CURS 3

RASPUNSUL IMUN SPECIFIC

Raspunsul imun specific:- Celular- Umoral

Mai importanta este cealalta clasificare:

- Primar: la prima intalnire cu Ag;- Secundar: la intalnirile ulterioare;

Exista cateva caracteristici fundamentale care sunt specifice raspunsului imun specific, reprezentate de:

1. Discriminarea self/non-self;2. Recunoasterea antigen - specifica prin receptori ptr. antigen (unul pe suprafata limfocitului T = TCR, sau a

doua categorie: Ig prin portiunea Fab – care leaga Ag);3. Repertoriul receptorilor ptr. Ag este foarte variat, acoperind toate variantele antigenice intalnite (nu se

poate sa nu existe un receptor ptr. un anume Ag);4. Memoria imunologica de buna calitate – cea care asigura diferenta dintre raspunsul imun primar si secundar

(prima oara – invata, dupa care ar trebui sa intervina memoria – a doua oara);5. Limitarea raspuns imun prin apoptoza si prin limfocite T reglatorii;

Schema generala a raspunsului imun specific (retea)

Pol aferent: cuprinde interactia dintre Ag si celula prezentatoare de Ag; Sector efector: celule, Ac, citokine etc.; Pol eferent: ia DECIZIA (cum intervine raspuns imun):

a. Opsonizare (imbracare “eat me”)/fagocitozab. Inflamatie acuta/cronicac. Apoptoza

Cele 3 cai din polul eferent se pot asocia!

Etapele raspunsului imun specific sunt urmatoarele:

1. - Celula prezentatoare de Ag prezinta informatia Ag catre limfocitul T helper;- Limfocitul T helper stimuleaza LB care se transforma in plasmocit, care secreta Ac;- Cea mai putin eficienta cale;- Imunitate umorala;

2. Celula prezentatoare de Ag prezinta Ag la celulele:a. Limfocit T de hipersensibilitate intarziata (LTDH); care va actiona prin secretia unor substante limfokine,

cu acumulare de celule care vor elimina agentul patogen;b. Prezentarea informatiei catre un limfocit T citotoxic; acesta va actiona in 2 modalitati, fie prin secretia de

perforine sau prin inductia apoptozei celule-tinta;

1

- Imunitate celulara (doua cai, fie sensibilitate intarziata, fie L citotoxice) -> este baza raspuns imun eficient;3. Celula prezentatoare de Ag ca prezinta informatia unui limfocit T reglator, care impreuna cu procesele de

apoptoza, vor inhiba/suprima raspunsul imun dupa ce acesta “si-a facut treaba”;

Antigenul - substanta recunoscuta de receptor, care poate fi Ig sau TCR (receptorul limf. T); Epitop – partea din Ag care se leaga de Ig sau de TCR (de receptor);- Un Ag poate avea mai multi epitopi! Imunogen – substanta ce declanseaza raspuns imun;- O substanta care e recunoscuta, nu neaparat declaneaza raspuns imun (ex. Ag self - pe orice celula a

corpului);- Orice imunogen e si antigen, dar nu si orice antigen e imunogen;

Raspunsul imun poate fi/nu declansat, celular/umoral, intens/slab;

Factorii care influenteaza raspunsul imun:

1. Proprietatile fizico-chimice ale substantei (proteinele sunt cele mai antigenice);2. Caracterele organismului imunizat (la acelasi Ag, fiecare din noi reactioneaza diferit datorita factorilor

genetici)3. Modul de contact cu Ag, pe ce cale, in ce cantitate si pe ce durata (foarte important!; ex. mucoasa digestiva,

curs 1)

1. Proprietatile fizico-chimice Natura substantei - Proteinele mari sunt mai antigenice decat polizaharidele, polipeptide scurte, polimerii organici, acid micolic

(Bacilul Koch);- Nu sunt imunogene lipidele si acizii nucleici nemodificati !!

2

- Modificarea lipidelor prin oxidare le face imunogene -> ATS (ateroscleroza);- Modificarea ac. nucleici prin degradare declanseaza o boala = Lupus;

Greutatea moleculara - Cu cat molecula e mai mica, cu atat e mai imunogena (si in cadrul proteinelor);

Complexitatea structurii chimice Cu cat e mai complexa, e mai mare probabilitatea sa aiba mai multi epitopi;Intre epitop si receptor (Ig/TCR) exista complementaritate; aceasta complementaritate este:

- Ca structura – 3D; “cheie-broasca”;- Trebuie sa se potriveasca din punct de vedere biochimic: intre AA celor 2 structuri se vor realiza legaturi:

ionice, de hidrogen, interactiuni hidrofobe;Suma legaturilor poarta numele de afinitate, si aceasta afinitate va diferi in functie de faptul daca un Ag e primar sau secundar ptr. receptorul respectiv;

- Ac ce leaga alte Ag decat cele originale = cross-reactanta, au afinitate scazuta pentru Ag respectiv;

EPITOPUL

De 2 feluri:

1. Liniari – nu se modifica prin variatia structurii 3D2. Conformationali – depind de structura 3D

Ex. cea mai simpla modificarea conformationala: cis-trans;

Cea mai importanta este diferenta dintre:

1. Epitopi B – pentru Ig (se leaga de ele); de obicei au structura 3D complexa;2. Epitopi T – se leaga de TCR; de obicei sunt peptide simple;

Pentru a fi imunogena (declanseaza raspuns imun), substanta (Ag) trebuie sa contina cel putin un epitop T!!!

Exista si ceea ce se numeste raspuns imun T-independent, declansat de polimeri; cerinta este ca epitopii sa fie repetitivi (se sumeaza) si pot declansa un raspuns imun. Ex.: lectine si polizaharide, dar independenta fata de limfocitul T nu e totala, la un moment dat acesta intervine ptr. ca raspunsul imun sa fie eficient. Nu are memorie!!!

Ca sa facem raspuns imun mai eficient, indeosebi pentru vaccinuri, se folosesc adjuvante; cele mai folosite sunt: saruri de aluminiu, IL 12 (interleukina), substante extrase din BK (adjuvant Freund), structura de nucleotide (motiv CpG);

- Adjuvantele prelungesc retentia imunogenului (lungesc timpul de contact cu celula prez. de Ag)- Cresc capacitatea de facogitoza a CPAg (celula prezentatoare de antigen)- Aduc celule imune la locul de intalnire- Stimuleaza sinteza de citokine, importante in declansarea raspuns imun

3

Raspunsul imun:

- Mostenit- Adaptativ

de obicei, lipidele si PZ, declanseaza predominent raspuns imun innascut raspunsul imun adaptativ este declansat mai ales de peptide (care sunt epitopi T)

Pentru declansarea raspunsului imun, exista niste etape – etape ale recunoasterii de tip peptidic:

1. Captarea Ag extracelulare de catre celula prezentatoare de Ag?2. In interiorul celulei, le prelucreaza – le desparte in epitopi – clivare in peptide3. Dupa desfacere, le prezinta intotdeauna in asociere cu moleculele sistemului major de histocompatibilitate

MHC (HLA)

Celula prezentatoare de Ag trebuie sa faca aceste 2 lucruri (cerinte) :

- Trebuie sa aiba capacitate de captare si prelucrare a Ag- Trebuie sa epxprime molecule MHC (HLA)

Exista 2 tipuri:

- Profesionale: Celula dendritica (DC) – cea mai eficienta celula prezentatoare de Ag, de tip 1 si 2 Macrofagul (mai putin eficient decat DC) Limfocitele B- Neprofesionale “ocazionale”: celule endoteliale, epiteliale, alte celule rezidente; conditia este sa inceapa sa

exprime mol. HLA de clasa II (in anumite conditii se intampla acest lucru)

Exista, in interiorul celulei, in functie de tipul ei, cai de prelucrare a Ag:

1. Cale exogena (endocitara) – sunt prezentate proteine extracelulare endocitare si proteine membranare;- Responsabili de prelucrare: enzime lizozomale- Specifica pentru celulele profesionale (DC, macrofag, LB)- Prezentarea se face cu MHC clasa II- Epitopul se asociaza cu molecula MHC in vezicule de endocitoza- Prezentarea se face catre alte molecule accesorii, care se gasesc pe limfocit: CD4

2. Cale endogena – sunt prezentati patogeni intracelulari si proteine din citoplasma;- Proteazomi – responsabili de prelucrare- Orice fel de celula nucleata poate prelucra Ag pe aceasta cale- Prezentarea se face cu MHC clasa I- Epitopul se asociaza cu molecula MHC in RER- Prezentarea se face catre alte molecule accesorii, care se gasesc pe limfocit: CD8

4

Celulele prezentatoare de Ag

- Cea mai importanta: 1. CELULA DENDRITICA- Originea: maduva osoasa- Capacitate fagocitara: minima sau absenta- Realizeaza captare si prelucrare eficienta a Ag, avand rol in raspuns imun primar (cea mai importanta la

prima intalnire cu Ag)- Exprima abundent HLA de clasa II (celula profesionala) - Este mobila, transporta Ag de la locul de intalnire (bariere: tegument/mucoasa) catre LT in ganglionii limfatici - Sta de obicei in epitelii, printre celulele epiteliale, iar dendritele ei sunt in lumen; tot timpul testeaza mediul:

in mom. in care sesizeaza ceva, il capteaza prin acele dendrite, pleaca din epiteliu prin limfa catre ggl. limfatici, unde prezinta informatia catre LT!!!

Initial e imatura:

- Rezidenta in epitelii- Capacitatea crescuta de captare si prelucrarea a Ag- Dar are capacitate scazuta de stimulare a LT (tolerogena; de ce e imatura; nu prea declanseaza raspuns

imun)

Trebuie sa se produca maturarea ei, proces complicat, care depinde de:

- Recunoasterea PAMPS prin receptori specifici: PRR (receptori specifici raspuns imun innascut)- PRR (patter recognition receptors) -> TLR, CD 14 (care se cupleaza cu TLR)

Exista celule dendritice particulare:

- Langerhans si IDEC din epiderm- Ggl. limfatici: celula interdigitala (exista acolo ptr. a recunoaste Ag care vin din limfa)- Celule dendritica circulanta – in sange (0.1% din celule nucleate)- Celula “cu val” din limfa – cele care au plecat de la poarta de intrare si au ajuns in ggl. limfatici

2. LIMFOCITUL B CU MEMORIE

- Nu are capacitate fagocitara- Capteaza Ag prin Ig de suprafata (exista in 2 variante: secretate/fixate pe suprafata LB : ajuta la captarea Ag)- Prezinta Ag catre un limfocit T helper in cadrul raspuns imun umoral- Capacitatea de prezentare creste la expunerile ulterioare (tot mai multe Ig pe suprafata); este important in

raspuns imun secundar

3. MACROFAGELE

4. CELULE PREZENTATOARE DE AG NEPROFESIONALE

- celule epiteliale, endoteliale si mezenchimale ce exprima HLA cl. II sub actiunea gama interferon- prezentarea Ag in context CD1 catre LT cu TCR gama-delta

o Prezentarea in context CD1 = molecula non-MHC inrudita structural cu MHC clasa I; de obicei AG non-peptidice (ex. acid micolic)

5

SUPERANTIGENELE

- Fie sunt toxine bacteriene, fie proteine virale- Se leaga de MHC si de lantul β al receptorului pentru Ag (TCR), fara prelucrare anterioara in Celula

Prezentatoare de Ag (scurtcircuiteaza CPAg), in alt loc fata de Ag clasice- Se produce o activare masiva a LT (non-fiziologica: ex. toxina stafilococica, care declanseaza socul toxic care

insoteste uneori infectiile cu stafilococ)

SISTEMUL HLA (MHC)

- Codificat in locusul MHC de pe bratul scurt al cromozomului 6- Exista 2 clase de Ag majore: I, II (foarte important in transplantologie)

Ag MHC de clasa I

- Exprimate pe suprafata tuturor celulelor nucleate si trombocite- Structural: un lant α (cu 3 subunitati) si o molecula: β – 2 – microglobulina- Lantul α e ancorat in un singur capat (COOH) in membrana; β 2 microglobulina se leaga de lantul α1- Intre lantul α 1 si α 2 se leaga Ag (dupa prelucrare); de lantul α 3 – se leaga molecula CD8 Daca se produce activarea celulei care are mol HLA clasa I pe suprafata (excesiva) in cadrul unui raspuns

imun, β2 microgolubina se desprinde, si valoarea ei creste in ser (= activarea excesiva a sistemului imunitar; mai ales in boli A-I, limfoame etc.)

Ag MHC de clasa II- Exista constitutiv numai pe celulele prezentatoare de Ag profesionale si pe LT si LB (fara influenta

interferonului)- Sunt formate diferit ca structura, dintr-un lant α si unul β- Spre deosebire de mol. de clasa I, sunt ancorate prin ambele capete carboxil (COOH) in membrane- Lantul α, 2 subunitati: 1,2; lantul β 2 subunitati: 1,2; fiecare are un loc specific pentru legarea Ag (intre lantul

α 1 si β 1); iar lantul β va lega molecula CD4

Genele MHC (care codifica aceste Ag)- Pe bratul scurt al cromozomului 6- Ag de clasa I sunt codificate in locusurile A, B, C (HLA – A, B, C)- Ag de clasa II sunt codificate in locusurile DR, DP, DQ (denumirea locusurilor = denumirea Ag)

6

Tipare HLAo Se identifica alelele unui individ (variante):

Prin Ac monoclonali specifici ptr. alelele respective - Ag HLA clasa I = Ag SD (definite serologic)

Prin reactia mixta limfocitara (MLR ptr. Ag HLA clasa II = Ag LD (definite prin limfocite) Analiza ADN a genelor HLA corespondente (PCR) = cel mai bine

Asamblarea si prezentarea complexelor peptid-MHC

- Dupa sinteza, Ag HLA sunt transportate in RER- In RER, Ag HLA cl. I se leaga de peptidele prelucrate pe calea citosolica (prelucrate tot in RER), iar prin

transveziculeGolgi ajunge pe suprafata celulei- Ptr. Ag HLA cl. II, in RER se leaga de o substanta – lant non-variabil, a.i. in RER sa nu se lege de Ag caii

citosolice, ci de lizozomii/endozomii caii exogene; fie direct/fie prin AGolgi, in endosomi, unde sunt legate de peptidele caii exogene (scapa de lant non-variabil)

Exceptie: prezentare in context CD1- CD1 = molecula non-MHC, dar este inrudita structural cu MHC clasa I- Pe aceasta cale sunt prezentate Ag non-peptidice catre LT

Cooperarea CPA –LT = sinapsa imunologică

Sinapsa imunologica = cooperarea CPA-LT (celula prez. de Ag si Limf. T)

Presupune 2 lucruri obligatorii, “legea celor 2 semnale”:

- Receptorul de la LT TCR trebuie sa recunoasca legatura peptid + MHC- Trebuie sa intervina eventimente co-stimulatorii; daca acestea nu exista, se produce toleranta, si nu raspuns

imun

1. Recunoasterea TCR – peptid + MHC- Prin legarea concomitenta a receptorului, atat de Ag (bifurcatie in 3), cat si de mol HLA (dubla discriminare);

daca nu se potriveste cu mol. HLA, nu se produce legarea- Ca sa il ajute sa discrimineze, exista 2 molecule care poarta numele de mol co-receptori, CD4 si CD8 (CD4 se

duce la HLA cl. II, CD8 la HLA cl. I)

2. Evenimente co-stimulatorii + perechi de molecule, unele exprimate pe Ag, altele pe limfocite T

- Pe celula dendritica: B7.1 (CD80) B7.2 (CD86) – molecula pereche de pe LT CD28- CD40 – CD40 ligand- Ox40 – Ox40 L- ICOS L – ICOS- ICAM 1 – LFA 1

STG. Ag – DR. LT+ monokine (CPA secreta): IL12, IL1, actioneaza asupra LT tot cu actiune co-stimulatoare

7