curs_13_14_15_2015-2016_ro

Cursul 13: Hipersensibilitatea întârziată (DTH)

• Imunitatea mediată celular (CMI)

• Subseturi de celule T

• Citokinele și CMI

• Citokine și subseturi de celule Th

• Interferonul Gama

• Inducerea hipersensibilității întârziate

• Componentele proinflamatorii ale DTH

• Componenta antigen specifică a DTH

• Reglarea DTH

1Curs 13 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

IMUNITATEA MEDIATĂ CELULAR• Imunitatea mediată celular reprezinta capacitatea celulelor T de a

recunoaște antigenele prezentate de complexul major dehistocompatibilitate (MHC), de a se activa, produce și a reacționa lacitokine. În funcție de tipul de celule T activate, rezultă citotoxicitateantigen-specifică sau mediată de macrofage.

• Celulele T sunt principalii coordonatori și mediatori ai răspunsurilorimune. Complexitatea crescatoare a amenințărilor externe care găsesc noimetode de a supraviețui în organismul gazdă exemplificate de virusuri șibacterii patogene, împreună cu necesitatea intensificării mecanismelorinterne de supraveghere ale organismelor complexe și structura celulară,au forțat celulele T să elaboreze metode noi și specifice de apărare, și săconcentreze strategiile de apărare ale gazdei.

• Imunitatea mediată celular s-a dezvoltat de-a lungul a două căi, ambelefiind dependente de recunoașterea exactă, a celulelor gazdă modificate,prin supravegherea constantă și testarea peptidelor amplasate încomplexul MHC pe suprafața celulelor nucleate de către celulele T.Celulele gazdă care afișează peptide complexe modificate clasa I MHCcare apar după o infecție virală sau prin generarea de neoproteine decătre gene tumorale oferă un mecanism de alertare foarte specific careinițiază diferențierea celulor T CD3+8+ in celule citolitice eficiente saucelule T killer (CTL). 2

Curs 13 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

• Cealaltă forma majoră de imunitate mediată de celulele T antigen-specifice este hipersensibilitatea de tip întârziat (DTH). Deși o maibună descriere a acestei reacții defensive ar putea fi activareamediată de celulele T monocite/macrofage (M/M), termenul DTHeste ferm înrădăcinat atât în literatura experimentală cât și înclinică. În realitate, DTH este întârziată numai în sensul că există undecalaj de timp între stimularea limfocitelor T de către antigenulspecific și recrutarea ulterioară, activarea unei mase critice demacrofage efectoare pentru a face față agentului patogen.

• O diferență fundamentală între răspunsurile DTH și CTL este căreacțiile DTH sunt puse în mișcare de recunoașterea de cătrecelulele T a peptidului antigenic afișat la locul de legare a uneimolecule MHC clasa II, nu clasa I.

• Deși în vivo și în vitro analizele pentru DTH au fost disponibilepentru cercetatori ani multi, descoperirea subseturilor de celule Thelper (Th) au oferit baza teoretică pentru înțelegerea dinamiciiunei reacții de DTH.

Curs 13 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu 3

Subtipuri de celule T

• Timocitele care emigrează cu succes din timus cacelulele T mature pot fi fenotipic împărțite în douăsubgrupe majore: precursori citolitici CD3+,8+ CTLși celule helper CD3+, CD4+.

• Există de 2 ori mai multe celule T CD4+ carecirculă în sângele periferic în condiții normaledecât celulele T CD8+.

• Primele idei despre funcțiile celulelor CD3+ CD4+au apărut în timpul studiilor cu clone limfocitare Thelper de soarece. Diferențele funcționale similareîn limfocitele CD4+ umane au fost inițial, dificil deatestat și puternic contestate, dar acum prezențasubseturilor CD4+ la om este universal acceptată.


Imunitatea mediata celular


CITOKINELE SI IMUNITATEA MEDIATA CELULAR

• Citokinele sunt mediatorii comunicațiilor celulare care asigură

semnalele pentru raspunsul imun umoral (mediat de anticorpi)

și CMI. Celulele T CD4+ au funcții antigen-specifice de

amplificare și de reglementare care sunt importante pentru

menținerea homeostaziei imunologice. Celulele T CD4+ sunt

subdivizate în celule helper Th1 și Th2 in functie de producția și de

răspunsul la citokine specifice, nu prin diferențe fenotipice

standard.

• În general, cele mai multe citokine au două lanțuri polipeptidice

codificate de gene separate. Studiile sugereaza ca cele mai multe

gene "noi" pentru citokine și genele pentru receptorii lor au evoluat

de la factorii de creștere primordiali hemoproliferativi și din

clusterele de gene de imunoglobulină prin duplicare. Acest concept

este susținut de suprapunerea multora dintre efectele lor biologice.

Presiunile evolutive au condus cele mai multe sisteme de citokine

sa dezvolte pleiotropism și redundanță.


• Citokinele acționează în concentrații similare cu hormoni endocrini sisunt homo- sau hetero- polipeptide cu o compoziție de aminoaciziintre 70-190, și sunt produse numai după o stimulare celularaadecvata.

• Acestea nu sunt antigen-specifice, dar pot sa apara după activareaantigen-specifica a celulelor T si B. Adică, celule antigen-specificeimune efectoare, celulele T și celulele B și omologii lor nonantigen-specifice, în special monocite și macrofage, comunica între ele prinproducerea si eliberarea de citokine și afișarea receptorilor citokinici.Limfocitele și macrofagele produc mai multe citokine și le utilizeazapentru a scadea sau creste nivelul de intensitate a unui răspunsimun (reglarea răspunsului imun).

• Cele mai multe sisteme de citokine au in dinamicaagonisti/antagonisti, pentru a preveni reacțiile exagerate. Celuleleefectoare imune folosesc citokine pentru "reglajul fin" al raspunsuluiimun, prin varietatea și cantitatea producției de citokine, și prinreglarea densității și afinitatatii receptorilor pentru citokine. Chiardacă citokinele sunt eliberate în exces în timpul unui răspuns imunexuberant, fenomenul de down-regulation al receptorilor de pesuprafata celulelor țintă va preveni o reacție imună auto-distructiva.


Functiile Th1 si Th2


CITOKINE si SUBTIPURI Th

• Celulele T CD4+ migrează din timus înarmate cu receptori antigen-specifici pesuprafata celulelor T (TCR), dar nu sunt diferentiate in subtipurile Th1 sau Th2CD4+. Aceste limfocite precursoare CD4 sau naive sunt desemnate ca celule TH0.Ele au o arie genetică pentru un spectru larg de citokine care cuprinde interleukinaIL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-I0, IL-13, interferonul (IFN)-γ, factorul de necrozătumorală (TNF-β), factori de creștere pentru macrofage/granulocite. Celulele TH0se diferențieaza in funcție de profilul citokinelor specifice eliberate de organismulinfectant sau de stimulul inflamator.

• IL-12 este o citokina secretata la nivelul micromediului local al unei reacțiiinflamatorii, care inițieaza dezvoltarea celulelor Th1 din precursorul Th0.

• IL-I2 este citokina de activare timpurie (inițiere) a DTH. Aceasta citokina M/Meste, un stimulator puternic al proliferarii celulelor natural killer (NK) și alproducției ulterioare de IFN-y. IFN-y inițiază amplificarea reacțiilor imune șiinflamatorii prin activarea celulelor NK suplimentare și M/M, care elibereaza incontinuare IL-12.

• Rezultatul final este diferentierea celulelor TH0 in subsetul Th1.

• IFN-y este un promotor puternic pentru dezvoltarea celulelor Th1 si inhibitorulmajor al transformarii celulelor TH0 in celule Th2.


INTERFERONUL-γ• IFN-γ are un rol central și esențial în toate fazele raspunsului imun si inflamator.

Este produs doar de limfocitele Th1 CD4 și celulele NK.

• Celulele Th1 pot fi identificate prin producția de IL-2, IFN-γ și TNF-β, cunoscut subnumele de limfotoxină α(LTα).

• In cazul în care citokinele intalnite de precursori TH0 sunt predominant IL-4 și IL-13, celulele TH0 se vor diferentia in celule Th2.

• IL-4 este un factor major agonist si de creștere pentru limfocitele Th2 și unpromotor principal al răspunsului umoral. Acesta este un antagonist major aldezvoltării subsetului Th1. IL-4 are efecte puternice asupra caracteristicilor decreștere și diferențiere ale limfocitelor B, este un promotor izotip si inducediferențierea celulelor B producatoare de IgM și sinteza de IgG de catre acestea.

• Este o cerință absolută pentru un răspuns IgE la paraziți și alte răspunsuri IgEantigen-specifice (alergice) si pentru hipersensibilitatea imediată (IH).

• IL-4 și IL-13 au origini asemănătoare și omologi structurali care sunt reflectati înactivitățile lor biologice.

• IL-I0 este un important reglator de citokine. IL-I0 este produsa relativ "târziu" încadrul unui răspuns imun mediat de celulele Th2 activate și M/M. Ca si IL-4,aceasta este un alt antagonist major al răspunsurilor DTH generate de Th1,celulele NK și M/M. Celulele Th2 pot fi caracterizate prin reacția lor fata de, siproducerea unui grup specific de citokine, IL-4, -5, -10 și -13.

10


PROFILUL CITOKINIC AL CELULELOR T CD 3+4+

• Funcțiile celor două subtipuri Th și ale citokinelor omoloagefuncționează într-o relație de colaborare si control.

• Răspunsurile Th1, foarte eficiente în cele mai multe cazuri împotrivamultor forme de infecții intracelulare, pot provoca leziuni tisularedacă functioneaza in mod agresiv.

• Răspunsurile Th2 au dezvoltat strategii pentru a atenua reacțiile DTH,acestea promovează simultan răspunsuri cu anticorpi specifici pentruprevenirea infecției diseminate. Acest lucru este important, deoareceanumite infecții necesită citokine Th1 pentru rezolvarea lor(tuberculoza, lepra și altele), dar alte infecții (infecții parazitare)necesită citokine Th2 pentru rezoluție și prezența citokinelor Th1poate fi extrem de dăunătoare. Astfel, interferența cu, sau defecte, înechilibrul delicat între CD4, Th1 și Th2 de asemeni, disfunctii inproducția lor de citokine și capacitatea de prezentare a receptoruluipot avea implicatii importante in manifestările multor boliimunologice.


INDUCEREA HIPERSENSIBILITATII DE TIP INTARZIAT (DTH)

• Răspunsurile antigen-specifice DTH se dezvolta ca raspuns la anumitetipuri de infecții.

• Interacțiunile complexe dintre citokine și celulele efectoare care culminacu DTH încep când componentele polizaharidice ale peretelui celular alunui agent patogen sunt recunoscute intr-un mod de reactie de tipinnascut sau, intr-o maniera non-antigen specifica de catre macrofage.Anumiti agenții patogeni, chiar dacă sunt interiorizati, se sustrag cu succesuciderii prin mecanisme litice și oxidative de catre macrofage.

• Când macrofagele nu pot să reziste la infectii cu ajutorul mecanismelorde apărare înnăscute, ele trebuie să invoce imunitatea mediată celular,mult mai eficienta.

• Macrofagele fac acest lucru prin inducerea diferențierii Th0 in celule Th1,inițiind astfel DTH. M/M activeaza funcția lor prezentatoare de antigenpentru a modifica și procesa antigene microbiene în citoplasma lor, pentrua cupla antigenele cu moleculele MHC de clasa II și apoi transportacomplexul MHC-antigen la suprafața celulei, unde peptidele antigenicesunt prezentate la locul de legare a antigenului de pe MHC.

• Odată cu legarea antigenului specific de CD4/TCR și co-activareacorespunzătoare, începe o reacție DTH.


COMPONENTELE PROINFLAMATORII ale DTH

• Macrofagele, în timpul răspunsului nespecific și timpuriu al infecției intracelulare,produc și elibereaza citokine proinflamatorii IL-1, IL-6 și TNF-α.

• IL-1 are o gamă foarte mare de efecte biologice, dintre care multe nu suntrestricționate la sistemul imunitar. IL-1 poate fi privita ca o citokina primordiala, cuefecte cu spectru larg care facilitează reacția gazdei la stres și la infecție.

• IL-1 este produsă de o gamă largă de tipuri de celule, in special M/M șikeratinocite, care răspund la stimuli de la alte citokine și la stimuli microbieni și demediu, inclusiv cristale de siliciu și chiar la anumite lungimi de undă (UV).

• Este un mediator proinflamator important, care poate ridica temperatura corpuluiprin efectele sale asupra hipotalamusului, stimulează sinteza (impreuna cu IL-6)de proteine de protectie in timpul fazei acute, de catre ficat, mobilizeazaneutrofilele din măduva osoasă și induce factori stimulatori ai coloniilor pentru aaccelera producția de neutrofile și pentru creșterea mobilizarii lor.

• IL-1 are efecte neuroendocrine si acționează prin intermediul axei hipofizarepentru a elibera hormonul adrenocorticotropic, care crește producția decorticosteroizi de catre suprarenale ca răspuns la stres.

• IL-1 facilitează activarea celulelor T periferice mature și susține proliferarea lor princreșterea prezentarii receptorului IL-2 în faza timpurie a reacțiilor imunologice.

• IL-1, în mod autocrin, stimuleaza eficienta celulelor prezentatoare de antigen.


• IL-1 ra este antagonistul natural al IL-1 și concurează pentru receptorii IL-1.Este sintetizat pentru a preveni morbiditatea care poate sa survina in urmaunui răspuns inflamator-IL-1 exagerat.

• IL-6 poate fi discutat în același context ca IL-1, în care IL-6 are spectru larg deefecte biologice asemanatoare IL-1. IL-6 este produsă de un spectru larg decelule, inclusiv celulele T, monocite și fibroblaști.

• IL-6, impreuna cu IL-1, induce reactia celulelor T la IL-2 și este importantăpentru activarea celulelor T. Similar cu aproape toate celelalte citokine,aceasta nu se produce până cand celula sursa nu este provocata deinitializarea citokinelor. O funcție importanta distincta fata de IL-1 este efectulsau asupra creșterii celulelor B și rezistența crescută la apoptoza. Aceastacalitate a IL-6 a inspirat un interes clinic în utilizarea de agenți anti-IL-6 pentrutratamentul tulburărilor de proliferare celulară. Foarte recent, s-a demonstratca IL-6 are o influență puternică asupra dezvoltării imunității la nivelulmucoaselor.

• Un alt mediator important al răspunsurilor celulare defensive este TNF-α, opolipeptidă citokinica produsă în principal de M/M activate (și alte celule), cuefecte foarte largi și predominant proinflamatorii.

• IL-1 și TNF-α sunt aproape imposibil de distins în efectele lor biologice întimpul unei reacții imunologice.


COMPONENTELE ANTIGEN-SPECIFICE ale DTH• O caracteristică importantă a DTH este ca o celulă antigen-specifică Th1 activată poate recruta

un numar masiv de macrofage ucigașe non-antigen-specifice la locul inflamației.

• După diferentierea Th0 la subtipul Th1, celula activată Th0 (în curând diferentiata in celulaTh1) stimulează secretia de IL-2, care în prezența IL-1 stimuleaza proliferarea clonală Th1.

• IL-2 este o citokină de inițiere importanta și un hormon de creștere central în timpulrăspunsului imun. Aceasta este produsă de celulele Th activate, acționează într-un modautocrin și paracrin și accelereaza creșterea celulelor NK și B. IL-2 este o glicoproteină de 15-kD, iar funcțiile sale sunt dependente de structura terțiară intacta.

• Receptorul IL-2 cu afinitate înaltă este format din trei lanțuri polipeptidice în formă deheterodimer care sunt exprimate ca o unitate funcțională în urma interacțiunilor TCR antigen-specifice. Unul dintre cele trei lanțuri ale receptorilor de IL-2 este o parte integrantă a multoraltor citokine, în special IL-4 și IL-7. Acesta este un alt exemplu de redundanță citokinică careoferă un mijloc de creștere pentru celulele T. Din cauza rolului esențial al IL-2 într-un răspunsimun este evident că anomalii ale acestei citokine sau ale receptorilor săi vor avea implicatiiclinice majore. Astfel, defecte genetice în ansamblul receptorului IL-2 duc la o stare deimunodeficiență severă.

• IFN-γ secretat în cantități din ce in ce mai mari de către celule NK, si rezultand ca urmare aevenimentelor de activare și proliferare Th1 antigen-specifice, amplifică reacția DTH prinstimularea prezentarii moleculelor de adeziune endotelială. IFN-γ directioneaza macrofagelecirculante, limfocitele și neutrofilele la locul inflamației.

• Ieșirile și intrările, din sistemul de distribuție vascular sunt guvernate de un set complex deinteracțiuni structurale de recunoaștere numite molecule de adeziune sau selectine. 16

Curs 13 - Imunologie - Prof. Dr. Ileana Constantinescu

• Migrația celulelor T prin ganglionii limfatici periferici este ghidată de moleculele deadeziune/homing situate pe venulele endoteliale înalte. Părăsirea circulatiei și migrarea înzonele de inflamatie depinde de activarea unui al doilea set de molecule de adeziune/homingasupra endoteliului și de creșterea fluxului sangvin local. L-selectinele sunt exprimate peleucocite, P-selectinele se găsesc în granulele alfa ale trombocitelor și E-selectinele segăsesc pe endoteliu.

• E-selectinele oferă un mecanism foarte eficient pentru devierea celulelor efectoare imune lasite-ul unui eveniment imunologic/răspuns inflamator în curs de desfășurare. Acestea suntafisate pe celulele endoteliale numai după activarea citokinelor.

• Mecanismele de sortarea/deviere încep atunci când molecule de adeziune activate de peendoteliu atrag celulele efectoare din circulația capilară și să faciliteze rularea de-a lungulcelulelor endoteliului. Odată inițiat fenomenul de rulare pe endoteliu, există un contact dince în ce mai frecvent între receptorii limfocitelor și aceste molecule endoteliale de pesuprafața celulelor activate.

• Celula efectorie este atrasă de celulele endoteliale de un al doilea set de molecule deadeziune numit ICAM-1 (CD54), VCAM-1, și ECAM-1. Aceste molecule de adeziune suntdescendenții genetici ai familiei de supergene de imunoglobulină. Sunt larg distribuite peendoteliu, epiteliu si pe suprafaţa fibroblastilor; ele fiind capabile de o reglare rapidăpozitivă a citokinelor în timpul unui răspuns imun și pot promova adeziunea fermă șimigrarea transendotelială a celulelor efectoare imune la locul stimulului inflamator.


• Un participant obligatoriu la o reacție DTH este IFN-γ. Într-un sens evolutiv, IFN-γ s-adezvoltat primul la începutul apariţiei unui răspuns imun complex.

• Receptorii IFN-γ pot fi găsiţi pe aproape toate tipurile de celule. Această citokină esteconducatorul critic al unui răspuns DTH, datorită capacității sale de a activa moleculele deadeziune endotelială și să promoveze afișarea crescută a markerilor MHC clasa II pemacrofagele care promovează prezentarea antigenului la celulele Th1.

• Împreună cu capacitatea sa de a amplifica răspunsurile inflamatorii celulare, INF-γ secretatde celulele Th1 activate de antigen, promovează diferențierea limfocitelor B antigen-specifice în celule plasmatice care promovează fagocitoza şi produc izotipuri de IgG.Importanța critică a IFN-γ pentru apararea antivirala adecvata DTH este demonstrata defaptul că virusurile au codificat strategii anti-IFN-γ specifice.

• Virusul Epstein-Barr, virusul care provoaca mononucleoza infectioasa si mai multe bolilimfoproliferative, deturneaza genele citokinice de IL-10. Acest lucru oferă virusului Epstein-Barr posibilitatea de a inhiba puternic sinteza IFN-γ. Alte virusuri au dezvoltat metode de aproduce receptori solubili de IFN-γ care vor incapacita citokinele și vor inhiba apărareaantivirală.

• Aspectul histologic al unui loc al reacției DTH prezintă macrofage agregate şi activate şi unnumăr redus de limfocite, neutrofile și eozinofile. În funcție de forta răspunsului DTH,macrofagele pot fuziona în celule epitelioide gigante, care produce aspectul caracteristicgranulomatos din multe reacții DTH.



Un granulom, care arată acumularea tipic focala de limfocite

și macrofage în jurul unei zonei centrale de necroză cazeoasă

REGLAREA DTH• Sistemul imunitar are strategii de contrareglare care atenuează și în cele din urmă opresc

răspunsurile DTH agresive. Această reacție antagonistă este mobilizată prin activarealimfocitelor Th2 CD4.

• DTH poate fi o sabie cu două tăișuri. Macrofagele activate provoaca leziuni tisulare fărădiscernământ pentru a distruge agenții patogeni. Dacă o infecție care promovează DTH sedezvoltă în organe vitale, de exemplu - tuberculoza în țesutul pulmonar sau anumitevirusuri, cum ar fi virusul Coxsackie în porțiunea endocrină a pancreasului, țesuturile șifuncțiile organului afectat pot fi pierdute în timpul răspunsului mediat celular. Nu esteîncă clar ce factori sunt critici pentru oprirea DTH, dar mai multe posibilități par evidente.

• Simultan, ca răspuns la nivelurile scăzute de IL-12 și la nivelul de diferențiere al Th1,nivelul de IFN-γ descrește. Implicațiile nivelului scăzut de IFN-γ în locul inflamator suntsemnificative. Scade nivelul de activare al macrofagelor, scade nivelul de molecule deadeziune endoteliale și se normalizează nivelul de markeri MHC clasa II.

• IL-4 eliberat din celulele mastocitare, bazofile și celulele Th2 activate devine acumcitokina dominantă. IL-4 este principalul factor al diferențierii Th2 şi un antagonistputernic al IFN-γ.

• Producția de IL-10 de catre macrofage și subsetul Th2 crește. IL-10 este o citokină semnalpentru oprirea Th1 și antagonistul cel mai puternic al activităţii Th1. Odata cu secreţia deIL-10 DTH scade în intensitate și în cele din urmă încetează. Histologic, apare fibroza șipatogenii supraviețuitori intracelular sunt ținuţi sub control de un echilibru delicat întresubseturi de Th1 și Th2 CD4 antigen-specifice.



Pot fi de asemenea produse de alte celule prezentatoare de antigen

Relatia dintre celulele Th si citokinele reglatorii

• Reacțiile DTH pot fi utilizate clinic pentru a evalua dacă un pacient a fost infectat înprealabil cu organisme care produc de obicei reacții DTH. Exemple comune includtuberculoza, mai multe tipuri de ciuperci, protozoare și virusuri.

• Date clinice privind expunerea anterioară a pacientului la organismul patogen a generatun răspuns DTH antigen-specific ce poate fi obținut prin simpla introducere aantigenului respectiv sub epiderma pacientului și evaluarea ulterioara a apariţiei unuirăspuns micro-DTH în următoarele 24 până la 48 de ore (de aici derivarea termenuluiDTH). Măsurarea papulei inflamatorii provocate de afluxul de macrofage și celule Th1 lalocul de depunere a antigenului confirmă dacă pacientul a avut o întâlnire imunologicăanterioară cu organismul patogen și aceste informații pot fi utile pentru diagnostic șiterapie.

• Un avantaj suplimentar este că o reacție DTH pozitivă a pielii sugerează că pacientulare competență generală în generarea răspunsurilor Th1. Deoarece promovareaeficientă a DTH poate exercita o apărare extrem de eficienta împotriva expunerii latuberculoză, DTH poate fi exploatata pentru elaborarea de vaccinuri pentru prevenireabolilor cauzate de agenți patogeni.

• Cea mai comună utilizare a acestei strategii este de a infecta pacientul cu o formă vieatenuată a unui organism patogen, urmând ca pacientul să dezvolte imunitateîmpotriva patogenului (BCG pentru tuberculoză). Această metodă este folosită cusucces în țările în care infecția tuberculoasă este agresivă. O strategie modernă estede a insera în preparate de vaccinuri masini genetice pentru producerea de citokine,care vor genera un răspuns din Th0 in Th1.


• Necesitatea unui echilibru dinamic între subseturile Th devine evidentă atunci când factorisuplimentari sunt suprapuşi pe gazdă şi pot înclina balanța spre dominarea completă a subsetuluiTh2 sau pot altera funcția Th1.

CONSECINTE CLINICE ALE DEZECHILIBRULUI Th1/Th2• Daca brusc, câţiva agenți patogeni care au supraviețuit intracelular, tinuţi în stare latentă,

suspendată de către macrofage și celulele Th1, se multiplică din nou și amenință organismul,inseamna un raspuns imun ineficient. Alterarea răspunsului Th1 CD4 de către HIV sau terapiaimunosupresoare necesară pacienților dupa transplantul de organe sunt exemple de falimenteimunologice dobândite care lasă pacientul cu risc de infectare cu organismele de obicei inofensivesau pot duce la reactivarea infecțiilor suprimate anterior, cum ar fi tuberculoza.

• Implicaţiile răspunsurilor DTH deficiente sunt evidente la animalele de laborator. Alterărilegenetice ale răspunsurilor imune la soareci determină răspunsuri deficitare de Th1 (deficit de IFN-γ sau de gene IL-12) sau o sursă exogenă de IL-I0 apărută precoce dupa infectia cu agenti patogeniintracelulari care stimulează DTH poate duce la un deficit de reactivitate a Th1 și la boalădiseminată severă.

• Oprirea comunicațiilor citokinelor efectoare care dictează dominația unui subset v-a controla șimodula expresia citokinelor. Genele responsabile de producția IL-12 au fost injectate in tumoripentru a stimula propria sinucidere prin provocarea unei reacții DTH intratumorale locale.

• Bolile autoimune in care DTH este afectata (autodirectionata), cum ar fi artrita reumatoida silupusul sistemic pot fi controlate clinic prin reglarea IL-10.

• Bolile alergice, cum ar fi astmul, sunt mediate de răspunsuri Th2 la alergeni pot fi suprimateprin stimularea unui răspuns dominant de Th1.


Curs 14: Liza mediată de complement versus liza mediată celular

• Complement

• Calea clasică de activare a complementului

• Calea alternativă de activare a complementului

• Citotoxicitate mediată celular

• Necroză

• Apoptoza

• Sistemul imunitar poate distruge celulele prinanticorpi care utilizează sistemul complement saudirect prin citotoxicitate mediată celular.


COMPLEMENTUL

• Complementul consta intr-un grup de aproximativ 20 proteine serice normaletermolabile, de 24-550 kDa care împreună cu anticorpii legaţi de antigenacționează într-o anumită secvență și în mod concertat pentru a produce diverseefecte biologice asupra membranelor celulare. Un astfel de efect este liza celulelorsau microorganismelor.

• Sistemul complement este inițiatorul răspunsului inflamator și constă din douăcăi: clasică și alternativă.

Calea clasică de activare a complementului

• Calea clasică de activare a complementului contine 11 proenzime proteice diferite(C1-9), activate în ordine. C1 este prima componentă activată. C1 este compusădin trei subunități denumite C1q, C1r și C1s. Când un component este scindat într-un fragment fiziologic este numerotat cu litere mici (C3a, C3b).

• Când o singură componentă enzimatică sau un complex enzimatic este activ,numerotarea se face în funcţie de componentul activ (C4 activ este numerotatC4).

• Componentele complementului au fost denumite în ordinea descoperirii lor,înainte ca funcția să fie cunoscută. Numele lor nu reflectă succesiunea lor în timpulreacției.



COMPONENTELE COMPLEMENTULUI

PROTEINA FUNCTIA

NATIVE ACTIVE

Calea clasica

Complexul C1

C1q Leaga regiunea Fc a IgM, IgG1,3,2(±)

C1r Proteaza serica: activeaza enzimatic C1s

C1s Proteaza serica: scindeaza C4 care scindeaza C2

C4

C4a Mediator peptidic slab al inflamatiei (anafilatoxina)

C4b Leaga C2 pentru scindarea C1s-C4b2a

C2

C2a Serinproteaza: C4b2a (C3convertaza)

C2b Kinina

C3

C3a Mediator peptidic slab al inflamatiei (anafilatoxina)

C3b Formeaza C5 convertaza cu C4b2a; Opsonina: initiaza calea alternativa a amplificarii

Calea alternativa

C3 Leaga B pentru scindarea D

Factor B

Ba Functie necunoscuta

Bb Serinproteaza: Activeaza enzima C3bBb (C3convertaza) care genereaza C3bBb3b

(C5convertaza)

D D Serinproteaza: scindeaza B obligat sa formeze C3b, Ba si Bb

Properdin Properdin Stabilizeaza C3bBb

Terminal

(ambele cai)

C5

C5a Peptid mic mediator al inflamatiei (anafilatoxina); Chemotaxis

C5b Leaga C6 pentru a forma nucleul MAC

C6 C6 C5b6 leaga C7

C7 C7 C5b67 leaga C8; tranzitia amfifila se insereaza in bistratul lipidic

C8 C8 C5b678 leaga 10-16 molecule de C9 initiind polimerizarea lor

C9 C9 Polimerizarea C5b678 pentru formarea MAC


(CONTINUARE)

PROTEINA FUNCTIE

NATIV ACTIV

Proteine reglatorii Calea afectata

Solubile

Inhibitor C1 Clasic (C1a) Legarea C1rs din C1q

Proteina de legare C4b C1a Legare la C4b deplasand C2a; cofactor pentru clivarea C4b de catre I

Factor H Altern (A) Leaga C3b deplasand Bb; cofactor I

Factor I

(Inactivator C3b)

C1a si A Serinproteaza care cliveaza C4b sau C3b folosind H, DAF, MCP, C4bBp sau CR1 ca si cofactor

Proteina S Terminal Leaga C5b67si previne insertia membranara

Legare membranara

Receptor complement 1 (CR1) C1a si A Promoveaza C4b si C3b inactivat de factorul I

Proteina cofactor membranara (MCP)

Factor accelerator al descompunerii (DAF) C1a si A Deplaseaza C2b de la C4b si Bb la C3b

Factor omolog de restrictie (HRF) Terminal Leaga C5b678 blocand legarea C9 si prevenind formarea MAC

CD59 (protectina) Terminal Leaga C5b678 blocand legarea C9 si prevenind formarea MAC

Receptori Liganzi Celule Functii

CR1(CD35) C3b,C4b Eritrocite (E)

Fagocite,

FDC, Celule B

E transporta complexele imune

Stimuleaza fagocitoza Promoveaza

descompunerea C3b si C4b

CR2,(CD21) C3b inactiv (i); Epstein-Barr (EB)

virus

Celule B,

FDC

Parte din coreceptorii celulei B

Leaga EBV

CR3 (CD11b/18) C3bi Fagocite,

FDC

Legarea fagocitozei complexelor imune

Facilitarea neutrofilelor

CR4 (CD11c/18) C3bi Fagocite Extravazarea moleculei de legare a celulei de

adeziune

• Calea clasică de activare a complementului este iniţiată după legarea complexul C1 la un complexAg-Ac depus pe suprafața unei celule. Această recunoaștere este posibilă deoarece în momentullegării Ag la IgG1, lgG2, lgG3, sau IgM se expune un situs de legare la domeniul CH2 al porțiunii Fc aanticorpului. În ser C1 este un complex macromolecular de 750 kDa dependent de Ca2+. Esteformat din C1q și două molecule C1r și C1s (C1qr2s2). C1q este format din 18 perechi de lanțuripolipeptidice, care formează 6 braţe tripluhelicoidale colagen-like cu un cap globular similar cu un„buchet de șase lalele”. Când vârfurile C1q leaga domeniul CH2 de a două molecule de IgG saufixează o singură moleculă de IgM, se activează activitatea enzimatică a C1r2. C1r2 activ, scindeazăși activează serin-proteaza asociată C1s2, rezultând un complex C1 activ (C1qr2s2). C1s2 imparte C4în două fragmente, C4a și C4b. C4b se leagă covalent la antigenul de suprafață celulară și înprezența Mg2+ se leagă de C2 si activeaza C2, generând C2a și C2b. C2 poate fi activat de C1s,generând C2a și C2b.

• C2b acționează ca o kinină și crește permeabilitatea vasculară, provocând umflare, edem și durere.C2a se leagă pe suprafata celulelor la C4b, formând C4b2a (convertaza). Convertaza acționeazăasupra C3 şi îl scindează în C3b și C3a, provocând amplificarea căii.

• C3a este o anafilatoxină care provoacă degranularea mastocitelor, contracția mușchiului neted, șicreșterea permeabilității capilare. C3b se leagă de o componentă membranară și se alătură C42 pesuprafata celulelor, formând un nou complex enzimatic, C423, care poate scinda peptidul C5 în C5ași C5b.

• C5a acționează ca o anafilatoxină și ca un factor chemotactic (atragere leucocitelor la zonainflamată). C5b este instabil şi se alătură unei molecule de C6, formând complexul C56 stabil: acestcomplex se leagă la rândul său de o moleculă de C7, ducând la formarea de C567. Complexul C567se inserează în straturile duble lipidice ale membranelor celulare.

• C8 poate participa la formarea acestui complex, rezultând C5678.Complexul C5678 esteresponsabil pentru scurgerea lentă prin membrană. Ulterior, C5678 poate lega până la șasemolecule de C9, formând un canal transmembranar, care poate cauza scurgeri celulare osmotice.Acest complex C5b6789 este numit complexul de atac al membranei (MAC).


Calea alternativă de activare a complementului• Calea alternativa de activare a complementului este independentă de anticorp, dar

depinde de capacitatea anumitor antigene microbiene de suprafață de a activa C3.Factorul B (similar cu C2), factorul D (serin protează activa, similar cu C1qr2s2) șiproperdina joacă roluri importante în calea alternativă.

• Calea începe cu hidroliza C3 în C3a și C3b de către produsele microbiene, cum ar filipopolizaharide.

• C3b se leaga de membrana celulară a microorganismului, și în prezența Mg2+ seleagă de factorul seric B (un substrat pentru factorul activ D).

• Factorul D este o proteinaza plasmatică și circulă în sânge într-o formă activă.Factorul D scindează B, eliberând Ba și generează C3bBb. Acesta acționează ca oconvertază C3, similar cu C4b2a din calea clasică. Properdina se leaga de C3bBb şio stabilizează, permițându-i să activeze C3 nehidrolizat. Astfel procesul esteamplificat și se produc mai multe complexe de C3bBb3b pe suprafața celulei. Acestcomplex actioneaza ca C5 convertaza, se leagă de C5 și îl hidrolizează la C5a(chemotactic) și C5b.

• C5b inițiază formarea complexului de atac al membranei ca în calea clasică.



ALTERNATIV

CITOTOXICITATEA MEDIATĂ CELULAR

• Citotoxicitatea mediată celular este capacitatea celulelor efectoare să recunoască receptori depe celulele țintă, să se lege de acestia și să inițieze distrugerea celulelor, fie prin mecanismesecretorii (perforin, granzime, TNFα), fie în mod non-secretor (prin ligandul Fas/Fas). În ciudadiferențelor de inițiere, atât mecanismele secretorii și calea non-secretorie inițiează evenimenteasemănătoare şi vor culmina cu apoptoza celulelor țintă. Numai secreţia de granule de perforinaprin exocitoza poate provoca liza celulelor țintă care duce la necroză.

Necroza• Există celule citotoxice specifice și nespecifice. Celulele citotoxice specifice sunt în mare parte

CD8+ (câteva sunt CD4+) care recunosc celule țintă care prezintă un set de 6-9 aminoacizipeptidici cu ajutorul complexului de histocompatibilitate (MHC) clasa I. O astfel de recunoaștereMHC-restricționată stimulează celula CD8+ să secrete granule cu perforin și granzime (A și B) sausă secrete citokine citotoxice cum ar fi TNFα/β.

• Când perforinul este eliberat în prezența Ca, se produce o reacţie de polimerizare enzimatică aperforinului, formând canale de poliperforina în membrana celulei țintă, similare cu cele formatede componenta C9 a sistemului complement. În cazul în care aceste canale formate suntnumeroase, celula va fi lizată rezultând necroza. Granzimele prezente în celulele granulare CD8+,sunt eliberate în celula țintă prin canale de poliperforin. Dacă perforinul nu provoacă liza, acesteserin-proteaze pot participa la calea apoptotică prin activarea caspazei 3.

• Celulele CD8+ pot secreta TNF α/β. Acesta se leagă la receptori TNF tip 1 (p55) (TNFR1) şiactivează caspaza 8 si cascada caspazei ulterior.


Citotoxicitatea celulelor T CD8+ mediată celular


• Celulele natural killer (NK) sunt principalele celulele care participă la reacţiile decitotoxicitate nespecifică, dar şi macrofagele pot fi implicate.

• Pentru a acţiona, complexele CD3/TCR de pe celula T CD8+ detectează la suprafaţacelulelor prezenţa complexelor formate din molecule MHC I şi peptidă non-self. Pede altă parte, celulele NK CD3-/TCR- CD16+ CD56+ detectează lipsa MHC I pentru aactiona la nivelul celulelor țintă. Unele celule tumorale și celulele infectate viral nuexprima sau exprima niveluri scăzute de MHC I la suprafața celulară şi prin urmareaceste celule sunt sensibile la distrugerea de către NK.

• Distrugerea celulelor de către NK poate fi amplificată de către interleukina-2 (IL-2).Atunci cand celulele NK sunt incubate in vitro cu IL-2 timp de 1 sau 2 zile, acestecelule sunt activate şi vor fi numite celule killer activate de limfokine (LAK -lymphokine-activated killer).

• De asemenea, celulele NK și LAK precum şi macrofagele pot distruge, celulele țintăacoperite cu anticorpi nonfixatori de complement prin legarea la capătul Fc alanticorpului prin intermediul receptorului lor Fc. Activarea receptorilor Fceliberează granule de perforin/granzimă similare cu eliberate de celulele T CD8+.Această metodă de distrugere se numește citotoxicitatea mediată celulardependentă de anticorp sau ADCC (antibody-dependent cell-mediatedcytotoxicity). Cu toate acestea, trebuie să se înteleagă că distrugerea celulelor decătre NK-, LAK- și ADCC se face în același mod ca și în CTL, cu granule de perforinăși granzimă eliberate de toate cele trei tipuri de celule.


APOPTOZA• Apoptoza este o formă de moarte celulară în care celula activează o cascadă

internă de enzime letale care duce la proteoliza substraturilor , la modificări demembrană, la daune nucleare, fragmentarea ADN-ului şi la deces.

• Apoptoza este cauzată de celulele CTL, NK, LAK și ADCC şi are loc în mod normal întimpul dezvoltării celulelor T, în zona subcorticală a timusului, precum și în zonalaminei bazale a centrelor germinale în timpul maturării.

• Este important să realizăm că în timp ce diferiţi stimuli externi și molecule potactiva mecanisme apoptotice în alte celule, doar ligandul FAS (FAS-D/FAS,CD95L/CD95), TNFα/TNFR1 și exocitoza granulelor de perforin/granzima B suntactivate după contactul receptorului celulei T (TCR) cu complexul peptide non-self-MHC de pe suprafaţa celulelor țintă.

• După activarea TCR, semnalele sunt transpuse in celula T pentru a activatranscripția și exprimarea FAS-L pe suprafața sa. FAS-L se leagă la celulele țintă careexprimă FAS în mod independent de CA2+ inducând trimerizarea FAS și activareaunei succesiuni de evenimente care conduce la activarea sistemului caspazei,rezultând apoptoza celulelor țintă.


• Astfel, celulele citotoxice pot distruge celulele în două moduri: necroza siapoptoza. Necroza este cauzată în principal de o concentrație mare demonomeri de glicoproteina perforina de 70 kD, care în prezența Ca2+ s-auinserat în membrana celulei țintă similar cu C9 și apoi au agregat pentru aforma homopolimeri structurali de 5 până la 20 nm.

• Astfel, apa și substanțele dizolvate cu greutate moleculară joasă intralibere în celulele țintă, provocând liza coloidosmotică sau exploziacelulelor care duce la necroză.

• Apoptoza poate fi cauzata de FAS/FAS-L, TNFα/TNFRl, sau activareagranzimei B şi a cascadei sistemului caspază, ceea ce duce la deteriorareamembranei și fragmentarea ADN-ului. În urma apoptozei rezultă produsecelulare ale disocierii membranare numite corpi apoptotici. Aceştia suntușor de fagocitat de către macrofagele înconjurătoare fără necrozătisulară. Spre deosebire de perforină, care provoacă liza celularăireversibilă similar cascadei complementului, semnalele de suprafațăcelulară care activează cascada caspazei pot fi blocate de proteinelemitocondriale Bcl-2. Astfel, există o frână internă a apoptozei.

• Studii recente indică faptul că unele celule tumorale pot produce FAS-L,care se leagă de FAS la nivelul suprafeţei celulelor T, provocând distrugerealor.


Inducerea FAS-L


Curs 15: Imunitate microbiana siimunoparazitologie

• Imunitatea nespecifica(innascuta)

• Imunitatea specifica(adaptativa)

• Infectia microbiana

• Infectia virala

• Infectia parazitara

Cursul 15 - Imunologie- Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Imunitatea nespecifica(innascuta)• Imunitatea nespecifica se refera la mecanismul de aparare care nu

necesita recunoasterea specifica a antigenului, dar care amplifica protectia prin mecanism imun specific.

• Mecanismul imunitatii innascute presupune fagocitoza, raspunsuri inflamatorii acute, interferon de tip I si TNF.

• Abilitatea noastra de a combate multitudinea de microorganisme care patrund in organism nostru zilnic depinde atat de mecanismul specific cat si de cel nespecific. Unele mecanisme nespecificice permit fie distrugerea microorganismelor, fie impiedica raspandirea acestora la nivelul portii de intrare.

• De exemplu, bacteriile sunt fie distruse la nivelul pielii de ph-ul acid creat prin eliberarea de acid lacic de catre glandele sudoripare, fie sunt distruse de secretii mucoase cum ar fi saliva sau lacrimile, care contin lizozim, o enzima care distruge peretele celular al bacteriilor gram-pozitive producand moartea acestora.


• Odata ce microorganismul a patruns in organism, se declanseaza alte mecanisme nespecifice.Fagocitoza este un proces prin care neutrofilele si macrofagele captureaza microorganismele ceadera la suprafata lor si apoi le distruge in compartimentele lizozomale intracelulare. In interiorulcelulei, organismul captat este distrus de anioni superoxid, hidrogen peroxid sau de mediul cu phscazut din compartimentul lizozomal care contine numeroase enzime ce participa la distrugereamicroorganismului. Unii indivizi sunt vulnerabili la infectiile cronice, cei cu boli granulomatoasecronice spre exmplu, deoarece celulele lor fagocitare nu pot produce anioni superoxid. In concluzie,patrunderea microorganismului in corp induce un raspuns inflamator acut impotrivamicrorganismului, care presupune producerea de proteine plasmatice ce ajuta la combatereainfectiei. Aceste proteine plasmatice includ proteina C reactiva si complementul, ambelecontribuind la acoperirea bacteriilor pentru a facilita fagocitoza acestora de catre neutrofile simacrofage.

• Un numar de cytokine contribuie de asemenea la mecanismul nespecific de control al expansiuniimicroorganismelor in corp.

• Interferonii de tip I (IFNs), IFN-alfa si IFN-beta, sunt produsi de macrofage si respectiv fibroblasti, caraspuns la o infectie virala. Interferonii de tip I inhiba replicarea virala, cresc exprimarea MHC declasa I si scad exprimarea MHC de clasa II, inclinand astfel raspunsul imun preferential catreraspunsul mediat celular CD8+ si crescand activitatea NKC (natural killer cell) pentru a distrugecelulele infectate viral. De asemenea, TNF-alfa este produs de macrofagele activate de endotoxine(componente active ale bacteriilor Gram-negative) pentru a induce aderarea neutrofilelor laendoteliul vascular. Aceasta aderare a neutrofilelor la endoteliul vascular creste numarul de celulecare adera la locul inflamatiei si astfel, creste sinteza de proteine plasmatice de catre neutrofilecare sunt asociate cu raspunsul inflamator acut. Interleukina-1 (IL-1) este o alta cytokina carecontroleaza expansiunea microorganismelor in corp prin abilitatea ei de a induce febra si, intr-unmod similar cu cel al TNF-alfa, creste sinteza de proteine plasmatice de catre neutrofile simacrofage asociate cu raspunsul inflamator acut.


IMUNITATE SPECIFICA(ADAPTATIVA)• Imunitatea specifica constituie mecanisme de protectie care presupun recunoasterea specifica a

antigenului. Mecanismul imunitatii specifice include procese implicate in imunitatea mediata umoral si celular.

Infectia bacteriana• Rolul imunitatii umorale• Cel mai eficient mecanism de a elimina bacteriile extracelulare este prin fagocitoza. Acesta este procesul

prin care o celula fagocitara precum macrofagele, monocitele si neutrofilele capteaza bacteria care adera la suprafata lor si apoi o distrug in compartimentul lizozomal intracelular. Totusi, un numar de organisme moarte, precum pneumococii incapsulati, nu adera bine nespecific la celulele fagocitare.

• Mecanismele imune specifice trebuie folosite pentru a promova aderarea bacteriilor extracelulare la celulele fagocitare. Aceste mecanisme presupun producerea de anticorpi IgM si IgG si activarea complementului.

• Peretele celular si capsula majoritatii bacteriilor sunt polizaharide si, astfel, actioneaza ca antigene independente de celulele T pentru producerea de anticorpi. Acest mecanism particular pentru inducerea productiei de anticorpi este bun pentru gazda deoarece produce moduri prin care bacteria poate activa direct celulele B sa produca anticorpi IgM. In plus, este posibila producerea de anticorpi IgG prin acest mecanism, dar doar atunci cand sunt prezente cytokine derivate din celulele T, precum IL-4 si IFN-alfa.

• Aceste citokine sunt produse de celule T ce au fost activate fie prin expunerea la un superantigen sau prin interactia cu APC reprezentand antigen procesat bacterian in asociere cu MHC de clasa II. Asa cum e descris, anticorpii IgM si IgG se leaga fie de antigene bacteriene de suprafata sau de toxine secretate bacterial astfel activand componentele C3 ale complementului. Componenta complement se leaga de receptorii complement pe celulele fagocitare a promova fagocitoza bacteriilor acoperite cu anticorpi sau toxina. In plus, anticorpii IgG care se leagă atat la antigeni bacteriali de suprafață celulară cat și la toxinele secretate se leagă de receptori speciali pe celulele fagocitare care se leagă la porțiunea Fc a anticorpilor IgG numita receptori Fcy. Legarea complexului antigen IgG la receptorii Fcγ promovează, de asemenea, fagocitoza eficient.

• Acest mecanism de imunitate specifica se aplică persoanelor care primesc vaccin cu toxina tetanică. În aceste cazuri, toxina lansata de bacteria tetanosului este legat de IgG care a fost produs împotriva ei. Complexul toxina tetanica-IgG se leaga apoi la fagocite prin receptorul Fcγ și promovează distrugerea toxinei.


• Acest mecanism pentru dezvoltarea imunitatii impotrivaunui anume organism intracelular explica de ce gazda nunumai ca este imuna la o provocare ulterioara cuorganismul intracelular original, dar, de asemenea, esteimun la o provocare ulterioara cu alte microorganismeintracelulare in acelasi timp.

• Dupa cum se arata, microorganismul Mycobacteriumtuberculosis original ce produce un tubercul, stimuleazaexpansiunea catorva celule T tuberculoase specifice ce potfi prezente in gazda. Prin expunerea ulterioara la tubercul sila un alt microorganism fara legatura, populatia extinsa decelule T specific tuberculoase devine activata pentru asecreta IFN-γ, care, la randul sau, actioneaza asupramacrofagelor pentru a activa fagocitoza. Deoarece functiilemacrofagelor sunt antigen-nespecifice, oricemicroorganism in mediul unei macrofage activate va fieliminat. Prin urmare, specificitatea acestui raspuns imunconsta in activarea clonei extinse de celule T specificepentru recunoasterea organismului original.


Rolul imunitatii mediate celular

• IFN-γ joaca un rol critic in protectia impotriva bacteriilor intracelulare. Activareamacrofagelor de catre IFN-γ produs de celulele T este faza critica de protectieimpotriva organismelor bacteriene intracelulare. In acest mod, IFN-γ stimuleazamulte macrofage catre fagocitoza si distruge microorganismele.

• Unele bacterii, inclusiv Listeria monocytogenes, Mycobacterium tuberculosis siMycobacterium leprae, sunt captate de fagocite dar sunt, in esenta, rezistente ladegradarea prin enzimele lizozomale din cauza lipsei de fuziune intre veziculelelizozomale si veziculele in care microorganismele cresc. Ca o consecinta, acesteorganisme supravietuiesc in interiorul celulei si, prin urmare, nu pot fi recunoscutede orice anticorp ce poate circula in ser . In schimb, mecanismele imune mediatecelular sunt activate pentru a proteja gazda.

• Desi aceste microorganisme sunt, in esenta rezistente la enzimele lizozomale dininteriorul macrofagelor, cateva macrofage sunt activate, inducand fuziunea dintrevezicule lizozomale si vezicule continand microorganismul si permit producerea defragmente de peptide, ce se pot asocia eficient cu MHC clasa I si II. Celulele Timplicate in raspunsul imun mediat celular includ celulele T CD8 + si CD4 + cedevin activate la recunoasterea receptorului celulei T a antigenelor bacterieneprezentate de macrofage in asociere cu molecule MHC de clasa I si, respectiv II.Activarea celulei T induce productia de IFN-y, care, la randul sau, duce la activareaulterioara a macrofagelor, inclusiv a acelor macrofage ce nu sunt infectate.


Mecanisme umorale de imunitate specifica impotriva infectiei bacteriene


• Granuloamele rezulta dintr-o colectie de macrofageactivate, care se acumuleaza intr-o zona datorita stimulariiantigenice cronice ce rezulta din prezenta cronica abacteriilor intracelulare foarte rezistente.

• Un rezultat clinic al raspunsurilor imune mediate celularimpotriva bacteriilor intracelulare este dezvoltareagranuloamelor. Prezenta acestor granuloame estediagnostic pentru infectiile micorobacteriene cronice.

• De asemenea, este clar ca subseturi CD4 + pot fi implicatediferentiat in raspunsuri imune mediate celular impotrivadiferitelor tipuri de lepra. In lepra lepromatoasa, ce secaracterizeaza printr-o acumulare marcata a unuimicroorganism intracelular, productia IL-4 prin celulele TCD4+ este dominanta. Pe de alta parte, in lepratuberculoasa, ce se caracterizeaza prin prezenta catorvamicroorganisme intracelulare, productia de IFN-y de catrecelulele T CD4 + este dominanta.


Reactii imune specifice ce pot induce mecanisme imune nonspecificeCursul 15 - Imunologie- Prof. Dr. Ileana Constantinescu

Infectia viralaRolul imunitatii umorale• Un virus patrunde intr-o celula gazda prin legarea la molecule care sunt in mod normal

manifestate pe suprafata celulei gazda pentru a fi utilizate in functiile celulelor normale.De exemplu, molecula CD4 pe celulele T este o molecula de suprafata celulara critica, ceeste folosita pentru recunoasterea antigenului prezentat de un APC. Cu toate acestea,HIV-1 obtine intrarea intr-o celula gazda prin legarea la molecula CD4 exprimata prinlimfocite ajutatoare T.

• Prin urmare, este esential ca un mecanism sa existe pentru a neutraliza si distrugevirusul inainte de a se atasa de o celula de suprafata a gazdei. Acest mecanism implicaanticorpi indreptati impotriva virusului. Anticorpii specifici pot fie sa se lege pe parteavirusului ce se leaga de molecula de suprafata celulara a gazdei pentru a impiedicadepunerea acestuia, sau se lege de virus pentru a spori probabilitatea ca virusul sa fiefagocitat si distrus, sau pot activa complementul ce fie va spori fagocitoza sau lizareadirecta a virusului.

• Imunitatea mediata umoral impotriva virusurilor este eficienta in primul rand in primeleetape ale unei infectii virale inainte de intrarea virusului in celula gazda. Deoareceanticorpii nu sunt in masura sa penetreze celulele pentru a se lega de microorganismeleintracelulare, eficacitatea lor este limitata la momentele cand virusul este in afaracelulei, in timpul fie infectiei timpurii sau in timpul eliberarii virale din celula gazda.

• De asemenea, este dificil sa se stabileasca o protectie pe termen lung impotriva unuivirus, deoarece structura antigenica de suprafata a virusului se poate schimba pentru acrea o tulpina virala diferita. Acest lucru este deosebit de important in cazul raceliiobisnuite, ce este cauzata de un rinovirus cu serotipuri diferite in timpul fiecarei infectii.Cu toate acestea, IgA secretoare poate oferi o oarecare protectie in locurile de intrare arinovirusului, si anume nas si plamani.


Rolul imunitatii mediate celular

• Cel mai important mecanism celular de protectie impotriva virusurilor este dat delimfocitele CD8+T. Celulele CD8+T recunosc antigenele virale ce au fost procesati siasociati cu moleculele MHC de clasa I pentru exprimarea pe suprafata celulei.

• Complexul de antigen viral si MHC I pe suprata celulei este recunoscut de receptoripe celule T CD8+ specifice. Pentru a face diferentiere intre celule T citolitice, celuleT CD8+ au nevoie de ajutorul citokinic al celulelor T CD4+ care sunt activate deantigenii virali in asociere cu moleculele MHC II la suprafata APC specializate, camacrofagele, ce au fagocitat compexul anticorp-virus extracelular captat.

• Ajutorul citokinic oferit de celulele T CD4+, ce include citokinele IL-2 si IFN-y, inducdiferentierea si extinderea celulelor T CD8+ specifice virusurilor. Asfel, abilitateacelulelor T CD8+Tde a liza si distruge celule vitale infectate depinde critic deactiunea timpurie a citokinelor derivate din celule T CD4+.

• Mecanismul de protectie imuna mediata celular impotriva infectiilor virale este unexemplu bun cum activari concurente mediate celular de MHC I si MHC II acelulelor T CD8+ si respectiv CD4+ lucreaza pentru a proteja gazda impotrivavirusurilor.


Prezentarea antigenului viral sintetizat endogen pe calea restrictiva MHC de clasa I.


Cytokinele permit diferentierea celulelor T CD8+ citolitice in celule efectoare


Infectia parazitaraRolul imunitatii umorale• Parazitii includ helminti, suchas schistisomes si protozoare precum agentul malariei,

Plasmodium. Parazitii sunt organisme infectioase ce isi petrec parte din ciclul vietii in gazdaumana si cealalta parte in gazde intermediare – muste, capuse, serpi sau tantari.

• De exemplu, malaria este transmisa omului prin muscaturi de tantari, in timp ce schistomiasiseste transmisa prin apa din zonele in care traiesc serpi infectati.

• Un mecanism major de aparare impotriva parazitilor este productia de IgE. Productia de IgEeste foarte dependenta de productia de IL-4 prin celule CD4+ Th2. Ca si consecinta a actiuniiIL-4 pe celule B activate de catre parazit, anticorpi IgE specifici parazitului sunt produsi siopsonizeaza parazitul.

• Parazitul opsonizat se leaga apoi la eosinofile prin distributia Fc a IgE pentru a induceeliberarea proteinelor ce lizeaza parazitul.

• Eozinofilele sunt in primul rand implicate in acest tip de protectie pentru ca parazitii par a fimai susceptibili la distrugere de catre proteinele toxice eliberate de eozinofile in comparatiecu proteinele toxice si speciile de oxigen reactiv eliberat de macrofage si neutrofile.

• Infectiile parazite persistente duc catre formarea multor complexe parazit-anticorp care nunumai ca se ataseaza la eozinofile dar si la vasele sanguine si la glomerulul renal.

• Ultima atasare produce consecinte daunatoare, ca si dezvoltarea vasculitei si nefritei. Acesteasunt complicatii majore in cazul bolnavilor de malarie.


Rolul imunitatii mediate celular:• Asa cum am descris pentru virusuri, cel mai important mecanism

pentru protectia impotriva parazitilor este limfocitul CD8+. Celula T CD8+ recunoaste antigenele parazitare produse endogen ce au fost procesate si asociate cu moleculele MHC clasa 1. Complexul format de antigenele parazitare si MHC clasa I este recunoscut de celule T specifice redand receptorului celula T si CD8.

• De asemeni, asa cum e descris mai sus, celula T CD4+ implicata in functiile efective ale celulei T CD8+ prin furnizarea citokinelor necesare diferentierii si extinderii celulei T CD8+.

• Totusi, parazitii sunt microorganisme foarte istete cand e vorba de invadarea mecanismelor de aparare imune. Doua din cele mai importante strategii invazive folosite de paraziti includ:

1. Abilitatea parazitilor de a dobandi un strat exterior de proteine ale gazdei astfel incat aceste proteine, opuse proteinelor din membrana exterioara a parazitului, nu vor fi recunoscute ca antigenesi astfel nu ataseaza IgE antigen specific.

2. Abilitatea parazitilor de a renunta la membrana de la suprafata celulei dupa ce anticorpi specifici IgE s-au atasat, pentru a preveni atasarea IgE mediata a parazitului la eozinofile.


curs_13_14_15_2015-2016_ro

Documents