Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı , Bahar, Trakya Üniv Tıp Fak 6. Kurul, Neşe Akış, PhD, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı Mukozal immünitede mukozal/oral tolerans

Mikrobiyota 1

Mukozalar Flora Alanları Olduğundan Mikrobiyota ile Kaplıdır 1.Virota 2.Bakteriyota 3.Mikota 4.Protozoata %100 insan doğarız ama %90 mikrop ölürüz denir. Bunun anlamı 10 trilyon kendi hücremizden 10 kat fazla mikrop hücresi, bu mikroplara ait kendi genlerimizden 150 kat fazla mikrop geni ve bu mikroplara ait kendi proteinlerimizden 360 kat fazla mikrop proteini ile birlikte yaşıyor olmamızdır.

 Mikrobiyota, flora alanlarındaki mikrop reseptörlerini işgal ederek ve ürettiği bakteriyosin gibi antimikrobiyal maddelerle alan hakimiyeti kurarak floraya ilişmeye çalışan patojenlerin steril alana girişini veya ilerleyişini büyük oranda engeller.  Mikrobiyota, kendisine karşı savaşmaması için immün sistemi eğitir.  İnsana gerekli bazı metabolizma reaksiyonlarını sindirim yolunda gerçekleştirir, bazı gerekli maddelerin üretimini yapar ve bazı ürünleriyle floradaki gereksiz yangıları durdurur. Mikrobiyotanın Faydaları

530 milyon yıl önce omurgalı hale geçip ardından karaya çıkan yüksek canlılar ile hemzamanlı evrimleşen karaya dayanıklı mikroorganizmalar birlikte türemişleridir. Her ikisinin de yaşayabilmesi konak ile mikrobiyotanın integratif bir yaşamı birlikte inşaa etme becerisiyle sonlanmıştır. Son 6 milyon yıldır immün açıdan sağlıklı insan ile mikrobiyotası arasındaki uzlaşıda varılan nokta; konakta beslenme karşılığında mikrobiyotanın büyük çoğunluğunun konakta bulunmayan eksik madde, reaksiyon ve immün savunmaları konağa düzenli sağlaması; ve hiç birinin konak sağlığına zarar verici faaliyetlerde bulunmamasıdır. Evrimsel Süreç

Flora alanları biyocoğrafyasının her birinde, örneğin deri ve bağırsak alanlarında lokal ihtiyaca uygun farklı lokal mikrobiyotalar bulunur. Lokal mikrobiyotada farklı doku bölgelerinde, örneğin deri mikrobiyotasının saç ve komşusu ense bölgelerinde, farklı mikrobiyota adaları bulunur. Sonuçta mikrobiyota flora alanları, haritasında sınırları belirli adalar biçiminde örgütlüdür. Her lokal ve adasal mikrobiyotayı diğerinden farklı kılan içinde barındırdığı mikrobiyomun türsel ve oransal büyük farklılıklar göstermesidir. Ancak bu fark lokal mikrobiyotanın kendi içinde ve diğerleriyle integratif ekosistem kurmasına engel değildir. 6 Mikrobiyotanın Organizasyonu

Her lokal mikrobiyota bireyler arasında ortak ve farklı olmak üzere iki kümede türlerden meydana gelir. Farklı türler zaman içinde veya ilaçlar nedeniyle mekan değiştirebilir veya yerini başkalarına terk eder. Lokal mikrobiyotadaki ortak türlerin oranını koruyarak yerleşik kalması mikrobiyotanın sağlıklı olduğunun bir göstergesidir. Bu türden mikroorganizmaların soyları farklı lokal mikrobiyotalara da dağılabilir. 7 Mikrobiyotanın Organizasyonu -devam

8 Örnek bir Ekosistem: Dermal biyom  Deri, kıl folikülü, saç, yağ bezi, salgılama bezi, kıl hareketlendirici kaslar, mikroçevreleri sarmış peptid, protein ve lipidler ve cilt alanını kaplamış mikrobiyota dermal biyomu oluşturur.  Dermal biyom patojen kaynaklı enfeksiyonların gelişimini engeller, deriden nem ve sıvı kaybını önler, vücut ısısını dinamik olarak düzenler ve epidemal hücre ömrünü düzenleyerek cildin yenilenmesini sağlar.

Mikrobiyota Üyelerinin Konakla İlişki Açısından Sınıflanması Enfeksiyon kabiliyeti var, bariyer/İmmun Sistem (IS) caydırıcı, kommensal veya mutualler gibi davranıyorlar ama bariyer/IS bozulursa enfeksiyon yapar Enfeksiyon kabiliyeti var, mikrobiyota caydırıcı, kommensal veya mutualler gibi davranıyorlar ama mikrobiyota bozulursa, bariyer/IS sağlıklı bile olsa, enfeksiyon yapar HATIRLATMA: Mikrobiyota üyesi olamyan patojenlerin prazitizm yapmasını ne bariyer/IS ne de mikrobiyota engelleyemez Enfeksiyon kabiliyeti yok, her zaman kommensal veya mutualler

Bağışıklık sistemi mikrobiyata üyelerini ve besin maddelerini tahrip etmemeyi nasıl öğrenecek? 2

Bağırsak lenfoid dokusunu oluşturacak kripto kümeleri (kriptopatçler) doğumdan hemen sonra yenidoğanda gelişir Kripto kümeleri olgunlaşarak zaman içinde payer plaklarına dönüşür zaman Düzensiz lenfoid doku

Bağırsakta olgunlaşan mukozal lenfoid dokuda mikrobiyota ve besin maddelerini tehlikelilerden ayırt eden özgün SAVUNMACI ve DÜZENLEYİCİ hücreler bulunur GEREKSİZ YANGIYI BASTIRICILAR 1.γδ T hücre (IEL) yiyeceklerin lipitli yapılarının tanır ve yanıtı düzenler 1.Enterosit tabakada CD8+ T düzenleyici hücre (TGF-beta üretiyor) 2.T reg (IL10 üretiyor) 3.Mukozal dendritik hücre 4.NKT doğal immünitenin özelliklerini gösteren bir alfa-beta THR reseptörlü NK hücresidir ve düzenleyicidir GEREKLİ DOZDA YANGI YAPANLAR 1.CD8+ αα T hücre stres proteininin tanır ve sitotoksik etkilidir 2.Lamina propiada CD4+ T sitotoksik hücre 3.Th17 (proinflamatuvar üretiyor)

MUKOZAL HÜCRELER ve ENTEROSİTLER birlikte; 1- mikrobiyota ve besin maddelerini tanıyan lenfositleri periferal toleransa yöneltir; 2- Treg hücrenin Th17 üzerinde egemenliğini tesis eder enterositler düzenleyici sitotoksik

14 Mikrobiyotanın Kazanılması ve İlgili Tartışmalar-1  Fetus bağırsaklarında nadiren mikrobiyal koloniler taşıyabilir.  Yenidoğanın normal floraya kavuşması doğumdan hemen sonra bağırsakta anne dışkısından ve çevreden kaynaklanan komensallerle başlar.  Yenidoğan bu aşamada tolerans gerçekleştirilen kritik pencere döneminde bulunduğundan anne sütü ve içindeki faydalı bakteri Bifidobacterium bifidum gibi komensallere karşı da ömürlük immün tolerans edinir.  Doğumundan bir kaç gün içinde dışkısının gramında bulunan flora bakterisi sayısı 10 8 'den 'a çıkar. Neonatal nekrotizan enterokolit florası iyi gelişmemiş prematüre bebeklerin ölümcül yangısal hastalığıdır.  Normal floranın koruyucu kompozisyonlanması vajinal doğumda 1 ay içinde ve sezeryanla doğumda 6 ay içinde gerçekleşir, sağlıklı halini 1-3 yıl içinde alır.

15 Mikrobiyotanın Kazanılması ve İlgili Tartışmalar-2  Anne sütüyle beslenen bebeklerde bağırsakta Bifidobacteria egemen iken hazır mamalarla beslenen bebeklerde Enterobacteriaceae üyeleri egemendir.  Erken yaşarda bağırsak florasında Bacteroides ve Bifidobacteria olmaması C. difficile ve S. aureus gibi zararlı Verrucomicrobia, Bacteroidetes ve Proteobacteria mikroplarının bağırsakta egemenliğini kurarak mukozal toleransın zamanında oluşmaması ve bireyin ileride alerjik kişi olarak gelişmesine yol açar.  Sanayi yoğun sömürgen ülkelerde erken yaşlarda bolca hijyen, anne sütüyle beslenmede yetersizlik, doğal ortamların antijenlerine maruziyette düşkünlük, sıkça ve kolaylıkla meyve ve sebzesiz beslenme, proses edilen hazır gıdalar kullanarak sukroz ve hayvan yağlı besinlere bolca erişim, bağırsak florasının sağlıklı bir mikrobiyoma kavuşmasına engel olur.  Çevreciler yoğun insan müdahaleleri neticesinde yerkürede mikrofauna dahil gittikçe azalan biyotanın insan sağlığına olan etkilerini sorgulamaya başlamışlardır

Olgun mukozada işleyiş 3

MUKOZALARDA iki katmanlı mukus tabaka farklı bileşkenleri barındıran bir denge sağlar Dış mukus tabaka İç mukus tabaka Mikroplar Doğal antibiyotikler Müsin glikoproteinleri IgA salgılayan plazma hücreleri Dışarıdan gelen maddeler Poli-A reseptörle içeri mikrop transferi

MALT’da ileri olgunlaşan B2 plazma hücreleri mukozadan ayrılmaz ve düzenli IgA üretir. Lümene naklolan IgA’lar geri dönüşte lamina propria’daki M hücre adalarına antijen taşırlar

Bağırsakta İmmün Hemostaz Epitel hücrenin stres bildirmediği ortamda anti- yangısal etkili dendritik hücreler lümende mukoza içinden aldıkları antijenlerini profesyonelce T hücrelerine sunarak Treg olanları IL10 salgılaması için aktiflerler. IL10 bağırsaktaki basit yangıları ve Th17’yi baskılar. M hücrelerin ve IgA’nın lümende mukoza üstünden sağladığı antijenleri alan makrofajlar, B2 hücrelerinin düzenli özgül IgA üretmesini sağlarlar.

Bağırsak mukozasındaki hücreler steril alanlardakinden farklı olarak bir baskılanma altındadır

Bağırsakta İmmün Yanıt Mukus mimarisi veya mikrobiyota tür oranı değiştiğinde enterositlerin aralarından fırsatçı enfeksiyon ajanları içeri sızar. Enterosit proinflamatuvar salgılayarak stres bildirir, lezyon gelişir. Durumu algılayan Treg IL10 üretimini azaltır. Bu ortamda dendritik hücre aktiflenerek IL6 ve IL12 üretir. Aktiflenen T hücreleri IFN-gama salgılar ve Th17 hücrelerini aktifler. Yangı, dolaşımdan nötrofilleri çağırır. Gelen nötrofiller tuzak kurarak fırsatçı enfeksiyon ajanlarını yok eder. Atıklar makrofajlar tarafından temizlenir. Lezyon tamir edilerek enterosit bariyeri normal haline döndürülür. Treg yine IL10 salgılamaya başlar.

Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı , Bahar, Trakya Üniv Tıp Fak 6. Kurul, Neşe Akış, PhD, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı Edinsel yanıt şiddetinin kontrolü

İmmün sistemin bileşenleri Aktive ediciler Tehlikeliler Dizginleyiciler

Yanıt şiddetinin dizginlenmesinde kontrol yolakları Dokunun yangıya izin vermesi ile kontrol Eylemci hücre davranışının düzenleyici hücrelerle kontrolü Eylemci hücre ömrünün kontrolü CTL davranışının temporal aktiflenmeyle kontrolü

Eylemci hücre ömrü Deneyimsiz B2 hücre yarıömrü 18 gün Plazma hücre yarıömrü <1 yıl Deneyimsiz T hücre yarıömrü 1-8 yıl (CD4+ <CD8+) Monositlerin yarı ömrü 1-3 gün Dendritik hücrelerde çeşidine göre birkaç gün-birkaç hafta

Düzenleyici hücreler savunmanın aktiflenme veya baskılanmasına yol açar Düzenleyici Treg (TGF-beta ile deneyimli hücre gelişimine engel olur; TGF-beta ve IL10 ile Th17 gelişimine engel olur) Düzenleyici Th17 (yangı yapıcı)

1- İmmün ayrıcalıklı dokular (beyin, göz ön kamarası, testis, fetus) 2- Savaş sonrasındaki dokular Salgıladıkları baskılayıcı faktörlerle (TGF-beta, baskılayıcı prostaglandinler, vb..) bazı dokular lokal yangıyı azaltır

Beyine ve BOS’a kandan eylemci geçişi sınırlıdır Hücrelerin çevresinde sıkı bağlanma yapan özel moleküller

doku Fetus bağışıklık sistemi için bir yabancı olduğundan onu saran doku yüzeyinde ve salgılarında lökositleri baskılayıcı peptidler vardır Kompleman kontrol proteinleri (DAF) Sitotoksisiteye direnç Öldürücü molekül Fas ligandı saldırganda apoptoz başlatır Baskılayıcı salgılar: TGF-beta, IL-10, IDO Antijen sunan MHC yokluğu Fiziki bariyer

Bol damar ama lenf drenajı yok, hücre trafiği yok

SONUÇ: İMMÜN AYRICALIĞIN NEDENLERİ 1.Hücrelerarası bağların geçit vermeyecek kadar sıkı olması 2.Lenf drenaj yetersizliği olması 3.Lökosit trafiğinin kısıtlı olması 4.Lokal hücrelerin immün baskılayıcılar salgılaması veya yüzeyinde belirtmesi