Antijen Tanıyan Reseptörler Doğal İmmün Yanıt Bağışıklık Sistemi dersi-5 Antijen Tanıyan Reseptörler Doğal İmmün Yanıt 2016-2017, Bahar, Trakya Üniv Tıp Fak 6. Kurul, 02 ve 03.03.2017 Neşe Akış, PhD, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı akisn@trakya.edu.tr http://personel.trakya.edu.tr/akisn/#.WKr6DyjC7WU

1 Bariyerler

Steril Olmayan Cilt ve Mukozalar Bariyer Bölgelerdir Akciğer solunum yolları Mide İnce bağırsak ve ileum

DERİ BARİYERİNİN DIŞTA SAVUNMA DÜZENEKLERİ Kimyasal bariyer Biyolojik bariyer Fizik bariyer

MUKOZA BARİYERLERİNİN SAVUNMA DÜZENEKLERİ Fizik/mekanik bariyer Öksürme ve hapşırma refleksleri Peristalsis fikolin-spermin Nötralizan Kimyasal bariyer Biyolojik bariyer

DERİ ve MUKOZA BARİYERİNİN İÇTE SAVUNMA DÜZENEKLERİ (şekil sadece deridekileri göstermektedir) Hücresel eylemciler Sıvısal eylemciler

BARİYER LİSTESİ İŞLEV LİSTESİ KİMYASAL Ter, tuz, asitler, baz, safta enzimleri, surfaktan, lektin, IgA, lizozim, amilaz, lipaz, peptidaz, sebum, mukus, kulak yağı, RNaz FİZİKSEL Mekanik: Kıl, nazal kıvrım, cilt-mukoza epitel tabakası, siliar hareket-peristalsis-göz kapağı, öksürük-aksırık-hapşırık, idrar-tükürük-göz yaşı-ürogenital akıntı, BİYOLOJİK Komensal filmleriYağ asidi Yıkama Asit ve bazla tahribat Enzim-eritme Nötralizasyon Opsoninleme Kayganlaştırma Paketleme, itme Süpürme Toksin Geçişi zorlaştırma

2 Doğal İmmünitede Zararlıyı Tanıyan Reseptörlerin Genleri Genomda Kayıtlıdır

Doğal Bağışıklık Yanıtında Rol Alan ve Doğal Öldürücü Hücre Dışındaki Tüm Eylemciler, Zararlıların Ortak Motiflerini Tanıyan Reseptörler Taşır 1-2

Reseptör Çeşidi: Örgüleri Tanıyan Reseptörler Ligand Çeşidi: 1- Patojen İlişkili Moleküler Örgüler 2- Hasar İlişkili Moleküler Örgüler

BİYOLOJİDE BAĞLANMAK ve TANIMAK MOLEKÜLLER YAPIŞKANDIR ve aslında pKa sabitine göre ≤10-3 Molar (M) düzeyde BİRBİRLERİNE KENDİLİĞİNDEN YAPIŞIR ve AYRILIR EĞER bağlanma 10-5 M-10-12 M arasındaki yükseklikte ise Reseptör-Ligand ilişkisi kurularak bilgi akışı (TANIMAK) başlar

Zararlıların Ortak Motiflerini Tanıyan Reseptörlerin Bir Kısmı Hücrenin Yüzeyinde Diğer Kısmı İçindedir

ANTİJEN TANIYAN RESEPTÖR KATLANMIŞ karmaşık ANTİJEN (şekillenmiş/konformasyonel epitop) LİNEER basit ANTİJEN (lineer epitop)

LİGANDLAR FARKLI RESEPTÖRE FARKLI AFİNİTELERLE BAĞLANABİLİRLER Tanıma Reseptörü C Tanıma Reseptörü D Tanıma Reseptörü E Yüksek afinite bağlanma Orta afinite bağlanma Zayıf afinite bağlanma

LİGANDLAR FARKLI RESEPTÖRLERE ÇAPRAZ BAĞLANABİLİRLER Tanıma Reseptörü A Tanıma Reseptörü B

Ortak Motif Tanıyan Reseptörlerden En Az Bilgi Verenlerin Genleri Metillenerek O Makrofaj veya NK Hücresini Faydalıya Özgül Bellek Haline Getirir

Doğal Bağışıklık Yanıtında Rol Alan Eylemcilerin Herbiri Farklı Bir Zararlıyı Tahrip Etmede Daha Ustalaşmıştır. Bazısı Yangıyı Aktifler, Bir Diğeri Tip-I İnterferonların İfadesini

Tanımadan Sonraki Basamak Bir Yandan Tahrip Etmek ve Diğer Yandan İnflamasom Üzerinden Proinflamatuvar Sitokin Üretmektir

Doğal Öldürücü Hücrede Zararlıyı Tanıyan Reseptör Az, Öz ve Sağlıklı Hücrelerin Ortak Motiflerini Tanıyan Reseptörlerden Çok Bulunur

Stres Proteinlerinin Doğal İmmünitedeki Rolleri 3 Stres Proteinlerinin Doğal İmmünitedeki Rolleri

Tüm hücrelerde STRES bildiren 84 adet STERS PROTEİNLERİbulunur HSP90 aile üyeleri HSP70 aile üyeleri HSP60 aile üyeleri HSP40 aile üyeleri Diğer protein katlandırıcı ve detekte ediciler

Makrofaj aktiflenir ve yangı uyarılır Hücre işleyişinde sorun belirince STRESli Hücrenin Epitel Hücre ve Monositi Aktiflemesi Stresle protein katlanmasında hatalar başlar, stres proteini ifadesi başlar ve hücre dışına salgılanır Stres proteinleri Mukus artar Proinflamatuvar sitokin artar Epitel hücrede Monosit/ makrofajda Dış düşmanı felç eder Makrofaj aktiflenir ve yangı uyarılır

STRESli Hücre Tip-I INF salgılayarak kendini ve komşu hücreyi aktifler Stres proteini nükleusa girer ve hem stres protein genlerini hem de IFN-alfa ve –beta genlerini aktifler Stres proteini ifadesi artar Tip-I IFN salgılanır Hücreiçi Komşu hücrede enzimler iç enzimler aktiflenir aktiflenir Hücre içindeki virüsler tahrip edilir

Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-1: Profesyonel Fagositler 4 Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-1: Profesyonel Fagositler

Makrofajda fagosit sindirmesi, NK kaynaklı IFN-gama uyarısının NİTRİK ASİT üzerinden ve opsonin reseptör aktivasyonunun OKSİDAZ üzerinden yürümesiyle sağlanır. Bu makrofaj akabinde proinflamatıvar salgılayarak yangıyı başlatacaktır.

farklı vücut bölgelerinde farklı isim alırlar MONOSİTLER farklı vücut bölgelerinde farklı isim alırlar Monositler ve makrofajlar edinsel immüniteye profesyonel antijen sunucu hücre olarak da hizmet ederler (retiküloendotelyal hücre)

Klasik ve Alternatif Makrofaj Birbirlerinin Tamamlayıcısı, yani, Zıt Etkilisidir 3

Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-2: Mast Hücre ve Bazofil 5 Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-2: Mast Hücre ve Bazofil

İŞLEV Mast Hücre ciltten girişlerde ilk karşılayıcıdır ve fagositoz yapar. Antijen 2nci kez giriyorsa degranülasyonla tahrip eder, çünkü önceden hassaslaşmıştır. Güçlü bir yangı başlatıcıdır. Bazofil yangı aracıları salgılayarak yangı şiddetini çoğaltır 4

Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-3: Dendritik hücreler 6 Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-3: Dendritik hücreler

Dendritik hücre üç çeşittir: Vücudu dolaşırken Dendritik hücre üç çeşittir: 1- Geleneksel dendritik hücreler edinsel immüniteye yardım ederler 2- Plazmasitoid dendritik hücreler viral enfeksiyonlarda saldırıya uğrayan hücreye yardım ederler Lenfatiklerde Lenf düğümünde

Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-6: Doğal öldürücü hücreler 7 Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-6: Doğal öldürücü hücreler

Doğal Öldürücüler Vücut Hücresi Yüzeyindeki Belirli Moleküllerin Var Olup Olmadığı ve Varsa Ne Uzaklıkta Yerleştiğini Ölçer (dost kriterleri) 5-6

Doğal Öldürücüler başı Dertte Makrofajlara (IL12 salgılayan) Yardım Ederler (IFN-gama ile)

Antikora Bağımlı Hücresel Sitotoksisite    Doğal öldürücü hücre Hedefin öldürülmesi (tümör, virüs dolu,

Üç Ahbap Çavuşlar CD8+ T (STL) NK Makrofaj NK, Makrofaj ve STL zararlı konak hücresine karşı ekip olarak birlikte çalışır (HÜCRESEL YANIT). Karşılıklı salgıladıkları sitokinler aracığıyla birbirlerini sürekli aktiflerler.

Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-5: Kompleman Sistemi 8 Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-5: Kompleman Sistemi

Parçalayıcı enzimlerin işbirliği ile gelişen lizis sistemi = KOMPLEMAN SİSTEMİ Membranda delik Bakteri duvarı Duvarında açılan deliklerden sitoplazma dışarı kaçar ve bakteri lize olur (erir)

KOMPLEMAN SİSTEMİnin çalışması 3 başlatıcı ile gerçekleşir

20 civarında enzim sırasıyla birbirinin şeklini değiştirerek sonuncuların hedef membranında delik açmasına olanak sağlar Bakteri duvarı

Kompleman sisteminin proteolitik 3 ara ürünü başka önemli işlevler icra eder C3b OPSONİNdir, B2 hücresinin iknasında rol alır C5a Granülosit KEMOATRAKTANıdır C3a ve C5a'nın her ikisi de ANAFLATOKSİNdir (yangı için damar geçirgenliğini arttırır ve mast degranülasyon-una sebep olur, bazen tehlikeli şiddettedir ve anaflaktik şoka yol açar)

9 Doğal İmmün Yanıtta Eylemcilerin İşlevi-6: Lektinler ve Doğal IgM Antikorları

(şekerlere bağlanan proteinler) OPSONİNler Zararlıya Bağlanarak Onların Fagositler Tarafından Daha Etkin Fark Edilmesini Sağlar Çeşitli LEKTİNler (şekerlere bağlanan proteinler) C3b KOMPLEMAN (herşeye bağlanır) ANTİKOR (herşeye bağlanır)

Antikor Fc ucunu tanıyan reseptör Fagositler Her Bir Opsonin İçin Özgül Tanıma Reseptörüne Sahiptir ve Sadece Bağlanarak Değişen Opsonini Tanır Bakteri Antikor Lektin Bakteri Lektin ucu Antikorun Fc ucu Lektin reseptörü Antikor Fc ucunu tanıyan reseptör Fagosit sitoplazması Fagosit sitoplazması (sitoplazma)

Lektin ve Antikorlarla Başarılır NÖTRALİZASYON Lektin ve Antikorlarla Başarılır MİKROPLAR ve TOKSİNLER YAPIŞMA MOLEKÜLLERİ ile KONAK HÜCRENİN MİKROP RESEPTÖRÜNE İLİŞİRLER NÖTRALİZANLAR ANTİJENİ SARARAK İŞLEV ve HAREKETLERİNİ BLOKE EDER Yapışma molekülü Bakteri Nötralizan Konak hücre Konak hücre Mikrop reseptörü

Doğal İmmün Yanıt Eylemci ve Reseptörleriyle İlgili Son Sözler 10 Doğal İmmün Yanıt Eylemci ve Reseptörleriyle İlgili Son Sözler

Sitokin Sözlüğü-1 Tip-1-İnterferonlar (IFN-alfa ve INF-beta)= Epitelde viral işgale karşı ayaklanma başlasın Tip-2 İnterferon (INF-gama)= Makrofaja yardım edilsin Proinflamatuvarlar (IL1'ler, IL12, IL18, TNF-alfa, IFN-gama, GM- CSF)= Yangı başlasın IL12= Makrofaj yardım arıyor IL8= Lökositler bu tarafa gelsin IL13 ve IL14= Makrofaj savaşı bırakıp tamire başlasın IL10 ve TGF-beta= Savaş dursun, tamir olabilir IL6= Karaciğer lektin üretsin ------------------------------------------------------------------------------------ GM-CSF= Granülosit ve makrofaj çoğalma hormonu IL15= NK hücresinin çoğalma hormonu

Doğal Yanıt Öncesinde ve Esnasında Kullanılabilecek Mekanizmalar Özet Liste DERİnin ve MUKOZAnın Kimyasal, Biyolojik Fiziksel Bariyerleri Epitellerin tip-1 IFN ile anti-viral savunması ve mukus üretimi Hücrelerin stres proteinleri ve inflamasomla yangı başlatması Makrofaj, nötrofil ve eozinofilin fagositoz yapması Alternatif makrofajın lezyon tamiri Helminte Mast degranülasyonu, Mastla yangı arttırması Bazofille yangı artması Dendritik hücrenin edinsel yanıtı tetiklemesi Dost olmayanlara NK sitotoksisitesi, NK-makrofaj yardımlaşması, ADCC Kompleman Sistemiyle opsonizasyon, yangı ve lizis Lektin ve IgM nötralizasyonu ve opsonizasyonu Doğal antibiyotikler, deterjanlar ve enzimlerle tahribat Trombosit sitotoksisitesi Gama delta T sitotoksisitesi

TERMİNOLOJİ NFkB: Proinflamatuvar sitokin genlerini aktifleyen transkripsiyon faktörü Inflamazom: Proinflamatuvar sitokin genlerinin aktiflenme sürecini başlatan makina TLR4: Gr- bakteriyi tanır TLR2: Gr+ bakteriyi tanır Afinite: İlgi, bağlanma düzeyi, tanıma düzeyi Lineer epitop: Molekül iplik gibi, üzerindeki dizi boyunca düz epitoplar Karmaşık (konformasyonel) epitop: Molekül doğal katlanmış, fotoğraf gibi görünen alanda epitoplar Çapraz bağlanma: Farklı ama benzer motife (veya epitopa) bağlanma Profesyonel antijen sunmak: Sadece dendritik hücreler ve makrofajın başardığ, ve lenfositi ikna eden antijen sunumu İmmün Repertuvar: Klon kolleksiyonu

Antijen Tanıyan Reseptörler Edinsel İmmün Yanıtda Bağışıklık Sistemi dersi-5 devam Antijen Tanıyan Reseptörler Edinsel İmmün Yanıtda

11 Edinsel İmmünitede Zararlıyı Tanıyan Reseptörler ve B Lenfositinin Antijen Tanıyan Reseptörü= BHücreR

BHR ve THR Lenfosit Membranına Gömülü ve Birbiriyle Akraba Molekül Setleridir

Deneyimsiz B lenfositindeki BHR'ler IgM IgD BHR: B hücre (B lenfositi) reseptörü

THR'ler γ δ α β

Deneyimli B lenfositindeki BHR'ler Figure 4-18 Deneyimli B lenfositindeki BHR'ler IgG1 IgG2 IgG3 IgA2 IgG4

BHR yapısı = + + + Ağır zincir Ağır zincir Antijenik epitop Hafif zincir Hafif zincir = + + + Her ikisi de Kappa veya Lambda izotipinde Her ikisi de 9 ağır zincir izotipinden biri

BHR Bölgeleri (Salgılandığında Antikor İsmini Alır)

Boş ve Antijen Bağlı Antikorlar

Antijen Çeşitleri PAMP.................................Epitop Doğal immünite Edinsel immünite Uzun antijen Motifi belirli Motifler genellikle sık tekrarlayan yapıda Tehlikeli olduğu evrim sürecinde saptanmış ve reseptör geliştirilerek genoma işlenmiş R geni genomda PRR Kısa antijen 1040 çeşit Sınırsız Tehlikesi keşfedilmeyi bekliyor R somatik üretiliyor

Epitop - BHR bağlanma yeri Antikor

BHR ve THR Reseptör Gen Seti Genomda Tektir ama Lenfosit Gelişirken Proteinlerin CDR Bölgelerinde Değişiklik Sonucu 1040 Çeşit Klon Gelişebilir CDR1, CDR2, CDR3 bölgeleri CDR1, CDR

Figure 4-18 ANTİKORlar IgM (heptamer veya pentamer)

IgG'nin 2 valansı vardır Valans: antijen tanıma kısmı

IgM'nin IgA'nın Figure 9-27 heptamerse 10 hekzamerse 12 valansı vardır monomerse 2 dimerse 4 valansı vardır

Antikorların kanda yarı ömürleri Ağır zincir.. Serumda yarıömür (günler)