AZ IMMUNGLOBULINOK SZERKEZETE ÉS FUNKCIÓJA

IMMUNGLOBULINOK - Szérum proteinek mennyisége Definíció B-sejtek felszínén megjelenő, illetve egy immunogénre válaszoló plazmasejtek által termelt glikoproteinek. A szérum proteinek elválasztása (töltés, méret , mol.tömegtől függően) + - α albumin Szérum proteinek mennyisége globulinok α1 α 2 β γ Immun szérum Ag adszorpcióval kapott szérum Elektroforetikus Mobilitás

AZ IMMUNGLOBULIN SZERKEZETE diszulfid híd Nehéz- és könnyűláncok Diszulfid hidak láncok közötti láncon belüli szénhidrát CH1 VL CL VH CH2 CH3 kapocs régió

IMMUNGLOBULIN FRAGMENTEK A SZERKEZET ÉS A FUNKCIÓ KAPCSOLATA antigén- kötés komplement kötő hely placentális transzfer kötődés az Fc receptorokhoz

AZ IMMUNGLOBULIN SZERKEZETE Variábilis és Konstant Régiók Kapocs Régió Domének VL & CL VH & CH1 - CH3 (CH4 pl. IgM) Oligoszacharidok diszulfid híd szénhidrát CH1 VL CL VH CH2 CH3 kapocs régió

Az IgG szerkezeti modellje

mIg = BCR

HIPERVARIÁBILIS RÉGIÓK könnyű lánc hipervariábilis régiója könnyű lánc nehéz lánc nehéz lánc hipervariábilis régiója

IMMUNGLOBULIN FRAGMENTEK A SZERKEZET ÉS A FUNKCIÓ KAPCSOLATA Papain Fab Ag kötés (valencia =1 monovalens) Specificitást a VH és a VL domének határozzák meg VH VL Fc Effektor funkciók Fc Fab

IMMUNGLOBULIN FRAGMENTEK A SZERKEZET ÉS A FUNKCIÓ KAPCSOLATA Pepszin F(ab’)2 Antigén kötés bivalens! valencia=2 bivalens – képes lehet precipitációra, agglutinációra Fc peptidek + F(ab’)2

Miért szükséges az Fc régió? felismerni az antigént precipitálni az antigént (bivalencia!) blokkolni a toxinok vagy patogénnel asszociált molekulák aktív helyét (neutralizáció) blokkolni a gazda és a patogénnel-asszociált molekulák közötti kölcsönhatásokat az F(ab’)2 fragmentum képes NEUTRALIZÁCIÓ sejtekkel kapcsolatos gyulladásos és effektor funkciókat a komplement rendszer gyulladásos és effektor funkcióit fagocitózist és az azt követő antigén prezentációs folyamatokat de Fc régió hiányában nem képes aktiválni A neutralizáció az egyetlen effektor funkció, amely az Fab régióhoz fűződik

Immunglobulin szerkezet-funkció kapcsolat Sejtfelszíni receptor a B sejteken (BCR) A B sejtek ennek segítségével érzékelik a környezet antigénjeit Összeköti az extracelluláris teret az intracelluláris szignál útvonallal Szekretált antitest Neutralizáció Effektor sejtek toborzása Komplement fixáció

A konstans szekvenciákban található allélikus változatok OSZTÁLY / ALOSZTÁLY ANTIGÉNKÖTŐ HELY A H-lánc (nehézlánc) konstans régiójának típusai, eltérő aminosav szekvencia Ig osztályok: IgG, IgA, IgE, IgD, IgM; alosztályok: IgA1-2, IgG1-4 (könnyűlánc izotípusok: κ, λ) A konstans szekvenciákban található allélikus változatok IgG – Gm allélek A H- és L-lánc variábilis (V) régióinak egyedi szekvencia variabilitása (klón-specifikus) (Ez felel a sokféle antigén specifikus megkötéséért!) Gm allotípusok kapcsolatban lehetnek egyes betegségekkel – pl. szklerózis multiplexszel Clin Immunol Immunopathol. 1985 Nov;37(2):143-53. IgG (Gm) allotypes and multiple sclerosis in a French population: phenotype distribution and quantitative abnormalities in CSF with respect to sex, disease severity, and presence of intrathecal antibodies. Sesboüé R, Daveau M, Degos JD, Martin-Mondiere C, Goust JM, Schuller E, Rivat-Peran L, Coquerel A, Dujardin M, Salier JP. --------------------------------------------- Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Jul 22;105(29):10131-6. Epub 2008 Jul 21. Plant-produced idiotype vaccines for the treatment of non-Hodgkin's lymphoma: safety and immunogenicity in a phase I clinical study. McCormick AA, Reddy S, Reinl SJ, Cameron TI, Czerwinkski DK, Vojdani F, Hanley KM, Garger SJ, White EL, Novak J, Barrett J, Holtz RB, Tusé D, Levy R. Plant-made vaccines have been the subject of intense interest because they can be produced economically in large scale without the use of animal-derived components. Plant-made therapeutic vaccines against challenging chronic diseases, such as cancer, have received little research attention, and no previous human clinical trials have been conducted in this vaccine category. We document the feasibility of using a plant viral expression system to produce personalized (patient-specific) recombinant idiotype vaccines against follicular B cell lymphoma and the results of administering these vaccines to lymphoma patients in a phase I safety and immunogenicity clinical trial. The system allowed rapid production and recovery of idiotypic single-chain antibodies (scFv) derived from each patient's tumor and immunization of patients with their own individual therapeutic antigen. Both low and high doses of vaccines, administered alone or co-administered with the adjuvant GM-CSF, were well tolerated with no serious adverse events. A majority (>70%) of the patients developed cellular or humoral immune responses, and 47% of the patients developed antigen-specific responses. Because 15 of 16 vaccines were glycosylated in plants, this study also shows that variation in patterns of antigen glycosylation do not impair the immunogenicity or affect the safety of the vaccines. Collectively, these findings support the conclusion that plant-produced idiotype vaccines are feasible to produce, safe to administer, and a viable option for idiotype-specific immune therapy in follicular lymphoma patients.

HUMÁN IMMUNGLOBULIN OSZTÁLYOK IgG - gamma (γ) nehézláncok IgM - mü (μ) nehézláncok IgA - alfa (α) nehézláncok IgD - delta (δ) nehézláncok IgE - epszilon (ε) nehézláncok Izotípusok! könnyűlánc típusok kappa (κ) lambda (λ)

ELLENANYAGOK IZOTÍPUSAINAK JELLEMZÉSE I. Szabad IgM pentamer (”csillag”) Antigénhez kötött IgM (”rák”)

ELLENANYAGOK IZOTÍPUSAINAK JELLEMZÉSE II.

AZ ELLENANYAG-ANTITEST KÖTŐDÉS JELLEMZÉSE Valencia: az antitestnek az antigénnel kialakított kapcsolatainak száma Affinitás: egy adott antigén és antigénkötő hely kapcsolatának erőssége Aviditás: az adott antitest összes kötőhelye affinitásainak „eredője” (nem az összege) sztérikus hatás

ELLENANYAGTERMELÉS AZ EGYEDFEJLŐDÉS SORÁN IgG IgM IgA SZÜLETÉS UTÁN anyatej 100% (felnőtt) 3 év 2 5 4 6 felnőtt 9 1 hónap anyai IgG SZÜLETÉS ELŐTT Születés elötti IgM a természetes ellenanyagtermelés termékei (CD5+ B1 sejtek – gyakran evol.konzervatív struktúrájú antigének felismerése, DNS, HSP, hisztonok – a VDJ átrendeződésnél általában az első? Szekvenciák kódolják) Az anyatejben található IgA áthidaló szerepű!

A SZEKRETOROS IgA TRANSZPORTJA A pIgR elhasadása teszi lehetővé az IgA leválását, ami a továbbiak során ezt a receptor darabot mint szekretoros fragmentumot hordozza J C S s J C S s J C S s MUC I N J C S s J C S s Az IgA és pIgR aktív folyamat révén vezikulákban átkerül az apikális felszínre J C S s Epithel sejt A pIgR és az IgA internalizációja A “poli Ig receptorok” (pIgR) az epithel sejtek bazolaterális felszínén találhatóak. Az itt található IgA (és IgM) ellenanyagokat szállítják az apikális felszínre J C S s B A szubmukóza B-sejtjei dimer IgA-t termelnek

AZ ELLENANYAGOK EFFEKTOR FUNKCIÓI Neutralizáció Opszonizáció (facilitált fagocitózis) ADCC Komplement aktiváció (ld. később)

NEUTRALIZÁCIÓ sejtkárosodás sejtvédelem

OPSZONIZÁCIÓ IDŐ IDŐ fagocitózis fagocitózis OPSZONIN NÉLKÜL OPSZONINNAL IDŐ IDŐ fagocitózis fagocitózis Bármely molekula opszonin, amely azáltal fokozza/segíti elő a fagocitózist, hogy megjelöli az antigént az immunválasz számára. A képen antitest opszoninok láthatók.

ANTIBODY DEPENDENT CELLULAR CYTOTOXICITY (ADCC) Az ellenanyag kötődés a sejtfelszíni antigénhez Az NK sejtek receptorai érzkelik a kötött ellenanyagokat Az Fc-receptor keresztkötések aktiválják az NK sejt ölőmechanizmusait A célsejt apoptózissal elhal

ELLENANYAGTERMELÉS AZ IMMUNVÁLASZ SORÁN szekunder válasz az A antigénnel szemben primer válasz az A antigénnel szemben ellenanyagszint primer válasz a B antigénnel szemben

A POLIKLONÁLIS ELLENANYAG VÁLASZ Immunszérum B-sejt készlet Ag Ag Aktivált B-sejtek Ellenanyag termelő plazmasejtek Antigén-specifikus ellenanyagok (Több klón termékei!)

Immunizálás módjai I. Passzív II. Aktív immunizálás Ilyenek a védőoltások, ilyenkor nem ellenanyagot, hanem elölt vagy legyengített kórokozót vagy annak tisztított antigénjeit juttatják be subcutan. Az immunválasz kialakulásához idő kell, függ a recipiens immunstátuszától, a hatás kifejlődése tovább tart, de hosszú távú védelmet biztosít (memória sejtek).

Intravénás immunglobulin Poolozott intravénás immunglobulin (IVIg) (Intratect, Intraglobin, Octagam, Gammagard) (kb. 59% IgG1, 36% IgG2, 3% IgG3, 2% IgG4 és max. 5% IgA) VÉDETT EGYÉN szérum ellenanyag Az immunrendszer nem aktiválódik Azonnal hat Átmeneti védelem/hatás Immunoglobulin lebomlás! VESZÉLYEZTETETT EGYED

Intravénás immunglobulin #1 Alacsony dózis: passzív immunizálás Indikációk: primer vagy szekunder immun deficiencia - veleszületett agammaglobulinaemia - súlyos kombinált immun deficiencia (SCID) - Wiskott-Aldrich szindróma - multiplex myeloma vagy krónikus lymphoid leukémia - koraszülöttek - allogén csontvelő transzplantáció - kongenitális HIV-fertőzés (AIDS)

Intravénás immunglobulin #2 Magas dózis: immunszuppresszió „Fiziológiás” immunszuppresszív ágens! Különösen ajánlott autoimmun betegségben szenvedő gyerekeknél, ennek egyetlen korlátja a magas kezelési költség. Indications: - immun thrombocytopenia (ITP) - dermatomyositis/polymyositis - myastheniás krízis (myasthenia gravis) - Guillain-Barré szindróma - graft versus host reakció (transzplantációt követően)