K3 Det innate immunsystem

Question 1

🌷Beskriv grupper af pattern recognition receptors (PRR) der genkender konserverede mikrobielle strukturer og faciliterer phagocytose.

Answer 1

PPR er receptorer der genkender specifikke mønstre/ligander som: gentagne carbohydrater, LPS, LTA, proteiner, CpG DNA,
Scavenger receptor på makrofager der trigger fagocytose, celle adhæsion og intracellult signaling.
Uden infektion bruges scavenger receptore til at fjerne døende celler og uønskelige makromolekyler som oxiderede eller acetylerede lipoproteiner.
Fjerner celler via apoptose, så immunforsvaret ikke alarmeres.
Nogle scavenger receptore er lektiner, hvilket inkl. mannosereceptorer SRE3 der tilhører en større gruppe kaldet CTLD (c-type-lectin-domæner). De bruger bla. fibronectin domæne til at finde kollagen. CTLDs mannosereceptore genkender mannose i glykanlag på bakteirer.

Question 2

Receptormedieret fagocytose beskrives som (4 ting)

Answer 2

1) Makrofag receptorer der genkender komponents og microbielle surfaces. Mammale celler har også kulhydrat på overfladen - dette varierer fra gærog bakterier der normalt har mannose yderst på membranen. Makrofagerne kan genkende patogener på mannose el. variende sukkerstoffer som ikke findes på mammale celler.
2) Mikroorganismer er bundet af fagocyterende receptorer rpå makrofagens overflade.
3) Mikroorganismerne optages via endocytose via receptormedieret endocytose.
4) Fusion af endosom med et lysosom danner et fagolysosom hvori mikroorganismerne nedbrydes.

Question 3

🌷Beskriv grupper af pattern recognition receptors (PRR) der genkender konserverede mikrobielle strukturer og inducerer et inflammatorisk respons.

Answer 3

TLR er PPR receptore der inducerer et cytokinrespons og ikke fagocyterer eller direkte inducere apoptose som NK celler.
TLR har TIR domæne (intracellulær del) der aktiveres som dimere. TLR har ekstra- og intracellulær del, vigtig for viderformidling af signalkaskade.
Enten er de homodomerer som TLFR4(2) eller heterodimerer som TLR2:TLR6.

NOD like receptorer er tilsvarrende intracelluler receptore der inducerer et inflammatorisk respons.

Question 4

🌷Skitser hvordan aktivering af Toll like receptorer og NOD receptorer fører til aktivering af NFkB.

Answer 4

Ekstracellulær aktivering af makrofag via TLR.

Intracellulær aktivering af makrofag NOD.

Question 5

Ekstracellulær aktivering af makrofag (TLR).

Receptor inducerer cytokin respons

Answer 5

TLR4 genkender LPS via hjælpeproteiner MD2, CD14, LPB (LPS binding protein).
Efter aktivering af TLR via LPS på patogen:
MyD88 binder TLR4 og aktivere IRAK4 (kinase) der fosforylere TRAF6 = kinase kaskade = IKK aktivering.
IKK fosforylere IkB (inhibitor) der nedbrydes og frigiver NFkB som kan passere ind i nucleus (nuclear porres) og inducerer transkription af cytokiner.
Inflammatoriske cytokiner dannes i cytoplasma og sekreres via ER.

Question 6

Intracellulær aktivering af makrofag (NOD1/2).

Receptor faciliterer fagocytose af makrofag

Answer 6

Intracellulær: NOD1/2.
Bakterie optages af makrofag og nedbrydes i fagolysosomet, hvilket frigiver muramylpeptid (NOD1/2-ligand) der i cytoplasma binder to NOD2 dimere sammen. Binding danner et binding site for RIPK2, hvortil TAK1 aktiveres og fosforylere IKK. IKK fosforylere IkB (inhibitor) der nedbrydes og frigiver NFkB som passere ind i nucleus via nuclear porres og inducere transkription af immunmedierende cytokiner.

Question 7

🌷Forklar hvordan type 1 interferoner er involveret i forsvaret mod virusinfektioner.

Answer 7

Alle celler har RIG-1-Like receptor der genkender virus RNA/DNA og inducerer syntese af type 1 interferoner.
RIG-1-LR består af opløseligt protein der binder RNA til protein i mitochondriemembranen (CARD og MAVS).
Komplekset genkendes og igangsætter transkriptionsfaktorer af interstofresponsfaktor 3 og 7 (IRF3 og IRF7).
Initiere transtiption af IFN-alfa og IFN-beta (type 1 interferoner) som sendes ud af cellen ved stress.

På alle celler er IFN-type 1 receptorer. Når nabocellen modtager IFN-alfa/beta igangsættes signaleringskaskade og dannelse af mere IFN. Desuden igangsættes proteinsyntese der hindre virus inficering af raske celler.

Plasmatoide dendritiske celler er super-IFN producenter.

Question 8

🌷Forklar begreberne necrose, apoptose og pyroptose

Answer 8

Necrose: Cell swell + ruptur CSR
Ukontrolleret celledød pga. skader, udløser inflammation, cellemembranen brister.

Apoptose: Nuclear condensation NC
Programmeret celledød uden inflammation, cellen krymper og fragmenteres, vigtig for kropens sundhed.

Pyroptose: NC+CSR
Programmeret celledød med kraftig inflammation, udløst af infektioner, cellen sprænger og frigiver cytokiner.

Question 9

🌷Forklar hvad begrebet inflammation dækker over.

Answer 9

Inflammation er en reaktion der hidkalder immunceller til at rette op på skade. Rekkrutering af celler og opløselige proteiner fra blodet ind i området så patogener kan mrækes og nedbrydes via fagocytose. Så snart der ikke er flere patogener skal det stoppe. Det er altså hidkaldelse af immunceller.
Infektion: 5 søjler, rødme i inflammmeret område, varme, ømt, hævelse og ødem, og ødelæggelse

Question 10

🌷Forklar hvad inflammasomet er og hvordan aktivering af inflammasomet kan føre til aktivering af mange makrofager

Answer 10

Når TLR aktiveres dannes cytokiner i ER og sekreres med Golgi. Men IL1b mangler signalpeptid og lagres i cytoplasma i en inaktiv form Pro-IL1b, så makrofagen kan SMÆKKE det ud ved detektion af infektion og kickstarte innate IS. IL1beta. Master-regulator af inflammation.

Inflammasomer er store proteaser der kløver ProIL1b og frigiver denaktive form.
Inflammasoms komponenter er bla NLRP3 (NODlikereceptorprotein 3, der detekterer infektion), ACS, NEK7 kinase, og inaktiv protease, procaspase1.
Inflammasomets indre favores kløvning af procaspase 1 til caspase1 der kløver IL1b.
IL1b føres ud af makrofagen: Gasdermin D, protein der danner porre i membranen føre den til cytoplasma. Gasdermin kløves når makrofagen fagocytere bakterie og sender kun IL1b ud ved infektion.
Kanalerne er så store at makrofagens indre organelelr ryger ud og eventuelt dræber makrofagen ved pyroptose (Pyroptose: cytokinrelease ved poreformation = død).

Question 11

LPS fra gram neg. batkerer kan..

Answer 11

LPS fra gram-neg bakterier er tilstrækkeligt til at aktiverer inflammasomet og kan også aktiverer caspase 4 der spalter/aktiverer Gasdermin. Gasdermin laver porre i membranen, IL1b frigives og cellen dør.
Tre cytokinfamilier skal spaltes af infmammasomer. Deres regulering af vigtig!

Autoinflammationssygdomme skyldes mutationer i gener for proteiner i inflammasomer.

Question 12

🌷Forklar hvordan IL-6 fører til en forøget koncentration af akut fase proteiner i blodet.

Answer 12

Cytokiner som IL1b, IL6, TNF-a har langtrækkende effektor når koncentration i blodet stiger.
Lever: danner akutfaseproteiner CRP+MBL, der aktiverer komplementveje og opsonisere.
Knoglemarv: Mobiliser neutrofile.
Hypothalamus: øger temperatur - optimum for immun og nedsætter viral og bakteriel replikation.
Muskel: øger metabolisme = øget temperatur.
IL6: cirkulation, bindes til muskel- og fedtceller og nedbryder protein og fedt = energi.

Question 13

Rekruttering af makrofag og dannelse af akutfaseproteiner

Answer 13

TNF-alfa, IL6, CXCL8 og CCI2, IL12

Mikrobielt eller IL1beta induceret aktivering af makrofag medføre secernering af proinflammatoriske cytokiner:
TNF-alfa: øger blodkars permeabilitet. Bindes til receptorer på endotelceller og inducerer opregulering af receptorer der kan bindes til glykoproteiner på specifikke immunceller eks. ICAM 1 der bindes til neutrofiler så de trækkes igennem endotellaget.
IL6: virker i cirkulation. Kan bindes til receptorer på fedt- og muskelceller og inducerer nedbrydelse af protein og fedt, da brændstof er essentielt under inflammation. I hjerne øgees temperatur (feber) for at stoppe vækst af bakterier der ofte har et lille temperaturintervals-optimum. Påvirker leveren til at danne akutfaseproteiner.
CXCL8 og CCl2 er kemokiner og kan danne kemotaksin. Kan ligesom C3a/b inducerer dannelse af koncentrationsgradient, der får immunceller til at vandre i retning mod infektion. Begge kan fagocytere og opbryde nedbrydningsstoffer fra patogener.
CXCL8 rekruttere neutrofile granulocytter
CCl2 rekrutterer monocytter fra blod.
IL12 rekruttere NK celler.

Question 14

Definer kemokiner

Answer 14

Kemokiner defineres som undergruppe af cytokiner, der ved receptor binding får cellen til at migrere mod øget kemokin-koncentration. Kemokin bindes til en 7TM G protein receptor og tvinger konformationsændring. G proteinet udskifter GDP med GTP der spaltes og frigiver energi som kemotaksin bruges til at flytte neutrofil til infektionsstedet hvor patogenet fagocyteres og dræbes.

Question 15

Rekruttering af granulocyt via TNF alfa (cytokin)

Answer 15

Neutrofile granulocytter NG i blodbanen. TNF-alfa inducerer binding så neutrofilen ikke ruller med blodet. Neutrofilen fastholdes af de mange receptore via. tight bindings.
På overfladen af endotelceller udtrykkes kemokin CXCL8 der tiltrækker neutrofilens CXCL8 receptor.
Neutrofile søger automatisk mod højere koncentrationer af CXCL8 pga dets mange komplementære receptorer. (der er højere koncentration af CXCL8 intracellulært).

Question 16

Akutfaseproteiner

Answer 16

Proteiner der enten øges eller reduceres med mere end 25% under akut-fase respons, typisk induceret ved øget IL6 koncentration i blod. Bruges til at finde bakterielle infektioner ved bldoprøve. CRP stiger mere end 100%. MBL bindes til mannosestrukture på overflader af bakterier og svampe.
Forhøjet IL6 er signal om at lever danner mere akutfaseprotein. Stofferne bruges til at mærke patogener.

Question 17

Beskriv de tre komplementveje

Answer 17

Komplement-lektin pathway:
(mannose binding lectin) MBLs bindes til patogenoverflase og aktivere MASP2. MASP2 kløver C4 (C4a/b) og C2 (C2a/b) –> C4bC2a, en c3 konvertase.
C3 spaltes af C4bC2a (C3a/b) og binder kovalent til patogenoverfladen med fkator B go D og danner C3bBb (C3 konvertase).
C3bBb binder til C3b og danner C3b(2)Bb (C5 konvertase) som bindes til C6,7,8,9 og danner poreformmende komplekser i patogenoverlfaden go ødelægger dens integriset.
C4bC2a kaldes den klassiske C3 konvertase.

Klassisk pathway:
CRP binder til fosforcholin på bakterie. C1q binder til CRP og kløber og aktivere C1r +C1s. C2s kløver C4 og C2 = C4bC2a (C3 konvertase).
Konvertasen kløver C3 = etc etc. C3b genkendes af CR1 (komplementreceptor på fagocytter) som straks fagocytere baktererien. Alternativt fortsætter komplementvejen med at danne C5-9 porre-formende kompleks.

Alternative pathway:
C3, C3b, koalvent budnet iverfalde, C3bBb C3b C3b(2)Bb C5 C6,7,8,9 porekompleks.

Question 18

C-reaktivt protein (CRP):

Answer 18

CRP er et plasmaprotein, der stiger markant i blodet som reaktion på inflammation eller infektion i kroppen.
Dets rolle er at fungere som en markør for inflammation og infektion. Det binder til mikroorganismer og døde celler og hjælper med at aktivere immunsystemet.
CRP-målinger bruges ofte til at diagnosticere og overvåge inflammatoriske tilstande og infektioner i kroppen.

Question 19

Mannose-bindende protein (MBL):

Answer 19

MBL er et proteinsystem i blodet, der spiller en vigtig rolle i kroppens forsvar mod infektioner.
Det binder sig til overfladen af patogener, især bakterier og vira, og hjælper med at aktivere komplementkaskaden, hvilket fører til ødelæggelsen af de indtrængende mikroorganismer.
MBL hjælper med at opdage og neutralisere patogener, der indeholder visse sukkerarter på deres overflade.

Question 20

Hvad er CRP, og hvad er dens rolle?

Answer 20

CRP er et plasmaprotein, der stiger i respons på inflammation eller infektion. Det fungerer som en markør for disse tilstande og hjælper med at aktivere immunsystemet.

Question 21

Hvad er MBL, og hvad er dens funktion?

Answer 21

MBL er et proteinsystem, der binder sig til patogener og aktiverer komplementkaskaden, hvilket bidrager til kroppens forsvar mod infektioner, især bakterier og vira.

Question 22

🌷Angiv faktorer der stimulerer rekruttering af neutrofile til et inflammatorisk site samt faktorer involveret i drab af mikroorganismer

Answer 22

Rekruttering:
- CXCL8, kemotaktisk, 7TMG, GTP.
- CR1 (komplementreceptor)
.
Når bakterien fagocyteres fusioneres lysosom og fagosom. AMP (antimikrobielle peptider) kan også dræbe patogener. NG har desuden NADPH oxidase i membranen der danner NADP og superoxid. via enzym Superoxid dismutates nedregulres superoxid og dannes hydrogenperofix der oxidere og skader membranen i bakterien.
Aktiverede neutrofile dør ved to mekanismer:
1) APOPTOSE og efterøfldnede fagocytose af makroafger.
2) NETOSE, der danner NETs (neutrofile extracellulæe traps) som fanger og dræber patogener. Under netose svulmer NGs nucleus og brister. DNA, histoner, kationiske proteiner fra granuler + defensiner, proteaser, calprotectin (inhibitor af fungal growth), som angriber patogenet.

Question 23

Udvikling,aktivering, dræbemekanisme, Dendrit- og makrofag stimulering

Answer 23

Udvikling: common lymfoid precurser cell, NK celle.
Aktivering:
NK celle aktiveres ved sites af virusinfektion.
I virusinficeret væv er IFNa/b de første cytokiner der påvirker CD56 NK cellen. Interferonerne inducere replikation = flere NK celler. Ser NK celler ændrede celleoverflader/taret bruges CR3/LFA1 adhæsionsmolekyler til at fæstne til target. Der dannes en immunulogisk synapse (NK SYNAPSE) med receptorer hvis signaler determinalere om NK cellen skal dræbe targetcellen.
Ved aktivering af et væv udtrykker NK celler TLR. NK udtrykker TLR3,7,8 der ved aktiverein rekruttere myD88 el. TRIF. Nogle genkender ssRNA, andre dsRNA = interferondannelse = mere nk aktiveirng.

Dræbemekanisme:
Øger adhæsive protiner og reorganiseres via aktinmikrofilamenter der flytter Golgi tæt på synapsen. fusion ml. target og NK = granuler med enzymer, glykoproteiner og proteoglycaner frigives og disrupter membranen. Targetcells dna fragmenteres af nucleaser og target tabber nuclear membrane integritet.

Dendritcelle-NK:
- Dendritcelle der har optaget vira signalerer NK celle om at proliferere.
- Højt antal NK = dendritcelle dræbes.
- For få NK = modner dendritceller til at initere adaptivt immunrespons.

Makrofag-NK celle:
Makrofag IL15+IL12 = NK proliferation og modning til effekto NK
EffektorNK = IFNg = makroafag fagocytose og cytokinsekretion.

Question 24

Beskriv hvorfor NK celler er vigtige

Answer 24

Virusinficerede celler secernerer Type 1 interferoner IFN-a og –b inducerer anti-viralt respons i andre celler og får NK- celler til af proliferere og udvikle sig til cytotosiske celler.
NK celler udgør et vigtigt tidligt forsvar mod virusinfektioner der holder virus titer nede indtil der er dannet et adaptivt immunrespons. NK vil proliferer og deles til mange NK celler. Uden disse vil der være en periode efter infektion hvor virus titer stiger trods alm cellers beskyttelse.
NK celler patruljere væv og cirkulerer ml. blod og væv.

Question 25

Hvad er den stimulerende virkning af type 1 interferon på NK-celler, og hvordan påvirker tilstedeværelsen af integroner NK-cellens respons?

Answer 25

Type 1 interferon stimulerer NK-celle proliferation og differentiering, og i nærværelse af integroner svarer NK-cellerne ved at proliferere og generere flere NK-celler. Dette forbedrer også NK-cellernes cytotoxicitet, hvilket gør dem mere effektive til at bekæmpe infektioner.

NK-celler udtrykker receptorer som TLR3, TLR7 og TLR8. Når disse receptorer aktiveres, rekrutterer de et af de to adapterproteiner, MyD88 eller TRIF. Nogle af disse receptorer genkender enkeltstrenget RNA (ssRNA), mens andre genkender dobbeltstrenget RNA (dsRNA). Aktiveringen af disse receptorer kan føre til øget produktion af interferon, hvilket igen fører til en højere grad af aktivering af NK-cellerne. Dette øger deres evne til at respondere på infektioner og styrker immunforsvaret.

Question 26

Beskriv hvordan makrofager og NK celler stimulerer hinanden

Answer 26

Makrofager og NK celler stimuelre rhinanden cia IL12 IL15 og IFNg.
Makrofagen har fagocyteret virusbakteire go vil nedbryde den og starte med at sende kemokiner så flere makrofager monoucfter hidkaldes og TOLL iL12 er mere effektivt til at hidkalde NK celler. Når NK og makrofag kommer tæt på hinande dannes NK-cell synapse af proteiner hvor cytokiner sendes igennem eks IL-15 der uaktiverer NK celler så de bæliver cytotoxiske. IFNgamma dannes af nkcellen som proliferer og ligeliedes aktiverer IFN gamma makrofagen til at danne flere cytokiner.
Dendritiske celler stimuelre også NK cellers aktiveirrn go proliferiation. NK cellens iFN gmama gøres at dendritiske celler modnes bedre og otpager stof bedre så den kan præsentere adaptiv immunrespons.

Question 27

Hvilke celler kan inducerer type 1 interferone når de inficeres med virus? hvad er type 1 interferoner?

Answer 27

Alle celler: RIG-1-like receptor genkender virus RNA/DNA og inducerer type 1 interferoner.
INF-alfa og INF-beta er type 1 interferon. INF-gamma er type 2.

Question 28

Beskriv udvikling, aktivering og rolle af NK celler i det tidlige forsvar mod virusinfektioner

Answer 28

INF-alfa/beta aktiverer NK celler til proliferation og deraf også syntese af INF-gamma der stimulere makrofagers fagocytose og effektivitet. NK cellerne kan desuden blive stærkt cytotoxiske.

Question 29

Beskriv hvorledes makrofager og dendritiske celler interagere med NK celler herunder hvilke cutokiner der er involdveret.

Answer 29

gensidig - signalstoffer- påvirker hinande og stimuerler effektivitiet