Imunitatea Specifica Final

IMUNITATEA SPECIFICAIMUNITATEA SPECIFICA

Imunitatea umoralaImunitatea umoralaImunitatea mediata celularImunitatea mediata celular

1. Imunitatea umorala1. Imunitatea umorala

Dinamica Dinamica raspunsului imun raspunsului imun umoralumoral

- Raspunsul imun primarRaspunsul imun primar- Raspunsul imun Raspunsul imun

secundarsecundar

Activarea limfocitelor Activarea limfocitelor B prin antigenB prin antigen

- Activarea prin antigene Activarea prin antigene timoindependentetimoindependente

- Activarea prin antigene Activarea prin antigene timodependentetimodependente

IMUNITATEA UMORALAIMUNITATEA UMORALA(limfocite B)(limfocite B)

Raspunsul imun umoral consta in producerea Raspunsul imun umoral consta in producerea de Ac specifici si intervine in:de Ac specifici si intervine in:

Distrugerea bacteriilor extracelulareDistrugerea bacteriilor extracelulare Neutralizarea virusilorNeutralizarea virusilor Inhibarea toxinelorInhibarea toxinelor

Dinamica raspunsului imun Dinamica raspunsului imun umoralumoral

Raspunsul umoral asigura eliminarea Ag exogene Raspunsul umoral asigura eliminarea Ag exogene si se caracterizeaza prin productia crescuta de Ig si se caracterizeaza prin productia crescuta de Ig specifice pentru Ag (epitopii) care au declansat specifice pentru Ag (epitopii) care au declansat generarea de Ig.generarea de Ig.

In decursul vietii, organismul poate intra in contact In decursul vietii, organismul poate intra in contact repetat cu un anumit Ag.repetat cu un anumit Ag.

Raspunsul imun la prima intalnire cu Ag Raspunsul imun la prima intalnire cu Ag comparativ cu urmatoarele contacte cu acelasi Ag comparativ cu urmatoarele contacte cu acelasi Ag prezinta anumite particularitati (perioada de prezinta anumite particularitati (perioada de latenta, intensitatea si durata raspunsului imun, latenta, intensitatea si durata raspunsului imun, izotipul predominant de Ig si afinitatea acestora).izotipul predominant de Ig si afinitatea acestora).

Dezvoltarea LBDezvoltarea LB

??

Periferie

Stadiile de dezvoltare ale LB

Celula stem Limfocite pro-B Celule pro-B mature Limfocite pre-B

Celule mici pre-B Celula B imatura Celula B matural

Fiecare stadiu de dezvoltare este determinat de rearanjamentul genelor lanturilor grele si usoare ale Ig,

expresia moleculelor de adeziune si a receptorilor citokinici

Raspunsul imun primar (1):Raspunsul imun primar (1):

Apare la primul contact al individului cu AgApare la primul contact al individului cu Ag Este generat exclusiv de celulele B de repaus, Este generat exclusiv de celulele B de repaus,

care sintetizeaza Ig cu afinitate relativ scazutacare sintetizeaza Ig cu afinitate relativ scazuta Perioada de latenta este de 3-4 zile, mai lunga Perioada de latenta este de 3-4 zile, mai lunga

decat in raspunsul imun secundardecat in raspunsul imun secundar Reprezinta intervalul dintre primul contact cu Ag si Reprezinta intervalul dintre primul contact cu Ag si

aparitia primelor Ig secretateaparitia primelor Ig secretate In acest interval = “expansiunea clonala” si in final In acest interval = “expansiunea clonala” si in final

diferentierea in plasmocite secretoare de Igdiferentierea in plasmocite secretoare de Ig


Cantitatea de Ag este importanta in initierea Cantitatea de Ag este importanta in initierea raspunsului umoral. Cantitati mici de Ag pot sa nu raspunsului umoral. Cantitati mici de Ag pot sa nu declanseze un raspuns al celulelor B, precum si declanseze un raspuns al celulelor B, precum si doze excesive de Ag, care pot induce toleranta => doze excesive de Ag, care pot induce toleranta => raspunsul umoral creste proportional cu cantitatea raspunsul umoral creste proportional cu cantitatea de Agde Ag

Durata raspunsului primar este de 7-10 zile si Durata raspunsului primar este de 7-10 zile si productia de Ig creste exponential, atinge un max productia de Ig creste exponential, atinge un max intre a 4-10-a zi, urmata de un declin lent si scade intre a 4-10-a zi, urmata de un declin lent si scade in cateva saptamani .in cateva saptamani .


Cinetica productiei de Ig difera in functie de tipul de Cinetica productiei de Ig difera in functie de tipul de Ag (timoindependent sau timodependent)Ag (timoindependent sau timodependent)

Raspunsul la Ag timodependente poate dura cateva Raspunsul la Ag timodependente poate dura cateva luni cu fluctuatii ale productiei de Ig, datorita luni cu fluctuatii ale productiei de Ig, datorita participarii macrofagelor la fagocitare participarii macrofagelor la fagocitare

Izotipul de Ig produse este IgM, ca raspuns Izotipul de Ig produse este IgM, ca raspuns predominant fata de Ag timodependente, urmat de predominant fata de Ag timodependente, urmat de cresterea in timp a productiei de IgG si alti izotipi, ca cresterea in timp a productiei de IgG si alti izotipi, ca rezultat al comutarii clasei de Igrezultat al comutarii clasei de Ig

Ag implicate in declansarea raspunsului imun Ag implicate in declansarea raspunsului imun primar sunt primar sunt timodependente timodependente sausau timoindependente timoindependente

Raspunsul imun secundar (1):Raspunsul imun secundar (1):

Apare in cadrul celui de-al doilea contact cu Apare in cadrul celui de-al doilea contact cu acelasi Ag si este declansat de LB de memorie acelasi Ag si este declansat de LB de memorie generate cu ocazia primului contactgenerate cu ocazia primului contact

LB de memorie constituie aproximativ 1% din LB de memorie constituie aproximativ 1% din totalul populatiei de LBtotalul populatiei de LB

Ag timodependente sunt cele mai eficiente in Ag timodependente sunt cele mai eficiente in generarea raspunsului imun secundar; necesita generarea raspunsului imun secundar; necesita procesarea si cooperarea obligatorie cu LTh, procesarea si cooperarea obligatorie cu LTh, urmata de activarea bicelulara (B si Th), secretia urmata de activarea bicelulara (B si Th), secretia de citokine cu rol in proliferare si diferentierea LBde citokine cu rol in proliferare si diferentierea LB

Raspunsul imun secundar (2):Raspunsul imun secundar (2): Perioada de latenta este scurta, intre 1-3 zile => Perioada de latenta este scurta, intre 1-3 zile =>

raspunsul imun secundar se declanseaza mai raspunsul imun secundar se declanseaza mai rapid si celula responsabila este LB de memorie rapid si celula responsabila este LB de memorie diferentiat in cursul raspunsului primardiferentiat in cursul raspunsului primar

Productia de Ig este mare, atinge un maximum Productia de Ig este mare, atinge un maximum la 3-5 zile cu un declin foarte lent => durata si la 3-5 zile cu un declin foarte lent => durata si amploarea raspunsului secundar sa fie mai mare amploarea raspunsului secundar sa fie mai mare decat a raspunsului primardecat a raspunsului primar

LB de memorie activate prin reintalnirea cu Ag, LB de memorie activate prin reintalnirea cu Ag, comuta rapid izotipul productiei de Ig, comuta rapid izotipul productiei de Ig, inlocuindu-se astfel IgM si IgD de suprafata inlocuindu-se astfel IgM si IgD de suprafata (mIgM, mIgD) cu IgG, IgA, IgE si produc mari (mIgM, mIgD) cu IgG, IgA, IgE si produc mari cantitati de IgG si IgA sau IgE cu mare afinitate cantitati de IgG si IgA sau IgE cu mare afinitate pentru Agpentru Ag


Ig produse in cursul raspunsului imun secundar Ig produse in cursul raspunsului imun secundar prezinta afinitate crescuta pentru Ag cu care se prezinta afinitate crescuta pentru Ag cu care se reintalnesc = reintalnesc = afinitate de maturare afinitate de maturare

Comutarea izotipului Ig se realizeaza prin Comutarea izotipului Ig se realizeaza prin rearanjarea regiunii constante a lantului greu. In rearanjarea regiunii constante a lantului greu. In celula B matura care poseda caracteristice mIgM celula B matura care poseda caracteristice mIgM si mIgD poate sa se produca o comutare a si mIgD poate sa se produca o comutare a clasei(class switch) spre sinteza de IgG, IgA sau clasei(class switch) spre sinteza de IgG, IgA sau IgE =>e o modificare stabila in genomul celulei si IgE =>e o modificare stabila in genomul celulei si se transmite la toti progenitorii liniei Bse transmite la toti progenitorii liniei B


Comutarea izotipului este reglata predominant de Comutarea izotipului este reglata predominant de citokinele secretate de LTh (IL-2, IL-4, IL-5, IFN-citokinele secretate de LTh (IL-2, IL-4, IL-5, IFN-) care activeaza LB si productia de Ig) care activeaza LB si productia de Ig

IL-4: initiaza comutarea IgG1 si IgEIL-4: initiaza comutarea IgG1 si IgE IL-5: comuta spre IgAIL-5: comuta spre IgA IFN-IFN-: comuta spre IgG2: comuta spre IgG2 Citokinele singure, in absenta unui semnal de Citokinele singure, in absenta unui semnal de

activare (Ag) nu pot induce comutarea claseiactivare (Ag) nu pot induce comutarea clasei

Activarea LB prin antigenActivarea LB prin antigen Activarea, proliferarea si diferentierea LB mature Activarea, proliferarea si diferentierea LB mature

stimulate de Ag evolueaza in raport cu tipul de Ag stimulate de Ag evolueaza in raport cu tipul de Ag timoindependent, respectiv timodependenttimoindependent, respectiv timodependent

Prima etapa = Prima etapa = activareaactivarea (intrarea LB de repaus in (intrarea LB de repaus in ciclul celular, prin trecerea din faza Gciclul celular, prin trecerea din faza G0 0 in faza Gin faza G 1 1))

Proliferarea = Proliferarea = celulele activate progreseaza in celulele activate progreseaza in fazele ciclului celular (S-Gfazele ciclului celular (S-G22-M), se divid si creste -M), se divid si creste nr. celulelor, fara modificari morfologice sau nr. celulelor, fara modificari morfologice sau biochimicebiochimice

DiferentiereaDiferentierea = modificari in celulele B care = modificari in celulele B care determina transformarea de la fenotipul de celule determina transformarea de la fenotipul de celule B de repaus in fenotipul de plasmocite sau celule B de repaus in fenotipul de plasmocite sau celule de memoriede memorie

Activarea LB de repaus prin Ag Activarea LB de repaus prin Ag timoindependente (1)timoindependente (1)

Ag timoindependente = polizaharide cu numerosi Ag timoindependente = polizaharide cu numerosi epitopi identici (dextran, polizaharide din capsula epitopi identici (dextran, polizaharide din capsula pneumococului) care se leaga specific si pneumococului) care se leaga specific si multivalent de Ig membranare, formeaza o punte multivalent de Ig membranare, formeaza o punte cu receptorii mIg ai LB si declanseaza un semnal cu receptorii mIg ai LB si declanseaza un semnal de activare limfocitarade activare limfocitara

Activarea prin Ag timoindependente nu se Activarea prin Ag timoindependente nu se realizeaza cu ajutorul LTh, ca atare nu necesita realizeaza cu ajutorul LTh, ca atare nu necesita ajutorul LTajutorul LT

Ag timoindependente nu necesita procesare si Ag timoindependente nu necesita procesare si prezentare prin moleculele HLA prezentare prin moleculele HLA

Activarea LB de repaus prin Ag Activarea LB de repaus prin Ag timoindependente (2)timoindependente (2)

Raspunsul primar generat de Ag Raspunsul primar generat de Ag Timoindependente se caracterizeaza prin Timoindependente se caracterizeaza prin productie crescuta de IgM cu afinitate crescutaproductie crescuta de IgM cu afinitate crescuta

Ag timoindependente: unele lectine vegetale, Ag timoindependente: unele lectine vegetale, lipozaharidul din capsula bacteriilor gram negative lipozaharidul din capsula bacteriilor gram negative (LPS sau endotoxina) care nu se leaga de mIg => (LPS sau endotoxina) care nu se leaga de mIg => stimularea LB este nespecificastimularea LB este nespecifica

Activarea LB de repaus prin Activarea LB de repaus prin Ag timodependente (1)Ag timodependente (1)

Majoritatea Ag care declanseaza raspunsul Majoritatea Ag care declanseaza raspunsul umoral sunt Ag timodependente, care induc umoral sunt Ag timodependente, care induc activarea, proliferarea si diferentierea celulelor B activarea, proliferarea si diferentierea celulelor B antigen specifice, prin cooperarea cu LTh si antigen specifice, prin cooperarea cu LTh si secretia de citokinesecretia de citokine

Ag timodependente sunt in general de natura Ag timodependente sunt in general de natura proteica, ceea ce necesita procesarea Ag. proteica, ceea ce necesita procesarea Ag. Procesarea are loc in celulele B care leaga Procesarea are loc in celulele B care leaga specific Ag nativ prin receptorii membranari (mIg specific Ag nativ prin receptorii membranari (mIg din BCR), in aceasta etapa celulele B din BCR), in aceasta etapa celulele B functioneaza ca celule prezentatoare de Agfunctioneaza ca celule prezentatoare de Ag

Activarea LB de repaus prin Ag Activarea LB de repaus prin Ag timodependente (2)timodependente (2)

Primul semnal de activarePrimul semnal de activare = interactiunea = interactiunea specifica a receptorilor Ig membranari cu Ag, specifica a receptorilor Ig membranari cu Ag, urmata de endocitoza si internalizarea complexului urmata de endocitoza si internalizarea complexului Ig-AgIg-Ag

Procesarea intracelulara pe cale endociticaProcesarea intracelulara pe cale endocitica Fragmentarea Ag in peptide antigenice care se Fragmentarea Ag in peptide antigenice care se

asociaza intracelular cu molecule HLA cls. IIasociaza intracelular cu molecule HLA cls. II Complexele peptid-HLA cls. II sunt prezentate la Complexele peptid-HLA cls. II sunt prezentate la

suprafata celulei B prezentatoare de Agsuprafata celulei B prezentatoare de Ag


Al doilea semnal Al doilea semnal = recunoasterea = recunoasterea complexelor peptid-HLA cls.II de catre LTh complexelor peptid-HLA cls.II de catre LTh prin intermediul complexului TCR-CD3 si a prin intermediul complexului TCR-CD3 si a coreceptorului CD4coreceptorului CD4

Se formeaza cojugatele bicelulare Ag Se formeaza cojugatele bicelulare Ag specifice: limfocit B care a prezentat Ag – specifice: limfocit B care a prezentat Ag – LTh care a recunoscut Ag = LTh care a recunoscut Ag = “recunoasterea “recunoasterea ajutorului celulei T” (cognate T help)ajutorului celulei T” (cognate T help)

Activarea LB de repaus prin Activarea LB de repaus prin Ag timodependente (4)Ag timodependente (4)

Contactul membranar se realizeaza prin adeziunea Contactul membranar se realizeaza prin adeziunea dintre LB si Th, prin interactiunea receptor-ligand dintre dintre LB si Th, prin interactiunea receptor-ligand dintre moleculele de adeziune CD11a/CD18 (LFA-1) si moleculele de adeziune CD11a/CD18 (LFA-1) si moleculele ICAM-1 (CD54)si ICAM-2moleculele ICAM-1 (CD54)si ICAM-2

Jonctiunea intracelulara este asigurata si prin Jonctiunea intracelulara este asigurata si prin interactiunea dintre receptorul CD2 de pe suprafata interactiunea dintre receptorul CD2 de pe suprafata LTh si ligandul LFA-3 (CD58) de pa LBLTh si ligandul LFA-3 (CD58) de pa LB

Ca urmare a recunoasterii Ag, LTh se activeaza si => Ca urmare a recunoasterii Ag, LTh se activeaza si => sinteza unui ligand care se cupleaza cu moleculele sinteza unui ligand care se cupleaza cu moleculele receptor CD40 exprimate pe toate celulele receptor CD40 exprimate pe toate celulele prezentatoare de Agprezentatoare de Ag


Expresia activarii LTh antigen specific consta Expresia activarii LTh antigen specific consta in secretia de citokine IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, in secretia de citokine IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IFN-IFN- care sunt directionate spre LB din care sunt directionate spre LB din conjugatele B-Thconjugatele B-Th

LB activat trece din faza GLB activat trece din faza G00 in faza G in faza G11 a a ciclului celular => cresterea volumului celular ciclului celular => cresterea volumului celular concomitent cu sinteza de AND si expresia concomitent cu sinteza de AND si expresia receptorilor pentru citokine => progresiunea receptorilor pentru citokine => progresiunea LB din faza G1 in faza S a ciclului celular => LB din faza G1 in faza S a ciclului celular => diviziunea si diferentiereadiviziunea si diferentierea

2. Imunitatea mediata celular2. Imunitatea mediata celular

Receptorul de Receptorul de antigen al antigen al limfocitului Tlimfocitului T

Citotoxicitatea Citotoxicitatea directadirecta

- Celulele citotoxiceCelulele citotoxice

- Distrugerea Distrugerea celulelor tintacelulelor tinta

Citotoxicitatea Citotoxicitatea anticorp anticorp dependentadependenta

Hipersensibilitatea Hipersensibilitatea intarziataintarziata

Limfocitele T - introducere

1. Numele de limfocite T se datoreaza timusului, glanda la nivelul careia are loc dezvoltarea acestor celule

2. Limfocitele pre-T provin din celulele stem ale maduvei osoase si trebuie sa migreze prin timus pentru a deveni celule T mature si functionale

3. Limfocitele T imature sunt denumite timocite in timpul procesului de diferentiere si migrare prin timus

4. Maturarea celulelor T in interiorul timusului presupune cateva faze distincte.

5. Procesul selectiei negative implica distrugerea celulelor T ale caror receptori de antigen recunosc antigenii self cu afinitate mare si, astfel, ar fi autoreactivi daca ar fi eliberati in periferie6. Selectia negativa este pricipalul mecanism prin care se obtine “auto-toleranta”7. Selectia pozitiva asigura supravietuirea celulelor care recunosc nonself-ul8. Numai celulele T care supravietuiesc acestei faze sunt eliberate din timus ca celule T mature, antigen reactive.9. In periferie, celulele T mature se pot diferentia in cateva subpopulatii majore, prin exprimarea markerilor specifici de suprafata.

Limfocitele T – introducere (2)

Exprimarea markerului de suprafata CD3 este specifica limfocitelor T, fiind folosita adesea pentru a caracteriza celulele T.

Alti markeri ai celulei T :

CD2CD7 (exprimat, de asemenea, pe celulele NK si timocite)CD1CD5 (exprimat si pe subclasa limfocitelor B)CD4/CD8 (caracterizeaza doua subclase diferite de celule T)

Toate celulele T exprima o molecula de Toate celulele T exprima o molecula de suprafata numita CD3suprafata numita CD3

Asemeni celulelor B, limfocitele T exprima pe suprafata Asemeni celulelor B, limfocitele T exprima pe suprafata receptori de antigen specifici (TCR):receptori de antigen specifici (TCR):

Ce este TCR?

1. Exprimarea de TCR confera specificitate antigenica celulelor T

2. Natura TCR este distincta la receptorul de antigen (imunoglobulina de suprafata) fata de limfocitele B

3. Diversitatea TCR exprimate este obtinuta printr-un proces de rearanjare genica similara rearanjarii segmentelor V, D si J ale genelor imunoglobulinei observate in celulele B

4. Exista doua forme de TCR - marea majoritate a celulelor T din periferie (>90%) exprima TCR alpha/beta, iar o mica parte de celule T exprima TCR gamma/delta (literele grecesti se refera la lanturile peptidice care formeaza TCR-ul)

Rolul celulelor T este neclar. S-a sugerat ca are un rol in imunitatea antivirala la nivelul mucoaselor. S-a observat cresterea numarului de celule T T in HIV/SIDA

Structura moleculei TCR (90 kDa)

Cum se formeaza limfocitele T?

Formarea celulelor T este intens implicata in raspunsul imun mediat celular si se obtine printr-un proces extensiv de diferentiere:

Mai intai, limfocitele T precursoare initiate in maduva osoasa sufera diferentierea in celule T capabile sa raspunda antigenilor. Procesul se numeste diferentiere antigen independenta si are loc in timus.

Apoi, celulele T mature antigen dependente sunt activate de antigen si se diferentiaza in celule efectoare (Th, Td, Tc si Ts). Diferentierea secundara are loc in organele limfoide secundare.

Celulele pozitive periferice TCR alpha/beta exprima markeri de suprafata CD4 sau CD8, acestia putand fi folositi pentru a diferentia subpopulatiile de celule T mature in periferie:

1. In termeni generali, limfocitele CD4+ reprezinta populatia T "helper". Aceasta este o populatie eterogena de limfocite cu functii critice in activarea macrofagelor, activarea limfocitelor B (secretie Ig), activarea NK, activarea CTL

2. Limfocitele CD8+ reprezinta limfocite T citotoxice (CTL), care omoara celulele infectate patogen ca: virusi, unele bacterii intracelulare (Listeria ) si unele protozoare intracelulare (malaria).

http://www-micro.msb.le.ac.uk/MBChB/CTLs.gif

CELULE PREZENTATOARE DE CELULE PREZENTATOARE DE ANTIGEN (APC)ANTIGEN (APC)

In contrast cu imunoglobulinele produse de celulele B sau anticorpii solubili, celulele T nu recunosc antigenii de suprafata, dar recunosc antigene procesate si prezentate de “celule prezentatoare de antigen”

Limfocitele T (prin TCR) recunosc antigenul sub forma de peptide scurte prezentate in asociatie cu moleculele HLA clasa I sau clasa a II-a de pe suprafata APC

Acest fenomen este cunoscut sub denumirea “restrictie HLA”

In general, moleculele HLA clasa I prezinta antigenul celulelor T CD8+, iar cele de clasa a II-a celulelor CD4+

UptakeAntigens/pathogens already present in cell

DegradationAntigens synthesised in the cytoplasm undergo limited

proteolytic degradation in the cytoplasm

Antigen-MHC complex formationLoading of peptide antigens onto MHC class I molecules

is different to the loading of MHC class II molecules

PresentationTransport and expression of antigen-MHC complexes on

the surface of cells for recognition by T cells

Endogenous antigen processing

• Celulele T si B recunosc diferit antigenul

• Antigenul trebuie prelucrat inainte de a fi prezentat celulelor T

• Procesarea antigenului genereaza peptide antigenice

• Procesarea antigenului exogen are loc in lizozomi

• Procesarea endogena nu are loc in lizozomi

• Mecanismul de procesare a antigenului depinde de compartimentul in care se replica agentul patogen

• Procesarea antigenului endogen foloseste proteaze si peptide ca transportori

Concluzii

Documents

Imunitatea Specifica Final