Immunologie

primäre lymphatische Organe

• Thymus

  • Reifung der T-Lymphozyten

• Knochenmark

  • Blutzellbildung, Reifung der B-Lymphozyten

Prozesse

• primäre lymphatische Organe

  • Differenzierung der Immunzellen

  • somatische Rekombination (Verteilung der Rezeptoren)

• sekundäre lymphatische Organe

  • Antigenkontakt führt zu Differenzierung zu Effektorzellen = klonale Selektion

  • somatische Rekombination: Hypermutation & class switch (nach Antigenkontakt werden verschiedene Antikörper aus IgM & IgD produziert)

Primäre lymphatische Organe:

• Thymus, Knochemark

  —> Vorläuferzellen werden zu B und T-Lymphozyten differenziert.

  —> Synthese und Kontrolle.

Sekundäre lymphatische Organe:

• Lymphknoten, Milz, Muköses und lymphatisches Gewebe

  —>Versammlung und Aktivierung von Lymphozyten

  —> B-Lymphoyzten treffen auf Helferzellen

  —> T-Helferzellen treffen auf dendritische Zelle und Makrophagen

angeborene Immunität

• Vererbung durch Eltern, bereits vorhanden bei Geburt

erworbene Immunität

• wird im Laufe des Lebens erworben und erweitert (Repertoir wird immerzu auf somatischer Ebene erweitert)

• Lysozyme

• antimikrobielle Peptide

• Cytokine (Interleukine, Interferone)

• Akute-Phase-Proteine

• Komplementsystem

Akute-Phase-Proteine: z.B. (CRP=C-reaktives Protein)

Markierung Phosphorylcholin und Polysaccharide auf Bakterienoberfläche -> Signal an Komplementsystem

Komplementsystem:

• Lyse von gram- Bakterien

• Anlocken von Pathogenen

• Opsonisation (Markierung Pathogene)

Typ-I-Interferone:

• von virusbefallenden Zellen produziert

• lösen den Anti-Viral-State aus: Zerstörung viraler mRNA, Hemmung Translation viraler Proteine

• Aktivieren den Anti-Viral-State in den Nachbarzellen

• Aktivierung NK-Zellen (NK=natural killer)

wann erfolgt die Ausschüttung:

• sobald eine Zelle bemerkt, dass sie von einem Virus befallen ist

benachbarte Zelle:

• lösen Anti-Viral-State aus: Zerstörung viraler mRNA und Hemmung der Translation viraler Proteine

• Phagozyten

• verschiedene Granulozyten

• NK-Zellen

• ILCs

Durch Antigen-Antikörper-Komplexe (klassisch):

• AK(Immunglobulin) bindet an Oberfläche, dann bindet Komplement-Komponente (C1q).

• Bindet C1q an mehreren Stellen, so schwimmt es nicht mehr weg (geringe Affinität).

Lektin-Weg: Mannan & MBL

(Mannan-bindendes-Lektin):

MBL und Ficoline erkennen Kohlenhydrate und binden daran auf der Oberfläche eines Pathogens

-> haben dort nichts zu suchen

-> Proteasen aktiviert

Spontanes „tick over“:

Nach gewisser Zeit lysiert Komplement:

9-Komponenten. Enzymkomplex bindet direkt an Pathogen-Oberfläche. C5 als Keimpore.

Folgen:

• Zelllyse (gram- Bakterien)

• Chemotaxis=Anlocken von Phagozyten für Verdau

• Opsonierung (Markierung mit Antikörpern und Faktoren für phagozytierende Zellen)

Zell-Lyse

Schutzmoleküle an Zelloberfläche (CD59 = cluster of differentiation = Protectin) -> Verhindert Komplementaktivierung.

Erkennung von Selbst: Erkennung MHC-Moleküle durch NK, Erkennung CD47 durch Makrophagen (detektieren mit SIRPalpha).

Eliminierung von Selbst-reaktiven B- und T-Lymphozyten in primären lymphatischen Organen. Regulation der Aktivität von B- und T-Lymphozyten.

Zellen:

• Phagozyten

• verschiedene Granulozyten

• NK-Zellen

• ILCs

Zelluläre Faktoren (Rezeptoren):

• PRRs (PBP, TLR, CRP)

• RNA Interferenz

• toxische Sauerstoff- & Stickstoff-Metabolite

Lösliche Faktoren (Serumbestandteile):

• Lysozyme

• antimikrobielle Peptide

• Zytokine (Interleukine, Interferone)

• Akute-Phase-Proteine

• Komplementsystem

• Rezeptoren durch Keimbahn kodiert

• begrenztes Repertoir

• relativ schnelle Reaktion

• kein Gedächtnis

• …

—>PAMPS (=pathogen-associated molecular patterns)

werden erkannt durch PRRs:

• Lipopolysaccharid-bindendes Protein=LBP

• Toll-ähnliche Rezeptoren=TLR

• C-reaktives Protein=CRP

Was:

genereller Rezeptor des angeborenen Immunsystems um konventionelle bakterielle und virale Antigene bzw Nukleinsäuren zu detektieren (PAMP = pathogen-associated molecular pattern)

Wo:

zelluläre Membran- und Vesikeloberfläche von Zellen der angeborenen Immunität

3 Beispiele:

bakterielle Lipoproteine, Flagellin, dsRNA

Was erkennen:

• “selbst” durch MHC-Moleküle

• “fremd”/infizierte Zellen durch kein MHC/IgG-coating

Effektormechanismen:

• Killing-Mechanismen: Degranulierung &/oder Todesligand

• Hemmung Signal-aktivierender Rezeptoren duech MHC

Markierung des Pathogens für phagozytierende Zellen

beteiligte Moleküle & Zellen:

• Faktoren des Komplementsystems

• Antikörper - Antigene

• Mannan - Mannose-bindendes Lektin

• phagozytierende Zellen (z.B. Makrophage)

• Lysozym

Rolle:

• erleichterte Erkennung & Abbau der Pathogenen

• weitere Opsonine:

  • CRP, MBL, Komplement C3b und C4b

• Opsonierung durch das Komplementsystem & Antigen-bindende Antikörper/Mannan-bindendes Lektin

• + schwere & leichte Ketten

Funktionen der Bereiche:

• Paratop bindet spezifisches Epitop

• konstanter Bereich enthält Bindungsstellen für Effektorzellen & -moleküle

identisch: konstante Region am C-Terminus

verschieden: variable Region am N-Terminus

Unterscheidung variabler & konstanter Regionen: in variabler Region loops in der beta-Faltblattstruktur

Proteine mit Immunglobulin-ähnlicher Domäne bzw. Faltung. Mitglieder haben gemeinsame funktionelle Eigenschaft: Erkennung, Bindung und Interaktion von Zellen.

MHCs, T-Zell-Rezeptoren, NK-Zell-Rezeptoren (KIR)

Die Klassen unterscheiden sich in der Aminosäuresequenz der konstanten Region der schweren Ketten (Anzahl der Domänen, Hinge-Region, Glykosylierungsgrad) und in ihrer biologischen Funktion.

IgG: klassische Komplementaktivierung, Opsonierung, Plazentatransfer, Aktivierung von NK-Zellen

IgM: exprimiert von frisch gereiften B-Zellen -> benötigt für class switch, klassische Komplementaktivierung, Opsonierung

IgD: exprimiert von frisch gereiften B-Zellen ->benötigt für class switch

IgA1: Schleimhautimmunabwehr, Opsonierung

IgE: Parasitenabwehr & Allergiereaktion, Aktivierung der Mastzellen

CDRs = complementary determining region

—> 3 auf der leichten, 3 auf der schweren Kette

Immunglobuline, BCR, TCR

• Bereich: in der variablen Region

• wie viele: Ig/BCR - 3 verschiedene auf der schweren & 3 verschiedene auf der leichten Kette, TCR - 3 verschieden auf alpha Kette & 3 verschiedene auf beta-Kette

—> Funktion: Binden von Antigenen, durch verschiedene CDRs Erhöhung der Diversität

1. Rekombination von Gensegmenten der variablen Region (RekombinationsSignalSequenzen zwischen V-D-J-Regionen)

2. ungenauer Rekombinationsprozess und Einführung von P und N-Nukleotiden

3. Kombination verschiedener schwerer und leichter Ketten

n-Nucleotide (non templated Nucleotids)

- während dem Rekombinationsprozess, nach dem Aufschneiden der DNA, lagern Nukleotide mithilfe der terminalen Desoxyribonucleotidyltransferase (TdT) an die aufgetrennten Einzelstränge an

p-Nucleotide(palindromische Nukleotide)

- während dem Rekombinationsprozess, nach dem Aufschneiden der DNA, lagern sich Nucleotide vom komplementären unteren Strang an den oberen Einzelstrang an und erzeugen somit eine palindromische Sequenz

• Rezeptor: TCR, Ig, BCR

• CDR3 —> am variabelsten

  • Rekombination zwischen V und J bzw. V,D und J findet im Bereich von CDR 3 statt

  • —> daher die größte Längen- und Sequenzvariabilität

• CDR1/2: weniger variabel

• Umlagerung der V-, D und J-Gensegmente der variablen Region

• schwere Kette: VDJ

• leichte Kette: V,J

molekulare Mechanismen: somatische Rekombination, Splicing

Moleküle: BCR & TCR, Ig

Besonderheiten:

• konstante Region stark glykosyliert

• schwere Kette aus 5 Domänen

• ohne hinge-region

• kann mit anderen IgM über Disulfidbrücken oligomerisieren-> stabilisiert über J-chain -> hohe Avidität

• in der Membran von B-Zellen gebunden an Igα-und Igß-Proteinen, die für das signaling bei Antigenkontakt über ITAMS Richtung Zellinneres zuständig sind

Funktion:

• Aktivierung Komplementsystem

• Neutralisation

• Opsonierung

Parasitenabwehr und allergische Reaktionen

Aktivierung der Mastzellen -> Mastzellen setzen Histamin aus Granula frei, das toxisch auf Pathogene wirkt

Ziel: Erweiterung der Gefäße um Pathogen “auszuschwemmen”

Struktur:

• Hinge-Region mit nur 1 Disulfidbrücke

• schwere Kette aus 4 Domänen

• schwach glykosyliert

Funktion:

• Neutralisation von Pathogenen

• Opsonierung

• Aktivierung Komplementsystem

Wirkungsort:

• Schleimhäute

wie gelangt es dort hin:

• der poly-Ig-Rezeptor der Epithelial-Zellen kann IgA-Dimere durch Transzytose ins Innere transportieren

warum:

Prüfung auf Toleranz gegenüber körpereigener Antigene

Entstehung:

• Komplex: schwerer IgM Kette+ Ersatzleichter-Kette = Prä-BCR

• Prä-BCR mit Igalpha und Igbeta assoziiert

• Entstehung

  • Assoziation einer umgelagerten leichten Kette mit µ-Kette

  • im Knochenmark

  • alternative RNA-Prozessierung

Was:

• Änderung der Ig-Klasse eines Antikörper durch Veränderung des konstanten Bereichs

Warum:

• Produktion verschiedener Antikörper mit demselben Paratop mit Wirkung verschiedener Effektorzellen & -moleküle

Wie:

• durch Antigen-Kontakt werden T-Zellen aktiviert, die Signale (CD40L, Zytokine) an die passende B-Zelle weitergeben, was den class switch auslöst

somatische Hypermutation:

• was: Punktmutation in den variablen Regionen von Antikörpern

• Moleküle: V-Gene

• wo: in aktivierten B-Zellen in den sekundären lymphatischen Organen

class switch:

• was: Veränderung der Ig-Klasse eine Antikörpers durch Veränderung der konstanten Region

• Moleküle: Domänen der konstanten Region der schweren Ketten

• wo: in aktivierten B-Zellen in den sekundären Lymphatischen Organen

positiv-negativ-Selektion:

BCR (B-Cell Rezeptoren) mit niedriger Affinität können das Antigen nicht binden und erhalten keine unterstützende Signale durch T-Helfer-zellen, dies führt zur Apoptose.

BCR mit hoher Affinität, die das Antigen präsentieren, empfangen unterstützende Signale von T-Helferzelle durch IL-21 (Cytokine) und CD40L, die das Überleben der Zelle fördern

• Neutralisation durch Bindung der pathogenen Stelle

• Aktivierung des Komplementsystems

• Opsonierung des Erregers

Nein

• Maus-Antikörper (murine Antikörper) wirken im menschlichen Organismus als Antigen

  —> Serumkrankheit, Immunkomplexbildung (Antikörperbindung an Antigen)

• Neutralisation durch Antikörperbindung

  —> Virus bindet keinen neuen Rezeptor mehr zum Befall

• Opsonierung & Aktivierung des Komplementsystems

  -> Stimulation der Phagozytose

• Aktivierung von Effektorzellen (NK-Zellen ,Mastzellen)

pathologische Wirkung I Überschuss Immunkomplexe

• Bildung von Immunkomplexen bei Ag-Ak-Reaktion

• fixierte Ak —> klassischer Weg der Komplementaktivierung über Fc-Rezeptor

• Ablagerung der Komplementkomponenten (C3b) auf den Komplex

• C3b bindet an Rezeptor der Erythrozyten

  —> Verdau in der Leber

• Anlagerung an Endothelien über Fc-Rezeptor

  —> Komplementaktivierung

• örtiliche Entzündung

pathologische Wirkung II Mastzellaktivierung

• Mastzellen mit Fc-rezeptor —> IgE bindet mit hoher Affinität

• Vernetzung der IgE —> Degranulation via Mastzelle

pathologische Wirkung III Rezeptorblockade

• Antikörper gegen Ach-Rezeptoren —> Signalblockade, Zerstörung der Rezeptoren über Internalisierung

  —> Muskellähmung

pathologische Wirkung IV Rezeptorstimulation

• Antikörper bindet TSH Rezeptor

  —> Ausschüttung von Tyroxin

Epitop

• Antigendeterminante bzw der Teil des Antigens, der an Antikörper bzw T-Zell-Rezeptor bindet

lineare/kontinuirliche Determiante

• Aminosäuren der Determinante liegen nebeneinander

diskontinuirliche Determiante

• Aminosäuren der Determinante liegen im Protein nicht unmittelbar nebeneinander

Synthese kontinuirlicher Epitope ist am einfachsten

—>Proteinkonformation muss nicht beachtet werden

• diskontinuirliche Epitope

• Proteine denaturieren

• —> natürliche Konformation geht verloren—>Ak kann nicht mehr binden

Hapten (=unvollständiges Antigen)

niedermolekulare Substanzen die mit Antikörpern reagieren können aber keine Immunabwehr hervorrufen (nicht immunogen)

warum keine Antikörper: zu kleine MolMasse um wirksam genug zu sein

• Beispiele: Penicillin, Thyroxin

• Denaturierung im Western Blot

  —> eventuell neue Epitope zugänglich

  (Konformationsepitop zerstört)

• etwas mehr Antikörper als Antigen bzw Äquivalenz

• große Antigenmoleküle

• unlöslicher NS

• äquimolar -> bessere Vernetzung

• Test: Agglutamination (große Partikel/Zellen), Nachweis von Präzipation (freie Ag-Moleküle) durch Immundiffusion im Argarosegel

• Antikörper werden benutzt um Antigene aus einem komplexen Stoffgemisch spezifisch auszufällen

• anschließend erfolgt eine Analyse des Präzipitats (WesternBlot, MS, Sequenzierung)

Fragestellungen:

• Nachweis Protein-Protein-Wechselwirkungen

• Immundiffusion im Agarosegel

• Immunelektrophorese

• Hemmagglutination

• Immunpräzipitation mit 35S-Met

Kompetitive ELISA

• 1 MoAk

• Ag < 5kDa

• keine 2 Epitope

Kompetitionsassay 1

• Antikörper adsorbiert an feste Phase

• Absättigung der festen Phase

• markiertes Antigen + zu untersuchende Antigen-Mischung

• kein Antigen in der zu untersuchenden Mischung führt zum Binden aller markierten Antigene an den Antikörper -> vollständige Färbung

• je farbloser die feste Phase, desto mehr Antigen in in der zu untersuchenden Mischung vorhanden

Kometitionsassay 2

• Antigen adsorbiert an feste Phase

• Absättigung der festen Phase

• markierter Antikörper + zu untersuchende Antigen-Mischung

• je mehr Antigen in der zu untersuchenden Mischung, desto farbloser die feste Phase, da der Antikörper bereits das Antigen aus der Mischung gebunden hat

• vollständige Färbung der festen Phase bedeutet, dass kein Antigen in der Mischung vorhanden ist und alle Antikörper an die feste Phase binden

• Radioisotope

  • Radioimmunassay (RIA)

• Enzyme

  • wandel farbloses Substrat in farbiges/fluoreszierendes Produkt um

  • z.B Peroxidase, alkalische Phosphatase

  • Festphasenassay (EIA,ELISA), Blots, Histologie &ELISPOT

• fluoreszierende Marker

  • Fluoreszin, Rhodamin, Phycoerythrin,…

  • Hostologie, Cytologie, Western Blot

• elektronendichte Marker

  • kolloidales Gold, Ferretin

  • Elektronenmikroskopie

• Haptene

  • modulare Testsysteme

  • mit anderen Markern kombiniert

• SDS-Page

• Elektronentransfer auf z.B Nitrocellulose

• primärer Antikörper bindet Antigen

• sekundärer Antikörper + Enzym binden primären Antikörper

• Enzym —> Farb- oder Chemoluminiszensreaktion

Epitope:

• Nachweis kontinuirlicher Epitope

  • da diskontinuirliche Epitope denaturieren

• kompetitve ELISA

  • Tetracyclinderivat an Carrier (Ovalbumin) binden

  • Hapten-Carrier immobilisieren

  • Platte absättigen

  • enzymmarkierten Antikörper mit Tetracyclinmischung auftragen

  • Substrat auftragen

    —> wenig Farbe bei viel Tetracyclin

Ablauf:

• MoAk (catcher) immobilisieren

• absättigen (BSA)

• Antigen

• enzymmarkierter Ak (tracer)

• Substrat —> Farbreaktion (OD messen)

Waschschritte, Inkubation nach jeder Zugabe !

Voraussetzung:

• Antigen mit 2 Epitopen

• 2 MoAk für verschiedene Epitope

• Antigen > 5 kDa

• ELISA

• Virus-Antigen auf Well Platte

  —> Serum des Geimpften + Antikörper + Peroxidase

• spezielle Antikörper mit POD bindet Virus-Antigen und wenig Serum-Antigen (wegwaschen)

kompetitiver ELISA:

• Adsorption Hapten-Carrier-Konjugat

• Absättigung

• enzymmarkierter MoAk 1

• Substratreaktion

Sandwich ELISA

• Adsorption Catcher Ak

• Absättigung

• CEA Zugabe

• enzymmarkierter Ak (Tracer)

• Substrareaktion

• Stopp der Reaktion

• OD-Messung

kompetitiver ELISA

• Anti-T4-Antikörper auf Well Platte

• Serum + enzymmarkiertes T4

• Inkubation (Konkurrenz markiertes/unmarkiertes T4)

• Substrat

  —> Menge markiertem T4 ist umgekehrt proportional zur Menge im Serum

Na251CrO4 Labeling

• Target + radioaktives 51 Cr (VI) —> Cr(VI)-Aufnahme

• CTL zytotoxisch —> Cr(III) freigesetzt, supernant messen

Lymphozyten Stimulationstest

• Blut + Dichtemarker (Ficoll Isopaque)

• Lymphozyten-Isolation

• Zugabe Antigen-Suspension, Makrophagen, Kulturmedium, 3H-Thymidin

• Kultivierung

• Zellübertragung auf Filterscheibe

• Radioaktivitätsmessung (16h nach Enbau von 3H-Thymidin in DNA)

Analyse der Zellproliferation durch CFSE-labeling

• Lymphozythen mit CFSE (Fluoreszeinderivat) labeln

• Zugabe von Antigen,APCs —> Proliferation

• Aufteilung des Fluoreszensfarbstoffes auf die Nachkommen

  —> Analyse Durchflusschromatographie

  (Teilung der Peaks durch Teilung der Zellen)

• CD8-spezifische Antikörper (für Tc)

• Ak fluoreszensmarkieren

• FACS/MACS

• 51Cr-Test

• CD4-spezifische Antikörper

• Ak fluoreszensmarkieren

• FACS

• FACS

• panning

• Cytotoxicity

• Rosetting/magnetic beads

• fluoreszensmarkierter Antikörper bindet Antigen

• Untersuchungsstrahl wird über Vibration zu spezifischen Tropfen

• Laser bestrahlt Tröpfchen mit Zellen

• Detektion Fluoreszenzlicht —> aufladen der gewünschten Zellen

• Ablenkplatten —> Tröpfchen in gesuchte Fraktionen

• Ag + MoAk + magnetic beads (ferromagnetisch)

• MACS-Säule mit ferromagnetischer Matrix und Magnetisierung über Permanentmagnet

• zurückhalten markierter Zellen

• waschen

• Magnet entfernen

• waschen —> Eluat enthält gewünschte Zellen

• enzymatische Abtrennung der beads

• Bedinung: Zellen kaputt (saurer Elutionspuffer)

• zu groß für die Matrix

• Quervernetzung löst Aktivierung aus und ohne Signal

  —>Apoptose

=Reinigung/Isolierung von Antikörpern oder -genen mit Hilfe einer Säule, die kovalent das Ig oder agen bindet

• Moleküle: Proteine, Antigene, monoklonale Antikörper

• Antikörper kovalent an beads koppeln

• Stoffgemisch über Säule —> Antigen-Antikörper-Bindung

• waschen

• Elution mit saurem Elutionspuffer

• Reinigung Antikörper

Immunaffinitätschromatographie

• Ag immobilisieren

• kovalent auf unlöslicher, poröser Matrix

• Serum durchlaufen lassen

• waschen

• eluieren mit sauten Puffern

Immunaffinitätschromatographie

• Antigen an feste Phase

• max. 10% der Antikörper-Fraktion

• höher als bei einfach Immunisierung

• MoAk oder Ag, kovalent

• Enyme+ Substrate/Inhibitoren/Cofaktoren

• Lektine + zuckerhaltige Moleküle

• NS + Histone/Polymerase

• Hormone/Vitamine + Rezeptoren

TCR

• Komplex: fremde Peptide + eigene MHCs auf der Oberfläche körpereigener Zellen

  —>MHC-Restriktion

Antikörper

• Epitoperkennung auf Ag-Oberfläche

• höhere Affinität durch Hypermutation möglich

• zwei Fab-Regionen —> höhere Valenz

• Transmembrandomäne

• zytoplasmatische Sequenz ohne ITAMs

• SS-Brücken

• Co-Rezeptoren: Igaplpha, Igbeta + je ein ITAM

• Vernetzung der ITAMs —> Signaling

• Funktion: 1.Signalaktivierung

• transmembran-Region mit geladenen Aminosäuren

  —> Interaktion mit signaling-Kette

• zytoplasmatische Sequenz ohne ITAMs

• SS-Brücken

• variable und konstante Region, Antigen-Bindungstelle

• keine Hypermutation, kein class switch

• Antigenbindung alpha- und beta-Kette

• Corezeptor CD3

  • 1 ITAM pro Kette

  • negative Ladung in transmembran Region

• Zeta-Kette

  • negative Ladung in Transmembran-Region

  • 3 ITAMs pro Kette

• Funktion: 1.Signal —> Aktivierung

CDR 1

• aplpha Kette: Antigenbindung (N-Terminus)

• beta Kette: Antigenbindung (C-Terminus)

CDR 2

• Interaktion mit alpha-Helices an der Pptidbindungspalte der MHC-Kette

CDR 3

• größte Variabilität durch VDJ-Rekombination

• Antigenbindung

• ITAMs: Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motifs

  —> Tyr-Phosphorylierung

• BCR: Igalpha und Igbeta

• TCR: Zetta-Kette, CD3

Funktion:

• Vermeidung von Fehlreaktion

• Antigenpräsentation

• T-Zell Aktivierung

Dendritische Zellen

• Ag-Aufnahme als Alngerhanszellen

• Ag Prozessierung -> Präsentation

• B7-Expression

• costimulatorische Aktivierung T-Zellen

Makrophagen

B-Lymphozyten

• Wo: APC-Oberfläche

• Sicherheitsmechanismus (Antigen Präsentation über MHC ist ungenügend für T-Zell-Aktivierung)

• Costimulatoren: B7, CD28(T-Zellen)

• Fehlen -> Anergie/Apoptose

Kreuzpräsentation

• extrazelluläres Antigen

• Antigen-Aufnahme durch dendritische Zellen

• Präsentation MHC I

  —> Aktivierung von CD8-T-Zellen

• MHC-Genotyp beschränkt Antigen-Spezifität von TCRs

• Erkennung eigener MHC-Moleküle

• Antigen-Bindung

MHC-Restriktion ist ein Effekt, durch den T-Zellen eine spezifische Gruppe von Peptiden erkennen, die an bestimmten MHC-Molekülen gebunden ist.

Polymorphismus

• Variation eines Genlocus und Genprodukts innerhalb einer Spezies

• individuelle Genvarianten heißen Allele

Polygenie

• Anwesenheit mehrerer ähnlicher Gene in einem Gencluster

• Genprodukte aller Gene exprimiert und besitzen ähnliche Funktionen

MHC

• alle Menschen in bestimmten MHC-Genen heterozygot

  (Polymorphismus), Mensch 2 Allele

• 3 loci MHC I (gleiche Funtion, andere Eigenschaft)

  —> 6 MHC I Moleküle

• Antigen-Prösentation

• T-Zell-Aktivierung

• Makrophagen-Aktivierung

• Antigen-Präsentation durch B-Zelle

• CTL erkennt virusinfizierte Zelle (MHC I)

• NK-Aktivierung bei fehlen von MHC I

• MHCs werden nicht als eigene erkannt

• mitgebrachte APCs aktivieren T-Zellen

• Autoimmunreaktion, wenn aktive T-Zellen auf transplantiertes Gewebe treffen

  —> cytotoxisch, eventuelle Ak-Bildung

  
  

MHC I

• Genloci Mensch

  • HLA-A/B/C

• Expression

  • T/B-Zellen, APC, epitheliale Zellen des Thymus

    Neurophile, Hepatocyten, Niere, Gehirn

• Antigenpräsentation für CD8+ T-Zellen, Tc

• präsentierte Antigen

  • cytoplasmatische, körpereigene, virale

  • Peptide 8-10 Aminosäuren

• Molekülaufbau

  • alpha- und beta2-kette

• Peptidpräsentation

  • cytosolischen Protein

• 6 Typen

• Genloci Mensch

  • HLA-DR/DP/DQ

• Expression

  • T/B-Zellen, APC, epitheliale Zellen des Thymus

• Antigenpräsentation für CD4+ T-Zellen, TH

• präsentierte Antigen

  • extrazelluläre, körpereigene, Bakterien,Toxine

  • Peptide 12-25 Aminosäuren

• Molekülaufbau

  • alpha- und beta-kette

• Peptidpräsentation

  • Endocytose des Antigens

• 8-12 Typen

Enzymkomplex zum Abbau polyubiquinierter Moleküle

Fragmentierung cytosolischer Proteine und defekter ribosomaler Produkte (DRiPs)

Aktive Immunisierung

• Antigen gespritzt —> Antikörper-Bildung

• Windpocken, Masern, Mumps, Röteln

• Gedächtniszellen —> schnelle sekundäre Antwort

Passive Immunisierung

• Antikörper gespritzt (eines zuvor aktiv immunisierten Tieres)

• Tetanus, Tollwut

• erneuter Antigenkontakt —> keine Immunität

• Fusion B-Lymphozyten (immunisiertes Tier) mit Myelomzellen über elektrischen Impuls

  —> Hybride überleben

• Selektion gegen Myelomzellen mit HAT

• Antikörper-Screening

• Reklonierung

• Massenproduktion

• Cryokonservierung

Wahrscheinlichkeit = 0

Glutaminsäure ist eine Aminosäure die im eigenen Körper gebraucht wird zur Proteinsynthese

• Knüpfung an ein Fremdprotein

B-Zell-Differenzierung

• Einwanderung der Vorläuferzelle —> Teilung

• Rezeptorbildung (1.Schwere Kette, 2. leichte Kette)

  V,D,J- Rekombination in primären lymphatischen Organen

• Überprüfung durch Antigene auf Oberfläche von Phagozyten, epithelialen Zellen

• Apoptose potentieller autoreaktiver Zellen

Orte

• DC, B-Zelle

  • Antigen-Bindung, Internalisierung —> Aktivierung

  • Antigenerkennung: Th über TCR-Bindung an DC

    —> 2. Aktivierung —> Proliferation

    • Bildung Primär-/Sekundärfollikel in B-Zell-Zone

    • Gedächtniszellen

    • Plasmazellen verlassen Lymphknoten

    • Antikörper-Produktion

• Antigen spritzen —> nichts

• Lag-Phase: Aktivierung, Vermehrung von zellen der adaptiven Immunität

• Antikörper-Produktion nach 1. Woche

• Sekundärantwort = Reaktion auf das immunologische Gedächtnis

• gereinigtes Antigen + Carrier + Adjuvans

• Versuchstier wird immunisiert, nachimunisiert

  —> Blutabnahme/Eidottergewinnung

• Anteil spezifischer Antikörper 1-10% bei schwachen Immunogenen weniger

• Reinigung über Affinitätschromatographie

Thymus-abhängig

T-Zellen sind notwendig

• Antigen-Bindung 1 -> BCR-Vernetzung->Internalisierung->Peptidbildung->Antigen-präsentation über MHC II

• B-Zell-Aktivierung durch T-Zell-Bindung über TCR (CD40/CD40L) -> Proliferation, Differenzierung

• Antigen-Bindung 1 -> TCR/MHC

• Aktivierung der T-Zelle durch dendritische Zellen (CD28/B7)—> Proliferation,Differenzierung

Thymus-unabhängige

2.B-Zell-Aktivierung durch Antigen (IgM-Antikörper)

• Antigen -> BCR-Vernetzung, TLR-triggern

  —->vollständige B-Zell-aktivierung

• kein class switsch oder Hypermutation

• Adjuvanzien

• Carrier

• Antigendosis

• Molekülgröße

• denaturiert

• unlöslich

• Immunogen

• groß

• unlöslich

• molekular unterschiedlich zum Wirt

• Antigen-Immunogenität erhöhen

• Wirkung:

  • Beschleunigte Aufnahme durch Makrophagen

  • verzögerte Antigen-Freisetzung

  • APC—>Zytokine

zytotoxische T-Zellen

• Aktivierung von Tc über Kreuzpräsentation

• Tc bindet Target über MHC I

• Freisetzung cytotoxischer Granula -> Apoptose

NK-Zellen

• MHC I fehlt -> NK-Zell-Aktivierung

• Freisetzung cytotoxischer Granula

• Interferone -> Anlockung

  -> antiviral-state —> Liganden-Produktion für NK-Zellen

• Th1: aktivieren Makrophagen

• Th2: aktivieren B-Zellen

• Treg: regulieren andere Immunzellen, T-Zellen

• Tc: töten virusinfizierte Zellen

• Aktivierung von Tc: Kreuzpräsentation

• Antigen durch APC aufgenommen

• Verdau

• Ausbruch viraler Proteine ins Cytoplasma -> ER

• Peptidpräsentation über MHC I Moleküle

• Aktiverung der Tc über MHC I (B7/CD28)

• Proliferation Tc

• vollständige T-zell-Aktivierung

• IL-2-Sekretion -> Selbstaktivierung

• klonale Expansion, Differenzierung zur T-Effektorzelle

• Antigenkontakt -> Effektorfunktion -> töten

• Stammzellen aus KM -> Cortex-> TCRalpha/beta oder TCRgamma/delta, CD4 oder CD8 Expression

• Selektion über Thymusepithelzellen, dendritische Thymuszellen

• Interaktion mit MHCI/II auf Cortex-Epithelzellen

• geringe und mittlere Affinität vermehren sich

  —> positive Slektion

• Interaktion mit MHC-Selbst-Peptid-Komplexen auf medullären DC und Makrophagen

• stark reaktive Zellen sterben, schwachh reaktive Zellen werden vermehrt und verlassen Thymus

  —> negative Selektion

1. Lymphocyten mit einem Rezeptortyp und einer Spezifität

2. Wechselwirkung Antigen-Rezeptor, der diese Molekül mit großer Affinität bindet -> Lymphocytenaktivierung

3. von einem aktiviertem Lymphocyten abstammende ausdifferenzierte Effektorzellen tragen Rezeptoren derselben Spezifität wie die Mutterzelle

4. klonale Deletion potentiall autoreaktiver Lymphocyten

Antikörper-Variabilität

• somatische Rekombination

• class-switch

• Punktmutation in V-Region-Genen durch somatische Hypermutation

• Einführung von P- und N-Nukleotiden

TCR-Variabilität

• somatische Rekombination

• Einführung von P- und N-Nukleotiden

  —> kein class sitch, keine Hypermutation

• keine weitere Kontrolle durch z.B B-zellen

• autoreaktive Zellen

• Autoimmunreaktion

Immuntoleranz von Lymphozyten, die sich in den zentralen lymphatischen Organen entwickeln gegenüber Autoantigenen

• Effekt: autoreaktive Lymphozyten -> Anergie/Apoptose

• Organe: Thymus und KM

• Prozesse: positive Selektion und negative Selektion

• gesunde Zellen:

  • präsentieren permanent über MHC I

  • keine TCR mit spezifität für eigene MHC/Peptid-Komplexe -> zentrale Toleranz

    
    

in peripheren Geweben entwickelte Toleranz reifer Lymphozyten

• Lymphozyt benötigt 2 Signale zur Aktivierung

• fehlen 2. Signal —> Apoptose

• begrenzte Lebensdauer aktivierter Lymphozyten

• Treg können Th, Tc, B, DC unterdrücken

• einige Gewebe sind unzugänglich

• Konkurrenz um Wachstumsfaktoren mit T-Zellen (IL-2)

• inhibitorische Cytokine an T-Zellen (IL-10, TGF-beta)

• Funktion Treg können andere Immunzellen inhibieren

Zustand fehlender Reaktivität auf Antigene

• T-Zellen werden anergisch, wenn das costimulatorische Signal über CD28/B7 fehlt

• bei B-Zellen, wenn CD40/CD40L fehlt

  
  

• Apoptose (zentrale Toleranz)

• Regulation der Aktivität durch u.a. Treg

• hochaffiner inhibitorischer Rezeptor für B7-Moleküle auf T-Zellen

• Bindung -> blockiert die Aktivierung einer T-Zelle

• CTLA-4 Dimer bindet zwei verschiedene B7 Dimere -> Cluster hoher Affinität

autoreaktive Lymphozyten sind vorhanden, aber keine Reaktion an immunologisch privilegierten Orten

• Gehirn, Auge, Uterus, Hoden, Hamsterbacke

1. Uterus immunologisch privilegiert

2. Produktion immunsupressiver Substanzen

3. Treg-Aktivierung

4. geringe NK-Zell-Aktivierung

5. Komplementinhibierung

• T-Zellen binden Transplantat -> Autoimmunreaktion

• NK-Zellen-Aktivität, CTL

• Immunsupressiva verhindern Reaktion gegen Transplantat

• Transplantatpeptide über T-Zellen, APC präsentiert

Nein

• werden nicht in der Niere filtriert (zu groß 150kDa)

• nude Mäuse ohne Thymus -> kein Immunsystem

• keine Erkennung von fremd oder selbst

= programmierter Zelltod

• charakteristische morphologische Änderungen

  • Zellen und Kerne schrumpfen, kondensieren, fragmentieren, Kein platzen

  • DNA Abbau durch Endonukleasen CAD

    -> Bruchstücke entstehen

  • Veränderung der Zelloberfläche (find me eat me)

    -> Erkennung durch Makrophagen

  • Phagozytose (Verdau durch Makrophagen, Nachbarzellen)

Auslösen durch NK-Zellen

während der Entwickungsphase in primären lymphatischen Organen, zur Beseitigung von Zellen die entweder zu stark oder gar keine MHC-Moleküle binden

• Apoptose -> inaktivierung Flippase

• Fluoreszensmarkierung von Annexin V

• Bindung von Annexin V -Phosphatidylserin

• FACS -> Aussorierung

• Fluoreszensmikroskopie

• DNA-Spaltung —> Gelelektrophorese

• TUNEL= terminale transferase sUTP nick end labeling

Nekrose:

• Ursache Unfall (akute Verletzung)

• Zellen, Organellen schwellen an -> platzen -> Zellinhalt in extrazellulären Raum

• Phagozytose nekrotischer Zellen durch Makrophagen

• Zellkerne bleiben lange intakt

• Freisetzung Entzündungs-induzierender Signale -> Entzündung