Osnove Imunologije In Monoklonci

7. poglavje OSNOVE IMUNOLOGIJE 7.1. Kraljestva živih bitij

Osnove farmacevtske biotehnologije

biomasa (PROKARIOTI)

= 10 x biomasa (EVKARIOTI)

Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

7.1. Imunski sistem  Primarni limfatični organi -priželjc -Fabricijeva vreča (ekvivalent) -kostni mozeg

priželjc

Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

 Sekundarni limfatični organi - vranica - bezgavke - specifične celice v prebavilih - mandeljni vranica

slepič

mandeljni Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

Celice, ki sodelujejo pri imunskem odzivu

Osnove farmacevtske biotehnologije

Razvoj celic, ki sodelujejo pri imunskemu odzivu MAKROFAG

MATIČNA CELICA Pluripotentna celica

kostni mozeg

Eritrociti, Trombociti Monocit Mieloidna celica Nevtrofilci Limfoidna celica Eozinofilci Limfociti T T-pomagalka T-zaviralka T-ubijalka

Limfociti B

Krvni in tkivni bazofilci Osnove farmacevtske biotehnologije

1. LIMFOCITI

Ločimo: Limfocite T (80%) - celična imunost Limfocite B (20%) - humoralna imunost

Limfocitov B je ogromno. Vsak antigen vzpodbudi nastanek specifičnega klona limfocitov B. Zreli limfociti B in T potujejo v sekundarne limfatične organe. limfocit T

Osnove farmacevtske biotehnologije

2. MAKROFAGI

Makrofagi fagocitirajo in prebavljajo trdne delce in kapljice. Vebujejo veliko proteoliznih encimov, fosfolipaz, NADH oksidaz. Nosijo Fc receptor za razpoznavanje protiteles.

3. DENDRITIČNE CELICE 4. INERDIGITALNE CELICE

Osnove farmacevtske biotehnologije

Imunost organizma je odgovor na dražljaje s snovmi, ki jih imenujemo ANTIGENI.

7.2. Antigeni Antigeni so molekule, ki ob dotiku z imunskim sistemom izzovejo imunski odziv. Običajno izzovejo nastanek imunskega odgovora ali pa imunsko toleranco (tolerogeni). Antigeni so lahko: - naravni - umetni - sintetski Antigeni lahko pridejo v telo parenteralno, redkeje peroralno, izjemoma prodermalno (kontaktni dermatitis). Po svoji strukturi pa so lahko: proteini, glikoproteini, lipopolisaharidi in polisaharidi.

Osnove farmacevtske biotehnologije

Navadno so imunogeni visoko molekularne snovi, izjema so HAPTENI, ki so majhne molekule, ki pa se v telesu vežejo na visokomolekularni beljakovinski nosilec in izzovejo imunski odziv. Antigenski odgovor povzroči le del molekule-antigenska determinanta ali EPITOP. Posamezni antigen ima lahko več epitopov. Kemijska sestava epitopov: aromatske AK so bolj imunogene kot nearomatske, levosučne AK so bolj imunogene od desnosučnih. Imunogenost antigenov lahko tudi povečamo z dodatkom ADJUVANSOV (kaolin, Al(OH)3, živalsko oglje, lanolin, parafinsko olje).

Osnove farmacevtske biotehnologije

Najpomembnejši antigeni: 1. Bakterijski (sestavine celičnih sten, bakterijski izločki), - endotoksini (slabi antigeni) - eksotoksini (termolabilni, sem spadajo najmočnejši toksiniDavica, Tetanus). 2. Virusni (dobri antigeni) 3. Rikecijski (dobri antigeni) 4. Glivni (slabi antigeni) Antigeni, ki senzibilizirajo organizem, spadajo med t.i. ALERGENE/IMUNOGENE. Ločimo tudi: AVTOANTIGENE-avtoimune bolezni (mišična distrofija, multipla skleroza, Parkinsonova bolezen). ALOANTIGENE- antigeni, ki izovejo imunski odgovor, če jih vbrizgamo drugemu posamezniku iste vrste (histokompatibilni faktorji, antigeni krvnih skupin). HETEROFILNE ANTIGENE- Forssmannov antigen: imajo ga budre, ovce, konji, mačke, psi. Osnove farmacevtske biotehnologije

7.3. Protitelesa

vdor antigena v telo

celična imunost (nastanek specifičnih senzibilizirajočih limfocitov T)

humoralna dejavnost (pojavljanje specifičnih protiteles)

Osnove farmacevtske biotehnologije

Trostopenjski sistem imunskega odziva: vezava antigena na makrofage izpostavitev antigena limfocitom razmnoževanje limfocitov, nastajajo efektorske celice in spominski limfociti eliminacija antigena ali pojav specifične neodzivnosti, tolerance na antigen

Osnove farmacevtske biotehnologije

Prepoznavanje antigena in tvorba protiteles:

Pri proteinskih antigenih močno sodelujejo limfociti T in B, pri polisaharidnih antigenih, pa so za rapoznavanje dovolj limfociti B. Celice pomagalke T (TH) nosijo na svoji površini epitope, ki so podobni epitopom na antigenu, ki ga izpostavi makrofag. Aktivirani makrofagi izločajo IL-1, ta omogoči defirencijajcijo celic pomagalk. Te začnejo izločati IL-2, to ima za posledico zorenje limfocitov T in B. Limfociti B zorijo v plazmatke, te pa začno izdelovati specifična protitelesa. Po določenem času se aktivirajo tudi celice zaviralke, ki zavirajo imunski sistem in celice ubijalke, ki ubijajo tuje celice z neposrednim dotikom. IL-2 stimulira tudi nastanek limfocitov O (celice K), ki ubijajo celice, prekrite s protitelesi.

Osnove farmacevtske biotehnologije

Receptorji za antigene so na limfocitih B in T: Na limfocitih B so tudi površinski imunoglobulini, ki so iz razredov IgM, IgD, IgA in IgG. Samouravnavanje imunskega sistema: Imunski odziv se zmanjša zaradi delovanja celic zaviralk in zaradi nastanka ANTIIDOTIPSKIH PROTITELES, ki nevtralizirajo delovanje protiteles.

Osnove farmacevtske biotehnologije

7.3.1. Zgradba protiteles

h i p e r v a r i a b i l n a

r e g i j a V

V F a b

l a h k a

v e r i g Ka

d i s u l f i d n i

K

v e z i

s l a d k o r n i

p r e g i b n a

r e g i j

e n o t i K F c

t e ž

k a

K V

v e r i g a K

-

k o n s t a n t n a r e g i j a v a r i a b i l n a r e g i j a Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

Cepitev molekule imunoglobulina s papainom, pepsinom in merkaptoetanol om (R. Porter 1962)

Osnove farmacevtske biotehnologije

Razredi imunoglobulinov: Glede na antigenost (izotip) težkih verig delimo protitelesa v : 1. IgG - jih je največ, - živijo najdlje, - prehajajo preko placente,

F a b

- imajo mesto za vezavi komplementa, ki vodi do lize celice, - so predvsem nevtralizirajoča protitelesa (nevtralizatorji toksinov), -v primarnem imunskem odzivu nastopijo za IgM, v sekundarnem, pa so IgG prvi.

d i s u l f i d n i

p r e g i b n a

v e z i

s l a d k o r n i

e n o

t i F c

Osnove farmacevtske biotehnologije

r

2. IgA - so protitelesa v izločkih (v mleku), - nastajajo zlasti ob sluznicah in potujejo od tam v kri in v sekret, - nahajajo se v dimerni obliki,

p r e g i b n a s e k r e t o r n a

J

k o m

r

p o n e n t a

v e r i g a

- bakterije uničujejo skupaj z lizocimom, - ščitijo pred virusnimi infekcijami.

p r e g i b n a

Osnove farmacevtske biotehnologije

r

3. IgM -sestavljeni so iz petih podenot, -so prvi Ig pri imunskem odzivu, - aktivirajo komplement, - ne prehajajo skozi plancento.

J

v e r i g a Osnove farmacevtske biotehnologije

4. IgD - vloga še ni natančno znana, - verjetno so receptorji na membranah limfocitov T

p r e g i b n a

Osnove farmacevtske biotehnologije

r

5. IgE

-vežejo se krvne in tkivne bazofilce,

F ( a2 b ') -so povzročitelji alergijskih reakcij takojšnjega tipa,

F c ' -verjetno tudi vloga, ki je do danes neznana.

F c

Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

TERAPEVTSKA PROTITELESA ♦ A) poliklonska protitelesa ♦ B) monoklonska protitelesa

- narejena s hibridoma tehnologijo - narejena s tehnologijo rekombinantne DNA

Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

7.4. Monoklonska protitelesa-postopek izdelave Prvič so jih naredili leta 1975. Želeli so dobiti protitelesa proti eni sami antigenski determinanti. Vsak limfocit B proizvaja le eno vrsto protiteles, žal pa limfocitov B ni možno gojiti ( v primarni kulturi živijo le nekaj dni). Zato so izdelali tehniko gojenja limfocitov B tako, da so jih združili z rakavimi mieloma celicami in jih naredili nesmrtne.

Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

HIBRIDIZACIJA CELIC - tvorba trajnih hibridomskih linij (hibridomov)

Osnove farmacevtske biotehnologije

Princip selektivnosti HAT medija - sinteza nukleotidov v sesalčjih celicah

Osnove farmacevtske biotehnologije

vezava na dihidrofolat reduktazo:

Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

Osnove farmacevtske biotehnologije

Razprostiranje makrofaga v celični kulturi

Osnove farmacevtske biotehnologije