Welches sind die primären lymphatischen Organe beim Menschen?
Thymus
Reifung der T-Lymphozyten
Knochenmark
Blutzellbildung, Reifung der B-Lymphozyten
Welche Prozesse laufen auf molekularer und zellulärer Ebene in den primären und sekundären lymphatischen Organen ab?
primäre lymphatische Organe
Bildung, Entwicklung und Reifung der Immunzellen (B- und T-Lymphozyten) aus Stammzellen
klonale Selektion
somatische Rekombination = V-(D-)J Rekombination von TcR und BcR
sekundäre lymphatische Organe
Antigenkontakt, klonale Vermehrung —> Differenzierung zu Effektorzellen
somatische Rekombination, Hypermutation, class switch
Wodurch unterscheiden sich primäre und sekundäre lymphatische Organe? Geben Sie zwei Beispiele für ein primäres und drei Beispiele für ein sekundäres lymphatisches Organ!
Thymus, Knochemark
—> Vorläuferzellen werden zu B- und T-Lymphozyten differenziert.
—> Entstehung und Reifung
-> Ag-unabhängig!
Lymphknoten, Milz, Muköses und lymphatisches Gewebe, Tonsillen, Appendix
—> Versammlung und Aktivierung von Lymphozyten
—> Lagerung, Proliferation, Mutation, class switch
—> B-Lymphoyzten treffen auf Helferzellen
—> T-Helferzellen treffen auf dendritische Zelle und Makrophagen
-> Ag-abhängig!
Welche prinzipiellen Unterschiede bestehen zwischen der natürlichen/ angeborenen Immunität und der erworbenen Immunität?
angeboren
erworben
Keimbahn codierte Rezeptoren
Rezeptoren entstehen auf somatischer Ebene
begrenztes Repertoire
sehr sehr großes Repertoire
ohne Gedächtnis
Gedächtnis (-> wichtig Vaccinierung)
Subsets, aber keine klonale Verteilung
Antigenrezeptoren klonal exprimiert
schnelle Immunantwort
verzögerte Immunantwort
Auf Grund welcher Eigenschaften haben die natürliche Immunität und die erworbene Immunität ihre Namen bekommen?
keine frühere Exposition mit einem Antigen erforderlich (immunologisches Gedächtnis)
reagiert Antigen-spezifisch—> benötigt Antigenkontakt
Welche löslichen Faktoren werden der angeborenen Immunität zugerechnet?
Lysozym
antimikrobielle Peptide
Cytokine (Interleukine, Typ-I-Interferone)
Akute-Phase-Proteine
Komplementsystem
Erläutern sie die Funktion von löslichen Faktoren der angeborenen Immunität anhand von zwei Beispielen!
Akute-Phase-Proteine: z.B. (CRP=C-reaktives Protein)
opsoniert
aktiviert Komplement
Fibrinogen: Gerinnungsgefahr
Komplementsystem:
Lyse von Bakterien
Chemotaxis: Anlocken von Pathogenen
Opsonisation (Markierung Pathogene)
membrane attac complex
Typ-I-Interferone:
wird von virusbefallenden Zellen produziert
Hemmung Replikation
Zerstörung virale mRNA + Proteine
Aktivierung NK-Zellen (NK=natural killer)
Wann erfolgt die Ausschüttung von Typ-I-Interferonen (alpha und beta) und wie wirken diese Interferone auf benachbarte Zellen?
Virusbefall der Zelle:
1) “Anti-viral-state”: virale mRNA degradiert, Translation gehemmt
-> Inhibition der Virenreplikation in der Wirtszelle
2) erhöhte NK-Liganden Expression
3) Aktivierung von NK -> Tod der infizierten Zelle
Welche Zellen produzieren Typ I-Interferone und welche Wirkung haben diese Interferone?
alpha-Interferone
Bildung durch Makrophagen, Monozyten, virusinfizierte Zellen
beta-Interferone
Bildung durch Fibroblasten
Welche Zelltypen werden der angeborenen Immunität zugerechnet?
Phagozyten
verschiedene Granulozyten
NK-Zellen
ILCs (innate lymphoid cells)
Funktion der Zelltypen der angeborenen Immunität
Dendritische Zelle (DC):
Ag-Präsentation
Befähigt zur T-Zell-Aktivierung
Makrophagen:
Phagocytose (Erkennung und Verzehr von Erregern, Abfallprodukten)
Aktivierung bakterizider Prozesse -> adaptiven IMmunabwehr
Natural Killer (NK)-Zellen:
Einleitung Apoptose -> Können infizierte Zellen vernichten, ohne mit Erreger in Kontakt zu kommen
Erkennt nicht-Vorhandensein von MHC-1-Komplex auf Zelloberflächen
Granulozyten:
Enthalten Granula (Vesikel) mit aggressiven Stoffen -> unschädlich machen von Krankheitserregern
Basophile -> anti-parasitic immunity
Eosinophile -> killing AK coated parasites
Neutrophile -> Phagocytose, bakterizide Prozesse
Mastzellen -> Granula mit Histamin und aktiven Stoffen
Wie kann das Komplementsystem aktiviert werden und welche Folgen hat diese Aktivierung?
klassischer Weg: Antigen-Antikörper-Komplex
aktiviert durch Bindung des Komplementfaktors C1 an einen Antigen-Antikörper-Komplex -> Zelllyse ausgelöst
alternativer Weg: spontanes tick-over
aktiviert durch Antigene (ohne Beteiligung von Antikörpern).
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
Lektinweg:
MBL (mannosebindendes Lektin) bindet an Zuckerstruktur (Mannose) auf Oberflächen von
Bakterien, dies führt zur MASP-Aktivierung
Folgen:
Zelllyse
Phagozytose
Opsonierung
Welche Folgen hat die Bindung von Komplementkomponenten an die Oberfläche gram-negativer Bakterien?
Löcher in Membran, Zelle läuft aus (Zelllyse)
Nennen Sie 3 Schutzmechanismen, welche verhindern, dass das Immunsystem eigenes Gewebe angreift!
Schutzmoleküle an Zelloberfläche
-> CD59 (cluster of differentiation)
-> Markierung aller Zellen, körpereigene Zellen können CD59 abbauen
-> Zellen die es nicht abbauen können werden zerstört
-> Verhindert Komplementaktivierung
Erkennung von Selbst:
-> Erkennung von MHC-Molekülen schützt vor einer “Attake” durch NK-Zellen (mit KIR)
-> Zellen ohne MHC werden zerstört
-> Erkennung CD47 durch Makrophagen
-> Verdau der Makrophage verhindert
Toleranz und Regulationsmechanismen:
Eliminierung von Selbst-reaktiven B- und T-Lymphozyten in primären lymphatischen Organen. -> ZENTRALE TOLERANZ
Regulation der Aktivität von B- und T-Lymphozyten.
Nennen Sie Zellen, Rezeptoren und Serumbestandteile, die der natürlichen bzw. angeborenen Immunität zuzuordnen sind (insgesamt 4 Beispiele).
Granulozyten
NK Zellen
TLRs
Cytokine
Nennen Sie Zellen, Rezeptoren und Serumbestandteile, die der erworbenen Immunität zuzuordnen sind (insgesamt 4 Beispiele).
B-Lymphozyten
T-Lymphozyten
spezifische Antikörper (Igs)
Welche wesentlichen Gemeinsamkeiten haben alle Komponenten der angeborenen Immunität?
Rezeptoren durch Keimbahn kodiert
Reaktion erfolgt Antigen-unspezifisch
relativ schnelle Reaktion
kein Gedächtnis
Welche Strukturen werden durch Rezeptoren der angeborenen Immunität erkannt?
Nennen Sie 3 Beispiele für derartige Rezeptoren!
—> PAMPS (=pathogen-associated molecular patterns)
durch PRRs (pattern recognition receptors)
Rezeptoren der angeborenen Immunität:
NOD-ähnliche Rezeptoren = NLR
Toll-ähnliche Rezeptoren = TLR
C-Typ Lektinrezeptoren = CLR
Was sind TLR (toll-like receptors), wo sind sie lokalisiert und welche Strukturen erkennen sie? Nennen Sie 3 Beispiele für Strukturen, die von TLR gebunden werden!
Rezeptoren des angeborenen Immunsystems, die zur Klasse der PRRs (Pattern Recognition Receptors) gehören
Transmembran Protein
erkennen PAMPs (Pathogen associated molecular patterns)
Beispiele:
Lipoproteine von Bakterien und Mycoplasma (durch TLR2)
Lipopolysaccharid auf der Zelloberfläche (durch TLR4 zusammen mit MD2)
Bakterielles Flagellin (durch TLR5)
Welche Zellen besitzen Toll-ähnliche Rezeptoren (TLR), was erkennen TLR und welche Konsequenzen hat eine derartige Erkennung?
3 Punkte
Auf der Oberfläche oder in intrazellulären Vesikeln von Phagozyten, z.B. Makrophagen
Erkennen PAMPs (Pathogen associated molecuar patterns)
aufgelöster Signalweg aktiviert Transkription von Genen, die z.B. eine Entzündungsreaktion auslösen
Was erkennen natürliche Killerzellen (NK-Zellen), über welche Effektormechanismen verfügen sie?
Gruppe: ILC = innate lympoid cells
zählen zum angeborenen Immunsystem
Bildung im Knochenmark —> Lernprozess
Erkennen virusinfizierte Zellen und Tumorzellen
Aktivierung
Fehlende MHC-I-Moleküle
Stress potentieller Targetzellen
AK-markierte Zellen
Killing-Mechanismen: -> kontrollierter Zelltod
ADCC (Antibody dependent cell-mediated cytotoxcity), FasL
Aktivitätsmessung über NK-Zell-Cytotoxizitätstest
Funktion: Apoptose von körpereigenen, virusinfizierten, tumorösen Zellen induzieren
Unterschied zwischen NK-Zellen und cytotoxischen T-Zellen
T-Zell-vermittelte Immunreaktionen benötigen MHC1-Moleküle, NK-Zellen reagieren auf das Fehlen ebendieser
Zytotoxische T-Zellen haben einen antigenspezifschen Rezeptor (MHC1 erkennen), die Rezeptoren (KIR-Rezeptor) der NK-Zellen sind unspezifisch (MHC1 fehlt -> das erkennen)
Beide Zelltypen bewirken Apoptose
Genauer Mechanismus von ADCC
Fc-Rezeptor CD16 auf (in)aktiven NK-Zellen
Bindung eines verdächtigen Antigens durch AK auf Zielzelle
Anlockung von NK
CD16 bindes IgG
—> Aktivierung NK
—> Degranulation (Perforin, Granulysin, Granzym)
Apoptose Zielzelle
Was versteht man unter Opsonierung? Welche Moleküle und Zellen sind beteiligt und welche Rolle spielt dieser Prozess bei der Immunabwehr?
Schmackhaft machen durch Markierung von Fremdzellen mit AK oder Komplementfaktoren und indem sie besser zugänglich gemacht werde
—> führt zu einer schnelleren und effektiveren Phagozytose
Beteiligt:
- Fremdzellen
- Antikörper
- Komplementfaktoren
- Opsonine
Ziel: durch Opsonierung werden Fremdzellen für phagozytierende Zellen des Immunsystems markiert
Was sind denritische Zellen, welche Rolle speilen sie bei der humoralen Immunantwort?
phagozytierende Antigen-präsentierende Zellen
nehmen Ag als inaktive Langeranszellen auf
werden aktiviert zu DC
wandern in Lymphknoten
B7 Expression
costimulierende Aktivierung der T-Zellen
Wie kann die Phagozytose von Pathogenen beeinflusst (verstärkt) werden?
Opsonierung durch AK, Komplement oder CRP
Aktivierung von Phagocyten durch T-H1 Zellen
Definition Antikörper
von Wirbeltieren als Antwort auf ein Antigen gebildetes (lösliches) Molekül, welches dieses Antigen spezifisch (aber reversibel) bindet
Definition Antigen (=”Antikörper-Generator”)
ein Molekül, das eine Immunreaktion induziert und das mit spezifischen Rezeptoren von B-Lymphozyten (Antikörpern) und T-Lymphozyten (T-Zell-Rezeptoren) reagiert
Definition Immunogenität und Immunogen
Immunogenität ist die Fähigkeit eines Antigens, eine mehr oder weniger heftige Immunreaktion auszulösen
Definition Epitop = Antigendeterminante
der Teil eines Antigens, der mit der Antigen-Bindungs-Region eines Antikörpers oder T-Zell-Rezeptors in Kontakt tritt
-> wird immer durch den Antikörper definiert der daran bindet
Definition Hapten (Unvollständiges Antigen)
chemisch definierte niedermolekuöare Substanz, die mit Antikörpern reagieren kann (d.h. als Epitop fungieren kann), aber allein keine Antikörperbildung induziert
Definition Affinität
ein Maß für die Bindungsstärke zwischen der Antigen-Bindungs-Region eines Antikörpers und dem entsprechenden Epitop
Definition Avidität (=funktionelle Affinität)
ein Maß für die funktionelle Bindungsstärke zwischen einem Antikörper und einem Antigen
Definition Monoreaktivität
Antikörper bzw Immunsystem reagiert mit einem Epitop
Definition Kreuzreaktivität
Antikörper bzw Immunsystem reagiert auch mit anderen Epitopen
Definition Poly/Multireaktivität bzw -spezifität
Antikörper bzw Immunsystem reagiert mit mehreren nichtverwandten Epitopen
Definition Bispezifität
ein künstlicher Antikörper mit zwei verschiedenen Antigenbindungsstellen
Definition Bifunktionalität
ein Antikörper mit zwei verschiedenen Bindungsfunktionen
Beschreiben sie den Aufbau der fünf Antikörperklassen des Menschen (und Maus)
Skizzieren Sie den Grundaufbau eines IgG-Antikörpers! Welche Regionen haben welche Funktion?
Heavy chain:
VH -> Ag-Bindung
CH 1-3 -> Zusammenhalt, Bindung an Fc-Rezeptor von Makrophagen = Bindestelle für Phagozyten
Light chain:
VL -> Ag-Bindung
CL -> S-Brücke zu Heavy chain
Hinge: 2 S-Brücken
-> gewährleistet Flexibilität der „Molekülarme“
Welche Regionen sind bei Antikörpern einer Spezies identisch und welche sind verschieden? Wodurch unterscheiden sie sich?
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
Welche Moleküle gehören außer den Immunglobulinen der Immunglobulin-Superfamilie an? Nennen Sie 3 Beispiele! 3 Punkte
Proteine mit Immunglobulin-ähnlicher Domäne bzw. Faltung. Mitglieder haben gemeinsame funktionelle Eigenschaft: Interaktion, Erkennung und Bindung von Zellen.
MHCs, CDs, NK-Zell-Rezeptoren (KIR), TcRs
- Co-Rezeptoren
- Growth-Factor-Rezeptoren
- Cytokin-Rezeptoren
- MHC-Moleküle
Wodurch unterscheiden sich Antikörper verschiedener Klassen? Nennen Sie drei Antikörperklassen und ordnen Sie jeder Klasse zwei wichtige Eigenschaften zu! 3 Punkte
- Anzahl/Lage der Disulfidbrücken, welche die Ketten verknüpfen
- An/Abwesenheit von Gelenkregion
- Unterschiede in der Verteilung von N-verknüpften Kohlenhydratseitenketten
weiterhin gibt es noch Unterschiede:
→ biologische Funktion
→ Aminosäuresequenz der konstanten Regionen der schweren Ketten
→ Molekulargewicht
→ Anteil im Blutserum
→ Halbwertszeit
IgG
IgA
IgM
schwach glykosyliert
schwach glykosylert
stark glykosyliert
hinge region
-
á 4 Domänen der schweren Kette
á 5 Domänen der schweren Kette
Monomer
Monomer/ Dimere
Pentamere
plazentagängig
epithelgängig
~ 160 kDa
~ 1000 kDa
Aktivierung Komplementsystem (KS)
Aktivierung KS
Allgemeine Funktion von Igs
Neutralisation von Antigenen
Aktivierung des Komplementsystems
antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity
Agglutination
Funktion IgA
- bilden Dimere (und Trimere, zusätzliches Polypeptid = J-Kette)
- sind vorrangig in den Schleimhäuten aktiv (auch im Serum vorhanden) -> schützt vor Pathogenen
- wichtige Fkt = neutralisation
- Transcytose durch Epithelien mittels Poly-Ig-Rezeptor
Funktion IgD
wirkt als Antigenrezeptor
in geringen Mengen und sezernierter Form in Blut und Lymphe vorhanden
mit IgM als B-Zell-Rezeptor auf reifen, naiven B-Zellen membranständig coexprimiert
Funktion IgE
Schutz vor Parasiten
können allergische Reaktionen auslösen
Quervernetzung bei Antigenkontakt
-> Ausschüttung von Histamin und Granzym durch Mastzellen und Granulozyten
-> Gefäßerweiternde Wirkung
befinden sich auf der Haut und auf Mastzellen von Fc-Rezeptor gebunden
fast vollständig membrangebunden, im Blut praktisch nicht vorhanden
Funktion IgG
verzögerte Bildung
längste Halbwertszeit aller AK -> Nachweis von Infektion/ Impfung
Komplementaktivierung (IgG3) durch zwei antigengebundende IgG
über Blut und Plazenta in den Fötus transportiert (IgG1)
-> Schutz vor Infektionen
Rhesusfaktor D kommt von IgG
-> Komplikationen bei Schwangerschaft, da es plazentagängig ist
Fc-Rezeptor vermittelt Phagocytose
Funktion IgM
bei Erstkontakt mit Antigen gebildet
zeigt akute Infektionsphase an
bilden Pentamere (+ J-Kette), die ein hohes Molekulargewicht besitzen
Komplementaktivierung
im Blut- und Lymphsystem
10 identische Antigen-Bindungstellen
-> Agglutination
Wie heißen die 5 Immunglobulinklassen bei Maus und Mensch und was ist über ihre Funktion bekannt? 4 Punkte
- 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
Wie heißen die Abschnitte der Antigen-Bindungsregion, die unmittelbar an der Bindung des Antigens beteiligt sind? Wie viele solche Abschnitte befinden sich auf der leichten, wie viele auf der schweren Kette? 3 Punkte
CDRs: complementary determining region
3 CDRs pro leichte und 3 CDRs pro schwere Kette
(L1-L3, H1-H3—> 12 pro Antikörper)
In der variablen Region des AK, TcR, BcR
Welche Moleküle verfügen über complementarity determining regions (CDR)? In welchem Bereich der betreffenden Moleküle befinden sich die CDR, wie viele gibt es und welche Funktion haben sie? (Skizze) 3 Punkte
Moleküle: AK, TcR, BcR
3 CDRs pro leichte und 3 CDRs pro schwere Kette (variable Region)
spezifische Bindung von Antigenen
bilden Paratop, VH & VL Domäne
—> Erhöhte Diversität
—> Erkennt großes Antigen-Repertoir
Wie entsteht die Variabilität der Antikörper von Mäusen und Menschen auf genetischer Ebene? Welche Genabschnitte sind daran beteiligt? 5 Punkte
Variabilität entsteht im Laufe der Ontogenese durch:
V-(D-)J-Rekombination (somatische Rekombination) zwischen Gensegmenten zur Kodierung der variablen Region
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)
Einführung von P und N-Nukleotiden an den Schnittstellen -> zusätzliche Variation
Kombination verschiedener schwerer und leichter Ketten
Punktmutation in V-Region-Genen durch somatische Hypermutation während der AK-Reifung
Was sind p- und n-Nukleotide? Welche Rezeptoren werden unter Beteiligung von p- und n-Nukleotiden kodiert? 3 Punkte
n-Nucleotide (non templated Nucleotids)
- Nukleotide, die nach Aufschneiden der Haarnadelstruktur, mithilfe der terminalen Desoxyribonucleotidyltransferase (TdT) an die aufgetrennten Einzelstränge angehängt werden
nicht codiert, zufällig
p-Nucleotide (palindromische Nukleotide)
- Nucleotide in den Verbindungsstücken zwischen den rekombinierten Gensegmenten für die V-Region der Antigenrezeptoren
- entstehen bei VDJ-Rekombination aus Hairpinstrukturen nach Abtrennung der Loop-Struktur und Recombination-Sigma-Sequences
zufällige Auftrennung der palindromischen Sequenz
-> überstehende Nucleotide = p-Nukleotide
Rezeptoren:
BcRs (membranständiger AK und freie AK)
TcRs (𝛼 und 𝛽 Kette)
Welche CDR (complementarity determining regions) des T-Zell-Rezeptors sind für die Erkennung des MHC-präsentierten Peptids am wichtigsten? Warum? 3 Punkte
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
—> Vielzahl unterschiedliche Peptide können gebunden werden
CDR1/2: weniger variabel
Was versteht man unter V-(D-)J-Rekombination? Welche molekularen Mechanismen laufen dabei ab? Welche Moleküle werden durch V-(D-)J-Rekombination generiert? 5 Punkte
somatische Rekombination
Umlagerung der V-, D- und J- Gensegmente in den Loci der Ig, TCR
schwere Kette: V, D, J
leichte Kette: V, J
Rekombination Gensegmente auf somatischer Ebene
neue Kombinationen innerhalb von CDR 3
V,D und J Segmente, D nur bei Heavy Chain
zwischen Segmenten, direkt neben Segmenten liegen RSS Heptamer und Nonamer, je durch 23 oder 12 bp Spacer getrennt
RAG-Complex1+2 → Loop, Heptamere und Nonamere gepaart, dadurch zufällig ausgewählte Segmente verschiedener Arten (z.B. V und J) räumlich beisammen
Loop entfernen → Hairpinstrukur an Enden der Gensegmente
Öffnen der Hairpins → p-Nukleotide, Einfügen von n-Nukleotiden durch Terminale-desoxynukleotid-TransferaseSynthase füllt auf, Ligation
Moleküle: variable Regionen von BcRs, TcRs, Antikörper, CDRr der variablen Region
Welche Besonderheiten weist die Struktur der IgM-Antikörper auf? Fertigen Sie eine Skizze an! Welche Funktion haben IgM-Antikörper? 4 Punkte
konstante Region stark glykosyliert
ohne hinge region
kann mit anderen IgM über Disulfidbrücken oligomerisieren-> stabilisiert über J-chain -> hohe Avidität
in der Membran gebunden an Igα-und Igß-Proteinen, die für das signaling bei Antigenkontakt über ITAMS Richtung Zellinneres zuständig sind
Funktion:
Aktivierung Komplementsystem
An welchen Immunreaktionen ist Immunglobulin E beteiligt?
Aktivierung der Mastzellen -> Mastzellen setzen Histamin aus Granula frei, dass toxisch auf Pathogene wirkt
Ziel: Erweiterung der Gefäße um Pathogen “auszuschwemmen”
Beschreiben Sie Struktur und Funktion von Immunglobulin A. Wo befindet sich der Wirkungsort von IgA und wie gelangt es dorthin? 5 Punkte
Aufbau
schwere Kette:
jeweils aus 4 Domänen
glykosyliert
leichte Kette:
aus jeweils 2 Domänen
Funktion
kann dimerisieren
Bindung von Phagocyten über Fc-Rezeptor
Neutralisierung von Pathogenen
Wirkungsort: Mucosaassoziiertes Gewebe
Sekretion des IgA-Dimers:
IgA-sekretierende Plasmazellen —> dimeres IgA
überwinden Basalmembran
Bindung an Poly-Ig Rezeptor
—> Transcytose
—> Freisetzung IgA Dimer, glykolisierte sekretorische Komponente
—> Bindung der Oligosaccharide an Schleim (Mucin)
Warum verfügen unreife B-Lymphozyten über membranständiges Immunglobulin (sIg)? Wie entsteht sIg? 3 Punkte
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
Prüfung auf Toleranz gegenüber körpereigener Antigene
Was bezeichnet man mit class switch, warum ist dieser Prozess notwendiger Bestandteil einer humoralen Immunantwort und wie wird er ausgelöst? 3 Punkte
Wann
nach Antigen-Kontakt
Wo
Keimzentren der Lymphknoten
Veränderung der schweren Kette (downstream)
—> Wechsel der Antikörperklasse
Auslöser
Aktivierung durch T-Zelle
Zytokine
Was versteht man unter somatischer Hypermutation und Klassenwechsel (class switch)?
Welche Moleküle werden durch Klassenwechsel und Hypermutation verändert und wo findet dieser Prozess statt? 4 Punkte
somatische Hypermutation:
nur in B-Zellen
Veränderung der V-Regionen von Antikörpern
class switch:
Rekombinationsprozess in aktivierten B-Zellen, bei denen konstante Region der schweren Kette gegen ein Isotop ausgetauscht wird
Keimzellen der Lymphfollikel
Wie wird sichergestellt, dass bei der somatischen Hypermutation Antikörper höherer Affinität entstehen? 4 Punkte
BCR mit niedriger Affinität können das Antigen nicht binden und dies somit nicht auf ihrer Oberfläche den MHC Zellen präsentieren.
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
Wie bewirken IgG-Antikörper eine Zerstörung oder Inaktivierung von Infektionserregern (drei Mechanismen)? 3 Punkte
Neutralisation
Kann ein Mausantikörper gegen Influenza-Virus-Hüllproteine im Menschen einen Schutzgegen Influenza bieten? Wenn "ja" warum, wenn "nein" warum nicht! 3 Punkte
Nein
Maus-Antikörper (murine Antikörper) wirken im menschlichen Organismus als Antigen
—> Serumkrankheit, Immunkomplexbildung (Antikörperbindung an Antigen)
Worauf beruht die Schutzwirkung von Antikörpern bei Virusinfektionen? 3
Neutralisation durch Antikörperbindung
—> Virus bindet keinen neuen Rezeptor mehr zum Befall
-> Stimulation der Phagozytose
Aktivierung von Effektorzellen (NK-Zellen ,Mastzellen)
Welche pathologischen Wirkungen können anti-Rezeptor-Antikörper haben? Erläutern Sie 2 Beispiele! (Skizze) 2 Punkte
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
Mastzellen mit Fc-rezeptor —> IgE bindet mit hoher Affinität
Vernetzung der IgE —> Degranulation
Antikörper gegen Ach-Rezeptoren —> Signalblockade, Zerstörung der Rezeptoren über Internalisierung
—> Muskellähmung
Antikörper bindet TSH Rezeptor
—> Ausschüttung von Tyroxin
Was ist ein Epitop und welche kennen Sie ?
Welche kann man relativ leicht als Peptide nachsynthetisieren?
Antigendeterminante bindet an den TCR/Ak
Aminosäuren der determinante liegen nebeneinander
Kontaktstellen zum Ak von Aminosäuren gebildet, welche im Protein nicht unmittelbar aufeinander folgen
Synthese kontinuirlicher Epitope ist am einfachsten
—>Proteinkonformation muss nicht beachtet werden
Welche Epitope eines Antigens können im Western Blot nicht nachgewiesen werden? Warum nicht? 3 Punkte
diskontinuirliche Epitope
Proteine denaturieren
—> natürliche Konformation geht verloren—>Ak kann nicht mehr binden
Welche Moleküle bezeichnet man als Haptene (2 Beispiele)? Warum werden nach der Injektion eines Haptens i. A. keine Hapten-spezifischen Antikörper gebildet? 4 Punkte
Hapten (=unvollständiges Antigen)
chemisch definierte niedermolekulare Substanz
Raktion mit Antikörper (fungiert als Epitop)
induziert keine Antikörperbildung = nicht immunogen
(Ak-Bildung nur durch Konjugatbildung mit Carrier)
Beispiele: Thyroxin, Ampicillin, Diuron
Ein monoklonaler Antikörper funktioniert gut im Western Blot, jedoch nicht im kompetitiven ELISA für das gelöste Antigen. Woran könnte das liegen? 3 Punkte
Denaturierung im Western Blot
—> eventuell neue Epitope zugänglich
(Konformationsepitop zerstört)
Unter welchen Umständen läßt sich eine Antigen-Antikörper-Reaktion direkt beobachten (ohne Markierung eines der beiden Reaktionspartner)? und mit welchen Tests ?
große Mengen
unlöslicher NS
äquimolar -> bessere Vernetzung
Test: Agglutamination (große Partikel/Zellen), Präzipation (freie Ag-Moleküle)
Wie funktioniert eine Immunpräzipitation, welche Fragestellungen werden mit dieser Methode bearbeitet? 2 Punkte
Antikörper werden benutzt um Antigene aus einem komplexen Stoffgemisch spezifisch auszufällen
anschließend erfolgt eine Analyse des Präzipitats (WB, MS, Sequenzierung)
Nennen Sie 2 immunologische Tests, für die die Antikörper nicht markiert werden müssen! 2 Punkte
Immundiffusion im Agarosegel
Immunelektrophorese
Hemmagglutination
Immunprecipitation mit 35S-Met
Skizzieren und erläutern Sie (kurz) zwei Varianten des kompetitiven ELISA! 4 Punkte
1 MoAk
Ag < 5kDa
keine 2 Epitope
Ak immobilisiert
markiertes Ag + Ag-Mischung
je mehr Farbe, desto weniger Antigen
Ag immobilisiert
markierter Ak + Ag-Mischung
je mehr farbe, desto weniger Ak durch Ag aus Mischung abgefangen
Auf welche Weise kann man Antikörper markieren, um ihre Reaktion mit dem Antigen in Gewebeschnitten sichtbar zu machen (3 Beispiele) ? 3 Punkte
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
Wie funktioniert ein Western-Blot (Skizze)? Welche Art von Epitopen lässt sich nachweisen, welche nicht? Begründen Sie! 5 Punkte
Nachweis kontinuirlicher Epitope
da diskontinuirliche Epitope denaturieren
SDS-Page
Elektronentransfer auf z.B Nitrocellulose
primärer Antikörper bindet Antigen
sekundärer Antikörper + Enzym binden primären Antikörper
Enzym —> Farb- oder Chemoluminiszensreaktion
Wie könnte ein Enzym-Immuntest zur quantitativen Bestimmung von Tetracyclin aufgebaut sein? (ein monoklonaler anti-Tetracyclin-Antikörper sowie ein kopplungsfähiges
Tetracyclinderivat, ein Enzym und evtl. Albumin stehen zur Verfügung; Skizze) 4 Punkte
kompetitve ELISA
Tetracyclinderivat an Carrier (Ovalbumin) binden
Hapten-Carrier immobilisieren
Platte absättigen
enzymmarkierten Antikörper binden lassen
Substrat auftragen
—> wenig Farbe bei viel Tetracyclin
Wie funktioniert ein Sandwich-ELISA (2-Seiten-Immuntest)? Welchen Anforderungen müssen Analyt und verwendete Antikörper genügen? 5 Punkte
Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit Sie ein Antigen in einem Sandwich- ELISA quantifizieren können? Welche Materialien werden benötigt? 4 Punkte
MoAk (catcher) immobilisieren
absättigen (BSA)
Antigen
enzymmarkierter Ak (tracer)
Substrat —> Farbreaktion (OD messen)
Waschschritte, Inkubation nach jeder Zugabe !
Antigen mit 2 Epitopen
2 MoAk für verschiedene Epitope
Antigen > 5 kDa
Wie würden Sie nachweisen, dass das Serum eines Geimpften Antikörper gegen Hepatitis-B- Viren enthält (z. B. zur Kontrolle des Vakzinierungserfolges)? Gereinigtes Antigen (rekombinantes HBsAg, 25,4 kDa) steht zur Verfügung. Welche Substanzen benötigen Sie außerdem und wie müsste der Test aufgebaut sein?
ELISA
Virus-Antigen auf Well Platte
—> Serum des Geimpften + Antikörper + Peroxidase
spezielle Antikörper mit POD bindet Virus-Antigen und wenig Serum-Antigen (wegwaschen)
Beschreiben Sie einen Enzymimmuntest, der zum Nachweis und zur Quantifizierung eines Haptens geeignet ist! 4 Punkte
kompetitiver ELISA
Adsorption Hapten-Carrier-Konjugat
Absättigung
enzymmarkierter MoAk 1
Substratreaktion
Bei einem Patienten wurde ein Colonkarzinom operativ entfernt. Für das postoperative Monitoring wird der Tumormarker CEA (carcinoembryonales Antigen, 180 kDa) im Serum gemessen. Wie könnte dieser Enzymimmuntest aufgebaut sein? 4 Punkte
Sandwich ELISA
Adsorption Catcher Ak
CEA Zugabe
enzymmarkierter Ak (Tracer)
Substrareaktion
Stopp der Reaktion
OD-Messung
Eine Patientin leidet an autoimmuner Hyperthyreose (Morbus Basedow). Zur Verfolgung des Therapieerfolges wird im Serum die Thyroxinkonzentration (C15H11I4NO4; MW 777 Da) bestimmt. Wie könnte ein geeigneter Enzymimmuntest aufgebaut sein? 5 Punkte
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
Welche Methode verwenden Sie, um die zytotoxische Aktivität lymphoider Zellen in vitro zu messen? 3 Punkte
Na251CrO4 Labeling
Target + radioaktives 51 Cr (VI) —> Cr(VI)-Aufnahme
CTL zytotoxisch —> Cr(III) freigesetzt, supernant messen
Wie lässt sich die Proliferation von lymphoiden Zellen messen? 3 Punkte
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)
Sie wollen die Proliferation von aktivierten T-Helfer-Zellen in mehreren Hundert Ansätzen messen. Wie gehen Sie vor? 3 Punkte
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)
Aus einem operativ entfernten Tumor sollen zytotoxische T-Lymphozyten isoliert werden, da vermutet wird, dass viele von Ihnen tumorspezifisch sind. Wie gehen Sie vor und welche Antikörper benötigen Sie? 3 Punkte
Wie überprüfen Sie, ob die von Ihnen isolierten Tc-Zellen tatsächlich die Tumorzellen des Patienten in vitro töten können?
CD8-spezifische Antikörper (für Tc)
Ak fluoreszensmarkieren
FACS/MACS
51Cr-Test
Wie können Antikörper zur Isolierung von T-Helfer-Zellen genutzt werden; welche Geräte können dafür verwendet werden und welches Antigen sollten die verwendeten Antikörper binden? 3 Punkte
CD4-spezifische Antikörper
FACS
Wie können Antikörper zur Isolierung von Zellen genutzt werden; welche Geräte werden dafür verwendet? 3 Punkte
panning
Cytotoxicity
Rosetting/magnetic beads
Erläutern Sie kurz die Funktionsweise eines eines Fluoreszenz-aktivierten Zellsortierers (FACS)! 5 Punkte
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
Wie funktioniert die magnetische Zellsortierung (MACS)? 3 Punkte
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
Warum kann man mit Hilfe der Affinitätschromatographie keine Zellpopulationen isolieren? 2 Punkte
Bedinung: Zellen kaputt (saurer Elutionspuffer)
zu groß für die Matrix
Quervernetzung löst Aktivierung aus und ohne Signal
—>Apoptose
Was versteht man unter Immunaffinitätschromatographie? 2 Punkte
Welche Moleküle werden gereinigt ?
Wie kann man ein Antigen aus einem Stoffgemisch mit Hilfe eines monoklonalen Antikörpers reinigen?
Moleküle: Proteine, Antigene, welche nicht zu stark an Ak binden
Antikörper kovalent an beads/Matrix (porös) koppeln
Stoffgemisch über Säule —> Antigen-Antikörper-Bindung
Elution mit saurem Elutionspuffer
Reinigung Antikörper
Wie kann man die Antigen-spezifische Antikörperfraktion aus einem polyklonalen Antiserum isolieren? 3 Punkte
Immnaffinitätschromatographie
Ag immobilisieren
kovalent auf unlöslicher, poröser Matrix
Serum durchlaufen lassen
eluieren
Eine Ziege wird mehrfach mit je 100 μg Maus-Immunglobulin immunisiert. Wie lässt sich die spezifische Fraktion aus dem gewonnenen polyklonalen Antiserum isolieren? Welche Ausbeute erwarten Sie? 4 Punkte
Immunaffinitätschromatographie
Antigen an feste Phase
max. 10% der Antikörper-Fraktion
höher als bei einfach Immunisierung
Welche Liganden werden in der Affinitätschromatographie an feste Träger gekoppelt? 2P
MoAk oder Ag, kovalent
Enyme+ Substrate/Inhibitoren/Cofaktoren
Lektine + zuckerhaltige Moleküle
NS + Histone/Polymerase
Hormone/Vitamine + Rezeptoren
Charakterisieren Sie die Unterschiede der Antigenerkennung durch Antikörper und T-Zell- Rezeptoren! 3 Punkte
TCR
Komplex: fremde Peptide + eigene MHCs auf der Oberfläche körpereigener Zellen
—>MHC-Restriktion (Fremdes Peptid wird immer nur dann vom TCR erkannt, wenn es auf dem richtigen MHC-Molekül klebt!)
Antikörper
Epitoperkennung auf Ag-Oberfläche
höhere Affinität durch Hypermutation möglich
zwei Fab-Regionen —> höhere Valenz
Wie ist ein B-Zell-Rezeptor aufgebaut, welche Funktion hat er? 3 Punkte
Transmembrandomäne
zytoplasmatische Sequenz ohne ITAMs
SS-Brücken
Co-Rezeptoren: Igaplpha, Igbeta + je ein ITAM
Vernetzung der ITAMs —> Signaling
Funktion: 1.Signalaktivierung der B-Zelle via Ag-Bindung
Welche Moleküle gehören zum TCR-Komplex, welche Funktionen haben sie? 2 Punkte
transmembran-Region mit geladenen Aminosäuren
—> Interaktion mit signaling-Kette
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 der T-Zelle
Spez. Bindung an Antigenfragmente, von MHC-Molekülen präsentiert
TCR erkennen Peptide nur, wenn diese von MHC-Molekülen präsentiert werden. Welche CDRs des TCR haben welche Funktion? Welche CDRs sind für die Peptid-Erkennung zuständig und warum? 3 Punkte
CDR 1
aplpha Kette: Antigenbindung (N-Terminus)
beta Kette: Antigenbindung (C-Terminus)
CDR 2
Interaktion mit alpha-Helices an der Peptidbindungspalte der MHC-Kette
CDR 3
größte Variabilität durch VDJ-Rekombination
Antigenbindung
BCR und TCR besitzen jeweils nur eine kurze zytoplasmatische Sequenz ohne ITAMs. Welche Moleküle sind für die Signalübertragung vom T-Zell-Rezeptor und vom B-Zell- Rezeptor verantwortlich? 3 Punkte
ITAMs: Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motifs
—> Tyr-Phosphorylierung
BCR: Igalpha und Igbeta
TCR: Zetta-Kette, CD3
Welche Zellen sind Antigen-präsentierende Zellen? 3 Punkte
Vermeidung von Fehlreaktion
Antigenpräsentation
T-Zell Aktivierung
Dendritische Zellen
Ag-Aufnahme als Alngerhanszellen
Ag Prozessierung -> Präsentation
B7-Expression
costimulatorische Aktivierung T-Zellen
Makrophagen
Was sind kostimulierende Faktoren? 2 Punkte
Wo: APC-Oberfläche
Sicherheitsmechanismus (Antigen Präsentation über MHC ist ungenügend für T-Zell-Aktivierung)
Costimulatoren: B7, CD28(T-Zellen)
Fehlen -> Anergie/Apoptose
Erläutern Sie den Begriff cross presentation. Welche wichtige Funktion wird der cross presentation zugeschrieben? 4 Punkte
Kreuzpräsentation
extrazelluläres Antigen aufgenommen, daraus antigene Peptide
Antigen-Aufnahme durch dendritische Zellen
Präsentation auf MHC I
—> Aktivierung von CD8+ T-Zellen (cytTC)
Aufrechterhaltung der Selbsttoleranz gegenüber körpereigenen Proteinen
Kombiniert Eigenschaften der klassischen Präsentationswege, d.h. es werden Antigene bzw. Proteine aus dem extrazellulären Raum aufgenommen, die daraus hervorgehenden antigenen Peptide jedoch auf MHC-I Komplexen an CD8+-zytotoxischen T-Zellen präsentiert.
Was versteht man unter MHC-Restriktion? 2 Punkt
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.
Erläutern Sie die Begriffe Gen-Polymorphismus und Polygenie an Hand von MHC- Molekülen! Warum sind Polymorphismus und Polygenie der MHC-Moleküle wichtig für das Überleben der Spezies und des Individuums? 3 Punkte
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
Bei welchen Phasen von Immunreaktionen spielen MHC-Moleküle eine Rolle? 3 Punkte
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
Weshalb kann ein Organ nicht ohne Probleme von einer Person auf eine andere übertragen werden? 4 Punkte
Kann ein zytotoxischer T-Lymphozyt, der z.B. gegen Influenza-Virus-infizierte Zellen in Person X reagiert, zur Therapie auf Person Y übertragen werden? Begründen Sie! 3 Punkte
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 Moleküle
Genloci Mensch, Expression, Antigenpräsentation, präsentierte Antigene, Molekülaufbau, Peptidpräsentation, Typen
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
MHC II-Moleküle
HLA-DR/DP/DQ
Antigenpräsentation für CD4+ T-Zellen, TH
extrazelluläre, körpereigene, Bakterien,Toxine
Peptide 12-25 Aminosäuren
alpha- und beta-kette
Endocytose des Antigens
8-12 Typen
Was ist ein Proteasom/ Immunproteasom; welche Rolle spielt es bei der Immunabwehr?
Enzymkomplex zum Abbau polyubiquinierter Moleküle
Fragmentierung cytosolischer Proteine und defekter ribosomaler Produkte (DRiPs)
Was versteht man unter aktiver und was unter passiver Immunisierung? Welches sind die entscheidenden Unterschiede? 3 Punkte
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
Skizzieren Sie kurz die wesentlichen Arbeitsschritte, die zur Herstellung von Hybridomzelllinien erforderlich sind. 4 Punkte
Fusion Plasmazelle (immunisiertes Tier) mit Myelomzellen über elektrischen Impuls
—> Hybride überleben
Selektion gegen Myelomzellen mit HAT-Selektion
Reklonierung
Massenproduktion
Cryokonservierung
Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, daß eine Maus Antikörper gegen Glutaminsäure bildet? Wie würden Sie vorgehen, um solche Antikörper zu erhalten? 3 Punkte
andere Varianten der gleichen Frage: Glucose / Alanin / Harnstoff etc.
Wahrscheinlichkeit = 0
Glutaminsäure ist ein Hapten
Vorgehen für Antikörper:
Zugabe von Adjuvans + Carrier —> Hapten-Carrier-Konjugatbildung
—> APC/T-Zell-Aktivierung
—> Ausschüttung Cytokine, IL
—> B-Zell Proliferation und Differenzierung
MoAK über Hybridomtechnik
Beschreiben Sie die Entwicklung eines typischen B-Lymphozyten von der Vorläuferzelle bis zur IgG-produzierenden Plasmazelle bei Mensch und Maus. Was geschieht wo? 5 Punkte
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
Wie verläuft eine humorale Immunantwort, was geschieht beim 2.Kontakt mit dem gleichen Antigen? 3 Punkte
Antigen spritzen —> nichts
Lag-Phase: Aktivierung, Vermehrung von zellen der adaptiven Immunität
Antikörper-Produktion nach 1. Woche
Sekundärantwort = Reaktion auf das immunologische Gedächtnis
Wie werden polyklonale Antiseren erzeugt? 2 Punkte
gereinigtes Antigen + Carrier + Adjuvans
Versuchstier wird immunisiert, nachimunisiert
—> Blutabnahme/Eidottergewinnung
Anteil spezifischer Antikörper 1-10% bei schwachen Immunogenen weniger
Reinigung über Affinitätschromatographie
Was versteht man unter einem thymusunabhängigen Antigen? Welche Folgen hat die spezifische Erkennung eines thymusunabhängigen Antigens durch eine naive B-Zelle? 3 Punkte
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
Durch welche Faktoren wird die Immunogenität eines Antigens beeinflußt? 2 Punkte
Adjuvanzien
Carrier
Antigendosis
Molekülgröße
denaturiert
unlöslich
Welche Eigenschaften eines Antigens sind wichtig für die erfolgreiche Immunisierung eines bestimmten Wirtsorganismus? 3 Punkte
Immunogen
groß
molekular unterschiedlich zum Wirt
Welche Aufgaben hat ein Adjuvans, nennen Sie ein Beispiel für ein häufig eingesetztes Adjuvans! 2 Punkte
Aluminiumhydroxid
Antigen-Immunogenität erhöhen
Wirkung:
Beschleunigte Aufnahme durch Makrophagen
verzögerte Antigen-Freisetzung
APC—>Zytokine
Wie erfolgt die Erkennung virusinfizierter Zellen durch zytotoxische T-Zellen, wie durch NK- Zellen? Welche Gemeinsamkeiten haben diese Zellen? 4 Punkte
Aktivierung von Tc über Kreuzpräsentation
Tc bindet Target über MHC I
Freisetzung cytotoxischer Granula -> Apoptose
MHC I fehlt -> NK-Zell-Aktivierung
Freisetzung cytotoxischer Granula
Interferone -> Anlockung
-> antiviral-state —> Liganden-Produktion für NK-Zellen
Welches sind die wichtigsten T-Zell-Populationen? Welche Funktion haben sie? 3 Punkte
Th1: aktivieren Makrophagen
Th2: aktivieren B-Zellen
Treg: regulieren andere Immunzellen
Tc: töten virusinfizierte Zellen
Wie erfolgt die Differenzierung eines naiven T-Lymphozyten zum aktiven zytotoxischen T- Lymphozyten? 3 Punkte
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
Wie erfolgt die Aktivierung von zytotoxischen T-Lymphozyten, wenn das betreffende Virus APC nicht infiziert? 4 Punkte
vollständige T-zell-Aktivierung
IL-2-Sekretion -> Selbstaktivierung
klonale Expansion, Differenzierung zur T-Effektorzelle
Antigenkontakt -> Effektorfunktion -> töten
Wie erfolgt die Reifung der Lymphozyten im Thymus? 3 Punkte
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
Welche Aussagen trifft die Theorie der klonalen Selektion? 4 Punkte
Lymphocyten mit einem Rezeptortyp und einer Spezifität
Wechselwirkung Antigen-Rezeptor, der diese Molekül mit großer Affinität bindet -> Lymphocytenaktivierung
von einem aktiviertem Lymphocyten abstammende ausdifferenzierte Effektorzellen tragen Rezeptoren derselben Spezifität wie die Mutterzelle
klonale Deletion potentiall autoreaktiver Lymphocyten
Welche drei Prozesse sind maßgeblich für die Entstehung der Variabilität der T-Zell- Rezeptoren von Mäusen und Menschen? Was läßt sich im Vergleich dazu über die Entstehung der Variabilität der Antikörper aussagen?
Antikörper-Variabilität
class-switch
Punktmutation in V-Region-Genen durch somatische Hypermutation
Einführung von P- und N-Nukleotiden
TCR-Variabilität
—> kein class sitch, keine Hypermutation
Was würde geschehen, wenn auch T-Zell-Rezeptoren eine somatische Hypermutation durchlaufen? Begründen Sie! 3 Punkte
keine weitere Kontrolle durch z.B B-zellen
autoreaktive Zellen
Autoimmunreaktion
Was versteht man unter zentraler Toleranz? Welche Organe und welche Prozesse sind beim Menschen an der Sicherung der zentralen Toleranz beteiligt? 3 Punkte
Immuntoleranz von Lymphozyten, die sich in den zentralen lymphatischen Organen entwickeln gegenüber Autoantigenen
=> Ausbleibende bzw. stark verminderte Reaktion des Immunsystems gegenüber einem Antigen.
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
Was versteht man unter peripherer Toleranz? Welche Mechanismen sind für die Absicherung der peripheren Toleranz am wichtigsten? 3 Punkte
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
Wie nehmen regulatorische T-Lymphozyten (Treg) Einfluß auf den Verlauf einer Immunreaktion, welche wichtigen Merkmale von Treg sind bekannt? 3 Punkte
Konkurrenz um Wachstumsfaktoren mit T-Zellen (IL-2)
inhibitorische Cytokine an T-Zellen (IL-10, TGF-beta)
Funktion Treg können andere Immunzellen inhibieren
Was versteht man unter Anergie? Wie entstehen anerge B- und T-Zellen? 3 Punkte
Zustand fehlender Reaktivität auf Antigene
T-Zellen werden anergisch, wenn das costimulatorische Signal über CD28/B7 fehlt
bei B-Zellen, wenn CD40/CD40L fehlt
Welche Regulationsmechanismen verhindern normalerweise die Attacke autoreaktiver T-Lymphozyten gegen eigene Gewebe?
Apoptose (zentrale Toleranz)
Regulation der Aktivität durch u.a. Treg
Was versteht man unter immunologische Ignoranz? Nennen Sie 3 immunologisch privilegierte Orte! 3 Punkte
autoreaktive Lymphozyten sind vorhanden, aber keine Reaktion an immunologisch privilegierten Orten
Gehirn, Auge, Uterus, Hoden, Hamsterbacke
Was ist CTLA4, wo befindet sich dieses Molekül, welche Funktion hat es? 2 Punkte
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
Warum wird ein Fötus nicht als allogenes Transplantat erkannt und attackiert? 3 Punkte
Uterus immunologisch privilegiert
Produktion immunsupressiver Substanzen
Treg-Aktivierung
geringe NK-Zell-Aktivierung
Komplementinhibierung
Warum muß bei einer Allotransplantation das Immunsystem des Transplantat-Empfängers unterdrückt werden? 3 Punkte
T-Zellen binden Transplantat -> Autoimmunreaktion
NK-Zellen-Aktivität, CTL
Immunsupressiva verhindern Reaktion gegen Transplantat
Transplantatpeptide über T-Zellen, APC präsentiert
Kann man Antikörper aus dem Urin von immunisierten Mäusen isolieren? Wenn ja, warum? Wenn nein, warum nicht? 2 Punkte
werden nicht in der Niere filtriert (zu groß 150kDa)
Warum stoßen nude-Mäuse ein Xenotransplantat nicht ab? 2 Punkte
nude Mäuse ohne Thymus -> kein Immunsystem
keine Erkennung von fremd oder selbst
Was versteht man unter Apoptose, wo tritt sie auf, wie wird sie ausgelöst? 3 Punkte
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)
Schritt 1
Chromatin wird kompakter, Faltung, Cytoplasmakondensation
Schritt 2
eat me signal, Zerstörung der Kernmembran, Fragmentierung
Schritt 3
Wo und wann (in welchem Entwicklungsstadium) sterben besonders viele lymphoide Zellen durch Apoptose und warum? 4 Punkte
in primären lymphatischen organen ca. 97% durch Selektion
Wie lässt sich Apoptose nachweisen bzw. messen? 2 Punkte
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
Wie lassen sich apoptotische und nekrotische Zellen voneinander unterscheiden? 3 Punkte
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
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