LES 3, 4, 5, 7 en 10
ALGEMEEN
Belangrijke begrippen
- Antigen = antigeen: eiwitmolecule afkomstig van een pathogeen, waartegen het adaptief immuunsysteem
reageert (Bv een eiwit van een microbe)
- Antistof = antilichaam = immunoglobuline (Ig): eiwit vh immuunsysteem dat aan één specifiek antigen bindt
o aangemaakt door de B lymfocyten van het adaptief immuunsysteem
- Epitoop: deel van het antigen dat herkend wordt door bv. een antistof
o 2 soorten: 3D/conformationeel OF lineair
- Lymfocyt: type van witte bloedcel (leukocyt), aangemaakt in beenmerg. Veel aanwezig in secundaire lymfoïede
organen (lymfeknopen, milt)
o T cellen: aangemaakt in beenmerg, rijpen verder in de thymus, gaan dan naar oa lymfeknopen en milt
o B cellen: aangemaakt + rijpen ih beenmerg → maken antistoffen
o NK cellen: zie lessen Prof. Sofie Struyf
- Het is belagrijk om een onderscheid te maken tss EIGEN vs NIET EIGEN (lichaamsvreemde) eiwitten/anitgenen
o immuunreactie tegen niet-eigen = verdediging
o immuunreactie tegen eigen = auto-immuniteit = ongewenst
- Aangeboren immuniteit:
o Cellen bevatten aangeboren receptoren (PRR) die bepaalde (microbiële) moleculen (PAMP) herkennen
o Heel snel actief (seconden – uren)
o Herkenning de algemene pathogenen (virus, fungi, bact), maar maken geen specifieke onderscheid
(herkennen LPS van G- bacterien, viraal dsRNA, …) + geen geheugen (2e infectie → even snel reageren)
- Adaptieve immuniteit
o Cellen bevatten T cell receptor (TCR) en antistoffen, kunnen om het even welk antigen herkennen
o Trager actief (>5 dagen)
o Herkenning van zeer specifieke antigenen + cellen hebben geheugen (2e infectie → sneller actief)
Cellen vd adaptieve immuniteit
- Antigeen presenterende cellen (APC): presenteren antigenen (eigen + niet eigen) aan lymfocyten
o Dendritische cellen (DC): Schakel tussen aangeboren en adaptieve immuniteit!
o Macrofagen (MF)
o B lymfocyten/cellen
o Brengen MHCI en MHCII tot expressie
- Lymfocyten: maken wel onderscheid tss eigen en niet eigen antigenen (herkennen enkel niet-eigen antigenen)
o T cel met T-cel receptor (=antistof) (TCR)
▪ 2 soorten: cytotoxische TC + helper TC
o B cel met B-cel receptor (BCR)
,Overzicht
- Major histocompatibility complex (MHC): presenteerd heel veel verschillende (eigen + niet eigen) antigenen
o Alle cellen vh lichaam bevatten MHCI (behalve RBC en neuronen)
o Enkel APC bevatten MHCII (DC + MF)
- T cel receptor (TCR): herkent één specifiek (niet eigen) antigen
o kan enkel herkennen als het via MHC gepresenteerd wordt
o op T cel: elke T cel bevat specifieke TCR
= > binding => signaaltransductie door CD3 => activatie T cel => activeren adaptieve immuunrespons
Adaptieve immuniteit tegen:
- intracellulaire pathogenen (ENDOGENE PATHWAY)
o intracellulaire pathogeen infecteert een cel (= geinfecteerde cel/target cel OF APC)
o Proteasoom doet aan processing: afbraak pathogeen + recyclage van antigen (10az)
o Target cel maakt MHCI aan thv RER waar antigen bindt met MHCI
o MHCI met antigen getransporteerd naar celoppervak → presenteren vh antigen
o TCR van naive CD8+ cytotixische T cel herkent MHCI
o TCR zal nagaan of het antigen eigen of niet eigen is
o niet-eigen anitigen? → binding → CD8+ cytotoxische TC doodt INTRACELLULAIRE target cel
▪ naive CD8+ cytotoxische TC moet eerst geactiveerd worden!
- extracellulaire pathogenen: (EXOGENE PATHWAY)
o Extracellulaire pathogeen infecteert een APC (= DC of MF)
o APC fagocyteert pathogeen → recyclage vd antigenen
o Antigenen migreren naar celoppervlak + MHCII aangemaakt in RER
o APC presenteert de antigenen vd pathogeen via MHCII
o TCR van naive CD4+ T cel herkent MHCII
o TCR zal nagaan of het antigen eigen of niet eigen is
o Niet-eigen antigen? → binding → CD4+ helper TC actief
o T cel activeert B cel -> maakt antistoffen aan die pathogeen neutraliseren
Antistoffen
- Herkennen en binden aan antigenen
- 2 zware ketens + 2 lichte ketens
- 2 identieke antigeen bindende plaatsen
o Zeer specifiek voor één antigen
- Functies:
o Neutralisatie: van antigenen
o Opsonisatie: leidt tot fagocytose
o Complement activatie
MHC complex
- MHC I: op alle soorten cellen (ook op APC)
o 1 alfa keten (3 domeinen: alfa 1,2,3)
o B2 microglobuline: stabiliseert MHC I
o Groeve: plaats waar antigen in past
▪ Antigen tss 8-10az door gesloten domeinen
- MHC II: enkel op APC
o 2 ketens (alfa + beta)
▪ Alfa met 2 domeinen: alfa 1,2
▪ Beta met 2 domeinen: beta 1,2
o Groeve: plaats waar antigen in past
▪ Antigen tss 12-14az (langer) door open domenen
,T cellen
De T cel receptor (structuur TCR, antistof) (examen)
- Genen van T-cel coderen voor 1 specifieke TCR
o Elke T cel bevat één specifieke TCR dat specifiek is voor één antigen
o Enorme diversiteit aan TCR’s die elk één specifiek antigen herkenen → Hoe kan dit?
o Recombinatie vh VDJ fragment
▪ TCR gen bevat verschillende V, D en J fragmenten die geassocieerd worden tot vorming TCR
▪ 1V + 1D + 1J + C = TCR
Grote diversiteit van TCR: 50x70x57x2x13x2 = 107
o Diversiteit van de juncties tss variabel en constant fragment
▪ Manier waarom V, D en J met elkaar verbonden worden kan verschillen
door toevoegen of verwijderen van enkele nucleotiden
Grote diversiteit van TCR: 107 → 1016
o Rag 1 en Rag 2 = recombination activating genes
▪ Korte sequenties aan begin en/of einde van elk segment
die herkend worden door het recombinase complex
- Opbouw TCR
o C: Constant deel vd receptor (zelfde structuur als Ig) => gelijk voor alle TCR
o VDJ: Variabel antigen recognition site: herkent specifiek antigen
o 𝜶𝜷 𝑻𝑪𝑹:Herkennen eiwitten (gepresenteerd door MHC)
▪ Alfa keten: VJC (bevat geen D fragment)
▪ Beta keten: VDJC
o 𝜸𝜹 𝑻𝑪𝑹: Herkennen speciale eiwitten (bv gefosforyleerde proteinen)
▪ Genen die voor delta keten coderen zitten tss die van de alfa keten
o CDR: complementarity determining region
▪ Stukje vd sequentie van de uiteindelijke TCR antistof die bindt aan antigen
,T cel ontwikkeling: in thymus (zwezerik)
- HSC in beenmerg → thymus (proliferatie, differentiatie, selectie en maturatie)
- Cortex
o dubbel-negatieve stadia DN1 tem DN4
▪ T cellen zijn zowel CD4- als CD8-
▪ start recombinatie TCR b-keten
▪ (+ later start a-keten recombinatie)
▪ einde b-keten recombinatie in DN4
o dubbel-positief stadia
▪ T cellen zijn zowel CD4+ als CD8+
▪ einde a-keten recombinatie
▪ selectie
- medulla:
o single-positive stadia
▪ T cellen zijn CD4+ OF CD8+
▪ Cellen zijn matuur en verlaten de thymus
- Selectie in de Cortex (Centrale tollerantie)
o thymus epitheliale cellen (TEC) brengen MHC-I en MHC-II tot expressie + binden een lichaamseigen
antigen aan MHCI of II + presenteren deze aan de T cellen
o Selectie 1:
▪ T cellen die MHC niet kunnen herkennen, sterven af (apoptose, ‘death by neglect’)
▪ T cellen die MHC-I herkennen, worden CD8+ T cellen
▪ T cellen die MHC-II herkennen, worden CD4+ T cellen
o Selectie 2:
▪ Positieve selectie: T cellen die MHC (met lichaamseigen antigenen)
herkennen met lage of intermediaire affiniteit => overleven
▪ Negatieve selectie: T cellen die eigen antigenen (in MHC) herkennen
met hoge affiniteit => apoptose
- Selectie in de Medulla (centrale tollerantie)
o Aire+ mTEC brengen alle mogelijke genen tot (lage) expressie
▪ Maken alle mogelijke eigen antigenen aan
o Positieve selectie: T cellen die MHC niet herkennen => naive CD4+
of CD8+ T cellen die nog geactiveerd moeten worden
o Negactieve selectie: T cellen die MHC herkennen = autoreactieve T cellen
=> apoptose (overleven ze toch? → perifere tollerantie)
▪ Somige T cellen met autoreactieve TCR sterven niet af → worden
regulatorische T cellen (Treg)
Zijn anti-inflammatoir en gaan autoimmuniteit tegen
T cel activatie
- 3 signalen nodig voor het matureren van T cel
o Binding tss MHC + niet eigen antigen + TCR (signaal 1)
o Costimulatorische moleculen (signaal 2)
▪ Binding tss CD28 (T cel) + CD80/CD86 (APC)
o Cytokinen (signaal 3)
▪ Signaalmolecule die bepalen welke immuunrespons er zal zijn
- Gevolg: vorming immunologiche synaps (door 1 en 2)
o Aangeboren immuniteit zorgt voor expressie van CD80/CD86 op APC => actieve APC
o Adaptieve immuniteit: CD80/CD86 bindt met CD28 (T cel) EN binding antigen + MHC + TCR
- Gevolg: signaaltransductie doorheen TCR
o Via CD3, fosfolipase C, proteine kinase C, NF-kB, MAPK
o NF-kB = nuclear factor k light chain enhancer of B cells → Cruciale pro-inflammatoire transcriptiefactor
Genen geativeerd => mature T cel
APC T cel
- CD80 of CD86: costimulatie na bindng met CD28 - CD28: costimulatie na binding met CD80/CD86
- MHCII (op APC) of MHCI (op alle cellen) - TCR
- CD4 (helper TC) of CD8 (cytotoxische TC)
- CD3: na binding TCR en MHCII zorgt het voor
signaaltransductie → activatie T cel
,3 signalen
Immunologische synaps
T cel activatie en co-stimulatie kunnen gereguleerd worden
- CTLA-4
o Aangemaakt door T cel zelf → bindt aan CD80/86 → blokkeert costimulatie → T cel niet actief
- Ipilimumab
o Therapeutische antistof dat bindt aan CTLA-4 → CD80/86 kan wel binden aan CD28 → T cel actief
o Vaak gebruikt bij kanker
- PD1 & PDL ½
o zorgen er vopor dat T cel niet actief wordt
- Superantigenen van bacterien
o Bindt op TCR en MHC II → stevige interactie tss beide → T cel actief
o Alle T cellen worden geactiveerd tegen alle pathogenen → bacterie ontsnapt aan immuunreactie
o A specifieke activatie vh immuunsysteem (niet specifiek tegen 1 pathogeen)
, Wat gaat T cel doen na activatie? Clonale selectie en expansie van de T cellen (examen)
- Antigeen herkenning → activatie T cel → clonale selectie + expansie → differetiatie → effector functies
o Er bestaan veel T cellen met elk hun eigen TCR die zeer specifiek
- Clonale selectie = Enkel de T cel(len) met een TCR die het gepresenteerde antigen herkent → actieve T cel
- Activatie: actieve T cel produceert groeifactoren, cytokines
- Clonale expansie = Enkel deze geactiveerde T cel met die specifieke TCR prolifereert
- Differentiatie + effector functies = T cel differentieert naar cytotoxische of helper T cel → immuunreatie
o CD8+ : Cytotoxische T cel → dood pathogeen
o CD4+ : T helper cel → activeert B cel
o TCR mag enkel niet-eigen antigen herkennen !!
CD4+ T cel polarisatie en effector functies
- Ifv welke cytokines worden vrijgezet zal er een specifieke reactie optreden vh immuunsyteem
- Type 1 respons: INTRAcellulaire pathogenen (virussen,…)
o APC maken IL-12 aan → naive T helper cel → T helper cel 1 (maakt INF gamma aan)
o Functies:
▪ B cel helpen: aanmaak antistoffen
▪ activatie macrofagen: fagocytose
▪ activatie CD8+ cytotoxische T cellen: doden pathogenen
- Type 2 respons: EXTRAcellulaire pathogenen (parasieten: wormen)
o APC maken IL-4 aan → naive T helper cel → T helper cel 2 (maakt IL-4 aan)
o Functies:
▪ B cel helpen: aanmaak antistoffen
▪ aantrekken en activeren van eosinofielen: granules ruimen parasieten op
▪ wondheling: parasieten maken schade aan ih lichaam
- Type 17 respons: EXTRAcellulaire pathogenen (bacterien,…)
o APC maken IL-6 aan → naive T helper cel → T helper cel 17 (maakt IL-17 aan)
o Functies:
▪ Aantrekken en activeren neutrofielen: granules ruimen bacterien en gisten op
- Treg cel
o APC maken IL-2 aan → naive T helper cel → T reg cel (maakt IL-10 aan)
o Functies: auto-immuunrespont tegenwerken (anti-inflammatoire cytokines)