Generell immunologi og immunforsvaret på 45 minutt

Like dokumenter
NITO Bioingeniørfaglig Institutt kurs i Immunologi The Edge, Tromsø, 11. februar Generell Immunologi

1. Medfødt og ervervet immunitet. Karl Schenck, V2015

Forløp av ikke-adaptiv og adaptiv immunrespons. Mononukleære celler, metylfiolett farging

Selv. Trygg Ignorere. Farlig. Fremmed. Immunsystemet: Generelt, og om allergi spesielt. Immunsystemets utfordring. Medfødte og ervervete immunsystemet

T celle aktivering og HLA Trond S. S. Halstensen

4. Antigenpresentasjon til T celler. MHC molekyler.

Institutt for biologi Faglig kontaktperson(er) under eksamen: Diem Hong Tran mobil tlf. nr Sensurdato: 3 uker fra eksamen + 10 dager

B celler og antistoffer

Oppgave: MED1100-3_OPPGAVE2_H16_KONT

Oppgave: MED1100-3_OPPGAVE2_V18_ORD

Immunologi 5 Effektormekanismer Trond S. Halstensen

BIOS 1 Biologi

Institutt for biologi Faglig kontaktperson(er) under eksamen: Diem Hong Tran, mobil tlf. nr

5. T cellers effektorfunksjoner

Grunnleggende immunologi

Flervalgsoppgaver: Immunsystemet

6. Antistoffklasser og deres funksjon Komplementsystemet. Immunisering. Hypersensitivitet. Toleranse.

Immunitet hos eldre. Lisbeth Meyer Næss Divisjon for smittevern. Vaksinedagene 2010

Cellebiologiske prosesser som respons på virusinfeksjon

Grunnleggende kunnskap for vaksineutvikling

«Immunterapi» Kreftutvikling. Myelomatose. Immunterapi. Anders'Sundan Senter'for'myelomforskning Institutt'for'klinisk'og'molekylær'medisin,'NTNU

Hva er Immunterapi? Anders Sundan Senter for myelomforskning, NTNU

1 FYS3710 Immunologi

Hva er myelomatose? Hva er immunterapi?

INNHOLD 13. SEKSJON I Introduksjon

KROPPENS FORSVARSMEKANISMER

'1$YDNVLQHUÃHQÃQ\ÃYDNVLQDVMRQVVWUDWHJLÃ

Vaksineprinsipper og immunrespons

Forelesninger i BI Cellebiologi. Denaturering og renaturering. Figure 3-13

Læringsutbyttebeskrivelse

Fagplan For Immunologi

Immunsystemet Immunterapien og dens ulike former Kreftsykdommer som behandles Bivirkninger av immunterapi Laboratorieanalyser nå og i fremtiden

Immunsystemets dobbeltrolle i kreftutvikling

KARAKTERISERING AV IgG1 OG IgG3 ANTISTOFFER DANNET ETTER VAKSINERING MED MenBvac

Fotograf: Wilse, A. B. / Oslo byarkiv

Symbiose. Mutualisme. Kommensalisme. Parasittisme

Første Tann. Bakterie kolonisering Immunreaksjon? Streptokoccus Mut. Toleranse? IgA mot Str. Mut? IgG beskytter. Ekslusjon og toleranse?

Hvordan sikres god match av organer mellom giver og mottager?

Fasit til oppgavene. Blodet. 1) Lag en oversiktlig fremstilling over blodets sammensetning og hovedfunksjoner.

Alkoholens effekter på immunsystemet

Cellesignalisering II: Reseptor tyrosin kinaser, cytosoliske kinaser

TNF/BiO og dermatologiske utfordringer. Øystein Sandanger, MD, PhD Seksjon for hudsykdommer, OUS Institutt for indremedisinsk forskning, OUS

AKUTT LEUKEM HOS BARN

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK EKSAMEN I EMNE TFY4260 CELLEBIOLOGI OG CELLULÆR BIOFYSIKK

Utvikling av kreftvaksiner

Kapittel 20, introduksjon

Tuberkulose.

GMO og samfunnsnytte. GMO-vurderingskriterier PGD og ukjent bærerstatus Norsk vaksineoppfinnelse

Urinsyrekrystaller som adjuvans i fiskevaksiner

Barn påp. reise. 8. sept Harald Hauge overlege

Diagnostikk og oppfølging av cøliakipasienter klinikers og patologs perspektiv

Immunologi 6 Hypersensitivitetsmekanismer Trond S. Halstensen

HIV / AIDS -infeksjon - behandling

Figurer kap 6: Menneskets immunforsvar Figur s. 156

Hvor farlig er det å puste inn bioaerosoler?

Figurer og tabeller kapittel 13 Immunforsvar, smittespredning og hygiene

Autoimmun sykdom. Genetikk, epigenetikk og miljø KETIL STØRDAL S E N I O R F O R S K E R, F O L K E H E L S E I N S T I T U T T E T

for overlevelse, men med risiko for kreft Fagdagene 10. juni 2010, Bodil Kavli

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIG UNIVERSITET Side 1 av 5 INSTITUTT FOR FYSIKK. EKSAMEN I FAG CELLEBIOLOGI 1 august 1997 Tid: kl

Cøliaki. Sonja E. Steigen Overlege dr. med Diagnostisk klinikk klinisk patologi Universitetssykehuset Nord-Norge

Blod og kroppen sitt forsvarssystem

Grunnkurs C. Janne Dahle-Melhus Kommuneoverlege Sola kommune Smittevernoverlege Stavanger kommune

Ny kreftvaksine: Viktigheten av å kommersialisere medisinsk forskning

BI 212- Protein Sorting - Kap. 17 Post-translasjonell modifisering og kvalitetskontroll i r-er (Del 17.6)

Immunologiens dag 26. april 2012

frode l. jahnsen, Rikshospitalet, Oslo

Essayoppgaver termin 1C-1D 2010 Utsatt eksamen. Oppgave 1 (10 poeng) Morfologi Jostein Halgunset

Betydning av Stress ved Badevaksinering av Lakseyngel mot Yersiniose (Yersinia ruckeri).

Nytte av prokalsitonin og nøytrofil CD64 som markør for postoperativ infeksjon

HIV / AIDS - infeksjon - behandling. PBM 233 Mikrobiologi Siri Mjaaland

Myelomatose. Aymen Bushra0Ahmed.0MD.0PhD Seksjonsoverlege: Hematologisk0seksjon Haukeland0Universitetssykehus. Onsdag

EP Patentkrav. 1. En sammensetning som omfatter:

Bacheloroppgave. BI Bacheloroppgave. Stimulering til proliferasjon av B-lymfocytter in vitro med flowcytometrisk påvisning

Fosfolipaser, identifikasjon av intracellulære signaliseringsdomener og integrering av multiple signal

Sammenligningen mellom Arabidopsis thaliana genomet og de kjente genomene fra cyanobakterier, gjær, bananflue og nematode, viser bl. a.

Reproduksjon av dyrevirus. Adsorpsjon Penetrasjon og avkledning Replikasjon og transkripsjon Syntese og samling (assembly) av viruskapsid Frigjøring

Grunnleggende cellebiologi

Colostrum FAQ. Hyppig stilte spørsmål om LRs Colostrum-produkter

Systemisk inflammasjon etter traume: Alarminer som aktivatorer av immunresponsen med fokus på HMGB1

Mennesket og mikrobene. Elling Ulvestad Mikrobiologisk avdeling, Haukeland Universitetssykehus Klinisk institutt 2, Universitetet i Bergen

Flowcytometri ved PNH

KARAKTERISERING AV IgG1 OG IgG3 ANTISTOFFER MOT MENINGOKOKKER ETTER VAKSINEFORSØK(VA01-01) MED MenBvac TM OG MeNZB TM

Latent Tuberculose: Til sengs med fienden

Immunstimulanter for potensiering av torskens naturlige immunsystem

Miljøets betydning for helse, med spesiell vekt på immunologiske mekanismer og effekter

Vil laksegenomet løse sykdomsproblematikken i akvakulturnæringen? Unni Grimholt CEES, Biologisk Institutt, UiO

Kap. 20 Mikrobiell vekstkontroll

Ny IGRA. Anne-Marte Bakken Kran Førsteamanuensis, overlege Mikrobiologisk avd OUS Ullevål

BIOS 2 Biologi

Tema Vaksinasjon.

Autoimmunitet -immune respons mot selvantigener

Fire typer hypersensitivitet!

Cancer Immunterapi: Bakgrunn og generell oversikt

PATENTKRAV. og en første lett kjede og en andre lett kjede, hvor første og andre lette kjeder er forskjellige.

Kontinuasjonseksamen/Utsatt prøve, Modul 1, blokk 3 Vår Forklar begrepene betennelse og infeksjon. Hva er forskjellen?

Cerebral parese og genetikk Har det noe med hverandre å gjøre?

Stamceller og blodcelledannelse

Forelesninger i BI Cellebiologi. Enzymer : senker aktiveringsenergien. Figure 6.13

Bioingeniørens rolle innen immunhistokjemi

Transkript:

Generell immunologi og immunforsvaret på 45 minutt NITO BIOINGENIØRFAGLIG INSTITUTT, Immunologi og immunologiske metoder, etterutdanningskurs 27. 28.november 2018 Kirsti Hokland bioingeniør og universitetslektor Universitetet i Tromsø Alle figurer fra lærebøker er gjengitt med tillatelse fra forlaget Elsevier Abul K Abbas, Andrew H.Lichtman Shiv Pillai: Basic Immunology: Functions and Disorder of the Immune System, Fifth Edition. Elsevier 2016 Abul K Abbas, Andrew H.Lichtman Shiv Pillai: Basic Immunology: Cellular and Molecular Immunology, Ninth Edition. Elsevier 2018 1

Innhold Et stort antall ulike celletyper og løselige molekyler deltar i immunforsvaret Et stort antall ulike celler og molekyler samarbeider og kjemper en kontinuerlig kamp mot patogener Vi skal se nærmere på: Medfødt immunforsvar Ervervede immunforsvar Litt om Utvikling av sentral og perifer toleranse Kan vi forklare hvorfor utvikler noen mennesker cøliaki? Nobelprisen i medisin 2018 Immunsystemet Medfødt og ervervet immunitet Abul K. Abbas, Andrew H. H. Lichtman, Shiv Pillai: Basic Immunology: Functions and Disorders of the Immune System, Elsevier 2

Medfødt immunitet Humorale og cellulære forsvarsmekanismer Fysiske og kjemiske barrierer hud, slimhinner, magesyre, enzymer, normalflora.. Fagocytter (nøytrofile granulocytter, makrofager) NK celler Komplementproteiner Akutt fase reaktanter Cytokiner Aktivering fører til inflammasjon Hvordan alarmeres det medfødte immunsystemet til en infeksjon? PRRs (pattern recognition receptors) Vevs skade Cytokiner og andre signalmolekyler 3

Hvordan gjenkjenner celler i det medfødte immunsystemet fremmede mikrober? Celler i det medfødte immunforsvaret er utstyrt med en lang rekke reseptorer, som gjenkjenner molekylære strukturer som er karakteristiske for mikroorganismer og skadede egne celler PAMPs (pathogen associated molecular patterns) DAMPs (damage assosiated patterns) Disse reseptorene er ikke variable, alle celler av en celletype bærer de samme reseptorene PRRs (pattern recognition receptors) PRRs (pattern recognition receptors) i medfødt immunforsvar Gjenkjenner strukturer som er karakteristiske for patogene mikroorganismer (LPS, flaggelin, CpG, dsrna..) Trine H. Mogensen. Clin Microbiol Rev. 2009 April; 22(2): 240 273 4

Toll like reseptorer (TLR) utgjør en stor gruppe PRR To eksempler: TLR 4 binder til LPS (lipopolysakkarid) på gram negative bakterier TLR 3 binder ds RNA (virus) Andre NOD like reseptorer Mannosereseptor Lektin reseptor Flere.. Signalveier og funksjonen til flere TLRer TLRs aktiverer signalveier som fører til aktivering av transkripsjonsfaktorer. Disse transkripsjonsfaktorene stimulerer produksjon av proteiner som medierer inflammasjon og anti virale responser 5

Biologiske funksjoner for type I interferon Type I interferon (INF, INF binder til reseptorer på virus infiserte celler og naboceller Hemmer protein syntese for virus Denaturerer viralt RNA Hemmer uttrykk av gener og syntese av virus Rekruttering av leukocytter aktivering av integriner (LFA 1) 6

Cytokiner Polypeptider eller glykoproteiner sekrert av leukocytter (og andre celler) Dannet som respons på mikrober og antigen Medierer og regulerer immunresponser og inflammatoriske reaksjoner Skilles ut i løselig form, men kan også finnes i membranbundet form Virker etter binding til spesifikke reseptorer i cellemembraner Aktivering av makrofag Funksjonen til NK celler Celler som mangler egne HLA molekyl og celler som er dekket ned antistoff reagerer med NK celler 7

Dendrittiske celler samarbeider med ervervet immunsystem presenterer antigen for T (og B lymfocytter) Komplementsystemet Aktiveringsveier og effektor funksjoner 8

Fagocytose og intacellulært drap av mikrober Makrofager og nøytrofile granulocytter uttrykker mange reseptorer som kan bindes til mikrober Noen reseptorer binder til mikrober som er opsonisert med C3b eller IgG CR1 binder C3b Fc R binder Fc delen av IgG Karakteristiske trekk ved medfødt immunitet Reagerer raskt Alle celler av en celletype bærer de samme reseptorene. Gjenkjenner strukturer som er karakteristiske for patogene mikroorganismer, men normalt ikke på humane celler Ingen hukommelse Gir regi og samarbeider tett med det ervervede immunforsvaret 9

Ervervet immunitet B lymfocytter modnes til plasmaceller når antigen bindes T lymfocytter T hjelper celler T cytotoksiske celler T regulatoriske celler Antistoffer og cytokiner Karakteristiske trekk ved ervervet immunitet Har ikke umiddelbar effekt (dager) Har hukommelse Gjenkjenner spesifikke strukturer 10

Humoral immunitet To signaler er nødvendig for å aktivere T celle avhengige B celler B lymfocyttene overvåker det ekstracellulære miljøet. Etter reaksjon med frie antigen og stimuli via CD40 på B cellen med CD40L på TFH (folikkulær T hjelper celle) modes B lymfocyttene til plasmaceller som skiller ut antistoffer med flere funksjoner Nøytralisering Opsonisering Fagocytose To signaler er nødvendig for å aktivere T celler Signal 1 T hjelper celler reagerer med egne HLA klasse II molekyler som presenterer et fremmed peptid Signal 2 CD28 på T hjelper cellen binder B7 = CD80/CD86 på den antigenpresenterende cellen (APC) 11

Profesjonelle antigen presenterende celler (APC) uttrykker HLA klasse II molekyler og presenterer antigen for T hjelper celler Proteiner som stimulerer eller hemmer signal 2 for aktivering av T celler 12

MHC (Major Histocompatibility Complex Molecules) hos mennesker HLA (Human Leukocyte Antigen) har avgjørende betydning for Immunrespons Organ transplantasjon Disponering av sykdommer Menneskets MHC molekyler HLA Genene som koder for HLA molekylene som er involvert i antigen presentasjon finnes på kromosom nr 6 HLA klasse I HLA A, HLA B, HLA C HLA klasse II HLA DP, HLA DQ, HLA DR 13

Struktur for HLA klasse I molekylene som presenterer peptid antigen HLA-A, HLA-B, HLA-C er glykoproteiner på overflaten av alle kjerneholdige celler HLA klasse I molekylene består av en tung kjede og en lett kjede ( 2 mikroglobulin) Kjeden er en transmembran polypeptid kjede med tre domener 1 2 og 3, 1 2 folder seg slik at det oppstår en grop øverst i molekylet CD 8 bindes til 3 Den transmembrane regionen inneholder seter for fosforylering Struktur for for HLA HLA klasse klasse II molekylene I som molekylene presenterer peptid antigen Består av nesten like tunge polypeptidkjeder og. HLA-DR HLA-DP og HLA-DQ Polypeptidkjedene er transmembrane og består av to domener 1, 2 og 1 og 2. og domene danner en gropstruktur HLA klasse II molekylene er polymorfe, bortsett fra a-kjeden i HLA DR molekylene CD 4 bindes transmembrane regionen til 2 Den inneholder seter for fosforylering 14

Hvordan blir ekstracellulære og intracellulære patogener presentert av HLA I eller HLA II molekyler?? Aktivering av T h Stimulerer andre celler B lymfocytter celledrap Ligand og reseptorer involvert i aktivering av T hjelper lymfocytter 15

T celler overvåker det intracellulære miljø T hjelper celler stimulerer andre celler, f. eks. makrofager til å drepe mikrober T cytotoksiske celler dreper virus infiserte celler og fjerner dermed produksjon av nye virus Klonal seleksjon Hvert antigen (x) bindes til en klon som er spesifikk for antigen (x) Et antigen har flere antigene determinanter (epitoper) og stimulerer til en polyklonal immunrespons f. eks. mot et virus Både B og T lymfocyttene har spesifikke reseptorer (BCR og TCR) som har samme spesifisitet på en celleklon 16

B lymfocyttene ulike faser i humoral immunrespons T celle avhengig og T celle uavhengig antistoff respons Immunglobulin (Ig) tung kjede isotype(klasse)skifte ved T celle avhengig immunrespons 17

T lymfocyttene reagerer med egne HLA + fremmed peptid, det utvikles effektor celler og hukommelses celler Primær og sekundær immunrespons 18

B celle seleksjon i germinale sentre i lymfeknuter under en immunrespons Membranbundet IgG og T celle reseptor De variable domene (V) gir det store mangfoldet av klonspesifikke reseptorer på B og T lymfocyttene og antistoffene som produseres etter aktivering av B cellen til plasmacelle 19

Få gener mange patogener Det humane genom: 25000 gener Mangfold av Ig: ~ 10 11 TCR: ~ 10 16 Hvordan er det mulig? Mekanismene som fører til stort mangfold av antigen reseptorer Forskjellige typer gensegmenter kan settes sammen på tilfeldig måte Sammenkoblingsunøyaktighet - (P- og N-nukleotidaddisjon) En hvilken som helst tung kjede kan kobles sammen med hvilken som helst lett kjede Somatiske mutasjoner fører til affinitetsmodning (skjer ikke i genene som koder for TCR) 20

Domener av tung og lett kjede i immunglobulin HV=CDR binder antigen stor variasjon i aminosyrer i disse områdene Figuren viser plasseringen av de hypervariable områdene (HV) eller CDR 1, 2 og 3 (complement determining regions) som binder antigen CDR3 omfatter stedet for sammenkobling mellom gensegmentene Hypervariable regioner hos Ig molekyler 21

Sentral og perifer toleranse for B og T lymfocyttene Brudd på toleranse fører til autoimmunitet 95 % av B og T lymfocyttene slipper ikke ut i sirkulasjon fordi de reagerer med egne antigen Fravær av signal 2 i perifert vev fører til utvikling av anergi (lymfocyttene reagerer ikke på stimuli) T-celle mediert immunrespons skjer mot protein antigen som er tatt opp eller produsert i cellen og presentert på vertens HLA(MHC) 22

Brudd på toleranse ved utvikling av cøliaki I Gluten spaltes av enzymet vevstransglutaminase (ttg) Glutamin residuer i gluten peptider deamideres til glutamat som øker deres affinititet til HLA DQ2 og/ellerhla DQ8 Abadie V, Sollid LM et al Annu.Rev.Immunol. 2011 Brudd på toleranse ved utvikling av cøliaki I Abadie V, Sollid LM et al Annu.Rev.Immunol. 2011 23

James P. Allison fra USA og Tasuku Honjo fra Japan er årets nobelprisvinnere i medisin for deres forskning innen immunterapi i kreftbehandling. https://www.nito.no/aktuelt/2018/11/nobelprisen i medisin/ Lyst til å lære mer om immunologi Start studiesirkel på jobb La presentasjon av kapitlene i en lærebok presenteres av ulike medlemmer i gruppa I lunsjpausen en gang i uka? Diskuter 25