mezibuněčná komunikace
DESCRIPTION
Mezibuněčná komunikace. Hybridom CD nomenkaltura ------------------------------------------------- Adhezivní molekuly Cytokiny. Hybridom. Přirozené podmínky – protilátky polyklonální – z různých klonů B-ly Plazmocytom – protilátky monoklonální - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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.