Mezibuněčná komunikaceMezibuněčná komunikace

HybridomHybridom

CD nomenkalturaCD nomenkaltura– --------------------------------------------------------------------------------------------------

Adhezivní molekulyAdhezivní molekuly

CytokinyCytokiny

HybridomHybridom

Přirozené podmínky – protilátky Přirozené podmínky – protilátky polyklonálnípolyklonální – z různých klonů B-ly – z různých klonů B-ly

Plazmocytom – protilátky Plazmocytom – protilátky monoklonálnímonoklonální

Fúze: B-ly + plazmocytom= Fúze: B-ly + plazmocytom= hybridomhybridom……tvorba monoklonální protilátky zvolené tvorba monoklonální protilátky zvolené specificity specificity

Kultivace buněčné linieKultivace buněčné linie

Využití monoklonálních protilátekVyužití monoklonálních protilátek– Studium povrchových molekul buněk Studium povrchových molekul buněk

imunitního systém,intracelulárních i imunitního systém,intracelulárních i solubilních molekulsolubilních molekul

– V klinické praxi…chimérické, humanizovanéV klinické praxi…chimérické, humanizovanéLéčivaLéčiva

diagnostikadiagnostika

CD nomenklaturaCD nomenklatura

Iniciativa významných světových laboratoří v Iniciativa významných světových laboratoří v 80.letech80.letech

Pravidelné mezinárodní workshopyPravidelné mezinárodní workshopy

CD = Cluster DesignationCD = Cluster Designation

(CD = Cluster of Differenciation)(CD = Cluster of Differenciation)

„„inventurní“ systéminventurní“ systém

Dnešní stav: CD1 – CD339, často podskupiny: Dnešní stav: CD1 – CD339, často podskupiny: CD1a, CD1b, CD1c CD1a, CD1b, CD1c

www.ncbi.nlm.nih.gov/prowwww.ncbi.nlm.nih.gov/prow

Adhezivní molekulyAdhezivní molekuly

Imunitní systém=informační soustavaImunitní systém=informační soustava

Důležité v neimunitních procesechDůležité v neimunitních procesech– FyziologickéFyziologické– nefyziologickénefyziologické

Děje v IS založeny na kontaktu dvou buněk…Děje v IS založeny na kontaktu dvou buněk…receptor+ligand=receptor+ligand=>>vznik signálu (CD28-CD80)vznik signálu (CD28-CD80)

Membránově vázané i solubilní (…cytokiny)Membránově vázané i solubilní (…cytokiny)

Exprese na buňkáchExprese na buňkách– KonstitučníKonstituční– inducibilníinducibilní

Rozdělení adhezivních molekulRozdělení adhezivních molekul– KadherinyKadheriny– IntegrinyIntegriny– SelektinySelektiny– Imunoglobulinové a.m.Imunoglobulinové a.m.– CD44CD44– Fc receptoryFc receptory– Receptory pro komplementReceptory pro komplement

KADHERINYKADHERINY– HomodimerHomodimer– Pevné spoje mezi buňkami Pevné spoje mezi buňkami stejnéhostejného typu typu

CytoskeletCytoskelet

– Kadherin-5 (E-kadherin) Kadherin-5 (E-kadherin) – spoje mezi – spoje mezi endotelovými buňkamiendotelovými buňkami

INTEGRINYINTEGRINY– Zakotvují buňky na molekuly Zakotvují buňky na molekuly mezibuněčnémezibuněčné

hmoty….apoptózahmoty….apoptóza– Dva konformační stavyDva konformační stavy

VysokoafinitníVysokoafinitníNízkoafinitní – v klidovém stavu buňkyNízkoafinitní – v klidovém stavu buňky

– HeterodimeryHeterodimery, dva typy řetězců, dva typy řetězcůAlfaAlfa – podobný Ig – podobný IgBetaBeta –typy 1 až 8, dělení do podskupin, –typy 1 až 8, dělení do podskupin, nejdůležitější jsou beta 1,2,3,7nejdůležitější jsou beta 1,2,3,7

Integriny podskupiny beta1Integriny podskupiny beta1– označované označované VLAVLA ( (VVery ery LLate ate AAntigens)ntigens)– Exprese na většině jaderných buněkExprese na většině jaderných buněk– Společný řetězec beta1(CD29)Společný řetězec beta1(CD29)– Různé alfa řetězce (CD49a,b,c,d,e)…Různé alfa řetězce (CD49a,b,c,d,e)…

rozlišujeme tedy VLA1-5rozlišujeme tedy VLA1-5– Váží se naVáží se na

složky mezibuněčné hmoty(kolagen)složky mezibuněčné hmoty(kolagen)vazba leukocyt+endotel (ligand VCAM-1)vazba leukocyt+endotel (ligand VCAM-1)

Integriny podskupiny beta2Integriny podskupiny beta2 – Společná podjednotka beta2(CD18)Společná podjednotka beta2(CD18)– Řetězec alfa(CD11a,b,c,)Řetězec alfa(CD11a,b,c,)– Exprese výhradně na Exprese výhradně na

leukocytech=leukocytech=leukocytární integrinyleukocytární integriny– Velký význam v imunitní reakciVelký význam v imunitní reakci– Jsou tři:Jsou tři:

LFA-1LFA-1((LLeukocyte eukocyte FFunction unction AAssociated) ssociated) CD11a/CD18CD11a/CD18– Hlavní a.m. leukocytůHlavní a.m. leukocytů– Vazba na ligandy imunoglobulinové řady(ICAM1-3)Vazba na ligandy imunoglobulinové řady(ICAM1-3)

CD11b/CD18CD11b/CD18– receptor pro komplement(CR3…C3b)receptor pro komplement(CR3…C3b)– Váže sacharidové složky bakteriálních stěn, tzn. Váže sacharidové složky bakteriálních stěn, tzn.

působí jako lektinpůsobí jako lektin

CD11c/CD18CD11c/CD18

Integriny podskupiny beta3Integriny podskupiny beta3– Exprese na trombocytechExprese na trombocytech– Ligandy: solubilní složky koagulační kaskádyLigandy: solubilní složky koagulační kaskády– Zachycování trombocytů v místě poškozeníZachycování trombocytů v místě poškození

Integriny podskupiny beta7Integriny podskupiny beta7– Vazba leukocytů na epitelVazba leukocytů na epitel– Ligandy:VCAM-1, E-kadherinLigandy:VCAM-1, E-kadherin

SELEKTINYSELEKTINY– Důležitá složka jsou lektinyDůležitá složka jsou lektiny– Proteinová „stopka“ – vazba v Proteinová „stopka“ – vazba v

cytoplazmatické membráně + lektin v cytoplazmatické membráně + lektin v extracelulární částiextracelulární části

– Tři druhy selektinů, podle délky proteinového Tři druhy selektinů, podle délky proteinového řetězceřetězce

P-selektinP-selektin((PPlatelet, trombocytární)CD62Platelet, trombocytární)CD62P– Nejdelší proteinový řetězecNejdelší proteinový řetězec– Exprese na povrchu aktivovaných trombocytů, na Exprese na povrchu aktivovaných trombocytů, na

endoteliíchendoteliích– Konstitutivně v sekrečních granulech trombocytůKonstitutivně v sekrečních granulech trombocytů– Časné fáze zánětuČasné fáze zánětu– Aktivátor:IL-4,IL-13, histamin, aktivované složky Aktivátor:IL-4,IL-13, histamin, aktivované složky

komplementu, kyslíkové radikálykomplementu, kyslíkové radikály– Ligand:CD15, CD24 na neutrofilechLigand:CD15, CD24 na neutrofilech

E-selektinE-selektin ( (EEndoteliální) CD62Endoteliální) CD62E– KratšíKratší– Exprese na endoteliálních buňkáchExprese na endoteliálních buňkách– Exprese až po aktivaci – působením TNFExprese až po aktivaci – působením TNFalfaalfa, ,

IL-1IL-1– Ligand: CD15 na neurtofilechLigand: CD15 na neurtofilech

L-selektinL-selektin ( (LLeukocytární) CD62L eukocytární) CD62L – NejkratšíNejkratší– Konstitutivní exprese na většině leukocytůKonstitutivní exprese na většině leukocytů– Po aktivaci se jeho exprese Po aktivaci se jeho exprese snižujesnižuje – –

uvolňuje se z buněk do prostředíuvolňuje se z buněk do prostředí– Ligand: CD34, vazba zpomaluje pohyb Ligand: CD34, vazba zpomaluje pohyb

leukocytů po endotelu leukocytů po endotelu

ShrnutíShrnutí– Lektiny C-typu…výše popsanéLektiny C-typu…výše popsané– CD22 na B-lymfocytechCD22 na B-lymfocytech– ------------------------------------------------------------------------------------------------– Lektiny v imunologickém výzkumu – Lektiny v imunologickém výzkumu –

mitogeny:mitogeny:konkavalinA = ConAkonkavalinA = ConA

Fytohemaglutinin = PHAFytohemaglutinin = PHA

IMUNOGLOBULINOVÉ a.m. IMUNOGLOBULINOVÉ a.m. – Nejčastější glykoproteiny na buňkách Nejčastější glykoproteiny na buňkách

imunitního systému (50%)imunitního systému (50%)– Řetězce ukotveny v membráně, extracelulární Řetězce ukotveny v membráně, extracelulární

část je složena z různého počtu část je složena z různého počtu imunoglobulinových doménimunoglobulinových domén

– Označují se Označují se ICAMICAM ( (IInternterCCellular ellular AAdhesion dhesion MMolecule)olecule)

ICAM-1ICAM-1(C54) 5xIg doména (C54) 5xIg doména – Endotelové buňy, thymus, buňky ISEndotelové buňy, thymus, buňky IS– Stimulace: INFStimulace: INFgamagama, TNF, TNFalfa, alfa, IL-1, LPSIL-1, LPS– Ligand: LFA-1Ligand: LFA-1

ICAM-2ICAM-2(CD102) 2xIg doména(CD102) 2xIg doména– Endotel, leukocytyEndotel, leukocyty– Exprese konstitutivní, neovlivněna ctokinyExprese konstitutivní, neovlivněna ctokiny– Ligand: LFA-1Ligand: LFA-1

ICAM-3ICAM-3(CD50) 5xIg doména(CD50) 5xIg doména– Exprese ve vysoké densitě na všech klidových Exprese ve vysoké densitě na všech klidových

leukocytech, není na endoteluleukocytech, není na endotelu– Ligand: LFA-1Ligand: LFA-1

VCAM-1VCAM-1((VVascular ascular CCell ell AAdhesion dhesion MMolecule) olecule) CD106 7xIg doménaCD106 7xIg doména – Endotel,DC, makrofágyEndotel,DC, makrofágy– Exprese po aktivaci: LPS, TNFExprese po aktivaci: LPS, TNFalfaalfa, IL-1, IL-4, INF, IL-1, IL-4, INFgamagama

– Ligand: VLA-4 Ligand: VLA-4

PECAM-1PECAM-1((PPlatelet latelet EEndotelial ndotelial CCell ell AAdhesion dhesion MMolecule)CD31 6xIg doména olecule)CD31 6xIg doména – Endotel, granulocyty, monocyty, trombocytyEndotel, granulocyty, monocyty, trombocyty– Nutná pro prostup neutrofilů do tkáníNutná pro prostup neutrofilů do tkání

MAdCAM-1MAdCAM-1 ( (MMucosal ucosal AdAddresin dresin CCell ell AAdhesion dhesion MMolecule)olecule)– 2x Ig doména + protein podobný mucinu2x Ig doména + protein podobný mucinu– membránové: endotel, lymfatické uzlinymembránové: endotel, lymfatické uzliny– Sekretované do prostředíSekretované do prostředí– Příklady: CD34, CD43 =Příklady: CD34, CD43 => p> půůsobsobíí proti proti „slepování“ „slepování“

buněkbuněk– ----------------------------------------------------------------------------------– Další imunoglobulinové a.m. : TCR, BCR, HLADalší imunoglobulinové a.m. : TCR, BCR, HLA

CD44CD44– Samostatná molekula Samostatná molekula – Exprese: epitel, T a B-lymfocyty, myeloidní Exprese: epitel, T a B-lymfocyty, myeloidní

buňky, erytrocytybuňky, erytrocyty– Váže se na molekuly mezibuněčné hmotyVáže se na molekuly mezibuněčné hmoty– Ligand: kys. hyaluronováLigand: kys. hyaluronová

Fc RECEPTORYFc RECEPTORY (FcR) (FcR)– navazují Fc část imunoglobulinů, pro různé Ig navazují Fc část imunoglobulinů, pro různé Ig

existují různé FcRexistují různé FcR– Fagocytóza částic opsonizovaných Ig(G)…Fagocytóza částic opsonizovaných Ig(G)…

FcFcggRIRI(CD64) na myelocytech(CD64) na myelocytech– regulační faktor v imunitním systémuregulační faktor v imunitním systému

FcFceeRIIRII(CD23) = nízkoafinitní receptor pro IgE na (CD23) = nízkoafinitní receptor pro IgE na B-ly, potlačuje tvorbu IgE B-ly, potlačuje tvorbu IgE FcFcggRIIBRIIB(CD32B)-na B-ly, inhibuje jejich stimulaci (CD32B)-na B-ly, inhibuje jejich stimulaci po vazbě IgG po vazbě IgG

Stimulují produkci IgE – alergické projevy a Stimulují produkci IgE – alergické projevy a protiparazitární imunitu…protiparazitární imunitu…FcFceeRIRI= vysokoafinitní = vysokoafinitní receptor pro IgE na mastocytech, bazofilechreceptor pro IgE na mastocytech, bazofilech

Umožňují transport Ig přes epiteliální buňky z Umožňují transport Ig přes epiteliální buňky z krevního oběhu do tkání…..krevního oběhu do tkání…..poly-Ig receptor poly-Ig receptor

KOMPLEMENTOVÉ RECEPTORY KOMPLEMENTOVÉ RECEPTORY – Označují se CROznačují se CR– Váží fragmenty složek komplementuVáží fragmenty složek komplementu– Fagocytóza částic opsonozovaných Fagocytóza částic opsonozovaných

komplementemkomplementem– Př. Př. CR3CR3, , CR4CR4…exprese na myeloidních …exprese na myeloidních

buňkách, ligand: C3bbuňkách, ligand: C3b– CR5a CR5a = receptor pro chemotaktické složky, = receptor pro chemotaktické složky,

ligand: C5aligand: C5a

CytokinyCytokiny

Základní regulátory ISZákladní regulátory IS

Proteiny sekretované leukocyty (ale i jinými Proteiny sekretované leukocyty (ale i jinými buňkami)=buňkami)=>> tkáňové hormonytkáňové hormony

Působí prostřednictvím specifických receptorůPůsobí prostřednictvím specifických receptorů

Membránové formyMembránové formy

Produkce krátce po aktivaci buňkyProdukce krátce po aktivaci buňky

Biologická aktivita (pg/ml)Biologická aktivita (pg/ml)

PluripotentníPluripotentní -působí na různé druhy -působí na různé druhy buněk, působí v kaskáděbuněk, působí v kaskáděRedundantníRedundantní –různé cytokiny mají –různé cytokiny mají podobnou funkcipodobnou funkciPůsobíPůsobí– AutokrinněAutokrinně– ParakrinněParakrinně– EndokrinněEndokrinně-nejméně často-nejméně často– Koordinovaně=Koordinovaně=>>cytokinová síťcytokinová síť

NOMENKLATURA CYTOKINŮNOMENKLATURA CYTOKINŮPůvodně: lymfokiny x monokinyPůvodně: lymfokiny x monokinyInterleukiny + čísla…nedůsledné používání Interleukiny + čísla…nedůsledné používání (TNF, SCF, interferony)(TNF, SCF, interferony) dnes: dnes: cytokinycytokiny=protein=proteiny y produkované buňkamiprodukované buňkamiCytokiny x klasické hormonyCytokiny x klasické hormony– ------------------------------------------------------------------------------------------

120 cytokinů120 cytokinůÚčast v IS, při regeneraci tkání,v Účast v IS, při regeneraci tkání,v embryogenezi,kancerogenezi, vliv na mozkové embryogenezi,kancerogenezi, vliv na mozkové funkce, vyzrávání pohl.buněk… funkce, vyzrávání pohl.buněk…

ROZDĚLENÍ CYTOKINŮ ROZDĚLENÍ CYTOKINŮ – Cytokiny regulující krvetvorbuCytokiny regulující krvetvorbu– InterferonyInterferony– Cytokiny regulující T a B-lymfocytyCytokiny regulující T a B-lymfocyty– Prozánětlivé pluripotentní cytokinyProzánětlivé pluripotentní cytokiny– TNFTNF

Cytokiny regulující krvetvorbuCytokiny regulující krvetvorbu – působí – působí na různých stupních vývoje krevních na různých stupních vývoje krevních elementůelementů– SCFSCF ( (SStem tem CCell ell FFactor) -stimuluje proliferci actor) -stimuluje proliferci

kmenových buněkkmenových buněk– IL-3IL-3 –produkovaný T-ly, NK, ovlivňuje –produkovaný T-ly, NK, ovlivňuje

vyzrávání všech linií vyzrávání všech linií krvetvorby=krvetvorby=>>pluripotentní CSFpluripotentní CSF

– CSFCSF ( (CColony olony SStimulating timulating FFactor) – actor) – produkován lymfocyty, myelocyty,v KD produkován lymfocyty, myelocyty,v KD stimuluje diferenciacistimuluje diferenciaci

Granulocytů (Granulocytů (G-CSFG-CSF))

Monocytů (Monocytů (M-CSFM-CSF))

Obou populací (Obou populací (GM-CSFGM-CSF))

– EPOEPO (erytropoetin)-růstový faktor erytrocytů (erytropoetin)-růstový faktor erytrocytů– TrobopoetinTrobopoetin –diferenciace trombocytů –diferenciace trombocytů

Interferony Interferony - antivirové, cytostatické a - antivirové, cytostatické a imunomodulační účinkyimunomodulační účinky– INFINFbetabeta – – podněcuje tvorbu protizánětlivých podněcuje tvorbu protizánětlivých

cytokinů (IL-4, IL-10)cytokinů (IL-4, IL-10)– INFINFgamagama – zesiluje expresi HLA ll.tř na APC – zesiluje expresi HLA ll.tř na APC

Cytokiny regulující T a B-lymfocytyCytokiny regulující T a B-lymfocyty– IL-2IL-2 –produkován T-lyCD4+ po aktivaci,autokrinní –produkován T-lyCD4+ po aktivaci,autokrinní

působení působení Aktivuje tlumivé buňky (NK,cytotox.T-ly)Aktivuje tlumivé buňky (NK,cytotox.T-ly)Aktivuje B-lyAktivuje B-ly

– IL-12IL-12 –produkován mono+makrofágy,důležitý pro –produkován mono+makrofágy,důležitý pro diferenciaci T-ly,působí na paměťové buňkydiferenciaci T-ly,působí na paměťové buňky

– IL-25IL-25– IL-21IL-21 –reguluje NK –reguluje NK– IL-4IL-4 –tvořen T-lyCD4+ a bazofily, stimuluje B-ly k –tvořen T-lyCD4+ a bazofily, stimuluje B-ly k

tvorbě IgEtvorbě IgE

Prozánětlivé pluripotentní cytokinyProzánětlivé pluripotentní cytokiny– IL-1IL-1 –produkován aktivovanými monocyty a –produkován aktivovanými monocyty a

makrofágy,aktivuje T-ly, ovlivňuje expresi makrofágy,aktivuje T-ly, ovlivňuje expresi adhezivních molekuladhezivních molekul

– IL-6IL-6 –produkován T a B-ly, reguluje –produkován T a B-ly, reguluje diferenciaci B-ly a syntézu Ig,stimuluje diferenciaci B-ly a syntézu Ig,stimuluje hepatocyty k tvorbě proteinů akutní fáze, hepatocyty k tvorbě proteinů akutní fáze, pyrogen pyrogen

TNF (Tumor Necrosis FacrorTNF (Tumor Necrosis Facror))– TNFTNFalfaalfa –produkován buňkami IS–produkován buňkami IS

Podnět k tvorbě: LPS + LBP (Lipopolysacharid Binding Podnět k tvorbě: LPS + LBP (Lipopolysacharid Binding Protein)=Protein)=>>vazba na CD14=vazba na CD14=>>syntéza prozánětlivých cytokinů, syntéza prozánětlivých cytokinů, vč.TNFvč.TNF

Nejvýznamější cytokin přirozené imunityNejvýznamější cytokin přirozené imunity

Indukuje expresi adhezivních mol. na endotelu Indukuje expresi adhezivních mol. na endotelu

Stimuluje syntézu proteinů akutní fázeStimuluje syntézu proteinů akutní fáze

Produkce zodpovídá za příznaky septického šoku Produkce zodpovídá za příznaky septického šoku

Indukuje apoptózuIndukuje apoptózu

– TNFTNFbetabeta –produkován pouze T a B-ly–produkován pouze T a B-ly

RECEPTORY CYTOKINŮRECEPTORY CYTOKINŮ –zprostředkují –zprostředkují působení cytokinů, složeny ze 2(3) působení cytokinů, složeny ze 2(3) podjednotekpodjednotek– Váže cytokin Váže cytokin – Zajišťuje signalizaci dovnitř buňky…společná Zajišťuje signalizaci dovnitř buňky…společná

pro více druhů cytokinů, podle ní dělení pro více druhů cytokinů, podle ní dělení receptorů do skupin: receptorů do skupin:

Receptory pro IL-2Receptory pro IL-2 (IL-4,7,13,15) (IL-4,7,13,15)

Receptory pro IL-3Receptory pro IL-3 (GM-CSF, IL-5) (GM-CSF, IL-5)

Receptory pro INFReceptory pro INF (IL-10) (IL-10)

Imunoglobulinové rec.Imunoglobulinové rec.(SCF,M-CSF,IL-1)(SCF,M-CSF,IL-1)– --------------------------------------------------------------------------------------------------------------– výsledek signalizace záleží na tom, na které z výsledek signalizace záleží na tom, na které z

buněk IS ke stimulaci dojdebuněk IS ke stimulaci dojde

Důkladné poznání funkcí cytokinů a jejich Důkladné poznání funkcí cytokinů a jejich vzájemných interakcí by umožnilo aktivně vzájemných interakcí by umožnilo aktivně a a cíleně cíleně zasahovat do průběhu imunitních zasahovat do průběhu imunitních reakcí a ovlivňovat je. reakcí a ovlivňovat je.

Vzhledem ke složitosti cytokinové Vzhledem ke složitosti cytokinové soustavy je však praktické využití cytokinů soustavy je však praktické využití cytokinů v klinické praxi stále ještě obtížné.v klinické praxi stále ještě obtížné.