Fragen VL 1-6

• Biolumineszenz

• Antibiotikaproduktion

• Biofilmbildung

• Virulenzregulation

• Konjugation

• Mobilität und Schwarmverhalten

  
  

1. Signalmoleküle (Autoinducer vs autoinducerpeptide)

2. Signaltransduktion (passiv vs aktiv)

3. Regulation (über direkte Bindung von Signalmolekülen an TF vs über zwei-komponentige Signaltransduktionssysteme mit Phosphorylierungskette)

• Antimikrobielle Enzyme und Petide (Defensine)

  -> Direkter toxischer Effekt auf MO

• Komplementsystem (Aktivierungskaskade von Plasmaproteinen)

• Akut-Phase Proteine

• Antikörperproduktion

1. Phagozytose und “oxidative burst”

   • Aufnahme von Phatogenen durch Phagozytose und Abtötung durch die Produktion reaktiver Suaerstoffspezies (ROS)

2. Degranulation und Freisetzung von antimikrobiellen Proteinen

   • Freisetzung von antimikrobiellen Enzymen durch Degranulation, die die Zellwände von Membranen und Pathogene angereifen und zerstören

-> Spezialisierte Zellen des Immunsystems, die MO und andere Partikel aufnehmen und zerstetzen können (zentrale rolle innates IS)

1. Monozyten

2. Dendritische Zellen

3. Makrophagen

4. Mikroglia

5. Histiozyten

-> Können nur begrenzt Erreger aufnehmen und abbauen

1. Endothelzellen

2. Fibroblasten

3. Osteoblasten

MHC präsentieren Antigene an T-Zellen

MHC Klasse I wird auf allen zellkernhaltigen Zellen exprimiert

MHC Klasse II wird auf professionellen Phagozyten präsentiert

MHC I präsentiert an CD8-Zellen 

MHC II präsentiert an CD4-Zellen 

Fakultativ pathogene Erreger werden vor allem durch das angeborene Immunsystem abgewehrt

Obligat pathogene Erreger werden vor allem durch das apative Immunsystem abgewehrt. Warum?

-> obligate erreger sind oft spezialisiert und können das angeborene immunsystem umgehen

1. Angeborener (myeloide, innater) Schenkel/Arm

   Zellen:

   • dendritische Zellen

   • granulozyten

   • mastzellen

   • makrophagen

2. Erwobener (lymphoider, adaptiver) Schenkel/Arm

   Zellen:

   • B-Zellen

   • T-Zellen

   • NK-Zellen

Angeboren:

• Schnell, unspezifisch, keine Gedächtnisfunktion

• Generelle Pathogenerkennung

• Humorale Faktoren: physikalische Barrieren, Antimikrobielle Peptide und Enzyeme, Komplement- und Akut-Phase-Proteine

Adaptiv:

• Verzögerte, spezifsche Reaktion, Gedächtnisfunktion

• Kernreaktor und Antigenspezifität

• Benötigt für MO, die das angeborene IS umgehen konnten (durch Impedine, Moduline, Toxine)

1. Erste Verteidigungslinie: sofortige (aber unspezifische) Reaktion

2. Generelle Pathogenerkenneung mit unspezifischen Verteidigungsmechanismen

3. Komponenten:

   • Physikalische und chemische Barrieren (Haut, Schleimhäute, Magensaftm Tränenflüssigkeit, Speichel)

   • Zelluläre Komponenten (Phagozyten und NK-Zellen)

1. Erkennung spezifischer Antigene (dafür verzögerte Reaktion)

2. Immunologisches Gedächtnis nach Erstinfektion

3. Umfasst mehrere Zelltypen: T-Zellen (Th-Zellen, Tc-Zellen, Treg), B-Zellen und Antikörper, Gedächtniszellen

4. Anpassungsfähigkeit

5. Reagulation der Immunantwort

6. Antikörperproduktion

-> Pattern Recognition Receptors (PRR)

-> Pathogen-associated Pattern Recognition

x auch Spaltprodukte  intrazellulärer  Proteine  können  auf  MHC-II Molekülen  präsentiert werden 

o intrazelluläre  Proteine  werden immer auf MHC II präsentiert

o extrazelluläre  Proteine  werden immer auf MHC I präsentiert

x intrazelluläre  Proteine  werden in der Regel auf MHC I präsentiert

x extrazelluläre  Proteine  werden in der Regel auf MHC II präsentiert

-> Präsentation von intrazellulären Spaltprodukten auf MHC II Rezeptoren

Erklärung: Mikro/Makroautophagie (Teile des Cytoplasmas werden in Autophagosomen aufgenommen und verschmelzen mit dem Lysosom = Können an MHC II Kompartiment weitergeleitet werden)

Autophagie: Abbau und Wiederverwertung von größerer intrazellulärer Debris

-> Störungen oder Kranheiten, die durch eine Fehlfunktion oder eine fehlgeleitete Reaktion des Immunnsystems verursacht werden

-> Kann zu über oder unterfunktionen des Immunsystems führen

Beispiele:

• Autoimmunerkrankungen (IS greift fälschlicherweise körpereigenes Gewebe an)

• Allergien (Überempfindlichkeitsreaktionen auf harmlose stoffe)

• Hypersensitivitätsreaktionen

• Entzündungsprozesse (Gewebe wird als fremd erkannt und abgewehrt)

• Abstoßung von Transplantaten

-> Struktur die aus der Fusion von Autophagosomen und Lysosomen hervorgeht

Autophagie: Prozess, bei dem Zellen ihre eigenen beschädigten Organellen oder Proteine in Membranvesikeln (Autophagosomen) einschließen

Lysosomen: Organellen innerhlab der Zelle, die Enzyme enthalten, die Proteine, Lipide und andere Makromoleküle abbauen können

Autolysosomen: Entsteht, wenn Autophagosom mit Lysosom verschmilzt. in diesem Vesikel werden die Inhalte des Autophagosoms durch die Enzyme des Lysosoms abgebaut und recycelt

1. Autophagie-basierte Präsentation

   Aufnahme von eigenen Zellbestandteilen durch Autophagie, fusion mit Lysosomen und bildung von Autolysosomen

   Intrazelluläre Proteine werden durch saure Proteasen in Peptide zerlegt

   Peptide werden durch spezialisierte Transportvesikel, die MHC II Moleküle enthalten zur Oberfläche transportiert und auf MHC II Molekülen präsenteirt

2. Cross-Presentation

   (Präsentation durch die Aufnahme der Proteine von dendritischen Zellen, dann zu MHC II)

• Verstecken vor Immunzellen

  • Veränderung/Abspaltung von Antigenen

  • Bleiben dem Wirts-Immunsystem unzugänglich -> MO lebt intrazellulär (z.B. Viren während der zellulären Phase)

• Entgehen dem angeborenen Immunsystem

  • Kohlenhydratkapsel die vor der Phagozytose schützt

  • Replikation in den Phagozyten -> bei intrazellulär lebenden MO

  • Resistenz gegen antimikrobielle Peptide -> z.B. Produktion von Superoxid-Dismutase gegen ROS

• Aktivierung/Interferenz von/mit „Signaling Pathways“

• Verhinderung der Antigenpräsentation über MHC

TLR:

• Transmembranrezeptoren, exprimiert auf der Oberfläche von makrophagen, dendritischen Zellen oder Epithelzellen

• Erkennen versch. PAMPs wie LPS, virale dsRNA oder bekaterielle Lipoproteine

• Bindung des Liganden = TLR initiiert Signlakaskade, führt zu Expression von Transkriptionsfaktoren, die die Expression von Entzündungsmediatoren

• Bsp: TLR4 erkennung von LPS

NLR:

• Zytoplasmatische Rezeptoren, die in der Zelle vorkommen

• Erkennen intrazelluläre PAMPs sowie anzeichen von Stress oder Zellschädigung

• Bestehen aus einer NOD-Domäne

  • Nucleotide-binding Oligomerization Domain

• Aktivieurng von NOD führt zu Aktivieurng eines multiprotein komlexes (Inflammasom) = Führt zu Prozessieurng und Freisetzung proinflammatorischer Zytokine

Oberflächenrezeptoren:

1. TLR2 (erkennt bakterielle Lipoproteine auf neutrophilen)

2. CR3 (complement receptor 3, kann komplementkomponenten und andere Liganden binden)

Intrazelluläre Rezeptoren:

1. NLRP3 (wichtige rolle bei der Bildung vom Inflammasom)

2. AIM2 (Absent in Melanoma, Erkennung von dsDNA)

3. Dectin-1 (Erkennug ß-Glucane auf Pilzen)

4. RIG-I (Retinoic acid inducible gene)

1. Phagozytose und Bildung von Phagosom

2. Vereinigung von Phagosom mit Lysosom

3. Verdauung der Pathogene im sauren Milieu

4. Synthese von antimikrobiellen Molekülen (ROS und NO)

5. Bildung bon Immunmodulatoren

1. Schweullung (Tumor)

2. Rötung (Rubor)

3. Erwärmung (Calor)

4. Schmerz (Dolor)

5. Funktionsstörung (functio laesa)

-> Entzündungsmediatoren, die bei der Aktivierung von Komplementsystem entstehen (Entscheident für die Koordination der Immunantwort)

1. Eliminierung von Pathogenen (gezielte Aufnahme und Abbau von intrazellulären Pathogenen)

2. Regulation der Immunantwort (Reguliert Produktion von proinflammatorischen Zytokinen)

3. Homöostase und Zellüberleben

4. Antigenpräsentation

-> Makroautophagie und Mikroautophagie

-> Exotoxine von verschiedenen Bakterien

• Aktivierung/Interferenz von/mit Signaling Pathways

• Verhinderung der Antigenpräsentation über MHC

• Hemmung der Phagozytenaktivierung und -rekrutierung

  
  

1. Entgehen dem angeborenen Immunsystem

   -> Kohlenhydratkapsel als Schutz vor Phagozytose

   -> Replikation in den Phagozyten

2. Verstecken vor den Immunzellen

   -> Veränderung/Abspaltung von Antigenen

   -> Bleiben WIrts-IS so unszugännglich

• Pathogenepitop ist dem Wirtsepitop sehr ähnlich

  = Pathogen produziert Antigene mit hoher ähnlichkeit zu körpereigenen Molekülen des Wirts

• Autoantigen-T-Zellen werden aktiviert

  • können ebenfalls an AG präsentierenden Zellen binden

  = Entstehung Selbstimmunität (Autoimmunerkrankungen)

Beispiel: Rheumatisches Fieber

• Allergie vom Typ 4, die zellulär durch sensibilisierte T-Lymphozyten vermittelt wird

  -> Zelluläre Immunpathologie als Folge übermäßiger T-Zell Abwehr bei wenig pathogenen / apathogenen Infektionen oder Organtransplantate

  
  

• Autoimmunerkrankung: Das Immunsystem greift körpereigene Zellen oder Gewebe an.

• Autoentzündliche Erkrankung: Eine unkontrollierte Entzündungsreaktion im Körper, die durch verschiedene Faktoren ausgelöst werden kann (nicht zwangläufig eine fehlgeleitete Immunantwort gegen körpereigene Zellen)

• Virus zerstört Körperzelle

• Bis dahin versteckte Autoantigene werden dabei freigesetzt

• Diese können von APC aufgenommen und präsentiert werden (MHC II) neben der Präsentation von Pathogen Epitopen

• Dadurch reagieren auch Autoantigen-spezifische T-Zellen und lösen Autoimmunantwort auf

• Pathogen stimuliert PRR auf APC, wodurch proinflammatorische Zytokine ausgeschüttet werden

• Diese bewirken Gewebsschädigen, wodurch versteckte Autoantigene freigesetzt werdne

• Diese können ebenfalls spezifische T-Zellen aktivieren, auch jene autoreaktive T-Zellen die an der Infektion nicht beteiligt waren (Bystander)

• Dieser Prozess wird durch Superantigene verstärk

-> Typ-I-Allergie, allergische IgE-abhängige Erkrankungen

• Wirtsspezifität von Erregern

• Filtrierbare giftige Stoffe

• Nicht kultivierbare Erreger (nicht in Reinkultur züchtbar)

  
  

1. Moduline

2. Impedine

1. Toxine

2. Adhäsine

3. Invasinne

• Bestimmte Effektormoleküle (Ipa) werden in die eukaryotische Zelle injiziert (Kein Kontakt zu Wirtszelle!)

• Indzuieren dramatische Membranveränderung

= Bakterien werden bei der Fusion der Membranen ebenfalls in Vakuolen eingeschlossen

Beispiel: Shigella, Salmonella

• Auslösung von bestimmten Signaltransduktionswegen durch direkten Konntakt zwischen bakteriellen Invasionsmolekülen und speziellen Wirtsrezeptoren

= Ausbildung von Pseudopodien, die die Zelle umwandern und das Bakterium in eine Vakuole einschließen

Beispiel: Staph. aureus oder Yersinia

1. Endotoxine:

   • Komplement-Aktivierung

   • Antikörper-Ausschüttung

   • LBP (lipid binding protein) für Lipid A

2. Exotoxine:

   • Spezifsche AK-Produktion für Neutralisation

   • Lokale immunnität durch sekretisches IgA

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-> Der Tod tritt ein, bevor das Immunsystem überhaupt reagieren kann