IMMUNOLOGIE & IMMUNOFARMACA
H1: INLEIDING
- Immunologie = leer vh immuunsysteem / leer afweersysteem
- Afweersysteem = verdediging organisme tegen vreemde organismen/cellen
(pathogene bacteriën & virussen, lichaamsvreemde cellen)
- Ook bescherming tegen zaken die fout gaan ih lichaam zelf (vb tumorcellen)
- Hiervoor moet organisme ‘vreemd’ (of non-self) kn onderscheiden vn ‘lichaamseigen’ (self)
—> moet zeer e ciënt & ver jnd gebeuren!
- Kind geboren zonder immuunsysteem (dr mutaties), in baarmoeder geen prob: na geboorte:
infecties —> 1e 6 maand: antilichamen meegekregen vn mama (passieve imm), na 6 maand: uit
bloed, genetische defecten: geen nieuwe antilichamen (SCID = Severe Combined Immune Def)
—> geen T & B cellen
- Antigen (AG)
- Oorspronkelijk: moleculen die AL kunnen genereren (alles dat niet lichaamseigen is)
= moleculen die eigenschap hebben immuunsysteem te stimuleren
- Antigenisch vermogen: kan speci eke interactie aangaan met producten v.e. speci eke
immuunrespons, maw binden, interageren met antilichamen / TCR = T-cel-receptoren
- Immunogeen vermogen: kan speci eke immuunrespons induceren = immuunsysteem
prikkelen tot vormen vn immuunproducten (AL & e ector T-lymfocyten) (niet alle antigenen)
—> molecule ook in staat om AL aan te maken + dat T-cellen gestimuleerd w
- Meeste antigenen: grote molecules = eiwitten, AL = ook eiwitten
—> interactie = beperkt tot variabele zone op AL & stukje op AG = epithoop
- Epitoop = antigenisch determinant = deel antigen speci ek herkend dr immuunsysteem
(B /, T-cel, AL) —> gelinkt aan 1 bepaald AL
—> 5-8 AZ / 1-6 monosacchariden lang bij polysacch (meerdere epitopen op grote AG)
- Univalent Ag: heeft slechts 1 antigenisch determinant = kleinere antigenen
= minder immunogeen
- Multivalent Ag: meerderheid vd AG: meerdere epitopen = identiek / verschillend
—> immuunsysteem zal na contact met multivalent Ag versch immuunproducten vormen
tegen deze versch epitopen
- Hapten:
- Antigen met laag MW die zelf geen immuunrespons kan initiëren: kn geen AL produceren
- Moet gekoppeld w aan carrier om immuunrespons op gang te brengen
= conjugeren om immunogeen te maken
- Kn wel binden met producten vd speci eke immuunrespons = antigenisch, niet immunogeen
- Vb: TNP (trinitrophenol), mycotoxines
- Speekseltest (drugscontrole) —> AL id test tegen de drugs: cocaïne = niet-immunogeen:
drug koppelen aan drager-eiwit: proefdieren maken AL aan —> drug = AG kan binden
- Volstaat niet dat AG bindt op AL: addition. stimulantia dr eiwitten nodig vr immuunrespons
—> balans: activerende & inhiberende factoren —> vanaf zekere waarde = activatie
—> om deze waarde te bereiken: snel balans overschakelen:↑ B-cell-receptors
- Geconjugeerde vaccins: conjugeren om antigenen immunogener te maken = beter
- Conjugatie: meerdere haptenische determinanten op zelfde drager-eiwit: op B-cel
—> molecule bindt op versch AL op B-cel
—> grote molecule trekt op B-cel versch BCRs samen: celopp = lipidemembraan = vloeibaar
—> receptoren op membraan kn bewegen: in bootjes gegroepeerd op vloeibaar membraan
—> samenkomen op celopp dr grote molecule => signaal
= voordeliger dat op 1 eiwit meerdere haptenen zitten: kunnen bootjes beter samentrekken
1
ffi fi fi fi fi ff fi fi
, - Hapten-conjugaat:
- de actuele determinant bestaat uit het hapten en een aantal aangrenzende residuen
- Het type carrier bepaalt of de respons T cel dependent of independent zal zijn (zie verder)
- Antilichaam
- Proteïne gevormd dr B cellen tijdens een speci eke immuunrespons op een antigen en dat
interageert met een bepaalde epitoop van dat antigen
- Zware ketens: 2 identieke kopijen
- Lichte ketens: 2 identieke kopijen
- Misleidend: uiteinde = variabel domein: AL zal binden met variabel domein op epitoop AG
—> herkent lichaamsvreemde dingen = antigen-binding-site
—> meeste AL zien nooit het betre ende AG (zodanig veel in lichaam)
—> AZ seq zware keten heeft niets te maken met AZ lichte keten = asymmetrisch
- 1 B-cel maakt kopijen aan vn AL met zelfde variabel domein dat op zelfde AG binden
- Chemische natuur vn antigenen
- Proteïnen: zuivere proteïnen, glycoproteïnen of lipoproteïnen: meerderheid AG = proteïnen
- Goed immunogeen vermogen vb: Bovine Serum Albumine (BSA), ovalbumine,…
—> albumine = meest aanwezig in bloed: in rund = bovine: andere AZ-seq
—> herkend als lichaamsvreemd: wensen we niet, tenzij je vaccin wil ontwikkelen
- Meeste zaken die ons kunnen infecteren (bact, virussen): bevatten eiwitten (AZ, glycoprot,
lipoprot)
- Polysachariden: zuivere polysachariden & lipopolysachariden: goed immunogeen
ook liposach: ook VZ-residu (teveel immunogeen) = LPS: mag niet aanwezig zijn in eiwit-GM
—> zou fatale immuunreactiviteit veroorzaken
Vb: polysachariden afkomstig van Enterococcen
- Nucleïnezuren: zwakke immunogenen —> betere immunogenische eigenschappen na
complexatie met proteïnen / in enkelstrengige vorm
—> diagnostische merker vr auto-immuunziekten (reuma)
- Lipiden: meeste = niet immunogeen
- kunnen niet-conventionele T-cellen stimuleren
- α-galactosylceramide:
- Lipide afkomstig uit zee-spons
- Stimuleert zeer speci eke groep T-cellen: natural killer T-cellen: hebben T-cel receptor
die slechts 1 AG kan herkennen: α-galactosylceramide: w gepresenteerd in zeer
speci ek eiwit => NKT-cellen w gestimuleert: prolifereren, delen, cytokines secreteren..
- Reden NKT-cellen: miss toch andere organismen die dit ceramide maken?
- Types antigenen:
- T cel independente antigenen
- Kn B cellen stimuleren om AL aan te maken zonder dat hulp vn T cellen nodig
- Polysachariden = meestal T cel independent = op polysach komen versch keren zelfde
epitoop vr dat herkend kan w dr AL op B-cel —> binding => 1e signaal nr celkern B-cel
= veel AL op B-cel => accumulatie vn 1e signalen via B-cel receptor
- Bijkomende veiligheid (natuurlijke selectie): omdat immuunsysteem heftig kan reageren
= ook een 2de signaal nodig: dr andere receptoren = toll-like receptoren
- Vaak ook polyclonale activatie vn B-cellen: antigenen kn versch B-cel clones activeren
—> in lage conc = enkel de B-cel met een AL die speci ek bindt gestimuleerd
—> grotere conc: ↓ selectiviteit vd activatie via AL = alleen triggering toll-like receptor
= voldoende vr activatie cellen = polyclonale activatie B-cellen
- Weerstand aan degradatie: T cel independente antigenen blijven meestal vr langere
periodes circuleren & kn immuunsysteem blijven stimuleren
2
fi fi ff fi fi
, - T cel dependente antigenen
- Kn B cellen niet rechtstreeks stimuleren tot productie AL, zonder hulp T cellen
- Proteïnen = T cel dependente antigenen
- Binding antigen —> 1e signaal B-cel + antigen zal geïnternaliseerd w: endocytose
= opname in vesikel = lysosoom => antigen + AL-recept in cytosol cel: afbraak: peptide
- Lysosoom kan fusioneren met ander endosoom => met MHC-molecules aanwezig
= Major Histocompatibility Complex: gaan peptides presenteren die id cel aanwezig zijn
= geen signaal, geen receptor, zorgt niet vr 2de signaal!!! = enkel presentator!!
- 2de signaal komt dr T-cel hulp: AL-respons tegen T-cel dependentie antigenen
- T-cel herkent met receptor dat peptide gepresenteerd w: dit is lichaamsvreemd
= 2e controle op het feit dat het antigen lichaamsvreemd is
- Herkenning T-cel vh peptide dr MHC-molecule —> signaal via T-cel recept nr helpercel
- 1st: naïeve T-cel —> geactiveerd dr e ector T-cel = helper T-cel: slechts 1 signaal nodig vr
activatie —> reactie: T-helpercel geactiveerd => productie cytokines
—> kan binden op cytokine-receptor op B-cel —> zorgt vr 2de signaal vr activatie B-cel
=> activatie, deling, proliferatie, di erentiatie: geheugen B-cel
- Toll-like receptoren
- Op celmembraan: extracel deel bindt op te herkennen molecule
—> intracel deel zorgt vr het 2de signaal nr de celkern
- Sommige kn voorkomen in dimeren
- Herkent lipoproteïnes etc = klasses molecules die typisch voorkomen op micro-organismes
die ons lichaam kn infecteren = geen antigen speci eke receptoren
- Deze kn B cellen niet rechtstreeks stimuleren tot productie vn AL, zonder hulp vn T cellen
- Proteïnen zijn T cel dependente antigenen
3
ff ff fi
, 4
H1: INLEIDING
- Immunologie = leer vh immuunsysteem / leer afweersysteem
- Afweersysteem = verdediging organisme tegen vreemde organismen/cellen
(pathogene bacteriën & virussen, lichaamsvreemde cellen)
- Ook bescherming tegen zaken die fout gaan ih lichaam zelf (vb tumorcellen)
- Hiervoor moet organisme ‘vreemd’ (of non-self) kn onderscheiden vn ‘lichaamseigen’ (self)
—> moet zeer e ciënt & ver jnd gebeuren!
- Kind geboren zonder immuunsysteem (dr mutaties), in baarmoeder geen prob: na geboorte:
infecties —> 1e 6 maand: antilichamen meegekregen vn mama (passieve imm), na 6 maand: uit
bloed, genetische defecten: geen nieuwe antilichamen (SCID = Severe Combined Immune Def)
—> geen T & B cellen
- Antigen (AG)
- Oorspronkelijk: moleculen die AL kunnen genereren (alles dat niet lichaamseigen is)
= moleculen die eigenschap hebben immuunsysteem te stimuleren
- Antigenisch vermogen: kan speci eke interactie aangaan met producten v.e. speci eke
immuunrespons, maw binden, interageren met antilichamen / TCR = T-cel-receptoren
- Immunogeen vermogen: kan speci eke immuunrespons induceren = immuunsysteem
prikkelen tot vormen vn immuunproducten (AL & e ector T-lymfocyten) (niet alle antigenen)
—> molecule ook in staat om AL aan te maken + dat T-cellen gestimuleerd w
- Meeste antigenen: grote molecules = eiwitten, AL = ook eiwitten
—> interactie = beperkt tot variabele zone op AL & stukje op AG = epithoop
- Epitoop = antigenisch determinant = deel antigen speci ek herkend dr immuunsysteem
(B /, T-cel, AL) —> gelinkt aan 1 bepaald AL
—> 5-8 AZ / 1-6 monosacchariden lang bij polysacch (meerdere epitopen op grote AG)
- Univalent Ag: heeft slechts 1 antigenisch determinant = kleinere antigenen
= minder immunogeen
- Multivalent Ag: meerderheid vd AG: meerdere epitopen = identiek / verschillend
—> immuunsysteem zal na contact met multivalent Ag versch immuunproducten vormen
tegen deze versch epitopen
- Hapten:
- Antigen met laag MW die zelf geen immuunrespons kan initiëren: kn geen AL produceren
- Moet gekoppeld w aan carrier om immuunrespons op gang te brengen
= conjugeren om immunogeen te maken
- Kn wel binden met producten vd speci eke immuunrespons = antigenisch, niet immunogeen
- Vb: TNP (trinitrophenol), mycotoxines
- Speekseltest (drugscontrole) —> AL id test tegen de drugs: cocaïne = niet-immunogeen:
drug koppelen aan drager-eiwit: proefdieren maken AL aan —> drug = AG kan binden
- Volstaat niet dat AG bindt op AL: addition. stimulantia dr eiwitten nodig vr immuunrespons
—> balans: activerende & inhiberende factoren —> vanaf zekere waarde = activatie
—> om deze waarde te bereiken: snel balans overschakelen:↑ B-cell-receptors
- Geconjugeerde vaccins: conjugeren om antigenen immunogener te maken = beter
- Conjugatie: meerdere haptenische determinanten op zelfde drager-eiwit: op B-cel
—> molecule bindt op versch AL op B-cel
—> grote molecule trekt op B-cel versch BCRs samen: celopp = lipidemembraan = vloeibaar
—> receptoren op membraan kn bewegen: in bootjes gegroepeerd op vloeibaar membraan
—> samenkomen op celopp dr grote molecule => signaal
= voordeliger dat op 1 eiwit meerdere haptenen zitten: kunnen bootjes beter samentrekken
1
ffi fi fi fi fi ff fi fi
, - Hapten-conjugaat:
- de actuele determinant bestaat uit het hapten en een aantal aangrenzende residuen
- Het type carrier bepaalt of de respons T cel dependent of independent zal zijn (zie verder)
- Antilichaam
- Proteïne gevormd dr B cellen tijdens een speci eke immuunrespons op een antigen en dat
interageert met een bepaalde epitoop van dat antigen
- Zware ketens: 2 identieke kopijen
- Lichte ketens: 2 identieke kopijen
- Misleidend: uiteinde = variabel domein: AL zal binden met variabel domein op epitoop AG
—> herkent lichaamsvreemde dingen = antigen-binding-site
—> meeste AL zien nooit het betre ende AG (zodanig veel in lichaam)
—> AZ seq zware keten heeft niets te maken met AZ lichte keten = asymmetrisch
- 1 B-cel maakt kopijen aan vn AL met zelfde variabel domein dat op zelfde AG binden
- Chemische natuur vn antigenen
- Proteïnen: zuivere proteïnen, glycoproteïnen of lipoproteïnen: meerderheid AG = proteïnen
- Goed immunogeen vermogen vb: Bovine Serum Albumine (BSA), ovalbumine,…
—> albumine = meest aanwezig in bloed: in rund = bovine: andere AZ-seq
—> herkend als lichaamsvreemd: wensen we niet, tenzij je vaccin wil ontwikkelen
- Meeste zaken die ons kunnen infecteren (bact, virussen): bevatten eiwitten (AZ, glycoprot,
lipoprot)
- Polysachariden: zuivere polysachariden & lipopolysachariden: goed immunogeen
ook liposach: ook VZ-residu (teveel immunogeen) = LPS: mag niet aanwezig zijn in eiwit-GM
—> zou fatale immuunreactiviteit veroorzaken
Vb: polysachariden afkomstig van Enterococcen
- Nucleïnezuren: zwakke immunogenen —> betere immunogenische eigenschappen na
complexatie met proteïnen / in enkelstrengige vorm
—> diagnostische merker vr auto-immuunziekten (reuma)
- Lipiden: meeste = niet immunogeen
- kunnen niet-conventionele T-cellen stimuleren
- α-galactosylceramide:
- Lipide afkomstig uit zee-spons
- Stimuleert zeer speci eke groep T-cellen: natural killer T-cellen: hebben T-cel receptor
die slechts 1 AG kan herkennen: α-galactosylceramide: w gepresenteerd in zeer
speci ek eiwit => NKT-cellen w gestimuleert: prolifereren, delen, cytokines secreteren..
- Reden NKT-cellen: miss toch andere organismen die dit ceramide maken?
- Types antigenen:
- T cel independente antigenen
- Kn B cellen stimuleren om AL aan te maken zonder dat hulp vn T cellen nodig
- Polysachariden = meestal T cel independent = op polysach komen versch keren zelfde
epitoop vr dat herkend kan w dr AL op B-cel —> binding => 1e signaal nr celkern B-cel
= veel AL op B-cel => accumulatie vn 1e signalen via B-cel receptor
- Bijkomende veiligheid (natuurlijke selectie): omdat immuunsysteem heftig kan reageren
= ook een 2de signaal nodig: dr andere receptoren = toll-like receptoren
- Vaak ook polyclonale activatie vn B-cellen: antigenen kn versch B-cel clones activeren
—> in lage conc = enkel de B-cel met een AL die speci ek bindt gestimuleerd
—> grotere conc: ↓ selectiviteit vd activatie via AL = alleen triggering toll-like receptor
= voldoende vr activatie cellen = polyclonale activatie B-cellen
- Weerstand aan degradatie: T cel independente antigenen blijven meestal vr langere
periodes circuleren & kn immuunsysteem blijven stimuleren
2
fi fi ff fi fi
, - T cel dependente antigenen
- Kn B cellen niet rechtstreeks stimuleren tot productie AL, zonder hulp T cellen
- Proteïnen = T cel dependente antigenen
- Binding antigen —> 1e signaal B-cel + antigen zal geïnternaliseerd w: endocytose
= opname in vesikel = lysosoom => antigen + AL-recept in cytosol cel: afbraak: peptide
- Lysosoom kan fusioneren met ander endosoom => met MHC-molecules aanwezig
= Major Histocompatibility Complex: gaan peptides presenteren die id cel aanwezig zijn
= geen signaal, geen receptor, zorgt niet vr 2de signaal!!! = enkel presentator!!
- 2de signaal komt dr T-cel hulp: AL-respons tegen T-cel dependentie antigenen
- T-cel herkent met receptor dat peptide gepresenteerd w: dit is lichaamsvreemd
= 2e controle op het feit dat het antigen lichaamsvreemd is
- Herkenning T-cel vh peptide dr MHC-molecule —> signaal via T-cel recept nr helpercel
- 1st: naïeve T-cel —> geactiveerd dr e ector T-cel = helper T-cel: slechts 1 signaal nodig vr
activatie —> reactie: T-helpercel geactiveerd => productie cytokines
—> kan binden op cytokine-receptor op B-cel —> zorgt vr 2de signaal vr activatie B-cel
=> activatie, deling, proliferatie, di erentiatie: geheugen B-cel
- Toll-like receptoren
- Op celmembraan: extracel deel bindt op te herkennen molecule
—> intracel deel zorgt vr het 2de signaal nr de celkern
- Sommige kn voorkomen in dimeren
- Herkent lipoproteïnes etc = klasses molecules die typisch voorkomen op micro-organismes
die ons lichaam kn infecteren = geen antigen speci eke receptoren
- Deze kn B cellen niet rechtstreeks stimuleren tot productie vn AL, zonder hulp vn T cellen
- Proteïnen zijn T cel dependente antigenen
3
ff ff fi
, 4
