacji sieci cytokin
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!