WYKŁAD III     - 29.03.08r.

Najbardziej charakterystyczne cząsteczki drobnoustrojów selektywnie rozpoznane przez komórki odpowiedzi nieswoistej, określone są jako wzorce molekularne związane z patogenami- PAMP (patogen associated molecular pattens), zwane cząsteczkami PAMP.

Do PAMP zaliczane są:

- peptydoglikan (PGN); lipoplisacharyd (LPS);

- kwasy tejchojowe, lipotejchojowe (LTA); bakteryjne DNA;

- lipoproteiny; otoczki bakteryjne, rzęski i fimbrie, enzymy bakteryjne.

Receptory dla cząsteczek PAMP określane są jako receptory rozpoznające wzorce ( PRR).

Najogólniej receptory te podzielić można na trzy grupy:

- receptory wydzielone

- receptory powierzchniowe;

- receptory wewnątrzkomórkowe ( służą do wykrywania zakażeń wewnątrzkomórkowych- wirusy, niektóre bakterie).

Receptory wydzielane

Wydzielane receptory rozpoznające wzorce to najczęściej opsoniny, które po przyłączeniu się do powierzchni drobnoustrojów ułatwiają fagocytozę. Najlepiej poznanymi przykładami opsonin są:

- kolektyny (białko wiążące mannozę) oraz pentraksyny (białko C- reaktywne);

- efektywnymi opsoinami SA również przeciwciała i składniki układu dopełniacza.

Sposób działania opsonin

- białko C- reaktywne- należy do białek ostrej fazy. Jego wzmożone wytwarzanie obserwuje się w następstwie uszkodzenia tkanek, zakażenia czy reakcji zapalnej;

- koletyny- są białkami wybiórczo wiążącymi węglowodany i glikoproteiny powierzchniowe wielu komórek. Najlepiej poznaną koletyną jest białko wiążące mannozę zwane również lektyną wiążącą mannozę.

Powierzchniowe PRR (receptory)

- receptory uczestniczące głównie w fagocytozie;

- receptory których główną funkcją jest aktywność komórek.

Przykładem powierzchniowych receptorów aktywujących są receptory Toll- podobne [TLR-Toll like receptors]. [TLR-4, przyłancza się tam endotoksyna] peptydoglikan gram dodatni. Aktywacja receptorów TLR- działanie korzystne.

Receptory TLR- SA zlokalizowane na komórkach nabłonkowych lub na komórkach prezentujących antygen.

Receptory  limfocytów-TCR. Są one obok immunoglobulin jedynymi cząsteczkami zdolnymi do swoistego wiązania antygenów. Zasadniczą różnicą pod względem czynnościowym, między tymi dwoma grupami cząsteczek jest to, że immunoglobuliny wiążą dowolne antygeny, a receptory limfocytów T wiążą i odpowiadają najczęściej na antygeny peptydowe powstałe z białek pociętych przez enzymy, hydrolityczne na małe fragmenty i połączone cząsteczek MHC w błonie komórki prezentującej antygen –APC- (antygen pressenting cells, komórki dendrytyczne, makrofagi, limfocyty B).

Budowa receptorów TCR

TCR jest zbudowany z dwóch łańcuchów, łańcuchów każdy łańcuch ma podobnie do przeciwciał część zmienną oraz część stałą i jest związany z komórką poprzez krótki odcinek wewnątrz komórkowy.

Wykryto dwa główne rodzaje TCR

- receptory składające się z łańcuchów α i β;

- receptory składające się z łańcuchów γ i δ.

W częściach zmiennych łańcuchów TCR można wyróżnić trzy regiony hiperzmienne, czyli regiony determinujące dopasowanie (CDR) w kontakcie z antygenem prezentowanym przez cząsteczki MHC najistotniejsze znaczenie maja regiony CDR3 łańcuchów β i α, w których występuje największa zmienność.

Budowa receptorów TCR

Zarówno receptory α β jak i γδ łączą się w błonie limfocyty T z kompleksem Cd3 w skład którego wchodzą cztery rodzaje łańcuchów: γ,δ,ε i ϻ, zwanych czasami niezmiennymi w odróżnieniu od łańcuchów TCR. Łańcuchy kompleksu CD3 pośredniczą w przekazywaniu sygnały aktywującego komórkę z receptora limfocytu T, który związał antygen, do wnętrza komórki. Kompleks TCR-CD3 pozostaje w błonie komórkowej w kontakcie z cząsteczkami: CD2, CD5 i CD4, CD8.

MHC (główny układ zgodności tkankowej). Cząsteczki MHC nazywane są antygenami transplantacyjnymi lub antygenami zgodności tkankowej. Zasadza rola tych antygenów własnych limfocytom T i często używa się wobec nich terminu cząsteczki klasy MHC. Obecnie wiadomo, że MHC obejmuje wiele genów odznaczających się największym polimorfizmem dotychczas poznanym ,i że mają one podstawowe znaczenie zarówno inicjacji jak  i w fazie efektorowej odpowiedzi immunologicznej.

MHC klasy I:

- glikoproteiny

- występują na powierzchni wszystkich komórek jądrzastych

- rozpoznają limfocyty CD8+

MHC klasy II:

- glikoproteiny

- występują głównie na limfocytach, makrofagach i komórkach dendrytycznych

- rozpoznają limfocyty CD4+

HLA( główny układ zgodności tkankowej u człowieka) tzw. HLA, został tak nazwany ponieważ antygeny zostały wykryte na krwinkach czerwonych.

Limfocyty T

Prekursory limfocytów napływają do grasicy już w 7-8 tygodniu ciąży. Powstają one początkowo w płodowym pęcherzyku żółtkowym oraz w wątrobie płodowej. W późniejszym okresie płodowym oraz po urodzeniu prekursory limfocytów docierają do grasicy ze szpiku. W trakcie dojrzewania tymocytów następuje kilka prekursorów selekcji, są to tzw. Wąskie gardło tymopoezy, gdyż w ich następstwie dochodzi do eliminacji ponad 95% dojrzewających komórek. Proces dojrzewania limfocytów T można w uproszczeniu podzielić na dwie fazy:

- wczesną, w trakcie której dojrzewające komórki nie mają receptorów rozpoznających antygen (TCR);

- późną, w której tymocyty mają pełną ekspresję receptorów rozpoznających antygen.

Głównym celem procesów zachodzących w grasicy jest wytworzenie takich limfocytów które:

- będą miały prawidłowo zbudowany receptor TCR czyli taki który będzie rozpoznawać antygeny prezentowane przez własne cząsteczki MHC;

- nie będą reprezentowały własnych antygenów.

Najmniej dojrzałe tymocyty nie maja jeszcze ani kompleksu receptorowego TCR/CD3 ani cząsteczek CD4- iCD8-Określane są zatem jako komórki potrójne ujemne. W wyniku bezpośredniego kontaktu z komórkami tworzącymi zrąb grasicy oraz pod wpływem lokalnie wydzielanych cytokin komórkowych zasiedlające grasicę zaczynają intensywnie się dzielić.

Selekcji pozytywnej poddawane są limfocyty podwójne dodatnie, czyli mające CD4+  jaki i CD8-, w których doszło rearanżacji segmentów genów V i D łańcucha αTCR. Celem selekcji pozytywnej jest wywołanie takich komórek które:

- mają prawidłowo wyłoniony receptor TCR oraz

- poprzez TCR potrafią rozpoznawać peptyd prezentowany przez autogeniczne cząsteczki MHC.

W przebiegu selekcji pozytywnej dochodzi jednocześnie do restrykcji MHC. Te limfocyty, które będą rozpoznawać antygeny prezentowane przez MHC klasy I, zachowują ekspresje CD8, a te które mają wiązać antygen w kontekście MHC klasyki, pozostaje CD4+.

Populacje i subpopulacje limfocytów

Subpopulacje limfocytów sprawują różne funkcje, a opisuje się je głównie na podstawie obecnych na ich powierzchni różnych cząsteczek.

Na limfocytach T oprócz TCR występują cząsteczki klasy I MHC, a także: CD2,CD,CD4,CD5,CD7,CD8,CD28 i CD154

(Th)- pomocnicze

(Tc)- cytotoksyczne

(Treg)- regulatorowe

Limfocyty Tαβ i Tγδ

Limfocyty pomocnicze Th

- wspomagają tak odpowiedź typu humoralnego, jak i komórkowego to zarówno przez bezpośredni kontakt jak i poprzez wydzielanie cytokin;

- ułatwiają one aktywację , proliferację  zróżnicowanie limfocytów, prekursorów limfocytów T cytotoksycznych;

- także pobudzają makrofagi.

Limfocyty Th mają na swojej powierzchni cząsteczko CD4+ i rozpoznają antygen prezentowany w połączeniu z cząsteczkami MH klasy II i dzielą się na dwie subpopulację: T1 oraz Th2.

Th1:

- wzmacniają odpowiedź typu komórkowego, np. aktywują makrofagi (poprzez wytwarzanie interferonu), i limfocyty cytotoksyczne (poprzez wytwarzanie interleukiny);

- pobudzają wytwarzanie przeciwciał IgG1 i IgG6 aktywujących dopełniacz;

- pośredniczą w immunofagocytozie.

Th2

- pobudzają wytwarzanie przeciwciał IgA, IgE i IgG4;

- stymulacją odporność na poziomie błon surowiczo-śluzowych.

Limfocyty regulatorowe Treg

Rola:

- hamowanie aktywności autoreaktywnych limfocytów T, a więc zabezpieczenie przed autoagresją;

- rozwijająca się u pacjentów tolerancja na antygeny związane z nowotworem;

- tolerancja na przeszczepy alogeniczne, czyli tolerancja transplantacyjna;

- lokowanie eliminacji mikroorganizmów, co sprzyja przewlekłej infekcji, ale również podtrzymuje infekcji, ale również podtrzymuje aktywność limfocytów pamięci;

- ochrona płodu prze odrzuceniem przez układ odpornościowy matki.

Limfocyty cytotoksyczne

Spośród limfocytów do efektu cytotoksycznego zdolne SA:

- Limfocyty TαβCD8+ (rozpoznają obce cząsteczki MHC klasy I lub antygeny połączone z własnymi cząsteczkami klasy I ; ich główna rola to niszczenie komórek zakażonych wirusem, a także niszczenie komórek nowotworowych);

- niektóre limfocyty Tαβ CD4+;

- limfocyty Tγδ (uczestniczą w odpowiedzi przeciwzakaźnej i przeciwnowotworowej; rozpoznają antygeny nie poddane obróbce i nie połączone z cząsteczkami MHC, przejawiają spontaniczną cytotoksyczność; mogą rozpoznawać nie białkowe antygeny na powierzchni mikroorganizmów);

- limfocyty N KT (rozpoznają glikolipidy prezentowane im przez cząsteczki CDd1 w wyniku aktywacji wydzielają szczególnie dużo IL-4 oraz NF-, TNF; limfotoksyny pełnią funkcję immunoregulacyjną przeciwzakaźną;

- komórki NK

w populacji  komórki NK przeważają duże ziarniste limfocyty.

Rola:

- udział w odporności przeciwnowotworowej;

- komórki NK pełnią w nadzorze immunologicznym rolę uzupełniająca w stosunku do limfocytów T, a także NKT-niszczą zmienione komórki organizmu, których limfocyty T nie są zdolne rozpoznawać i eliminować;

- rola komórek NK w zakażeniach wirusami jest stosunkowo dobrze udokumentowana, dotyczy to zwłaszcza wirusów z grupy Herpes;

- w układzie doświadczalnych stwierdzono, że komórki NK są w stanie wywierać efekt cytotoksyczny wobec grzybów chorobotwórczych bakterii, a także pierwotniaków;

- pewne obserwacje wykazują, że komórki NK uczestniczą w procesach odrzucenia przeszczepu szpiku i mogą być przyczyną niepowodzenia w przeszczepianiu szpiku osobnikom zgodnym w zakresie antygenów HLA w stosunku do dawcy

Reakcja cytotoksyczna

Limfocyty dysponują dwoma zasadniczymi mechanizmami zabijania komórek przez indukcję w nich appoptozy:

- zależnej od uwalniania perforyny, granzymów i granulizyny z ziaren cytolitycznych;

- zależnej od interakcji cząsteczek nadrodziny TNF.