Monocit a/makro fág DCHízó Sejt Granu Locita NK sejtB-sejtT-sejtKomp lement Felis merés kommu nikáció Effektor funkció

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

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

Monocita/m akrofág DCHízó Sejt Granu locita NK sejtB- sejt T- sejt Komp lement Felis merés kommu nikáció Effektor funkció Fagocitózis szolubilis mediátorok (ROS, NO, proteáz) szolubil is mediát orok Fagocitózis, szolubilis mediátorok (ROS, NO, proteáz) Citotoxik us ADCC Komple ment mediált lizis Effektor funkciók: Közvetlen a patogénre irányuló: Fagocitózis, szolubilis mediátorok NK sejt Komplement komplement A fertőzött sejt elpusztítása:

Monocita/ makrofág DCHízó Sejt Granu locita NK sejtB-sejtT-sejtKomp lement Felis merés kommu nikáció APC Akut gyulladás APC Effektor funkció

A VELESZÜLETETT/TERMÉSZETES IMMUNITÁS Patogének illetve veszély jelek alapvető felismerése. Vagy a saját hiányának felismerése. Állandóan nagy számban (a kellő számban) jelenlévő rendszer. Szövet között makrofág, DC, -- Keringésben monocita, neutrofil granulocita, komplement rendszer NK sejt Folyamatosan készen áll, képes az azonnali válaszra Egyes összetevőinek mennyisége fertőzés hatására megnő.pl akut gyulladás során, akut fázis fehérjék képződése, csontvelői sejt termelődés fokozása. A fertőzés helyére gyűlik, lokálisan erősen megnő a sejtszám. Aktiváló jelek (főként citokinek) fokozzák a működését Opszonizáció fokozza a működését Fokozzák az alapaktivitást !

IMMUNVÁLASZ Szaporodás Hőszabályozás Szoptatás A LEGTÖBB ENERGIÁT IGÉNYLŐ RENDSZEREK Állandóan nagy számban jelenlévő rendszer. Kórokozó hiányában is! Optimalizálás? Intracelluláris tér ellenőrzése

A T-SEJTEK MHC MOLEKULÁKAT HORDOZÓ ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEK JELENLÉTÉBEN A SEJTFELSZÍNEN MEGJELENŐ PEPTID – MHC KOMPLEXEKET ISMERNEK FEL AZ T Nincs T-sejt válasz oldott Ag Sejtfelszíni natív Ag Peptid antigének Sejtfelszíni MHC- peptid komplex T-sejt válasz Sejt felszíni peptidek APC ! !

A dendritikus sejtek felismerik a szervezetbe kerülő antigént és a nyirokcsomóba szállítják, ahol a T-sejtek számára bemutatják azt.

A fehérjék polipeptid molekulák (vagy több polipeptid alegységből felépülő szerkezetek).fehérjék 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.

T-sejt felismerő mechanizmusa Fehérjékből 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

B sejt epitópT 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) ! !

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

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1 33 22 2m2m !!

22 11 22 11 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. !!

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

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

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

MHCI Endogén antigének bemutatása citotoxikus T sejtek számára ! ! Hogyan érzékeli az immunrendszer a sejten belüli (intracelluláris) fertőzéseket

Rendszer optimalizálás 1: Ha van immunrendszerünk, akkor ellenőrizze a sejten belüli környezetet is.

A citoplazmából származó (endogén) fehérjék lebomlásakor képződő peptidek megjelennek a sejtfelszínen az MHC-I molekulához kapcsolódva Citoszólban található fehérje A fehérjéből peptid képződik a citoszólban Az MHC-I /peptid komplexe a sejtmebránba kerül A képződött peptidek at ER-ba jutnak

Az MHC nem különbözteti meg a saját illetve idegen peptideket (mindent egyaránt prezentál-bemutat ) Kórokozó hiányában is zajló folyamat! !

A CITOPLAZMÁBÓL SZÁRMAZÓ PEPTIDEK AZ MHC-I MOLEKULÁKON KERESZTÜL PREZENTÁLÓDNAK A T- SEJTEK SZÁMÁRA Az MHC-I-en keresztüli antigén prezentáció feladata a sejt belső állapotának bemutatása, reprezentáslása a sejtfelszínen

Honnan származnak az MHC-hez kapcsolódó peptidek?

ANTIGÉN PREZENTÁCIÓ

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 ER-on belül kapcsolódnak a peptidek

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

Az MHC fehérjék szintézise is az ER-ban történik

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

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 Proteaszóma FEHÉRJE SAJÁT ANTIGÉN TAP1/2 gp96 calnexin α-lánc α-lánc+β2mMHC+peptid MHC-I + Ag peptid MHC-I + saját peptid ZÁRTNYITOTT Az endoplazmatikus retikulumban szintetizálódó MHCI itt kapcsolódik a peptiddel Peptid SAJÁT ANTIGÉN !

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 Az MHCI molekulák az összes magvas sejten kifejeződnek de az expresszió mértéke változó,

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

Rendszer optimalizálás 1: Ha van immunrendszerünk, akkor ellenőrizze a sejten belüli környezetet is. Rendszer optimalizálás 2: Ha van MHC molekulánk ellenőrizze a sejten kívüli környezetet is.

Extracelluláris peptidek bemutatása az MHCII által

MHCII Exogén eredetű antigének bemutatása A segítő T sejteknek ! !

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 Exogén 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 !

Korai endoszóma Késői endoszóma Fúzió a lizoszómával Kapcsolat a Golgival Endocitózis

Opszonizáció!!!

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

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

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 !

!

INVARIÁNS LÁNC (Ii) funkciói: 1.Chaperon – konformáció 2.Peptidkötőhely gátlása 3.Szállító/visszatartó molekula

Th-sejt AZ EXOGÉN ANTIGÉN BEMUTATÁSI ÚT ZÁRTNYITOTT Ii+αβ CLIP DMA/B MHC-II + Ag peptid MHC-II + saját peptid 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 !

Exogén Ag 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 Professzionális prezentáló sejtek! DC Makrofág B-sejt ! !

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

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

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

MHC I Minden magvas sejt MHC II Professzionális antigén prezentáló sejtek Kötött peptidforrássaját vagy idegen fehérjék méret8-10 aminosav13-25 aminosav természetescitoplazmatikus és magi fehérjék ~70% MHC eredetű, membrán- és extra- celluláris fehérjék Peptid képződéshelyecitoplazmavezikulumok endo/lizoszóma MHC transzport nincsIi - irányít, visszatart ER vezikuláris rendszer speciális vezikulum CIIV MHC - peptide kölcsönhatás HelyeERspeciális vezikulum, CIIV MHC - peptid komplexek a sejtfelszínen stabil komplexek a sejt belső környezetét tükrözik stabil complexek a sejt külső környezetét tükrözik ANTIGEN ÁTALAKÍTÁS ÉS BEMUTATÁS !

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

AZ ANTIGÉN BEMUTATÁS/PREZENTÁCIÓ FELTÉTELEI 1.MHC molekulák kifejeződése a sejtfelszínen citotoxikus T sejt válasz 2.Az antigén peptidek intracelluláris előállítása – citotoxikus T sejt válasz 3.Fehérje antigének felvétele az extracelluláris térből – helper T sejt válasz 4.A fehérje antigének intracelluláris denaturációja/feldolgozása a T- sejtek számára 5.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 ! ! !

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 !

Különböző mikrobák Azonos mintázat felismerő receptor Fizikai kapcsolat a mikróba és a felismerő sejt között Közvetlen felismerés vagy opszonizáció 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 Természetes immunrendszer felismerő mechanizmusa T-sejt felismerő mechanizmusa APC T peptid MHC T

B sejt epitópT 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 TCR egyszerre ismeri fel az MHC-t és a peptidet ! !

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 ! !