tento dokument slou ž í se souhlasem autora jako do pl ň kový

IMUNOGENETIKA

Imunita

Imunita je jeden z mechanismů, které zajišťují stálost vnitřního prostředí organismu –

homeostázu vnitřního prostředí. Imunitní reakce je soubor pochodů, kterými organismus

reaguje na přítomnost škodlivin vnějšího prostředí (např. patogeny – viry, bakterie atp.)

i prostředí vnitřního (např. změněné molekuly buněčné membrány). U vyšších organismů se

imunita, tzn. schopnost rozeznávat cizí antigeny, vyvinula v průběhu evoluce.

Antigen je struktura, kterou rozpoznává imunitní systém a vyvolává proti ní imunitní reakci.

Jako antigeny se chovají zejména proteiny, různé polysacharidy, lipidy a lipoproteiny.

Schopnost antigenu vyvolat imunitní reakci je podmíněna řadou vlastností, mezi které patří

zejména dostatečná velikost molekuly a přítomnost epitopů. Epitop je malá oblast molekuly

antigenu, kterou rozpoznávají receptory buněk imunitního systému. Jeden antigen může

obsahovat více epitopů.

Nejčastěji působí jako antigeny cizorodé látky vnějšího prostředí - exoantigeny. Antigeny,

které jsou složkami organismu, se nazývají autoantigeny. Alergeny jsou antigeny, které

vyvolávají prudkou, patologickou imunologickou reakci.

Reakce imunitního systému na široké spektrum antigenů je selektivní, tzn. že imunitní

mechanismy rozlišují antigeny tělu „vlastních“ a „cizích“. Imunitní odpověď na antigenní

podnět je komplexní reakce buněk imunitního systému a cytokinů. Cytokiny regulují

imunitní reakce (viz dále). Jde o proteiny sekretované bílými krvinkami (leukocyty) a dalšími

typy buněk (např. fibroblasty, epiteliální buňky).

Zásadní úlohu v regulaci imunitních reakcí organismu mají genetické faktory (viz dále

hlavní histokompatibilitní lokus, MHC – major histocompatibility complex), které regulují

přiměřenost imunitní odpovědi k antigennímu podnětu. Genetické faktory mohou být též

odpovědné za imunopatologické reakce poškozující organismus.

Imunitní reakci rozlišujeme na:

a) nespecifickou reakci, která je vývojově starší a je vrozená.

Nespecifická imunitní reakce je umožněna reakcí buněk a humorálními komponentami

(cirkulujícími molekulami) imunitního systému, které jsou v organismu připravené reagovat

s patogenem. Je to odezva proti různorodým patogenům, které mají některé společné

strukturní nebo funkční vlastnosti. Nespecifická imunitní reakce je rychlá. Nedochází při ní TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako

se souhlasem autora jako

dodoplplňňkovýkový stu

dijnstu

dijníí materimateriáá

l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů

VysokVysokéé šškoly ch

emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou

Jeho použžititíík jin

ým

k jiným úúčč

elelůům a dal

m a dalšíší šíšířřeneníí

bez souhlasu autora je zak

bez souhlasu autora je zakáázzáánono

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




k navození imunologické paměti. Na rozpoznání antigenů se nepodílejí molekuly hlavního

histokompatibilitního lokusu (viz dále).

Mezi nespecificky reagující buňky řadíme:

(i) fagocytující buňky, např. neutrofilní a eozinofilní granulocyty, monocyty

a makrofágy, což je varianta monocytů vyskytující se ve tkáních

(ii) přirozené cytotoxické buňky - NK buňky (natural killers – přirození zabíječi).

Mezi nespecifickou reakci také patří obrana:

(i) mechanická - neporušený povrch kůže a sliznic,

(ii) biochemická, např. enzymy lysozym (ve slinách, slzách, potu), pepsin (v žaludku,

střevech), atp.

(iii) zprostředkovaná nepatogenní mikrobiální flórou vyskytující se v organismu.

Nepatogenní mikroorganismy produkují antibakteriální látky nebo se v epitelu váží

na receptorová místa a tím znemožňují adhezi patogenů atp.

b) specifickou, která je evolučně mladší. Mechanismy řídící specifické imunitní reakce se

aktivují až po setkání s antigenem.

Rozlišujeme mechanismy:

(i) humorální, což je zejména tvorba protilátek (imunoglobulinů - Ig)

(ii) buněčně zprostředkované, kde mají nezastupitelnou úlohu zejména T lymfocyty.

Receptory lymfocytů

B i T lymfocyty reagují s antigeny prostřednictvím specifických struktur – receptorů.

Struktura a funkce receptorů B lymfocytů (BCR – B cell receptor) i T lymfocytů (TCR –

T cell receptor) je podobná. Odlišná je však schopnost rozeznat antigen. BCR rozeznává

antigen v nativní formě, na rozdíl od TCR, který rozeznává peptidové fragmenty antigenů

předkládané antigen presentujícími buňkami (např. makrofágy, B lymfocyty) a to pouze

v kooperaci s několika dalšími proteiny.

BCR se skládá z povrchového imunoglobulinu, který rozeznává antigen a z asociovaných

signalizačních molekul (např. tyrosinkinasy).

TCR rozeznává antigen v komplexu s molekulami CD3 (jeden z markerů T lymfocytů, viz

dále CD molekuly), které jsou nezbytné pro přenos signálu v kooperaci s tyrosinkinasami, TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




dále s molekulami CD4 nebo CD8 (viz dále – T lymfocyty) a s molekulami MHC (genetická

regulace imunitní reakce). Koreceptor CD4 pomáhá vázat molekuly II. třídy MHC, CD8

molekuly I. třídy MHC (viz hlavní histokompatibilitní lokus).

a) Obrázek znázorňuje aktivaci pomocných T lymfocytů (Th – T helper)

Antigen

Aktivovaný Th lymfocyt

HLA molekula II. třídy

CD4

TCR/CD3

Antigen prezentující buňka

b) Obrázek znázorňuje aktivaci cytotoxických T lymfocytů (Tc – T helper)

Antigen prezentující buňka

Antigen

Aktivovaný Tc lymfocyt

HLA molekula I. třídy

CD8

TCR/CD3

Během diferenciace dochází u T i B lymfocytů k náhodnému přeskupování podoblastí genů,

které kódují variabilní úseky antigenně specifických receptorů (viz dále v textu obrázek, který

schematicky znázorňuje obdobný proces při kódování těžkého řetězce imunoglobulinu). Tak

se vytvoří soubor jednotlivých lymfocytů schopných v budoucnosti specificky reagovat

s určitým antigenem. Definitivní dokončení diferenciace proběhne až po vlastní interakci

s antigenem.

Proti konkrétnímu antigenu reaguje jen omezený počet lymfocytů. Reagují pouze ty buňky,

které mají pro tento antigen odpovídající receptor (TCR, BCR). Z toho vyplývá, že počet TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




různých typů lymfocytů musí být stejný jako počet různých antigenů. Počet vyskytujících se

antigenů je odhadován na více než 105.

U obratlovců označujeme specifickou imunitní reakci (odpověď) za anticipující, to

znamená, že je založena na předpokladu, že antigenů (antigenních epitopů) je konečný počet

a organismus je schopen reagovat na jakýkoliv antigenní podnět. Buňky imunitního systému

podílející se na specifické imunitní reakci, by tedy měly mít různě modifikované receptory,

které umožní interakci se všemi potenciálními antigenními epitopy.

Anticipující typ imunity je umožněn genetickou diferenciací zárodečných buněk, ze kterých

se vyvíjejí lymfocyty. Zárodečné buňky obsahují supergeny (amplifikované oblasti

DNA), které vznikly během evoluce procesem opětovných genových multiplikací

(amplifikací). Následné mutace tyto multiplikované úseky rozrůznily tak, že jednotlivé úseky

nejsou přesné kopie původního genu. Vzniklé varianty původního genu zůstaly uložené

pospolu v určité oblasti chromosomu a tvoří supergen složený ze souborů segmentů. Tyto

genové komplexy jsou předávány z generace na generaci prostřednictvím buněk

zárodečné linie.

Na úrovni somatických buněk (lymfocytů) dochází k somatické diverzifikaci (rozrůznění

genomu jednotlivých lymfocytů), kdy je v jednotlivých lymfocytech sestavován definitivní

gen pro antigenně specifický receptor. Tyto úpravy genu se nedědí. Při kontaktu lymfocytů

s epitopem antigenu umožní iniciační imunitní mechanismus klonální rozmnožení pouze

lymfocytu, který má pro antigen odpovídající receptor.

Dalším nezbytným předpokladem anticipujího typu imunity je bezpečné rozlišení vlastních

epitopů od cizích, aby nedocházelo k patologickým autoimunitním reakcím. Rozeznávat

antigenní epitopy vlastních tkání se T lymfocyty učí během vyzrávání a diferenciaci v thymu

(brzlík), kam z kostní dřeně putují nezralé T lymfocyty.

Následující obrázek schematicky znázorňuje klonálně selekční teorii a vznik klonu specificky

reagujících lymfocytů z nezralé (naivní) buňky po setkání s antigenním epitopem.

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Specifická vazba s antigenem - signál pro diferenciaci a pomnožení klonu zralých efektorových buněk Nezralé lymfocyty s receptory

Diferenciace (genové rekombinace v supergenu pro receptory)

Kmenová buňka

Antigen

PAMĚŤOVÉ BUŇKY

PLASMATICKÉ BUŇKY

Bílé krvinky a jejich funkce

Stručný přehled jednotlivých typů leukocytů (bílých krvinek) a jejich funkcí je shrnut

v následující tabulce. Všechny typy buněk imunitního systému vznikají v kostní dřeni

z pluripotentních kmenových buněk. Pluripotentní kmenové buňky se pod vlivem různých

faktorů diferencují na konkrétní typy leukocytů. Malý počet pluripotentních kmenových

buněk se v dřeni udržuje celý život.

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Leukocyty Funkce

B lymfocyty plasmatické buňky specifická reakce

tvorba protilátek, prezentace antigenu

lymfoidní,

lymfocyty T lymfocyty cytotoxické (TC) a pomocné (TH) specifická buněčná

imunita

monocyty cirkulují v krvi,

v tkáních existují jako makrofágy

nespecifická reakce fagocytóza, prezentace antigenu

Lini

e

myeloidní

granulocyty neutrofily, eozinofily, bazofily nespecifická složka imunitního systému

V následující části textu se budeme zabývat specifickou imunitní reakcí, na které se podílejí

B a T lymfocyty.

T lymfocyty

T lymfocyty získaly své označení od thymu, kde probíhá hlavní část jejich vývoje. Z thymu

odcházejí prekursory pomocných Th lymfocytů (T helper) a prekursory cytotoxických

Tc lymfocytů, což jsou dvě hlavní subpopulace T lymfocytů. Na povrchu jejich membrány se

nacházejí receptory (T buněčné receptory - TCR) pro rozpoznávání antigenu a další

diferenciační molekuly (CD molekuly - cluster of differentiation). Jednotlivé CD molekuly

jsou značeny čísly. Charakterizují jak vývojová stádia imunitních buněk tak odlišné typy

diferencovaných buněk. Základní CD marker Th lymfocytů je molekula CD4, Tc lymfocytů

molekula CD8.

Prekursory T lymfocytů se po setkání s antigenem diferencují na zralé T lymfocyty.

Tc lymfocyty se zejména podílejí při likvidaci buněk postižených virovou infekcí, buněk

nádorových a při reakci organismu proti transplantátu. Mají schopnost buňky

cytotoxicky zabíjet.

Th lymfocyty produkují molekuly zvané cytokiny, které regulují aktivitu jiných buněk.

Některé například spolupracují s B lymfocyty při navození tvorby protilátek, jiný typ cytokinů

aktivuje makrofágy, aby byly schopné pohlcené patogeny zničit atp.

Cytokiny jsou proteiny regulující aktivity imunitního systému. Většinou jsou sekretovány,

výjimečně zůstávají ukotveny v membráně. Působí na cílové buňky prostřednictvím

specifických receptorů. Jejich účinek je pleiotropní (mohou působit na několik druhů buněk)

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




a většinou reagují v kaskádě, tzn. že jeden cytokin podnítí tvorbu dalšího. Pro některé reakce

je nezbytná interakce více cytokinů – cytokinová síť.

Členění cytokinů:

(a) interleukiny, IL-1 – IL-23, je heterogenní skupina cytokinů, která působí na vývoj a

aktivitu bílých krvinek. Uplatňují se jak v buněčné tak humorální imunitě. Některé

působí jako růstové faktory pro hemopoetické buňky.

(b) chemokiny mají chemotaktickou aktivitu, podporují zánětlivou reakci

(c) interferony, INF alfa, INF beta, INF gama, se uplatňují v antivirové imunitě a i při

regulaci dalších imunitních reakcí.

(d) transformující růstové faktory regulují proliferaci buněk

(e) faktory stimulující kolonie (CSF – colony stimulating factors) podněcují v kostní

dřeni diferenciaci myeloidních leukocytů

(f) faktory nekrotizující nádory (TNF – tumor necrosis factors) mohou vyvolat

apoptózu (geneticky řízenou smrt buněk)

(g) některé cytokiny působí jako růstové faktory, např. fibroblastový růstový faktor,

nervový růstový faktor a další (viz Buněčná signalizace).

Určité typy rekombinantních cytokinů se používají v imunoterapii. Jsou to např. interleukin

IL-2, který je aplikován při léčbě Grawitzova nádoru ledvin a při terapii dalších nádorových

onemocnění. Interferon alfa a beta je používán k léčbě virové hepatitidy. Všechny tři typy

rekombinantních interferonů jsou použitelné v imunoterapii vybraných nádorových

onemocnění, např. interferon alfa pro léčbu chronické myeloidní leukémie. Interferon beta je

aplikován pacientům s roztroušenou sklerózou. Faktory stimulující kolonie jsou používány

při léčbě neutropenií, nejčastěji po chemoterapii a po transplantaci kostní dřeně.

B lymfocyty

B lymfocyty jsou označovány podle ptačího orgánu bursa Fabricii, kde byly původně

objeveny. U člověka se vyvíjejí v kostní dřeni a vývoj se dokončuje po setkání s antigenem

v uzlinách, slezině, Peyerových placích. V membráně B lymfocytů se nacházejí

membránové imunoglobuliny, které jsou označovány jako B buněčné receptory – BCR.

BCR se při kontaktu se specifickým antigenem podílejí na blastické transformaci. Blastická

transformace je proces, kterým z lymfocytu vzniká plasmatická buňka, která produkuje

protilátky (imunoglobuliny).

Na počátku imunitní reakce lymfocytu s antigenem existuje prodleva, potřebná k dokončení

diferenciace lymfocytu a následnému namnožení klonu buněk reagujících s tímto typem TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




antigenu (viz předchozí obrázek). Z takto namnožených buněk se část nezúčastní reakce proti

antigenu, ale zůstává dlouhodobě v organismu jako tzv. paměťové buňky. Paměťové buňky

najdou své uplatnění při opětném setkání organismu s tímto antigenem. Jedná se o tzv.

sekundární (anamnestickou) reakci, kdy imunitní odpověď nastupuje rychleji a s vyšší

intenzitou, což je principem preventivního očkování.

Protilátky (imunoglobuliny)

Na specifické humorální imunitě se podílí skupina bílkovin – imunoglobulinů (Ig).

Imunoglobuliny podle stavby těžkého řetězce a funkce můžeme rozdělit na typ:

a) IgM tvoří buněčný receptor (BCR) na povrchu B lymfocytů. Sekretovaný IgM

(nachází se v séru) je první typ cirkulujících protilátek, který se tvoří po setkání

s antigenem (primární odpověď).

b) IgD se také nachází v séru a na povrchu B lymfocytů, kde tvoří BCR.

c) IgG je nejčetnější sérový imunoglobulin. Podílí se na sekundární imunologické

odpovědi. Prostupuje placentou.

d) IgA se vyskytuje ve dvou formách - slizniční formě (ochrana proti mikroorganismům)

a sérové.

e) IgE je u zdravých lidí v séru jen v nízkých koncentracích. Vysoká hladina provází

alergické reakce.

Zjednodušená struktura molekuly imunoglobulinu je znázorněna na na následujícím obrázku.

Tento

Tento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Na stavbě molekuly protilátky se podílejí těžké řetězce imunoglobulinu (H, heavy chain)

tvořené více než 400 aminokyselinami a lehké řetězce (L, light chain) tvořené více než 200

aminokyselinami. Těžké řetězce jsou kovalentně spojeny disulfidickými (cystinovými)

můstky (disulfide bridges). Ke každému těžkému řetězci je cystinovým můstkem připojen

jeden lehký řetězec. Lehké řetězce jsou buď typu lambda (IgLλ) nebo typu kapa (IgLκ).

V molekule imunoglobulinu se vyskytují oba lehké řetězce pouze jednoho typu, tzn. buď

oba IgLλ nebo oba IgLκ. Variabilní oblasti (variable region on heavy and light chain)

imunoglobulinů vytvářejí vazebné místo pro antigen. Konstantní oblast těžkých řetězců

(constant region on heavy chain) určuje typ imunoglobulinu, např. IgG.

Geny kódující molekuly imunoglobulinů jsou amplifikované oblasti DNA (supergeny),

které vznikly během evoluce. Mutace multiplikované úseky rozrůznily na segmenty, které

tvoří varianty původního genu. Jsou uložené pospolu a tvoří supergen složený ze souborů

segmentů. Zjednodušený přehled příslušných supergenů podílejících se na stavbě těžkých a

lehkých řetězců imunoglobulinu, jejich struktura a lokalizace v genomu člověka je uvedena

v následující tabulce.

Řetězec imunoglobulinu

Lokalizace genu chromosom

Oblasti supergenu a jejich genové segmenty (počet)

IgH 14q32 V1 – Vn …D1 – Dn …J1 - J9 …CµCδCγCαCε IgLκ 2p12 V1 – V70 …J1 – J5 …… Cκ IgLλ 22q11 V1 – V30 …J1 Cλ1 J2 Cλ2 - J9 Cλ9 V supergenech kódujících řetězce podílející se na stavbě imunoglobulinu existují tři oblasti:

1. oblast V pro variabilní část řetězce

2. oblast J pro spojovací část řetězce

3. oblast C pro konstantní část řetězce

4. a v případě IgH ještě navíc oblast D (diverzifikující), která je mezi V a J oblastí.

V každé z těchto oblastí nacházíme větší počet genových segmentů s podobnou, ale ne

identickou, strukturou. Gen pro specificky reagující imunoglobulin vzniká přeskupováním a

kombinacemi jednotlivých segmentů každé oblasti supergenu. Přeskupování segmentů

umožňují oligonukleotidové úseky, které jsou koncích segmentů. Různé kombinace segmentů

imunoglobulinových supergenů zajišťují vznik specifických protilátek pro různorodé

antigeny. Obdobně jako je tomu při formaci konečné podoby genů pro BCR a TCR. TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Během zrání B lymfocytu dochází ke genovým přestavbám, které ve svém výsledku vedou

k realizaci jednoho typu těžkého řetězce: Cµ→IgM, Cδ→IgD, Cγ→IgG, Cα→ IgA,

Cε→IgE a jednoho typu řetězce lehkého (kapa nebo lambda). Lze je připodobnit k prvkům

mechanické stavebnice, ze které lze sestavovat nejrůznější předměty. Posun genů po

chromosomu je zprostředkován krátkými úseky DNA (oligonukleotidy) na začátku a konci

každého z genů, které v příměru se stavebnicí představují spojovací elementy.

Následující obrázek schematicky znázorňuje rekombinaci segmentů supergenu, který kóduje

těžký řetězec imunoglobulinu a alternativním sestřihem vzniká mRNA pro IgM nebo IgG.

V3 J2D1 Cµ V3 J2D1 Cγ

Dvě možné mRNA po alternativním sestřihu

V1 V3V2 J9

J2D1CγCµ

Přeskupení VDJ segmentů

V3 J9

J2D1CγCµ

Primární transkript (RNA)

Zárodečná konfigurace supergenu pro těžký imunoglobulinový řetězec (schematicky zaznamenány segmenty podoblasti V, D, J a G)

V4V3V2 Vn CδCµJ9J3J2J1D3D1 D2 Dn Cγ Cε CαV1

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Přestavby segmentů supergenů zajišťují velký počet kombinací pro specifickou reakci

s různými antigeny. Vzhledem k náhodnosti celého procesu mohou vznikat i kombinace, které

by reagovaly proti vlastním buňkám organismu. Lymfocyty s těmito kombinacemi jsou

obvykle z dalšího rozmnožování vyloučeny apoptózou. Pokud odstraněny nejsou, může

docházet k autoimunitním reakcím.

Antigenní výbava somatických buněk člověka

a) Krevně skupinové systémy

Systém AB0

AB0 antigenní systém byl objeven jako první krevně skupinový systém člověka, na počátku

minulého století, nezávisle na sobě německým profesorem Landsteinerem a českým

badatelem J. Janským. Antigeny systému AB0 jsou přítomny v membránách červených

krvinek a většiny somatických buněk lidského těla,. Zjednodušený model může rozlišit lidi

podle přítomných antigenů do čtyř krevních skupin: A, B, AB, 0. Systém je výjimečný

přítomností přirozených protilátek (aglutininů) proti AB0 antigenům, které jedinec nemá.

Osoba krevní skupiny A má protilátky anti-B, osoba krevní skupiny B má protilátky anti-A,

osoba krevní skupiny 0 má protilátky anti-A i protilátky anti-B a osoba krevní skupiny AB

nemá protilátky proti antigenům AB0 systému.

Antigeny AB0 systému jsou geneticky determinované genem, ve kterém existuje mnohotná

alelie.

Tabulka uvádí dědičnost krevně skupinového systému AB0 (viz též Monogenní dědičnost).

Fenotyp (krevní skupina) A B AB 0

homozygoti AA BB 00

Gen

otyp

heterozygoti A0 B0 AB

Z tabulky vyplývá, že alely A a B jsou vůči sobě kodominantní a vůči alele 0 jsou

dominantní. Alela 0 nekóduje antigen, vznikla jako ztrátová mutace. Nejběžnější transplantací

je krevní transfúze. Vzhledem k přirozeným protilátkám je důležitá shoda v AB0 systému i při

transplantacích orgánů a tkání.

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Systém MN

Je poměrně značně geneticky komplikovaný systém. Zjednodušený systém má dvě

kodominatní alely M a N, které kódují erytrocytární antigeny (viz tabulka). Přirozené

protilátky se nevyskytují.

V praxi má hlavní využití v soudní genetice. Ve výjimečných případech může vyvolávat

fetální erytroblastózu (viz systém Rh).

Fenotyp (krevní skupina) M MN N

homozygoti MM NN

Gen

otyp

heterozygoti MN

Systém Rh

Rh systém byl objeven Wienerem, který po imunizaci králíka krví opice Maccacus rhesus

zjistil, že králičí imunní sérum shlukuje kromě krvinek opice i krvinky některých lidí.

Krevně skupinový systém Rh je kódován dvěma geny, které jsou ve velmi těsné vazbě. Geny

jsou označovány RHD a RHCE, ve zjednodušeném modelu má každý ze tří kódovaných

antigenů (D, C, E) dvě alely, kdy alela D je dominantní nad d, alely C a c, respektive E a e

jsou vůči sobě kodominantní.

Rh pozitivitu a nebo negativitu je nutné definovat před transfuzí krve a u těhotných žen.

Erytrocyty jedinců Rh+ (s genotypem DD i Dd) imunizují Rh negativní osoby. Geny kódující

antigeny C, c a E, e jsou v genomech lidí tak nakombinovány, že téměř nikdy tyto antigeny

nevyvolávají imunologickou reakci. Významný je gen s alelami D a d. Jedinci Rh- jsou

recesivní homozygoti dd, jedinci Rh+ jsou buď homozygoti DD nebo heterozygoti Dd.

Antigen, kódovaný alelou D je přítomný pouze na erytrocytech, přirozené protilátky se

nevyskytují (viz též Monohybridismus).

Fetální erytroblastóza

Inkompatibilita (neslučivost) v Rh systému matky a dítěte je příčinou závažného

onemocnění novorozenců - fetální erytroblastózy. Četnost výskytu fetální erytroblastózy je

přibližně 1/200 porodů. Vznik fetální erytroblastózy je podmíněn Rh negativitou (dd) matky a

Rh pozitivitou plodu. Plod Rh+ (genotyp Dd) zdědil alelu D od Rh pozitivního otce. Alela D TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




kóduje na membráně erytrocytů antigen, zatímco alela d vznikla ztrátovou mutací, antigen

nekóduje, a proto matka vytváří protilátky proti Rh antigenům exprimovaným na červených

krvinkách plodu. Vzhledem k tomu, že zdravou placentou prochází pouze malý počet

erytrocytů, bývá průběh prvého těhotenství bez problémů. Během porodu (nebo potratu) však

dochází k porušení placentální bariéry a do matčina oběhu se může dostat větší množství krve

dítěte, které postačuje k imunizaci matky. Při dalším inkompatibilním těhotenství i malé

množství erytrocytů plodu, které projdou placentou, aktivuje paměťové buňky imunitního

systému k tvorbě protilátek typu IgG, které procházejí placentou. Protilátky reagují

s erytrocyty plodu a vyvolávají jejich rozpad. Rozpad erytrocytů vede k urychlené tvorbě

nových červených krvinek, které však nestačí dozrát a do oběhu jsou uvolňovány jejich

nezralé formy, erytroblasty. Zvýšený rozpad erytrocytů následně vede ke zvýšení množství

žlučových barviv, která způsobují těžkou novorozeneckou žloutenku. Žlučová barviva se

mimo jiné usazují v mozku a vyvolávají u postižených dětí řadu neurologických příznaků.

Prevence fetální erytroblastózy, kdy matka Rh- porodí (nebo potratí) dítě Rh+, je založena na

neprodlené aplikaci protilátky anti-Rh+, která se váže s erytrocyty dítěte a zamezí tak

imunizaci matky.

b) Hlavní histokompatibilitní systém

Hlavní histokompatibilitní systém nacházíme pouze u vyšších živočichů. Má zásadní význam

pro specifickou reakci buněk imunitního systému s antigenem. Molekuly kódované geny

hlavního histokompatibilitního komplexu jsou u člověka přítomny v buněčných membránách,

s výjimkou erytrocytů. Molekuly histokompatibilitního systému se uplatňují při předkládání

antigenů (respektive jejich fragmentů) buňkám imunitního systému a při rozpoznávání cizích

a vlastních složek organismu (viz výše). MHC se vyznačuje vysokým stupněm polymorfismu

(mnohotná alelie), vztah alel je kodominantní. Produkty MHC se nazývají transplantační

antigeny, protože jsou příčinou odhojení transplantátu při inkompatibilitních transplantacích.

Hlavní histokompatibilitní systém člověka je označován HLA systém (Human Leucocyte

Antigens), protože antigeny somatických buněk byly nejprve prokazovány na lymfocytech. Je

lokalizován na krátkém raménku chromosomu 6 (6p2). HLA komplex je dlouhý 2 – 3 cM (2 -

3.106 bp). Mezi jeho podoblastmi může docházet ke crossing-overu a vzniku rekombinací.

Schematické zobrazení HLA komplexu znázorňuje následující obrázek.

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Chromosom 6

Dlouhé raménko Krátké raménko Centromera

Molekuly I. třídy Molekuly III. třídy Molekuly II. třídy

TNF B C E FA GDP DM DQ DR HspC4 C2

HLA 6p21.1-21.3

Jak vyplývá z obrázku, MHC (supergen) se skládá ze tří podoblastí, kde v úseku nejblíže

k centromeře je skupina genů „D“, kódujících molekuly (antigeny) II. třídy. Potom

následuje blok genů kódujících molekuly třetí třídy, které se nepodílejí na kódování HLA

antigenů. Jsou to geny pro složky komplementu C2 a C4, cytochrom P450, tumor necrosis

factor – TNF, gen kódující enzym 21-hydroxylasu a několik dalších genů. Za nimi následuje

další úsek MHC kódující molekuly (antigeny) I. třídy.

HLA molekuly I. třídy jsou přítomny na plazmatické membráně všech buněk

s výjimkou erytrocytů (i když v rozdílném množství), molekuly II. třídy jsou exprimovány

pouze na membránách B lymfocytů, aktivovaných T lymfocytů a makrofágů.

Antigeny HLA komplexu vykazují vysoký polymorfismus, to znamená, že v rámci populace,

v každém genu (podoblasti) HLA lokusu, existují desítky variant alel (značeny jsou čísly,

např. A1 – An). Mezi alelami jednotlivých lokusů je vztah kodominance. Imunologickými

testy stanovíme imunofenotyp jedince.

Podle pravidel segregace chromosomů do gamet a náhodného setkání gamet vzniká genotyp

potomka. Kombinace alel jednotlivých HLA lokusů se dědí jako haplotyp podle

Mendelových pravidel (náhodná segregace chromosomů do gamet). Mezi homologními

chromosomy může v HLA komplexu (mapová vzdálenost 2 – 3 cM) v meióze docházet

k rekombinacím (viz Vazba genů), a důsledkem je pak nová kombinace alel (nový haplotyp

při srovnání s haplotypem rodičů) v gametě. Haplotyp je uspořádání alel jednotlivých genů

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




HLA komplexu na párových chromosomech. Uspořádání alel na chromosomech lze odvodit

z fenotypů v rodokmenové studii.

Obrázek znázorňuje zjednodušenou situaci v rodině, kdy jsme se zaměřili pouze na alely

genů A a B v oblasti I. třídy. Z rodokmenové studie, kde je zaznamenán fenotyp, lze stanovit

haplotypy jednotlivých členů. V tomto rodokmenu neuvažujeme možnost vzniku

rekombinace.

Haplotypy rodičů a dětí byly stanoveny podle kombinace HLA antigenů dětí.

II

A1A3 B8B11 A1A5 B7B9

I

A1 B7B8 A1A3 B7B11 A1A5B8B9 A3A5B9B11 A1A3B7B11

Pozor: Prvorozená dcera je homozygot A1A1 – jednu alelu zdědila od matky a druhou

shodnou od otce, proto byl imunologicky detekován pouze jeden antigen kódovaný alelami

sublokusu A!

Haplotypy (uspořádání alel HLA na homologních chromosomech) 1. dcera: A1B7/A1B8 2. syn: A1B7/A3B11

3. dcera: A5B9/A1B8 4. syn: A5B9/A3B11

5. syn: A1B7/A3B11 Otec: A1B7/A5B9 Matka: A1B8/A3B11

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Polymorfismus HLA

Jednotlivé geny MHC vykazují v lidských populacích velmi vysoký stupeň polymorfismu, to

znamená, že počty alel kódovaných jednotlivými geny představují řádově desítky variant.

Mezi alelami jednotlivých genů existuje vztah kodominance, tzn., že hererozygoti exprimují

na buněčné membráně oba antigeny. Vysoký stupeň polymorfismu má ochranný význam na

úrovni jedinců a i na úrovni populace. Polymorfismus výbavy tkáňových antigenů každého

jedince zajišťuje imunologickou jedinečnost každého individua.

Jedinečnost histokompatibilitních antigenů u jedinců populace představuje problém při

transplantacích orgánů, kdy je prakticky vyloučené (s výjimkou monozygotních dvojčat) najít

identického dárce transplantátu s příjemcem. Překlenutí tkáňové neslučivosti je možné

ovlivňováním imunitního systému příjemce transplantátu imunosupresivními léky (viz dále).

Transplantace

Pojem transplantace označuje přenos tkání a orgánů. Jsou to terapeutické zákroky. Vzhledem

k tomu, že transplantovaný orgán (tkáň, buňky) může představovat pro příjemce setkání

s cizorodými antigeny, může působením imunitních mechanismů dojít k jeho odhojení.

Transplantační pravidla

Tato pravidla byla stanovena při pokusech na inbredních kmenech živočichů (myších,

potkanech). Inbrední kmeny byly získány opakovaným příbuzenským křížením po řadu

generací (bratr x sestra). Příbuzenské křížení vede k tomu, že příslušníci jednoho inbredního

kmene jsou pro většinu genů identičtí (homozygoti). Schematicky uvádíme odvození

transplantačních zákonů z výsledků provedených transplantací mezi dvěma inbredními

kmeny, které se navzájem liší pouze v alelách jednoho histokompatibilitním lokusu. Jde tedy

pouze o rozdíl v jednom z transplantačních antigenů kódovaným MHC.

Alely tohoto lokusu jsou označeny písmeny A a B, jejich vztah je kodominance.

V imunogenetice se pro značení alel jednoho genu používají různá písmena na rozdíl od

doposud použité konvence označovat alely jednoho lokusu stejným písmenem [např. A, a].

Úspěšná transplantace (tedy taková, kde transplantát - štěp, například kůže, není odhojen) je

označena +, neúspěšná transplantace (transplantát – štěp je odhojen) je označena -.

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Transplantace imunologicky neaktivního transplantátu (kůže, ledvina, srdce, pankreas …) Genotyp dárce Genotyp příjemce Přihojení štěpu (+) Odhojení štěpu (-)

AA (parentální generace) AA (parentální generace) + AA (parentální generace) BB (parentální generace) - AA (parentální generace) AB (F1 generace) + BB (parentální generace) AA (parentální generace) - BB (parentální generace) BB (parentální generace) + BB (F1 generace) AB (F1 generace) + AB (F1 generace) AA (parentální generace) - AB (F1 generace) BB (parentální generace) - AB (F1 generace) AB (F1 generace) +

Transplantace je úspěšná mezi členy téhož inbredního kmene, transplantaci nazýváme

syngenní. Tato situace v lidské populaci existuje pouze při transplantaci mezi monozygotními

dvojčaty.

Transplantace je neúspěšná mezi příslušníky odlišných inbredních kmenů A a B. Jde o

alogenní transplantaci, kdy dárce a příjemce transplantátu není geneticky identický. Takový

vztah existuje mezi jedinci lidské populace.

Křížením potkanů rodičovské (P) generace (AA x BB) získáme uniformní F1 generaci

(heterozygoti AB). Transplantace tkáně od obou rodičovských kmenů na jedince F1

generace je úspěšná. F1 příjemce s genotypem AB nerozeznává antigen A ani B jako cizí, a

proto proti transplantátu rodičovského kmene nereaguje.

Jiná situace nastává při transplantaci tkáně heterozygotních jedinců F1 generace (AB)

homozygotním jedincům P generace (AA nebo BB). Transplantát je odhojen. Jde o

situaci, kdy v tkáních dárce transplantátu je přítomen antigen, který se nevyskytuje v tkáních

příjemce. Jde o tzv. pozitivní antigenní rozdíl v antigenní výbavě mezi dárcem transplantátu

a příjemcem. V takovém případě je transplantace neúspěšná.

Transplantace u lidí jsou, s výjimkou monozygotních dvojčat, transplantace alogenní. Na

tkáňové neslučivosti (inkompatibilitě) se nejvýznamněji podílejí antigeny kódované

geneticky vysoce polymorfním hlavním histokompatibilitním komplexem, HLA komplexem.

I v případě, že by se mezi jedinci lidské populace nalezla shoda v alelách HLA, existuje ještě

celá řada dalších polymorfních tkáňových antigenů, které jsou kódovány vedlejšími

histokompatibilitními lokusy lokalizovanými na různých chromosomech, a ty jsou též

odpovědné za tkáňovou neslučivost.

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Reakce štěpu proti hostiteli (GvHR – graft versus host reaction)

K transplantacím můžeme používat různé tkáně, buňky i orgány. Transplantovaná tkáň je

buď imunologicky neaktivní (kůže, ledvina, srdce, játra atp.) nebo aktivní (lymfoidní buňky,

zejména T lymfocyty).

Jestliže jsou při transplantaci použity imunologicky aktivní buňky (např. kostní dřeň), může

dojít k jejich imunologické reakci proti pro ně neznámým antigenům hostitele – reakce štěpu

(transplantátu) proti hostiteli (GvHR).

GvHR reakce nastává po přihojení transplantátu s nevhodnou antigenní výbavou buď

při geneticky podmíněné neschopnosti příjemce imunologicky reagovat (např. dárce AA,

příjemce AB, viz transplantační pravidla), a nebo v případě, kdy příjemce není schopen

imunologicky reagovat z fyziologických důvodů. Taková neschopnost imunologické reakce

nastává například u jedinců s imunodeficiencí (např. navozenou léky) nebo po velkých

dávkách záření. Rozvíjí se reakce, která hostitele ohrožuje – reakce štěpu proti hostiteli, kdy

imunologicky aktivní buňky transplantátu reagují proti pro ně neznámým antigenům ve

tkáních hostitele.

Například, když by byly ve výše uvedeném pokusu, použity lymfocyty kmene A jako

transplantát (štěp AA) a příjemce by byl F1 heterozygot (AB), pak štěp, podle transplantačních

pravidel, bude příjemcem přihojen, ale imunologicky aktivní buňky transplantátu rozeznají

v tkáních hostitele pro ně cizí antigen B a reagují proti němu.

Jako jiný případ navození GvHR při transplantaci kostní dřeně můžeme uvést situaci, kdy

kostní dřeň je od dárce kmene B (BB), příjemcem je novorozenec kmene A (AA).

Novorozený jedinec není schopný imunologicky reagovat, nemá vyzrálý imunitní

systém, a proto transplantát neodhojí. Imunologicky aktivní buňky transplantátu následně

vyvolají GvHR.

U lidí se stále častěji využívá transplantace kostní dřeně jako terapeutický zákrok,

zejména při hematologických malignitách. Terapeutickým zákrokem je transplantace dřeně

také v případech, kdy dojde k ozáření lidí vysokou dávkou ionizujícího záření (např. při

havárii atomové elektrárny) nebo při vrozených imunodeficienciích. Transplantace kostní

dřeně však přináší nebezpečí reakce štěpu proti hostiteli. Akutní GvHR reakce působí těžké

poškození jater, kůže a střevní sliznice, případně smrt hostitele. Chronická GvHR se vyvíjí

pomalu. Provází ji zánět cév, kůže, vnitřních orgánů a další poškození. Dochází k infiltraci TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




tkání a orgánů T lymfocyty, tvoří se protilátky. Průběh GvHR závisí na míře antigenních

rozdílů mezi dárcem a příjemcem transplantátu.

Transplantace orgánů a tkání patří k zavedeným postupům klinické medicíny. Nejstarší

transplantací je krevní transfúze. Velmi často jsou prováděny transplantace ledvin, počty

transplantací dalších orgánů (pankreas, srdce, játra a další) narůstají a tato oblast medicíny se

stále zdokonaluje. Rozvíjí se znalosti o možnosti transplantací kmenových buněk. Z dalších

transplantací je možné uvést např. transplantaci rohovky, která je výjimečná tím, že

i u alogenních příjemců dochází k odhojování, díky její lokalizaci, v menší míře než odpovídá

transplantačním pravidlům.

Při transplantacích je třeba dbát na kompatibilitu v systému AB0. Četnost transplantací je

omezena nutností zajistit maximální podobnost antigenní výbavy dárce a příjemce v HLA

systému. Úplná shoda v HLA je možná pouze teoreticky, v praxi, vzhledem k vysokému

stupni polymorfismu v MHC , je shoda pouze částečná, a proto musí být každá transplantace

orgánů doplněna imunosupresivní léčbou (podávají se léky, které potlačují imunitní odpověď

příjemce). Imunosuprese, která je obvykle nespecifická a přináší pro transplantované pacienty

řadu problémů.

Nespecifická imunosupresivní léčba se používá také pro potlačení autoimunitních reakcí (viz

dále).

Imunopatologie

a) Alergie

Alergen je cizorodá látka (antigen) zevního prostředí, která vyvolává chorobnou

(patologickou) imunitní reakci. Alergeny jsou například pyly, složky těla roztočů, některé

potraviny, srst, peří atp. Alergická reakce může probíhat lokálně nebo systémově. Mezi

lokální reakce patří alergická rýma, zánět spojivek, bronchiální astma, atopická dermatitida.

Anafylaktický šok je systémová reakce, kdy se alergen (např. penicilin) dostane do krve

senzibilizovaného jedince. Dojde ke zvýšení propustnosti cév a snížení krevního tlaku, což

může vést k selhání mnoha orgánů.

Při vzniku alergie se uplatňuje genetická predispozice spolu s vlivy prostředí.

b) Imunodeficity

Imunodeficity vyvolávají zvýšenou náchylnost k infekcím. Příčinou primárních

imunodeficitů jsou většinou vrozené mutace genů, které kódují proteiny podílející se na TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




imunitních reakcích. Jsou to například poruchy tvorby protilátek, poruchy funkce

T lymfocytů, fagocytárního systému, tvorby komplementu atp. Postihují častěji chlapce,

protože mnoho genů, které se na jejich vzniku podílí, je lokalizováno na chromosomu X.

Sekundární imunodeficity získá jedinec během života. Příčinou je například podvýživa,

infekce retrovirem HIV (onemocnění AIDS), metabolické poruchy (diabetes), cytostatická

léčba, léčba imunosupresivy při transplantacích, chronická infekce, chronická stresová zátěž,

závažné poranění (rozsáhlé popáleniny) atp.

c) Autoimunitní reakce

Autoimunitní reakce je reakce imunitního systému proti vlastním tkáním. Může být

humorálního nebo buněčného typu. Při humorálních reakcích dochází k tvorbě

autoprotilátek (většinou IgG), které působí cytotoxicky nebo se vytvářejí a ukládají

imunokomplexy, což vede k funkčním změnám proteinů nebo buněk, na které se

autoprotilátka váže. Autoimunita buněčného typu vyvolává zánět, který vzniká

nepřiměřeným působením Tc a Th lymfocytů, jimi produkovanými cytokiny nebo

aktivovanými makrofágy.

Autoimunitní choroby častěji postihují ženy než muže. Výskyt a intenzita je u žen vázána na

hormonální vlivy (dospívání, těhotenství). Vznik autoimunity je podmíněn jak vnitřními

faktory, tak faktory vnějšími.

Faktory vnitřní

(i) Asociace antigenů MHC s výskytem některých chorob

U autoimunitních chorob byla nalezena asociace s určitými alelami hlavního

histokompatibilitního lokusu I. nebo II. třídy.

Statisticky bylo prokázáno, že některé antigeny MHC se vyskytují u pacientů, kteří trpí

určitou chorobou, s vyšší četností než je tomu v běžné populaci. Tento jev se označuje jako

asociace. Přítomnost alely, která je v asociaci s onemocněním, není příčinou choroby.

Dědičný je pouze sklon k onemocnění v asociaci s touto alelou. Manifestace choroby je

podmíněna faktory genetickými a vlivy prostředí.

Přehled vybraných asociací uveden v následující tabulce. Tabulka představuje výběr z desítek

chorob, pro které byla pro kavkazskou rasu prokázána asociace s některým z antigenů HLA

systému.

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Onemocnění HLA Relativní riziko

Bechtěrevova choroba - zánět kloubů,

deformace obratlů (ankylozující spondylitida)

B27 87,4

Coeliakie – střevní onemocnění

(nesnášenlivost glutenu)

DR3 10,8

Roztroušená skleróza - autoimunitní reakce

proti bazickému myelinovému proteinu

DR2 4,8

Revmatoidní artritida - zánět malých kloubů

(autoimunitní onemocnění)

DR4 4,2

Systémový lupus erythematodes - (imuno-

komplexy proti složkám buněčného jádra)

DR3 5,8

IDDM - typ 1 (insulin dependentní diabetes I)

(autoimunitní onemocnění pankreatu)

DR4, DR3 7,9

Relativní riziko udává, kolikrát častěji se určité onemocnění vyskytuje u osob, které

mají určitou alelu HLA ve svém genotypu, než u osob, kteří tuto alelu ve svém genotypu

nemají.

Příčina asociací není dosud jednoznačně objasněna.

(ii) Geny kódující cytokiny

Autoimunitní onemocnění může vyvolat nedostatek a nebo naopak nadbytek některého

cytokinu.

(iii) Geny řídící a regulující apoptózu

Mutace v genech podílejících se na průběhu apoptózy jsou příčinou některých autoimunitních

onemocnění. Mezi tuto skupinu chorob patří např. cukrovka 1. typu, kdy dochází

k autoimunitní reakci ve slinivce břišní (pankreatu). Porucha apoptózy u aktivovaných

lymfocytů (jejich zánik) vede k nesprávně regulované imunologické reakci.

Faktory vnější

Zevní faktory vyvolávající autoimunitní reakce jsou infekce, stres, některé chemikálie

včetně léků a UV záření. Nejvíce autoimunitních onemocnění je spojováno s infekcemi.

Autoimunitní reakce mohou nastat i s delším odstupem po infekčním onemocnění. TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




Léčba autoimunitních onemocnění

a) Kortikosteroidy se váží na cytoplasmatický receptorový protein a tento komplex se

v jádře váže s některými transkripčními faktory. Tím je potlačena exprese genů např.

pro některé cytokiny v aktivovaných T lymfocytech.

b) Imunosupresiva potlačující replikaci DNA a tím proliferaci a diferenciaci buněk

imunitního systému. Jsou to např. alkylační látky (cyklofosfamid), antagonisté

purinových basí (azatrioprin), antimetabolity kyseliny listové (metotrexát) a další.

c) Imunosupresiva selektivně inhibující T lymfocyty jsou produkty některých plísní a

hub. Jsou to cyklosporin A, látka FK506 (tacrolimus) a rapamycin. Komplexy těchto

látek s cytoplasmatickými proteiny blokují v aktivovaných T lymfocytech signální

dráhy, které vedou k expresi IL2 a expresi receptoru pro IL2.

d) Monoklonální protilátky (specificky reagující s určitým antigenem) jsou vytvářeny

tak, aby reagovaly proti konkrétní CD molekule T lymfocytů a imunologickou reakcí

T lymfocyty odstraňovaly. Tento typ imunosuprese je zejména používán při

transplantacích orgánů.

Inhibice funkce T lymfocytů má nežádoucí dopad na jejich normální funkce, což jsou mimo

jiné protiinfekční a protinádorové účinky.

TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




TentoTento dokument

dokument slou

sloužžíí se so

uhlasem autora jako



dijnstu


l l

ke studiu obor

ke studiu oborůů


emicko

koly chemick

o--technologic

technologickkéé

v Praze.

v Praze.

Jeho pou


ým

k jiným úúčč

elelůům a dal




tento dokument slou ž í se souhlasem autora jako do pl ň kový

Documents