Regulacja odpowiedzi immunologicznej

PODSTAWY IMMUNOLOGII
Regulacja odpowiedzi
immunologicznej
Nadzieja Drela
[email protected]
Stan równowagi:
odpowiedź immunologiczna tolerancja
Kontakt z antygenem prowadzi do rozwoju odpowiedzi
immunologicznej lub tolerancji (oba procesy zależą od
rozpoznania antygenu)
Istota regulacji: powstanie odpowiedzi na patogen (nie
tolerancji) oraz indukcja tolerancji na własne antygeny
(nie odpowiedzi)
Regulacja odpowiedzi immunologicznej
Czynniki regulujące odpowiedź immunologiczną:
- Antygen
- Komórki prezentujące antygen (APC)
- Przeciwciała
- Limfocyty
- Cytokiny
- Hormony
- MHC
Regulacja odpowiedzi immunologicznej
przez antygen
Table 1
Factors that determine induction of immune response or tolerance following
challenge with antigen
Factors that affect
response to Ag
Favor immune response
Favor tolerance
Physical form of antigen Large, aggregated, complex
molecules;
Soluble, aggregate-free, relatively
smaller, less complex molecules,
Ag not processed by APC or
processed by cell without class II
MHC
Route of Ag
administration
Sub-cutaneous or
intramuscular
Oral or sometimes intravenous
Dose of antigen
Optimal dose
Very large (or sometime very
small) dose
Age of responding
animal
Older and immunologically
mature
Newborn (mice), immunologically
immature
Differentiation state of
cells
Fully differentiated cells;
memory T and memory B
cells
Relatively undifferentiated: B
cells with only IgM (no IgD), T
cells (e.g. cells in thymic cortex)
http://www.microbiologybook.org/mobile/m.immuno-16.htm
Regulacja odpowiedzi przez antygen
1. Natura antygenu: polisacharydy (otoczki bakterii, TI-2) indukują
syntezę IgM, białka indukują zarówno odpowiedź humoralna jak i
komórkową, wewnątrzkomórkowe patogeny indukują głównie
odpowiedź komórkową, białka rozpuszczalne indukują
odpowiedź humoralną. Odpowiedź komórkowa może być
indukowana przez cząstki występujące w naturalnym środowisku
i nie będące antygenami (krzemionka).
2. Dawka antygenu: małe i średnie dawki antygenu indukują
odpowiedź, a bardzo duże dawki antygenu indukują tolerancję.
3. Droga podania antygenu: antygeny podane podskórnie i
śródskórnie indukują odpowiedź immunologiczną, antygeny
podawane doustnie, dożylnie i donosowo mogą indukować
tolerancję.
Regulacja odpowiedzi
immunologicznej przez APC
Rodzaje komórek dendrytycznych
mDC
CD11c+,
CD123low,
MHC II
Narządy
limfoidalne, krew,
wszystkie tkanki
Przetwarzanie i
prezentacja
antygenu
pDC
CD11c-,
CD123bright,
Narządy
limfoidalne, krew,
Słaba zdolność do
przetwarzania i
prezentacji Ag
Synteza IFN typu I
FDC
CD11b, CD21,
CD35,CD32
Węzły limfatyczne,
śledziona
Nie przetwarzają Ag
Udział w tworzeniu
pamięci
immunologicznej
APC rozpoznają antygeny za pomocą TLR
Komórki dendrytyczne w odporności
Banchereau J., Steinman R. Dendritic cells and the control of immunity. Nature 1998, 392:245.
Migracja i stadia rozwoju DC
pDC
Szpik kostny
Dojrzała mDC
Niedojrzała
mDC
Czynniki
indukujące
dojrzewanie
TLR
Tkanki i narządy nielimfoidalne
Narządy limfoidalne
Dojrzała mDC: MHCII, CD80, CD86,
CD40
Rola TLR i APC w aktywacji limfocytów Th
patogen
Th1
TLR
APC
Th
Th2
IFN-g Odpowiedź
IL-2
TNF-b komórkowa
IL-4
IL-5
IL-10
IL-13
IL-10
Treg
TGFb
Odpowiedź
humoralna
Supresja
Rola TLR i APC w aktywacji limfocytów Th
Regulacja odpowiedzi
immunologicznej przez limfocyty T
(Th1, Th2, Treg)
Gdy regulacja zawodzi…….
Regulacja odpowiedzi
immunologicznej przez przeciwciała
Regulacja odpowiedzi przez przeciwciała
Immunizacja bierna przeciwciałami IgM i antygenem wzmaga odpowiedź
immunologiczną, podczas gdy podanie przeciwciał IgG osłabia
odpowiedź na antygen. Podawanie dzieciom poniżej 1 roku życia
niektórych szczepionek (świnka, odra) nie jest skuteczne z powodu
obecności matczynych p-ciał IgG
Roitt, Brostoff, Male ,,Immunology”
Supresja limfocytów B przez przeciwciała
IgG (bierne)
Roitt, Brostoff, Male ,,Immunology”
Wpływ biernych przeciwciał IgG na zwiększenie
powinowactwa produkowanych przeciwciał
Roitt, Brostoff, Male ,,Immunology”
Zróżnicowana odpowiedź noworodków na
podaną szczepionkę
Regulacja odpowiedzi
immunologicznej przez cytokiny
Cytokiny:

grupa białek o małym ciężarze cząsteczkowym

ich synteza jest indukowana przez czynnik aktywujący komórkę (Ag,
PAMP, DAMP, interakcje pomiędzy komórkami układu
odpornościowego, ……………)

krótki okres półtrwania

działanie antygenowo-nieswoiste

wywierają efekt biologiczny po związaniu ze specyficznymi
receptorami w błonie komórek docelowych

indukują kaskadę cytokin

zmieniają ekspresję genów w komórkach docelowych wpływają na
ich rozwój i funkcje

wykazują aktywność plejotropową, synergistyczną, antagonistyczną
i redundancję
Indukcja syntezy cytokin i sposób ich
działania
Kuby Immunology, W.H. Freeman and Company, Sixth edition
Sposoby działania cytokin
Kuby Immunology, W.H. Freeman and Company, Sixth edition
Cytokiny uczestniczą
we wszystkich
reakcjach obronnych
Kuby Immunology, W.H. Freeman and Company, Sixth edition
Sieć
cytokinowa
Kuby Immunology, W.H. Freeman and Company, Sixth edition
Klasyfikacja cytokin
Rodzina cytokin
Przykłady
Charakterystyka
Rodzina IL-1
IL-1a, IL-1b, IL-1Ra, IL-18,
IL-33
Mediatory stanu zapalnego
Rodzina hematopetyn
(cytokiny kl.I)
IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6,
IL-7, IL-12, IL-13,IL-15,IL21,IL-23,GM-CSF,G-CSF,
GH, Pro, Epo
Różnorodność funkcjonalna
Interferony (cytokiny kl.II)
IFN-a, IFN-b, IFN-g, IL-10,
IL-19, IL-20, IL-22, IL-24
Modulatory reakcji
odpornościowych, IFN –
aktywność przeciwwirusowa
Rodzina TNF
TNF-a, TNF-b, CD40L, Fas
(CD95), BAFF, APRIL, LTb
Homeostaza, funkcje
efektorowe, formy
rozpuszczalne i błonowe
Rodzina IL-17
IL-17,(IL-17A), IL-17B, C, D Pro-zapalne, aktywacja
iF
neutrofili
Chemokiny
IL-8, CCL19, CCL21,
RANTES, CCL2(MCP-1),
CCL3(MIP-1a)
Funkcja chemotaktyczna
Cytokiny odporności wrodzonej
Cytokiny odporności nabytej
Cytokiny hematopoezy
Klasyfikacja cytokin i receptorów dla cytokin
A.K.ABBAS,A.H.LICHTMAN Cell Mol Biology
JAK/STAT w transdukcji sygnału
A.K.ABBAS,A.H.LICHTMAN Cell Mol
Biology
Cytokiny w hematopoezie
Kuby Immunology, W.H. Freeman and Company, Sixth edition
Stan zapalny – zawsze towarzyszy infekcji
Cytokiny prozapalne
Kuby Immunology, W.H. Freeman and Company, Sixth
Kinetyka produkcji cytokin w odporności wrodzonej
A.K.ABBAS,A.H.LICHTMAN Cell Mol
Biology
Regulacja reakcji zapalnej
podwzgórze
ACTH (via przysadka)
kora nadnerczy
IL-1, TNF-a, IL-6
glukokortykoidy
IL-1, TNF-a, IL-6
stan
zapalny
IL-6, TNF-a
szpik kostny
wątroba
Białka
ostrej
fazy
Cytokiny w rozwoju odporności nabytej
Regulacja różnicowania limfocytów Th przez
cytokiny
J. Kuby, Immunology
Równowaga Th1/Th2 i skutki jej zaburzenia
A
Th1
Odpowiedź
immunologiczna
prawidłowa
alergie, choroby
autoimmunizacyjne
Th2-zależne
B
Th2
Th2
Th1
C
Th1
choroby
autoimmunizacyjne
Th1-zależne
Th2
Cytokiny w aktywacji limfocytów B
J. Kuby,
Cytokiny regulują syntezę immunoglobulin
J. Kuby, Immunology
Regulacja odpowiedzi
immunologicznej przez hormony
Neuroendokrynowa
regulacja
odpowiedzi
immunologicznej
R.E Brown, Neuroendocrinology
Hormony regulują syntezę cytokin
R.E. Brown, Neuroendocrinology
Cytokiny regulują syntezę hormonów przysadki
R.E. Brown, Neuroendocrinology
wątroba
IL-1,
IL-6,
TNF
Białka ostrej fazy
• stan zapalny
podwzgórze
CRH
przysadka
ACTH
nadnercza
kortyzol
Rys. N.Drela
Układ odpornościowy
Oś regulacyjna HPA
• atrofia grasicy
• liczba leukocytów w
krążeniu
• proliferacja limfocytów
• rówowaga limfocytów (Th1
vs Th2)
• synteza przeciwciał
• synteza cytokin
Oś HPA w regulacji
odpowiedzi układu
odpornościowego
Komórki odpornościowe można
„zdenerwować’
Stymulacja
neuropeptydami
Stymulacja
antygenowa
Th1
Th2
IFN-g
IL-2
IL-4
IL-10
Th1
Th2
IFN-g
IL-2
IL-4
IL-10
IL-4
IL-10
IFN-g
IL-2
Produkcja hormonów przez
komórki układu odpornościowego
komórki produkujące
Produkowane hormony i
neuroprzekaźniki
limfocyty T
ACTH, endorfiny, TSH, GH,
PRL, IGF-1
limfocyty B
ACTH, endorfiny, GH, IGF-1
makrofagi
ACTH, endorfiny, GH, SP, IGF-1,
ANP
splenocyty
CRH, gonadotropina
tymocyty
CRH, GnRH, AVP, OT
granulocyty i komórki tuczne
VIP, SOM
Regulacja odpowiedzi
immunologicznej przez geny MHC
Rola MHC w kontroli odpowiedzi immunologicznej
A.K.ABBAS,A.H.LICHTMAN ,,Cellular and Molecular Immunology”2003
Dziękuję za uwagę