Τ, Β, ΝΚ κύτταρα

Δρ. Βασιλική Τσαβδαρίδου- Φώλα Αναπληρώτρια Διευθύντρια ΕΣΥ Π.Γ.Ν. ΑΧΕΠΑ

Το ανοσιακό σύστημα •

Εμπλέκει όργανα, ιστούς, κύτταρα και πρωτεΐνες.

•

Η κύρια λειτουργία του είναι η πρόληψη ή ο περιορισμός των λοιμώξεων από παθογόνα, όπως βακτήρια, ιούς, μύκητες και παράσιτα

Η πρώτη γραμμή άμυνας κατά των παθογόνων είναι το δέρμα και οι βλεννογόνοι

•

Δεύτερη γραμμή άμυνας είναι οι μηχανισμοί της φυσικής ανοσίας

Στοιχεία της φυσικής ανοσίας

• • • Τα στοιχεία της φυσικής ανοσίας είναι προσχηματισμένα, πλήρως ενεργά και λειτουργούν αμέσως μετά την είσοδο των μικροοργανισμών. • Η δράση τους είναι μη ειδική

• Πολύ ειδική προστασία παρέχεται από το επίκτητο σκέλος του ανοσιακού συστήματος (τρίτη γραμμή άμυνας), αλλά χρειάζεται αρκετές ημέρες για να καταστεί πλήρως λειτουργικό.

Η «ιεραρχία» στην αιμοποίηση L ineage / S ca + / C -kit +

Blank et al, Blood 2008;111:492-503

Προέλευση των κυττάρων του ανοσιακού συστήματος

Προέλευση των κυττάρων του ανοσιακού συστήματος

T C ell antigen R eceptor

Ο υποδοχέας αντιγόνου του Τ κυττάρου Είναι ετεροδιμερές από α και β (85%) ή γ και δ (15%) διαμεμβρανικές γλυκοπρωτεϊνικές αλύσους

Αναδιάταξη γονιδίων

Ο υποδοχέας αντιγόνου των Τ κυττάρων (TCR).

2.JPG.lnk

συνοψίζοντας… θύμος CD4 CD8 nTregs

Σύμπλεγμα TCR-CD3

Ο TCR έχει μικρή κυτταροπλασματική ουρά, και έτσι δε μπορεί να μεταβιβάσει άμεσα σήματα.

περιλαμβάνει οκτώ πρωτεΐνες •Τον υποδοχέα αντιγόνου των Τ κυττάρων •Τέσσερις αλυσίδες ονομάζονται συλλογικά CD3. •Τις ζήτα αλυσίδες μεταβιβάζουν το σήμα μετά τη δέσμευση του αντιγόνου .

Μόρια που εμπλέκονται στην αλληλεπίδραση μεταξύ CD4+ T κυττάρων και αντιγονοπαρουσιαστικών κυττάρων Μόρια που εμπλέκονται στην αντίδραση των κυτταροτοξικών CD8+ T κυττάρων με τα κύτταρα-στόχους

Συνδιεγερτικά μόρια

Οι λειτουργίες των Τ κυττάρων διαιρούνται σε δύο κύριες κατηγορίες • Ρυθμιστικές και δραστικές λειτουργίες • Οι ρυθμιστικές λειτουργίες κυρίως μεσολαβούνται βοηθητικών (CD4 θετικών) Τ-κυττάρων, τα οποία παράγουν ιντερλευκίνες.

• •

Κύριες δράσεις των βοηθητικών T κυττάρων

–

Κυτταροκίνες που μεσολαβούν τις δράσεις

Ενεργοποιούν τα αντιγόνο-ειδικά Τ κύτταρα ΙL-2 να παράγουν κλώνο αυτών των κυττάρων – Ενεργοποιούν κυτταροτοξικά Τ κύτταρα – Ενεργοποιούν B κύτταρα – Ενεργοποιούν μακροφάγα IL-2 IL-4 και lL-5 ιντερφερόνη γάμμα • Οι δραστικές λειτουργίες πραγματοποιούνται κυρίως από κυτταροτοξικά (CD8-θετικά) Τ-κύτταρα, τα οποία σκοτώνουν μολυσμένα από ιούς κύτταρα, κύτταρα όγκων και μοσχεύματα.

Th-1 , Th-2 απάντηση

CD4 TGF-β IL-10 Th3 Tr1

διαφοροποίηση

Th1 IFN-γ κυτταρική ανοσία ενδοκυττάρια παθογόνα αυτοάνοσα Th17 TGF-β + IL-6 IL-23 IL-17 φλεγμονή NEW Th2 IL-4 χυμική ανοσία εξωκυττάρια παράσιτα αλλεργία

Ρυθμιστικά Τ κύτταρα

CD8 Τ λεμφοκύτταρα

Παρουσιάζουν κυτταροτοξική δραστηριότητα, δηλαδή καταστρέφουν  κύτταρα μολυσμένα με ιούς,  κύτταρα όγκων, και  κύτταρα αλλομοσχεύματος.

Αποτελούν περίπου το 35% των περιφερικών Τ κυττάρων

CD8 Τ κύτταρα

αναγνώριση συνδιέγερση ενεργοποίηση έκκριση κοκκίων καταστροφή κυττάρου στόχου

Η λύση του κυττάρου-στόχου γίνεται ή με περφορίνες και κοκκιοένζυμα ή οι περφορίνες καταστρέφουν τις κυτταρικές μεμβράνες

Ή με επαγωγή απόπτωσης

Συνοψίζοντας τη δράση των Τ κυττάρων

Ενεργοποίηση των Τ κυττάρων MHC περιορισμός Θυμηθείτε τον κανόνα του οκτώ : Τα CD4 αντιδρούν με τάξης II MHC μόρια (4 X 2 = 8) και Τα CD8 αντιδρούν με τάξης I MHC μόρια (8 x 1 = 8).

κύτταρα μνήμης

Τα Τ (όπως και τα Β) κύτταρα μνήμης, όπως υποδηλώνει το όνομα, αντιδρούν ειδικά και με ταχύτητα έναντι ενός παθογόνου ακόμη και πολλά χρόνια μετά την αρχική έκθεση σ’ αυτό.

Αυτή η ειδική μνήμη για ένα αντιγόνο οφείλεται σε ότι:     Παράγονται πολλά κύτταρα μνήμης, έτσι ώστε η δευτερογενής απάντηση είναι εντονώτερη από την πρωτογενή απάντηση.

Τα κύτταρα μνήμης ζουν για πολλά χρόνια και έχουν την ικανότητα να αναπαράγονται.

Τα κύτταρα μνήμης ενεργοποιούνται με μικρότερα ποσά αντιγόνου και απαιτούν λιγότερη συνδιέγερση και Τα ενεργοποιημένα κύτταρα μνήμης παράγουν μεγαλύτερες ποσότητες ιντερλευκινών από ό,τι τα παρθένα Τ κύτταρα.

Β κύτταρα

Τα Β κύτταρα

Είναι πολύ σημαντικά αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα Παράγουν αντισώματα

Προέλευση ωρίμανση των Β-κυττάρων.

Τα Β κύτταρα προκύπτουν από βλαστικά κύτταρα και διαφοροποιούνται σε προ-Β κύτταρα που εκφράζουν μ βαριές αλυσίδες στο κυτταρόπλασμα, και στη συνέχεια σε Β-κύτταρα που εκφράζουν IgM μονομερές στην επιφάνεια. Αυτό συμβαίνει ανεξάρτητα από αντιγόνου. Η ενεργοποίηση των Β-κυττάρων και η διαφοροποίηση σε πλασματοκύτταρα εξαρτάται από το αντιγόνο.

Βαριές αλυσίδες (Heavy chains)

γ, α, μ, ε, δ

χρωμόσωμα 14 Ελαφρές αλυσίδες ( Light chains)

κ

χρωμόσωμα 2

λ

χρωμόσωμα 22

Μεταστροφή ισοτύπου •

Μετά την επαφή με αντιγόνο

Pro Διαφοροποίηση Β-λεμφοκυττάρου Pre Ωριμο Πλασματοκύτταρο CD79a CD19 CD10 CD22

m

CD19 CD10 CD22 CD79a IgM Y CD19 CD20 CD22 CD79a CD24 IgG Y CD19 CD20 CD22 CD79a CD24 Y Y Y Ανασυνδυασμός βαριών αλύσων Ανασυνδυασμός ελαφρών αλύσων Μεταστροφή ισοτύπου

Η σύνθεση αντισωμάτων κατά κανόνα συνεπάγεται τη συνεργασία των τριών κυττάρων  μακροφάγων,  Τ βοηθητικών κυττάρων και  Β-κυττάρων.

• • • Το μακροφάγο επεξεργάζεται το αντιγόνο και θραύσματά του αντιγόνου εμφανίζονται στην επιφάνεια των μακροφάγων σε συνδυασμό με πρωτεΐνες MHC τάξης II. Το σύμπλεγμα αντιγόνο-MHC τάξης ΙΙ πρωτεΐνη συνδέεται με ειδικούς υποδοχείς στην επιφάνεια των Τ βοηθητικών κυττάρων, τα οποία παράγουν συνέχεια ιντερλευκίνες όπως ιντερλευκίνη -2 (αυξητικό παράγοντα των Τ-κυττάρων), ιντερλευκίνη-4 (αυξητικό παράγοντα Β-κυττάρων), και ιντερλευκίνη-5 (παράγοντα διαφοροποίησης Β-κυττάρων). Οι παράγοντες αυτοί ενεργοποιούν τα Β κύτταρα ικανά να παράγουν αντισώματα ειδικά για το συγκεκριμένο αντιγόνο.

θεωρία επιλογής των κλώνων.

Το αντιγόνο ενός βακτηρίου «επιλέγει» τον τύπο του Β λεμφοκυττάρου που έχει συγκεκριμένο υποδοχέα ο οποίος συνδέεται με το αντιγόνο. Το κύτταρο αυτό διαιρείται και προκύπτει μεγάλος αριθμός πανομοιότυπων κυττάρων.

Τα βοηθητικά Τ- λεμφοκύτταρα ενισχύουν σημαντικά τη διαδικασία σχηματισμού του κλώνου

Δομή της ανοσοσφαιρίνης

Δομή της ανοσοσφαιρίνης

Concentration in Serum = 800-1600 mg%

Concentration in Serum = 50-200 mg%

Concentration in Serum = 140-400 mg%

Δράσεις των αντισωμάτων να οψωνινοποιούν βακτήρια και καθιστούν ευκολότερη τη φαγοκυττάρωσή τους

εξουδετερώνουν τοξίνες και ιούς

Δείκτες Τ και Β κυττάρων

Φυσικά κυτταροκτόνα Natural Killer cells

Φυσικό κυτταροκτόνο (κίτρινο) καταστρέφει καρκινικό κύτταρο

Φυσικά φονικά κύτταρα

• Τα NK κύτταρα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην φυσική ανοσία. • Περίπου το 5% - 1 0% περιφερικών λεμφοκυττάρων είναι ΝΚ κύτταρα.

Ι. Φύση των NK κυττάρων

 Μεγάλα κοκκιώδη λεμφοκύτταρα  Δεν έχουν T-κυτταρικό υποδοχέα, πρωτεΐνες CD8 ή CD8 και επιφανειακές IgM και IgD  Δεν απαιτείται ο θύμος για την ανάπτυξή τους  Φυσιολογικός αριθμός ΝΚ σε ασθενείς με βαρειά συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια (SCID)  Δεν ενισχύεται η δράση τους από την έκθεση στο αντιγόνο

II. Λειτουργία των NK κυττάρων

 Καταστρέφουν μολυσμένα από ιούς κύτταρα και καρκινικά κύτταρα  Η καταστροφή είναι μη ειδική, δηλαδή, δεν είναι ειδική για τον ιό ή τα καρκινικά αντιγόνα  Η καταστροφή δεν εξαρτάται από την παρουσίαση αντιγόνου με πρωτεΐνες MHC τάξης Ι ή ΙΙ  Η καταστροφή ενεργοποιείται από την αδυναμία ενός κυττάρου να παρουσιάσει αντιγόνο σε σχέση με πρωτεΐνες MHC τάξης Ι, ή από τη μείωση του αριθμού των πρωτεϊνών MHC τάξης Ι στην επιφάνεια των κυττάρων, όπως συμβαίνει στα μολυσμένα από ιούς κύτταρα  Καταστρέφουν με παραγωγή περφορινών και κοκκιοενζύμων (granzymes) ή επάγουν απόπτωση των κυττάρων-στόχων

 Ονομάζονται φυσικά φονικά κύτταρα, επειδή είναι ενεργά χωρίς προηγούμενη έκθεση στον ιό,  δεν ενισχύονται από την έκθεση, και  δεν είναι ειδικά για κάθε ιό.  Μπορούν να σκοτώσουν χωρίς αντίσωμα, αλλά τα αντισώματα (IgG) ενισχύουν την αποτελεσματικότητά τους, μια διαδικασία που ονομάζεται κυτταροτοξικότητα που εξαρτάται από αντίσωμα (ADCC).

 Η IL-12 και η ιντερφερόνη γάμμα είναι ισχυροί ενεργοποιητές των ΝΚ κυττάρων.

Προέλευση - εξέλιξη

Caligiuri MA. Blood 2008;112(3):461-469

Killer cell Immunoglobulin-like Receptors

Cheent Κ. Immunology 2009;126:449–457

Δράση των ΝΚ κυττάρων

Lanier LL. Annu. Rev. Immunol. 2005; 23:225–74

HUMAN NK-CELL SUBSETS

CD56 bright CD16 dim

• •

CD56 ++ CD16 -/+ NK receptors

•

KIR -/+

•

CD94 ++

•

NKG2A +

•

IL T-2 (+) ++ ++ -/+ -/+ + Cytokine and chemokine receptors

•

IL-2Rαβγ

•

IL-2Rαβγ

•

c-kit

•

IL-1RAcP

•

IL-1RI

•

IL-18R

•

+ + + + + + CCR7 ++

•

CXCR3 +

•

CXCR1 -

•

CX 3 CR1 Adhesion molecules

•

CD2

•

++ L-selectin (CD62L) ++

•

PEN5-PSGL-1 -

•

LFA-1 (+)

•

CD44 ++

•

CD49e ++ + -/+ + ++ + + + + -/+ -/+ -/+ ++ ++ Cooper et al, Trends Immunol 2001; 22: 633