Klausurfragen 2

Pro Tag werden ca. 50 Millionen T-Zellen produziert, davon bleiben ca. 1-5 % übrig

Durch Vorgänge der Chemotaxis kriecht die Zelle zum Thymus, wird dort qualifiziert und kriecht von dort qualifiziert in Richtung Effektor-Organe

I. Aus dem Knochenmarkt kommt die naive T-Zelle ohne CD-Rezeptoren im Thymus an (undifferenziert)

II. Zunächst werden dort durch Teilung beide CDs ausgebildet (CD8 und CD4 positiv)

III. Durch weitere Teilung geht einer der beiden CDs verloren und der Oberflächenrezeptor der erhalten bleibt bestimmt die Funktion der Zelle (CD8 oder CD4 positiv)

I. T-Zellen ohne Rezeptor (CD8-4 - )

II. T-Zellen mit beiden Rezeptoren (CD8+4 + ) (T-Zellen würden eigen-Peptide binden und abbauen)

III. T-Zellen mit zu starker/schwacher Bindungsstärke des TCR zum Antigen (T-Zelle muss mittelhohe Affinität aufweisen)

Durch die hohe Variabilität des MHC II können viel mehr Peptide im MHC II Komplex akzeptiert werden (als im MHC I)

Fremd-/Eigen-Peptid, TCR, MHC-Komplex (Bei eigen MHC I, bei fremd THC II)

Sie stammen von den Frühmenschen-Arten (Neandertaler und Denisova-Menschen)

b) Warum sind diese Gene bestehen geblieben?

Immunologische Vorteile: Mehr Varianz im Genpool (auch durch Mischung aus Neandertaler und Denisova-Genen) sorgt für eine Vielfältigere Reaktion auf Fremd

c) Wie verhält sich die Variabilität der MHC-Gene Afrika: geringe Variabilität (gemeinsamer Vorläufer)

Europa: 1. Fusion der Frühmenschen führt zu höherer Variabilität hinsichtlich der Gene Asien: Höchste Variabilität da 2. Fusion (aus Neandertaler und Denisova-Menschen Genen)

Diese Gene bergen große Vorteile für den Organismus, sie sind essenziell für die Funktionalität. Zum Beispiel Housekeeping Gene oder Gene für Immunzellen (insbesondere Gene von MHC).

b) Wie sieht dies bei Nacktmäusen aus? Durch die starke Konservierung in vielen Organismen sind die MHC-Komplexe zwischen Organismen sehr ähnlich. Dies trifft auch bei Maus und Mensch zu, macht die Maus zum Modellorganismus für Studien des Immunsystems.

Nacktmäusen (Immundeffiziente Mäuse) können geschaffen werden, indem der Thymus direkt nach der Geburt entfernt wird oder indem das Gen für das Wachstumshormon des Thymus entfernt wird. Dadurch haben sie ein hyperaktives Immunsystem (schnellere und heftigere Immunreaktionen). Sie werden deshalb oft für Medikamententests verwendet

I. Kombinatorische Diversität (alternatives Spleißen und Kombination verschiedener Gene) Genetischer Umlagerungsprozess an der DNA

II. Junktionale Diversität: ungenaue/unspezifische Kombination. Dies führt zu höherer Varianz, jedoch können Fehler auftreten beim Kombinieren.

Jedes Individuum weist einen mit dem MHC zusammenhängenden Eigengeruch auf. Hierbei ist der Eigengeruch umso ähnlicher, je näher Individuen verwandt sind → Bei Partnerwahl wird nach Individuen mit möglichst unterschiedlichem Eigengeruch gesucht, vermutlich um eine möglichst hohe Varianz an Genen zu erzeugen. Der Eigengeruch wird durch MHC Bruchstücke erzeugt, die abgesondert werden.

Keine Bindung hieße keine Erkennung von eigen, da keine immunologische Synapse ausgebildet werden könnte. Jedoch muss die Bindung leicht reversibel sein, damit sich die Zellen nach einer Weile wieder lösen können und weitere Informationsweitergabe stattfinden kann

I. B-1 B-Zellen kommen im Fötus bis zum 2. Lebensjahr vor (Erwachsene weisen noch Reste auf in den Körperhöhlen)

II. B-2 B-Zellen kommen im Erwachsenen vor

a) Wo liegt deren jeweilige Herkunft?

Die B-1 B-Zellen kommen aus der fetalen Leber und die B-2 B-Zellen stammen aus dem Knochenmark

b) Bilden sie ein immunologisches Gedächtnis?

Die B-1 B-Zellen bilden kein immunologisches Gedächtnis. Die B-2 B-Zellen bilden eins

c) Produzieren sie Antikörper?

B-1 B-Zellen produzieren nur IgM Antikörper, B-2 B-Zellen produzieren IgM und IgD Antikörper

d) Was ist die Folge von b)?

Kinder können schnell mehrmals an der gleichen Krankheit erkranken

1. B-Zelle kommt naiv aus dem Knochenmark, sie weist hier noch keinen B-Zellrezeptor auf.

2. Sie wandert dann in Milz/Lymphknoten ein und erlangt über Signalkaskaden einen B-Zell Vorläufer-Rezeptor, der schließlich zu einem membrangebundenen B-Zell-Rezeptor wird.

3. Interagiert die B-Zelle mit einer passenden T-Helferzelle produziert die B-Zelle die Membranverankerung für die BCR nicht mehr, sodass die BCR als Antikörper nach außen abgegeben werden von hier an.

Die B-Zelle ist eine professionell Antigen-präsentierende Zelle und hat somit sowohl MHC I (als Erkennung von eigen) als auch MHC II (zur Interaktion mit der T-Zelle)

Die T-/B-Zellen, Antigenpräsentierende Zellen und Pathogene

I. Alle Komponenten liegen im Lymphknoten sehr konzentriert vor

II. Anzahl der verschiedenen Komponenten ist sehr hoch im Körper

III. Durch den langen Zeitverlauf der sekundären Immunantwort wird mit zunehmender Zeit auch die Wahrscheinlichkeit höher, dass die Immunzellen aufeinandertreffen

Die naive B-Zelle wird aktiviert und wird nach ca. 7 Tagen zu einer Antikörper-produzierenden Plasmazelle. Es tritt die IgM Produktion ein, nach etwa 10 Tagen tritt der class switch von IgM zu IgG ein und nach über 30 Tagen lagern sich die Plasmazellen als Gedächtniszellen ins Knochenmarkt ein (Sie bilden wieder BCR auf der Oberfläche aus)

Nach ca. 3 Tagen werden die Gedächtniszellen reaktiviert und die IgG Produktion findet statt ohne den Umweg über IgM. Gleichzeitig wird jedoch auch eine neue Immunantwort eingeleitet und es werden neue B-Zellen qualifiziert, die dann wieder IgM produzieren.

Der IgG Titer ist höher bei einer weiteren Infektion, da sowohl von reaktivierten B-Zellen IgG hergestellt wird und von neuen B-Zellen einer neuen Immunantwort. Der Titer an Gedächtniszellen ist höher nach einer erneuten Infektion, da zusätzlich zu den reaktivierten B Zellen auch noch neue B-Zellen in Form von Gedächtniszellen eingelagert werden.

Zusätzlich zu reaktivierten B-Zellen die direkt IgG sezernieren wird eine neue Immunantwort eingeleitet, wodurch B-Zellen IgM sezernieren.

T4-Zellen-unabhängige Aktivierung des BCR: 2 gleiche BCR in räumlicher Nähe (durch Rafts) binden das gleiche Antigen, sie sind somit durch das Antigen Quervernetzt. Durch die Quervernetzung wird eine Skignalkaskade aktiviert die zur Aktivierung der B-Zelle und zur Ausdifferenzierung zur Plasmazelle führt

(+) Es kann eine schnelle Immunantwort eingeleitet werden. Das ist wichtig, weil beim Kind, bei dem sich der Körper noch im Aufbau befindet Schäden langreichende Folgen haben können. Zudem ist das Masse/Volumen Verhältnis vom Kind so gering, dass das Kind schneller überhitzt → generelle schnelle Übersteuerung des Kindes, da wenig Puffersysteme vorhanden sind u.ä

(-) Die Antigenerkennung verläuft weniger spezifisch. Deshalb tritt in diesem Alter oft Eigenabbau auf (insbesondere Diabetes Typ 1) und die Erkennung von entartetem selbst ist schlecht → Krebsgefahr hoch in dem Alter

I. T-Zell-Rezeptor (TCR)

II. B-Zell-Rezeptor (BCR)/Antikörper

III. MHC I

IV. MHC II

a) Sie sind alle Rezeptoren und alle weisen einen Transmembranbereich, einen zytoplasmatischen Bereich und einen konstanten Bereich auf. Zudem weisen sie alle Cysteinbrücken auf, die ihnen Stabilität verleiht

b) Bifunktionalität durch die Y-Form = Doppelte Bindefähigkei

I. Durchlässigkeit am Stamm und an den Bindestellen (Kann Flüssigkeit besser standhalten durch weniger Druck, der ausgeübt wird durchs Durchfließen)

II. Hinge-Region ist Torsions- und Biegefähig

III. Sie sind Strickleiterartig aufgebaut (Verknüpfung über Disulfidbrücken der Cysteinreste)

Zusammengesetzt aus zwei schweren und 2 leichten Kette

b) Wer macht von den Ketten die Antigenbindestellen?

Beide Ketten gemeinsam mit ihrem variablen Bereich bilden eine funktionelle Bindetasche

• Teile eines AK werden auf unterschiedlichen Chromosomen codiert → Transkriptionsregulation muss gekoppelt ablaufen (identische genetische Regulation)

• Einzelteile müssen statisch passend zusammengebracht werden

Alternatives Spleißen führt zum Verlust des Verlinkungsstückes, ansonsten haben die Antikörper den selben genetischen Hintergrund

Bindung von Antigenen über Fab Domäne und Signaltransduktion über den Fc-Tei

Fc-Rezeptor auf der Membran (Transmembran) → Bindung an Rezeptor → Signal wird über Rezeptor nach Innen gegeben

I. Kombinatorische Diversität (alternatives Spleißen und Kombination verschiedener Gene) Genetischer Umlagerungsprozess an der DNA

II. Junktionale Diversität: ungenaue/unspezifische Kombination. Dies führt zu höherer Varianz, jedoch können Fehler auftreten beim Kombinieren

III. Somatische Hypermutation → nur bei Antikörpern

AID (Activation induced deaminase) wandelt C-Reste in U-Reste um in B-Zellen → Mutationen in den CDRs führt zu Variabilität der Basen (und somit zur Variabilität der Aminosäuren). Dieser Prozess findet statt, sobald der class switch von IgM zu IgG in der Immunantwort stattfindet (nach 7-10 Tagen). Wesentlich stärker wird das Enzym aktiviert, wenn eine B-Gedächtniszelle zu einer Plasmazelle reaktiviert wird, hierbei wird das Enzym stärker exprimiert → bei Reinfektion steigt die Mutationsrate durch AID, wodurch eine starke Varianzzunahme in der CDR steigt

Fc-Teil/Konstanter Bereich

Fab-Teil/Antigendeterminante/CDR

IgG ist ein Monomer, die unterschiedlichen Subklassen IgG1, IgG2, IgG3 und IgG4 unterscheiden sich in der Ausprägung/Länge/Komplexität ihrer Hinge-Region. Hierbei sind IgG2 und IgG4 Plazentagängig. IgG1 ist der Standardantikörper und IgG3 ist für die Aktivierung des Komplement-Systems entscheidend (Bindeglied zwischen Sekundärer Immunantwort und Antwortzellen der primären Immunabwehr). IgG3 kann besonders hohen mechanischen Stress aushalten durch seine lange Hinge-Region

IgA ist ein Dimer und wird durch die Schleimhäute hindurch sezerniert (liegt nicht im Blut vor) sodass es im Magen-Darm-Trakt vorliegt, es liegt somit als erste Verteidigungslinie des Immunsystems vor. IgA kommt als einziger AK in der Muttermilch vor und sorgt dadurch im Kind dafür, dass die Pathogenlast die das Kind aus der Umgebung aufnimmt, gering bleibt

IgM liegt als Pentamer vor. Es ist der erste Antikörper, der nach einer Infektion sezerniert wird von der B-Zelle bevor der class switch einsetzt.

Ist IgM hoch und IgG niedrig, spricht das dafür, dass die Infektion noch frisch ist. Ist IgG hoch ist die Infektion bereits mehrere Tage alt (7-10

IgD liegt rein als Monomer vor, es ist wenig bekannt über diesen Antikörper. Die Funktion ist unbekannt, es kann jedoch vermehrt in die Membran von B-Lymphozyten integrieren.

IgE liegt als kurzlebiges Monomer vor. Seine Aufgaben sind die direkte Parasitenabwehr und die Signalmolekülwirkung (Bindet über Fc-Teil an Fc-Binderezeptor von Zytokinsezernierenden Zellen wie z.B. Mastzellen und verstärkt somit die Immunantwort)

Über IgG über die Plazenta und über IgA über die Muttermilch

Über das Blut (IgG) über die Milch (IgA) und über Eier

Im Gehirn (Blut-Hirn-Schranke) und im Fruchtwasser

Vom ca. 3.-6. Monat (AK die das Kind von der Mutter aufgenommen hat lassen nach) bis zum ausreichenden Ausbilden der B-2 B-Zellen im Alter von 2-3 Jahren Von einem Monat bis 3. Jahr ist die höchste Kindersterbens Rate

I. Retter von IgG

II. Transport von IgG zwischen Mutter und Kind

I. Die Zelle (Endothelzelle oder Monozyt) schnürt das Endosom inklusive FcRn-Rezeptoren an der Außenseite der Membran ab. Bei saurem pH bindet FcRn IgG → IgG-FcRn wird aussortiert und an die Oberfläche transportiert, der Rest wird vernichtet. Tritt basischer pH ein Dissoziieren FcRn und IgG wieder und beides liegt frei vor

II. FcRn bindet spezifisch maternale IgG und transportiert es über das Endosom ins fetale Blut (Prozess wie in I.)

Bindestelle auf dem Antigen ist das Epitop und die Bindungsstelle des Antikörpers ist das Paratop

I. Diagnostik: schnelle und starke Bindung (z.B. für den ELISA)

II. Medizin: mittelschnelle, mittelstarke Bindung (z.B. bei der Tumortherapie → AK müssen irgendwann abgewaschen werden können

I. Laserpinzette

II. HPLC/FPLC/ELISA

Affinität: Die Kraft einer einzelnen AG-AK Bindung

Avidität: Die Summe der Kraft aller Affinitäten eines Antikörpers (mehrere Bindungsstellen)

IgM (bifunktionelles Pentamer)

Menschen die einmal an einer Krankheit (Pest/Pocken z.B.) erkrankt sind und dies überlebten erkrankten nicht erneut an dieser Krankheit

Jenner hat 1796 Pockenschorf von Kühen abgekratzt und einen Jungen damit (Kuhpocken) infiziert. Nach Infektion mit dem humanen Pocken-Virus hat der junge lediglich eine leichte Immunreaktion gezeigt

12000 v.Chr. aus Nordostafrika, Über die Handelswege

Die Pocken: 50 % der Ureinwohner von Mittelamerika sind durch die Pocken gestorben, sodass die Konquistadoren erfolgreich das Land einnehmen konnten

I. Klima: Malaria → Vektor (Tigermücke) benötigt gewisses Klima II. Wirtschaftliche Verhältnisse: Tuberkulose

III. Politik/Religion: HIV (wenig Aufklärung/Prävention oder politische Propaganda die behauptet, dass HIV nicht existiere → keine Diagnostik/Prävention/Behandlung)

• Bei der Grippe liegt die höchste Mortalität im Alter von 20-40 Jahren

• Kleinkinder und alte Menschen haben kein Immungedächtnis, somit wird für jede neue Mutation eines Grippevirus eine neue Immunantwort „von 0“ eingeleitet und somit neue spezifische Antikörper gebildet. Menschen im mittleren Alter greifen auf das Gedächtnis zurück und sind somit anfälliger für Grippe-Mutationen da die reaktivierten B-Zellen Antikörper für den Wildtyp produzieren und nicht für die neue Mutation

I. Menschendichte

II. Verbindungen zwischen Kontinenten

III. Mutationen

IV. Übertragungswege

V. Inkubationszeiten/Zeit bis Symptome auftreten

I. Individualschutz → einzelne Personen können nicht mehr Erkranken/Übertragen

II. Kollektivschutz → durch ausreichende Impfung in der Gesellschaft werden die Leute passiv geschützt, die nicht geimpft werden können

Alte Personen, allergische Personen, Menschen, die eine Immuntherapie bekommen, Menschen die Immunsuppressiva bekommen, Immundefiziente Menschen, Kinder unter 1