Czego się obawiać? Przed czym się bronić? Czy wszyscy jesteśmy tak samo zagrożeni patogenami?

Transkrypt

1 Układ immunologiczny ( ) nadaje kręgowcom zdolność do odróżniania swego od obcego i do odpowiedzi immunologicznej, dzięki której zwalcza infekcje wirusów, bakterii i pierwotniaków, odrzuca obce przeszczepy tkankowe, a także przeciwstawia się rozwijającym się w jego obrębie pasożytom i nowotworom. Sprawnie funkcjonujący układ immunologiczny wychodzi na ogół zwycięsko z tej walki, ale w przypadku nowotworów ponosi zwykle porażkę. prof. dr hab. Marek Jakóbisiak Czego się obawiać? Ponad 50% znanych gatunków naszej planety stanowią różne formy pasożytów i patogenów (BrooksD.R., Hoberg E.P. 2006) Przed czym się bronić? Wirusy Bakterie Pierwotniaki Endo i ektopasożyty Nowotwory* Czy wszyscy jesteśmy tak samo zagrożeni patogenami? Patogeny specyficzne dla danego gatunku Przełamywanie bariery gatunkowej Gatunki migrujące narażenie na różne patogeny w różnych miejscach Gatunki niemigrujące narażenie na szybciej mutujące patogeny ale również na nowe patogeny pojawiające się razem z gatunkami obcymi 1

2 Sposoby obrony przed patogenami 1. Mechanizmy niespecyficzne- zewnętrzne: Bariera mechaniczna skóra błona śluzowa Bariera chemiczna sekrecja komórek skóry i błony śluzowej 2. Mechanizmy niespecyficzne- wewnętrzne: Fagocytoza (białe krwinki) Układ dopełniacza / komplementacja (białka przeciwbakteryjne) Powstawanie stanów zapalnych 3. Mechanizmy specyficzne (system immunologiczny): Limfocyty: limfocyty T (Tc cytotoksyczne, Th-pomocnicze, Ts-supresorowe) limfocyty B Przeciwciała Sposoby obrony przed patogenami Sposoby obrony przed patogenami- fagocytoza 2

3 Sposoby obrony przed patogenami - układ limfatyczny Wytwarzanie i dojrzewanie limfocytów 3

4 Antygeny Głównego Kompleksu Zgodności Tkankowej - MHC MHC- Major Histocompatibility Complex jest zespołem genów kodujących glikoproteiny odpowiedzialne za rozpoznanie, wiązanie i prezentację antygenu limfocytom T Wyróżnia się trzy klasy cząsteczek MHC: Cząsteczki MHC klasy I znajdujące się na wszystkich powierzchni jądrzastych komórek organizmu oraz w niewielkiej ilości na erytrocytach i uczestniczące w obronie przed patogenami wewnątrzkomórkowymi (np. wirusy) Cząsteczki MHC klasy II występujące na powierzchni wyspecjalizowanych komórkach prezentujących antygeny tj. makrofagach, limfocytach B, komórkach dendrytycznych i komórkach Langerhansa Cząsteczki MHC klasy III niezwiązane z procesem prezentacji antygenu biorącą udział przeciwzakaźnej obronie organizmu, wspomagają funkcje przeciwciał Zróżnicowanie immunoglobulin IgD IgE IgG IgA IgM Segmentowa budowa MHC 4

5 Budowa cząsteczek MHC Cząsteczka MHC klasy I Cząsteczka MHC klasy II Polimorfizm MHC klasy I i II Kompleks MHC jest najbardziej polimorficznym regionem w genomie kręgowców Polimorfizm generowany jest przez alternatywny splicing, mutacje, rekombinacje Najbardziej polimorficzne są fragmenty kodujące miejsce wiazania antygenu tzw. rowek (ABS-antigen binding sites) Specyficzne allele są związane z podatnością i odpornością na różne choroby infekcyjne oraz autoimmunologiczne W kompleksie MHC u ludzi (HLA) zidentyfikowano dotąd ponad 9000 różnych alleli Polimorfizm MHC klasy I i II 5

6 Prezentacja antygenów przez cząsteczki MHC MHC klasa II obrona przed patogenami zewnątrzkomórkowymi MHC klasa I obrona przed patogenami wewnątrzkomórkowymi (wirusy) Dziedziczenie haplotypów MHC Dziedziczenie proste Różnorodność MHC a obrona populacji przed patogenami 6

7 Utrzymanie zmienności MHC w populacji Trwa ciągły wyścig zbrojeń między patogenem i gospodarzem więc doskonalenie obrony jest konieczne! Teorie tłumaczące utrzymywanie wysokiej zmienności MHC Przewaga heterozygot posiadając dwa różne allele heterozygota jest w stanie rozpoznać większe spektrum antygenów Dobór zależny od częstości dobór faworyzuje rzadkie allele, ponieważ szybka ewolucja pasożytów umożliwia im ucieczkę przed rozpoznaniem przez powszechnie występujące allele Ale jak znaleźć idealnego partnera? Czy zakochujemy się sercem, mózgiem a może nosem? Test spoconej koszulki czyli MHC a dobór partnera U ssaków identyfikacja MHC odbywa się głównie na podstawie wydzielanego zapachu. Dowiedziono istnienia różnic w preferencjach zapachowych w zależności od profilu MHC. A co oprócz zapachu? Związek MHC i drugorzędowych cech płciowych Wielkość poroża u jelenia szlachetnego (Cervus elaphus) i wirgilijskiego (Odocoileus virginianus) Płetwa tłuszczowa u łososia atlantyckiego (Salmo salar) Wielkość ostróg u bażanta (Phasianus colchicus)

8 Atakowani przez własny układ odpornościowy czyli choroby autoimmunologiczne Układ immunologiczny może atakować własne, zdrowe tkanki wywołując choroby autoimmunologiczne np. : choroby układowe tkanki łącznej (np. toczeń rumieniowaty układowy, reumatoidalne zapalenie stawów, zzsk zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa, łuszczycowe zapalenie stawów, twardzina) nieswoiste zapalenia jelit (wrzodziejące zapalenie jelita grubego, choroba Leśniowskiego-Crohna), choroby tarczycy (choroba Hashimoto, choroba Gravesa-Basedowa), cukrzyca insulinozależna, choroby neurologiczne (miastenia, SM, ostre rozsiane zapalenie mózgu i rdzenia, syndrom Sjögrena), choroby skóry (bielactwo nabyte?, łuszczyca, łysienie plackowate), niedokrwistość Addisona-Biermera, sarkoidoza, niepłodność autoimmunologiczna męska. choroby nadnerczy choroba Addisona choroby nowotworowe grasiczak, ziarnica złośliwa, przewlekła białaczka limfatyczna i inne Atakowani przez własny układ odpornościowy czyli choroby autoimmunologiczne Przyczyna Błędy w uzyskiwaniu kompetencji przez limfocyty w narządach limfoidalnych. Barierę szpikową przekraczają limfocyty nieposiadające właściwych antygenów zgodności tkankowej. Efekt Efektem takiej dysfunkcji jest atakowanie własnych komórek, uznawanych przez układ odpornościowy za ciała obce. Ciężki złożony niedobór odporności Severe Combined Immunodeficiency Disease (SCID) Grupa schorzeń uwarunkowanych genetycznie o odmiennej patogenezie, ale podobnym obrazie klinicznym wynikającym z braku czynności limfocytów T oraz B Ciężki złożony niedobór immunologiczny - związany z brakiem (lub niewielka ilość cząsteczek MHC klasy II (tzw. nagie limfocyty) autosomalna recesywna mutacja w genach MHC Mutacja w genach receptora immunoglobulin sprzężona z X - uwarunkowana recesywnym genem zlokalizowanym w proksymalnej części długiego ramienia chromosomu X Agammaglobulinemia typu szwajcarskiego - genetyczny niedorozwój/zanik grasicy i obwodowych narządów limfatycznych - mutacja autosomalna recesywna w genach RAG-1 lub RAG-2 oraz Zespół nabytego niedoboru odporności AIDS Konsekwencje działania niektórych leków immunosupresyjnych (cytostatyków) 8

9 Układ odpornościowy uczy się przez całe życie 9