Asins šūnas un imunitāte

1. Asins šūnas un imunitāte

3. Limfocīti http://www.vet.uga.edu/IVCVM/1998/latimer1/latimer1.htm

4. Limfocīti http://www.vet.uga.edu/IVCVM/1998/latimer1/latimer1.htm

5. Limfocīti http://www.lab.anhb.uwa.edu.au/mb140/CorePages/Blood/Blood.htm#Leukocytes

6. Limfocītu funkcijas

8. Limfocitopoēze un organisma imūnreakcija Limfocītu aktivitāte sākas ar makrofāfiem. Makrofāgi sadala sveša objekta antigēnu pa fragmentiem (antigēna peptīdiem). Tos makrofāgi pievieno pie MHC molekulas un novieto uz šūnu virsmas. Tad T limfocīti saistās ar MHC molekulām. Atpazīst svešu peptīda-MHC kombināciju un sekretē limfokīnus. Limfokīni aktivē B limfocītus.

9. B limfocīti antigēnu daļas atpazīst bez MHC molekulas. Aktivētas B šūnas dalās un pārveidojas par plazmas šūnām. Plazmas šūnas sekretē šķīstošas antivielas. Antivielas pievienojas antigēniem un tos neitralizē vai paātrina to enzimātisku noārdīšanu. Dažas no T un B limfocītu šūnām kļūst par atmiņas šūnām.

12. T limfocīti identificē antigēnus, kas radušies citu šūnu iekšienē. CD8+ T limfocīti identificē MHC I klases molekulas. CD4+ T limfocīti identificē MHC II klases molekulas. CD8+ T limfocīti identificē vīrusu inficētās šūnas. CD4+ T limfocīti veic daudzveidīgas funkcijas. Darbības pamatprincips ir pazīt MHC II molekulas uz makrofāgu virsmas un izdalīt citokīnus. Ja T limfocīts identificē antigēna un MHC kompleksu uz B limfocīta, tad T šūnas izdalītie citokīni aktivē B šūnu dalīšanos un diferenciēšanos..

14. Nespecifiskā rezistence • Specifiskā rezistence (adaptīvā)

15. Adaptīvo imunitāti raksturo iesaistītās šūnas. • Humorālā imunitāte izmanto antivielu sekrēciju • Šūnu mediēto imunitāti realizē limfocīti

16. http://universe-review.ca/I10-13-immune.jpg

17. Nespecifiskā rezistence • Nodrošina ātru atbildi uz infekciju. • Atbildes reakcija nav ilgstoša • Sastopama gan augu gan dzīvnieku valstī • Mikroorganismiem jāpārvar dabīgās barjeras – epitēlija slāņi, mukozās membrānas u.c. • Imunitāte paredz ķīmisku signālu – citokīnu sekrēciju, antibakteriālu vielu sekrēciju, fagocitāro aktivitāti un iekaisuma reakciju. • Fagocītu mebrānā ir virsmas receptori, kuri var pievienoties pie tipiskākajām mikroorganismu virsmas molekulām. • Aktivē specifisko rezistenci • .

18. Galētājšūnas • Nespecifisku rezistenci galvenokārt nodrošina citotoksiskie limfocīti (galētājšūnas). • Galētājšūnas pievienojas pie vīrusu inficētām šūnām vai vēža šūnā. Darboja apmēram trīs dienas pēc infekcijas. • Imūnšūnas nosaka uz inficēto šūnu virsmas MHC molekulas. • Tasizsauc citokīnu izdalīšanu. Citokīni ierosina bojāto šūnu nekrozi vai apoptozi. • Galētājšūnas var pazīt patogēnus un bojātās organisma šūnas arī bez antivielu un MHC līdzdalības. Tas padara nespecifisko imūnatbildi daudz ātrāku. • Galētājšūnu nosaukums radies tādēļ, ka šīs šūnas bez īpašas aktivēšanas var izraisīt bojāeju tām šūnām, kurām trūkst Histoloģiskās savietojamības kopleksa (MHC 1) molekulas. http://www.youtube.com/watch?v=HNP1EAYLhOs http://en.wikipedia.org/wiki/Natural_killer_cell

19. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a9/Innate_immune_system.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a9/Innate_immune_system.png

22. Atbildes reakciju realizējošās organisma šūnas (Sentinel cells) • Antigēnus uztverošās šūnas (B un T limfocīti, makrofāgi) • Specializētas antigēnus prezentējošas šūnas dendrītiskās šūnas, Langerhansa šūnas, tuklās šūnas, u.c.) • Fibroblasti, epitēlija šūnas u.c., nav saistītas ar antigēnu darbību, bet ar hemokīnu un citokīnu izdalīšanu regulē imūnatbildi un iekaisuma izraisīšanu. http://www.copewithcytokines.de/cope.cgi?key=sentinel%20cells

23. PAMP-Pathogen-associated molecular pattern

27. Specifiskā rezistence • Evolūcijā sākas ar kaulzivju parādīšanos. • Limfocītu receptori Ig un TCR sastopami visiem mugurkaulniekiem

28. Specifiskā rezistence • Dabīgi iegūta imunitāte – izveidojas, ja bijis kontakts ar patogēnu šūnu. • Mākslīgi iegūta imunitāte – izveidojas, ja organismā mākslīgi ievadītas patogēnas šūnas vai antigēni. • Pasīva imunitāte – veidojas no imūna organisma aktivētiem T limfocītiem. Ilgst dažus mēnešus. • Aktīvā imunitāte – organisma šūnas pēc mijiedarbības ar patogēnu (antigēnu) izveido izmantojot antigēna prezentācijas sistēmu.

29. Antigēna prezentācija • Antigēna prezentācija ir process, kurā antigēni tiek sadalīti šūnas citoplazmā un prezentēti uz plazmatiskās membrānas virsmas tā, lai pie tiem pievienotos T-limfocītu membrānu receptori. • Divi dažādi ceļi: A) Organisma šūnas proteīni vai virālie proteīni B) Ar fagocitozi uzņemtu patogēnu proteīni • Antigēni tiek pievienoti vai nu MHC I vai MHC II molekulām atkarībā no proteinu izcelsmes. • MHC I – izmanto endogēno ceļu • MHC II izmanto eksogēno ceļu • Abējādā prezentācija paredzēs, ka izmanto abus ceļus. Neizbēgami beigās realizē endogēno ceļu (antigēnu proteolīzi un pievienošanu pie MHC I molekulām). http://www.youtube.com/watch?v=LwLYGTS_3EI http://en.wikipedia.org/wiki/Antigen_processing

30. Eksogēnais ceļš • Veic antigēnu prezentējošu šūnu tipi, kuri šōs proteīnus ir uzņēmuši ar fagocitozes palīdzību. • Peptīdus pievieno MHC I un MHC II molekulām. • Proteīnu sadalīšanu stundas laikā veic endosomās esošie enzīmi – proteāzes. Enzīmu aktivēšanai ir nepieciešama skāba vide. • MHC II veidojas endoplazmatiskajā tīklā. Tos pasargā no šūnas proteīnu pievienošanas ar bloķējošas polipeptīdu ķēdes palīdzību (trimēru veidojoša invariantā ķēde, (li)) • Invariantā ķēde pievieno MHC II pie endoplazmatiskā tīkla membrānas un veidojas vezikula. • Vezikula saplūst ar vēlīnu endosoma, kura satur ar proteāžu palīdzību iegūtus fagocitēto šūnu peptīdus. • Invariantā ķēde pakāpeniski sadalās. • Visilgāk saglabājas invariantās ķēdes peptīds “CLIP”. Arī tas neļauj pievienoties citiem peptīdiem pie MHC II • HLA-DM un H–2M struktūras atdala fragmentu CLIP un pievieno prezentējamo peptīdu. • Veidojas eksosoma un MHC II pievienojas plazmatiskajai membrānai un prezentē iegūto peptīdu. • Tas varēs pievienoties TCR (T-šūnu receptors)

31. Nature Reviews Immunology 3, 472-482 (June 2003)

32. MHC II heterodimēri veidojas endoplazmatiskajā tīklā ar invariantās ķēdes palīdzību. • Citoplazmatiskā puse invariantajai ķēdei ļauj MHC pārvietot izmantojot endosomālo ceļu vai arī tieši uz dDiktiosomu trans pusi un plazmatisko membrānu. • Invariantās ķēdes un MHC II kompleksi uz membrānas virsmas grupējas un tiek iesaiņoti endosomās un transportēti uz citoplazmu. • Endosomau nobriešanas procesā aktivējās enzīmi (cistīnu saturošas proteāzes). Sadala visus proteīnus ieskaitot invariantās ķēdes. • Specifiska apstrāde ir proteīniem, kuri satur disulfīdu saites. To var veikt enzīmi kā interferona ierosināmā lizosomālā tiola reduktāze (GILT). Nature Reviews Immunology 3, 472-482 (June 2003)

33. Nature Reviews Immunology 3, 472-482 (June 2003)

34. Invariantās ķēdes(Ii) sadalīšana endosomās • 1) Leupeptīna-nejūtīgā cisteīna proteāze. Saglabājas CLIP fragments • 2) Asparāta un cisteīna proteāzes sadala endosomās esošos proteīnus. • 3) MHC līdzīga H-2M molekula aizvieto CLIP ar peptīdu.

35. Endogēnais ceļš • Prezentē citoplazmā esošos peptīdus (šūnas vai virālos) ar MHC I molekulu palīdzību. • Imūnsistēmas šūnas pazīs kompleksu un nonāvēs antigēnu prezentējošo šūnu. • Proteīnu sadalīšana sākas ar ubikvitinēšanu. • Ubikvinētus proteīnus sadala proteosomā. Veidojās 9 aminoskābju garas ķēdes, kuras ir piemērotas pievienošanai pie MHC I molekulām. • Ar antigēna prezentēšanu saitīta transporta olbaltumviela (TAP) endoplazmatiskā tīkla membrānā pārvieto šos peptīdus uz endoplazmatiskā tīkla lumenu. • Paralelais process ir MHC I molekulu nobriešana endoplazmatiskā tīkla lumenā. To nodrošina čaperoni (kalneksīns, kalretikulīns, ERp57), kā arī imunoglobulīni. • Daļēji strukturētā MHC I molekula savienojas ar TAP. To nodrošina tapasīns, kompleksu kurā ietilpst arī ERp57, kalneksīns u.c. • . • Lumenā savienojas MHC I un petīds. • MHC I tiek rtransportēts uz diktiosomām un plazmatisko membrānu.

37. Abejādā prezentācija • Sākās ar eksogēno ceļu, taču citosoliskos antigēnus pārvieto ar endogēnā ceļa palīdzību. • Endogēnā ceļa gadījumā var rasties infekcija pirm MHC I un peptīdu saturošo kompleksu parādīšanās. • Tādā veidā dendrītiskās šūnas var • a) neinficēties • B) prezentēt antigēnu.

38. Pathways to antigen presentation Nature Volume:471,Pages:581–582 Date published: (31 March 2011)

39. a, Direct presentation occurs when an antigen-presenting cell such as a dendritic cell is infected, and displays processed antigenic peptides in complex with MHC class I molecules on its surface, thereby activating T cells. b, In cross-presentation, dendritic cells acquire antigens obtained by infected cells through endocytosis and phagocytosis, and — with or without some processing — load them onto class I molecules for presentation to T cells. c, In a third pathway, called cross-dressing, dendritic cells acquire preformed MHC class I molecules in complex with antigens from other cells by the process of trogocytosis or through gap junctions. Wakim and Bevan4 show that cross-dressing is used to activate memory T cells, but not naive T cells, in response to viral infection.

40. Nature Reviews Immunology 7, 543-555 (July 2007)

41. All dendritic cells (DCs) have functional MHC class I and MHC class II presentation pathways. • MHC class I molecules present peptides that are derived from proteins degraded mainly in the cytosol, which in most DC types comprise almost exclusively endogenous proteins (synthesized by the cell itself). • MHC class II molecules acquire peptide cargo that is generated by proteolytic degradation in endosomal compartments. • The precursor proteins of these peptides include exogenous material that is endocytosed from the extracellular environment, and also endogenous components, such as plasma membrane proteins, components of the endocytic pathway and cytosolic proteins that access the endosomes by autophagy. • CD8+ DCs have a unique ability to deliver exogenous antigens to the MHC class I (cross-presentation) pathway, although the mechanisms involved in this pathway are still poorly understood. • The bifurcated arrow indicates that the MHC class II and the MHC class I cross-presentation pathways may 'compete' for exogenous antigens in CD8+ DCs, or that the endocytic mechanism involved in internalization of a given antigen may determine whether it is preferentially delivered to the MHC class II pathway or the MHC class I cross-presentation pathway. • TAP, transporter associated with antigen processing.

42. Citokīni Proteīni, kurus sekretē imunsistēmas šūnas vai arī citas šūnas, kuras ietekmē imūnās sistēmas aktivitāti

44. Table 1. From Basic Science of Tumor Antigen and Immune activation, Handbook of Cancer Vaccines and http://web.indstate.edu/thcme/mwking/growth-factors.html II. Immune properties of Tumors