14. Makrofágy, jejich vývoj a funkce 15. T lymfocyty, vývoj, povrchové znaky,

1. 14. Makrofágy, jejich vývoj a funkce 15. T lymfocyty, vývoj, povrchové znaky, subpopulace T lymfocytů a jejich funkce 16. Úloha thymu, pozitivní a negativní selekce T lymfocytů 17. B lymfocyty, vývoj, povrchové znaky, funkce 18. Primární imunitní orgány a jejich funkce v IS 19. Sekundární imunitní orgány- struktura a funkce lymfatické uzliny a sleziny 20. Slizniční IS

2. 14. Makrofágy, jejich vývoj a funkce

3. Makrofág • Velké (cca 20μm) buňky • Vznik z monocytů po jejich usazení v tkáních • Součást mononukleárního fagocytového systému • Makrofágy usazené v tkáních + zánětlivé makrofágy (exsudáty)

4. VÝVOJ MAKROFÁGŮ • Kmenová buňka CD34- myeloidní prekurzor- monocyt- odchod do periferie • Po přechodu do tkání makrofág • V tkáních diferenciace makrofágů (Kupfferovy buňky, Alveolární makrofágy, Mikroglie, Osteoklasty, histiocyty)

6. MAKROFÁGY • Tkáňová forma monocytů • Základní buňky nespecifické imunity- fagocytóza • Prezentace Ag v časné fázi specifické imunitní odpovědi • Fagocytují pozůstatky vlastních buněk zahynulých apoptózou • Obrana proti intracelulárním parazitům, nádorovým buňkám • funkční až po aktivaci signály = cytokiny (T lymfocyty)

7. Vývoj makrofágů • SCF (stem cell factor)- stromální buňky • GM- CSF (granulocyte-monocyte colony stimulating factor) – stromální buňky kostní dřeně, lymfocyty- stimulace produkce monocytů • M-CSF (monocyte colony stimulating factor)- stromální buňky, lymfocyty, endotelové buňky, epitelové buňky- stimulace produkce monocytů • IL-3 – lymfocyty- produkce monocytů (a jiných bb)

9. Monocyty • Jsou průběžně vyplavovány z dřeně do periferie • V periferii 7%, zbytek v dřeni- poměr se mění vlivem cytokinů a bakteriálních produktů • Monocyty přilnou na cévní stěnu prostřednictvím beta1-integrinů- ty vstupují do interakce s molekulami VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule) na endoteliích • Následně se protáhnou mezi endoteliemi a přecházejí z cév do tkání • Do místa zánětu jsou směrovány chemokiny • V tkáni se aktivně pohybují k místu zánětu pomocí sekrece enzymů, které štěpí mezibuněčnou hmotu, posun pomocí reverzibilních adhezivních interakcí svých povrchových molekul s molekulami mezibuněčné hmoty

10. Povrchové znaky makrofágů • MHC gp I., II. třídy • CD 35- receptor CR1 pro C3b složku komplementu • Receptor pro Fc část IgG • CD 14 – koreceptor vážící bakteriální lipopolysacharidy; receptor pro fagocytózu apoptotických buněk

11. Funkce makrofágů • Fagocytóza (produkce enzymů a toxických působků- usmrcení mikroba,destrukce, prezentace epitopů, indukce imunitní odpovědi) • Produkce monokinů, enzymů, složek kompl., mikrobicidních, cytotoxických a tumoricidních látek, bioaktivních lipidů (PG,PC,TX,LT) • Prezentace epitopů s MHC gp I. tř.(Ag intracelul. parazitů, degradace v proteazomu, transport a prezentace epitopů na povrchu, ochrana TAP před destrukcí(transportes associated with Ag processing molecules 1,2) • Prezentace epitopů s MHC gp II. tř. (endocytóza a degradace Ag, prezentace epitopů na povrchu)

12. Produkce monokinů • IL-1 α a β- stimulace T a B lymfocytů, aktivace dalších makrofágů • IL- 6 – endogenní pyrogen, aktivátor syntézy proteinů akutní fáze v játrech • TNF- α- podobné funkce jako IL-1 • IL-8- sekrece aktivovanými makrofágy, chemokin pro neutrofily, T lymfocyty • IL-12- podpora Th1 odpovědi, útlum Th2 • IFN- α- podpora tvorby enzymů inhibujících virovou replikaci, zvyšuje expresi MHC gp I.,na hostitelské buňce, aktivace NK bb.,T lymfocytů a dalších makrofágů

13. Funkce makrofágů • Obrana proti tumorovým buňkám a vlastním buňkám infikovaným plísněmi nebo parazity • Po rozpoznání Ag na povrchu buňky- aktivace T lymfocytů, uvolnění mediátorů – stimulace makrofágů do agresivnější formy • Remodelace postižených tkání – produkce růstových faktorů a enzymů • Usmrcení buněk nesoucích na svém povrchu specifický Ag- v přítomnosti spec. Ab- prostřednictvím Fc receptoru makrofágů

15. 15. T lymfocyty, vývoj, povrchové znaky, subpopulace T lymfocytů a jejich funkce

16. Lymfoidní buňky periferní krve • Kmenová buňka – lymfoidní prekurzor • T lymfocytyCD3, 2, 5, 6, 7 - ThCD3, CD4 : Th 1 (INF- γ) (pomocné) Th 2 (IL-4) Tr (IL-10, TBF-β) - TcCD3, CD8 (cytotoxické/supresorové) • B lymfocytyCD19, 20, HLA DR, CD 37 • NK buňkyCD 16, 56

18. Funkce • LYMFOCYTY: - B lymfocyty- produkce protilátek - T lymfocyty- produkce cytokinů (Th), zabíjení infikovaných buněk (Tc, NK buňky) • APC: dendritické buňky- iniciace T odpovědi, makrofágy- iniciace buněčné odpovědi, follikulární dendritické buňky- předložení Ag B lymfocytům • Efektorové funkce: T lymfocyty, makrofágy, granulocyty- eosinofilní, neutrofilní

19. Povrchové znaky T lymfocytů • CD (cluster of differentiation)= proteinové molekuly na povrchu buněk- určení typu, diferenciačního stadia a dalších charakteristik buněk • TCR = receptor pro Ag • MHC gp I. a II. třídy

20. CD • CD 2 = LFA-2 adhezivní molekula (reaguje s LFA-3 na membráně jiných buněk) • CD 3 = přenos signálu z TCR do nitra buňky- asociovaná s TCR • CD 5, 7 • CD 4,8 = exprese na subpopulacích T lymfocytů, účast na prezentaci exogenních Ag v komplexu s MHC proteiny II.tř. (CD4) a I. tř.(CD8) • CD 45- exprese na všech hematopoetických buňkách kromě trombocytů a erytrocytů (CD45RA = naivní T lymfocyty, CD45RO paměťové a aktivované T lymfocyty) • CD 28- kostimulační molekula T lymfocytů (vazba na CD80- APC, B lymfocyty= 2.signál- aktivace)

21. Hlavní charakteristiky vývoje T lymfocytů • Diferenciace T lymfocytů (morfologické změny, změny povrchové výbavy) • Vznik repertoáru TCR (přeskupení genových segmentů, proliferace prekurzorů T lymfocytů) • Indukce tolerance vlastního (pozitivní a negativní selekce)

22. VÝVOJ T LYMFOCYTŮ • Probíhá v thymu, kam přicházejí prekurzory T lymfocytů z kostní dřeně = pro-thymocyty • 1.přeskupování genů pro receptor TCRβ a TCRδ= na povrchu se objeví komplex pre-TCR (pre-TCRβ a CD3)= pre-thymocyty • 2.přeskupování genů proTCRα= vznik defin.TCR (řetězec α a β a CD3)= thymocyty • thymocyty nesou na povrchu i koreceptory CD4 a CD8

23. Receptor TCR • KOMPLEX TCR= komplex CD3 (asoc. proteiny)+ modul rozeznávající Ag (řetězce α a β 95% = vazba Ag,přenos signálu) • rozpoznávání Ag - spolupráce s koreceptory CD4, CD8 - vazba komplexu peptid- MHC glykoproteiny I.tř. pomocí koreceptoru CD4 a II.tř. CD8 • řetězce komplexu CD3 = transmembránové proteiny- intracelul. část je asoc. s protein-tyrosin-kinázami • aktivace kinázových kaskád vede k buněčnému dělení nebo aktivaci efektorových mechanizmů T buněk • úplná aktivace T lymfocytu = při spolupůsobení receptoru kostimulačníh signálu CD28 (rozeznává na povrchu APC kostimulační molekuly CD80 a 86)

25. Funkce T lymfocytů • Subpopulace T lymfocytů – dělení podle CD klasifikace a funkce • Cytotoxické Tc lymfocyty = CD8+ - rozpoznávají cizí epitopy v asociaci s MHC gp I. třídy • Pomocné Th lymfocyty = CD4+ - rozpoznávají epitopy v asociaci s MHC gp II. třídy

26. Cytotoxické T lymfocyty • Aktivita proti nádorovým buňkám, viry- infikovaným buňkám, transplantované alogenní tkáni • uvolnění TNF- útlum proteosyntézy • Likvidace buňky uvolněním perforinů (póry v buněčné membráně- únik cytoplazmy) a granzymů (degradace esenciálních makromolekul) • Způsobují lýzu cílové buňky

27. Pomocné T lymfocyty • Spolupráce s B lymfocyty a makrofágy v protilátkové odpovědi • Spolupráce s jinými T lymfocyty- zesílení produkce Tc lymfocytů • Subsety : • Th1 (sekrece INF- γ- potlačení odpovědi Th2 buněk,IL-2, TNF, IL-3, GM-CSF) • Th2 (IL-4, 5, 6, 3, GM-CSF, IL-10 – suprese Th1 odpovědi)

28. Paměťové buňky • Vznikají během primární imunitní odpovědi • Rozpoznávají specifické Ag • Podílejí se na anamnestické odpovědi • Většina CD4+, CD45RO+

32. 16. Úloha thymu, pozitivní a negativní selekce T lymfocytů

33. ÚLOHA THYMU • Pro-T lymfocyty migrují vlivemchemokinů do kortexu thymu, v průběhu diferenciace prostupují přes kortikální oblast do dřeně thymu • pro diferenciaci thymocytů -mikroprostředí: - humorálními faktory (=thymové hormony tvořené epitelovými buňkami thymu- thymulin, thymopoetin, thymosin) - membránovými interakcemi mezivyzrávajícími T lymfocyty a rezidentními buňkami thymu • v thymu se thymocyty zmnožují, probíhá přeskupování genových segmentů- vede ke vzniku receptorů pro antigen na T lymfocytech - TCR

34. VÝVOJ T LYMFOCYTŮ • Pro-thymocyty tvoří většinu buněk v thymu (korové thymocyty) • Probíhá proces negativní selekce: eliminace autoreaktivních buněk (thymocyt váže TCR silně komplex MHC proteinů s normálními peptidy) • pozitivní selekce: eliminace buněk s nefunkčním TCR (nejsou schopny rozeznávat MHC proteiny)

35. VÝVOJ T LYMFOCYTŮ • Zachovány jsou thymocyty, které v thymu s nízkou afinitou rozeznávají MHC proteiny • exprimují CD4 nebo CD8 = zralé T lymfocyty (dřeň thymu) • opouštějí thymus a usídlují se sekundárních lymfoidních orgánech • 98% pro- thymocytů během vývoje hyne • pokud autoreaktivní T lymfocyt přežije, nedostane po rozpoznání autoAg potřebný kostimulační signál APC - anergie

36. 17. B lymfocyty, vývoj, povrchové znaky, funkce

37. Vývoj B lymfocytů • Na Ag nezávislé vyzrávání B lymfocytů- kostní dřeň • Progenitorová buňka - prekurzory B lymfocytů • Vývoj B lymfocytů vyžaduje kontakt se stromálními buňkami kostní dřeně - adhezivní interakce • Stromální buňky tvoří SCF (stem cell factor) nutný pro vývoj velmi ranných stadií, IL-7 pro pozdější stadia • Po stimulaci Ag vývoj do plazmatických buněk – produkce a sekrece protilátek (Ab)

39. B lymfocyty- povrchové znaky • CD 10 - nezralý B lymfocyt • CD 35 - receptor pro C3b složku komplementu • CD 19 - charakteristický povrchový znak B lymfocytů • CD 20- na povrchu Ig-pozitivních B lymfocytů • IgM, IgD - Ag-ní receptory zralých B lymfocytů • MHC gp II.třídy - Ag prezentující molekuly • CD69, 71 - aktivační znaky • CD38 - plazmatická buňka

40. B lymfocyty = buněčný základ specifické humorální imunity • V průběhu diferenciace v kostní dřeni vznik receptoru BCR = imunoglobulin (membránový/povrchový) • Diferencované B lymfocyty – sekundární lymfoidní orgány LO (lamina propria střevní sliznice, lymfatické uzliny, slezina), v periferní krvi • Ag-ní stimulace B lymfocytů potřebuje signály pomocných lymfocytů- subset Th2- sekundární LO - následuje klonální expanze, terminální diferenciace do plazmatické buňky, produkce protilátek stejné specifity jako BCR původního B lymfocytu

41. Imunoglobuliny • Imunoglobuliny (protilátky) = solubilní forma BCR • tvorba plazmatickými buňkami • zasahují regulačně do přirozené imunity: - opsonizace - zesílení ingesční aktivity fagocytů - aktivace komplementu klasickou cestou

42. BCR • KOMPLEX BCR = povrchový Ig (rozeznává Ag) + asociované signalizační molekuly (transmembránové proteiny Igα a Igβ- spojení s cytoplazmatickými protein tyrosin-kinázami • povrchový Ig (nejčastěji IgM,IgD)= 2 těžké(H) a 2 lehké (L) řetězce • těžké řetězce = transmembránové proteiny • vazba Ag na BCR – fosforylace = aktivace kináz - spuštění signalizačních kaskád - změna transkripce genů, buněčné dělení, diferenciace na plazmatickou buňku, sekrece protilátek

44. Diferenciace- vznik BCR DJ přeskupování • Pro - B lymfocyty • vyštěpení úseku IgH (těžký řetězec Ig) genového komplexu mezi D a J segmenty • Pre- B I - lymfocyty

45. VDJ přeskupování • V-D přeskupení= vyštěpení genového úseku mezi V segmentem a vzniklým DJ segmentem • Vzniká kompletní H polypeptid, každý B lymfocyt produkuje jen 1 H řetězec = alelická exkluze • Pre-B lymfocyt = buňka, která prošla úspěšně přeskupováním IgH genů a tvoří µ řetězce (pre-BCR)

46. Přeskupování genů pro L- řetězce • Následuje přeskupování genů pro L-řetězce (lehké) • Expresí povrchového IgM se buňka stává nezralým B lymfocytem, expresí IgM i IgD zralým B lymfocytem • Variabilita molekul Ig na povrchu zralých B lymfocytů (BCR) je dána růzností kombinací VDJ genových segmentů

47. Izotypový přesmyk • Po aktivaci antigenem • Vyštěpení rozsáhlých úseků IgH genů (konstantní část H řetězce)- netýká se úseků přeskupených genů kódujících variabilní část řetězce IgH (VDJ) = vznik příslušného izotypu těžkého řetězce • Během izotypového přesmyku jsou rekombinázami rozeznávány patřičné sekvence C segmentů- vyštěpení • Regulace cytokiny: např. IL-4 (IgE,IgG1)

48. Eliminace autoreaktivních klonů • Většina autoreaktivních B lymfocytů – eliminace ve stadiu nezralých B lymfocytů • Setkání s Ag v tomto stadiu + vazba s dostatečnu afinitou na BCR= negativní signál-apoptotická smrt • V kostní dřeni se setkává s autoantigeny • Pokud autorektivní B lymfocyt procesem projde- autoreaktivita se neprojeví - k plné aktivaci chybí příslušné pomocné T lymfocyty (přísnější eliminace AR klonů v thymu)

49. Kritické body vývoje B lymfocytů • Dokončení přeskupování genů pro H-řetězec+ povrchová exprese pre- BCR • Úspěšné dokončení přeskupení genů pro L-řetězec+ povrchová exprese IgM (BCR) • Testování autoreaktivity na úrovni nezralých B lymfocytů • Procesy somatické mutace a afinitní maturace- přežívají buňky nesoucí BCR s nejvyšší afinitou k Ag

50. Funkce B lymfocytů • Produkce protilátek proti antigenům • Prezentace Ag-u T lymfocytům • Spolupráce s komplementem