Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı , Bahar, Trakya Üniv Tıp Fak 6. Kurul, Neşe Akış, PhD, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı Enfeksiyon ajanlarına ve tümöre karşı savunma

1 Tehlikeliler

1.Litik Virüs 2.Tomurcuklu virüs 3.Hücreiçi Bakteri 4.Hücredışı Bakteri 5.Toksin 6.Hücreiçi Mantar 7.Hücredışı Mantar 8.Hücreiçi Protozoon 9.Hücredışı Protozoon 10.Tümör 11.Yassı kurt 12.Yuvarlak kurt 13.Artropod 14.Eski veya ölü hücre Tehlikeliler liste Zarflı DNA'lı RNA'lı Zarflı DNA'lı RNA'lı Gr- Gr+ Duvarsız Gr- Gr+ Duvarsız Maya Hifli Maya Hifli

2 Enfeksiyon ve enfeksiyon hastalıklarının immün sistemle ilişkisi

Bağışıklık sistemiyle ilgili patolojiler Aşırı yanıt patolojileri Yetersiz yanıt patolojileri Yanlış yanıt sınıfı nedeniyle Başlayan yanıtın zamanında susturulamaması nedeniyle DAMP’lar/h aptenler nedeniyle Yanıt gelişim/ hücre gelişim sürecindeki genetik eksiklik nedeniyle Bağışıklık sisteminin tehlike tarafından bozulması/ şaşırtılması nedeniyle Tanımsız MHC nedeniyle Vücut direncindeki düşkünlük nedeniyle DAMP: Doku tahribatında ortaya çıkan nükleer ve sitozolik artıklar, nekrotik artıklar ve diğer hücre artıkları hücredışında denatüre olarak immünojenik özellik gösterirler.

Yetersiz yanıt patolojileri Yanlış yanıt sınıfı nedeniyle Yanıt gelişim/ hücre gelişim sürecindeki genetik eksiklik nedeniyle Bağışıklık sisteminin tehlike tarafından bozulması/ şaşırtılması nedeniyle Vücut direncindeki düşkünlük nedeniyle

Aşırı yanıt patolojileri Yanlış yanıt sınıfı nedeniyle Başlayan yanıtın zamanında susturulamaması nedeniyle DAMP’lar/ haptenler nedeniyle Tanımsız MHC nedeniyle Transplant reddi sendromu

Geç yanıt Yetersiz yanıt Yanlış yanıt sınıfı

Çevre/ besin kimyasallarına maruziyet Mesleki maruziyet Bebeklik, çocukluk, yaşlılıkla ilgili vücut direncindeki yetersizlik Beslenme yetersizliği sonucu vücut direncindeki yetersizlik Kanser nedeniyle vücut direncindeki yetersizlik İlaç/ anastezik kullanımı nedeniyle vücut direncindeki yetersizlik Mikrobiyota dengesinin bozukluğu Kronik hastalıklardaki kırılgan hemostaz kaynaklı vücut direnç yetersizliği Otoimmün ve otoyangısal hastalıklardaki bozuk immün denge Yanlış yanıt sınıfı Geç yanıt Yetersiz yanıt

Önceden enfekte hücrenin stres modundan çıkmaması sonucu salgılanan proinflamatuvarların vasküler tonusu bozması Önceden enfekte hücrenin stres modundan çıkmaması sonucu salgılanan proinflamatuvarlarla otoinflamatuvar sendromların gelişmesi Mikrobiyal artıklardaki PAMP’ların salgılattığı proinflamatuvarların vasküler tonusu bozması Önceden enfekte hücrenin stres modundan çıkmaması sonucu hücreye/ dokuya karşı saldırının sürmesi Fiziksel veya toksinle hasarlanan dokunun/ organın tamir edilemiyor olması nedeniyle gelişen organa özgü bozukluk sendromları ve hastalıkları DAMP’lar/ haptenlerin temizlenememesi veya miktarının çok olması nedeniyle immün kompleks hastalıklarının gelişmesi Enfeksiyon ajanının kromozomlarda mutasyona yol açması sonucu tümör gelişimi Enfeksiyon ajanının bozduğu hücre savunma sisteminin yetersizliği sonucu tümör gelişimi

3 Enfeksiyon ajanlarıyla savaşan savunma sistemleri

Hücredışı patojenlere etkin hümoral doğal immün yanıtlar Patojen dolaşımda ve interstisyel aralıklarda PAMP konak hücre yüzeyine yapışmış PAMP dokuya yapışmış YANITLAR: 1- Plazma enzimleri, antimikrobiyaller, mukus 2- Doğrudan etkili alternatif ve klasik kompleman sistemi 3- Lektin opsonizasyonuyla kompleman sistemi 4- Profesyonel fagositler (nötrofil, eozinofil, makrofaj, mast) PRR ile PAMP tanıyor ve fagositoz. IFN-gama yardımı alırsa makrofajla daha etkin fagositoz 5- Lektin ve doğal antikorla nötralizasyonu sonucu immün kompleks gelişimi: a) Dolaşan immün komplekslerin eritrositlerle karaciğere taşınmasıyla fagositoz b) Profesyonel fagositler lektin-R ve doğal antikor Fc-R ile immün kompleksi tanıyor ve fagositoz; hedef büyükse fagolizozom kaçakları

Th2 yardımlı/ yardımsız hücredışı patojenlere etkin hümoral edinsel immün yanıtlar YANITLAR: 1- Özgül antikor aracılı klasik kompleman 2- Mast + özgül IgE’ye bağlanma ile sitotoksisite sonucu ani aşırı duyarlık 3- Özgül antikorla nötralizasyon sonucu immün kompleks elişimi: a) Dolaşan immün komplekslerin eritrositlerle karaciğere taşınmasıyla fagositoz b) Profesyonel fagositler Fc-R ile özgül antikorlu immün kompleks tanıyor ve fagositoz; hedef büyükse fagolizozom kaçakları c) Helmint + özgül antikora eozinofil saldırısı, fagolizozom kaçakları 4- NK hücresi Fc-R ile ‘’MHC-I yüzeyinde hücreiçi mikrop epitopu + özgül antikor’’ kompleksini tanınıyor ve sitotoksisite ile hedef hücrenin ölümü Patojen dolaşımda ve interstisyel aralıklarda Epitop konak hücre yüzeyine yapışmış Epitop dokuya yapışmış

Hücreiçi patojenlere etkin hücresel doğal immün yanıtlar Patojen hücre içinde, PAMP’ı hücre yüzeyinde sunuluyor YANITLAR: 1- Enfekte hücre IFN-alfa ve INF-beta ile aktifleniyor, hücreiçi enzimsel ve antisense RNA ile temizlik 2- Enfekte hücre yüzeyindeki değişiklikleri ve stres proteinini tanıyan NK ile sitotoksisite ve hedef hücrenin ölümü 3- Enfekte hücre yüzeyinde MHC-I benzeri ve stres proteini ile sunulan PAMP’ı tanıyan gama-delta T ile sitotoksisite ve hedef hücrenin ölümü

Th1 yardımlı/ yardımsız hücreiçi patojenlere etkin hücresel edinsel immün yanıtlar Patojen hücre içinde, epitopu hücre yüzeyinde sunuluyor YANITLAR: 1- Fagositoz için aldığı ancak öldüremediği enfeksiyon ajanı ile enfekte makrofaj INF- gama ile (Th1, NK ve STL’den gelen yardım) aktifleniyor, geç aşırı duyarlık sonucu hücreiçi enzimsel temizlik 2- Enfekte hücre yüzeyinde MHC-I ile sunulan epitopu tanıyan STL ile sitotoksisite ve hedef hücrenin ölümü

4 Virüslere karşı hücresel savunma planı

Virüslere Virüslere karşı erken faz savunma 1.Doğal antikor fazı: Nötralizasyon→Komplemanla virüs zarfına hedeflenen viral ölüm 2.Tip-1 IFN fazı: İstila edilen öz hücredeki savunma kapasitesi artışı ve virüs ölümü, komşu hücrelerde savunma artışı 3.NK fazı: Virüsün isitla ettiği hücrede MHC-I’i azaltmasıyla hedef hücrelerin öldürülmesi

4.Mevcut CTL’lerle savunma: Yangı alanına gelen hafızalı CTL, MHC-I ile viral epitop sunan hedef hücreleri öldürür 4 gün sonra: 5.Yeni deneyimli CTL gelişimi: Aktif CTL yangı alanına göç eder, MHC-I ile viral epitop sunan hücreleri öldürür 6.Yeni deneyimli B2 gelişimi: Aktif B2 üreme merkezinde veya hafızalı B2 yangı alanında MHC-II ile sunulan viral epitopa bağlanır ve plazma hücresine farklılaşır. Antikor üretimi başlar. Antikor hedef hücredeki MHC-I üzerindeki viral epitoplara bağlanır, NK hücresi FcR ile bağlı antikoru tanır ve istila edilen hedef hücreyi öldürür Virüslere Virüslere karşı geç faz savunma

Pencere döneminde

İnkübasyon periyodu (latent faz): Süreyi ajanın girişteki miktarı, nereden girdiği, çoğalma kabiliyeti ve konağın immün yeterliliği tayin eder Pencere dönemi: Ajan hasta materyalinde saptanabilir Akut dönem: Hastalık belirtilerinin görüldüğü dönem. Ajan saptanır Sitosid Enfeksiyon: Virüsün çıkışında hücre harabiyeti vardır, lokal hasar gelişir Sitosid olmayan enfeksiyon: Hücresel immünite ile hedef hücre ölümü. Komşu çevrenin hasarı yara oluşturabilir Latent infeksiyon: Virus hücre içerisinde bulunur, potansiyel rezervuardır. Ataklar dışında hastada ajan saptanmaz. Enfeksiyonun subklinik olması gizli çoğalmadığını göstermez (EBV’nin B hücre enfeksiyonu gibi..). Sessiz ve aralıklı latensi olabilir Kronik enfeksiyon: Enfeksiyon başladıktan sonra ve ataklarda viral partikül hasta vücudunda saptanabilir (EBV’nin farengial epitellerden düzenli salınımı gibi..) Yavaş enfeksiyon: Uzun süreli kronik enfeksiyon (akut devresi saptanamayabilir) sonunda hızlı ilerleyici faza geçer Persistent enfeksiyon: Viral genom konak kromozomuna entegre veya epizomal. 1)Fokal persistent enfeksiyonda bazı hücreler enfektedir ve virüs çoğalarak bunları öldürür, ancak, immün sistem viral çoğalmayı caydırıcıdır 2)Kronik difüz persistent enfeksiyonda tüm hücreler enfektedir, virüs çoğalır ama hücreleri öldürmez 3)Klasik latent persistent enfeksiyonda virüs konak hücrenin soylarına aktarılır Tümöre dönüşüm: Konak hücrenin kanserleşmesini başlatabilir Enfeksiyon ajanının dokuyu işgali ile görülen klinik biçimler

5 Hücredışı bakteri ve hücredışı mantarlara karşı hümoral savunma planı

BAZI HÜCREDIŞI PATOJENLER VÜCUT YÜZEYLERİNE YAPIŞIRLAR VE TOKSİN SALARAK ETKİLERİNİ GÖSTERİRLER DİĞERLERİ ORGANİZMAYI İŞGAL EDEREK İÇERİDE KOLONİ KURARLAR

Bakterilere karşı savunmada erken faz katyonik savunma peptidleri ile Basit bakteri ve mantarların çoğu bariyerlerde katyonik savunma peptidleri ile ölür KATYONİK PEPTİD ZEHİR ÜRETEN HÜCRE

Bakterilere karşı savunmada geç faz nötralizasyon, opsonizasyon kompleman fagositoz Tanınan PAMP’lar mast

Mantarlara karşı savunma Lektin ve antikor ile opsoninlenen mantarlar eozinofil sitotoksisitesi ile; IgE üzerinden mast’ın bağladığı mantarlar degranülasyonla öldürülürler

6 Hücreiçi bakteri ve hücreiçi mantarlara karşı hücresel savunma planı

HÜCREİÇİ BAKTERİ VE MANTARLARA KARŞI SAVUNMA Fagositoz için aldığı patojeni öldüremeyen makrofaj, Th1, NK ve CTL tarafından verilen IFN-gama yardımıyla aşırı aktiflenerek içindekini öldürme potansiyeline kavuşur. İçindeki patojeni öldüremeyen konak hücresi MHC-I ile sunarak γδ T ve CTL tarafından apoptoza sokulur

7 Parazitlere karşı savunma planı

HÜCREİÇİ PROTOZOALARA KARŞI HÜCRESEL SAVUNMA

Nötralizasyon ile işlevsizleşir Antikor ile klasik kompleman sistemi aktiflenir Opsonin ile fagositoz aktiflenir HÜCREDIŞI PROTOZOALARA KARŞI HÜMORAL SAVUNMA

EOZİNOFİL ve TROMBOSİTin HELMİNTLERE KARŞI ANTİKOR BAĞIMLI SİTOTOKSİSİTESİ

degranülasyon AKTİFLENEN MAKROFAJIN HELMİNTLERE KARŞI IgE ve IgG BAĞIMLI SİTOTOKSİSİTESİ

8 Tümörlere karşı hücresel savunma planı

Tümör hücrelerinin NK ve CTL ile öldürülmesi

9 Enfeksiyon Ajanlarının ve Tümörün Konak Savunmasından Kaçış Stratejileri

KOMPLEMAN BAĞLANAMAZ FAGOSİT YAKLAŞAMAZ KOMPLEMAN KESİLİR MAK MEMBRANA TUTUNAMAZ 1.Kapsül kullanarak kendini konak hücreye benzetmek (kompleman bağlanamaz) 2.Opsoninine fagositin yaklaşmasını engelleyen yüzey uzantıları oluşturmak 3.MAK'ın yüzeye tutunmasını engelleyici yapılar oluşturmak 4.Patojene bağlanan komplemanı kesmek Farklı bakteri ve mantarlar komplemana karşı farklı kaçış stratejileri kullanırlar

Bakteri ve mantarların antikorla tanınmaktan kaçış stratejileri 1.Patojen genomunda sırayla bir diğerini sentezleyeceği çoklu alternatif yüzey antijen varlığı 2.LPS'leri siyalilleyerek konak hücreye benzetmek 3.Pilusunu düzenli mutasyona sokarak antijenitesini değiştirmek 4.Patojene bağlanan IgA'ları enzim salgılayarak kesmek

Patojen, PRR blokeri salgılayarak makrofajın yapışmasını engeller Patojen endositoz yapılanmasını bozan salgı üretir Patojen IFN-g reseptör blokeri salgılar Makrofaj Bakteri Hücredışı patojenlerin fagositozdan kaçış stratejileri

Fagolizozom oluşumu engellenir Patojenin ekzositozu engellenir Patojen kendine sığınak yapar Patojen sitoplazmaya kaçar Patojen ürünleriyle konak hücre sinyal iletimini bozar Patojen hücreiçi öldürücü moleküllere dirençi duvar örer Hücreiçi patojenlerin fagositozdan kaçış stratejileri

LPS kanda generalize etki yapabilecek kadar yüksek konsantrasyonda TNF-alfa salınımına neden olur. Fizyolojik sistemler işleyemediğinden bağışıklık sistemi çalışamaz

Virokin: Virus ile enfekte hücre tarafından salınır ve otokrin çoğalma sitokini gibi etki eder. Konak hücre çoğalarak virüs üretiminin artışını sağlar Viroreseptör: Virüs kaynaklı sitokin reseptörleri-benzeri reseptörler konak hücrenin çoğalmasını sağlar Virobloker: Antikorlara veya komplemana bağlanarak virus ile enfekte hücrelerin lizizini engelleyen protein MHC-I azaltma: STL’den kaçma Genoma entegrasyon: En başarılı kaçma tekniği Prof.Dr.Şaban Çavuşlu ders slaytından derleme Virusların savunmadan kaçışta kullandıkları proteinler ve stratejiler

Protozoaların savunmadan kaçış stratejileri

Patojenlerin savunmadan kaçış virülans stratejileri listesi Patojen salgılarıyla PRR, kompleman, sitokin ve fagositozu bloke ediyor Hücreiçi patojen ekzositozu, fagolizozom ve ROS oluşmasını engelliyor Patojen kompleman ve IgA’yı eritiyor Patojen immün hücreleri öldürüyor Patojen salgılarıyla immün hücreleri baskılıyor Patojen mikrobiyotayı bozuyor Patojen MHC-I ifadesini baskılıyor Patojen konak hücresinin sayısını doğrudan veya tümörleştirerek çoğaltıyor Patojen yüzeyini vücut hücrelerine benzetiyor Patojen yüzey antijenlerini düzenli veye mutasyona girerek veya değiş-tokuş yoluyla değiştiriyor Patojen vücutta gizleneceği kistler kuruyor, böbrek taşları ve diş çürüklerinde saklanıyor Patojen genoma entegre oluyor Patojen konak veya immün hücre içinde iken iç savunmayı durduruyor, duvar ve sığınak üretiyor Patojen immün yanıt sınıfını değiştiriyor Patojen immün yanıtı tamir ve kronik moda itekliyor Bakteriyel süper Ag ile yangı oluşturarak fizyolojik hemostazın ve viral süper Ag ile ilgisiz lenfosit klonlarınının çoğaltarak immün dengenin bozulması Patojen ekzotoksinleriyle fizyolojik-sistemlerarası hemostazı bozuyor Patojen dolaşımdaki hücreleri eskort olarak kullanarak hızlı yayılım yapıyor

NK aktivasyonunu baskılar CTL yapışmasını engeller Tümör antijenin sunulmasını engeller Lenfosit yanıtını baskılar Bağlanan CTL’i öldürür NK ve CTL’i baskılar Tümör hücresi ve yüzeyi Tümör hücresi: 1- yüzeyi molekülleri ve sekresyonları ile 2- bağışıklık sistemini tamir fazına itekleyerek savunmadan kaçar

Bağışıklık sisteminin enfeksiyon ajanı ile savaşımında olası sonuçlar 10

1- İyileşmeyle sonuçlanan akut enfeksiyon Antikor IgM Virus Antikor IgG Prof.Dr.Şaban Çavuşlu ders slaytı

2- Akut enfeksiyon ardından latent enfeksiyon ve reaktivasyon Antikor IgM Virus Antikor IgG Prof.Dr.Şaban Çavuşlu ders slaytı

3- Akut enfeksiyon ardından kronik enfeksiyon Antikor IgM Virus Antikor IgG Prof.Dr.Şaban Çavuşlu ders slaytı

4- Akut enfeksiyon ardından persistent enfeksiyon ve virusun aşırı çoğalması (HIV gibi) Antikor IgM Virus Antikor IgG Prof.Dr.Şaban Çavuşlu ders slaytı

5- Yavaş ilerleyen kronik enfeksiyon Antikor IgM Virus Antikor IgG Prof.Dr.Şaban Çavuşlu ders slaytı

Enfeksiyon tipleri 1.Apse 2.Akut veya kronik 3.Bakteriyemi 4.Fokal 5.Fulminant 6.Latent 7.Lokalize 8.Sistemik 9.Toksemi 10.Zoonotik 11.Nozokomiyal 12.Oportunistik 13.Polimikrobiyal 14.Primer, sekonder 15.Piyojenik (irinli) 16.Sepsis 17.Septisemi 18.Sporadik 19.Subklinik, semptomatik 20.Fitojenik

Bağışıklık sisteminin etkinliğinin laboratuvarda izlenmesi 11

İmmünoloji Tanı Laboratuvarında Tetkik Grupları 1.İmmün yetersizlik taraması 2.Alerji testleri 3.Lösemi/lenfoma fenotipleme panelleri 4.Otoimmünite panelleri 5.Transplantasyon laboratruvarı

1)Biyopsi materyalinde aşırı duyarlık ve yangı inceleme 1)Biyopsi materyalinde aşırı duyarlık ve yangı inceleme (Lökosit infiltrasyonu, Tip-II ve –III lökosit enfiltrasyonu ve immündepozisyon) 2)Tümör antijeni arama 2)Tümör antijeni arama (Biyopsi materyali/ lökositte antijen) 3)Biyopsi materyalinde plak ve mikrop partikül/antijen arama )Kanda immünopatolojik belirteç incelemesi 4)Kanda immünopatolojik belirteç incelemesi (Sedimentasyon, CRP, antikor izotipleri, kompleman seviyesi, sitokinler, lökosit sayı ve formülü, immün ilaç seviyesi, tümör antijeni) )Serumda mikrop antikoru arama 5)Serumda mikrop antikoru arama (ELISA, seroloji) 6)Hasta materyalinde mikrop arama Patoloji Tanı Lab: Biyokimya/Hematoloji Tanı Lab Mikrobiyoloji Tanı Lab Diğer Lablarda Bağışıklık Sisteminin Etkinliğini Ölçen Tetkikler

1- Karaciğer enzimleri: Aminotransferazlar 2- B lenfosit hafıza göstergesi: CD27 DÜZELTME Transglutaminaz CD127