Imunologie.docx

Imunologie Curs 1 RASPUNSUL IMUN Raspunsul imun – retea complexa inalt interactiva ce ia decizii pe baza informatiilor primite din:  Exteriorul organismului - (trebuie sa faca clasificare intre ce este periculos – agent patogen (microb, poluare, etc) si subst inofensive)  Interiorul organismului, de la tesuturile normale si patologice (tb sa faca diferenta) (tesuturi patologice – cancer, inflamat, imbatranit- cu pierderea caracteristicilor normale -> rs imun guverneaza procesul, vindecat anormal  Flora bacteriana normala Are o filosofie “principii”: 1. Trebuie sa mentina viata  Identifica si neutralizeaza pericolul  Daca nu-l poate elimina, trebuie sa faca un compromis, si incearca sa limiteze leziunea in asa fel incat sa fie cat mai putin atacat organismul ( ex. Rs imun antiinfectios, in care ag patogen nu poate fi elimitat, a.i org izoleaza zona inflamata : granulom TBC, sau izoleaza virusul in celula hepatica: hepatita cronica) 2. Tolereaza self-ul (structurile proprii – proteine) si non-self-ul non-infectios (ex. alergeni)  Trebuie sa faca un compromis in toleranta, altfel apare boala  Incearca sa limiteze aria de actiune a non-self-ului  Se face in toate bolile inflamatorii cronice – infl cronica reprezinta delimitarea leziunilor, fara a putea elimina cauza  At cand se incearca sa se trateze infl cronica, se ia bariera de protectie a organismului, nu intotdeauna e bine de tratat infl cronica !!! singura situatie in care nu este tolerat self-ul este rejetul de grefa 3. Pastreaza integritatea tisulara  Actioneaza putin a.i .sa nu lezeze tesuturile  3 factori pe care ii foloseste ca sa nu lezeze tesuturilor a. Keep away factors – factori care impiedica patrunderea b. Factori de spalare – wash away, spala ag patogen c. Factori supresivi ! Keep away factors – in astm bronsic, la nivelul mucoasei IgA secretor

1

! Wash away factors – sistemul imunitar sesizeaza ca intr-un tes exista un focar de inflamatie; el tb sa dreneze inflamatia – lumen – limfocitele deschid jonctiunile de la nivelul epiteliului si toata inflamatia din tesuturi se scurge in lumen; distruge epiteliul inflamat, cu pastrarea stratului bazal din care se va reface epiteliu sanatos. ( la fel ca in infl intestinala in b Krohn)  Pastreaza viata in armonie cu mediul extern chiar in prezenta bolii Rs imun poate fi fiziologic sau patologic. Are particularitati regionale (tegumente diferit fata de intestin, miocard, etc.) Este - mostenit (innascut) - Adaptativ (specific) Rs imun – celular - Umoral Rs imun mostenit este celular si umoral; si cel adaptativ la fel. 1. Rs imun mostenit (innascut) - Format din receptori si sisteme efectorii 2. RI adaptativ:  Celule prezentatoare de Ag  Lif T si B  Anticorpi=imunoglobuline !! sistemul efector al rs imun adaptativ se suprapune cu cel al rs imun innascut Cum decurge un rs imun? Ag patogen este recunoscut de rs imun innascut si este eliminat – cale ancestrala In evolutie, a aparut rs imun adaptativ, care se adauga rs imun innascut in eliminarea ag patogen (daca e nevoie de el) Cel mai important : rs imun innascut activeaza si moduleaza rs imun adaptativ ( el guverneaza, cel innascut) I. Sistemul imun innascut Cel mai important dpdv fiziologic, pt ca este cheia in apararea antiifectioasa si antitumorala. Componente: - Receptori - Sisteme efectori Receptorii au o codificare= PRR (receptori ce recunosc un pattern) Sistemele efetorii sunt reprezentate de: - Barierele celulare (tegumente, mucoase) - Substantele solubile (peptide antimicrobiene, complement, citokine) - Celule (neutrofile, macrofage, celule natural-killer, limfocite intraepiteliale, mastocite)

2

PRR Recunosc anumite patternuri: patternuri moleculare asociate patogenilor =PAMPS : 1. Patternuri microbiene (sau alte subts) bine conservate si esentiale pentru microbi (receptorul recunoaste ceea ce e esential din ag patogen); 2. Recunosc celule ale org denaturate, celule necrotice, cel tumorale – pt ca acele celule incep sa exprime si ele niste patternuri: molecule anormale sau fosfolipide membranare degradate Exista 3 tipuri de receptori, a. i. acopera tot spectrul: a. Receptori solubili – circulanti b. Transmembranari ( la suprafata celulei) c. Citoplasmatici ( in int celulei; tumori, virusi)

a. PRR solubili 3 familii: 1. Pentraxine – proteine de faza acuta: PCR, amiloidul seric P, pentraxina 3 PTX3  Principala sursa de proteine de faza acuta este macrofagul; ficatul fiind bogat in macrofage, de asta se confunda 2. Colectine - contin lectine ce leaga mannan-ul (recunosc reziduri glucidice) MBL - proteinele surfactantului alveolar 3. Ficoline Au rol in opsonizare = imbracarea ag patogen/celule anormale urmala de eliminare prin activarea complementului si a fagocitelor; semnal “eat me” b. PRR transmembranari 1. De tip scavenger – la suprf macrofagelor; mananca orice (capteaza colesterol si le transforma in celule spumoase si contribuie in ATS, un ex) 2. Lectine de tip C 3. Altii - receptorii pe suprafata fagocitelor ce favorizeaza cresterea captarii antigenului sau ag patogen 4. Receptori de tip Toll – cei mai importanti ! Sunt la suprafata membranei – unei MEMBRANE!  recruteaza proteine adaptoare  recruteaza/activeaza proteinkinaze  activeaza factorii de transcriptie nucleara ( transfera informatia catre nucleu)

3



la nivelul nucleului activeaza anumite gene si activeaza sinteza de citokine/chemokine proinflamatorii, molecule de adeziune, mol costimulatorii, citokine antivirale

Activarea lor este supravegheata de numeroase sisteme contrareglatorii; activarea necontrolata a TLR este unul din mec principale patogenice ale socului septic, in poliartrita reumatoida, in atacul acut de guta – duc la inflamatii necontrolate.      

TLR 1 si 6 lucreaza impreuna si au fost numiti TLR 2 – recunosc lipopeptide ( se gasesc in germeni Gram + sau virusurile herpetice) TLR 3 recunoaste ADN si ARN dublu catenar TLR4 recunoaste LPZ (componenta de baza al bacteriilor Gram - , Chlamydia) prin cuplarea cu receptorul CD14 TLR5 recunoaste flagelina ( in paraziti) TLR7 si TLR 8 recunosc ADN si ARN monocatenari TLR9 recunoaste o bucatica din ADN bacterian= motiv CpG

Localizarea acestor receptori reflecta natura ligantului:  

TLR antibacterieni (2, 4, 5) sunt localizati in membrana celulei TLR antivirali ( 3, 7, 8, 9) sunt localizati in membrana compartimentelor intracitoplasmatice endozomale/lizozomale c. PRR intracelulari  NOD-1, NOD2 si NALP 3  RIG-1 si MDA5

Recunosc virusuri si bacterii cu localizare intracelulara/ acizi nucleici virali. Ft important in tratamentul HIV.

SISTEME EFECTORII ale rs imun innascut 1. Complementul  30 de proteine serice sintetizate in ficat si monocite  Functii principale: - opsonizare (C3b) - recrutare fagocite 3. bacterioliza (CAM :C5b-C9) Complementul se activeaza pe 3 cai: 1. Pe calea clasica - initiata de IgG si IgM 2. Calea lectinica - MBL

4

3. Calea alterna - direct de catre microbi : streptococ, pneumococ, menigococ, H.influenzae, salmonella, E. Coli  Cale finala comuna  C3B se leaga ca opsonina de suprafata bacteriilor si le favorizeaza fagocitoza  C3B poate cliva fractiunea C5 in C5a si C5b ; C5b impreuna cu celelalte fractiuni pana la C9 formeaza complexul de atac membranolitic Opsonizarea  

C3b se leaga de CR1(receptori de complement) de pe fagocite Fractiunea inactiva iC3b se leaga de ceilalti componenti de pe fagocite CR3

Functia proinflamatorie     

C3a stimuleaza eliberarea medulara de granulocite (leucocitoza in inflamatie) C5a le duce in tesuturi – puternic chemoatractant pt monocite, neutrofile si eozinofile In plus, C5a stimuleaza expresia receptorilor pt complement CR si capacitatea microbicida a fagocitelor C3a, C4a, C5a degranuleaza bazofilele si mastocitele, prin care se elibereaza nenumarate substante proinflamatorii C5a determina agregarea PMN neutrofilelor

Functia microbicida 

  

Prin CAM C5b-C9 care lizeaza membrana bacteriilor Gram-, unele invelisuri virale si unele celule infectate viral 2. Peptide antimicrobiene 3 categorii: Defensinele: α, β 1-4, θ(teta) Lizozim (peptid antimicrobian) Cathelidicina (LL-37)

1. Defensinele  β defensinele sunt exprimate la nivelul epiteliului mucoasei digestive, respiratorii si la niv keratinocitelor din piele  α – in celule; in granulele azurofile ale PMN(eozinofile?), in celulele naturalkiller si limfocite T citotoxice - Expresia constitutiva sau indusa prin actiunea TLR2 sau 4, actiunea citokinelor IL-1 si TNF-α. - efect antimicrobian prin ruperea membranei microbiene = antibiotice naturale - au functii imunomodulatorii

5

2. Lizozimul  

Eliberat din granulele fagocitelor dupa stimulare prin TLR Lezeaza peptidoglicanii din peterele bacterian

3.Cathelidicina    

Eliberata din PM si celule epiteliale Spectru larg antimicrobian, inclusiv lentivirusuri Chemotactica pentru neutrofile, monocite, limfocite T Proprietati angiogenetice (stimuleaza proliferarea de neovase)

3.Citokine 3 grupe mari: 1. IL-1, TNF-α, IL-6 - rol important in rs imun nespecific acut antimicrobian - guverneaza inflamatia acuta, cu generalrea de proteine de faza acuta, migrare de neutrofile, etc. - rol major dpdv patologic in socul septic 2. IFN-α si β(interferon) - rol antiviral 3. IFN-γ - stimuleaza macrofagele – fagocitoza 4. Alte citokine   

IL-15 si IL-2 - stimuleaza proliferarea si activitatea celulelor NK (natural-killer) IL-12 - determina sinteza de IFN-gama din celulele NK si limfocitele T IL-10 si TGF-beta (transforming growth factor) - principalele citokine antiinflamatorii ! – opresc rs inflamator, limiteaza inflamatia

4. Fagocitele  PMN neutrofile  Macrofage

6

PMN neutrofile - principala celula fagocitara !!! - cele mai eficiente fagocite, mici si rele - stau in circulatie 8-12 ore, apoi daca nu exista infectie activa parasesc circulatia prin mucoagsa gingivala si intestinala, acolo unde flora existenta favorizeaza extravazarea neutrofilelor - stau la poarta de intrare; formula leucocitara nu reflecta nr total de neutrofile din org Actiune: 1. migrarea catre focarul infectios (molecule de adeziune, citokina IL-8, metabolit al A. arahidonic LTB4 (leucotriena B4) 2. recunoasterea (ad patogen opsonizat) urmata de ingestia microorganisului ( este data de expresia receptorilor pentru opsonine CR1, CR3, receptori pentru portiunea Fc ale Ig: FcRγ (pt IgG) si FcRμ (pt IgM) 3. urmeaza digestia intracelulara a microorganismului in fagolizozom Mecanismele microbicide: 1. Oxigen-dependente - depind de o enzima a neutrofilului NADPH oxidaza care genereaza RLO (radicali liberi de oxigen) 2. Oxignen – independente - enzime si peptide antimicrobiene din granulele azurofile: lizozim, α-defensine, cathelidicina

Macrofagul - are capacitate fagocitara crescuta, dar mai slaba decat ce a neutrofilului - are numerosi receptori pe suprafata:  TLR4 + CD14 recunoaste LPZ  FcR, CR(receptori pentru complement) – opsonine  C5a, trombina, fibrina –chemotaxie; determina dizolvarea cheagului de sange  Scavenger receptors – fagociteaza diferite substante, inclusiv lipide  Receptori pentru citokine proinflamatorii (IL-1, 6) si antiinflmatorii (IL-3, 10)  Receptori pentru histamina, somatomedine(pt hormoni de crestere), insulina, PTH – ft importanta in controlul endocrin - contine numeroase substante  Enzime: - lizozim, elastaza, colagenaza, hidrolaze acide - metaloproteinaze (24) ft importante in distructia tisulara - ACE (enzima de conversie a angiotensinei) – sintetizata si eliberata de macrofag, si oridecateori exista un granulom, in sange creste angiotestin-convertaza, folosit ca test de dg pt bolile granulomatoase -> sarcoidoza

7



  

Mediatori: - α, β interferon - factori de crestere GM-CSF, G-CSF (GM – granulocito-macrofagic) - IL-1, TNFα, IL-6 – infl acuta - IL-8 care atragea neutrofile, IL-12 – celule NK, IL-10 – antiinflamatoare - TGFβ– antiinflamator, PDGF – factor de crestere derivat din trombocite; determina fibroza tisulara ! - factori de angiogeneza - substante proinflamatorii: NO, PG, LT – leucotriene Fractiunile C1-C9, properdina (tot apartine complementului), factorii B, D, H, I – inhiba complementul Elibereaza substante ce intervin in coagulare: protrombina, tromboplastina, factorii V, VII, IX, X Radicalii liberi de oxigen

5.Celule Natural Killer NK     

Celule limfoide, doar ca nu exprima pe suprafata receptori pentru Ag si nu exprima Ig de suprafata se gasesc in sangele periferic (cant mica), in splina si maduva osoasa (conc crescuta) sunt recrutate in inflamatie prin chemokine actioneaza Ag-independent – pt ca actioneaza innascut au rol major in raspunsul imun antiviral si antineoplazic

Actiune: 1. Secreta IFN-γ 2. Citotoxice pentru celulele tumorale si pt celulele infectate viral 3. Se comporta ca limfocite – singurele celule ale sistemului innascut care disting self-ul de non-self: - proteinele self sunt recunoscute in asociere cu moleculele HLA de clasa I genereaza semnale inhibitorii pentru celulele NK via receptori inhibitori - daca diminua expresia moleculei HLA clasei I (at cand celula progreseaza catre tumora, sau infectata viral) -> diminua semnalul supresor -> se activeaza receptorii stimulatori ce recunosc liganzii pe celula tumorala, apoptotica sau infectata viral Mecanismele citotoxicitatii: 1. Calea preferata – citotoxicitate directa prin secretia care distrug membrana celuleitinta: perforina si graenzima 2. Legarea de receptorii proapoptotici a celulei-tinta 3. ADCC via FcR – citotoxicitate celulara Ac-dependenta mediata de receptorii pentru Ig FcR

8

1. Citotoxicitatea directa (delivering the kiss of death)  Recunoasterea celulei-tinta (lipsa HLA cl I )  Se leaga de celula-tinta(expresia CD2) formand sinapsa imunologica SMAC (cluster de activare supramolecular); SMAC contine mai multe molecule care asigura adeziunea; are 2 zine: z. periferica – cu mol predominent de adeziune si z. centrala – cSMAC  O ia in “brate” prin zona periferica (pt a o localiza), iar prin zona centrala deverseaza moleculele proteolitice direct prin cSMAC 6.Limfocite intraepiteliale - subset de limf B si T ce recunosc PAMPS - secreta citokine, direct citotoxice pt celulele infectate, activeaza fagocitele IMUNITATEA MUCOASELOR in cadrul sistemului imun innascut - functie de bariera - asociaza prezenta IgA secretor - epiteliul contine si peptide antimicrobiene - asociaza in apropiere un tesut limfoid special = tes limfoid asociat mucoaselor IgA secretor  Sitetizat de catre plasmocite (secreta Ac) , care se gasesc in lamina proprie; ajung in lumen dupa cuplarea cu componenta secretorie sintetizata de catre celulele epiteliale ( IgA-s)  Orientarea IgM catre IgA este data de catre citokina TGF-beta, care e secretat de catre limfocitele din tesutul limfoid asociat mucoaselor Actiune: 1. Aglutinarea bateriilor 2. Bacteriostaza 3. Opsonizare ft slaba pentru ca nu are receptori corespondenti 4. Inhibarea adeziunii microbului la mucoasa – c m imp mecanism 5. Neutralizeaza endotoxinele (eliberate in lumen)

Mucoasa digestiva:  IgA secretor  Populatii celulare particulare – asigura toleranta; 3 feluri de celule 1. M 2. Epiteliala propriu-zisa IEC 3. Limfocitele asociate tes intestinal IEL

9

Particularitati: 1. asigura procesul de toleranta orala: un Ag daca e dat pe cale orala nu determina raspuns imun 2. inflamatie controlata – tesutul mucoasei intestinale este abundent in neutrofile - celula M, celula IEC, placi Payer - daca Ag e preluat din celula M, informatia e transmit catre celula limfocitara din placa Payer -> se declanseaza raspuns imun - daca Ag este preluat de celula epiteliata – “tacere totala” – toleranta !! Ac lucru depinde de tipul de Ag: - daca sunt molecule lectin-like ( cu reziduuri glucidice: Ag virus poliomielitic, giardia) vor fi recunoscute de celula M, sunt transportate catre placile Payer – rsimun - celelalte Ag – proteine, glicoproteine, lipoproteine, sunt prelucrate de catre celula epiteliala si determina toleranta prin stimularea in placile Payer a 2 tipuri de celule reglatorii: limfocite reglatorii TH3/Tr1 cu secretie a 2 citokine ce inhiba inflamatia TGF-β si IL-10 - prin secretia de TGF-beta se instaleaza toleranta nu numai la niv intestinal, ci asociaza sinteza sistemica de IgA

Raspunsul imun innascut are rol important in preventia autoimunitatii, d-ce:  PCR, fractiunea C1q a complementului, si MBL (receptor solubil) recunosc si elimina rapid celulele apoptotice prin opsonizare si fagocitoza  Pe suprafata celulelor apoptotice sau autoreactive diminua expresia moleculelor HLA clasa I si sunt eliminate de celulele NK + antitumoral, antiviral

10