3. szeminárium Természetes immunitás: Antivirális állapot, Ölő sejtek, A komplementrendszer

A KONVENCIONÁLIS ÉS PLAZMACITOID DENDRITIKUS SEJTEK KÜLÖNBÖZŐ RECEPTOR KÉSZLETTEL RENDELKEZNEK 4 6 6 2 1 1 5 10 3 7 9 7 8 NLR RLH RLH pDC cDC TLR1 – bakteriális lipoprotein (TLR2-vel együtt) TLR2 – bakteriális lipoprotein, peptidoglikán, lipoteikol sav (heterodimer: +TLR1 vagy +TLR6) TLR3 – virális duplaszálú RNS (dsRNS) TLR4 – bakteriális LPS (endotoxin) TLR5 – bakteriális flagellin TLR6 – bakteriális lipoprotein (TLR2-vel együtt) TLR7 – virális egyszálú RNS (ssRNS) TLR8 – GU gazdag virális ssRNS TLR9 – nem metilált CpG DNS TLR10 – módosított virális nukleotidok NLR – mikrobiális termékek RLR – dsRNS IL-1β IFNαβ Benkő et al 2008

Az I. típusú IFN válasz: antivirális állapot Plazmacitoid dendritikus sejt (pDC) Vírus-fertőzött sejtek Interferon válasz Vírusreplikáció gátlása minden sejtben NK-sejt receptor ligandok fokozott kifejeződése NK-sejtek aktiválása A pDC-k 1000x több I. típusú interferont termelnek mint más sejtek (Natural Interferon Producing Cells – NIPC) Vírus fertőzés során a nyirokcsomók T-sejtes zónájába vándorolnak

VÍRUS INDUKÁLT INTERFERON TERMELÉS 1. típusú IFN receptor IFN válasz Vírus IFN NFB AP-1 IRF3 IFN parakrin IFN IRF7 autokrin Vírussal fertőzött sejt IFN válasz IFN

INTERFERON KÖZVETÍTETT VÉGREHAJTÓ ÚTVONALAK 1. Mx GTP-áz útvonal Gátolja a vírus fehérjék átírását 2. 2',5'-oligoadenilát szintetáz (OAS) irányított ribonukleáz L útvonal Vírus RNS degradációja 3. Protein kináz R (PKR) útvonal Transzláció gátlása 4. ISG15 ubiquitin-szerű útvonal Fehérje funkció módosítása A VÍRUSREPLIKÁCIÓ MINDEN PONTJÁN GÁTOL

AZ I. TÍPUSÚ INTERFERONOK ÖSSZETETT HATÁSA Vírusok TLR4 TRAM Az NK-sejtek sejtölő képessége nő TRIF TLR7 TLR8 TLR9 TLR3 TRIF TANK MyD88 IRAK-1 TRAF-6 Az  és γδ T-sejtek aktivációja fokozódik RIG-1 IKKε TBK1 IRF-3 IRF-5 IRF-7 IFN-β, IFN-α IRF-7 A mieloid dendritikus sejtek „kereszt prezentáló” aktivitása nő STAT1/2 JAK1 TYK2 IFNAR1 IFNAR2 I. típusú interferon receptor Az ellenanyag termelés fokozódik

A VELESZÜLETETT IMMUNVÁLASZ EFFEKTOR MECHANIZMUSAI Sejten belüli ölés Lebontás Fagocita sejt baktérium PRR Felvétel FAGOCITA RENDSZER A fertőzött sejt lízise Vírussal fertőzött sejt PRR FELISMERÉSAKTIVÁCIÓ ÖLŐ SEJTEK baktérium lízise gyulladás kemotaxis komplement-mediált fagocitózis Baktérium KOMPLEMENT Komplement-fehérjék KOMPLEMENTRENDSZER

AZ NK-SEJTEK Hasonlóak a citotoxikus T-sejtekhez, de: Plazmacitoid dendritikus sejt (pDC) Vírus-fertőzött sejtek Interferon válasz Vírusreplikáció gátlása minden sejtben NK-sejt receptor ligandok fokozott kifejeződése NK-sejtek aktiválása Hasonlóak a citotoxikus T-sejtekhez, de: A limfocitáknál nagyobb méretűek Nincs átrendezett antigénspecifikus receptoruk Nagy citoplazmatikus granulumaik vannak Gyorsan reagálnak, részben aktivált állapotban keringenek

NK-SEJTEK ÁLTALI FELISMERÉS ÉS ÖLŐ FUNKCIÓ KIR KAR Lítikus granulumok tartalma: perforin: pórus formálás a célsejt membránjában lízis granzim: célsejt apoptózisa

TERMÉSZETES ÖLŐ SEJTEK AKTIVÁCIÓJA Vírus-fertőzött sejt PRR NK sejt felismerés aktiváció Fertőzött sejtek lízise A megváltozott, saját struktúrák felismerése A komplementrendszer és NK-sejt aktiváció kinetikája vírusfertőzés során IFN/ IL-12 Komplement rendszer NK-sejt napok Relative level/activity

A VELESZÜLETETT IMMUNVÁLASZ EFFEKTOR MECHANIZMUSAI Sejten belüli ölés Lebontás Fagocita sejt baktérium PRR Felvétel FAGOCITA RENDSZER A fertőzött sejt lízise Vírussal fertőzött sejt PRR FELISMERÉSAKTIVÁCIÓ ÖLŐ SEJTEK baktérium lízise gyulladás kemotaxis komplement-mediált fagocitózis Baktérium KOMPLEMENT Komplement-fehérjék KOMPLEMENTRENDSZER

KOMPLEMENTRENDSZER A komplementrendszer a vérben (testnedvekben) inaktív állapotban jelenlévő, egymással kaszkádszerűen/láncreakcióban reagáló molekulák és sejtfelszíni struktúrák rendszere. Kb. 30 komponense van: aktiváló molekulák szabályozó faktorok komplement receptorok saját sejtek károsodását gátló membránfehérjék A komplementrendszert alkotó fehérjék/glikoproteinek nagy része a májban termelődik.

A KOMPLEMENTRENDSZER AKTIVÁCIÓJA ÉS A HATÁSÁT FELERŐSÍTŐ KASZKÁD ELVI VÁZLATA Szükség van aktiváló felszínre !

Mannózkötő lektin útvonal Klasszikus útvonal KOMPLEMENTRENDSZER Alternatív útvonal Mannózkötő lektin útvonal Klasszikus útvonal KOMPLEMENT AKTIVÁCIÓ GYULLADÁSOS SEJTEK TOBORZÁSA PATOGÉNEK OPSZONIZÁCIÓJA PATOGÉNEK ELPUSZTÍTÁSA

KLASSZIKUS ÚTVONAL a C1 komplex Kollagén „szárak” Globuláris „fejek” Állandóan jelen van a szérumban, de csak felszínhez kötötten tud aktiválódni Többszörös kis affinitású kölcsönhatás az immunkomplexekkel (ellenanyag Fc-régió)   Konformációváltozás  C1r, C1s szerin proteázok bekapcsolnak  C2 és C4 aktiválása

A C1 KOMPLEX AKTIVÁCIÓJA

A KLASSZIKUS ÚTVONAL: A C3b KLASSZIKUS C3 KONVERTÁZ ÁLTALI KÉPZŐDÉSE, KOMPLEMENT FIXÁCIÓ Amikor a 2 dimenziós („csillag”) konformációjú IgM pentamer antigénekhez kötődik, 3 dimenziós („rák”) konformációt vesz fel, így kötőhelyek alakulnak ki a C1q globuláris fejei számára. Az aktivált C1-komplex ezután hasítja a C2-t és C4-et, melyek nagyobb fragmentumai alakítják ki a klasszikus C3 konvertázt a patogén felszínén. A C3C3b átalakulás a C3b fragmentumok patogén felszínhez kötődéséhez és effektor funkciók beindulásához vezet (pl. opszonizáció). A C3a fragmentum fagocitákat toboroz. A szakirodalomban két jelölése is elterjedt a C2 nagyobb fragmentumának, a C2a és a C2b is. A klasszikus útvonal C3-konvertáza mindig a C2 és C4 komplement fehérjék nagyobb fragmentumaiból szerelődik össze, függetlenül az elnevezéstől!

A MANNÓZKÖTŐ LEKTIN ÚTVONAL A komplement kaszkádot a C1q-hoz nagyon hasonló kollektin indítja el Patogének mannóz vagy hasonló cukor egységeihez kötődik Az emlős sejtek más cukor molekulákat fejeznek ki (sziálsav) A MASP-1 és MASP-2 a C1r és C1s molekulákhoz hasonló (közös génből) A természetes immunitás fontos komponense MASP = MBL-asszociált szerin proteáz

A FEHÉRJÉK GLIKOZILÁCIÓJA FAJONKÉNT ELTÉRŐ  LEHETŐVÉ TESZI A FELISMERÉST Eukarióták Prokarióták Glükózamin Galaktóz Mannóz Sziálsav

AZ MBL KOMPLEX AKTIVÁCIÓJA The literature sometimes refers to the bigger fragment of C2 as C2a but it is more consequent if we use ‚b’ for the bigger fragments of all complement molecules

AZ ALTERNATÍV ÚTVONAL AKTIVÁCIÓJA A C3b a klasszikus vagy a lektin útvonalból is származhat

A KOMPLEMENTRENDSZER KÖZPONTI KOMPONENSE: A C3 KOMPLEMENT FIXÁCIÓ Komplement kötődés C3 hasítása Tioészter kötés szabaddá válása baktériumok lebontásra ítélése hasítás nukleofil fagociták toborzása (3 900 000 000 000 000 molekula/ml)

C3 konvertáz + C3b = C5 konvertáz (C4bC2bC3b) A klasszikus és az alternatív útvonal C3-konvertázai különböznek a felépítésükben, de funkciójukat tekintve azonosak

MEMBRANE ATTACK COMPLEX (MAC = C5b-C9n) MAC-ek által képzett lyukak a sejtfalban Pore formation  osmotic lysis of pathogens

Komplement aktiváció Összefoglaló

C3 KONVERTÁZ C3b Antigén-ellenanyag komplex Mannóz Patogén felszín MBL MASP-1/MASP-2 Szerin proteáz C4, C2 C1q, C1r, C1s Szerin proteáz C4, C2 C3 B, D C3 KONVERTÁZ C4a* C3a, C5a C3b TerminálisC5b – C9 Opszonizáció Kötődik a fagocita CR3-hoz Immunkomplex eltávolítás Gyulladási peptid mediátorok Fagocita toborzás MAC Patogén/sejt lízis

Anafilatoxinok: C3a, C4a, C5a

Opszonizáció Komplement-mediált fagocitózis

VIDEÓ: A KLASSZIKUS ÚTON KERESZTÜL TÖRTÉNŐ AKTIVÁCIÓ

A KOMPLEMENTRENDSZER SZABÁLYOZÁSA

Hiányzó komplementfehérje A komplementrendszer szabályozó molekuláinak és receptorainak deficienciái Hiányzó komplementfehérje A hiány hatása C1, C2, C4 C3 Immunkomplex betegség (hasonlóan az SLE-hez), gennykeltő fertőzésekre való fogékonyság MAC, alternatív útvonal komponensek Fogékonyság Neisseria fertőzésre C1INH Örökletes angioneurotikus ödéma (HANO) DAF (CD55), MIRL (CD59) Paroxysmalis nocturnalis haemoglobinuria (PNH)

HEREDITARY ANGIONEUROTIC EDEMA (HANE) (HEREDITARY C1INH DEFECT) Inhibition by C1INH in many steps bradykinin és C2-kinin: megnövelik a posztkapilláris vénák permeabilitását  ödema A plazmin jelenlétében a C1 folyamatosan hasítja a C2-őt és a C4-et Fő tünetek: bőr, belek, légutak duzzanata súlyos akut hasi fájdalom, hányás ödéma különféle helyeken (gégeduzzanat – fulladást okozhat) Kezelés: iv. C1INH, FFP, szteroid kallikrein inhibitor vagy bradikinin receptor antagonisták FFP= Fresh Frozen Plasma

PAROXYSMALIS NOCTURNALIS HEMOGLOBINURIA (PNH) a PIG-A gén szerzett mutációja a mieloid prekurzorokban, mely következtében a hibás prekurzorokból származó sejtekben hiányoznak a membránban a GPI-horgonyzott fehérjék (klonális mutáció) ilyen GPI-horgonyzott fehérjék például a CD59 és a CD55 komplement szabályozó fehérjék ezek hiánya miatt a PNH betegek érintett sejtjei (vvs., thr., fvs.) hajlamosabbak a komplement-mediált lízisre  anémia a vérsejtek lízise során felszabaduló hemoglobin bekerül a vizeletbe  hemoglobinuria A károsodott leukocitákból szöveti faktor szabadul fel  trombózisok Terápia: eculizumab (Soliris - C5 ellenes monoklonális antitest), csontvelőátültetés, szteroid PIG-A - phosphatidylinositol glycan A (enzim) (X kromoszómás a génje – nőkben is inaktív az egyik X a párból ezért ott is problémát okozhat) „szerzett tulajdonság” – korai embrionális életben valamelyik progenitor sejt PIG-A gén mutációja miatt. Mozaikosság, hordozó klónok. (Glycophosphatidylinositol - GPI) Az inaktív kromoszóma kondenzálódik és a különböző sejtekben rendszerint a sejtmembrán közelében található. Ez a Barr-test. Minden női sejtben tehát egy-egy Barr-test található. A karéjos magvú leukocitákban (granulociták) a sejtmaghoz kapcsolódó “dobverő” formájában találhatók meg. A férfiaknál mind a Barr-test mind a dobverő természetesen hiányzik. A dobverőt és a Barr-testet szexkromatinnak is szokták nevezni, ezt keresik meg a sportolók szexvizsgálata során

PNH-S BETEGTŐL VETT VIZELETMINTÁK SZÍNÉNEK VÁLTOZÁSA A NAP SORÁN