Uitwerking examenvragen
immunologie
Aiko Paelinck
,Prof. Favoreel
Vraag 1: Welke zijn de voornaamste sentinelcellen en welke
ontstekingsmediatoren stellen ze vrij?
Sentinelcellen
➢ Activeren de ontstekingsreactie
➢ Locatie: op plaatsen waar micro-organismen het lichaam proberen binnendringen
➢ 3 soorten: macrofagen, mastcellen & dendritische cellen
➢ Stellen ontstekingsmediatoren vrij na activatie door de binding van PAMPs/DAMPs
Ontstekingsmediatoren worden onderverdeeld in 3 groepen: ontstekingscytokines, chemokines en
vasoactieve moleculen
1 Ontstekingscytokines (4 groepen)
➢ Tumor necrosis factor (TNF)-alfa
o Kleine trimeer eiwit
o Productie door macrofagen, mastcellen, T cellen, endotheelcellen, B cellen en fibroblasten
o Kan membraangebonden zijn of gesecreteerd worden
o W vroeg geproduceerd, gevolgd door golven van IL-1 en IL-6
o Induceert veranderingen vasculaire endotheelcellen -> verhoogde adhesie, migratie,
aantrekking en activiteit WBC
➢ Interleukine (IL)-1
o Productie door geactiveerde macrofagen, geproduceerd onder twee vormen:
▪ Membraangebonden IL-1alfa (beperkt) -> enkel effect op de contactcel van macrofaag
▪ IL-1ẞ w als inactief pro-eiwit gevormd en w geactiveerd door protease caspase-1 ->
breder effect
o IL-1ẞ activeert het vasculaire endotheel en de witte bloedcellen
o De belangrijkste IL-1 receptoren: CD121a (induceert signaal na IL-1 binding) en CD121b
(inactieve receptor & werkt dus de werking van IL-1 tegen)
o IL-1RA: IL-1 receptor antagonist: inactiveert CD121a
➢ Interleukine IL-6
o Productie door macrofagen en mastcellen
o Productie van IL-6 wordt gestimuleerd door IL-1 en TNF-a
o Draagt bij tot: de ontstekingsreactie, het ontwikkelen van verworven immuunrespons en de
koortsontwikkeling
➢ Andere cytokines: IL-12 & IL-18
,2 Chemokines (4 groepen)
➢ Kleine (8 tot 10kDa) eiwitten/peptiden
➢ Reguleren de migratie van specifieke celpopulaties reguleren
➢ Zijn chemoattractantia en veroorzaken chemotaxis van specifieke celpopulaties
➢ Productie door sentinelcellen zoals macrofagen en mastcellen
➢ 4 families
o CC (twee cysteïnes naast elkaar)
o CXC (1 willekeurig AZ tussen de 2 cysteïnes)
o CXXXC of CX3C (3 AZ tussen de 2 cysteïnes)
o C (geen 2 cysteïnes naast elkaar)
Belangrijke chemokines
➢ CXCL8 (L = ligand), ookwel de IL-8 genoemd
o Trekt de neutrofielen aan uit de bloedbaan naar de infectie/ontsteking
o Stimuleert de activiteit van neutrofielen
➢ CXCL2 (ook gekend als macrophage inflammatory protein-2 of MIP-2)
o Gesecreteerd door macrofagen en trekt neutrofielen aan
Geactiveerde macrofagen en mastcellen produceren nog andere chemokines
➢ CCL3 en CCL4 (MIP-1a en MIP-1ẞ)
➢ Trekken B cellen, eosinofielen en cytotoxische T cellen (CCL3) en T helper cellen (CCL4) aan
,3 Vasoactieve molecules (3 groepen)
➢ Productie door sentinelcellen
➢ Dragen bij aan veranderingen in de bloedvaten
3.1 Aminen
➢ Histamine
o Geproduceerd door mastcellen
o Een derivaat van histidine
o Veroorzaakt vasculaire lekkage
o Cruciale factor bij allergische/asthmatische reacties
➢ Serotonine (5-hydroxytryptamine, 5-HT)
o Geproduceerd door mastcellen van sommige knaagdieren en grote herbivoren
o Een derivaat van tryptofaan
o Veroorzaakt vasoconstrictie (-> verhoogde bloeddruk), behalve bij runderen = vasodilatator
o Het heeft weinig invloed op de vasculaire permeabiliteit, behalve bij knaagdieren, waar het een
acute ontstekingsreactie veroorzaakt
3.2 Peptiden
➢ Kinines (bradykinine)
o Veroorzaken vasodilatatie en vasculaire lekkage
o Stimuleren neutrofielen en pijnreceptoren
➢ Anafylatoxines (C3a en C5a)
o Afkomstig van complementfactoren C3 en C5
o Veroorzaakt verhoogde vasculaire permeabiliteit
o C5a = sterk chemoattractant voor neutrofielen en monocyten
3.3 Lipiden
Fosfolipasen werken in op fosfolipiden, met vorming arachidonzuur. Arachidonzuur wordt omgezet naar
leukotriënes via lipoxygenasen of naar prostaglandines via cyclooxygenasen (COX-1 en COX-2)
➢ Leukotriëne
o LTC4, LTD4 en LTE4: verhogen vasculaire permeabiliteit & veroorzaken contractie gladde spieren
o LTB: chemoattractant voor neutrofielen + één van de belangrijkste ontstekingsmediatoren die bij
bacteriële infecties wordt vrijgesteld
➢ Prostaglandine(-derivaten)
o PGE2, PGF2, thromboxanen en prostacyclines
o Reguleren de ontstekingsreactie, pijnsensatie en koorts
➢ Platelet-activating factor (PAF)
o Geproduceerd door mastcellen, geactiveerde neutrofielen, bloedplaatjes en eosinofielen.
o Versterkt de neutrofieladhesie aan endotheelcellen, verhoogt de neutrofiel chemotaxis en de
activiteit van de neutrofielen
,Vraag 2: Bespreek de kenmerken van een acute ontsteking en
welke mediatoren deze veroorzaken.
Acute ontsteking
➢ Cruciaal bij het opstarten van effectieve aangeboren respons
➢ Ontstekingsreactie zorgt dat afweercellen aangetrokken worden naar de infectie en de BB verlaten
➢ Wordt geactiveerd door sentinelcellen
o Locatie: op plaatsen waar micro-organismen het lichaam proberen binnendringen
o Belangrijkste: macrofagen, mastcellen en dendritische cellen
o Merken dat lichaam geïnfecteerd wordt doordat ze moleculaire patronen herkennen, aanwezig
op het pathogeen (PAMPs) en/of doordat er molecules vrijgesteld worden (DAMPs)
PAMPs
➢ Bv:
o Pamps van bacteriën: LPS van G- bacteriën, Peptidoglycaan van G+ bacteriën en Flagelline
o Pamps van virussen: DNA en RNA van virussen
➢ Sentinel cellen hebben op hun celoppervlak en/of in hun endosomen receptoren die interactie kunnen
aangaan met deze PAMPs -> PRRS (pattern recognition receptors)
➢ Belangrijke familie van PRRs: Toll-like receptoren (TLRs) -> herkennen verschillende structuren van
pathogenen
➢ Andere PRRs:
o C-type lectines (CLRs, o.a. mannose receptor, DC-SIGN, dectines)
o NOD-like receptoren (NLRs)
o RIG-I like receptoren (RLRs)
DAMPs/ alarmines
➢ Bv: Fragmenten van extracellulaire matrix die vrijgesteld w bij weefselschade
o Zoals peptiden afkomstig van collageen, suikerstructuren zoals heparaansulfaat
➢ Bv: Intracellulaire eiwitten die bij lyse van cellen worden vrijgesteld
o HMGB1 (high mobility group box 1)
o Heat-shock proteïnes die bij stress door cellen worden aangemaakt
➢ Activeren de sentinelcellen op een gelijkaardige manier, door te binden met receptoren
➢ Veel van deze receptoren zijn dezelfde (of sterk verwant aan)
➢ Hebben meestal niet enkel effect op sentinelcellen, maar ook op andere celtypes die receptoren
hebben voor deze factoren, wat de ontstekingsreactie kan beïnvloeden
o HMGB-1 activeert bv niet alleen macrofagen en dendritische cellen, maar ook neutrofielen,
endotheelcellen en epitheelcellen
Stapsgewijs
1. Binding van PAMPs en DAMPs aan de PRRs op de sentinelcellen
2. Signaaltransductie cascade in cellen activeert specifieke transcriptiefactoren
3. Transcriptiefactoren zorgen dat specifieke genen in de sentinelcellen tot expressie komen
4. Cellen vormen specifieke eiwitten die de ontstekingsreactie induceren
Welke mediatoren
➢ Zie vraag 1
➢ Ontstekingsmediatoren onderverdeeld in 3 groepen: ontstekingscytokines, chemokines en vasoactieve
moleculen
,Kenmerken
➢ Oorzaak: WBC en andere bloedcomponenten gecombineerd
met een verhoogde bloedtoevoer
➢ Zwelling, roodheid en lokale warmteontwikkeling
➢ Sommige ontstekingsmediatoren werken in op lokale
zenuwuiteinden en dragen bij aan gewaarwording van pijn
➢ De ontstekingsmediatoren kunnen bv. inwerken op
hypothalamus -> koortsontwikkeling door warmteproductie (o.a. door verhoogde spierspanning, rillen,
adrenaline productie) en beperken van warmteverlies (o.a. door vasoconstrictie)
Infectieus?
➢ Lichaamseigen weefsel kan na bv beschadiging, via de productie van DAMPs een ontstekingsreactie
veroorzaken -> een ontstekingsreactie is dus niet noodzakelijk geassocieerd met een infectie
➢ Aseptische ontsteking (= ontsteking zonder infectie) kan optreden zonder infectieuze oorzaak
,Vraag 3: bespreek kort de vier verschillende stappen van
fagocytose en leg meer in detail da factoren uit die tijdens
fagocytose zorgen voor destructie van het pathogeen.
Fagocytose proces
➢ Onderverdeeld in 4 fasen:
o Chemotaxis: het bewegen naar de plaats van infectie/naar het pathogeen
o Adhesie: het 'vastgrijpen' van het pathogeen
o Opname: omsluiten van het pathogeen
o Destructie: vernietinging van het pathogeen in een intracellulair vesikel
➢ Belangrijkste fagocyten: macrofagen, neutrofielen en dendritische cellen (DC)
➢ De macrofagen en de DC doen meer dan enkel het pathogeen vernietigen
o Zullen ook fragmentjes laden op (MHC) moleculen en deze MHC-peptide complexen naar hun
celoppervlak brengen en op die manier een fragmentje van het pathogeen tonen aan de T
lymfocyten
➢ Op die manier zullen de juiste T lymfocyten, die via hun T cel receptor het MHC-peptide complex
herkennen, geactiveerd worden
Hieronder worden de macrofagen en neutrofielen en hun fagocytose proces meer in detail besproken
1 Macrofagen
➢ Eigenschappen: zie cursus pg. 21
Chemotaxis
➢ DAMPs w gegenereerd bij weefselbeschadiging en zijn chemotactisch voor macrofagen
➢ Complementfactoren (C5a) werken chemotactisch op macrofagen
➢ Factoren afkomstig van bacteriën (N-formyl-peptiden) ku chemotactisch werken op macrofagen
➢ Op die manier ku macrofagen het 'spoor' volgen van bacteriën
Adhesie
➢ Probleem: opp van cel (zoals macrofaag) en opp van bacterie stoten elkaar af, want allebei neg geladen
➢ Afstoting voorkomen: macrofagen hebben receptoren die interactie aangaan met elementen op opp
van pathogeen
➢ De belangrijkste receptoren: lectines -> eiwitten die interacties aangaan met bepaalde suikerstructuren
➢ Dit proces w bevorderd wnr er op opp van pathogeen opsonines aanwezig zijn
➢ Opsonines: hiervoor hebben fagocyten zoals macrofagen op hun opp hoge- affiniteitsreceptoren
➢ Opsonisatie: wnr opsonines zich vasthechten op het opp van een pathogeen, waardoor dit pathogeen
sneller kan 'vastgepakt’ worden door fagocyten
Opname
➢ De interactie van macrofaag met pathogeen -> herschikking cytoskelet van de macrofaag
➢ Actine filamenten w opgebouwd in de zone rond het contact tussen fagocyt en pathogeen
➢ Gevolg: vorming membraanuitstulpingen
➢ De membranen van de uitstulpingen zullen versmelten -> vorming fagosoom waarin pathogeen zit
➢ Dit fagosoom fusioneert met lysosomen, die enzymes en peptiden bevat die pathogeen afbreekt
➢ = fagolysosoom
,Destructie
➢ Het pathogeen in fagosoom/fagolysosoom wordt door verschillende mechanismen vernietigd:
o Protonenpompen verzuren het fagosoom (pH 3,5-4) -> bacteriostatische of bactericide werking
o Respiratorische burst: NADPH oxidase zet zuurstof om in superoxide -> waterstofperoxide ->
toxische zuurstofderivaten (hydroxyl radicalen, hypochloriet ionen) die het pathogeen oxyderen
o Vorming toxische stikstofderivaten via stikstof oxide (NO) synthase
o Defensines vanuit lysosoom vormen poriën in pathogeenmembranen -> osmotische lyse
o Lysosomen brengen enzymen zoals lysozymen (afbraak G+ bacteriën) en zure hydrolasen
(proteasen, nucleasen, lipasen) die optimaal werken bij lage pH
o Lactoferrine en B12-bindende factoren verhinderen bacteriële overleving/vermenigvuldiging
,2 Neutrofielen
➢ Eigenschappen zie cursus pg. 27
Chemotaxis
➢ Verschil: neutrofielen komen vanuit bloed, macrofagen zijn al in weefsels aanwezig.
➢ Chemotactische moleculen (bv. IL-8) vormen een gradient op endotheelcellen bij infectie.
➢ ro-inflammatoire cytokines activeren endotheel -> verhoogde expressie adhesiereceptoren en
vasculaire permeabiliteit
➢ P-selectine (vroeg) en E-selectine (later) binden aan suikermoleculen op neutrofielen -> 'rolling' over
endotheel
➢ Neutrofielen activeren integrines (LFA-1, CR3) -> sterke binding aan ICAM-1/ICAM-2 op endotheel
➢ Neutrofielen stoppen met rollen -> extravasatie (diapedese) naar geïnfecteerd weefsel
➢ Neutrofielen volgen chemotactische gradient (N-formylpeptiden, TNFα, IL-8) naar infectieplaats
Adhesie
➢ Neutrofielen binden goed met geopsoniseerde pathogenen (= complement factoren of antistoffen)
➢ Receptoren op neutrofielen interageren met geopsoniseerde pathogenen voor snelle fagocytose
➢ CR3 integrine op neutrofielen bindt aan ICAM-1 op endotheelcellen en aan complementfactoren op
pathogenen.
➢ LFA-1 en CR4 integrines binden respectievelijk aan ICAM-1/-2 of complementfactoren.
➢ Alle drie integrines delen dezelfde beta-keten (beta-2/CD18) maar hebben verschillende alfa-ketens
(CD11a voor LFA-1, CD11b voor CR3, CD11c voor CR4).
➢ Neutrofielen hebben ook receptoren voor het Fc-domein van IgG, wat fagocytose van met IgG
geopsoniseerde pathogenen mogelijk maakt
Opname en destructie
➢ Zie macrofagen
, Vraag 4: Welke zijn de verschillende activatiewegen van
complement en leg één er van uit.
Complement
➢ Eigenschappen zie cursus pg. 31
Complementactivatie
➢ Gebeurt op het opp van een pathogeen
➢ 3 belangrijkste wegen:
o klassieke complementactivatie (geïnitieerd door antistoffen gebonden op opp van pathogeen)
o Alternatieve complementactivatie (spontane activatie met afzetting met complementfactoren
op het oppervlak van het pathogeen)
o Mannose-bindend lectine (MBL) activatie (geïnitieerd door het acute fase eiwit MBL dat zich kan
vasthechten aan suikermolecules op het oppervlak van pathogenen)
➢ De eerste stappen zijn verschillend, de finale stappen zijn dezelfde
➢ Dit laatste, gemeenschappelijke deel van de complementactivatie is de terminale activatie
➢ Terminale activatie resulteert in de vorming van poriën in het membraan van het pathogeen
1 Klassieke complementactivatie
➢ >ordt geactiveerd wanneer antistoffen zich hechten aan antigenen op pathogenen
➢ Dit proces is onderdeel van de aangeboren immuunrespons, hoewel het antistoffen betreft die tot de
verworven immuunrespons behoren
➢ De activatie begint met de binding van het C1-complex aan het Fc-domein van antistoffen
➢ Dit complex bestaat uit zes identieke subeenheden van C1q, die interacties aangaan met ten minste
twee IgG-antistoffen of één IgM-antistof
➢ Na binding worden C1r en C1s, die als inactieve proteasen aanwezig zijn, actief en splitsen ze C4 in C4a
en C4b
➢ C4b hecht zich aan het oppervlak van het pathogeen, terwijl C4a als een immunoregulatoir molecuul
wordt vrijgegeven
➢ Vervolgens bindt complementfactor C2 zich aan C4b en wordt ook gesplitst in C2a en C2b, waarbij C2b
samen met C4b het klassieke C3 convertase (C4b2b) vormt
➢ Dit complex splitst C3 in C3a en C3b, waarbij C3b zich hecht aan het pathogeen en dient als opsonine,
waardoor fagocyten de pathogenen beter kunnen herkennen en vernietigen
➢ Het C3/C5 convertase, bestaande uit C4b2b3b, kan zowel C3 als C5 splitsen, wat leidt tot een sterke
opsonisatie van pathogenen en de activatie van de terminale complementactivatie
2 Terminale complementactivatie
➢ = het laatste deel van de complementactivatie en is identiek voor alle activatiewegen
➢ Begint met de splitsing van complementfactor C5 in C5a en C5b
➢ Bij klassieke complementactivatie gebeurt dit door het C2b-protease in het C3/C5 convertase complex
(C4b2b3b)
➢ C5a, dat een reactief en potentieel gevaarlijk molecuul is, wordt vrijgegeven
➢ C5b hecht zich echter niet aan het convertase of het pathogeen, maar blijft in oplossing
➢ Het reageert snel met de complementfactoren C6, C7, C8 en C9, zonder verdere splitsingen
➢ C5b bindt eerst C6 en vormt het C5b6-complex, gevolgd door de binding van C7, dat het C5b67-complex
op het pathogeenoppervlak plaatst
➢ Daarna bindt C8, waardoor het complex verankert in de membranen van het pathogeen
immunologie
Aiko Paelinck
,Prof. Favoreel
Vraag 1: Welke zijn de voornaamste sentinelcellen en welke
ontstekingsmediatoren stellen ze vrij?
Sentinelcellen
➢ Activeren de ontstekingsreactie
➢ Locatie: op plaatsen waar micro-organismen het lichaam proberen binnendringen
➢ 3 soorten: macrofagen, mastcellen & dendritische cellen
➢ Stellen ontstekingsmediatoren vrij na activatie door de binding van PAMPs/DAMPs
Ontstekingsmediatoren worden onderverdeeld in 3 groepen: ontstekingscytokines, chemokines en
vasoactieve moleculen
1 Ontstekingscytokines (4 groepen)
➢ Tumor necrosis factor (TNF)-alfa
o Kleine trimeer eiwit
o Productie door macrofagen, mastcellen, T cellen, endotheelcellen, B cellen en fibroblasten
o Kan membraangebonden zijn of gesecreteerd worden
o W vroeg geproduceerd, gevolgd door golven van IL-1 en IL-6
o Induceert veranderingen vasculaire endotheelcellen -> verhoogde adhesie, migratie,
aantrekking en activiteit WBC
➢ Interleukine (IL)-1
o Productie door geactiveerde macrofagen, geproduceerd onder twee vormen:
▪ Membraangebonden IL-1alfa (beperkt) -> enkel effect op de contactcel van macrofaag
▪ IL-1ẞ w als inactief pro-eiwit gevormd en w geactiveerd door protease caspase-1 ->
breder effect
o IL-1ẞ activeert het vasculaire endotheel en de witte bloedcellen
o De belangrijkste IL-1 receptoren: CD121a (induceert signaal na IL-1 binding) en CD121b
(inactieve receptor & werkt dus de werking van IL-1 tegen)
o IL-1RA: IL-1 receptor antagonist: inactiveert CD121a
➢ Interleukine IL-6
o Productie door macrofagen en mastcellen
o Productie van IL-6 wordt gestimuleerd door IL-1 en TNF-a
o Draagt bij tot: de ontstekingsreactie, het ontwikkelen van verworven immuunrespons en de
koortsontwikkeling
➢ Andere cytokines: IL-12 & IL-18
,2 Chemokines (4 groepen)
➢ Kleine (8 tot 10kDa) eiwitten/peptiden
➢ Reguleren de migratie van specifieke celpopulaties reguleren
➢ Zijn chemoattractantia en veroorzaken chemotaxis van specifieke celpopulaties
➢ Productie door sentinelcellen zoals macrofagen en mastcellen
➢ 4 families
o CC (twee cysteïnes naast elkaar)
o CXC (1 willekeurig AZ tussen de 2 cysteïnes)
o CXXXC of CX3C (3 AZ tussen de 2 cysteïnes)
o C (geen 2 cysteïnes naast elkaar)
Belangrijke chemokines
➢ CXCL8 (L = ligand), ookwel de IL-8 genoemd
o Trekt de neutrofielen aan uit de bloedbaan naar de infectie/ontsteking
o Stimuleert de activiteit van neutrofielen
➢ CXCL2 (ook gekend als macrophage inflammatory protein-2 of MIP-2)
o Gesecreteerd door macrofagen en trekt neutrofielen aan
Geactiveerde macrofagen en mastcellen produceren nog andere chemokines
➢ CCL3 en CCL4 (MIP-1a en MIP-1ẞ)
➢ Trekken B cellen, eosinofielen en cytotoxische T cellen (CCL3) en T helper cellen (CCL4) aan
,3 Vasoactieve molecules (3 groepen)
➢ Productie door sentinelcellen
➢ Dragen bij aan veranderingen in de bloedvaten
3.1 Aminen
➢ Histamine
o Geproduceerd door mastcellen
o Een derivaat van histidine
o Veroorzaakt vasculaire lekkage
o Cruciale factor bij allergische/asthmatische reacties
➢ Serotonine (5-hydroxytryptamine, 5-HT)
o Geproduceerd door mastcellen van sommige knaagdieren en grote herbivoren
o Een derivaat van tryptofaan
o Veroorzaakt vasoconstrictie (-> verhoogde bloeddruk), behalve bij runderen = vasodilatator
o Het heeft weinig invloed op de vasculaire permeabiliteit, behalve bij knaagdieren, waar het een
acute ontstekingsreactie veroorzaakt
3.2 Peptiden
➢ Kinines (bradykinine)
o Veroorzaken vasodilatatie en vasculaire lekkage
o Stimuleren neutrofielen en pijnreceptoren
➢ Anafylatoxines (C3a en C5a)
o Afkomstig van complementfactoren C3 en C5
o Veroorzaakt verhoogde vasculaire permeabiliteit
o C5a = sterk chemoattractant voor neutrofielen en monocyten
3.3 Lipiden
Fosfolipasen werken in op fosfolipiden, met vorming arachidonzuur. Arachidonzuur wordt omgezet naar
leukotriënes via lipoxygenasen of naar prostaglandines via cyclooxygenasen (COX-1 en COX-2)
➢ Leukotriëne
o LTC4, LTD4 en LTE4: verhogen vasculaire permeabiliteit & veroorzaken contractie gladde spieren
o LTB: chemoattractant voor neutrofielen + één van de belangrijkste ontstekingsmediatoren die bij
bacteriële infecties wordt vrijgesteld
➢ Prostaglandine(-derivaten)
o PGE2, PGF2, thromboxanen en prostacyclines
o Reguleren de ontstekingsreactie, pijnsensatie en koorts
➢ Platelet-activating factor (PAF)
o Geproduceerd door mastcellen, geactiveerde neutrofielen, bloedplaatjes en eosinofielen.
o Versterkt de neutrofieladhesie aan endotheelcellen, verhoogt de neutrofiel chemotaxis en de
activiteit van de neutrofielen
,Vraag 2: Bespreek de kenmerken van een acute ontsteking en
welke mediatoren deze veroorzaken.
Acute ontsteking
➢ Cruciaal bij het opstarten van effectieve aangeboren respons
➢ Ontstekingsreactie zorgt dat afweercellen aangetrokken worden naar de infectie en de BB verlaten
➢ Wordt geactiveerd door sentinelcellen
o Locatie: op plaatsen waar micro-organismen het lichaam proberen binnendringen
o Belangrijkste: macrofagen, mastcellen en dendritische cellen
o Merken dat lichaam geïnfecteerd wordt doordat ze moleculaire patronen herkennen, aanwezig
op het pathogeen (PAMPs) en/of doordat er molecules vrijgesteld worden (DAMPs)
PAMPs
➢ Bv:
o Pamps van bacteriën: LPS van G- bacteriën, Peptidoglycaan van G+ bacteriën en Flagelline
o Pamps van virussen: DNA en RNA van virussen
➢ Sentinel cellen hebben op hun celoppervlak en/of in hun endosomen receptoren die interactie kunnen
aangaan met deze PAMPs -> PRRS (pattern recognition receptors)
➢ Belangrijke familie van PRRs: Toll-like receptoren (TLRs) -> herkennen verschillende structuren van
pathogenen
➢ Andere PRRs:
o C-type lectines (CLRs, o.a. mannose receptor, DC-SIGN, dectines)
o NOD-like receptoren (NLRs)
o RIG-I like receptoren (RLRs)
DAMPs/ alarmines
➢ Bv: Fragmenten van extracellulaire matrix die vrijgesteld w bij weefselschade
o Zoals peptiden afkomstig van collageen, suikerstructuren zoals heparaansulfaat
➢ Bv: Intracellulaire eiwitten die bij lyse van cellen worden vrijgesteld
o HMGB1 (high mobility group box 1)
o Heat-shock proteïnes die bij stress door cellen worden aangemaakt
➢ Activeren de sentinelcellen op een gelijkaardige manier, door te binden met receptoren
➢ Veel van deze receptoren zijn dezelfde (of sterk verwant aan)
➢ Hebben meestal niet enkel effect op sentinelcellen, maar ook op andere celtypes die receptoren
hebben voor deze factoren, wat de ontstekingsreactie kan beïnvloeden
o HMGB-1 activeert bv niet alleen macrofagen en dendritische cellen, maar ook neutrofielen,
endotheelcellen en epitheelcellen
Stapsgewijs
1. Binding van PAMPs en DAMPs aan de PRRs op de sentinelcellen
2. Signaaltransductie cascade in cellen activeert specifieke transcriptiefactoren
3. Transcriptiefactoren zorgen dat specifieke genen in de sentinelcellen tot expressie komen
4. Cellen vormen specifieke eiwitten die de ontstekingsreactie induceren
Welke mediatoren
➢ Zie vraag 1
➢ Ontstekingsmediatoren onderverdeeld in 3 groepen: ontstekingscytokines, chemokines en vasoactieve
moleculen
,Kenmerken
➢ Oorzaak: WBC en andere bloedcomponenten gecombineerd
met een verhoogde bloedtoevoer
➢ Zwelling, roodheid en lokale warmteontwikkeling
➢ Sommige ontstekingsmediatoren werken in op lokale
zenuwuiteinden en dragen bij aan gewaarwording van pijn
➢ De ontstekingsmediatoren kunnen bv. inwerken op
hypothalamus -> koortsontwikkeling door warmteproductie (o.a. door verhoogde spierspanning, rillen,
adrenaline productie) en beperken van warmteverlies (o.a. door vasoconstrictie)
Infectieus?
➢ Lichaamseigen weefsel kan na bv beschadiging, via de productie van DAMPs een ontstekingsreactie
veroorzaken -> een ontstekingsreactie is dus niet noodzakelijk geassocieerd met een infectie
➢ Aseptische ontsteking (= ontsteking zonder infectie) kan optreden zonder infectieuze oorzaak
,Vraag 3: bespreek kort de vier verschillende stappen van
fagocytose en leg meer in detail da factoren uit die tijdens
fagocytose zorgen voor destructie van het pathogeen.
Fagocytose proces
➢ Onderverdeeld in 4 fasen:
o Chemotaxis: het bewegen naar de plaats van infectie/naar het pathogeen
o Adhesie: het 'vastgrijpen' van het pathogeen
o Opname: omsluiten van het pathogeen
o Destructie: vernietinging van het pathogeen in een intracellulair vesikel
➢ Belangrijkste fagocyten: macrofagen, neutrofielen en dendritische cellen (DC)
➢ De macrofagen en de DC doen meer dan enkel het pathogeen vernietigen
o Zullen ook fragmentjes laden op (MHC) moleculen en deze MHC-peptide complexen naar hun
celoppervlak brengen en op die manier een fragmentje van het pathogeen tonen aan de T
lymfocyten
➢ Op die manier zullen de juiste T lymfocyten, die via hun T cel receptor het MHC-peptide complex
herkennen, geactiveerd worden
Hieronder worden de macrofagen en neutrofielen en hun fagocytose proces meer in detail besproken
1 Macrofagen
➢ Eigenschappen: zie cursus pg. 21
Chemotaxis
➢ DAMPs w gegenereerd bij weefselbeschadiging en zijn chemotactisch voor macrofagen
➢ Complementfactoren (C5a) werken chemotactisch op macrofagen
➢ Factoren afkomstig van bacteriën (N-formyl-peptiden) ku chemotactisch werken op macrofagen
➢ Op die manier ku macrofagen het 'spoor' volgen van bacteriën
Adhesie
➢ Probleem: opp van cel (zoals macrofaag) en opp van bacterie stoten elkaar af, want allebei neg geladen
➢ Afstoting voorkomen: macrofagen hebben receptoren die interactie aangaan met elementen op opp
van pathogeen
➢ De belangrijkste receptoren: lectines -> eiwitten die interacties aangaan met bepaalde suikerstructuren
➢ Dit proces w bevorderd wnr er op opp van pathogeen opsonines aanwezig zijn
➢ Opsonines: hiervoor hebben fagocyten zoals macrofagen op hun opp hoge- affiniteitsreceptoren
➢ Opsonisatie: wnr opsonines zich vasthechten op het opp van een pathogeen, waardoor dit pathogeen
sneller kan 'vastgepakt’ worden door fagocyten
Opname
➢ De interactie van macrofaag met pathogeen -> herschikking cytoskelet van de macrofaag
➢ Actine filamenten w opgebouwd in de zone rond het contact tussen fagocyt en pathogeen
➢ Gevolg: vorming membraanuitstulpingen
➢ De membranen van de uitstulpingen zullen versmelten -> vorming fagosoom waarin pathogeen zit
➢ Dit fagosoom fusioneert met lysosomen, die enzymes en peptiden bevat die pathogeen afbreekt
➢ = fagolysosoom
,Destructie
➢ Het pathogeen in fagosoom/fagolysosoom wordt door verschillende mechanismen vernietigd:
o Protonenpompen verzuren het fagosoom (pH 3,5-4) -> bacteriostatische of bactericide werking
o Respiratorische burst: NADPH oxidase zet zuurstof om in superoxide -> waterstofperoxide ->
toxische zuurstofderivaten (hydroxyl radicalen, hypochloriet ionen) die het pathogeen oxyderen
o Vorming toxische stikstofderivaten via stikstof oxide (NO) synthase
o Defensines vanuit lysosoom vormen poriën in pathogeenmembranen -> osmotische lyse
o Lysosomen brengen enzymen zoals lysozymen (afbraak G+ bacteriën) en zure hydrolasen
(proteasen, nucleasen, lipasen) die optimaal werken bij lage pH
o Lactoferrine en B12-bindende factoren verhinderen bacteriële overleving/vermenigvuldiging
,2 Neutrofielen
➢ Eigenschappen zie cursus pg. 27
Chemotaxis
➢ Verschil: neutrofielen komen vanuit bloed, macrofagen zijn al in weefsels aanwezig.
➢ Chemotactische moleculen (bv. IL-8) vormen een gradient op endotheelcellen bij infectie.
➢ ro-inflammatoire cytokines activeren endotheel -> verhoogde expressie adhesiereceptoren en
vasculaire permeabiliteit
➢ P-selectine (vroeg) en E-selectine (later) binden aan suikermoleculen op neutrofielen -> 'rolling' over
endotheel
➢ Neutrofielen activeren integrines (LFA-1, CR3) -> sterke binding aan ICAM-1/ICAM-2 op endotheel
➢ Neutrofielen stoppen met rollen -> extravasatie (diapedese) naar geïnfecteerd weefsel
➢ Neutrofielen volgen chemotactische gradient (N-formylpeptiden, TNFα, IL-8) naar infectieplaats
Adhesie
➢ Neutrofielen binden goed met geopsoniseerde pathogenen (= complement factoren of antistoffen)
➢ Receptoren op neutrofielen interageren met geopsoniseerde pathogenen voor snelle fagocytose
➢ CR3 integrine op neutrofielen bindt aan ICAM-1 op endotheelcellen en aan complementfactoren op
pathogenen.
➢ LFA-1 en CR4 integrines binden respectievelijk aan ICAM-1/-2 of complementfactoren.
➢ Alle drie integrines delen dezelfde beta-keten (beta-2/CD18) maar hebben verschillende alfa-ketens
(CD11a voor LFA-1, CD11b voor CR3, CD11c voor CR4).
➢ Neutrofielen hebben ook receptoren voor het Fc-domein van IgG, wat fagocytose van met IgG
geopsoniseerde pathogenen mogelijk maakt
Opname en destructie
➢ Zie macrofagen
, Vraag 4: Welke zijn de verschillende activatiewegen van
complement en leg één er van uit.
Complement
➢ Eigenschappen zie cursus pg. 31
Complementactivatie
➢ Gebeurt op het opp van een pathogeen
➢ 3 belangrijkste wegen:
o klassieke complementactivatie (geïnitieerd door antistoffen gebonden op opp van pathogeen)
o Alternatieve complementactivatie (spontane activatie met afzetting met complementfactoren
op het oppervlak van het pathogeen)
o Mannose-bindend lectine (MBL) activatie (geïnitieerd door het acute fase eiwit MBL dat zich kan
vasthechten aan suikermolecules op het oppervlak van pathogenen)
➢ De eerste stappen zijn verschillend, de finale stappen zijn dezelfde
➢ Dit laatste, gemeenschappelijke deel van de complementactivatie is de terminale activatie
➢ Terminale activatie resulteert in de vorming van poriën in het membraan van het pathogeen
1 Klassieke complementactivatie
➢ >ordt geactiveerd wanneer antistoffen zich hechten aan antigenen op pathogenen
➢ Dit proces is onderdeel van de aangeboren immuunrespons, hoewel het antistoffen betreft die tot de
verworven immuunrespons behoren
➢ De activatie begint met de binding van het C1-complex aan het Fc-domein van antistoffen
➢ Dit complex bestaat uit zes identieke subeenheden van C1q, die interacties aangaan met ten minste
twee IgG-antistoffen of één IgM-antistof
➢ Na binding worden C1r en C1s, die als inactieve proteasen aanwezig zijn, actief en splitsen ze C4 in C4a
en C4b
➢ C4b hecht zich aan het oppervlak van het pathogeen, terwijl C4a als een immunoregulatoir molecuul
wordt vrijgegeven
➢ Vervolgens bindt complementfactor C2 zich aan C4b en wordt ook gesplitst in C2a en C2b, waarbij C2b
samen met C4b het klassieke C3 convertase (C4b2b) vormt
➢ Dit complex splitst C3 in C3a en C3b, waarbij C3b zich hecht aan het pathogeen en dient als opsonine,
waardoor fagocyten de pathogenen beter kunnen herkennen en vernietigen
➢ Het C3/C5 convertase, bestaande uit C4b2b3b, kan zowel C3 als C5 splitsen, wat leidt tot een sterke
opsonisatie van pathogenen en de activatie van de terminale complementactivatie
2 Terminale complementactivatie
➢ = het laatste deel van de complementactivatie en is identiek voor alle activatiewegen
➢ Begint met de splitsing van complementfactor C5 in C5a en C5b
➢ Bij klassieke complementactivatie gebeurt dit door het C2b-protease in het C3/C5 convertase complex
(C4b2b3b)
➢ C5a, dat een reactief en potentieel gevaarlijk molecuul is, wordt vrijgegeven
➢ C5b hecht zich echter niet aan het convertase of het pathogeen, maar blijft in oplossing
➢ Het reageert snel met de complementfactoren C6, C7, C8 en C9, zonder verdere splitsingen
➢ C5b bindt eerst C6 en vormt het C5b6-complex, gevolgd door de binding van C7, dat het C5b67-complex
op het pathogeenoppervlak plaatst
➢ Daarna bindt C8, waardoor het complex verankert in de membranen van het pathogeen
