sejten belüli pusztítás

Az előadások a következő témára: "sejten belüli pusztítás"— Előadás másolata:

1 sejten belüli pusztítás
A TERMÉSZETES IMMUNITÁS MECHANIZMUSAI fagocitózis sejten belüli pusztítás FAGOCITÓZIS fagocita baktérium LPS baktérium C-fehérjék baktérium lízise gyulladás komplement függő fagocitózis KOMPLEMENT GYULLADÁS baktérium LPS citokinek neutrofil NK-sejt makrofág TNF IL-12 IFN NK-SEJTEK vírussal fertőzött sejt NK-sejt fertőzött sejt lízise

2 A MAKROFÁGOK KIALAKULÁSA
Őssejt Szerv/szövet Makrofág populáció Csont Osteoclast Központi idegrsz. Microglia Kötőszövet Histiocyta Placenta Hofbauer sejt Vese Mesangialis sejtek Máj Kupffer sejtek Peritoneum Peritoneális makrofágok Tüdő Alveoláris makrofágok Bőr Epidermális és dermális makrofágok Csontvelő PU-1 Ér Monocita Szövetek szervek Makrofág A makrofágok stromasejt funkciót is elláthatnak, ezáltal más sejtek differenciálódását segítve elő.

3 A MAKROFÁGOK RECEPTORAI, SEJTFELSZÍNI MOLEKULÁI
LPS receptor (CD14) + TLR4 Scavanger receptor Mannóz receptor MHCI TLR – patogén mintázatok FcRI (CD64) Ag + IgG Komplex FcRII (CD32) peroxidáz hidroláz MHCII FcRIII (CD16) LFA1 (CD11a/CD18) CR1 (CD35) CR3 (CD11b/CD18)

4 Makrofágok aktivációja
Dale, D. C. et al. Blood 2008;112: Copyright ©2008 American Society of Hematology. Copyright restrictions may apply.

5 A MAKROFÁGOK RECEPTORAI, SEJTFELSZÍNI MOLEKULÁI
LIGAND FUNKCIÓ FcR IgG, IgE Opszonizált fagocitózis, ADCC, gyulladásos mediátorok termelése CR3 iC3B, ICAM-1 Opszonizált fagocitózis, M aktiváció Macrophage Mannose Receptor Lectin Endocitózis, fagocitózis, antigén kötés, transzport SR-A LPS, polianionok, lipoteikolsav Endocitózis, fagocitózis CD14 LPS LPS kötés CCR1 MIP1a, MCP-3 Monociták vándorlása CCR3 Eotaxin Migráció CCR5 MIP1 Migráció, HIV-1 koreceptor CXCR4 SDF-1a

6 Makrofágok aktivációja
Aktivált makrofágok válasza Kostimulátor molekulák ki- fejeződése nö- vekedik (pl. B7) Fagocitált mikróbák elpusztítása Makrofág az emésztett mikróbával Citokinszekréció (TNF, IL-1, IL-12) MHC-molekulák kifejeződése nő

7 Makrofágok aktivációja
IFNg IL-12 IL-18 Th 1 sejt NK sejt Gyulladási citokinek Antimikrobiális anyagok Makrofágok aktivációja Gyulladási citokinek Mikroorganizmusok TNF IL-6 IL-12 Alternatív aktiváció: Mannóz receptor – endocitózis Th2 kemokinek NOS gátlás Szöveti regenerálódás IL-4 IL-13 Th 2 sejt IL-10 T sejt APC Inaktiváció

8 Aktivált makrofágok szerepe az immunválaszban
Makrofág funkciók Szerepe az immunválaszban Reaktív oxigéngyökök és nitrogén-monoxid termelése, lizoszomális enzimek fokozott expresszója Citokintermelés: TNF-α, IL-1, IL-6, IL-12 MHC és kostimulátor molekulák fokozódó expressziója Mikróbák elpusztítása a fagolizoszómában Gyulladás, erek permeabilitása növekszik, leukociták toborzása, véralvadás, láz, Th1 polarizáció (IL-12) Fokozott T sejt aktiváció

9 Fagocitózis A mikróbák a fagociták receptoraihoz kötődnek
A fagocita membrán körülöleli a mikróbát A mikróba a fagoszómába záródik A lizoszóma a fagoszómával egyesül, és a mikróba elpusztul Antitesttel opszonizált mikróba Mannóz receptor Mac-1 integrin Scavenger-receptor Fagoszóma A mikróba elpusztítása Lizoszóma

10 Baktériumok elpusztítása a sejtben
Sejten kívüli baktériumölés Bekebelezett bak- tériumok ölése oxi-géngyökök és NO segítségével Baktériumölés a fagolizoszómákban, lizoszomális enzimekkel

11 Baktériumok elpusztítása a sejtben
Reaktív oxigéngyökök A fagolizoszómában lévő baktériumok érzékenyek a reaktív oxigéngyökökre, amelyek rongálják a sejtfal alkotóelemeit és DNS-töréseket hoznak létre. A reaktív oxigéngyökök (ROI – Reactive Oxygen Intermediers) termelését IFN-γ által aktivált, membránkötött NADPH oxidáz végzi. NADPH Oxidáz O2 + NADPH NADP + O2- + H+ Az O2- továbbalakul a szuperoxid-dizmutáz (SOD) segítségével. SOD O2- + H+ O2 + H2O2

12 Baktériumok elpusztítása a sejtben
Reaktív oxigéngyökök Megfelelő vas katalizátor jelenlétében a Haber-Weiss reakció zajlik le: O2- + Fe3+ O2 + Fe2+ H2O2 + Fe2+ OH + OH- + Fe3+ O2- + H2O2 OH +OH- + O2 Az O2- átalakul 1O2-vé. Az 1O2 és OH rövid életidejű, erőteljes oxidánsok, nagy antibakteriális aktivitással, mivel károsítják a DNS-t, membránlipideket és -fehérjéket. Nevezéktan O2- - szuperoxid anion OH – szabad elektront tartalmazó hidroxilgyök 1O2 – szinglet oxigén, az O2 nagyon reaktív formája

13 Baktériumok elpusztítása a sejtben Mieloperoxidáz-függő sejtpusztítás
Reaktív oxigéngyökök Mieloperoxidáz-függő sejtpusztítás A granulociták és monociták/makrofágok lizoszómái mieloperoxidáz (MPO) enzimet tartalmaznak. Ez az enzim a következő reakciót katalizálja: MPO H2O2 + Cl- OCl- + H2O Hipoklórossav és klóraminok képződnek – mindkét vegyülettípus tovább növeli a reaktív oxigéngyökök baktériumölő képességét, mivel biológiailag fontos fehérjéket rongál a klorinációval (halogenizáció).

14 MPO-H2O2-klorid antimikrobiális rendszer
Fagoszóma vagy extracelluláris tér Citoplazma Dale, D. C. et al. Blood 2008;112: Copyright ©2008 American Society of Hematology. Copyright restrictions may apply.

15 Baktériumok elpusztítása a sejtben Reaktív nitrogéngyökök
A fagociták egy másik útvonallal is rendelkeznek, mely baktériumölő reaktív gyököket termel. Ezek a gyökök a reaktív nitrogén intermedierek (RNI). A fő RNI is nitrogén-monoxid (NO), mely az L-arginin terminális guanidin-nitrogén atomjáról származik. A reakciót az indukálható nitrogén oxid szintetáz (iNOS; NOS2) katalizálja, mely L-citrullin és NO képződéséhez vezet.

16 Baktériumok elpusztítása a sejtben Reaktív nitrogéngyökök
A NO önmagában oxidáló ágens, vagy pedig az O2—dal kölcsönhatva instabil peroxinitritet (ONOO-) képez. Ez a még stabilabb NO2- és NO3- anionokká alakulhat, vagy NO-dá bomolhat le. O2- + NO. ONOO- ONOO- + H+ NO2- + .OH NO3- + H+ .OH + NO. NO· and ONOO- nagy reaktivitású antimikrobiális ágens. NO· átalakulhat nitrosothiolokká, ezek rendelkeznek a legnagyobb antimikrobiális aktivitással. Ezzel ellentétben a NO2- és NO3ֿ nem rendelkezik említésre méltó hatással a mikroorganizmusokra. A lényege gondolom annyi, hogy szuperoxid anion, és H+ jelenlétében nirtogén monoxis-peroxinitrit-nitrit-nitrát össze vissza egymásbaalakulások mehetnek végbe, amik közül mind jó bacigyilkolásra

17 ? O2- NO DNS törése iNOS Mitokondrium destrukció Fehérje destrukció
S-nitroziláció Miről szól ez az ábra? NAD -Nicotinamide adenine dinucleotide, itt az ADP ribozilációban vesz részt de hogy mi és hogyan történik az itt nem derül ki S-nitroziláció egyfajta poszttranszlációs módosítás (reverzibilis) S-re rak NO-t: (R)-S-N=O természetes körülmények közt is létezik, gyakori Poli - ADP – ribóz - szintetáz aktiválás Reaktív oxigéngyökök keletkezése 1 NAD  ADP – ribóz + NAM Energiatermelés csökkenése 4 ATP SEJTHALÁL

18 Makrofág funkció vizsgálata
Antigén felvétel/fagocitózis vizsgálata: fluoreszkáló részecskék/mikróbák etetése makrofágokkal, opszonizált baktérium, élesztő fagocitózisa (mikroszkóp, FACS) NO mérés: vizeletből, szérumból (klinikum) pl.: Gries Ilosvay (nitrit ill. nitrát visszaredukálása NO-vá), Arginin –Citrulin átalakulás mérése, iNOS kimutatása (IHC, Western blot), Termelődő NO mérés DAF-fal (diaminofluoreszcein), NO szenzor Citokinek mérése: ELISA Reaktív oxigéngyökök meghatározása: NBT teszt (Nitro blue tetrazolium chloride) Hidrogén peroxid assay Citokróm c assay

19 A baktériumok védekezése a makrofágok baktériumölése ellen
A baktériumok különféle mechanizmusokat fejlesztettek ki, hogy elkerüljék a fagociták baktériumölő funkcióit. Makrofág effektor mechanizmus Mikrobiális elkerülési lehetőség Defenzinek Ismeretlen Fagoszóma savasítás Fagoszóma semlegesítés Fagoszóma-lizoszóma funkció Fagoszóma-lizoszóma egyesülés gátlása Lizoszómális enzimek Ellenállóképesség az enzimekkel szemben Sejtölés a fagolizoszómában Menekülés a citoszólba Ellenálló sejtfal C3b-receptor közvetített felvétel Reaktív oxigéngyökök (ROI) ROI detoxikálók, ROI scavengerek Reaktív nitrogéngyökök(RNI) Ismeretlen (ROI detoxikálók esetleg interferálnak) Vas felhasználása (kompetició) Mikrobiális vaskötő molekulák (pl. sziderofórok) Triptofán elvonás Ismeretlen

20 Betegségek, melyekben a makrofágoknak kiemelt szerepe van
Típus Példa Mechanizmus Lizoszómális tárolási betegségek Gaucher-kór Genetikailag kódolt, a glükocerebrozidáz hiányos aktivitása Niemann-Pick-kór A szfingomielináz hiánya vagy a koleszterinésztereződés és –transzport zavara, melyek a szfingomielin és a koleszterin fel- halmozódásához vezetnek Tay –Sachs-kór Leggyakoribb gangliosidosis, a hexóz-aminidáz-A hiánya okozza, ezáltal a KIR egész területén gangliozidok szaporodnak fel Lép, máj, KIR(központi idegrendszer) érintettség – anyagcseretermék felhalmozódás, ami MF-ban jelentkezik nagyon látványosan

21 Betegségek, melyekben a makrofágoknak kiemelt szerepe van
Típus Példa Mechanizmus Infekciók AIDS Elsősorban celluláris immundeficiencia, ez főként a CD4+ T-sejtek és makrofágok elvesztéséből adódik Malária A gazdaszervezet mononukleáris fagocitarendszerének jelentős hiperplasiájához vezet az egész szervezetben, amit a masszív splenomegália jelez Idegrendszeri betegségek Alzheimer-kór Senilis cerebrális amiloidózis, oka a szérum amiloidasszociált protein nem tökéletes lebontása makrofág enzimdefektus következtében Malária receptora CD36 – MF (pl.lép) felveszi (mintha apoptotikus sejt volna) és tolerálja

22 Betegségek, melyekben a makrofágoknak kiemelt szerepe van
Típus Példa Mechanizmus Krónikus gyulladás Silicosis A kristályos kvarcport az alveoláris makrofágok fagocitálják progrediáló noduláris fibrotizáló pneumoconiosis okozva Asbestosis Az azbesztszálcsákat szintén az alveoláris makrofágok fagocitálják, az eredmény krónikus desquamatív alveolitis és interstitiális gyulladás, mely fibrosisba megy át Atherosclerosis A vérből monociták lépnek az intimába makrofágokká, majd cytoplasmatikus zsír felhalmozása révén habos sejtekké alakulnak, gyulladásos reakciót váltanak ki Aktiválódó MF fibrocitákat aktivál Pneumoconiosis – szilikózisra, azbesztózisra alkalmazott tüdőgyulladás elnevezés

23 Granulomatosus gyulladás
-krónikus gyulladások egyik csoportja -a lobos infiltrátumban nagy számban, gyakran dominálóan figyelhetők meg epitheloid sejtek, ezek sajátosan átalakult makrofágok, halvány citoplazmával, gyengén festődő maggal -szorosan, sejt közötti állomány nélkül fekszenek össze a sejtek (hámsejtekre emlékeztetnek) -a sejtek gyakorta összeolvadnak és többmagvú, Langhans típusú óriássejteket képeznek ↓ Granulomatosus gyulladás: granuloma képződés gyakran centrális sajtos elhalással LANGHANS és nem Langerhans

24 epitheloid sejtek, Langhans típusú óriássejtek,
Granulóma epitheloid sejtek, Langhans típusú óriássejtek, közepén elsajtosodás limfociták, plazmasejtek

25 Periapicalis granuloma=dentális granuloma
A foggyökér körüli szövetek nekrózisa, melyet limfocitákban, plazmasejtekben gazdag kötőszövet szaporulat övez. Periapicalis – gyökércsúcs körüli

26 Tuberkulózis (TBC) Kórokozók: Felosztás: Szervi érintettség:
-Mycobacterium tuberculosis hominis (Koch-bacilus) -M. bovis, M. africanum, melyek csak nagyon ritkán és a -M. microti, ami soha nem okoz fertőzést emberekben. Felosztás: -Primaer tbc: a mikróbával először találkozott szervezetben -Post-primaer tbc: az összes többi esetben Szervi érintettség: -tüdő (pulmonáris tbc) -a nyirokrendszer és a keringési rendszer (lymphangitis, lymhadenitis, miliáris tbc) -központi idegrendszer (meningitis) -ivarszervek/húgyutak (salpingitis, tuberculosis renalis) -csontok és ízületek (osteomyelitis, arthritis)

27 Mycobacterium fertőzés
perforin granulysin IFN-g TNF 3. T sejt és Makrofág aktiváció Makrofág CD8+ T sejt CD4+ IL-12 2. Antigén prezentáció Makrofágok fertőzése Széteső MF darabokat DC prezetntálhat, vagy maga a DC is fertőződhet DS Makrofág

28 MTb. a granulómákban marad
Mycobacterium fertőzés Tünetmentes hordozók 90% IFN-g TNF IL-12 CD4+ T sejt MTb. a granulómákban marad Makrofág DS CD8+ T sejt Reinfekció Disszemináció Transzmisszió Reaktiváció (10%) HIV-fertőzés: 800x növekszik a tuberkulózis esélye egyéb immun-szupresszió Makrofág perforin granulysin Gyógyulás (?) Akut tuberkulózis - 10% (HIV fertőzés)

29 Morbus hungaricus A TBC megjelenési formái és azok gyakorisága
A baktériummal fertőzöttek kb. 90%-a tünetmentes, látens tbc-fertőzöttséggel él (LTBI), 10% az esélye annak, hogy kifejlődik benne a betegség, amely, ha nem kezelik, 50%-os eséllyel vezet halálhoz. A tbc a világ legveszélyesebb fertőző betegségének egyike, kétszer annyi áldozatot szed évente, mint a malária. fertőzött TBC-s halálozási arányszám alakulása Magyarországon: a század első évtizedeiben: / lakos 1955-ben: 30/ lakos (alacsonyabb az európai átlagnál!) oka: rendszeres szűrés, védőoltás bevezetése, egyre korszerűbb kezelés utóbbi években: ismét nő oka: optimista hozzáállás, szigorú fellépés enyhülése Morbus hungaricus

30 Bőr és csont tuberculosis

31 Tüdő és vese tuberculosis

32 Primaer infekció: asszimetrikus hilusi nyirokcsomó duzzanat, hozzá társuló enyhe perifériás „tüdőgyulladással” és a kettőt összekötő lympangitis tuberculosa (primaer komplexum) Gyulladt nyirokcsomó a nagy fehér a bal oldalon középen Rosszul látható fehéres „szálak” a gyulladt nyirokerek (lympangitis) amik összekötik a gyulladt tüdőrésszel (ezt én nem látom , de van aki képes rá) a nyirokcsomót

33 Miliaris tuberculosis: különböző nagyságú foltárnyékok (meszesedés)
Granulómák a foltocskák a képen

34 Központi idegrendszeri tuberculosis

35 Lymphadenitis tuberculosa

36 Tuberkulózis (TBC) diagnosztika
Tuberculin bőrteszt (TST) leggyakrabban alkalmazott tuberculin teszt: Mantoux-féle intracutan próba PPD (purified protein derivative) induratio nagysága (48h múlva) Hátrány: nem M. tuberculosis specifikus pozitív reakciót adhat BCG-zett egyén vagy atípusos Mycobacteriumokkal való fertőzés esetén is TST tuberkulin skin test

37 Tuberkulózis (TBC) diagnosztika
IFNγ release assay (IGRA) - ELISPOT alapú kimutatási eljárás ESAT-6 (early secrete antigen target 6) és CFP-10 (culture filtrate protein) stimulatórikus antigén T sejtek IFNγ termelését vizsgálják a stimulatórikus antigének hatására eredmény: SFU (Spot Forming Unit) Előny: specifikusabb, mint a TST többször megismételhető csak egyszeri vizit szükséges Hátrány: A pozitív eredmény ismétlés során negatívvá válhat, melynek oka lehet: TB fertőzés spontán vagy kezelésnek köszönhető visszaszorulása biológiai variabilitás az IGRA+ személyek között M. tuberculosis életcikusa, mely során a baktérium nyugvó fázisba kerül és nem termel ESAT-6 és CFP-10 antigéneket (más antigéneket termel, de ezeket egyelőre nem használják az IGRA diagnosztika során)

38 Első vonalbeli gyógyszerek Másod vonalbeli gyógyszerek
Kezelés Első vonalbeli gyógyszerek 3-as röv. 1-es röv. Gyógyszer EMB E Ethambutol INH H Isoniazid PZA Z Pyrazinamide RMP R Rifampicin STM S Streptomycin Másod vonalbeli gyógyszerek CIP (none) Ciprofloxacin MXF Moxifloxacin PAS P p-aminosalicylic acid Nemzetközi megegyezés szerint minden anti-tuberkulotikus gyógyszernek van 3-as és 1-es rövidítése: Streptomycin: STM/S, Isoniazid: INH/H, Rifampicin: RMP/R, Ethambutol: EMB/E, Pyrazinamide: PZA/Z.

39 Rövid távú kezelés: 2 hónap: isoniazid, rifampicin, pyrazinamide és ethambutol + 4 hónap: isoniazid és rifampicin Hosszabb kezelés: 6-9 hónap isoniazid

40 Worldwide mortality due to infectious diseases[9] (2002) Rank
Cause of death Deaths 2002 Percentage of all deaths Deaths 1993 1993 Rank N/A All infectious diseases 14.7 million 25.9% 16.4 million 32.2% 1 Lower respiratory infections[10] 3.9 million 6.9% 4.1 million 2 HIV/AIDS 2.8 million 4.9% 0.7 million 7 3 Diarrheal diseases[11] 1.8 million 3.2% 3.0 million 4 Tuberculosis (TB) 1.6 million 2.7% 2.7 million 5 Malaria 1.3 million 2.2% 2.0 million 6 Measles 0.6 million 1.1% 1.1 million Pertussis 0.29 million 0.5% 0.36 million 8 Tetanus 0.21 million 0.4% 0.15 million 12 9 Meningitis 0.17 million 0.3% 0.25 million 10 Syphilis 0.16 million 0.19 million 11 Hepatitis B 0.10 million 0.2% 0.93 million 12-17 Tropical diseases (6)[12] 0.13 million 0.53 million 9, 10, 16-18 Note: Other causes of death include maternal and perinatal conditions (5.2%), nutritional deficiencies (0.9%), noncommunicable conditions (58.8%), and injuries (9.1%). Ezt lehetne máshova is tenni. Forrás: wikipedia