Transcript Aktivace komplementu

Komplement
J. Ochotná
Komplement
 humorální složka nespecifické imunity
 pomáhá odstranit mikroorganismy a vlastní pozměněné
buňky (apoptotické buňky)
 proteiny komplementu jsou syntetizovány v játrech,
v menší míře také tkáňovými makrofágy a fibroblasty
Komplement
 systém asi 30 sérových a membránových proteinů
 složky komplementu jsou v séru přítomny v inaktivní
formě
 aktivace komplementu má kaskádovitý charakter
Složky komplementu
 hlavní složky komplementu: C1-C9 (ústřední složka C3)
 další složky komplementu: faktor B, faktor D, faktor P
 regulační proteiny: C1-inhibitor, faktor I, faktor H, DAF,
MCP, CR1, C4bp, inaktivátor anafylatoxinu, protein S,
CD59 (protektin)
Funkce komplementu
 opsonizace (C3b, C4b)
 chemotaxe (C3a, C5a)
 osmotická lýza (MAC C5b-C9)
 produkce anafylatoxinů (C3a, C4a, C5a)
Aktivace komplementu
 alternativní cesta
 klasická cesta
 lektinová cesta
Riedemann N.C.
Alternativní cesta aktivace komplementu
 C3 složka se samovolně štěpí na C3b a C3a
 C3b se kovalentně váže na povrch buňky (vlastní buňku,
mikroorganismus) nebo reaguje s vodou a tím se
inaktivuje
Alternativní cesta aktivace komplementu
 k navázanému C3b se připojí faktor B, který je štěpen
faktorem D na Ba a Bb, vzniklý komplex C3bBb je
stabilizován faktorem P (properdin) a funguje jako
alternativní C3 konvertáza
Alternativní cesta aktivace komplementu
 C3 konvertáza štěpí C3 na C3a (chemotaxe)
a C3b, který se dále váže na povrch částice (opsonizace),
nebo dává vznik dalším C3 konvertázám
Alternativní cesta aktivace komplementu
 z některých C3 konvertáz vznikají komplexy C3bBbC3b,
které fungují jako alternativní C5 konvertáza, která štěpí
C5 na C5a (chemotaxe) a C5b
Alternativní cesta aktivace komplementu
 C5b zahajuje terminální lytickou fázi
Klasická cesta aktivace komplementu
 může být zahájena protilátkami IgG ( kromě IgG4 ) a IgM
nebo tzv. pentraxiny (CRP, SAP – „proteiny akutní fáze“)
 po vazbě protilátky např. na povrch bakterie, dojde ke změně
její konformace a odhalení vazebného místa pro protein C1
(q podjednotku)
Klasická cesta aktivace komplementu
• C1 (C1q, C1r, C1s) po vazbě na 2 molekuly protilátky
změní svoji konformaci a získá proteolytickou aktivitu,
začne štěpit proteiny C4 a C2
Klasická cesta aktivace komplementu
 fragmenty C4b a C2a se naváží na povrch napadeného
mikroorganismu a vytvoří klasickou C3 konvertázu
(C4bC2a), která štěpí C3 na C3a a C3b
Pozn.: Pojmenování C3
konvertázy se změnilo
na C4bC2a
Klasická cesta aktivace komplementu
 poté se vytváří klasická C5 konvertáza (C4bC2aC3b),
která štěpí C5 na C5a a C5b
Klasická cesta aktivace komplementu
 C5b zahajuje terminální lytickou fázi
Lektinová cesta aktivace komplementu
 je zahajována sérovým lektinem vážícím
manosu (MBL)
 MBL se váže na sacharidové struktury na
povrchu některých mikrobů, po této vazbě štěpí
C4 a C2
 tato cesta je podobná klasické cestě
Aktivace lektinové cesty komplementu
Terminální (lytická) fáze
komplementové kaskády
 Fragmenty C5b vytvoří komplex s C6, C7 a C8, tento komplex
(MAC - membrane attack complex) se zanoří do lipidové
membrány napadené buňky a připojí se k němu 13-18
molekul C9, tak vzniknou v membráně póry a buňka může
zlyzovat (G- baktérie, Protozoa, některé viry)
 Většina mikroorganismů je chráněna před MAC buněčnou
stěnou
Terminální fáze komplementové
kaskády
Regulace komplementu a ochrana
vlastních bb. před jeho působením
Aktivace komplementové kaskády je kontrolována
plazmatickými a membránovými inhibitory
Inaktivátor anafylatoxinů
MCP
DAF
Protectin
Regulace komplementu
 C1 inhibitor (C1-INH – inhibuje C1, při jeho deficitu →
HAE)
 faktor I za spolupůsobení kofaktorů: MCP, CR1, faktoru H
a C4bp – inaktivuje C3b (C4b)
 DAF (decay-accelerating factor) – degradace C3 a C5
konvertázy
Regulace komplementu
 factor S (vitronectin) – inhibuje komplex C5bC6
 CD 59 (protectin) – brání polymeraci C9 → vytvoření
lytického póru
 inaktivátor anafylatoxinu (CPN) - inaktivuje
anafylatoxiny (C3a, C4a, C5a)
Komplementové receptory
 váží fragmenty složek komplementu (převážně
C3b)
 CR1 - na různých bb. (erytrocytech,
granulocytech, monocytech a B lymfocytech)
- odstraňování IK
 CR2 - na B lymfocytech a FDC
- aktivace B lymfocytů
Komplementové receptory
 CR3, CR4 - na fagocytech
- účast v opsonizaci, adheze
 C3aR, C5aR – receptory pro anafylatoxiny
- aktivace mastocytů a bazofilů
4 základní funkce komplementu
 opsonizace (C3b, C4b)
 chemotaxe (C3a, C5a)
 osmotická lýza (MAC C5b-C9)
 anafylatoxiny (C3a, C4a, C5a)
Funkce komplementu
Antigeny
Antigen (imunogen)
= látka, která vyvolává imunitní odpověď
a reaguje s produkty této odpovědi (protilátkami nebo
receptory na T lymfocytech)
 proteiny nebo polysacharidy
(lipidy a nukleové kyseliny pouze v kombinaci s proteiny nebo polysacharidy)
 molekuly > 5 kDa
(optimální velikost cca 40 kDa)
Hapten
= malá molekula, která je schopna vyvolat specifickou imunitní
odpověď pouze po navázání na makromolekulový nosič
 samostatný hapten není imunogenní
 Některé léky (např.penicilinová ATB, hydralazin)
Epitop
= část antigenu, která je rozpoznávána imunitním
systémem (lymfocyty- BCR, TCR; Ig)
 lineární (sekvenční) epitop – rozhodující je složení AK
 konformační epitop – rozhodující je terciární struktura
Epitop
 některé epitopy se nacházejí na povrchu antigenů
(povrchové), některé uvnitř (interní)
 zkříženě reagující antigeny – sdílí jeden a více stejných
nebo podobných epitopů
Interakce antigen - protilátka
 Vazebná místa protilátek (paratop)
tvoří nekovalentní komplexy
s odpovídajícími místy
na molekulách antigenů (epitop)
 Uplatňují se vodíkové vazby,
elektrostatické a hydrofobní interakce,
van der Waalsovy síly
 Komplex antigen-protilátka je reverzibilní
Antigeny
 endogenní - autoantigen (Ag pocházející z vlastního
organismu)
- arteficiální Ag (pozměněné vlastní Ag)
 exogenní - cizorodá látka z vnějšího prostředí
 alergen – exoantigen, který u vnímavého jedince může
vyvolat patologickou (alergickou) imunitní reakci
Vlastnosti antigenu
 Imunogennost
proteiny > polysacharidy > komplexy makromolekul
(glykoproteiny, nukleoproteiny, glykolipidy) > lipidy
 specifičnost
Faktory ovlivňující imunogennost
 Fyzikální:
 rozpustnost – nerozpustné více imunogenní
 molekulová hmotnost – ideální 5-40 kDa
 el. náboj – Ag+ vyvolá tvorbu Ab- a naopak
 Chemické:
 struktura – počet determinant
 degradovatelnost – „snadnost“ odkrytí determinant v antigen
prezentujících buňkách (APC buňky)
Faktory ovlivňující imunogennost
 Biologické:
 biologická cizorodost
 genetické a fyziologické dispozice organismu
Antigeny podle biologické cizorodosti
 Autologní – antigeny stejného jedince
 Syngenní – antigeny geneticky identických jedinců
 Allogenní (alloantigeny) – antigeny geneticky odlišných
jedinců téhož živočišného druhu
 Xenogenní (heterogenní) – antigeny pocházející od jedinců
různého živočišného druhu
Vliv biologického systému na
imunogenitu
 Geny pro MHC (HLA), MHC glykoproteiny se uplatňují
při prezentaci antigenu T buňkám
 Imunitní odpověď je ovlivňována geny kódujícími T a B
receptory a geny kódujícími různé regulační proteiny
Typy antigenů z hlediska prezentace
antigenů
 thymus dependentní antigeny
 thymus independentní antigeny
Thymus dependentní antigeny
 Častější, jde o většinu proteinových Ag
 Specifická humorální imunitní odpověď na antigen
vyžaduje spolupráci s TH lymfocyty, jinak není
efektivní
 Pomoc realizována ve formě cytokinů secernovaných TH
lymfocyty a přímým mezibuněčným kontaktem
Thymus independentní antigeny
 Malá skupina antigenů, které indukují tvorbu protilátek
přímo bez spoluúčasti T-lymfocytů
 Jedná se zvláště o bakteriální polysacharidy,
lipopolysacharidy a polymerní formy proteinů
(např.Haemophilus, Str.pneumoniae)
T-independent pathway
Superantigeny
 stimulují polyklonálně a masivně
 masivní aktivací T lymfocytů mohou způsobit
šokové stavy
 např.bakteriální toxiny (Staph.aureus,
Str.pyogenes,Pseud.aeruginosa)
Superantigeny
= proteiny (mikrobiální produkty), které mají 2 vazebná
místa; jedním interagují s epitopem přítomným na všech
MHCgpII, druhým interagují se strukturami
přítomnými na mnoha různých molekulách TCR
( propojení T lymfocytu s APC)
Rozdíl mezi vazbou antigenu a superantigenu
Sekvestrované antigeny
 autoantigeny, které jsou za normálních okolností před
imunitním systémem ukryty a tudíž je nezná
(např.oční čočka, testes)
 Jsou-li při poškození „odkryty“, může na ně imunitní
systém zareagovat (jedna z teorií vzniku autoimunitních
procesů)
Imunologicky privilegovaná místa
 mozek, oko, gonády
 jsou chráněna před potencionálně poškozující zánětlivou
imunitní reakcí
 toto privilegované postavení však neplatí absolutně
(viz RS)
 tyto tkáně bývají při allogenní transplantaci odhojovány
mnohem méně (rohovka)
Imunologicky privilegovaná místa
Mechanismy ochrany před imunitním systémem
 izolace od imunitního systému (hematoencefalická bariéra)
 preference Th2 a suprese Th1 reakcí
 aktivní ochrana proti efektorovým T lymfocytům (nižší exprese
klasických MHCgpI)
 exprese neklasických MHCgpI
 produkce imunosupresivních cytokinů (TGFβ)
 exprese FasL
 vyšší exprese membránových inhibitirů komplementu
Děkuji za Vaši pozornost