Fragen 1-40

Knochenmark und Thymus

Im Knochenmak:

• Pluripotente Stammzellen -> Umlagerung der schweren Kette (D-J-, dann V-DJ-Umformung) = große Prä-B-Zelle

• schweren Kette assoziiert mit leichte-Ketten-Ersatz -> auf Oberfläche exprimiert

• große Prä-B-Zelle teilt sich häufig -> kleine Prä-B-Zelle

• Umlagerung der leichten Kette (V-,J-Rekombination) als kleine Prä-B-Zelle

• IgM erscheint auf Oberfläche = unreife B-Zelle

• Alternatives Spleißen -> IgM- und IgD-Rezeptoren auf der Oberfläche

• Prüfung auf Autoreaktivität (wenn nötig Rezeptor-Editing = Umlagerung der leichten Kette, bis tauglicher leichte Kette oder alle Gene verbraucht, dann Apoptose)

Im Thymus:

• Unreife Vorläuferzellen aus dem Knochenmark wandern in den Thymus ein (über Cortes bis Mark findet Differenzierung statt

• DN1: Festlegung auf T-Zelllinie

• DN2: Umlagerung der β-, γ-, δ-TcR-Kette

• DN3: wenn β-Kette vor γ;δ-Kette umgelagert, dann enteht α:βTcR

• DN4: Rezeptor auf Oberfläche bringen => Umlagerung des TcR

• DP: Expression von CD4 oder CD8

• Pos., neg. Kontrolle

primäre lymphatische Organe

• Bildung und Reifung der T- und B-Lymphozyten statt (Entwicklung ist Ag-unabhängig)

sekundäre lymphatische Organe

• besiedelt von reifen Immunzellen

• Antigenkontakt und klonale Vermehrung

• Effektor- und Regulatorzellen entstehen

• Abwehrfunktion (Antigenerkennung und Lymphozytenaktivierung, d.h. Proliferation und Differenzierung nach Antigenstimulus zu Effektorzellen)

Milz, Lymphknoten, Mandeln, Tonsillen, Lymphbahnen und Blut

• In den sekundären lymphatischen Organen erfolgt der Antigenkontakt und in Folge die klonale Vermehrung der Lymphozyten, Effektor- und Regulatorzellen entstehen -> primäre Immunantwort

• Kommunikation zw. Zellen der natürlichen und erworbenen Immunität

• Rezeptoren bei angeborener Immunität Keimbahn-kodiert, geringe Spezifität und geringe Vielfalt

• Rezeptoren bei erworbener Immunität auf somatischer Ebene kodiert, hohe Spezifität und große Vielfalt

Defensine:

• toxische Wirkung auf Bakterien, Hefen, Pilze und Viren

Interferone:

• Freisetzung durch virusinfizierte Zellen um benachbarter Zellen zu schützen

• Aktivierung Interferon-induzierte Proteinkinasen -> Phosphorylierung des Transkriptionsapparates -> Inhibition der Translation von mRNA

• Abbau viraler Nukleinsäuren

Akute-Phase-Proteine = Plasmaproteine, deren Konzentration sich während der akuten Phase einer Reaktion verändert (wenn höher: positiv AAP, wenn niedriger: negativ AAP). c-reaktives Protein (CRP)(als Beispiel) signalisiert versteckte Entzündung (wird häufig als Marker im Blut für versteckte Entzündugen genutzt), Opsonierung und Komplementaktivierung

Lysozym:

• gehört zu den Hydroalsen und hat antibakterielle Wirkung

• leitet Lyse gramnegativer Bakterien ein (bricht Zellmembran auf)

Komplementfaktoren:

• Zerstörung bakterieller Krankheitserreger

• Bildung von virusinfizierten Zellen nach Erkennung von dsRNA (Virus)

• Alpha und Beta Interferone binden an den gleichen Rezeptor(IFNAR)

• 
  

- Gebildet von nahezu allen Zellen als Immunantwort auf virale Infektion

• Inhibition der Virenreplikation in der Wirtszelle

• steigert Expression von MHC 1 Molekülen ->verbesserte Erkennung infizierter Zellen

• Bildung von Liganden auf infizierten Zellen, die von NK erkannt werden (NK-Aktivierung) -> Tod der infizierte Zelle

• Ausschüttung von Interferonen dient auch dem Schutz benachbarter Zellen

NK:

• Können infizierte Zellen vernichten, ohne mit Erreger in Kontakt zu kommen

• Erkennt nicht vorhanden sein von MHC-1-Komplex auf Zelloberflächen

Makrophagen:

• Reifen aus Monozyten

• Erkennung und Verzehr von Erregern, Abfallprodukten

• Aktivierung der adaptiven Immunabwehr

Granulozyten (Neutrophile, Basophile, Eosinophile): = Großteil der weiße Blutkörperchen

• Enthalten Granula (Vesikel) mit aggressiven Stoffen -> unschädlich machen von Krankheitserregern

DC: = APC

• Befähigt zur T-Zell-Aktivierung

Klassischer Weg:

• wird ausgelöst durch Antigen-Antikörper-Komplex: Antikörper bindet und löst Lyse aus (Porenbildung in der Membran: gramnegative Zellen/Bakterien sterben dadurch)

Lektin-Weg:

• MBL (mannosebindendes Lektin) bindet an Zuckerstruktur (Mannose) auf Oberflächen von Bakterien, dies führt zur MASP-Aktivierung

Alternativ-Weg:

• spontanes „tick over“, passiert dauerhaft im Körper = spontane Aktivierung des Komplementfaktors C3. Dieser hydrolysiert zu C3b und C3a. C3b bindet an Faktor B. C3b muss dabei an eine Oberfläche binden, hat es keinen Reaktionspartner, bindet es an Wasser und wird inaktiviert

Führt zur Porenbildung in der Membran und dadurch zum Zelltod (Lyse)

• MHC-Präsentation auf Oberfläche (MHC = oberflächenexprimiert → und zeigt auf Oberfläche, was in der jeweiligen Zelle erzeugt wird. Nachweis, dass für den Körper nichts schadhaftes gebildet wird

• MHC I auf allen Zellen

• MHC II nur auf Antigen-präsentierenden Zellen) → Zellen, die kein MHC präsentieren werden von NK zerstört

• CD47 wird von Makrophage erkannt und verhindert den Verdau durch die Makrophage

• CD59 → Markierung aller Zellen, Körpereigene Zellen können CD59 abbauen, alle Zellen, die das nicht abbauen können, werden zerstört

alle Komponenten der angeborenen Immunität lernen nicht durch Kontakt mit Antigenen = nicht adaptiv!

Angeborene Immunität:

• Phagozyten

• natürliche Killerzellen (NK)

• TLR (toll like receptor)

• Akut-Phase-Proteine (ändern Konz. bei Entzündungsrkt (CAP))

Erworbene Immunität:

• B-Lymphozyten

• T-Lymphozyten

• spezifische Antikörper (Ig)

• Zytokine (auch Teil der angeborenen Immunität)

• PAMPs (Pathogen associated molecular patterns = Lipoproteine, Lipopolysaccharide,..)

• TLRs (toll like receptors): z.B. TLR2, TLR4, TLR5

• LPS (lipopolysaccharide) bindende Proteine (z.B. Murein)

• [NLR (NOD like receptors); RLR (RIGI like receptors)]

• Rezeptoren des angeborenen Immunsystems, die zur Klasse der PRRs (Pattern Recognition Receptors) gehören

• Transmembran Protein (auf der Oberfläche oder in intrazellulären Vesikeln von Phagozyten, z.B. Makrophagen)

• erkennen PAMPs (Pathogen associated molecular patterns)

Bindungsbeispiele:

• Lipoproteine von Bakterien und Mycoplasma (durch TLR2)

• Lipopolysaccharid auf der Zelloberfläche (durch TLR4 zusammen mit MD2)

• Bakterielles Flagellin (durch TLR5)

• MHC-Klasse-I-Moleküle auf der Oberfläche von Zielzellen (durch spezielle Rezeptoren) bzw. deren Fehlen oder Dysfunktion (z.B. bei infizierten Zellen, Tumorzellen usw.)

• wenn NK MHC I binden, werden sie inhibiert

Effektormechanismen:

• MHC I Erkennen gehlgeschlagen → cytotoxischer Inhalt frei gesetzt (Perforin und Granzym)

• Perforin macht Poren in Zielmembran → Einströmen von Ca2+

• Gramzyten über Endozytose aufgenommen → Apoptose (auf 3 möglichen Wegen)

• NK-Zellen = Teil des angeborenen Immunsystems

• Fkt: Abwehr von Tumor- oder virusinfizierter Zellen

• Nachweis über Zytotoxizitätstest (Bei diesem Test werden K562-Tumorzellen mit dem fluoreszierenden Membranfarbstoff Calcein markiert und anschließend unter standardisierten Bedingungen mit den NK-Zellen des Patienten ko-kultiviert. Bei dem durch die NK- Zellen induzierten Apoptoseprozess der Tumorzellen wird der Farbstoff Calcein freigesetzt der dann quantitativ im Kulturüberstand bestimmt werden kann (siehe Abb.2). Durch Paralleluntersuchung standardisierter Kontrollansätze kann der prozentuale Anteil an Tumorzellen bestimmt werden, der von den NK-Zellen des Patienten zerstört wurde. Diese spontane NK-Zell-induzierte Apoptoserate stellt die aktuelle NK-Zellfunktion des Patienten dar)-

• Opsonierung = Schmackhaftmachung durch Markierung von Fremdzellen mit AK oder Komplementfaktoren und indem sie besser zugänglich gemacht werden

Beteiligt:

• Fremdzellen

• Antikörper

• Komplementfaktoren

• Opsonine

Ziel:

• durch Opsonierung werden Fremdzellen für phagozytierende Zellen des Immunsystems markiert

Komplementaktivierung durch Opsonierung

variable Region: Antigenbindungsstelle (hypervariable Regionen)

konstante Region:

• bestimmte Funktionen bei der Immunantwort -> Bestimmung der Funktion und Klasse des Antikörpers/Ig (Aktivierung des Komplementsystems; vermittelt Phygozytose; aktiviert Degranulierung von NK-Zellen, Granulozyten und Mastzellen)

• bindet an Fc-Rezeptor von Makrophagen = Bindestelle für Phagozyten (lockt Makrophage an, wenn es Antigen gebunden hat = Effektorfunktion)

Gelenkregion: gewährleistet Flexibilität der „Molekülarme“

variable Region: verschieden

• Antigenbindungsstelle

• Aminosäuresequenz im N-Terminus unterscheidet sich von einem spezifischen AK zum anderen

• Variabler Teil = erste 100 AS

konstante Region: identisch

• Effektorfunktion

• AS-Sequenz verschiedener AK bei gleicher Klassenzugehörigkeit ist im C-Terminus identisch

• bestimmt die Zugehörigkeit zur Ig-Klasse

• Co-Rezeptoren

• Growth-Factor-Rezeptoren

• Cytokin-Rezeptoren

• MHC-Moleküle

• Anzahl/Lage der Disulfidbrücken, welche die Ketten verknüpfen

• An/Abwesenheit von Gelenkregion

• Unterschiede in der Verteilung von N-verknüpften Kohlenhydratseitenketten

IgA

• bilden Dimere (und Trimere, zusätzliches Polypeptid = J-Kette)

• sind vorrangig in den Schleimhäuten aktiv (auch im Serum vorhanden)

• wichtige Fkt = neutralisation

• Transcytose durch Epithelien mittels Poly-Ig-Rezeptor

IgD

• keine bedeutende Eigenschaft bekannt

• befindet sich auf B-Zelloberfläche

IgE

• binden Gewebemastzellen und basophile Granulozyten mit hoher Affinität und erhöhen so ihre Halbwertszeit im Plasma → verleiht diesen Zellen somit ihre jeweilige Antigenspezifität

• können allergische Reaktionen auslösen

• befinden sich auf der Haut und auf Mastzellen

IgG

• Transfer durch Plazenta (IgG1); Komplementaktivierung (IgG3)

• im Blutserum und Fetus

• längste Halbwertszeit aller AK

• schützen die Zelle vor Toxinen, indem sie die Bindung des Toxins blockieren und somit dessen Wirkung verhindern oder neutralisieren

IgM

• bilden Pentamere (+ J-Kette), die ein hohes Molekulargewicht besitzen

• Komplementaktivierung

• im Blut- und Lymphsystem

• 10-12 idetnsiche Bindungstellen

• IgM: Wirksame erste Abwehrlinie gegen Mikroorganismen im peripheren Blut

• IgG: Schutz des Extravaskulärraumes vor Mikroorganismen und deren Toxinen

• IgA: Schutz an Schleimhautoberflächen

• IgD: Beeinflusst evtl. Lymphozytenfunktion, weitgehend unbekannt

• IgE: Schutz vor Darmparasiten, Auslösung von anaphylaktischen Reaktionen)

• Antigenbindungsregionen mit hypervariablen Regionen = CDR (complementarity determing region)

• In der variablen Region des AK, TcR, BcR

• jeweils 3 CDR pro leichter und schwerer Kette (CDR3 für AG-Bindung zuständig)

Variabilität entsteht im Laufe der Ontogenese durch:

• somatische Rekombination zwischen multiplen Gensegmenten, die über die Keimbahn an die Nachkommen weitergegeben werden (V-, D-, J-Rekombination), Einfügen zusätzlicher Variationen an den Schnittstellen (p-Nukleotide, n-Nukleotide) (Ungenauigkeiten beim Rekombinationsprozess und Einführung von Nukleotiden in die rekombinanten Regionen); spielt wichtige Rolle

• Kombination unterschiedlicher leichter und schwerer ketten; spielt wichtige Rolle

• somatische Hypermutation während der Immunantwort; spielt keine Rolle

• class-switch Rekombination, beteiligte Genabschnitte: multiple Kopien von AK-Gensegmenten (V-, D- und J-Gen-Segmente für schwere Ketten; V- und J-Gen-Segmente für leichte Ketten); spielt keine Rolle

• p-Nukleotide: palindromische-Nukleotide sind Nukleotide, die rekombinant zu den NT der Haarnadeschleife in die DNA eingefügt werden

• n-Nukleotide (non-templated-Nukletide): Die terminale Desoxyribonucleotidtransferase fügt ohne Matrize neue Basen in die DNA ein (anfügen an p-NT); die entstehenden Stücke werden als n-Nukleotide bezeichnet

• TcR und BcR

CDR3, da es zentral im TcR liegt und am weitesten ausgelagert ist und zudem die größte Diversität aufweist