Imunologie Curs-2

De fiecare dată când organismul vede ceva ca non-self, el începe să

elaboreze un răspuns de tip imun. Condiţia este să fie depăşite barierele naturale

(aparent banale ca funcţionare, opresc majoritatea tipurilor de agresiune în

organism). Dacă barierele naturale, reprezentate de piele şi de mucoase, au fost

depăşite şi există non-self în organism, el trebuie recunoscut.

Receptorii imunităţii înnăscute

În imunitatea înnăscută, răspunsul este nespecific, nu se recunoaşte exact

agresorul (dar se recunoaşte), nu se ştie de unde provine (virus, bacterie etc) dar

se ştie dacă ceva este self/non-self.

Principiul rezervei funcţionale – niciodată nu este un singur mecanism,

acţiune, receptori. De aceea vorbim de trei categorii de receptori care se

completează şi se ajută între ei.

I. Receptori solubili (secretaţi)

II. Receptori de endocitare

III. Receptori de semnalizare

Toţi aceşti receptori, indiferent de categorie, aparţin unei mari familii

de receptori – PRR (Pattern Recognition Receptors) – Receptori de

recunoaştere a pattern-ului.

Aceşti receptori recunosc anumite fragmente ale non-self-ului.

(s-a făcut la cursul 1)

Receptorii TLR (Toll-Like-Receptors)

Sunt singurii dintre toţi receptorii PRR care transmit informaţia la genomul

fagocitului. Sunt prezenţi în primul rând pe membranele fagocitului (atât pe

membrana externă cât şi pe membranele organitelor vacuolare – pentru că non-

self-ul poate ajunge şi în interiorul celulei şi atunci el trebuie recunoscut, poate

provine chiar din structurile intracelulare). Receptorii TLR sunt cunoscuţi actual

în cel puţin 13 forme.

Ei au rol pentru tot ce înseamnă leucocite (mai ales fagocite) pentru că doar

ei reuşesc să elaboreze semnale care vor determina transcripţia? la nivelul

fagocitului.

- Principiu aplicabil la orice materie ce presupune înţelegerea

comportamentului unei celule.

o Membrana este o structura fosfolipidică traversată frecvent de

proteine. Aceste proteine pot fi receptori cu un situs pe care se

poate lega un ligand cu rol în comunicare.

o Proteina este clar o structură compusă din aminoacizi pe care se

ataşează diferite resturi. Receptorii în general au structură

glicoproteică.

o Toţi atomii proteinei sunt legaţi prin forţe foarte clar stabilite. În

profunzimea lor sunt nuclee în jurul cărora gravitează electroni.

Nucleele înseamnă pozitroni, protoni şi electroni, la rândul lor

legaţi prin nişte forţe. Toate aceste particule, la ora actuală sunt

cunoscute a fi constituite din alte particule (quarch, bosoni etc?).

o Cea mai mică particulă materială, în intimitatea ei, nu mai este

materie ci o coardă de energie care vibrează între două extremităţi

(teorie clasică – a corzilor).

o Dacă am studia rezultanta tuturor tipurilor de mişcare şi vibraţie,

s-ar ajunge la un model care caracterizează strict această proteină

(receptor). Dacă de receptor se leagă un ligant, apar nişte legături

electrostatice care schimbă comportamentul vibraţional al

particulelor, lucru care duce şi la modificări de formă (structurile

terţiară şi cuaternară a proteinei respective – modificare subtilă).

o Proteina respectivă este ancorată de membrană, la nivelul căreia

se transmite modificarea subtilă de vibraţie. Membrana fiind o

structură foarte plastică, într-o mişcare permanentă, execută două

lcruri uluitoare:

Membrana poate executa o pliere (ondulare) care poate

aduce împreună doi receptori stimulaţi de acelaşi ligand

pentru a contribui la amplificarea stimulării celulare.

La membrană sunt ancorate în permanenţă proteinele

citoscheletale, la nivelul cărora se transmite toată

modificarea de vibraţie de la nivelul receptorului-

membranei şi în felul acesta, citoscheletul transmite

informaţia restului celulei.

o Stimulul ajunge la domeniul intracelular al proteinei iar proteinele

de la domeniul respectiv (Proteine adaptor) preiau imediat

informaţia. În apropierea lor există enzime care de obicei sunt

kinaze şi rezultă cascade kinazice, care preiau pe mai multe

direcţii semnalul iniţial către punctul terminus din citosol –

reprezentat de factorii de transcripţie. Factorii de transcripţie intră

în nucleu şi stimulează formarea de ARN cu ajutorul cărora se vor

forma proteine cu diferite funcţii, reprezentând răspunsul celulei

la ligandul respectiv.

o Toate enzimele acestea care se activează acţionează asupra unui

substrat pe care îl modifică. În toate reacţiile se eliberează sau

absoarbe energie sub formă de căldură sau alte forme. În aceste

reacţii, undeva pe substrat sau chiar şi pe enzime. Energia va fi

transmisă electronilor de valenţă (mobili, de pe ultimul strat) şi

dintr-o dată, electronul oricărui compus se trezeşte bombardat cu

energie şi împins pe o treaptă superioară (excitare). Tendinţa

firească a unui electron este însă de a pierde acea energie şi a se

întoarce în starea lui de echilibru. Electronii excitaţi pierd energia

sub formă de fotoni (puţini, ultraslabi, dar pot fi fotografiaţi).

Fotonul este ultima structură materială despre care se poate spune

simultan că este şi particulă şi undă (electromagnetică). Un câmp

electromagnetic – o undă, inclusiv una luminoasă, nu este

niciodată singură. Un câmp electromagnetic antrenează de fiecare

dată un câmp de torsiune – descris ca fiind un câmp pur

informaţional. Nu există câmp electromagnetic (foton din reacţie)

fără să poarte o informaţie. Fotonii din reacţie emit în UV şi chiar

vizibil. Rezultă că orice reacţie este însoţită de un câmp

electromagnetic (slab dar evidenţiabil) şi de un câmp de torsiune

– informaţional.

o Înseamnă că reacţia ajunge la genom cu viteza luminii.

o ADN-ul decriptează simultan şi semnalul biochimic şi semnalul

electromagnetic. S-a ajuns până la dovedirea existenţei unor unde

sonore care există şi au efect asupra modificării genelor şi

transcripţiei.

o Boabe de grâu de lângă Cernobâl studiate, pe care s-au efectuat

oscilaţii cu diferite frecvente. S-a observat că sub anumite

frecvenţe, ADN-ul a început să se repare.

Receptorii Toll-Like

Fagocite: neutrofile (microfage), macrofage, celule dendritice, eozinofile.

Desen – receptori TIR (Toll Interleukin 1-like Receptors)

Receptorii conţin domenii repetitive bogate în leucină (Leucine Rich

Repeats) care amplifică semnalul generat.

Membrana celulară aduce un alt receptor Toll pe care e fixat PAMP/DAMP

în foarte strânsă proximitate.

Există patru tipuri de proteine adaptator pentru aceşti receptori:

- Myd 88

- MAL

- TRAM

- TRIF

Myd 88 şi TRIF sunt cele mai cunoscute.

Trei dintre ele sunt amplificatoare pentru semnal iar una este inhibitoare.

Aceste proteine adaptor vor chema enzime (kinaze) – MAPK (Mitogen-

Activated Protein Kinases) care vor duce la activarea unor factori de transcripţie:

- AP1 – se semnalizează în genom sinteza de citokine proinflamatorii;

- NF-kB – se semnalizează sinteza de protein-enzime pentru activarea

metabolismului şi proteine de export (inclusiv citokine proinflamatorii);

- RF – stimulează sinteza de inteferon, mai ales Interferon-γ;

Fagocitele respective încep să sintetizeze şi elibereze citokine

proinflamatorii:

- IL-1β (InterLeukina-1β);

- TNFα (tumor necrosis factor - alpha);

- IL-6 (InterLeukina-6);

- IL-8 (InterLeukina-8);

- IL-12 (InterLeukina-12);

Acestea au rolul de a duce informaţia spre trei ţinte:

1. Stimulare autocrină (rezultă citokine care restimulează fagocitul);

2. Stimulare paracrină (citokinele stimulează leucocitele vecine,

fagocitele şi limfocitele) – Stimulează atât imunitatea înnăscută cât

şi imunitatea adaptativă;

3. Stimulare endocrină - la nivelul:

a. Ficatului – este informat şi descarcă PFA (proteinele de fază

acută) – esenţiale în inflamaţie, se duc în focarul inflamaţiei;

b. Măduvei hematogene – stimulează producerea şi eliberarea de

noi leucocite (citodiabaza - trecerea din ochiurile retelei

reticulare ale maduvei in capilarele sanguine de la acest nivel,

deci in sangele circulant);

c. Hipotalamusul – reacţie febrilă – este foarte important

deoarece la mai mult de 38°C se activează toate enzimele

leucocitare (cea mai eficientă activare a enzimelor leucocitare)

Şi celulele dendritice şi macrofagele au rol de celule prezentatoare de

antigen (APC).

Proteina B7(CD80 în terminologie nouă) este recunoscută de un receptor

de pe membrana limfocitului T helper (LTh) – CD28. Dacă LTh, prin receptor

TCR recunoscuse un epitop prezentat pe o moleculă MHC, semnalul după

recunoaşterea epitopului nu era suficient pentru realizarea unui răspuns imun. De

abia după primirea unui semnal de la B7 la CD28 poate fi realizat răspunsul imun.

Fagocitul primeşte informaţie prin tot, care se duce în genom, dar fiind

fagocit are şi receptori ai imunităţii înnăscute, şi receptori de endocitare. În

aceeaşi celulă se derulează concomitent două fenomene:

- F. Înghite non-self-ul şi îl digeră;

- Acelaşi non-self dar care nu este digerat, transmite informaţie prin Toll;

Astfel, fagocitul răspunde în două feluri:

- Pe receptori pot rămâne fragmente cu valoare antigenică maximă, care

pot fi prezentate unor limfocite helper şi începe reacţia inflamatorie

(imunitate înnăscută). Deci pe de o parte merge pe imunitate adaptativă

şi pe de altă parte prin citokine şi enzime merge pe inflamaţie.

- Pe membrană se mai expune pe membrană proteina B7 (CD80) care va

fi receptată de un receptor specific de pe LTh numit CD28. Prima

prezentare a epitopului, chiar dacă are valoare imunogenică maximă, nu

e suficientă pentru un răspuns imun dar vine şi semnal de la B7 –

martorul unei agresiuni puternice asupra fagocitului, pentru că altfel nu

s-ar fi activat atât de puternic încât să expună B7-le, deci este cazul să

intervină şi el cu imunitatea adaptativă.

- Dacă acest fagocit nu expune epitopi pe molecule MHC şi doar mănâncă

non-self-ul, se produce doar inflamaţia. Fără receptorii Toll, fagocitul

poate doar mânca non-self-ul dar nu poate semnaliza la distanţă.

În concluzie, iniţierea răspunsurilor imune de către fagocitele stimulate prin toll

se realizează în două moduri concomitent:

1. Prelucrarea non-self-ului până la obţinere de epitopi care vor fi prezentaţi

pe molecule MHC spre limfocitele T Helper.

2. Sinteză şi expunere membranară a proteinei B7 sau CD80, care va fi

recunoscută de receptorul CD28 de pe limfocitul T Helper.

Se declanşează al doilea stimul sau Co-stimularea, fără de care LTh nu

declanşează răspuns imun.

Tipul de răspuns imun (umoral sau celular) depinde de tipul de receptor

Toll activat.

Dacă celulele dendritice sunt activate prin receptori Toll 7, 8 sau 9, se

foloseşte calea de semnalizare Myd 88 şi ce duce la producţia de Interferon

gamma.

Acestea stimulează puternic limfocitele T H 1 şi se iniţiază RIC.

Celulele dendritice activate prin receptori Toll 3, produc mai ales Interferon

gamma şi interferon alfa, care stimulează din nou TH1 şi se va genera RIC.

A treia posibilitate: celulele dendritice activate prin receptori Toll 4 produc

şi ele predominant interferon gamma şi interleukină 12, din nou se

stimulează TH1 deci RIC.

Celulele dendritice care de data asta sunt activate prin Toll 2, produc

cantităţi mari de Interleukină 10, care este o citokină antiinflamatorie

stinge inflamaţia şi modulează activitatea limfocitelor T H 2, intervenind în

răspunsurile imune umorale (RIU).

Concluzii:

1. Imunitatea este o funcţie a oricărui organism viu prin care acesta distinge

permanent self-ul de non-self şi prin care se îndepărtează non-self-ul.

2. Există două trepte, niveluri de apărare a organismului: Imunitatea înnăscută

(nespecifică – barierele naturale şi inflamaţia) şi Imunitatea dobândită sau

adaptativă (RIC şi RIU).

3. Non-self-ul este recunoscut permanent prin trei tipuri de receptori PRR:

a. Solubili – secretaţi

b. De endocitare

c. De semnalizare (Toll)

4. Prin fixarea PAMP şi DAMP pe receptorii Toll de pe membranele celulelor

imune, se declanşează trei răspunsuri fundamentale:

a. Se activează imunitatea înnăscută (reacţia inflamatorie).

b. Se activează imunitatea adaptativă (RIU şi RIC).

c. Se realizează schimburi permanente bidirecţionale între cele două

forme de imunitate.

Antigenul (trecem în imunitate adaptativă)