Слайд 2Центральные органы иммунитета: тимус
Слайд 3Т клетки созревают в тимусе после рождения
Удаление тимуса
зрелые T и
B клетки
Отсутствуют Т- клетки
Присутствуют зрелые В-клетки
T клетки еще не вошли
в тимус
Тимус необходим для созревания T клеток
Слайд 4ТИМУС
Дольчатая структура с эпителиальными клетками стромы и соединительной тканью
Строма обеспечивает
микроокружение для развития и селекции Т клеток
Снаружи –кора, внутри –мозговой
слой , внутри – тимоциты (Т-лимфоциты, мигрировавшие из костного мозга)
Слайд 5Созревание Т-лимфоцитов в тимусе: 1 этап
Слайд 6Созревание Т-лимфоцитов в тимусе: 2 этап
Слайд 7Интенсивность отбора тимоцитов
T клетки созревают в тимусе,
но
гораздо больше Т- клеток погибает в тимусе.
98% клеток погибает в
тимусе без развития воспаления и изменения размеров тимуса.
Макрофаги тимуса фагоцитируют апоптозные тимоциты.
Слайд 8T клетки созревают в тимусе,
но гораздо больше Т- клеток
погибает
98% клеток погибает в тимусе без развития воспаления и изменения
размеров тимуса.
Макрофаги тимуса фагоцитируют апоптозные тимоциты.
содержит
1-2 x 108
клеток
Слайд 9Двойное распознавание – «свое» и «чужое»
T клетки способны развиваться только
в том случае, если их TcR распознают часть собственных молекул
MHC.
TcR способны распознавать собственные антигены – молекулы главного комплекса гистосовместимости (МНС), ассоциированные с фрагментами чужеродных АГ.
MHC молекулы участвуют в активации Т клеток.
Слайд 10Процесс созревания тимоцитов:
этапы формирования корецепторов
Корецепторы:
CD4 – распознает молекулы МНС
2 класса
CD8 – распознает молекулы МНС 1класса
В коре
находятся незрелые двойные негативные (CD3/TcR-CD4- 8-) и двойные позитивные тимоциты (CD3/TcR- CD4+ 8+), при переходе в мозговой слой клетки теряют либо CD4, либо CD8 молекулы и становятся однопозитивными
В мозговом слое - зрелые однопозитивные тимоциты, их -2 типа:
либо (CD3+ TcR CD4+) –Т –хелперы
либо (CD3+ TcR CD8+) –Т –цитотоксические клетки
Слайд 11Сигнал с CD4 отменяет экспрессию CD8 и наоборот
ДВОЙНЫЕ ПОЗИТИВНЫЕ ТИМОЦИТЫ
Эпителий
тимуса
Переход от двойных позитивных Т
клеток к однопозитивным
CD4+ ТИМОЦИТ
X
√
Слайд 12Строение Т рецепторов
Т клеточный рецептор имеет и -цепи
(есть альтернативные рецепторы, которые имеют и цепи- обеспечивают
иммунитет слизистых оболочек, первичный ответ при инфекции).
Каждая и цепь в составе Т рецептора имеет:
1 наружный вариабельный Vдомен и и 1 наружный константный Cдомен
Трансмембранный сегмент
Цитоплазматический хвостик (короткий)
Слайд 13Т-клеточный рецептор
Va
Vb
Ca
Cb
карбогидраты
моновалентность
вспомним Ig Fab фрагмент
Нет альтернативных константных регионов
Структура домена: гены
Ig
гетеродимеры, цепи связаны дисульфидными мостиками
Очень короткий цитоплазматический хвост
+
+
+
Место связывание АГ
Место
связывания антигена образовано Va и Vb областями
30,000 TcR одной специфичности на клетку
Слайд 14Строение Т рецепторного комплекса
На клеточной поверхности -Т клеточный рецептор
(или ) расположен в непосредственной близости к комплексу, называемому CD
3 .
Через комплекс CD 3 происходит передача сигнала с Т клеточного рецептора в клетку.
Слайд 17Реаранжировка генов, кодирующих -цепь Т рецептора
Изначальная конфигурация генов, кодирующих
цепь Т
Слайд 18Реаранжировка генов, кодирующих Т рецептор, путем соматической рекомбинации
1 этап –
слияние генов D-J
2 этап - слияние генов V-DJ
3 этап
– сборка цепи
Слайд 19TcR реаранжировка
C регион соединяется с VDJ и -цепь TcR
продуцируется в цитоплазме
Пока TcR на поверхности клетки отсутствует
Слайд 20Реаранжировка генов, кодирующих -цепь Т рецептора, сборка Т рецептора
Те
же этапы, что и при перестройке генов -цепи.
По окончании
реаранжировки генов цепи происходит считывание м РНК , построение белков, совместная сборка и цепей, экспрессия на поверхностную мембрану Т- рецепторного комплекса.
T клетки уже могут распознать антиген и взаимодействовать с молекулами MHC I и II
классов через корецепторы - CD4 и CD8.
После этого начинается селекция
Слайд 27Антигены и суперантигены: различные механизмы
презентации и распознавания
антигены
Требуется процессинг до
пептидов
TcR и цепи участвуют в распознавании
презентируются молекулами MHC I
илиII класса
Большинство белков - антигены
суперантигены
Не процессируются
только TcR цепь участвует в распознавании
Презентируются в основном молекулами MHC II класса
Очень небольшое число антигенов - суперантигены
Слайд 28суперантигены
Напр., стафилококковые энтеротоксины
Синдром токсического шока
Стафиликокковые энтеротоксины
Не вызывают адаптивные ответы, но
триггируют массивное освобождение цитокинов , которые могут вызывать лихорадку, системную
токсическую реакцию и иммуносупрессию
Тяжелые пищевые отравления
Слайд 30Каким образом развивается
аутотолерантность к антигенам,
отсутствующим в тимусе?
T клетки,
несущие TcR , и вступающие во взаимодействие с антигенами тимуса,
уничтожаются (отрицательная селекция).
Но! Некоторые аутоантигены не экспрессируются в тимусе – т.е. с ними тимоцит встретится впервые, когда он выйдет на периферию.
Вывод: клеточная толерантность должна развиваться и вне тимуса.
Слайд 31Механизмы формирования периферической толерантность или анергии
Антигенпрезентирующие клетки не
выполняют функцию костимуляции,
т.е. не передают сигналы активации
Т клеткам, вступившим в контакт с антигеном.
Слайд 32Костимуляция: АПК – Т лимфоцит
1. Костимулирующие молекулы- члены семейства B7
(CD80 и CD86) экспрессируются на большинстве АПК, включая, клетки Лангерганса,
моноциты/макрофаги, В клетки и др. , но не клетками, которые не обладают функциями иммунорегуляции – такими, как мышечные, нервные клетки , гепатоциты, эпителиальные клетки и др.
2. Молекулы семейства B7 (CD80 и CD86) на АПК связываются с молекулой CD 28 на поверхности Т клетки.
Слайд 33Механизм костимуляции Т клеток
На покоящихся Т клетках экспрессируются низкоаффинные рецепторы
к интерлейкину -2 (IL 2 R) – его и
цепи, но не -цепь.
После стимуляции Т лимфоцита, активируются гены, кодирующие -цепь.
Экспрессия -цепи IL 2 R превращает IL 2 рецептор в высокоаффинную форму.
Костимулирующие сигналы активируют ядерные факторы транскрипции , это приводит к повышению продукции интерлейкина -2 более, чем в 100 раз.
Связывание IL 2 R с IL 2 запускает процесс пролиферации Т лимфоцитов, т.е. клональную экспансию.
Слайд 34Презентация антигена - T клетки костимулированы
Костимулирующие молекулы экспрессируются на большинстве
АПК
Слайд 35экспрессия
и цепей IL-2 рецептора, но не a
цепи
Механизм костимуляции Т клеток
сигнал 1
NFAT связывается с промотором
гена a цепи
IL-2 рецептора.
a цепь превращает IL-2R
в высокоаффинную форму
Покоящаяся Т клетка
Низкоаффинный IL-2 рецептор
Слайд 36сигнал 2
активируются AP-1 и NFk-B и повышают транскрипцию гена IL-2
троекратно
Стабилизируют и повышают время полужизни мРНК IL-2 в 20-30 раз
Продукция
IL-2 в целом повышается более, чем в 100 раз
Механизм костимуляции Т клеток
Иммуносупрессивные препараты подтверждают важность IL-2 в иммунных ответах: циклоспорин ингибирует синтез IL-2, тормозит Т клеточный сигналлинг, рапамицин ингибирует IL-2R сигналлинг
Слайд 37T хелперы костимулируют В клетки
Двухсигнальная модель активации
Слайд 38Анергия (неотвечаемость) развивается при отсутствии сигналов костимуляции
Если Т клетка получает
только 1 сигнал –антиген+МНС, который распознается Т клеточным рецептором, но
при этом не получает костимулирующих сигналов, она не способна к активации.
В этом случае Т-клетка не способна продуцировать IL-2 и поэтому не способна пролиферировать и подвергаться клональной селекции.
Слайд 39Только 1 сигнал
анергия
Т-клетка не способна продуцировать IL-2 и поэтому не
способна пролиферировать и подвергаться клональной селекции.
Подобно иммуносупрессивным препаратам, которые ингибируют
все Т клетки любой специфичности, сигнал 1 в отсутствии сигнала 2 вызывает неотвечаемость на антиген у специфичных к данному антигену Т клеток.
Эпитопы аутоантигенов презентируются
непрофесиональной АПК –
эпителиальной клеткой
Слайд 40Гипотеза угрозы
Выполнение эффекторных функций Т клеток, либо их толерантность зависят
от того, когда и где экспрессируются костимулирующие молекулы.
Если нет сигналов
тревоги, Т клетки остаются толерантными.
Слайд 41Гипотезы повреждения и костимуляции
Полная экспрессия функций Т клеток и аутотолерантность
зависят от того, когда и где экспрессируются костимуляторные молекулы
Нет активации
АПК, нет иммунного ответа
Слайд 42Гипотеза угрозы
АПК , определившие сигналы угрозы, экспрессируют
костимулирующие молекулы,
активируют
Т – клетки и иммунный ответ
Слайд 44Антигены вызывают толерантность или иммунный ответ в зависимости от того,
способна ли иммунная система воспринимать их как тревожные, угрожающие ,
а не как «свои они или не свои»
Соотношение гипотезы сигналов тревоги, угрозы, опасности, повреждения с иммунологической догмой распознавания «свое –не свое»
ЭТО НЕ ИСКЛЮЧАЕТ ВАЖНОСТИ РАСПОЗНАВАНИЯ «Свое –не-свое», НО ГИПОТЕЗА СИГНАЛОВ ТРЕВОГИ, ПОВРЕЖДЕНИЯ, УГРОЗЫ, ОПАСНОСТИ, пока не подтверждена экспериментально
Слайд 45Immunreaktionen der Haut
Поляризация иммунного ответа
Слайд 462.Усиление реакций адаптивного
иммунного ответа: активация, пролиферация и дифференцировка лимфоцитов
Слайд 47Цитокины с регуляторной функцией
Слайд 50Апоптоз –физиологическая смерть клеток
Fas – рецептор (CD95)- рецептор готовности клетки
к апоптозу
Fas L или CD95L –лиганды Fas - рецептора.
Лигандами для
таких рецепторов могут служить либо растворимые факторы, либо молекулы, экспрессирующиеся на поверхности клеток –таких, как цитотоксические Т лимфоциты.
При связывании Fas – рецептора Fas –лигандом, происходит запуск программируемой гибели клеток организма.
Слайд 52механизмы запуска апоптоза
Цитотоксические Т лимфоциты распознают поврежденные , вирустрансформированные или
малигнизированные клетки организма –хозяина и запускают в них программу апоптоза.
Цитотоксические
Т лимфоциты также могут вызывать апоптоз клеток –мишеней с помощью специальных ферментов –гранзимов, которые они впрыскивают в отверстия клеточной мембраны клетки –мишени, созданные перфоринами –полимеризующимися в мембране мишени протеинами.
Слайд 53механизмы запуска апоптоза
Гранзим B может быть введен в клетку-мишень цитотоксическим
Т лимфоцитом с помощью отверстий в мембране мишени, созданных перфоринами.
Гранзим B способен прямо активировать каспазы 3, 7,8 и 10.
Митохондрия – также является ключевым регулятором каспазного каскада и апоптоза:
Освобождение цитохрома C из митохондрии прямо активирует сначала каспазу 9, потом каспазу 3.
Слайд 54Каспазы и разрушение хроматина
Основной механизм запрограммированной гибели клеток –
разрушение хромосомальной ДНК до нуклеосом.
Каспазы (ферменты с каскадным принципом действия)
играют основную роль в этом процессе:
Активируют ДНКазы
Ингибируют ферменты, участвующие в репарации ДНК
Разрушают структурные протеины ядра
Слайд 56Этапы апоптоза
(A) Разрыв ламинов (ядерных белков) и актинов – белков
цитоскелета.
(B) Повреждение хроматина в ядре , конденсация хроматина. Ядро как
бы «сморщивается».
Слайд 58Этапы апоптоза
(C) клетка уменьшается в размерах, как бы упаковывается в
форму, удобную для ее поглощения макрофагом.
Макрофаги ответственны за клиренс апоптозных
клеток из организма, причем при физиологической смерти клеток , в отличие от патологической гибели клеток путем некроза, воспаление не развивается вообще.
Слайд 60Этапы апоптоза
Апоптозная клетка как бы «помогает» макрофагу поглотить себя, для
этого в цитоплазиатическую мембрану апоптозной клетки транслоцируется фосфатидилсерин из клетки,
он запускает активацию фагоцитоза макрофагов – т.е. триггирует макрофагальный ответ.
Слайд 61Этапы апоптоза
(D) маленькие везикулы – все, что остается от клетки
на последнем этапе ее физиологической гибели - апоптозные тела, легко
поглощаются макрофагами.
Так происходит физиологическая смена поколений клеток в организме повсеместно на протяжении всей жизни макроорганизма.
Слайд 63Сигналы, вызывающие запуск апоптоза
Существует несколько типов сигналов, запускающих апоптоз.
Чувствительность клетки
к таким сигналам зависит от многих факторов :
От экспрессии про-
и противоапоптических протеинов (семейства Bcl-2 )
От выраженности (силы) апоптозных стимулов
От стадии клеточного цикла
Слайд 65Внутренние сигналы апоптоза
В других случаях апоптоз клетки может запускаться внутренними
сигналами –сигналами стресса.
клеточный стресс может вызываться при экспозиции клетки
к радиации, химическим веществам, либо при вирусной инфекции.
Стресс может быть также оксидативным - в клетке скапливается слишком больное число оксидантов.
В генерацию внутренних сигналов апоптоза вовлечены митохондрии.
Относительное количество антиапоптозных белков - bcl-2 определяет – насколько интенсивность клеточного стресса достаточна для входа клетки в апоптоз.
Слайд 66Роль Bcl-2 протеинов
Проапоптозные bcl-2 часто обнаруживаются и в цитозоле клетки,
где они выполняют роль сенсоров клеточного повреждения или стресса.
Вслед за
развившимся клеточным стрессом они встраиваются в мембрану митохондрии, где локализуются противоапоптозные белки.
Такое взаимодействие между про- и противоапоптозными bcl-2 белками в мембране митохондрий приводит к образованию пори к освобождению цитохрома С и других проапоптозных молекул из внутримембранного пространства.
Это, в свою очередь, приводит к образованию апоптосом и активации каспазного каскада.
Слайд 67Формирование апоптосом
Освобождение цитохрома С в цитозоль приводит также к взаимодействию
цитохрома С с белком, названным Apaf-1.
Это приводит к привлечению
прокаспазы 9 в формирование многобелкового комплекса –с цитохромом С и белком Apaf-1, весь комплекс таких белков называется апоптосомой.
Формирование апоптосом приводит к активации каспазы 9 и к запуску апоптоза.
Слайд 68Роль митохондрий в запуске апоптоза