Klausur

Osmose/Perfusionsdruck:

-Lymphe tritt als Teil des Blutplasmas aus den Kapillaren ins Gewebe

-wird über Kontraktion der Muskelzellen peripher transportiert

-gelangt über linken Venenwinkel (95%) zurück ins Blut

Lymphknoten:

-CCR7 steuert naive T-Zellen und DCs über HEVs in die T-Zellzone

- CXCR5 B-Zellfollikel

-afferentes/efferentes Lymphgefäß +Arterie/Vene

-Kortex: T-Zell-Areale+ B-Zellfollikel

-Medulla: Plasmazellen

Hämatopoetische Stammzelle:

• + SCF/FLT3 —>CMP

• + SCF/FLT3/IL-7—>CLP

Myeloische Reihe:

1. EPO → Erythropoese

2. TPO → Megakaryopoese/Thrombozyten

3. G-CSF → neutrophile Granulozyten

4. GM-CSF → Granulozyten & Monozyten

5. M-CSF → Monozyten/Makrophage

Lymphatische Reihe:

1. IL-7 → zentrale Rolle für B- und T-Zellentwicklung

2. IL-15 → NK-Zellen

• schnelle Reaktion (Stunden)

• PRRs mit hoher Spezifität

• kein klassisches Gedächtnis

  (nur epigenetisch durchgenerational memory)

• keine klonale Antwort

1. Externe Barrieren:

• physikalische/chemische Barrieren des Körpers

  Bsp. Mikrobiom, Lysozym, Pepsin, Mukus, Ziliarbewegung, pH-Barrieren

  
  

  1. Lösliche Faktoren:

• CAPs = natürliche Antibiotika von Granulozyten und Epithelzellen, α-Defensine (z. B. in neutrophilen Granulozyten, Paneth-Zellen) β-Defensine (v. a. Epithelzellen)

• natürliche Antikörper (IgM, aktiviert Komplementsystem)

• Komplementsystem (C3a/C5a wichtigste Anaphylatoxine)

  
  

  1. Zelluläre Faktoren:

• NK-Zelle

• Dendritische Zelle

• Phagozyten

• Mastzellen

  
  

  
  

1. gemeinsame Endstrecke:

   -C3-Konvertase → C3a (Entzündung) + C3b (Opsonierung)

   -C5-Konvertase → MAC (C5b–9) → Zelllyse

->IFNa/ß:

-Zytokine, die von Zellen bei Virusinfektion gebildet werden

-fördern Genexpression antiviraler Proteine in der Wirtszelle, verlangsamen Stoffwechsel

-regen MHC 1 Synthese der infizierten Zelle an

RNA: eigentlich physiologisch, aber Unterschiede in Länge, Phosphorylierung, Cappig

DNA: von TLR9 erkannt (unmethyliert)

Extrazellulär = TLR1, 2, 4, 5, 6, 10

Endosomal (nicht extrazellulär) = TLR3, 7, 8, 9

1. +IFN-α/β (Typ-I-Interferone) von virusinfizierten Zellen

   +IL-12 von Makrophagen/Dendritischen Zellen

—>Tod der Zielzelle über Perforin/Granzym oder Caspase Kaskade nach Fas/FasL Bindung

-Bindung an PRRs

-Phagosom—>Fusion mit Lysosom

-ROS lysieren Mikroben

Verschiedene Granula in neutrophilen:

1. Primäre Granula: extrazelluläre Sekretion

2. sekundäre Granula: intrazelluläre Lyse

—>Entstehung von lokaler Entzündung durch ROS

-find me signals(ATP/UTP)

-eat me signals Phosphatidylserin (PS)

Moleküle, die die Entzündungsreaktion einleiten, verstärken oder regulieren

Produziert von Makrophagen, Mastzellen, Endothelzellen, Thrombozyten usw.

Funktion: Gefäßreaktion, Rekrutierung von Immunzellen, Schmerz/Fieber, Gewebereparatur

Dazu zählen: Zytokine (TNFa IL-6/1), Chemokine (CXCL8), Komplementfaktoren (c3a/c5a), Aminosäuren(Histamin)

-,,sentinels of immunity”

-lösen in naiven T-Zellen eine Immunantwort aus (alle kostimulatorischen Faktoren vorhanden)

-exprimieren konstitutiv MHC 1&2

-kreuzpräsentation

-im KM, mit Kofaktor FLT3L

-unreife DCs wandern vom Blut ins periphere Gewebe

-Aktivierung durch Erkennung von Fremd über PRRs + Entzündungszytokine (TNFa, IFN a/ß, Il-6)

-Maturation:

—>Antigenpräsentation+++

—>MHC1/2+++

—>CD80/86+++

—>CCR7+++

-Migration in periphere Lymphknoten nach Chemokingradient

-Interaktion mit T-Zellen in Parakortex

->nach terminaler Differenzierung Apoptose

Das lokale MIkromilieu beeinfusst die Reifung der DCs:

Funktionelle Eigenschaften der DC ist Gewebsspezifisch (Bsp. Haut=immunogen, Darm=tolerogen)

1. Stark verzweigte Zellfortsätze („dendritisch“)

2. Große Zelloberfläche → effiziente Antigenaufnahme/-präsentation

-Retinsäure (Schleimhäute)

-Glukokortikoide

-Prostaglandin E

-IL-10

-TGF-ß—>Induziert Tregs

-niedrige AG-Konzentration

-reversible Bindung der hypervariablen Region und des Epitops

—>durch terminale AS-Sequenz sind die CDRs codiert, lokalisiert an den Loops

—>6 Kontaktstellen bei IgG

—>Bindung nach Erkennung der 3D Struktur(Kreuzreaktivität), binden nach räumlicher Anordnung, können also Strukturvarianten von Sequenzen erkennen

—>vorallem durch hydrophobe Wechselwirkungen

—>AG-Bindungsstelle und AG sind komplementär (~8-9AS lang)

-Ein kleines Molekül, das allein nicht immunogen ist

-Kann spezifisch von Antikörpern oder BCRs gebunden werden

-Typisch: kleine Chemikalien, Arzneistoffe (z. B. Penicillin), Farbstoffe

→ Antigenisch, aber nicht immunogen

Wird ein Hapten kovalent an ein größeres Trägermolekül (Carrier, meist Protein) gebunden, entsteht ein vollständiges Antigen

• das Immunsystem kann Antikörper gegen das Hapten bilden

  Klinisch relevant:

  Arzneimittelallergien (Haptenisierung körpereigener Proteine)

  Kontaktallergien (z. B. Nickel, Urushiol)

  
  

linked recognition

Hapten-Carrier-Effekt (zentraler Mechanismus): Das Hapten bestimmt die Spezifität der Antikörper, der Carrier ermöglicht die T-Zell-Hilfe—>Grundlage für Konjugatimpfstoffe, erklärt wie T-Zellabhängige B-Zellantworten entstehen

Ablauf: B-Zelle->erkennt Hapten->Aufnahme Hapten+Carrier->AG-Präsentation der Carrier Peptide über MHC2->CD4+T-Zelle erkennt MHC2+Peptid->T-Zellhilfe (CD40L+Zytokine)

Klassenwechsel, Affinitätsreifung

Antikörper sind hapten-spezifisch, T-Zell-Antwort carrier-spezifisch

Isotyp wird durch die konstante Region der schweren Kette definiert

—>IgM → erste Antwort, Pentamer Komplementaktivierung

—>IgG passiert die Plazenta dominant im Serum, Leihimmunität, vier Subklassen (IgG1+3 Komplementaktivatoren, IgG4 antiinflammatorisch)

-IgA dominiert an Schleimhäuten (Mukus), Dimer, Monomer oder sektretorisch

-IgE vermittelt Soforttyp-Allergien, erworbener Mastzellrezeptor

-IgD: BCR-Funktion kaum Effektorwirkung

—>Neutralisierung

—>Opsonierung

—>Aktivierung von Komplement

—>Vermittlung des Immungedächtnisses

Isotypische AK: durch konstante Region bestimmt

Allotypische AK: durch Glykolysierung bestimmt

Idiotypische AK: durch AG-Bindungsstelle bestimmt

Affinität: Bindungsstärke einzelner Bindungsstellen, erhöht sich durch somatische Rekombination

Avidität: Summe der Einzelaffinitäten Bsp: Igm>IgG

Bestimmung der Bindungskostanten durch Aquivalenzdialyse oder Oberflächen-Plasmaresonanzspektroskopie

->Präzipitation abhängig von AG/AK verhältnis

->Temperatur, pH, Bindungsstellen(IgG/IgM)

-Schlüssel-Schloss-Prinzip

-nicht-kovalent

-Reversibel

-Spezifität (Struktur)

-Kreuzreaktivität

-ELISA

-ELISPOT

-Tumortherapie (antiPD-1AK, anti CTLA-4 AK)

-Westernblot

-Magnetseperation

-Immunfluoreszenz/FACS

-Bi-Trispezifische AK

-Nanobodies (einzelne variable Domäne)

->temp+pH resistent, einfache Kühlung

->viel kleiner als AK, überwindet Blut/Hirn Schranke

->inhalierbar

->Nach erfolgreicher VDJ-Rekombination(BCR/TCR)

->Signal über surrogate light chain

->Hemmung der RAG-Enzyme 1&2

->Rekombination am 2.Allel wird so gestoppt (Signal über LcK->Proliferation)

—>Resultat: Monospezifität der Lymphozyten gewährleistet, Vorraussetzuing für klonale Selektion

Gilt nicht für die leichte Kette im BCR und die a-Kette im TCR, Stichwort Rezeptorediting bei Autoreaktivität

-> Zusammenhang mit Rezeptor Editing (Sonderfall):

• VJ-Rearrangement mit 2.Allel, mit dem autoreaktive B-zellen modifiziert werden

aktivierte B-Zelle wechselt AK-Klasse

->durch T-Zellhilfe in Lymphknoten

->Enzym AID, Veränderung an der Fc-Region, VDJ Region bleibt gleich (gleiche AG-Spezifität)

-VDJ Rekombination

-kombinatorische Diversität

-junktionale Diversität

-somatische Hypermutation (Affinitätsreifung, nur B-Zellen)

->T-Zellen

->TCR erkennt Primärsequenz von peptid nur in Kombination mit präsentierendem MHC

Ausnahme: Superantigene (Toxic shock syndrom)

->bei Transplantation Gefahr von alloreaktiven T-Zellen (reagieren auf fremdes MHC)

1. Signalerkennung von DCs notwendig für naive T-Zellen:

-CD4 MHC2 (exogen, Bsp. Bakterium, Toxine) + Corezeptor CD4

-CD8 MHC1 (endogen, Bsp. Tumor, Virus) +Corezeptor CD8

1. Kostimulation:

-CD80/86 (B7 Moleküle) binden an CD28 auf T-Zelle

-> Aktivierung ohne Kostimulation= Anergie

1. Proliferation/ klonale Expansion

-> Differenzierungsrichtung durch Zytokine bestimmt

IL-2->Proliferation allgemein

-> Differenzierungsrichtung durch Zytokine bestimmt

IL-2->Proliferation allgemein

IL-4->Th2 (+GATA3 als leitender Transkriptionsfaktor)

IL-12+IFNy->TH1 (t-bet)

TGF-ß->Treg (+FoxP3)

IL-17->TH17(RORyt)

positiv/negativselektion im Thymus

->Dreistufige Qualitätskontrolle

1. Beta Selektion= ist TCR vorhanden?

2. positive Selektion=Funktionstest, erkennt TCR ein MHC?

3. negative Selektion= Erkennung von Selbtantigen?

   (mTecs präsentieren selbstAG)

zentral:

Mutationen im AIRE-Gen:

->Candidiasis, endodermale Dystropie

peripher:

Fehler im FoxP3 gen-> IPEX Syndrom

Symphatische Ophtalmie-> nach Traumata des Auges, doppelte Erblindung

ALPS Syndrom->Fas Gen Defekt

• Tregs im Lymphsystem -> IL-10, CLTA-4

• physikalische Barrieren des Körpers (Auge/Plazenta)

• fehlende Costimulation im Lymphsystem (DCs-T-Zellen)

• chronische Aktivierung führt zu Apoptose (Aktivierungs induzierter Zelltod)

kodominant:

2 Genloci+2Allele—>Geschwister zu 25% identisch

->HLA Polymorphismus für Population überlebenswichtig, für Individuum problematisch

-> niedrige Anzahl MHC-Gene pro Individuum

Promiskuität: ein MHC-Molekül kann verschiedene Peptide binden

Zelle: cDC1

Kreuzpräsentation ermöglicht dendritischen Zellen, exogene Antigene auf MHC-I zu präsentieren, um CD8⁺ T-Zellen primär zu aktivieren, wenn die APC selbst nicht infiziert ist

—> effektive CTL Antwort erst durch Priming möglich

Beispiel:

1. Viele Viren:

   • infizieren keine DCs

   • oder blockieren deren MHC-I

2. Trotzdem müssen CD8⁺ T-Zellen aktiviert werden

3. Lösung:

   • DC nimmt Virusreste auf

   • kreuzpräsentiert auf MHC-I

   • aktiviert CD8⁺ T-Zellen im Lymphknoten

Umgekehrt: DC Aufnahme von Tumorantigen und Präsentation sorgt für effektive Aktivierung von T-Helferzellen mit allen Kostimulatoren

MHC1: BLS-Typ1 —> keine CD8 Zellen (TAP1/2 Mutation)

MHC2: BLS-Typ2—> keine CD4 Zellen (Mutation im Transkriptionsapparat)

Bare lymphocyte Syndrome= Form von SCID

->Virusinfizierte Zellen exprimieren kein MHC1, um der CTL-Antwort auszuweichen

-> fehlendes MHC1 wird aber von NK-Zellen über den KIR als Aktivierungssignal erkannt

Somatische Rekombination:

a)VDJ-Rekombination der schweren Kette: RAG1/2, 12/23 Regel, Allele Exklusion

b) Junktionale Diversität: zufälliges Splicing(bei B-Zellen wird hier IgM und IgD erzeugt) TdT(kann ohne Matrize anlagern)—>Leseraster verschiebt sich—>Funktionskontrolle notwendig durch VpreB—> Einbau surrogate light chain bei Funktionserhalt—>Signal für Einbau der leichten Kette

c) somatische Rekombination der Leichten Kette VJ—> bei Autoreaktivität rezeptor editing

d) VDJ+VJ kodieren CDRs

Burnett-Theorie: klonale Selektion sorgt für große Rezeptordiverstät, große Vielfalt mit limitiertem Genmaterial

B-1-Zelle:

~5% alle B-Zellen,

->konstitutive IgM (natürliche Antikörper) Produktion im Peritoneum, Mukosalem Gewebe ohne T-Helferzellen

B-2-Zelle:

~95%

->spezifische Aktivierung mittels T-Zelle

1. Checkpoint 1->Reifung im KM (zentrale Toleranz), naive B-Zelle, ggf. Rezeptorediting bei Autoreaktivität, sonst negative Selektion->Apoptose

   
   

   
   

   Checkpoint 2->Milz (periphere Toleranz) Abschluss der Reifung von transitionellen B-Zellen (IgM/IgD) zu Follikulären B-Zellen durch DCs

   Bindung von Selbstantigen führt zu Apoptose

   
   

2. Zirkulation in über das Blutsystem in die Peripherie und über das Lymphsystem

   ->Eintritt in Lymphknoten über HEVs

3. B-Zellaktivierung durch follikuläre DC->klonale Selektion->Plasmazelle/Gedächtniszelle

   ->keine Aktivierung->Apoptose

-> keine reifen B-Zellen durch bsp Tyrosinkinasedefekt

->Bruton Syndrom (SCID) Agammaglobulinämie, keine Reifen B-Zellen, keine AK

->Hyper IgM Syndrom (CD40L Defizienz)-> klassenswitch blockiert-> erhöhte Infektanfälligkeit

T-Zellunabhängige Antworten meist IgM

• Th1 → IFN-γ → IgG

• Th2 → IL-4 → IgE

• Mukosa → TGF-β → IgA

T-Helferzelle triggert B-Zelle über CD40

-> sorgt auch für Aufrechterhaltung der Selbsttoleranz

->autoreaktive AK können nur mit autoreaktiven T-Zellen gebildet werden

Ein FoxP3-Defekt bedeutet einen Ausfall regulatorischer T-Zellen (Tregs) mit schwerer systemischer Autoimmunität

-> Verlust der peripheren Toleranz, IPEX-Syndrom

FAS/FASL mutation, Störung der Apoptoseprozesse

->fehlende periphere Toleranz

->Transkriptionsfaktor AIRE kontrolliert autoreaktive T-Zellen im Thymus—> Autoimmunität

->Defizinez führt auch zu Auto-AK (linked recognition= Selbsttoleranz kann nicht aufrecht erhalten werden)

mTec->präsentieren kein AG, APECED Syndrom (Candidiasis)

Über Pathomechanismen, Bsp:

HLA-Genotyp+ vorangegangene Infektionen/ Umwelt

Strukturelle Ähnlichkeit zwischen Fremdantigenen (z. B. von Erregern) und körpereigenen Antigenen, sodass eine gegen den Erreger gerichtete Immunantwort kreuzreaktiv auch Selbstgewebe angreift

Bsp. rheumatisches Fieber durch Strep pyogenes

->Vermeidung von Autoimmunitäten durch Exhaustion (weniger IL-2, mehr PD-1 und CLTA-4

-> Tumorzellen aktivieren Checkpoint-> Immunevasion

Checkpoint Therapie-> Synthetische Anti (CLTA4/ PD1/PD1L)-AK

—>Reaktivierung von exhausted T-Zellen

—> Kombinationstherapie oft wirkungsvoller

—> nebenwirkungen Autoreaktive T-Zellen

CAR-T-Zell-Therapie:

1. Dialyse+ T-Zellisolation, Zellkulturen

2. genetische Modifikation AG-Rezeptor

3. Replikation (IL-2)

4. Chemotherapie

5. Infusion

->nutzen sc-variables fragment eines AK zur AG-Erkennung von Neoantigenen der Tumore(modifizierte AK)

Sensibilisierung:

-Erstkontakt mit Allergen

-Aktivierung von Th2-Zellen → IL-4, IL-13

-B-Zellen produzieren Allergen-spezifisches IgE

-IgE bindet an FcεRI auf Mastzellen

-Mastzellen sind sensibilisiert, noch keine Symptome

Erneuter Kontakt:

-Allergen bindet an IgE auf Mastzelle

-Quervernetzung der FcεRI-Rezeptoren → Aktivierung

-Sofortige Freisetzung von Histamin, Heparin, Proteasen

-Produktion von Lipidmediatoren & Zytokinen: Leukotriene, Prostaglandine → verzögerte Reaktion

Effekt auf Gewebe:

-Vasodilatation → Rötung, Schwellung

-Gefäßpermeabilität ↑ → Ödem

-Glatte Muskulatur kontrahiert → Bronchokonstriktion

-Schleimproduktion ↑ → Atemwege / Darm betroffen

• nur Proteine können T-Zellantwort auslösen

• enzymatisch aktiv

• niedriges Molekulargewicht, begünstigt Aufnahmen

• Stabilität erhöht die Wirksamkeit als Allergen

• gute Löslichkeit

Typ 1 : (Soforttyp/IgE)

Th2-Zellen → IL-4, IL-13 (IgE-Klassenwechsel), IL-5

B-Zellen/Plasmazellen → IgE-Produktion

Mastzellen (zentral) → FcεRI-vermitteltes Degranulieren

Typ 2: (zytotoxisch über IgG/M)

B-Zellen/Plasmazellen → IgG, IgM

Komplementsystem->(Neutrophile Granulozyten, Makrophagen, NK-Zellen)

Typ 3: (Immunkomplexe, AG/AK)

B-Zellen/Plasmazellen → IgG

Komplementsystem ->Neutrophile Granulozyten (zentral)+Makrophagen

Typ 4a: (Kontaktdermatitis,Tuberkulinallergie)

->TH1 Zellen->Makrophagenaktivierung

->auch CD8 Aktivierung

Typ 4b: (Arzneimittelexanthem)

-> TH2 Zellen->eosinophile

1.TCR (a/ß-Kette)-> bindet an MHC+Peptid +CD4 oder CD8

CD4/8 kostimulation

CD 28/80/86

2.CD3-> gamma, epsilon, zeta-ketten

Enthält ITAMs (Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motifs)

Signalübertragung ins Zellinnere

3.CD45-> Starter, ermöglicht ZAP-70 Bindung an ITAMs

4.Tyrosinkinasen: LcK, Fyn, ZAP-70

->Dominoprinzip, Phosphorylierungskaskade

5. PTPN22 Regulationskomponente:

->dephophoryliert Src Kinasen, Zusammenhang mit Autoimmunerkrankungen

6.SH2/SH3-Domänen an Tyrosinkinasen ermöglichen Interaktionen mit ITAMs

Lck wird in T-Zellen durch Konformationsänderung (SH2/SH3), phosphorylierende Kinasen (Csk), dephosphorylierende Phosphatasen (CD45 aktivierend, PTPN22 dämpfend) und Co-Rezeptoren (CD4/CD8) fein reguliert

Die Regulation von Lck bestimmt, wann und wie stark eine T-Zelle aktiviert wird – sie balanciert zwischen effektiver Immunabwehr und Selbsttoleranz

Die Aktivierung der LcK ist schnell und transient

->effektive Signalübertragung zw. T-Zelle und APC

-Stabilisiert den Zellkontakt: Integrine (z. B. LFA-1 ↔ ICAM-1) halten T-Zelle an APC

-effiziente Signaltransduktion durch rafts(bündelt TCR und Src-Kinasen räumlich)

-Polarisation: CTL kann gerichtet Granzym sekretieren

Das Signalosom ist das intrazelluläre „Schaltzentrum“ der immunologischen Synapse, das TCR-Signale bündelt, verstärkt und auf die Transkriptionsfaktoren NFAT und NF-κB überträgt

Signalosom bringt verschiedene Kaskaden zusammen:

• Ca²⁺ / Calcineurin → NFAT

• PKC-θ → NF-κB

• Ras/MAPK → AP-1

NFAT wird durch TCR-vermittelten Ca²⁺-Anstieg aktiviert:

1.TCR Signal aktiviert Tyrosinkinasen Lck und Fyn

1. ZAP-70 wird von aktivierten ITAMs an seinen SH2 Domänen phosphoryliert und aktiviert dann Adapterproteine (PLC-y1)

1. PLC-γ1 spaltet PIP2 und erzeugt IP₃ und Diacylglycerol

2. Diacylglycerol aktiviert NFkB

3. IP3 bindet an seine Rezeptoren→ Ca²⁺ wird ins Zytoplasma ausgeschüttet→Dephosphorylierung von NFAT durch Calcineurin → NFAT wandert in den Kern und aktiviert Genexpression, z.B. IL-2

CSA/TAC hemmen Calcineurin->NFAT bleibt phosphoryliert → keine nukleäre Translokation → T-Zell-Aktivierung blockiert → weniger IL-2-Produktion

-> Das funktioniert nur über die Dosierung: NFAT in jeder zelle vorhanden, T-Zellen werden bei niedrigen Konzentrationen bereits gehemmt

TH1: IFN-y, IL-12

TH2: IL 4

Treg: TGF-ß, IL-2

TH17: TGF-ß

->unterschiedlichen Positionen im Gewebe

->Metabolismus ist unterschiedlich

->Unterschiede im TCR

->Ankermoleküle, fehlende Rezeptoren

Intravenöses immuncell labeling

• fluoreszenzmarkierte Ak (dürfen nicht gewebegängig sein)

• Labeling, Zeitkomponente wichtig(wanderung ins Gewebe nach 3min)

Labeling mittels Farbstoff und UV-Detektion, Farbstoffstoff muss gewebegängig sein, Beobachtung tissue resident t-cells

Parabiose:

Durch Kapillarisierung fand man Memor effector T-Zellen von Maus 1 in Maus 2

Orthotopie:

Nachweis von tissue resident memory T-Zellen nach Transplantation

switch der T-Zellpopulation resident->effektor nachweisbar

Latente Infektionen können transferriert werden

generational memory

->Zellvorläufer werden epigenetisch reprogrammiert (Bookmark)

->Tochterzellen reagieren schneller/stärker

->trained immunity auch bei anderen Zellen

-Sekretion ist kurz und selbstlimitierend

-pleiotrop und redundant

-autokrin, parakrin, endokrin

-nutzen spezielle Signalwege (JAK/STAT)

Vorallem von aktivierten Makrophagen produziert:

-IFNa/ß antiviral

-TNF/ IL-1 inflammatorisc

-Chemokine -> Leukozytenrekrutierung

-IL-12->IFNy Produktion in Neutrophilen

-IL-2 Wachstumsfaktor für T-Zellen

-IL-4 IgE Produktion, TH2 Zellpolarisation

-IL-5 aktiviert Eosinophile

-IFNy aktiviert Makrophagen/DCs

Makrophagen,DCs: IL-12 <—>IFNy (T-Zellen,NK-Zellen)

->positive Rückkopplung

1. Erkennung des Schadens

• PRRs (z. B. TLRs, NLRs) erkennen PAMPs/DAMPs auf/in:

  • Makrophagen, dendritischen Zellen, Mastzellen, Endothel

• Aktivierung von NF-κB, Inflammasom etc.

1. Freisetzung von Mediatoren

• Zytokine: TNF-α, IL-1β, IL-6

• Chemokine: CXCL8 (IL-8) → Neutrophilenrekrutierung

• Lipidmediatoren: Prostaglandine, Leukotriene

• Komplement, Histamin (v. a. Mastzellen)

1. Gefäßreaktion

• Vasodilatation → ↑ Durchblutung

• ↑ Gefäßpermeabilität → Plasma tritt aus

1. Leukozytenrekrutierung

• Endothelaktivierung → Selektine, Integrin-Liganden

• Rolling → Adhäsion → Diapedese

• Chemotaxis zum Entzündungsherd

1. Elimination & Aufräumen

• Phagozytose (Neutrophile, Makrophagen)

• Abtötung (ROS, NO, Enzyme)

• Efferocytose apoptotischer Zellen

• Einleitung der Resolution/Heilung

TH1:

-Polarisierung: IL-12, IFNy

-Transkriptionsfaktor: T-bet

-Effektorzytokine: IFNy, TNFa, IL-2

-zelluläre Immunität

TH-2:

-Polarisierung: IL-4

-Transkriptionsfaktor: GATA3

-Effektorzytokine: IL-4,5,13

-humorale Immunität

TH17:

-Polarisierung: TGF-ß, IL-6

-Transkriptionsfaktor: Roryt

-Effektorzytokine: IL-17,22

-Proinflammatorisch

Treg:

- Polarisierung: TGF-ß, IL-2

-Transkriptionsfaktor: FoxP3

-Effektorzytokine: IL-10

angeboren:

DCs->Erkennung TLR7->IFNa/ß->NK-Zellen->bei missing self +KIR programmierter Zelltod durch Fas/FasL+Granzyme

adaptiv:

->CD4/8 werden ebenfalls von APCs aktiviert über MHC 1/2

->APC regt CD40L von CD4 Zellen an<->CD40 stimuliert B7 Moleküle= CD8 Stimulation

Ausschüttung IFNa/ß elementar:

->MHC1 Expression+ antivirales Stadium der infizierten Zelle

CTLs erkennen MHC+Viruspeptid auf APCs

Missing self + Stressliganden->NK-Zellaktivität

Später: Lipidhülle der Viren angreifbar durch Antikörper von B-Zellen oder Impfstoffe

->Komplementaktivierung

humorale Immunantwort irrelevant->Intrazelluläre Bakterien werden durch AK nicht tangiert

DC/Makrophagen präsentieren Antigen auf MHC-II

IL-12 → Th1-Polarisierung->IFNy aktiviert widerum Makrophagen

Granulombildung: v. a. bei Mycobacterium tuberculosis

->Th1-Zellen + aktivierte Makrophagen

->Lipidschicht schützt Bakterium

->Zellen Sterben->lokale Entzündung

->Weitere TH1 Antwort->Granulom

-Immunisierung der Maus mit AG X

-Myelomzellen (keine AK Produktion) kultivieren

-Milzzellen der Maus mit Myelomzellen fusionieren (PEG)

-Hybridomzellen produzieren AK X

Dimerisierung TLR->NF-kB aktiviert:

TNF-α, IL-1β, IL-6 (Entzündung)

IFN-α/β (antiviral)

Kostimulatoren (CD80/86), MHC-Hochregulation

-Haltbarkeit murin: ~20h, human 21d

-unzureichende Aktivierung von Effektorzellen

HAMA: Immunantwort gegen murine AK (konstanter Fc-Teil)

->Versuch der Humanisierung (Xenomaus)

->mAb OKT3 (anti CD3)

->verhindert Transplantatabstoßung

->keine HAMA, weil nur 1x wöchentlich injiziert (keine langfristig repetitive Anwendung

IgG1/3 bei Fc-vermittelten Effektorwirkungen

humanisierter a-CD20-Ab Rituximab

Mechanismus:

->rituximab bindet an Pan B-Zellrezeptor (CD20)

->IL-10 Produktion induziert autokrine B-Zellapoptose über BCL-2->Caspase (Komplement-klassischer Weg)

->ADCC durch NK-Zellen

-Bispezifische Antikörper 2AG spezifitäten, bringen Effektorzelle und Zielzelle in räumliche Nähe

-scFv AK (CAR-T-Zellen, kein Fc-Teil)

-Catumaxomab (trispezifisch) ratten/maus/hybrid AK, der Karzinom, CD3, und FcR

-Immunkonjugate zur Tumortherapie mit Radioisotopen (Tumordetektion+Bekämpfung) Bsp. Brentuximab bei hodgkin-Lymphom

Omalizumab:

-humanisierter a-IgE-AK

Umgehen von Toleranzmechanismen->Durchbrechen mit Adjuvantien führt zu starken Entzündungen Bsp. Poliomyelitis

~75% der Immunität

-MALT (Bsp Peyer Plaques im Darm)

-intestinale Lymphozyten: produzieren CAPS, wandern nicht

-B-Zellen in isolierten Lymphfollikeln ohne T-Helferzellen

-Tolerogenes Milieu in der Homeosthase

Aufbau:

-1 Zellschicht Enterozyten/Panethzellen/Becherzellen verbunden über Tight junctions

-Mukusschicht von Becherzellen gelartig mit CAPS(Panethzelle) und IGA

-B-Zellen: Klassenwechsel+Hypermutation IgM->IgA ohne T-Helferzellen allein durch Mikromilieu von DCs: APRIL+BAFF

-aktiviert kein Komplement

-vor Transzytose sekretorische Komponente als Schutz vor Proteasen

-gleichzeitig größte Schwachstelle

-Mirkofaltenzellen in Peyer-Plaques

->AG->DC Aktivierung->T-Zell-Priming

-direkt an Peyer-Plaques durch aktivierte DC

-nach Wanderung der DC in mesenteriale Lymphknoten

-TSLP

-IL-10

-Retinsäure

-TGF-ß

->expression von Homing Molekülen

->expression von FoxP3->Treg

Lymphozyten werden in GALT (Peyer-Plaques, mesenteriale Lymphknoten) geprägt und exprimieren danach spezifische Homing-Rezeptoren, die sie selektiv in den Darm über die HEVs lenken:

1. Antigenpräsentation im GALT/mesenterialen LK

2. DCs produzieren Retinsäure

3. T-/B-Zellen exprimieren α4:β7 + CCR9

4. Im Blut: Chemotaxis

   • Rolling/Adhäsion über α4β7 – MAdCAM-1

5. Einwanderung in die Darmschleimhaut

-Mais-Diät in Mäusen resultierte in oraler Toleranz gegen Mais-Antigen->induzierte Toleranz

-bei Alloantigenen: keine vorherige zentrale Toleranz, da Antigene nicht im Thymus präsent

-antigenspezifisch

-partiell

-effektiv bei Erstkontakt

-Füttern VOR Immunisierung notwendig

-Threshold Effekt bei Mäusen nach AG-Dosis

Bei Mensch:

-Allergen muss bekannt sein, Bsp. Allergien

2 AG aus gleichem Organ

->Aktivierung organspezifischer Treg

->gleiches ergebnis bei beiden AG

Lücke im System bei missing self Phänomen

->CTL wird unterwandert

->komplementäre Funktion zu CTLs

komplementäre Systeme:

-MHC-1 Moleküle (werden meist unabhängig von gebundenem Peptid erkannt) als Liganden von NK-Zellrezeptoren

->Inhibitorische/aktivierende NK-Zellrezeptoren

->KIR/Ly49: 4 Familien, können aktivierend oder hemmend wirken

1. aktivierend: Kinase

2. inhibierend: Phosphatase

->Erziehung an HLA-E/Qa-1 Maus->Hemmung

-Wegfallen des hemmenden Signals

-HLA-C Reduktion

das hemmende Signal von HLA-E fällt komplett weg

->bindet normalerweise an CD94 und hemmt NK-Zelle

Induced self bedeutet, dass Stress- oder Transformationsliganden (z. B. MICA/B, ULBPs) auf körpereigenen Zellen die NK-Zell-Aktivierung auslösen, sodass die Zelle trotz vorhandener MHC-I-Expression lysiert wird

In der Tumortherapie wird das „missing self“-Prinzip“ genutzt, indem NK-Zellen oder CAR-NK-Zellen Tumorzellen erkennen, die MHC-I herunterreguliert haben, wodurch die inhibitorischen Signale fehlen und die NK-Zellen die Tumorzellen gezielt abtöten Bsp. Lirimumab

Unterschied zu CAR-T-Zellen: Alloreaktivität

HIV: supprimiert HLA-A/B Transport an Zelloberfläche, nur HLA-C wird präsentiert

CMV: virales Protein immitiert MHC1

-funktional angeborenes Immunsystem

-Wandern aus dem Thymus direkt in Schleimhäute

-Binden vorallem Lipide

-lokale, gewebsständige Lymphozyten (Schleimhäute)

-keine AG-spezifischen Rezeptoren

-durch Cytokine zu Sensorzellen aktiviert

-produzieren Cytokine (Cytokine induced cytokine)

-können lokal proliferieren

Spezialisierung:

TH1->IFN-γ, TNF-α, IL-2->Monozyten,Makrophagen

TH2->IL-4, IL-5, IL-13->Eosinophile,basophile

TH17->IL-17->Neutrophile

-> hohe Variation an HLA in einer Population->MHC-Polymorphismus

-> ein Individuum hat 6 verschiedene HLA-Gene

nah beieinander liegende Gene auf dem Chromosom werden öfter gemeinsam vererbt

Mögliche Mechanismen:

->linked Desequilibrium (HLADQ2,8->Zöliakie)

->HLA selbst verantwortlich

Bsp. idiopathische Hemochromatose->MHC1 ohne Immunfunktion, da MHC1 hier kein Peptid binden kann

RAG1/2 erkennt die Rekombinationssignalsequenzen (RSS), die aus Heptamer–Spacer–Nonamer bestehen (Spacer = 12 oder 23 bp)

->Ein Gensegment mit einem 12 bp Spacer kann nur mit einem Segment mit einem 23 bp Spacer rekombinieren – nie 12/12 oder 23/23

Resultat:

1. Stellt die korrekte Reihenfolge der Rekombination sicher (z. B. V–D–J statt V–V oder J–J).

2. Erhöht die Diversität, verhindert aber fehlerhafte Rearrangements

1. Thymusunabhängige Produktion von AK durch Clustering an repetitive Epitope (z.B. LPS)

   ->kein Klassenwechsel, keine Affinitätsreifung

   
   

2. Thymusabhängige Produktion von Antikörpern

-> Primäre Aktivieerung durch B-Zell-Rezeptorkomplex (BCR+CD19)

->Proteine haben keine repetitiven Sequenzen, Signal zu schwach, T-Zellhilfe (TFH-Zellen im Lymphknoten) notwendig (CD40L+Cytokine)

->linked recognition

Vorteil: Erhaltung der Selbsttoleranz

->autoreaktive AK nur mit autoreaktiven T-Zellen aktivierbar

Nachteil: niedrigere Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens passender T- und B-Zellen

->Zusammentreffen B- und T-Zellen (+T-Zellen und DC) räumlich/zeitlich in Lymphknoten organisiert werden

->AG-Transport passiv durch Lymphe oder aktiv durch migratorische DCs über HEVs in den Paracortex

->naive B/T-Zellen scannen den Lymphknoten und verlassen ihn wieder

1. naive B-Zellen: aktiviert in Primärfollikeln durch follikuläre DCs

2. Wanderung an die Grenze der Primärfollikel-> dort sitzen von DC bereits aktivierte TFH ->linked recognition

T-Zellen:

->wandern in Paracortex und tasten DCs ab

->Aktivierung-> Proliferation

a) Effektor-T-Zelle-> Lymphknoten wird verlassen

b) TFH->wandert an die Grenze der Primärfollikel

APC erkennt AG durch PRRs und induziert Reifung und Expression kostimulatorischer Moleküle (CD80/86)+MHC

-> CD4 T-Zelle erkennt MHC->unterstützung über CD40L

->DC-Licensing

->Schutzmechanismus für die Aktivierung von CTLs

Klinische Immunität: Erreger kann sich vermehren und weitergegeben werden, aber kein vollständiges Krankheitsbild im Wirt auslösen

Sterile Immunität: Erreger kann sich in immuner Person nicht vermehren->Herdenimmunität wird möglich

Spezifische neutralisierende Antikörper gegen den Erreger und langlebige Plasmazellen induzieren

Effektive Antikörperproduktion muss gewährleistet sein->CD4T-Zell-Hilfe

Lebendimpfstoffe können lebenslange AK-Titer induzieren

Rekombinante Proteine/Erregerbestandteile+Adjuvanzien müssen immer wieder aufgefrischt werden

-Lebendimpfstoff

-attenuierte Viren

-attenuierte Toxoide

-Polysaccharide+Konjugat

-rekombinante Proteine

-Vektoren

-DNA/RNA

Louis Pasteur: Erreger verliert seine Pathogenität, nicht aber seine Immunogenität

Hapten-Carrier-Prinzip, linked recognition

->kovalente Bindung von Polysaccharid an Carrier notwendig für gemeinsame Erkennung/ Internalisierung

Beste Carrier: Tetanus/Diphterie Toxoid, hoch immunogen

HPV Impfung

->isoliertes Protein aus Viruskapseln (virus like particle

->rekombinante DNA

Robert Kochs Entdeckung

->Immungenität bleibt nach Abtötung von Bakterien erhalten

—>Grundlage der Serumtherapie/ passive Immunität

->Toxoide als Impfstoffe gegen Diphterie/Tetanus

Adenoviren (dsDNA) mit Replikationsdefizienz meistens verwendet als Vektor (Sars-CoV2)

->kein Adjuvanz notwendig für T-Zell-Hilfe

->Existierende Immunität(AK-gegen Adenovirus) wird umgangen, indem man Chimpansen Adenoviren nimmt

DNA:

-DNA Sequenz des Antigens in bakteriellem Plasmid kloniert->AG

->unmethylierte DNA starkes endogenes Adjuvanz->TLR9

-keine klinische Anwendung bis heute, Tiermodell erfolgreich

mRNA:

-löst starke Entzündungsreaktion aus, Basenmodifikation notwendig um Entzündungen zu drosseln und Halbwertszeit zu erhöhen

-Herstellung durch in-vitro-Transkription

-Lipid Nanopartikel als Hülle, Schutz vor Abbau+Zelltransport

-Lebendimpfstoffe benötigen keine Adjuvanzien, da das Immunsystem bereits vollständig involviert wird

-Toxoide, rekombinante Proteine benötigen Adjuvanzien

Bekanntestes Adjuvanz: Aluminiumhydroxid

->aktiviert Inflammasom->IL-1 steigt->Entzündungsreaktion wird ausgelöst

Hauptproblem der Entwicklung: Nebenwirkungen

->IgA Antwort in den Schleimhäuten induzieren

->Virus->überwindet Epithelschicht->Lymphsystem->Blut->Neuronen->Lähmung (Bsp. Polioimpfung)

Variante Polioimpfstoffe:

inaktiviertes Virus->Salk->keine IgA Produktion, wirkt aber durch IgG trotzdem

attenuiertes Virus->Sabin (Schluckimpfung)-> IgA Produktion erfolgreich

1. Anti entzündliche Zytokine, IL-10, TGFß

2. Zytolyse, Granzym induziert Apoptose

3. Metabolische Hemmung, IL-2 Hunger bei NK-Zellen führt zu Apoptose

4. Inhibierung von DCs, CTLA4 bindet an B7 Moleküle, dadurch auch inhibierung der T-Zellproliferation

TH1 inhibiert TH2 Polarisation durch IFNy

TH2 inhibiert TH1 Polarisation durch TGFß

1. Unspezifische Bindung zunächst über LFA-1 und ICAMs

-> MHC1 spezifische Aktivierung über TCR

-> Fas/FasL Bindung

-> Perforin+Granzym