APC - MedUni Wien
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Natürliche (Angeborene) Immunität kleiner Lymphozyt Lymphoblasten U I T-Lymphozyten Y Effektormechanismen U I UI U I NK Zellen Th ym us Y U I KOMPLEMENT Stammzelle UI en m ar k Kn oc h PHAGOZYTEN Y Y EPITHELIALE Barriere B-Lymphozyten Y Bakterien Spezifische (erworbene) Immunität HUMORALE ZELLULÄRE IMMUNITÄT Erreger U I U I Y UI Y Cytotoxische T-Zelle U I U I U I Y U I U I U I Y Y U Helfer-T-Zelle I U I B-Zelle Effektor mechanismus intrazelluläre Y reagierende Lymphozyten phagozytierte UI extrazelluläre M Funktion vermittelt durch Hemmung der Infektion und Eliminierung der extrazellulären Erreger Antikörper Aktivierung von Makrophagen phagozytierte Erreger zu töten Töten der infizierten Zellen und Eliminierung von Infektionsreservoirs Zellen Zellen Eigenschaften der spezifischen/erworbenen Immunantwort Spezifität: Fähigkeit verschiedene Antigene zu erkennen und zu reagieren Gedächtnis: verstärkte Immunantwort bei wiederholter oder persistierender Infektion Spezialisierung: Reaktion auf verschiedene Erreger wird optimiert für die Verteidigung gegen diese Erreger Nicht-Reaktivität gegen Selbstantigene: verhindert schädliche Immunreaktionen gegen körpereigene Zellen und Gewebe Spezifität und Gedächtnis B Menu F Phasen der spezifischen/erworbenen Immunantwort Erkennungsphase: Antigene binden an Rezeptoren der naiven Lymphozyten (BCR, TCR) Aktivierungsphase: Zwei Signale notwendig klonale Expansion der antigenspezifischen Lymphozyten Differenzierung zu Effektorzellen oder Gedächtniszellen Effektorphase: Effektorzellen erfüllen ihre Aufgabe (Antikörper-, Zytokinproduktion, Lyse) TCR • CD3, ζ-Proteine • Nicht sezerniert • Keine somat. Hypermutation • Lineare Epitope - BCR • Igα, Igβ • sezerniertes Ig • Somatische Hypermutation (CD1, CD2, CD3) • Isotypenwechsel • Konformationsepitope T/B Lymphozyten Die einzigen Zellen mit spezifischen Rezeptoren für Antigene • • Zwei Signale für Aktivierung notwendig: 1. Ag-Rezeptor 2. Kostimulatorische Moleküle Ausbildung von Gedächtnis Unterschiede • • • • Abwehr: B-Zellen gegen extrazelluläre Antigene T-Zellen: extra- und intrazelluläre Antigene Antigenerkennung: B-Zellen: natives Antigen T-Zellen: Peptide T-Zellen sind abhängig von Ag-Präsentation und MHC-restringiert T-Zell-Rezeptor wird nicht sezerniert Naiv Effektor Gedächtnis Antigen-Rezeptor Ja B Zelle: reduziert T Zelle: ja Ja Lebensspanne Monate Tage Jahre Effektorfunktion keine B Zelle: Ak TH-Zelle: Zytokine CTLs: Zytolyse keine Spezielle Charakteristika B Zelle Affinität von Ig gering Isotyp IgM, IgD variabel IgM, IgG, IgA, IgE hoch verschieden T Zelle Migration periphere Gewebe Lymphknoten periphere Gewebe Lymphknoten B Lymphozyten • • • • • Bursa fabricii (Vögel), bone marrow Blut: 5-20% CD Marker: CD19, CD20, CD22 Rezeptor: Membranform der Antikörper Effektorfunktion: Antikörperproduktion, spezialisierte Form: Plasmazelle IgM, IgG, IgD, IgA, IgE B Lymphozyten-Reifung Knochenmark Peripherie Y Y Y YY Y Y Reifegrad Stammzelle Pre-B-Zelle Unreife B-Zelle Reife (naive) B-Zelle Ag-unabhängig Muster der Ig keines Produktion µ kette im Zytoplasma aktivierte B-Zelle Ig-sezernierende B-Zelle Ag-abhängig MembranIgM MembranIgM, IgD Geringe Menge Sezerniertes Ig, Isotypenwechsel Affinitätsreifung große Menge sezerniertes Ig Geringe Menge membrangeb. Ig B-Zellrezeptor Komplex Leichte Kette VL VH Schwere Kette CL CH1 Antigenbindungsstelle CH2 CH3 CH4 B Menu F Aktivierung von B-Zellen Signal 1 = Bindung des Antigens durch den B-Zellrezeptor Antigene: Proteine, Nukleinsäuren, Polysaccharide, Lipide Signal 2 Signal 1 MHC Y B CD40 U TCR I T CD40L • Thymus-unabhängige Aktivierung: produziert oder induziert durch Antigen CR2 Signal 2 repetitive Epitope – Kreuzvernetzung von Membran-Ig CR2 Rezeptor (CD21) bindet Cd3 • Thymus-abhängige Aktivierung: CD40-CD40L Effektorfunktionen • Neutralisierung von Toxinen, Viren • Aktivierung von Komplement: IgM, IgG • Opsonisierung: IgG – Erleichterung der Phagozytose über Fcγ Rezeptoren • ADCC: Antikörper-abhängige-zellvermittelte-Zytotoxizität durch IgG, IgE, IgA FcγRIII (CD16) • Schleimhautimmunität: IgA • Neonatale Immunität: NUR IgG durch Plazenta transportiert! T Lymphozyten • • • • • • • Thymus Blut: 55-85% CD Marker: CD3, CD4, CD8 Rezeptor: membrangebundener TCR CD4+ T-Helferzellen CD8+ zytotoxische T-Zellen Effektorfunktion: – Zytokinproduktion – Zytotoxizität – Suppression der Immunantwort T-Zellrezeptor Komplex B Menu F Aktivierung von T-Zellen Signal 1 = Bindung des Antigens an den T-Zellrezeptor im Zusammenspiel mit MHC-Molekülen = MHC Restriktion Antigene: Peptide = Proteinfragmente TCR U I T MHC CD28 APC CD80 Signal 2 = kostimulatorisches Signal T-Zelle APC CD28 / CTLA-4 B7.1 (CD80) / B7.2 (CD86) CD2 LFA-1 LFA-1 ICAM-1 MHC-Restriktion T-Zelle T-Zelle T-Zelle TCR TCR TCR MHCb MHCa MHCa APZ Erkennung APZ APZ Keine Erkennung Keine Erkennung T Lymphozyten T-Helferzellen Zytotoxische T-Zellen • CD3+ CD4+ • CD3+ CD8+ • 30-60% im Blut • 20-50% im Blut • MHC ΙΙ−restr. • MHC Ι−restr. • Unterteilung in • CTL – Tc1, Tc2 Untergruppen: Th0, Th1, Th2, Th3 • Suppressorzellen • Suppressorzellen Effektorfunktionen von CD4+ T-Zellen Effektorfunktionen von CD8+ T-Zellen Cytotoxische T-Zelle (CTL) • Zielzell-Lyse (Perforin, Granzyme) • Induktion der Apoptose (Fas-FasL) Virenabwehr, Tumorüberwachung, TransplantatAbstossung Antigen Internalisierung APZ Prozessierung MHC Präsentation TCR T Typen antigenpräsentierender Zellen • Professionelle APZ – Dendritische Zellen (Milz, Lymphknoten) – Langerhans-Zellen (Epidermis) – B-Lymphozyten – Monozyten/Macrophagen • Endothelzellen • T Lymphozyten CD-Moleküle: clusters of differentiation Monoklonale Antikörper gegen Proteine von Zelloberflächen zur Differenzierung von Lymphozyten. Internationale work-shops – einheitliches Bezeichnungsschema CD wird als Nomenklatur für die Oberflächenmoleküle (Antigene oder Marker) verwendet. - definieren Zellpopulationen (CD3, CD19) - definieren Aktivierungs/Differenzierungsgrad einer Zelle (CD25, CD45RA CD45RO) Anwendung: spezifische Veränderungen von Lymphozyten-Subsets Diagnostik: Lymphome, angeborene Immundefekte, Infektionen mit Herpes-Viren (EBV, CMV) Monitoring von Krankheitsverläufen: HIV-Infektion, Immunsuppression nach Organtransplantation, Lymphomtherapie CD4 1 Kette Funktion: Akzessorisches Molekül der Antigen-Erkennung (Bindung an MHC Klasse II) Rezeptor für HIV Vorkommen: unreife T Zellen im Thymus ca. 2/3 peripherer T Zellen (CD8-) Monozyten, Makrophagen nicht lineage-restringiert CD8 2 Ketten Funktion: Akzessorisches Molekül der Antigen-Erkennung (Bindung an MHC Klasse I) Vorkommen: unreife T Zellen im Thymus ca. 1/3 peripherer T Zellen (CD4-) CD8α auf NK Zellen teilweise nicht lineage-restringiert CD14 1 Kette, GPI-gekoppelt Funktion: Bindet den Komplexes von Lipopolysaccharid (LPS) und LPS-Bindendem Protein (LBP) Vorkommen: Monozyten, Makrophagen, Granulozyten, myeloische Vorläufer, B Zellen nicht lineage-restringiert CD16 transmembrane Form (nicht-kovalent mit FcεRIγ- oder TCRζ-Kette assoziiert) GPI-gekoppelte Form (2 Gene) Funktion: niedrig-affiner Rezeptor für komplexiertes IgG (FcγR ΙΙΙ) Vorkommen: Monozyten, Makrophagen, NK Zellen (transmembran) Neutrophile Granulozyten (GPI) nicht lineage-restringiert CD19 1 Kette Funktion: Regulation der B Zellproliferation, signaltransduzierender Komplex mit anderen Molekülen Vorkommen: alle B Zellen und deren Vorläufer nicht auf Plasma Zellen lineage-restringiert CD25 α-Kette des IL-2 Rezeptors β-Kette ist CD122 Funktion: Rezeptor für Interleukin-2 Vorkommen: aktivierte T Zellen, B-Zellen, Monozyten α-Kette auch im Thymus, β-Kette auch auf NK Zellen, ruhenden T-Zellen Aktivierungsmarker, nicht lineage-restringiert CD34 1 Kette Funktion: Zell-Zell-Adhäsion Hemmung der hämatopoetischen Differenzierung ? Vorkommen: hämatopoetische Vorläuferzellen Endothelzellen nicht lineage-restringiert CD45 1 Kette, verschiedene Isoformen durch alternatives Splicing (RA, RB, RC, RO) Funktion: Signaltransduktion durch den T Zell Rezeptor Vorkommen: alle Zellen hämatopoetischen Ursprungs ausser Erythrozyten nicht lineage-restringiert CD56 1 Kette, Isoformen des Neuronal Adhesion Molecules (NCAM) Funktion: Adhäsion und Differenzierung (Nervengewebe) unklar auf T und NK Zellen Vorkommen: NK Zellen zytotoxische T-Zellen Nervengewebe nicht lineage-restringiert
