Adaptiva försvaret

Question 1

Vilka är B-cellernas huvudsakliga funktioner?

Answer 1

Antikroppsproduktion
Antigenpresentation
Immunreglering

Question 2

Vad finns det för olika B-cellsubpopulationer?

Answer 2

innate - liknande B-celler

Follikulära B-celler

Question 3

Vad karaktäriserar innate-liknande B-celler?

Answer 3

Låg affinitet till antigen
Snabb respons
T-cellsoberoende (Lösliga antigener som ex. lipider, polysackarider)
Frisätter IgM

-Viktiga i tidigt skede av infektioner.
Exempel på dessa celler är marginal zone cells och B1-Bcells.

Question 4

Vad karaktäriserar follikulära B-celler?

Answer 4

Hög affinitet till antigen
Förhållandevis långsam respons
Utvecklar ett minne
T-cellsberoende (protein antigen)
Isotypswitched
Befinner sig i follikeln i lymfnoder

• Viktiga i det senare skedet av infektioner.

Question 5

Hur är en antikropp uppbyggd?

Answer 5

En antikropp byggs upp utav två identiska tunga kedjor samt två identiska lätta kedjor - Bildar en Y-form.
Båda kedjor har variabla och konstanta delar.
Den nedre delen av antikroppen (tunga kedjan) kallas för en fragment crystallizable (Fc) och bestämmer isotypen för antikroppen. Den övre delen har två antigenbindande zoner (Fab).

Question 6

Vad gör Fc-delen av en antikropp?

Answer 6

Binder till Fc-receptorer på celler och komplement.

Genen för denna bestämmer isotyp för antikroppen.

Question 7

Vad har antikroppar för huvudfunktioner?

Answer 7

Neutralisering av mikrober - gör dem verkningslösa.
Opsonisering
Aktivera komplementsystemet - klassisk väg.
Antikroppsberoende cell-medierad cytotoxicitet.

Question 8

Hur kan antikroppar ha så stor diversitet?

Answer 8

Både tunga och lätta kedjor består utav konstanta och variabla delar. Den variabla delen består utav tre hypervariabla delar. De variabla delarna hos de lätta resp. tunga delarna bildar tillsammans den antigenbindande delen.

Hypervariabliteten är vad som skapar diversiteten och uppnås via somatisk rekombination i B-cellens genom.

Diversetet uppnås även via junctional diversity.

Question 9

Vad förändras mellan den primära och sekundära immunresponsen?

Answer 9

Responsen blir större och snabbare sekundärt på grund av det immunologiska minnet.

Vid primär infektion är den dominerande isotopen IgM, sekundärt dominerar IgM och vid behov igA och -E.

Vid den sekundära infektionen finns en högre affinitet och specificitet hos antikropparna.

Det sekundära försvaret finns bara för protein antigen.

Question 10

Hur går VDJ-rekombinationen till?

Answer 10

I B-cellens dna finns specifika locus för segment som kodar för dess antikroppar. Varje kedja hos antikroppen kodas av ett segment. Varje gen för den tunga kedjans variabla delar har ursprungligen V,D och J segment med variationer inom dessa.

Vid en rekombination klyver VDJ-rekombinas slumpmässigt bort delar och ligerar ihop kvarliggande delar. Till det rekombinerade segmentet finns även en konstant del som bestämmer isotyp.

Diversiteten ökar av slumpvis förlust eller addition av nukleotider under rekombinationen.

Question 11

Hur sker selektionen av B-celler i benmärgen?

Answer 11

Förstadiet till en B-cell måste ha ett gensegment som kodar för IgM. Utan denna funktion får den omogna cellen inga överlevnadssignaler och tvingas till apoptos = Negativ selektion.

Får den positiva signaler utvecklas den vidare och får antigen receptorer.

Får den överlevnadssignaler får cellen även möjligheten att binda till en kroppsegen substans. Vid för stark interaktion tvingas den till apoptos.

“Godkända” celler vandrar sedan från benmärg till lymfoida organ.

Question 12

Hur kan en infektion leda till aktivering av B-celler och ett antikroppsförsvar?

Answer 12

1. Antigen fångas av en antigenpresenterande cell i blod/vävnad och visar upp den på sin MHC-II.
2. Aktiverad APC migrerar till lymfnod.
3. Aktiverad APC aktiverar en naiv Th-cell i lymfnod.
   Samtidigt känner en naiv B-cell igen samma antigen i follikeln av lymfnoden.
4. Aktiverade Th- och B-celler vandrar mot varandra i lymfnoden till följd av attraherande cytokiner.
5. Aktiverad B-cell rör sig in i follikeln igen där hypermutation och isotypswitch sker
6. B-cell testas i follikeln. B-cellen som är bäst anpassad för antigenet får lämna follikeln och bilda plasmaceller och minnesceller.

Question 13

Vad är en isotypswitch?

Answer 13

En isotypswitch är en förändring av den tunga kedjan - Ny isotyp uttrycks på B-cellen. Sker vid aktivering av B-cell för att få antikroppar med högre affinitet och specificitet till antigen.

Question 14

Vad är en hypermutation?

Answer 14

En somatisk mutation som ökar affiniteten mellan fab och antigen. Sker genom att activation induced deaminas (AID) förändrar basparen i genomet genom att ta bort en aminogrupp hos cytosin.

Question 15

Vilka förändringar sker hos en antikropp vid aktivering av B-cellen?

Answer 15

Hypermutation –> Högre affinitet.

Byte från membranbuden till sekreterad –> effektorfunktion istället för receptorfunktion.

Isotypswitch –> Olika effektorfunktioner.

Question 16

Vad är polyklonala antikroppar? Vad används de till?

Answer 16

polyklonala antikroppar känner igen flera epitoper hos samma antigen.
Används vid Western blotting, ELISA, flödescytometri ect.

Question 17

Vilka är fördelarna och nackdelarna med polyklonala antikroppar?

Answer 17

Fördelar: Då de känner igen flera epitoper hos samma antigen är de inte så känsligt för förändringar hos antigenet.

Nackdelar: Kan ge bakgrundssignalering då segment av antigen antikropp känner igen kan hittas hos andra proteiner.
Batch-to-batch variationer kan förekomma.

Question 18

Hur sker produktionen av polyklonala antikroppar?

Answer 18

Organism injiceras med antigen och det naturliga immunförsvaret tillåts bilda antikroppar mot det. För att få en tillräckligt hög mängd antikroppar ger ofta flera doser av antigenet. Organism tappas sedan på blod och blodet renas på antikropparna.

Question 19

Vad är monoklonala antikroppar? Vad används de till?

Answer 19

Antikroppar som endast känner igen ett epitop hos antigenet. Används vid ex. ljusmikroskopi.

Question 20

Vilka är fördelarna och nackdelarna med monoklonala antikroppar?

Answer 20

Fördelar: Ingen bakgrundssignalering då antikroppen endast känner igen en epitop. Ingen batch-to-batch variation förekommer.

Nackdelar: känsliga för förändringar hos antigenet.

Question 21

Hur sker produktionen av monoklonala antikroppar?

Answer 21

Antikroppsproducerande celler (B-celler) fusionsras med en cancercellinje. B-celler producerar antikroppar och kan inte växa in vitro medan cancerceller kan växa in vitro men inte producera antikroppar. Fusionen ger en hybridcell som kan producera exakta kopior av antikroppar in vitro oändligt.

Endast hybriderna selekteras fram genom att de naturliga B-cellerna dör in vitro och de vanliga cancercellerna dör i ett HAT medium.

Hybridceller placeras sedan i brunnar, en cell/brunn och de tillåts där producera antikroppar. Detta för att kunna separera de olika antikropparna B-cellen producerar.

Question 22

Vilka är antgenets egenskaper som kan påverka en lycka/misslyckad antikroppsproduktion?

Answer 22

Antigenets storlek: Större peptid = bättre.
Dosering: För låg = ingen immunrespons. För hög = tolerans och nedtryckt immunrespons.

Antigenets likheter till kroppsegna peptider.

Question 23

Vad är haptener?

Answer 23

Antigener som är så små att de behöver bärarmolekyler för att kunna inducera en immunrespons.

Question 24

Vilka är de huvudsakliga grupperna av T-celler?

Answer 24

Cytotoxiska T-celler
T-hjälparceller
Regulatoriska T-celler

Question 25

Beskriv Tc-celler kortfattat.

Answer 25

CD8 positiva T-celler som har till funktion att lysera infekterade kroppsegna celler genom att deras receptorer känner igen MHC-I + antigenpeptid komplex hos cellerna. CD8 molekylen ser till att det är just en MHC-I molekyl. Kan lysera alla celler som uttrycker MHC-I.

Question 26

Beskriv Th-celler kortfattat.

Answer 26

CD4 positiva T-celler som har till funktion att aktivera B-celler (humoral immunitet), makrofager (cell-medierad immunitet) ect då de känner igen MHC-II + peptid komplex hos antigenpresenterande celler med sina receptorer. Interagerar med alla celler som uttrycker MHC-II.

Question 27

Vart verkar T-celler?

Answer 27

Naiva T-celler patrullerar lymfkörtlar och effektorceller och minnesceller lämnar även dessa och patrullerar andra vävnader.

Question 28

Beskriv MHC-gener kortfattat.

Answer 28

MHC-gener är polygena - vilket innebär att det finns flera gener med samma funktion. De är även polymorfa - vilket innebär att det finns många allergiska varianter. MHC-molekylerna kan därav se väldigt olika ut och en cell uttrycker många MHC-molekyler av olika utseende.

Question 29

Varför uttrycker en cell flera olika varianter av MHC-molekyler?

Answer 29

För att olika delar av det nedbrutna antigenet från en mikrob ska kunna visas upp för T-celler. T-celler reagerar sedan på det komplex den bäst känner igen. Ökar därav chansen för att T-celler ska reagera.

Question 30

Vad är skillnaden mellan MHC-I och II?

Answer 30

Klass I uttrycks av alla kärnförande celler. Har endast en kedja som går ned i membranet av cellen. Består endast av alfa enheter. Känns igen av Tc-celler. Klass II uttrycks endast av antigenpresenterande celler som dendriter, makrofager och B-celler. Har två kedjor som går ned i membranet och består av alfa- och betaenheter. Känns igen av Th-celler.

Question 31

Beskriv T-cellsreceptorkomplexet.

Answer 31

Komplexet byggs upp av CD3, CD4 och receptorn. Receptorn byggs upp av alfa och betaenheter och z-kedjor. CD4 hos en T-hjälparcell känner av att det Th-cellen känner igen är just en MHC-II molekyl. CD3 molekylerna och z-kedjorna ansvarar för att signalera till T-cellen då alfa och beta enheter bundit till ett MHC-komplex. Det finns en stor diversitet bland TCRs för att många olika antigen ska kännas igen men en T-cell uttrycker endast en typ av receptor.

Question 32

Hur kan TCRs ha så stor diversitet?

Answer 32

Pga den somatiska rekombinationen som sker vid utvecklingen av T-celler i Thymus. - Combinatorial diversity. - Junctional diversity.

Question 33

Hur går den somatiska rekombinationen av TCRs till?

Answer 33

Enzymer klyver slumpmässigt bort V-D eller J gener vilket ger olika kombinationer av generna i det färdiga genomet. Detta är vad som kallas för combinatorial diversity. Non-template nucleotides kan även slumpmässigt läggas till mellan generna under rekombinationen vilket kallas för junctional diversity. Receptorerna har variabla delar och konstanta delar och rekombinationen sker i de variabla delarna. Beta enheten har V-D och J gener medan alfa enheten endast har V och J gener.

Question 34

Varför uppnås diversiteten hos TCRs slumpmässigt?

Answer 34

För att om diversiteten skulle vara kodad skulle hela det genetiska materialet gå åt till att koda för olika T-celler för att ge ett lika bra försvar som den slumpmässiga rekombinationen ger.

Question 35

Hur aktiveras en naiv Th-cell?

Answer 35

Aktiveringen av naiva Th-celler kräver 3 signaler och aktiveringen sker alltid i lymfkörtlar. 1. Igenkänning av MHC-II + piptid med TCR. 2. co-stimulering - B7 hos APC binder till CD28 hos Th-cell. 3. Cytokiner från APC. 3 signaler krävs för att T-celler är så potenta och skulle göra stor skada om de av misstag aktiveras vid fel tillfälle.

Question 36

Vad händer då en naiv Th-cell aktiverats?

Answer 36

Efter att ha fått alla 3 signaler börjar Th-celler själv utsöndra IL-2 och börjar då proliferarera och differentiera till effektor celler eller minnesceller.

Question 37

Vad händer om någon utav signalerna skulle saknas vid aktivering av en naiv Th-cell?

Answer 37

Th-cellen skulle bli anergisk vilket innebär att den förlorar energi och dör. Då en cell lyckas aktiveras utan signal 1 och 2 = autoimmunitet.

Question 38

Beskriv effektor celler.

Answer 38

Effektor - Har aktiverats av en APC. Kan lämna lymfkörtlar och patrullera andra vävnader. Behöver ej alla 3 signaler för att aktiveras och kunna aktivera andra celler och inducera immunresponser. Olika Th-effektorceller utsöndrar olika cytokiner beroende på vilken patogen den naiva cellen aktiverades av och får därav olika funktioner beroende på patogen. En naiv Th-cell kan vid aktivering differentiera till: Th1 - aktiverar makrofager - skydd mot intracellulära patogener. Th2 - Aktiverar eosinofiler och mastceller - Skydd mot extra cellulära parasiter. Defekter kan leda till allergier. Th17 - Aktiverar neutrofiler - Skydd mot extracellulära bakterier.

Question 39

Vad är immunologisk tolerans och hur uppnås det?

Answer 39

Immunologisk tolerans innebär att lymfocyter inte reagerar på sk. självpeptider. Detta uppnås hos T-celler genom att de skolas i Thymus och en positiv och negativ selektion selekterar fram godkända T-celler.

Question 40

Hur går skolningen av T-celler till i Thymus?

Answer 40

Peptider visas upp för T-celler i Thymus och beroende på affiniteten mellan TCR och peptid sker en positiv eller negativ selektion. Ingen affinitet alls - Negativ selektion och apoptos. Låg - Positiv selektion blir CD4/CD8 beroende på MHC klass. Intermediär - Positiv selektion och cellen utvecklas till en Treg. Hög - Negativ selektion och apoptos.

Question 41

Vad är CTLA-4?

Answer 41

En receptor som nedreglerar T-celler då de är "exhausted T-cells". Affiniteten mellan B7 och CTLA-4 blir då högre än affiniteten mellan B7 och CD28 -> Co-stimulering uteblir och T-cell blir energisk och dör.

Question 42

Vilka typer av regulatoriska T-celler finns?

Answer 42

Naturliga och perifera. De naturliga bildas i Thymus vid en intermediär affinitet till peptider. De perifera bildas i perifera vävnader vid igenkänning av antigen i sekundära lymfvävnader. Båda dessa har till funktion att nedreglera immuresponser genom att bl.a. uttrycka CTLA-4.

Question 43

Hur går det till då antigener bryts ned och visas upp på en MHC - I molekyl?

Answer 43

Mikrob tar sig in i cellen och bryts där ned till mindre delar i värdcellens proteasom. Delarna förpackas i vesiklar hos ER och transporteras sedan till och visas upp på MHC - I.

Question 44

Hur går det till då antigener bryts ned och visas upp på en MHC - II molekyl?

Answer 44

En APC fagocyterar en bakterie efter att dess PRRs känt igen en PAMP från mikroben. Bakterien bryts ned i endosomen och delarna visas upp på MHC - II molekylen.

Question 45

Beskriv Th1 svaret på molekylär och cellulär nivå.

Answer 45

Då en naiv Th-cell påverkas av IL12 eller ett interferon differentierar den till en Th1-effektorcell som i sin tur utsöndrar IL2 och IFN-gamma som aktiverar makrofager, CD8-celler, NK-celler samt B-celler till en produktion av opsoniserande antikroppar (IgG1 och IgG3). Th1-svaret driver därav det cell medierads försvaret mot intracellulära bakterier och virus. Om denna väg inte kontrolleras kan överkänslighetsreaktioner och autoimmuniteter uppkomma.

Question 46

Beskriv Th2 svaret på molekylär och cellulär nivå

Answer 46

Då en naiv T-cell påverkas av IL4 differentierar den till en Th2-effektorcell som i sin tur utsöndrar IL4, 5, 10 och 13. Dessa cytokiner aktiverar den humoralt immuniteten mot extracellulära parasiter och maskar. Aktiverar mastceller och eosinofiler och stimulerar B-celler till en isoswitch från IgM => IgE och IgG2 och igG4.

Question 47

Beskriv Th17 svaret på molekylär och cellulär nivå.

Answer 47

Då en naiv Th-cell påverkas av IL17 differentieras den till en th17-effektorcell som i sin tur också utsöndrar IL17 som aktiverar neutrofiler. Specifikt svar för extracellulära bakterier.

Question 48

Vilka olika Fc-receptorer finns?

Answer 48

Fc-receptorer binder till den konstanta delen av antikroppar och det finns olika receptorer för olika isotyper. - Fc gamma - Binder till IgG och finns exempelvis hos makrofager. - Fc epsilon - Binder IgE och finns exempelvis hos mastceller. - Fc alfa - Binder IgA.

Question 49

Vad har antikroppar för effektorfunktioner?

Answer 49

- Neutralisation av mikrober och toxiner. - Opsonisering + fagocytos. - Antikroppsberoende cellulär cytotoxicitet via NK-celler. - Aktivering av komplementsystemet => inflammation, lysering av mikrober, MAC-komplex.

Question 50

Hur går opsonisering och fagocytos av bakterier till?

Answer 50

En opsonisemande antikropp, exempelvis IgG, binder till mikroben och flaggar för dess närvaro. Antikropp med antikropp binder sedan till Fc-receptor hos fagocyt och mikroben fagocyteras och visas upp på MHC-II. I fagosomen avfödas bakterien med låga pH-värden, antimikrobiella medel och the respiratorn burst.

Question 51

IgM och IgD funktioner?

Answer 51

De första isotoperna att uttryckas då B-cell aktiveras. IgM är speciellt viktig i det tidiga skedet av en infektion då de agerar snabbt men med låg affinitet. De är T-cellsoberoende och kan därav bara aktiveras av icke-protein antigen, är bra koplementaktiverare och opsin.

Question 52

Vad har IgG för funktioner?

Answer 52

IgG är den dominerande antikroppen i cirkulationen. Är även en bra komplementaktiverare och ett bra opsin.

Question 53

Vad har IgE för funktioner?

Answer 53

Generellt låga koncentrationer vid normala talstånd men ökar id infektion av parasit och är kopplade till allergiska reaktioner.

Question 54

Vad har IgA för funktioner?

Answer 54

IgA är den dominerande antikroppen i tarmar. Viktiga för försvaret mot immunattacker mot normalfloran.