Immunologia infekcji Jan Żeromski WYKŁAD 8 Immunologia infekcji Jan Żeromski

PORUSZANE ZAGADNIENIA Naturalna odpowiedź immunologiczna i zapalenie Cechy infekcji wirusowej Mechanizmy przeciwwirusowe Unikanie odpowiedzi immunologicznej przez drobnoustroje Odpowiedź przeciwbakteryjna i przeciwgrzybicza Immunologia zakażeń pasożytniczych Immunopatologia związana z zakażeniem

ODPOWIEDŹ IMMUNOLOGICZNA NA ZAKAŻENIE JEST RÓŻNA DLA: Bakterii zewnątrz komórkowych Bakterii wewnątrz komórkowych Wirusów Pierwotniaków Robaków Grzybów Prionów?

Cechy i mechanizmy odporności naturalnej (wrodzonej) Występuje u wszystkich organizmów wielokomórkowych Istnieje przed zakażeniem danym drobnoustrojem Działa przed rozwojem odpowiedzi swoistej Ścisłe współdziałanie między wrodzoną a nabytą odpowiedzią immunologiczną We wielu przypadkach taka odpowiedź jest zdolna do eliminacji zakażenia Nigdy nie wywołuje autoimmunizacji

Cele odpowiedzi naturalnej Ogólnie: cząsteczki związane z patogenem: Dwuniciowy RNA (obecny w replikujących się wirusach) Sekwencje niemetylowane DNA (CpG) Lipopolisacharydy (LPS) Oligosacharydy (mannoza) Peptydoglikany i kwas lipotejchojowy prątków

Receptory Toll-podobne (TLR) Różne produkty drobnoustrojów aktywują komórki za pośrednictwem TLR Rozpoznają komponenty strukturalne zachowane ewolucyjnie w klasach patogenów s Po rozpoznaniu tych komponent aktywują układ immunologiczny i indukują powstawanie odpowiedzi nabytej (limf. Th1 lub Th2) TLR są obecne na większości komórek układu odpornościowego w postaci zewnątrz-komórkowych domen bogatych w leucynę

Cechy infekcji wirusowej Wirusy są obligatoryjnymi pasożytami wewnątrzkomórkowymi, więc nie mogą się namnażać poza komórkami żywiciela. Wiążą się z komórkami żywiciela za pośrednictwem swoistych receptorów. Po wejściu do komórki wirus ulega odpłaszczeniu i uwalnia kwas nukleinowy (DNA lub RNA). Wirusowy kwas nukleinowy może wiązać się z genomem komórki lub pozostać w cytoplazmie. W obu przypadkach dochodzi do transkrypcji i replikacji wirusa.

GŁÓWNE ANTYWIRUSOWE NIESWOISTE MECHANIZMY OBRONNE Blokujące infekcję przeciwciała naturalne, składowe dopełniacza, niektóre chemokiny Chroniące komórki przed zakażeniem interferony- alfa, beta, omega, interferon- gamma Niszczące lub hamujące komórki zakażone komórki NK, makrofagi, neutrofile, limfocyty T gamma delta Regulujące antywirusową odpowiedź zapalną interleukiny 1, 6, 10, 12, 18, TGF-beta, chemokiny

Mechanizmy odpowiedzi przeciwwirusowej Wrodzone: Interferony i komórki NK Nabyte (swoiste): Przeciwciała – neutralizują wirus, ale działają wyłącznie zewnątrzkomórkowo (prodromalna faza infekcji) Cytotoksyczne limf. T – rozpoznają i niszczą komórki zainfekowane wirusem (apoptoza) zanim pojawią się nowe wiriony.

Interferony (IFN) Typ I IFN-,leukocyty-20g. IFN-,fibroblasty-1g. IFN-,keratynocyty,1g IFN-,leukocyty,-1g Receptory: IFNAR- 1 i 2  ekspresji MHC I Hamują proliferację Typ II IFN--1 gen / chrom.12 immunomodulacja, aktywacja makrofagów, komórek NK i T, ekspresji MHC I i II Receptory: IFNGR-1 i 2 Hamują proliferację Synergizm z IFN typu I

Sposoby unikania odpowiedzi immunologicznej przez wirusy Zmniejszona ekspresja MHC na komórkach zakażonych Produkcja glikoprotein podobnych do receptora dla IgG-Fc. Produkcja krótkich fragmentów RNA, które współzawodniczą o endonukleazę RNA Produkcja homologów cytokin (np. IL10) lub homologów ich receptorów. Zmiana antygenowości (antigenic shift or drift?)

Immunopatologia zakażeń wirusowych Reakcja cytotoksyczna na antygeny wirusowe (hapteny) Kompleksy immunologiczne (kłębuszkowe zapalenie nerek) Zakażenie komórek układu odpornościowego (EBV, HIV, wirus odry, CMV) Autoimmunizacja indukowana przez wirusy (MS?)

Cechy odpowiedzi przeciwbakteryjnej Odpowiedź przeciwbakteryjna zależy od: Typu bakterii- zewnątrz- lub wewnątrzkomórkowa Składu ściany bakteryjnej (Gram+, Gram-, Mykobakterie, Spirochaetae) Toksyczności i inwazyjności bakterii, Drogi rozpoznawania bakterii Wrót zakażenia Lokalizacji zakażenia (tkanki, narządu) Szybkości rozmnażania bakterii Fazy zmienności antygenowej Ligandów adhezji

ODPOWIEDŹ IMMUNOLOGICZNA NA BAKTERIE ZEWNĄTRZKOMÓRKOWE Komórki żerne, głównie granulocyty Układ dopełniacza i inne nieswoiste czynniki humoralne Przeciwciała, początkowo klasy IgM, następnie innych klas (IgG, IgA, IgE) Miejscowa lub układowa kaskada mechanizmów przeciwzapalnych takich jak przeciwdziałanie kolonizacji na błonach śluzowych i nabłonkach, opsonizacja, fagocytoza, neutralizacja toksyn bakteryjnych, inaktywacja i zabijanie bakterii

POSOCZNICA I POCHODNE - DEFINICJE Septicemia – groźna infekcja bakteryjna w krwioobiegu wywołana przez drobnoustroje Gram+ lub Gram- Zespół septyczny – klin. objawy infekcji i obrony organizmu ale brak wykrycia bakterii we krwi.Może być spowodowany przez toksyny bakteryjne i inne składniki bakterii uwolnione do krwioobiegu SIRS (systemic inflammatory response syndrome) reakcja ustroju na różne ciężkie czynniki patogenne, zarówno infekcyjne jak i nie-infekcyjne (zapalenie trzustki, oparzenia) ale o podobnej patofizjologii jak powyższe

BAKTERIE WEWNĄTRZ KOMÓRKOWE - ZNAMIENNE CECHY INFEKCJI Patogen: - przeżywalność wewnątrzkomórkowa - niska toksyczność dla żywiciela Odpowiedź immunologiczna - zbyt słaba by wyeliminować patogen - przewlekła i zależna od limfocytów T - nadwrażliwość typu późnego - tworzenie ziarniniaków

KOMÓRKI ŻERNE – MOLEKULARNE RECEPTORY ROZPOZNANIA PATOGENÓW Receptor makrofagów dla mannozy CD14 receptor dla LPS Receptory dla produktów rozpadu patogenów- receptory zmiatacze (scavenger receptors) Receptory Toll-podobne (Toll-like receptors – TLR)

Cechy infekcji bakteriami wewnatrzkomórkowymi Patogen: - bakteria żyjąca wewnątrzkomórkowo - mała toksyczność dla żywiciela Odpowiedź immunologiczna: - zależna od limf. T - nie zależy od przeciwciał -ziarniniakowa reakcja tkanki -nadwrażliwość typu późnego

Immunopatogeneza ciężkiej malarii (P. Falciparum) Uwalniane antygeny malarii stymuluje produkcję TNF- TNF- indukuje ekspresję śródbłonkowych cząsteczek adhezji (VCAM, ICAM, E-selektyny, itp.) oraz NO Białka trofozoitu wpływają na błonę komórkową erytrocytów co powoduje zmianę jej właściwości Zainfekowane erytrocyty z uszkodzoną błoną komórkową wykazują zaburzoną interakcję ze śródbłonkowymi cząsteczkami adhezji Zatrzymywane erytrocyty powodują zatykanie naczyń włosowatych, niedotlenienie tkanek, zapalenie i patologię.

Odpowiedź przeciwgrzybicza Przewaga jednego z mechanizmów zależy od czynnika patogennego Działanie neutrofilów jest istotne w przypadku rozsianego zakażenia kropidlakiem lub C. albicans. Odpowiedź komórkowa przeważa w przypadku zakażenia Cryptococcus, Histoplasma oraz infekcji śluzówek C. albicans. Czynniki wirulentne wspomagają patogennym grzybom w unikaniu OI żywiciela i w obaleniu podstawowych mechanizmów obronnych.

DZIĘKUJĘ!