Imunitní reakce založené na Imunitní reakce založené na protilátkáchprotilátkáchB-lymfocytyB-lymfocyty

Imunitní reakce založené na protilátkách – Imunitní reakce založené na protilátkách – princip: rozeznání Ag prostřednictvím princip: rozeznání Ag prostřednictvím antigenně specifických receptotů na B-antigenně specifických receptotů na B-lymfocytech (lymfocytech (BCRBCR= B-cell receptor)= B-cell receptor)

B-ly + Ag + Th….B-ly se pomnoží a B-ly + Ag + Th….B-ly se pomnoží a diferencují na plazmatické buňky…diferencují na plazmatické buňky…produkce protilátekprodukce protilátek

Protilátky = rozpustné, Ag-specifické BCRProtilátky = rozpustné, Ag-specifické BCR

ProtilátkyProtilátky– Základní složka imunitní odpovědiZákladní složka imunitní odpovědi– Jejich absence (agamaglobulinemie) Jejich absence (agamaglobulinemie)

neslučitelná se životemneslučitelná se životem– Eliminují škodlivé Ag z tělaEliminují škodlivé Ag z těla– Zesilují působení složek přirozené imunity Zesilují působení složek přirozené imunity

(komplement, fagocytóza)(komplement, fagocytóza)

BCR (B-cell receptor)BCR (B-cell receptor)

Ag specifický receptor na B-lyAg specifický receptor na B-lyPovrchový imunoglobulinPovrchový imunoglobulinRozpoznává Ag v nativní forměRozpoznává Ag v nativní forměStruktura – dvě složky:Struktura – dvě složky:– Vlastní povrchový Ig - IgM,IgDVlastní povrchový Ig - IgM,IgD

2 těžké řetězce (H) - transmembránové2 těžké řetězce (H) - transmembránové2 lehké řetězce (L)2 lehké řetězce (L)

– Signalizační molekuly Signalizační molekuly CD79, CD19, CD21 – transmembránové proteinyCD79, CD19, CD21 – transmembránové proteiny

B-lymfocytyB-lymfocyty

Vývoj B-ly v několika fázíchVývoj B-ly v několika fázích– Fáze bez přítomnosti AgFáze bez přítomnosti Ag– Fáze s Ag stimulacíFáze s Ag stimulací– Terminální vyzrávání na plazmatické buňkyTerminální vyzrávání na plazmatické buňky

VYZRÁVÁNÍ BEZ PŘÍTOMNOSTI Ag VYZRÁVÁNÍ BEZ PŘÍTOMNOSTI Ag – V kostní dřeni (primární lymfoidní orgán)V kostní dřeni (primární lymfoidní orgán)– Z progenitorovách buněk: HLA-DR+, CD45+, Z progenitorovách buněk: HLA-DR+, CD45+,

CD34+…CD19+CD34+…CD19+– VyžadujeVyžaduje

Kontakt se stromálními buňkami KD (VCAM-1 + Kontakt se stromálními buňkami KD (VCAM-1 + časný lymfocyt VLA-4)časný lymfocyt VLA-4)Cytokin SCF (Stem Cell Factor)Cytokin SCF (Stem Cell Factor)IL-7IL-7

– Naivní zralé B-lyNaivní zralé B-ly, na povrchu IgM, IgD, na povrchu IgM, IgD

V KD – V KD – negativní selekce autoreaktivních negativní selekce autoreaktivních klonů B-lyklonů B-ly , , těch, které silně reagují s těch, které silně reagují s vlastními Agvlastními Ag– Indukce apoptózyIndukce apoptózy– Indukce přeskupování genových segmentů Indukce přeskupování genových segmentů

pro BCRpro BCR– ZablokováníZablokování– anergieanergie

FÁZE VYZRÁVÁNÍ S Ag STIMULACÍ FÁZE VYZRÁVÁNÍ S Ag STIMULACÍ – V sekundárních lymfoidních orgánech (uzlina, V sekundárních lymfoidních orgánech (uzlina,

slezina, sliznice)…zde kontakt: B-ly + T-ly + slezina, sliznice)…zde kontakt: B-ly + T-ly + APCAPC

– Charakteristický znak – probíhá ve dvou Charakteristický znak – probíhá ve dvou fázíchfázích

Primární fáze protilátkové odpovědiPrimární fáze protilátkové odpovědi

Sekundární fáze protilátkové odpovědiSekundární fáze protilátkové odpovědi

Primární fáze protilátkové odpovědi Primární fáze protilátkové odpovědi (primární odpověď)(primární odpověď) – První kontakt – naivní zralý B-ly + AgPrvní kontakt – naivní zralý B-ly + Ag

Stimulace B-ly vazbou BCR+AgStimulace B-ly vazbou BCR+Ag

Pohlcení Ag buňkou APC…prezentace na HLAII.tř. Pohlcení Ag buňkou APC…prezentace na HLAII.tř. prekurzorům Th-lymfocytů…vznik antigenně prekurzorům Th-lymfocytů…vznik antigenně specifických Th2specifických Th2

– B-ly prezentuje Ag (na HLAII.tř.) Th2-B-ly prezentuje Ag (na HLAII.tř.) Th2-lymfocytům (B-ly = APC pro T-ly)lymfocytům (B-ly = APC pro T-ly)

Kontakt T-ly + B-ly Kontakt T-ly + B-ly – umožněnumožněn

CD28 + CD80/86CD28 + CD80/86CD40L + CD40 CD40L + CD40

– Vede kVede k pomnožení B-ly a diferenciaci na pomnožení B-ly a diferenciaci na Pazmatické buňky…IgM, nízká afinita, blokování infekce, Pazmatické buňky…IgM, nízká afinita, blokování infekce, IgM+Ag=imunokomplexy…vazba na DC v uzlináchIgM+Ag=imunokomplexy…vazba na DC v uzlináchPaměťové buňkyPaměťové buňky

Probíhá v primárních lymfoidních folikulech (v Probíhá v primárních lymfoidních folikulech (v uzlinách)uzlinách)

Sekundární fáze protilátkové odpovědi Sekundární fáze protilátkové odpovědi (sekundární odpověď)(sekundární odpověď)– V primárním lymf. folikulu:V primárním lymf. folikulu:

B-ly + Ag na APCB-ly + Ag na APCB-ly + Th2B-ly + Th2

– Nové kolo dělení B-ly (sekundární reakce), Nové kolo dělení B-ly (sekundární reakce), provázeno:provázeno:

Afinitní maturací – změna BCRAfinitní maturací – změna BCRVznikem sekundárních lymf.folikulů s germinálním centremVznikem sekundárních lymf.folikulů s germinálním centremIzotypovým přesmykem…IgG, IgA, IgEIzotypovým přesmykem…IgG, IgA, IgEVznikem plazmatických a paměťových buněk (s vyšší Vznikem plazmatických a paměťových buněk (s vyšší afinitou k Ag)afinitou k Ag)

Vznik jednotlivých izotypů ovlivněn Vznik jednotlivých izotypů ovlivněn cytokinycytokiny– IL-4………....IgG1, IgEIL-4………....IgG1, IgE– IL-10………..IgAIL-10………..IgA– INFgama…..IgG2INFgama…..IgG2

Výsledek sekundární odpovědi = Ig s vyšší Výsledek sekundární odpovědi = Ig s vyšší afinitou k Ag, schopné aktivovat afinitou k Ag, schopné aktivovat komplement a opsonozovat (IgG+FcR)komplement a opsonozovat (IgG+FcR)

Primární i sekundární odpověď na sebe Primární i sekundární odpověď na sebe v průběhu typických infekcí v průběhu typických infekcí bezprostředně navazují a vedou ke bezprostředně navazují a vedou ke vzniku paměťových buněkvzniku paměťových buněkPři opakované infekci (pozdější setkání s Při opakované infekci (pozdější setkání s Ag)Ag)– Přetrvává hladina Ig – bezprostřední potlačení Přetrvává hladina Ig – bezprostřední potlačení

infekceinfekce– Paměťové buňky rychle aktivovány k produkci Paměťové buňky rychle aktivovány k produkci

vysokoafinitních Ig různých izotypůvysokoafinitních Ig různých izotypů

Atigeny Atigeny – Proteiny: schopné vyvolat protilátkovou Proteiny: schopné vyvolat protilátkovou

odpověď pouze za spolupráce T + B-ly (viz odpověď pouze za spolupráce T + B-ly (viz výše popsané mechanismy) = výše popsané mechanismy) = T-závislé T-závislé (dependentní) antigeny(dependentní) antigeny

– Polysacharidy: schopné vyvolat protilátkouvou Polysacharidy: schopné vyvolat protilátkouvou odpověď bez účasti T-ly = odpověď bez účasti T-ly = T-nezávisléT-nezávislé (independentní) antigeny(independentní) antigeny; účast IL-2, IL-3, ; účast IL-2, IL-3, INFgama (produkty T-ly, NK)INFgama (produkty T-ly, NK)

DIFERENCIACE PLAZMATICKÝCH DIFERENCIACE PLAZMATICKÝCH BUNĚKBUNĚK– B-ly v uzlinách tvoří:B-ly v uzlinách tvoří:

B-ly paměťovéB-ly paměťové

Plazmoblasty – dělí se a produkují Ig…Plazmoblasty – dělí se a produkují Ig…plazmaticképlazmatické buňky (CD19-CD38+CD138+)buňky (CD19-CD38+CD138+) – nedělí se a putují – nedělí se a putují do KD, zde dlouho přežívají, tvorba do KD, zde dlouho přežívají, tvorba vysokoafinitního Igvysokoafinitního Ig

Protilátky - imunoglobulinyProtilátky - imunoglobuliny

Sekretované (uvolňované), solubilní BCRSekretované (uvolňované), solubilní BCRStrukturaStruktura– 2x těžký řetězec (H): 1H…4(5) domén, 110-2x těžký řetězec (H): 1H…4(5) domén, 110-

120 AK 120 AK – 2x lehký řetězec (L): 2 domény2x lehký řetězec (L): 2 domény– Domény na konci H i L jsou Domény na konci H i L jsou variabilnívariabilní (V (VLL, V, VHH) )

= vazebné místo pro Ag= vazebné místo pro Ag– KonstantníKonstantní domény domény

Lehkých řetězců: CLehkých řetězců: CLL

Těžkých řetězců: CTěžkých řetězců: CHH1, C1, CHH2, C2, CHH33

Molekuly Ig lze proteolyticky štěpit – Molekuly Ig lze proteolyticky štěpit – papain: 2x Fab + 1x Fcpapain: 2x Fab + 1x FcMolekuly některých Ig (IgM, IgA) se Molekuly některých Ig (IgM, IgA) se skládají z několika těchto jednotek – skládají z několika těchto jednotek – spojené řetězcem Jspojené řetězcem JVariabilita BCR i Ig je dána Variabilita BCR i Ig je dána přeskupováním genových segmentů, které přeskupováním genových segmentů, které kódují jednotlivé řetězce (10kódují jednotlivé řetězce (101111 různých různých specifit)specifit)

Typy ( =třídy = izotypy) imunoglobulinových Typy ( =třídy = izotypy) imunoglobulinových řetězcůřetězců– L řetězce:L řetězce: kódovány na různých chromozomech, typy kódovány na různých chromozomech, typy

κκ a a λλ– H řetězce:H řetězce: kódovány na úseku jednoho chromozomu kódovány na úseku jednoho chromozomu

typy typy μμ, , δδ, , γγ(subtypy (subtypy γγ1- 1- γγ4) , 4) , αα(subtypy (subtypy αα1,1,αα2),2), εε…. …. tyto řetězce vytvářejí různé typy (třídy, izotypy) tyto řetězce vytvářejí různé typy (třídy, izotypy) imunoglobulnů: IgM, IgD, IgG(podtřídy IgG1 – IgG4), imunoglobulnů: IgM, IgD, IgG(podtřídy IgG1 – IgG4), IgA(podtřídy IgA1,IgA2), IgEIgA(podtřídy IgA1,IgA2), IgE

– V jedné molekule Ig: 2 totožné H+2 totožné LV jedné molekule Ig: 2 totožné H+2 totožné L

IgM IgM – monomerní (monomerní (μμ22LL22) – na povrchu B-ly, zde tvoří ) – na povrchu B-ly, zde tvoří

BCRBCR– Polymerní – sekretovaná forma, 5 monomerů Polymerní – sekretovaná forma, 5 monomerů – Tvoří se jako první po stkání s AgTvoří se jako první po stkání s Ag– Váže se na C1, neváže se na FcR fagocytůVáže se na C1, neváže se na FcR fagocytů– Výskyt: pentamer – sérum, monomer – B-lyVýskyt: pentamer – sérum, monomer – B-ly– Funkce: aktivace C, primární odpověď, Funkce: aktivace C, primární odpověď,

receptor pro Ag na B-lyreceptor pro Ag na B-ly

IgG – nejčstější sérový izotyp,dobře se IgG – nejčstější sérový izotyp,dobře se vážou na FcR, podtřídy IgG se liší aktivací vážou na FcR, podtřídy IgG se liší aktivací komplemnetukomplemnetu– IgG3, IgG1…dobře aktivují CIgG3, IgG1…dobře aktivují C– IgG2, IgG4…hůře aktivují CIgG2, IgG4…hůře aktivují C– Výskyt: sérumVýskyt: sérum– Funkce: opsonozace Ag, neutralizace virů, Funkce: opsonozace Ag, neutralizace virů,

sekundární odpověď, prostup placentousekundární odpověď, prostup placentou

IgA – existuje ve dvou formáchIgA – existuje ve dvou formách– IgA slizničníIgA slizniční (sekreční) – ochrana sliznic proti (sekreční) – ochrana sliznic proti

mikroorganismůmmikroorganismůmDimer: 2xIgA+ řetězec J+sekreční komponentaDimer: 2xIgA+ řetězec J+sekreční komponenta

– IgA sérovýIgA sérový – monomer (nebo dimer nebo trimer) – monomer (nebo dimer nebo trimer)IgA1 – slizniční pazmocytyIgA1 – slizniční pazmocyty

IgA2 – v KDIgA2 – v KD

– Výskyt: sérum, sliny, slzy, mateřské mlékoVýskyt: sérum, sliny, slzy, mateřské mléko– Funkce: ochrana sliznic, opsonizace, neaktivuje C Funkce: ochrana sliznic, opsonizace, neaktivuje C

IgE – v séru zdravých lidí minimumIgE – v séru zdravých lidí minimum– Obrana před parazityObrana před parazity– Příčina alergických reakcíPříčina alergických reakcí– Vysokoafinitní receptor pro IgE na žírných Vysokoafinitní receptor pro IgE na žírných

buňkách a bazofilechbuňkách a bazofilech– ------------------------------------------------------------------------------------------------------

IgD – monomer, v séru minimum, tvoří IgD – monomer, v séru minimum, tvoří BCR na B-lyBCR na B-ly

Jednotlivé molekuly Ig mají individuálně Jednotlivé molekuly Ig mají individuálně odlišné části pro vazbu pro Ag = idiotypy odlišné části pro vazbu pro Ag = idiotypy (vazebná místa na Ig 1.generace)(vazebná místa na Ig 1.generace)

Idiotypy rozeznány B-ly…tvorba protilátek Idiotypy rozeznány B-ly…tvorba protilátek (antiidiotypy, protilátky 2.generace)(antiidiotypy, protilátky 2.generace)

Antiidiotypová síť – regulace protilátkové Antiidiotypová síť – regulace protilátkové odpovědi odpovědi

Dynamika tvorby protilátekDynamika tvorby protilátek

Tvorba protilátek vykazuje významnou Tvorba protilátek vykazuje významnou ontogenetickou dynamikuontogenetickou dynamiku– Těhotenství – prostup IgG placentou, později Těhotenství – prostup IgG placentou, později

vlastní tvorba IgM ploduvlastní tvorba IgM plodu– Po narození – mateřské IgG postupně Po narození – mateřské IgG postupně

odbourávány, zvyšuje se tvorba IgM, ochrana odbourávány, zvyšuje se tvorba IgM, ochrana IgA z mateřského mlékaIgA z mateřského mléka

– Později tvorba Ig ostatních izotypůPozději tvorba Ig ostatních izotypů– Proces dokončen v pubertěProces dokončen v pubertě

Tvorba Ig jako odpověď na AgTvorba Ig jako odpověď na Ag– První infekce – podobný průběh jako v První infekce – podobný průběh jako v

ontogenetickém vývojiontogenetickém vývoji– Opakovaná infekce – zapojeny paměťové Opakovaná infekce – zapojeny paměťové

buňky, rychlá intenzivní tvorba buňky, rychlá intenzivní tvorba vysokoafinitních Ig různých izotypůvysokoafinitních Ig různých izotypů