10 millió baci a kezed minden centiméterén

DC Hízó Sejt Granu Locita NK sejt B-sejt T-sejt Komp lement Felis Monocita/makrofág DC Hízó Sejt Granu Locita NK sejt B-sejt T-sejt Komp lement Felis merés kommunikáció Effektor funkció

Felismerő receptor típusok TLR RIG szerű receptorok NOD Scavanger receptorok C típusú lektin receptorok Mannóz felismerő receptorok Monocita/makrofág DC Hízó Sejt Granu locita NK sejt B-sejt T-sejt Komp lement Felis merés Mintázat felsimerő Opszo-ninok Mintázat felismerő Opszoninok Mintázat felsimerő receptorok Több féle aktiváló receptor Opszonin Saját ‘jelző’ gátló receptorok Mannóz, ellen-anyag Saját felszínt gátló molekulák védik (pl. sziálsav)

OPSZONIZÁLÁS ! ! Megkönnyíti a patogén felismerését a természetes immunrendszer sejtjeinek Befolyásolja a válaszreakciót. OPSZONINNAL OPSZONIN NÉLKÜL Legfőbb opszoninok: Ellenanyag Komplement fragmensek Akut fázis fehérjék IDŐ IDŐ fagocitózis Fc vagy komplement receptor fagocitózis

Közvetlen a patogénre irányuló: Effektor funkciók: Közvetlen a patogénre irányuló: Fagocitózis, szolubilis mediátorok NK sejt Komplement komplement A fertőzött sejt elpusztítása: Monocita/makrofág DC Hízó Sejt Granu locita NK sejt B-sejt T-sejt Komp lement Felis merés kommunikáció Effektor funkció Fagocitózis szolubilis mediátorok (ROS, NO, proteáz) szolubilis mediátorok Fagocitózis, Citotoxikus ADCC Komplement mediált lizis

DC Hízó Sejt Granu locita NK sejt B-sejt T-sejt Komp lement Felis Monocita/makrofág DC Hízó Sejt Granu locita NK sejt B-sejt T-sejt Komp lement Felis merés kommunikáció APC Akut gyulladás Effektor funkció

A fehérjék polipeptid molekulák (vagy több polipeptid alegységből felépülő szerkezetek). A peptidek és fehérjék között az a különbség, hogy a peptidek rövidek, míg a polipeptidek/fehérjék hosszúak. Ezek meghatározására számos különböző konvenció létezik, melyek mindegyikének megvannak a maga nüanszai.

! ! Nincs T-sejt válasz T-sejt válasz T A T-SEJTEK MHC MOLEKULÁKAT HORDOZÓ ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEK JELENLÉTÉBEN A SEJTFELSZÍNEN MEGJELENŐ PEPTID – MHC KOMPLEXEKET ISMERNEK FEL AZ ! ! Nincs T-sejt válasz T-sejt válasz T Sejtfelszíni MHC-peptid komplex oldott Ag Peptid antigének Sejtfelszíni natív Ag Sejt felszíni peptidek T sejtek az antigént nem szabad, teljes, természetes (natív) formájában ismerik fel, csak annak részleges lebontása és feldolgozása során keletkező fragmentumok formájában. Az esetek döntő részében ez valamilyen fehérjéből származó peptidet jelent. Ez natív formában nem is lenne felismerhető, hiszen a kisméretű peptidek ritkán rendelkeznek saját stabil térszerkezettel, hanem más sejtek felszínén található molekulák stabilizálják és mutatják meg ezeket a T sejtek számára. Ezek a molekulák, az MHC molekulák. Azaz a T sejtek szinte minden esetben fehérje természetű antigéneket ismernek fel, mégpedig kizárólag az MHC molekulák által bemutatott peptidek formájában. A T sejtek antigén receptora az MHC molekula és a rajta levő peptid együttesét, mint egységes komplexumot ismeri fel. APC

T-sejt felismerő mechanizmusa Kórokozó fehérjéiből peptid szakaszok előállítása Peptidek MHC-hez kapcsolása Peptid MHC komplex sejtfelszíni megjelenítése Peptid MHC komplex T sejt receptor általi felismerése Antigén prezentáló sejt T sejt

Azonos mintázat felismerő receptor Természetes immunrendszer felismerő mechanizmusa Különböző mikrobák Azonos mintázat felismerő receptor T-sejt felismerő mechanizmusa Tc APC peptid MHC Különböző patogénből származó peptideket, különböző T sejt receptor ismeri fel

Természetes immunrendszer felismerő mechanizmusa Különböző mikrobák Azonos mintázat felismerő receptor Fizikai kapcsolat a mikróba és a felismerő sejt között Közvetlen felismerés vagy opszonizáció T-sejt felismerő mechanizmusa APC T peptid MHC Közvetlen kapcsolat az antigénprezentáló sejt és a T sejt között -A T sejt nem kerül közvetlen kapcsolatba a kórokozóval Különböző patogénből származó peptid, különböző T sejt receptor ismeri fel

! ! B sejt epitóp T sejt epitóp (B sejtek ismerik fel) fehérjék szénhidrátok lipidek DNS szteroidok stb. - mesterséges vegyület is lehet! szöveti vagy oldott (T sejtek ismerik fel) peptidek (8-23 aminosav) (szigorú méretbeli kötöttség!) APC által történő bemutatás szükséges (MHC) A B sejtek az antigént (annak egy szakazsát, epitópját) szabad, teljes, természetes (natív) formájában ismerik fel, a T sejtek csak annak részleges lebontása és feldolgozása során keletkező fragmentumok, peptidek formájában MHC molekulákhoz kapcsolódva. Emiatt a B sejtek gyakorlatilag bármilyen természetű anyagot képesek felismerni, a T sejtek csak a fehérje antigéneket. A fehérjékből származó peptideket MHC molekulákkal komplexet alkotva.

AZ MHC KORLÁTOZÁS JELENSÉGE ! ! Egy adott T-sejt receptor egy adott MHC – peptid komplex felismerésére képes Ha ugyanaz az MHC egy másik peptidet köt, a T-sejt felismerés nem jön létre

! ! Az MHCI molekulák az összes magvas sejten kifejeződnek. Az expresszió mértéke változó, szabályozott, az immunválasz vagy egyes fertőzések befolyásolhatják a sejtfelszínen megjelenő molekulák számát. PEPTID 1 3 2 2m

Az MHCII molekulák csak a hivatásos antigénperzentáló sejteken fejeződnek ki. Dendritikus sejt Makrofág B-sejt Az expresszió mértéke változó, szabályozott, az immunválasz vagy egyes fertőzések befolyásolhatják a sejtfelszínen megjelenő molekulák számát. ! ! 2 1 2 1

! ! ! AZ I TÍPUSÚ MHC MOLEKULA TÉRSZERKEZETE Egy polimorf α lánc (immunglobulin domének) és egy nem polimorf β2 mikroglobulin PEPTID PEPTID 1 3 2 2m A peptid kötésért az α1 és α2 domének együttesen felelősek ! ! MINDEN MAGVAS SEJTEN KIFEJEZŐDIK

! ! ! AZ II TÍPUSÚ MHC MOLEKULA TÉRSZERKEZETE Egy polimorf α lánc és egy szintén polimorf β lánc. (immunglobulin domének) 2 1 2 1 PEPTID PEPTIDE A peptid kötésért az α1 és β1 domének együttesen felelősek ! A HIVATÁSOS ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEKEN (DC, makrofág, B-sejt ) JELENIK MEG !

A PEPTIDKÖTŐ HELY GEOMETRIÁJA -lánc Peptid -lánc -lánc Peptid Az MHC-I molekula 8-10 aminosav hosszúságú peptideket köt Az MHC-II molekula >13 aminosav hosszúságú peptideket köt

! ! A TCR egyszerre ismeri fel az MHC-t és a peptidet Az antigén fehérjéből származó peptid aminosavainak oldalláncai és az MHC molekula aminosav oldalláncai változatos felszínt hoznak létre. A T sejt ezt a felszínt egyben látja, egységként ismeri fel, az adott felszínehez a megfelelő T sejt receptor képes hozzákötődni.

! Egyféle MHC sok különböző peptid megkötésére képes Nem különbözteti meg a saját illetve idegen peptideket (mindent egyaránt prezentál-bemutat ) A sejtfelszínen egy típusú MHC egy időben sokféle peptidet prezentál. Vsz csak néhány MHC mutatja be az immunválaszt kiváltó peptidet T-sejtek jelenléte nem szükséges a peptidkötéshez !

Honnan származnak az MHC-hez kapcsolódó peptidek?

ANTIGÉN PREZENTÁCIÓ

AZ EXOGÉN ÉS ENDOGÉN ANTIGÉNEK FELISMERÉSE ! ! Az endogén fehérjékből (saját, vírus, tumor) származó peptideket az I. típusú MHC molekulák kötik Citotoxikus, CD8+ T-sejtek ismerik fel Tc Th Az exogén fehérjékből származó peptideket (extracelluláris saját, patogén, allergén) a II. típusú MHC molekulák kötik A CD4+ helper T-sejtek ismerik fel TCR CD8 CD4 peptid MHCI MHCII Exogén Ag Endogén Ag

AZ ANTIGÉN BEMUTATÁS/PREZENTÁCIÓ ! AZ ANTIGÉN BEMUTATÁS/PREZENTÁCIÓ FELTÉTELEI MHC molekulák kifejeződése a sejtfelszínen Az antigén peptidek intracelluláris előállítása – citotoxikus T sejt válasz Fehérje antigének felvétele az extracelluláris térből – helper T sejt válasz A fehérje antigének intracelluláris denaturációja/feldolgozása a T- sejtek számára Az intracellulárisan feldolgozott fehérje antigének fragmentumai (peptidek) sejtfelszíni bemutatása az MHC molekulák által ! Az  TCR-ral rendelkező T limfociták a fehérje antigénekből származó peptidek és MHC molekulák által képzett sejtfelszíni komplexek felismerésére szakosodtak !

Intracelluláris peptidek bemutatása az MHCI által MHCI minden magvas sejten megjelenik

MHCI prezentációhoz szükséges folyamatok: 1, fehérjék lebomlás a citoplazmában 2a peptidek bejuttatása az endoplazmatikus retikulumba 2b MHC szintézis az endoplazmatikus retikulumban 3. peptid kötődés az MHCI-hez 4. Sejtfelszíni megjelenés

Proteaszóma fehérje ubiqutin oligopeptidek A sejt összes fehérjéje lebomolhat/lebomlik a proteaszómák által Az MHC molekulák a keletkező rövid peptideket kötik meg Az MHC felszínére a sejten belül kapcsolódnak a peptidek

! MHC T-sejtek jelenléte nem szükséges a peptidkötéshez Nem különbözteti meg a saját illetve idegen peptideket (mindent egyaránt prezentál-bemutat )

Az MHC fehérjék szintézise is az ER-ban történik

(Transporters associated with antigen processing (TAP1 & 2)) A proteaszóma által termelt peptidek az endoplazmatikus retikulumba kerülnek. ER membrán ER lumen Citoplazma ER membrane Lumen of ER Cytosol ATP-binding cassette (ABC) domén Hidrofób transzmembrán domén Proteaszóma által termelt citoplazmatikus peptid antigének TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide A transzporter 8 aminosavnál hosszabb, hidrofób C-terminálissal rendelkező peptideket pumpál be az ER-ba A peptid származhat saját vagy idegen fehérjéből (Transporters associated with antigen processing (TAP1 & 2))

MHCI prezentációhoz szükséges folyamatok: 1, fehérjék lebomlás a citoplazmában 2a peptidek bejuttatása az endoplazmatikus retikulumba 2b MHC szintézis az endoplazmatikus retikulumban 3. peptid kötődés az MHCI-hez 4. Sejtfelszíni megjelenés

! AZ ENDOGÉN ANTIGÉN BEMUTATÁSI ÚT Tc-sejt MHC-I + saját peptid Ag peptid α-lánc+β2m MHC+peptid NYITOTT ZÁRT Peptid SAJÁT ANTIGÉN Az endoplazmatikus retikulumban szintetizálódó MHCI itt kapcsolódik a peptiddel Az MHC I molekulával kapcsolatba kerülő peptidek keletkezési helye a citoszol. Itt található a proteaszóma nevű enzimkomplex, ami megfelelő méretű peptid fragmentumokat készít a lebontásra szánt fehérjékből. A fehérjék lebomlása a sejtben természetes folyamat, így a sejt összes típusú fehérjéje lebomolhat/lebomlik a proteaszómák által. A keletkezett peptideket egy transzporter fehérjekomplex pumpálja be az endoplazmás retikulumba (ER), ahol a frissen szintetizált MHC I molekulákra kötödhetnek a peptidek. Általában 9 aminosavas peptidek kapcsolódnak az MHCI-hez, de 8 és 10 aminosavas peptideket is képesek lehetnek megkötni. A peptid megkötésével az MHC I molekula „lezáródik”, további pályafutása során már nem fog tudni már más peptidet megkötni. Csak ilyen peptidkötött állapotban képesek elhagyni az endoplazmás retikulumot, és a Golgi-készüléken keresztülutazva a sejtfelszínre kerülni. Ennek a folyamatnak az a jelentősége, hogy megakadályozza, hogy a külső környezetből idegen antigénekből származó peptidek kerüljenek az MHC I molekulákra. Ha ez megtörténne, az a citotoxikus T sejtek célpontjává tehetné a mikrobák közelében lévő normál sejteket. Ezek a folyamatok biztosítják, hogy a sejt belsejében megjelenő fehérjék, az ezekből származó peptidek folyamatosan megjelenjenek a sejtfelszínen, ezáltal ellenőrizhetővé, láthatóvá váljanak az immunrendszer ezen belül a T sejtek számára. Amennyiben a T sejtek idegen/veszélyes fehérjékből származó peptid szakaszokat észlelnek az MHCI molekulához kapcsolva, a bemutató (saját)sejtet elpusztítják, biztosítva, hogy a fertőzés vagy tumoros elváltozás ne terjedhessen tovább. α-lánc TAP1/2 gp96 calnexin FEHÉRJE SAJÁT ANTIGÉN Proteaszóma

A sejtfelszínen nem (alig) található üres, peptid nélküli MHC ! A sejtfelszínen nem (alig) található üres, peptid nélküli MHC A bekötődött peptid fixálta a konformációt, azaz nem cserélődik le a sejtfelszínen

MHCI prezentációhoz szükséges folyamatok: 1, fehérjék lebomlás a citoplazmában 2a peptidek bejuttatása az endoplazmatikus retikulumba 2b MHC szintézis az endoplazmatikus retikulumban 3. peptid kötődés az MHCI-hez 4. Sejtfelszíni megjelenés

MHC-I, proteaszóma komponensek,TAP mennyisége egyidejűleg szabályozott Pl. IFN --immunválasz -- általi koordinált kifejeződés Több MHCI-peptid komplex kerül ki a sejtfelszínre

Citotoxikus, CD8+ T-sejtek ismerik fel MHCI Minden magvas sejten megjelenik Az endogén fehérjékből (saját, vírus, tumor…) származó peptideket az I. típusú MHC molekulák kötik Citotoxikus, CD8+ T-sejtek ismerik fel Tc CD8 MHCI Endogén Ag

Extracelluláris peptidek bemutatása az MHCII által

! ! MHCII általi bemutatás csak a professzionális antigénprezentáló sejtek által. Ezen sejtek által (speciálisan,aktívan) felvett fehérjék kerülhetnek kapcsolatba az MHCII-vel Dendritikus sejt Makrofág B-sejt

! ! MHCII általi bemutatás: csak a professzionális antigénprezentáló sejtek által Extracelluláris antigének bemutatása Helper (segítő) T -sejtek CD4+ T sejteknek

! T-sejtek jelenléte nem szükséges a peptidkötéshez Nem különbözteti meg a saját illetve idegen peptideket (mindent egyaránt prezentál-bemutat ) A két prezentációs út egyszerre zajlik

! MHCII prezentációhoz szükséges folyamatok: 1, Külső (extracelluláris) antigének felvétele 2. MHCII védelem az ER-ben, hogy intracelluláris peptid ne kötődjön hozzá 3. Invariáns lánc peptid csere az endoszómában 4. Sejtfelszíni megjelenés

Endocitózis Korai endoszóma Késői endoszóma Fúzió a lizoszómával Kapcsolat a Golgival

Opszonizáció!!!

! ! OPSZONIZÁLÁS Megkönnyíti a patogén felismerését a természetes immunrendszer sejtjeinek Befolyásolja a válaszreakciót. OPSZONINNAL OPSZONIN NÉLKÜL Legfőbb opszoninok: Ellenanyag Komplement fragmensek Akut fázis fehérjék IDŐ IDŐ fagocitózis Fc vagy komplement receptor fagocitózis

Fagocitózis 1.Kemotaxis, patogénhez kapcsolódás 2. Bekebelezés 3. Fagoszóma formálás 4. Fagoszóma lizoszóma fúzió– fagolizoszóma 5. A mikróba enzimatikus emésztése

! ! Fagocitózisra képes sejtek Hivatásos antigén prezentáló sejtek Makrofágok Dendritikus sejtek Neutrofil granulociták Hivatásos antigén prezentáló sejtek Makrofágok Dendritikus sejtek B-limfociták Nem fagocita Csak receptor mediált endocitózis Nem prezentál MHCII-n keresztül 46

! MHCII prezentációhoz szükséges folyamatok: 1, Külső (extracelluláris) antigének felvétele Antigén felismerése– receptor mediált endocitózis, fagocitózis 2. MHCII védelem az ER-ben, hogy intracelluláris peptid ne kötődjön hozzá 3. Invariáns lánc peptid csere az endoszómában 4. Sejtfelszíni megjelenés

MHCII szintézis az ER-ben Az endoszómában az Ii hasad. A HLA-DM segítségével a Ii maradék CLIP hasított peptidekre hasad ! MHCII szintézis az ER-ben Ii nélkül nincs stabil α β lánc dimer MHCII Ii –komplex transzportja vezikulumokba c Az MHCII-peptid komplex transzportja a membránba MHCII expresszió, bemutatás a sejtfelszínen

INVARIÁNS LÁNC (Ii) funkciói: Chaperon – konformáció Peptidkötőhely gátlása Szállító/visszatartó molekula

AZ EXOGÉN ANTIGÉN BEMUTATÁSI ÚT Th-sejt MHC-II + Ag peptid MHC-II + saját peptid ZÁRT NYITOTT Ii+αβ CLIP DMA/B Az MHCII az invariáns lánc kötődésének köszönhetően az endoszómákba kerül, (az ER-ból) Az endoszómában hasítódik az invariáns lánc Az endoszomális DMA/B az invariáns lánc maradékát (CLIP) más peptidre cseréli

! MHCII prezentációhoz szükséges folyamatok: 1, Külső (extracelluláris) antigének felvétele (endoszóma/fagolizoszóma) 2. MHCII védelem az ER-ben, hogy intracelluláris peptid ne kötődjön hozzá 3. Invariáns lánc peptid csere az endoszómában 4. Sejtfelszíni megjelenés

A CD4+ helper T-sejtek ismerik fel MHCII Professzionális prezentáló sejtek! DC Makrofág B-sejt ! ! Th Az exogén fehérjékből származó peptideket (extracelluláris saját, patogén, allergén) a II. típusú MHC molekulák kötik A CD4+ helper T-sejtek ismerik fel CD4 MHCII Exogén Ag

AZ I ÉS II TÍPUSÚ MHC MOLEKULÁK KIFEJEZŐDÉSÉNEK SZABÁLYOZÁSA IFNγ IFNγR A II típusú immun IFNγ fokozza az MHC expressziót Gyulladási citokinek és IFNγ hatására az MHC II expresszió egyes szöveti sejteken (endotél, asztrocita, mikroglia) is kiváltható Co-ordinated upregulation of MHC-I, TAP, LMP and MHC-II, DM, Ii

Folyamatos mintavétel az extracelluláris térből (fagocitózis, pinocitózis) Makrofág, DC antigén felismerés PRR vagy opszonizáció MHCII Exogén Ag Fagocita sejt PRR Patogén lebontása a lizoszómában Peptid MHCII kapcsolat APC Peptid MHCII komplex megjelenése az APC sejt felszínén

Th Exogén Ag T sejt TCR MHCII/ peptid kapcsolat Antigén prezentáló sejt TCR MHCII/ peptid kapcsolat Exogén Ag APC

Professzionális antigén prezentáló sejtek ANTIGEN ÁTALAKÍTÁS ÉS BEMUTATÁS !   MHC I Minden magvas sejt MHC II Professzionális antigén prezentáló sejtek Kötött peptid forrás saját vagy idegen fehérjék méret 8-10 aminosav 13-25 aminosav természetes citoplazmatikus és magi fehérjék ~70% MHC eredetű, membrán- és extra- celluláris fehérjék Peptid képződés helye citoplazma vezikulumok endo/lizoszóma MHC transzport nincs Ii - irányít, visszatart ER vezikuláris rendszer speciális vezikulum CIIV MHC - peptide kölcsönhatás Helye ER speciális vezikulum, CIIV MHC - peptid komplexek a sejtfelszínen stabil komplexek a sejt belső környezetét tükrözik stabil complexek a sejt külső környezetét tükrözik

Antigén felvétel Antigén feldolgozás MHC szintézis MHC-peptid kapcsolat

AZ EXOGÉN ÉS ENDOGÉN ANTIGÉNEK FELISMERÉSE ! ! Tc Th CD8 CD4 Exogén Ag Endogén Ag MHCI MHCII A CD8 illetve CD4 a nem polimorf α3 illetve β2 doménhez kapcsolódik

! AZ MHC FUNKCIÓI Az immunológiai saját meghatározása Saját MHC + saját peptid – egyedekként változó MHC és saját peptid Az immunológiailag idegen meghatározása Saját MHC + idegen peptid – egyedekként változó MHC és idegen peptid Saját fehérjékből származó peptidek prezentálása – immunológiai saját folyamatos megjelenítése Antigénből származó peptidek prezentálása – idegen/megváltozott saját felismerése Allogén válasz idegen MHC-val szembeni válasz (transzplantáció) Az MHC által korlátozott T-sejt felismerés következménye Az NK sejt felismerés célpontja