Week 2 Flashcards
1
Q
Wat betekenen de volgende immunologische definities:
- antigeen
- epitoop
- immunogeen
- hapteen
- carrier ?
A
- antigeen: molecuul waartegen een adaptieve immuunrespons gericht is
- epitoop: antigene determinant, deel van het antigeen waaraan receptor (IG/TCR) bindt
- immunogeen: molecuul dat o.b.v. moleculaire structuur een adaptieve immuunrespons kan opwekken
- hapteen: niet-immunogeen molecuul (< 5 kDa), bijv. penicilline/nikkel, molecuul is te klein om te binden aan een receptor, wel zichtbaar als ze gebonden zijn aan een carrier
- carrier: eiwit dat epitopen aanbiedt aan de T-helpercel
2
Q
Wat zijn immunoglobulinen (Ig)/antistoffen?
A
- opbouw: 2 identieke zware ketens en 2 identieke lichte ketens (Ig kappa of Ig lambda), hebben domeinen die variabel (FAb-gedeelte –> antigeenbinding met 6 contactpunten) en constant (Fc-gedeelte –> verschillende effectorfuncties en binding aan Fc-receptoren) zijn
- bevat 2 bindingsplaatsen voor antigenen bij de variabele domeinen
- antigeenbindend gedeelte heeft een idiotype waardoor hij maar 1 antistof kan binden (komt door 6 contactpunten in een 3D structuur)
- meeste variatie in CDR gebieden (variabele domeinen), bepaalde loops vormen functione bijdrage aan variatie, 3 loops van zware en 3 loops van lichte keten
- dit zorgt voor verschillende karakteristieken; antigeen wegvangen, antigeen opsoniseren, mate van activatie van complementsysteem verhogen
3
Q
Welke verschillende isotypen/klassen van immunoglobulinen zijn er?
A
- IgM
- IgA
- IgE
- IgG
- IgD
→ hebben verschillende constante domeinen (zware ketens) en dit heeft impact op de effector functie
4
Q
Wat zijn de eigenschappen van IgM?
A
- komt voor als pentameer, meervoudige binding m.b.v. zwavelbruggen en een J-keten
- kan flexibel meerdere antigenen binden en ook repeterende sequenties (bijv. suikergroepen op bacteriën)
- kan na een antigeen complement binden wat leidt tot lysis van de bacterie
- eerste immunoglobuline wat in jonge individuen gemaakt wordt, later ook in de luchtwegen belangrijk
- zijn o.a. antistoffen tegen de bloedgroepantigenen (A, B, AB, O)
5
Q
Wat zijn de eigenschappen van IgA?
A
- komt soms als monomeer, meestal als dimeer, m.b.v. zwavelbruggen, J-keten en secretoire component
- secretoire component zorgt dat IgA door het epitheel gesluisd kan worden en zo in het lumen komt
- typisch in mucosale oppervlakken (slokdarm, darm, neus)
6
Q
Wat zijn de eigenschappen van IgE?
A
- komt als monomeer voor
- bindt zich aan Fc-receptoren op o.a. mestcellen/basofiele granulocyten –> FcE-receptor is specifiek voor IgE en IgE met variabel domein is naar buiten gericht om stoffen te binden –> bij binding degranulatie van cellen waarbij mediatoren vrijkomen (histamine, leukotriënen)
- zit vooral in de huid, rondom luchtwegen en GI
- Nodig bij specifieke parasitaire infecties en allergieën (herkent allergenen)
7
Q
Wat zijn de eigenschappen van IgG?
A
- komt voor als monomeer
- 4 subklassen met een lange halfwaardetijd (circuleren door het lichaam als antistof),
- bevindt zich vooral in bloed, weefselvocht en moedermelk, in serum de hoogste spiegels in vergelijking met andere immunoglobulinen
- Enige immunoglobuline die de placenta barrière over kan
- Alle subtypen hebben net iets andere functies
8
Q
Wat zijn de verschillende functies van Ig?
A
- Neutralisatie: wegvangen van het micro-organisme of eiwit (waardoor het onschadelijk gemaakt wordt); IgA en IgG1-4
- Complement lysis: IgG en complementfactoren binden aan het micro-organisme, waardoor lysis optreedt
- Opsonisatie: binding van het micro-organisme op het IgG, waarna binding aan een macrofaag:
- Antilichaam-afhankelijke cellulaire cytotoxie: binding van het micro-organisme op het IgG, waarna presentatie aan NK-cellen of eosine granulocyten
Ook tabel leren!
9
Q
Wat zijn de eigenschappen van IgD?
A
- functie niet helemaal bekend, geen prominente rol i.t.t. andere immunoglobulinen
- komt tot expressie op dezelfde cellen als IgM; jonge cellen die nog niet geswitcht zijn
10
Q
Wat zijn therapeutische antistoffen?
A
Therapieën m.b.v. antistoffen
- biologicals; bijv. anti-CD20 (rituximab), grootste deel humane antistoffen maar het deel dat humane antigenen moet herkennen komt vaak uit dieren, -ximab is chimeer (variabel is niet-humaan), -limumab is volledig humaan, -mo is uit een muis en -zumab is gehumaniseerd
- specifieke targets: leukemie of lymfoom ontstaan uit B-lymfocyten, hierdoor target je de tumorcellen en worden deze dichtbij killer-cellen gebracht
–> m.b.v. CDC (complement) of ADCC (celafhankelijk)
11
Q
Waar komen antistoffen vandaan?
A
B-lymfocyten (antistof op membraan en kan het niet uitscheiden) differentiëren naar plasmacellen (antistof in plasma) en kan hierna de antistoffen (Ig) uitscheiden
- specificiteit van plasmacel en B-lymfocyt is gelijk
- B-lymfocyten rijpen uit in beenmerg, bij het treffen van een antigeen gaat hij naar de lymfeklier om de afweer in gang te zetten waardoor intacte antigenen geactiveerd worden –> proliferatie en nieuwe B-lymfocyten rijpen uit tot plasmacel/B-geheugencel (voor hogere affiniteit en snellere respons 2e keer)
- plasmacellen gaan terug naar het beenmerg om daar antistoffen te produceren
- B-geheugencellen leven lang, plasmacellen over het algemeen lang maar kan ook kort
- B-cel en plasmacel hebben hetzelfde Ig, maar ene scheidt het uit en ade andere brengt het op de membraan tot expressie
12
Q
Hoe is de diversiteit en specificiteit van het immuunsysteem?
A
Zie ook afbeelding!
- diversiteit: > 10^15 verschillende B-lymfocyten, variatie draagt bij aan unieke eigenschappen van het immuunsysteem
- specificiteit: bij een tweede infectie reageert het immuunsysteem sneller, er zijn meer antistoffen die een hogere affiniteit hebben en er komen meer IgG en IgA i.p.v. IgM –> o.a. van cytokinen vindt isotype switching plaats waardoor B-lymfocyten uitrijpen tot verschillende plasmacellen die andere antistoffen maken (IgG (bij IFN-gamma), IgM, IgA (bij IL-10/TGF-bèta) en IgE (bij IL-4/IL-13))
13
Q
Hoe zijn antigeenreceptoren opgebouwd?
A
Receptor bevat een constant (onderkant) en variabel (bovenkant) onderdeel
- T-celreceptor: kan een TCRalfa en bèta hebben, of gamma en delta, moet antigenen aangereikt krijgen via APC, genen voor TCR-alfa/-delta vorming op chromosoom 14 (bevatten V, D en J) en voor -bèta/-gamma op 7 (bevatten V en J)
- pre-B-celreceptor: immunoglobulinen zijn de receptoren van B-cellen, in IGH-gen (zware keten) V, D en J aanwezig, IGK- (kappa) en IGL-gen (lambda, ook variatie in constant deel) (lichte ketens) hebben alleen V en J
14
Q
Hoe verloopt genherschikking/V(D)J-recombinatie?
A
Voorafgaand aan transcriptie en translatie hebben B- en T-lymfocyten dit om het DNA te recombineren waardoor de cel willekeurige combinaties maakt en er een grote diversiteit in receptoren ontstaat
- V (variatie), D (diversity) en J (joining)
- sommige hebben maar een 1 stap-proces en daarbij ontbreken dan D’s (bij alfa’s en gamma’s)
- gebeurt door RAG-1 en RAG-2 eiwitten die binden aan RSS-elementen (markeren V-, D- en J-genen)
15
Q
Wat is RSS (recombinatie signaal sequentie)?
A
Eiwitten die de V-, D- en J-elementen markeren
- bestaat uit een heptameer (7 nucleotiden, RSS7), een nonameer (9 nucleotiden, RSS9) en een spacer (12 of 23 nucleotiden)
- 12-23 regel; binding gaat het efficiënste tussen een spacer van 12 en 23 nucleotiden –> rondom D-segment spacers van 12 nucleotiden en na het V-segment en voor het J-segment spacers van 23 nucleotiden (logisch want 12 is 1 DNA winding en 23 2 windingen)
Stappen:
1. RAG-1 en RAG-2 binden aan RSS-elementen en RSS-elementen worden met elkaar verbonden
2. RAG wordt enzymatisch actief en knipt DNA (ter plaatse van heptameer sequentie), er ontstaan 2 dubbelstrengs DNA-breuken (weggeknipte deel is excisiecirkel)
3. Losse sequenties vormen haarspeldstructuren (hairpin coding ends) die worden geopend via Ku70:Ku80 en artemis
4. Random extra nucleotiden worden toegevoegd door TdT of verwijderd door exonuclease; hierdoor een andere sequentie zelfs als heel toevallig dezelfde J, V en D zijn gekoppeld (kans 1:5.000.000) –> diversiteit naar 10^12
5. Losse uiteinden worden via DNA-ligase IV en XRCC4 met elkaar verbonden tot coding joint
6. Hierna transcriptie, splicing en translatie
https://youtu.be/Bjd8G0xp8vc?si=s0GtOjJnG23ahbRu
16
Q
Hoe vindt T-lymfocyt ontwikkeling in de thymus plaats?
A
Georiënteerd om te controleren of goede eindproducten in recombinatieprocessen ontstaan
- T-lymfocyten verlaten beenmerg als voorloper T-lymfocyten (thymocyten) en differentiëren tot T-lymfocyten in de thymus
- gebeurt in de thymus (epitheliaal orgaan): ontwikkelt zich door binnenkomen van thymocyten vanuit de bloedvaten –> paracortex –> cortex –> medulla en verlaten de thymus weer naar de circulatie
- bij HE-kleuring van thymus een donkere rand (cortex) en lichter binnenkant (medulla) door de dichtheid van de cellen
- gaan van dubbel negatief stadium naar dubbel positief stadium en worden hierna single positief (CD4+ of CD8+)
- proces: DN1 T-cel –> DN2 –> DN3/4 –> ISP –> DP –> SP CD4+ en SP CD8+, in thymocyten kan gekeken worden naar opeenvolging van verschillende recombinatie stappen tussen TCR-loci; delta –> gamma –> bèta –> alfa herschikkingen
- B-selectie: als er een variabele bèta-keten gemaakt is wordt er een tijdelijke pTalfa keten aangeplakt om te controleren of de B-keten het complex bij elkaar kan houden en een signaal door kan geven (selectie of effectiviteit) –> als het functioneel blijkt dan een alfa-keten aan maken, anders apoptose
17
Q
Hoe vindt B-lymfocyt ontwikkeling in het beenmerg plaats?
A
Georiënteerd om te controleren of goede eindproducten in recombinatieprocessen ontstaan
- voorloper B-lymfocyten differentiëren tot B-lymfocyten in het beenmerg, ze ondergaan hier recombinaties in hun zware- en lichte ketens
- gebeurt in het beenmerg (primair lymfoïd orgaan): opgebouwd uit botweefsel met hierbinnen merg wat bestaat uit een soort stroma waar stamcellen binnenkomen via bloedvaten en naar binnen toe verder ontwikkelen
- proces: in pro-B-cel D-J recombinatie –> in pre-B-I-cel V-DJ recombinatie (zware keten is gevormd) –> surrogaat lichte keten (SLC) tijdelijk aan zware keten gemaakt voor geschiktheid IgH-selectie –> als in pre-B-II-large stadium blijkt dat pre-BCR (receptor) goede eiwitten kan opleveren (functioneel en in-frame zonder stopcodons) gaat hij door en vindt er proliferatie plaats –> lichte keten wordt gevormd die SLC vervangt
18
Q
Hoe werkt flowcytometrie?
A
Bij flowcytometrie zitten losse cellen in een suspensie en deze worden gelabeld met antistoffen –> cellen worden in een vloeistofstroom opgezogen en een laser straalt ze aan –> antistoffen worden fluorescent en dit is weer te geven in een diagram waarbij elk puntje een cel is, kijken naar:
- forward scatter (FSC): afhankelijk van grootte, hoe groter hoe meer het signaal verstrooit
- side scatter (SSC): afhankelijk van interne structuur (oppervlak, kern, granulen), des te rommeliger de kernstructuur des te meer afbuigingvan licht
19
Q
Hoe zullen bloedcellen in een flowcytometrie diagram eruit zien?
A
x-as is FSC en y-as SCC: hiermee snel populaties onderscheiden
- Lymfocyten: linksonder, kleine verstrooiing van licht en weinig granula en dus complexiteit
- Monocyten: groter en complexer
- Neutrofielen: vele maten groter en hebben veel granula dus veel hoger
–> m.b.v. fluorescente markers ook nog celtypen herkennen (multiparameter analyse): bijv. CD3 herkent T-lymfocyten waardoor Th- van Tc-cellen te onderscheiden zijn
–> CD4+- en CD8+-verdeling in de thymus is als een vogel; in het dubbel positief (DP) stadium veel proliferatie (CD4+ en CD8+) en in het dubbel negatieve (DN) stadium weinig puntjes (CD4- en CD8-), je hebt ook single positive (CD4+ of CD8+)
20
Q
Waarvoor is het MHC/HLA en welke soorten heb je binnen het HLA-systeem?
A
Major histocompatibility complex (MHC) is hetzelfde als human leucocyte antigen (HLA = humaan MHC):
- T-lymfocyten herkennen alleen antigenen als ze gepresenteerd worden inde contact van MHC-moluclen door APC.
- Zonder deze interactie geen T-lymfocyt gemedieerd adaptieve immuniteit, dus ook geen B-lymfocyt gemedieerde adaptieve immuniteit.
- nodig voor immuniteit tegen pathogenen, predispositie voor ziekte en transplantaat afstoting
- leven zonder MHC is erg lastig, je hebt dan een primaire immuundeficiëntie (SCID) waardoor je diverse infecties krijgt
- HLA-I systeem presenteert antigenen aan CD8+ T-cellen: 3 soorten HLA-A, HLA-B en HLA-C
- HLA-II systeem presenteert antigenen aan CD4+ T-cellen: 3 soorten HLA-DP, HLA-DQ en HLA-DR
21
Q
Wat zijn de eigenschappen (structuur, expressie en functie) van HLA-I?
A
- structuur: alfaketen met 3 loops (a1, a2 (maken samen peptide-bindende groeve als dubbele helix) en a3 (zitten aan het eind aan elkaar vast dus maximale lengte die kan binden)), een B2-microglobuline stabiliseert deze structuur (code op chr.15) en de bodem van de groeve zijn bèta-pleated sheets
- expressie: op vrijwel alle lichaamscellen (alle kernhoudende cellen) maar geen erytrocyten en geslachtscellen
- functie: presentatie aan CD8+ cellen die lichaamsvreemde-, virusgeïnfecteerde en kankercellen lyseren m.b.v. perforine en granzymen
22
Q
Wat zijn de eigenschappen (structuur, expressie en functie) van HLA-II?
A
- structuur: alfa- en B-keten als heterodimeer, peptide-bindend domein door combinatie van 2 aparte ketens (a1 en B1, geen covalente binding en open aan de achterkant), geen molecuul nodig voor stabilisatie en bodem van de groeve zijn bèta-pleated sheets
- expressie: komt voor op professionele antigeenpresenterende cellen (APC); dendritische cellen, monocyten, macrofagen, B-lymfocyten en epitheelcellen van de thymus –> onder bijzondere omstandigheden (cytokinen (IFN-gamma)) CIITA-gen tijdelijk geactiveerd waardoor HLA-II tijdelijk op T-lymfocyten, endotheelcellen en epitheelcellen tot expressie kan komen
- functie: vormen continu CIITA dat op de promotorregio van het HLA-II gencomplex gaat zitten en de transcriptie van HLA-II start. Stimuleren CD4+-T cellen.
23
Q
Wat betekenen de volgende begrippen:
- Polygenie
- Polymorfie
- Locus
- Co-dominantie
- Allel
- MHC haplotype
- MHC genotype ?
A
- Polygenie: meerdere genen vormen het HLA-systeem (bijv. a, b en c)
- Polymorfie: meervormigheid, sequentievariatie binnen eenzelfde gen, uit zich voornamelijk in bepaalde delen van de peptide-bindende groeve (hier grote variatie in aminozuurvolgorde)
- Locus: locatie van een gen op een chromosoom
- Co-dominantie: vergelijkbare expressie van beide allelen
- Allel: variant van genen die een locus bezetten
- MHC haplotype: combinatie van MHC-allelen op 1 chromosoom
- MHC genotype: combinatie van beide MHC haplotypen
24
Q
Welke 3 signalen hebben T-cellen nodig om geactiveerd te worden?
A
- Interactie tussen T-cel receptor en antigeen wat gepresenteerd wordt in het MHC-molcuul door de APC.
- Co-stimulatoire moleculen zitten op T-cel, zitten ook op APC. Deze gaan een interactie met elkaar aan waardoor ze samen voor co-stimulatie van de T-cel zorgen.
- Cytokines die door APC uitgescheiden worden. Cytokines kunnen T-cellen in een bepaalde hoek drijven.
25
Hoe ontstaat structuurvariatie binnen MHC?
- Polymorfisme: >1500 verschillende genen die coderen voor HLA-I HLA-B allel en >800 genen voor HLA-DR, honderdduizende HLA-haplotypen (1 specifiek van vader en 1 specifiek van moeder), maternale en paternale HLA-eiwitten op een cel kunnen ook recombineren
- Polygenie: verschillende genen die coderen voor hetzelfde zorgt dat je variatie krijgt door een combinatie van verschillende genen
- Co-dominantie: geen dominant/recessief allel, beide eiwitten kunnen antigenen aan T-lymfocyten presenteren dus 3-6 verschillende HLA-1 eiwitten (3 soorten van pap en mam) en 3-12 verschillende HLA-II eiwitten (3 soorten van pap en mam en 2 ketens)
26
Hoe verloopt antigeenpresentatie door MHC-I?
Intracellulair antigeen presentatie:
- beschadigd lichaamseigen eiwit; viraal eiwit (gevormd omdat virus metabolisme cel overnam)
- stappen; eiwit wordt door proteasoom in stukjes geknipt –> via TAP (transporter associated with antigen processing) worden peptiden naar lumen ER gepomt –> nieuwe gesynthetiseerde HLA-I moleculen gestabiliseerd met B2-microglobulinen om beladen te worden met de peptiden –> via Golgi en exocytose route gaan MHC-I moleculen naar het oppervlak en presenteren ze peptiden als HLA-peptide-complex
- gaat via proteosomen, vooral kleinere peptidefragmenten, presentatie aan CD8+ T-cel
27
Hoe verloopt antigeenpresentatie door MHC-II?
Extracellulair antigeen presentatie:
- beschadigde lichaamseigen- of lichaamsvreemde eiwitten
- stappen; wordt door APC door fagocytose/endocytose opgenomen in endosoom –> MHC-klasse II molecuul wordt gevormd in ER –> via Golgi in een lysosoom vervoerd naar de richting van het endosoom –> MHC-klasse II in eerste instantie gebonden door IC (invariante keten, gecodeerd door HLA-systeem (klein stukje is een CLIP-peptide en heeft route naar compartiment voor oppervlak)) –> CLIP-peptide gaat in peptide-bindende groeve van HLA-II zitten zodat geen andere antigenen/peptiden kunenn binden –> bij samenvoegen MHC-klasse II en antigeen zal HLA-DM zorgen dat de invariante keten wordt verwijderd –> vervoeren complex naar oppervlakte (celmembraan) –> antigenen kunnen nu binden en ze kunnen gezien worden door CD4+ T-cellen
- gaat via endolysosomen, vooral grotere peptidefragmenten, presentatie aan CD4+ T-cel
28
Wat is antigeenkruispresentatie en hoe verloopt het?
Extracellulair antigeen presentatie:
- vooral tijdens inductiefase van immuunrespons, belangrijk voor op gang brengen T-lymfocyt activatie
- stappen; extracellulair antigeen wordt in endosoom opgenomen maar ontsnapt gedeeltelijk –> endogeen antigeen wordt als intracellulair antigeen beschouwd en gepresenteerd via MHC-klasse I (aan CD8+ T-cellen) –> zelfde antigeen kan op MHC-I als MHC-II moleculen gepresenteerd worden (dus aan CD4+ en CD8+)
29
Hoe ontstaat diversiteit in peptidenpresentatie?
MHC-moleculen hebben een specifieke binding waardoor niet alle geknipte peptiden van het antigeen gepresenteerd kunnen worden –> verschillende MHC-allelen presenteren verschillende (sets) peptiden
Sommige peptides passen perfect in de specifieke binding. Andere peptides passen iets minder goed in de groeve → suboptimale T-cel activatie → nog meer variatie.
- voordeel: grote diversiteit in adaptieve immuunrespons en brede afweer tegen pathogenen (individu en populatie), sommige mensen zijn beschermd tegen ziektes door een bepaalde HLA-variant (selectie door overleving)
- nadeel: kans op auto-immuunziekten, allergieën en hierdoor wordt transplanteren moelijker, ook bijv. ziekte van Bechterew bij dragers van een specifiek polymorfisme, deze HLA-moleculen presenteren geneesmiddelen waardoor er een geassocieerde allergie kan ontstaan
30
Wat zijn de verschillen tussen HLA-I en HLA-II in:
- Genen
- Eiwitketens
- Cellulaire expressie
- Antigeen afkomst
- Processingroute
- Betrokken componenten
- Grootte peptidefragement
- Persentatie aan
Zie afbeelding
31
Wat zijn de eigenschappen van een algemene ontstekingsreactie? (goed leren)
Betekenis: reactie van gevasculariseerd weefsel op beschadiging met als doel elimeneren van schadelijke agens en in gang zetten herstel van de schade
- rubor (rood), calor (warm), dolor (pijn), tumor (zwelling) en functio laesa (functieverlies)
- pus moet je altijd verwijderen uit de wond (bijv. met drain of vocht afvloeien)
- acute/actieve fase (< 7 dagen) en chronische fase (> 7 dagen)
- vasculaire en cellulaire reactie; gemedieerd door ontstekingsmediatoren (cytokinen en chemokinen) afkomstig uit (of gemaakt uit eiwitten van) bloed/cellen die ontstaan als reactie op schadelijke agens
- ontstekingsreactie eindigt als de schadelijke agens is geëlimineerd en ontstekingsmediatoren zijn afgebroken/afgevoerd, hangt nauw samen met weefselherstel
- kan schadelijk zijn; auto-immuunziekten, keloïd contracturen of atherosclerose
32
Wat zijn oorzaken van ontstekingsreactie?
- **infecties**: detectie (via o.a. toll-like receptoren) van bacteriën, virussen, schimmels en parasieten zorgt voor vrijkomen van ontstekingsmediatoren
- **immunologische reacties**: worden door antigeen-antilichaamcomplexen, cytotoxische T-lymfocyt reactie en complementactivatie in gang gezet
- **weefselnecrose**: celdood en celbeschadiging (oorzaak; ischemie, fysieke prikkels (trauma, straling), chemische prikkels (toxisch, mediactie) en lichaamsvreemde stoffen (splinter, vuil)) leiden tot vrijkomen van stoffen (ATP, DNA, urinezuur) die ontstekingsreacties aanzetten
- **genetische afwijkingen**: bijv. mutaties in genen die geassocieerd zijn met een myelodysplastisch syndroom en auto-inflammatie
33
Wat zijn gevolgen van celschade en wat is het verschil tussen apoptose en necrose?
Mogelijke gevolgen:
- celbeschadiging –> adaptie –> herstel
- celbeschadiging –> onherstelbare schade –> necrose (cel valt uit elkaar)/apoptose (gestuurde celdood)
- **Apoptose**: netjes opruimen, belangrijk voor reguleren van weefsels, receptoren en signaaltransductie spelen een rol, belangrijk bij embryogenese, zorgt niet voor een onstekingsreactie door het creëren van kleine celfragmentjes omgeven met membraan die door fagocytose opgeruimd worden
- **Necrose**: door het zwellen en spatten van de cel komen toxische stoffen in het cytoplasma wat wel een ontstekingsreactie veroorzaakt, veranderingen in de circulatie (lokt vasculaire reactie uit), bij ontstekingsreactie kunnen zuurstofradicalen ontstaan; dit induceert een extra ontsteking
34
Welke vasculaire reactie kan ontstaan bij een ontsteking?
Bij een ontsteking is er netto vasodilatatie (door een reactie op mediatoren) wat leidt tot vertraging van de bloedstroom en uittreden van eiwitten en ontstekingscellen (omdat het endotheel lek wordt)
- **transsudaat**: bij ontstekingsreacties worden vaatwanden meer permeabel voor vocht –> oedeem ontstaat –> toegenomen hydrostatische druk (veneuze obstructie/hartfalen) of afgenomen colloïd osmotische druk (leverziekte/nierziekte/ondervoeding), dus vooral vocht met weinig cellen/eiwitten (hongeroedeem). Het vocht gaat dus uit de vaten, maar kan door de verlaagde coloïd osmotische druk niet meer terug de vaten in
- **exsudaat**: naast vocht ook veel eiwitten die buiten de vaatwanden treden –> grotere interendotheliale ruimte en vasodilatatie van bloedvaten, dus exsudaat is rijk aan eiwitten en kan erytrocyten/leukocyten bevatten
35
Welke cellen zijn betrokken bij een cellulaire reactie en wat is hun functie?
- macrofagen; fagocyteren en zetten herstel in gang in losmazig bindweefsel
- neutrofiele granulocyt; elimineren van het agens door fagocytose, komen als eerste aan en zijn vrij aspecifiek
- plasma-eiwitten; boodschappers van o.a. inflammatie/eliminatie, door de lever aangemaakt en voorvormer van mediatoren
- mestcellen; produceren mediatoren (o.a. histamine)
- lymfocyten; activeren het immuunsysteem
36
Wat zijn de stappen van de cellulaire reactie?
- (neutrofiele) leukocyt adhesie, transmigratie en chemotaxis; aan bloedvatwand plakken, erdoor heen en daarna naar de goede plek
- leukocyt activatie
- fagocytose en afbreken van schadelijke agens
37
Hoe vindt leukocyt adhesie, transmigratie en chemotaxis plaats?
Tragere bloedstroom –> leukocyten gaan naar vaatwand en rollen over endotheel –> activatie door ontstekingsmediatoren en hierdoor expressie van bepaalde receptoren –> hechten van lymfocyt –> lymfocyt rolt m.b.v. CD31 (PECAM-1) in een moleculair wiel naar buiten toe (extravasatie) –> leukocyt vervolgt zijn weg m.b.v. ontstekingsmediatoren naar de plek van schade (chemotaxis)
- belangrijke eiwitten: integrinen (leukocyt, vaste verbinding), selectinen (leukocyt en endotheel, losse verbinding)), VCAM-1 (endotheel) en ICAM-1/-2 (endotheel)
38
Hoe verloopt leukocyt activatie bij een cellulaire reactie?
Regulatie van expressie van adhesiemoleculen op endotheel en leukocyten door cytokinen en chemokinen
Proces: o.i.v. histamine (mestcellen) en trombine (stollingscascade) gaan Weibel-palade bodies van endotheelcel naar oppervlak –> expressie van selectines –> endotheel o.i.v. IL-1 (interleukine-1) en TNF-1 (tissue necrosis factor 1) gestimuleerd –> receptoren op het oppervlak komen tot expressie –> op de leukocyt zorgen chemokinen dat het integrine toegankelijker wordt om op te hechten (cytoskelet past zich wat aan)
39
Hoe verloopt fagocytose?
1. micro-organisme bindt aan fagocytose receptor
2. membraan van fagocyt vouwt zich om het micro-organisme heen
3. fagosoom dat ontstaat voegt zich samen met een lysosoom
4. lysosomale enzymen doden het micro-organisme in de fagolysosoom, kan ook voorkomen dat micro-organisme door NO of ROS gedood wordt
40
Hoe ziet een cellulaire respons er uit en in de tijd en wat zijn de ontstekingsmediatoren?
Op microscopisch beeld veel neutrofiele granulocyten en beschadigd weefsel
In de tijd: schade –> oedeem –> neutrofiele granulocyten (aspecifiek) –> monocyten/macrofagen en andere leukocyten (specifieker)
Ontstekingsmediatoren:
- arachidonzuur metabolieten (prostaglandines, leukotriënen, lipoxinen),
- chemokinen (chemotaxis),
- cytokinen (TNF/IL-1),
- lysosomale onderdelen van leukocyten,
- neuropeptiden,
- plasma-eiwitten (complementsysteem, kinine systeem, stollingssysteem),
- plaatsjes activerende factoren,
- NO,
- vasoactieve aminen (histamine/serotonine),
- vrije zuurstofradicalen,
overig (respons op hypoxie/necrotische cellen)
Afkomst
- een deel komt uit de lever (in een soort voorfase); alle factoren kininesysteem, stollingsfactoren en complementfactoren (plasma-eiwitten) –> interacties tussen 4 plasmamediator systemen geactiveert door factor XIIa omgezet uit factor XII (Hageman factor)
- een deel komt uit ontstekingscellen zelf (opgeslagen in granula)
41
Wat zijn pleiotrope effecten?
1 molecuul kan meerdere effecten hebben. Zowel voor (pro) als tegen (anti) ontsteking. Ontstekingsmediatoren hebben dit en hun effecten kunnen tegengesteld zijn
- bijv. NO zorgt dat vasodilatatie optreedt en dat de leukocyt niet makkelijk hecht aan endotheel (anti-inflammatoir) maar het werkt in de macrofaag pro-inflammatoir
42
Wat zijn cellulaire producten en lokale/systemische effecten?
Zie afbeelding!
Fosfolipase (geremd door corticosteroïden) stimuleert aanmaak van arachidonzuur uit lipiden dat 2 producten heeft:
- Prostaglandines: via cyclo-oxygenase, geremd door COX-remmers (niet-steroïde ontstekingsremmers (NSAID))
- Leukotriënen: via 5-lipoxygenase
Lokale effecten: activeren leukocyten, endotheel en T-cel
Systemische effecten: hogere temperatuur (koorts), acute fase eiwitten worden uitgescheiden en neutrofiele granulocyten worden van beenmerg naar bloed gejaagd, maar ook beschadigend effect; lagere output van het hart, verminderde stolling en insulineresistentie
43
Hoe wordt een acute ontstekingsreactie beëindigd en welke belangrijke rol speelt de macrofaag hierin?
Als:
- schadelijke prikkel is geëlimineerd
- pro-ontstekingsmediatoren zijn gedownreguleerd
- anti-ontstekingsmediatoren zijn upgereguleerd
- herstel is in gang gezet
Macrofaag speelt hier een belangrijke rol in, moet aan de ene kant ontstekingscellen kapot maken en aan de andere kant herstel bevorderen, het soort wordt bepaald door cytokinen
- M1-macrofaag: pro-inflammatoir, bevorderd ontsteking (chemokinen, IL-1, IL-12, IL-23) en ruimt schadelijke agens op (ROS, NP en lysosomale enzymen), ontwikkelt o.i.v. micro-organismen of IFN-gamma
- M2-macrofaag: anti-inflammatoir, zorgt voor productie van groeifactoren (m.b.v. TGF-bèta) voor weefselherstel en productie van cytokinen (IL-10 en TGF-bèta) voor anti-inflammatoire effecten
44
Welke 2 soorten herstel zijn er na beschadiging van het weefsel en van welke factoren is dit afhankelijk?
1. **Per primam**: herstel van weefsel/parenchym in zijn oorspronkelijke vorm; na een tijd niets meer te zien van de schade
2. **Per secundum**: herstel met vorming van bindweefsel; er blijft een litteken zichtbaar
–> dus bij permanente celschade fibrose, bij verwijdering van de prikkel van celschade wanneer het netwerk intact is regeneratie en bij dood van parenchymcellen een litteken
Afhankelijk van verschillende factoren:
- wel/geen aanwezige stamcellen: vanuit stamcellen regeneratie, het liefste zo weinig mogelijk gedifferentieerde stamcellen
- proliferatieactiviteit van weefsel neuronen en hartspiercellen genereren moeilijk terwijl bijv. levercellen snel herstellen, sommige weefsels delen ook uit zichzelf (darmepitheel en beenmerg)
- mate van beschadiging van extracellulaire matrix: intactheid van het framework waar de cel in hangt, als extracellulair skelet intact is vaak goede regeneratie
45
Hoe verloopt de differentiatie van pluripotente beenmerg stromale stamcellen?
Gestuurd door cytokines en transcriptiefactoren
- VEGF/FGF2: ontwikkeling tot endotheelcel
- Sox9: ontwikkeling tot chondroblasen
- CBFA1: ontwikkeling tot osteoblasten
- PPARgamma: ontwikkeling tot vetcel
- Myo D myogenine: ontwikkeling tot spiervezel
Signaal van proliferatie kan op 3 manieren (door koppeling aan receptoren via het cytoskelet/cytoplasmatische transductie pathways):
- autocrien: zelfstimulatie door uitgescheiden stofjes
- paracrien: invloed op buurcel
- endocrien: via bloedbaan, hormonnen
46
Wat gebeurt er met B-cellen als zij in de circulatie zitten?
Antigeenafhankelijke B-celdifferentiatie, in follikels (kiemcentra) van lymfeklieren:
- somatische hypermutatie (SHM) en class switch recombinatie (CSR)
- naïeve B-lymfocyten uit het beenmerg treden via hoog endotheliale venulen (HEV) de lymfeklier in en migreren naar het kiemcentrum
- hierdoor differentiatie naar geheugen-B-lymfocyt en plasmacel (IgG)
- geheugen B-lymfocyten kunnen meermaals de kiemcentrum reactie doorlopen om zo een steeds hogere affiniteit voor een antigeen te krijgen (steeds meer verfijnd)
47
Wat is de kiemcentrumreactie?
Follikel bevat 2 delen: donkere zonde (hoge celdichtheid) en lichte zone (lage celdichtheid)
- tijdens ontwikkeling migreren B-lymfocyten van donkere zone naar lichte zone (bevat o.a. FDC (dendritische cellen die APC functie hebben en B-cellen kunnen testen), macrofagen)
- Om een B-cel te activeren 2 dingen nodig:
- antigeenherkenning door BCR
- een signaal van CD4+ T-cellen: via de CD40-receptor op B-lymfocyt en CD40-ligand op T-lymfocyt (B- en T-cel zijn dus op hetzelfde antigeen gericht)
- De antigenen die herkent worden door de BCR zullen geïnternasileerd worden → afgebroken in peptiden → peptiden worden in het MHC-molecuul aangeboden → herkent door T-cel. (B-cel is hier dus de APC voor de T-cel)
- B-cellen ondergaan proliferatie, somatische hypermutatie en isotype switching → netto resultaat: Antistof producerende cellen (plasmacellen) en geheugencellen
- door alternatieve splicing komen andere delen van het eiwit in de staart van de antistof waardoor hij niet meer op de membraan gaat binden maar uitgescheiden wordt; essentiële functie van plasmacellen
48
Wat is een somatische hypermutatie (SHM) in B-cellen in de kiemcentra?
Houdt in dat er kleine veranderingen in de variabele domeinen optreden waardoor er een andere affiniteit is –> door selectie hoogste affiniteit geselecteerd (dus extra diversiteit creëren)
- contactpunten die het epitoop binden worden veranderd; de complementarity determining regions (CDR’s) van het antilichaam
- binding veranderd waardoor deze specifieker/minder specifiek wordt. Hogere of lagere affiniteit
- cellen die goed uit de selectie komen gaan klonaal delen waardoor meerdere B-lymfocyten die een antigeen herkennen dit proces ondergaan –> hierdoor affiniteitsrijping
- verbetering in affiniteit vooral in CDR1-3 gebeiden door de random mutaties in variabele domeinen
- diversiteit gaat naar zo’n 10^10
- Random mutaties
Selectie:
- Vindt plaats door FDC: folliculaire dendritische cellen
- Deze cellen hebben lange armen met daarop Fc-receptoren en Complement receptoren
- B-cellen die binden, dus doordat ze een antigeen herkennen, krijgen door deze binding een overlevingssignaal
- B-cellen die geen antigeen herkennen, binden dus ook niet, krijgen geen overlevingssignaal en gaan in apoptose
Hierdoor krijgen B-cellen een steeds hogere affiniteit voor hun specifieke antigen.
49
Wat is het verschil tussen de primaire en secundaire respoons?
Primaire respons:
- Reactie binnen een paar dagen
- Reactie bestaat ui de productie van IgM en cellulaire toxiciteit
- Na eliminatie van het antigeen dooft de reactie weer uit en blijven geheugencellen over
Secundaire respons:
- Antigeen specifiek
- Immunologisch geheugen
- Versnelde reactie
- Hogere affiniteit
- Meer antistoffen
- Meer IgG en IgA ipv IgM
50
Wat is een class switch recombinatie (CSR) in B-cellen in de kiemcentra?
Zorgt dat de effectorfunctie in constante domeinen veranderd
- veranderingen in IgH-gencomplex van immunoglobuline –> andere effectorfunctie
- normaal gebruiken B-lymfocyten voor productie van IgM antilichamen het Cμ-segment, nu wordt er geswitcht naar Cγ, Cα of Cε die voor IgG, IgA en IgE zorgen
- switch regio’s van belang; onderdelen met een repetitieve DNA-sequentie die via een soort homologe recombinatie aan elkaar kunnen binden en tussenliggende genen worden eruit geknipt (excisiecirkel), VDJ-exon verandert niet
- niet volledig willekeurig en deels gestuurd door cytokinen
- betrokken enzymen; activatie geïnduceerd deaminase (AID) en uracil-N-glycosylase (UNG) –> een mutatie hierin zorgt voor een CSR defect waardoor alleen IgM geproduceerd kan worden
51
Waarbij zijn folliculaire dendritische cellen (FDC) betrokken?
Bij de selectie van B-cellen tijdens de somatische hypermutatie (SHM)
- cellen hebben Fc-receptoren en complement receptoren (CD21, CD35, C3b) op hun ‘armen’ voor presentatie van antigenen aan B-lymfocyten
- als B-lymfocyten iets herkennen krijgen ze een signaal om te overleven, anders gaan ze in apoptose
- gebeurt in de lichte zone
52
Wat gebeurt er in de volgende situaties
- BCR complex
- CD19 complex
- CD40-CD40L interactie ?
- BCR complex; agammaglobulinemie, geen rijpe B-cellen –> pre-BCR defect
- CD19 complex; hypogammaglobulinemie, wel rijpe B-cellen, kleine kiemcentra, verlaagde geheugen B-cellen –> defect in BCR signalering
- CD40-CD40L; hyper-IgM syndroom, class switch effect (hoog serum IgM maar afwezig IgG en IgA), wel rijpe B-cellen, geen kiemcentra, verlaagde hoeveelheid geheugencellen, probleem in ligand of CD40 zelf –> somatische hypermutatie Ig klasse switch
–> in deze situaties een sterk verlaagd serum IgG en geen CD19+ lymfocyten (regulator van B-celactivatie dus sterk verslechterde secundaire respons)
53
Wat is de functie van het CD19 complex?
Verlaagd de drempel voor BCR-signalering
- pan B-cel marker
- regulator van B-cel activatie
- signaaltransductiecomplex met CD21, CD91 en CD225
- werkt bij het ontbreken van CD19+ lymfocyten niet
54
Welke 2 manieren zijn er waarop B-lymfocyten T-lymfocyt onafhankelijk geactiveerd kunnen worden?
1. TI-1, TLR (toll-like receptor), B-lymfocyt krijgt het tweede activeringssignaal van een pattern recognition receptor (PRR)
2. TI-2, B-lymfocyt geactiveerd door crosslinking van BCR’s (groot molecuul met repeterende sequentie), bij sommige grote antigenen (bijv. suikergroepen), deze moleculen kunnen op meerdere receptoren tegelijk binden en zo voor activatie zorgen, deze B-geheugencellen ontwikkeling zich buiten de keimcentrum reactie en hebben dus geen somatische hypermutatie of class switch recombinatie
55
Hoe verplaatsen T-lymfocyten zich in de Thymus?
Rijping in de thymus (soort spons) in epitheliaal stromaal netwerk. Thymocyten maken veel contact met het stromale weefsel, wat bepalend is voor de stappen die ze doorlopen.
- Cortex: donker, bevat epitheliale reticulumcel en lymfocyt
- Medulla: donker, bevat macrofaag, epitheliale reticulumcel en interdigiterende reticulumcel
Thymocyten mirgergen onder invloed van verschillende chemokinen:
Route: vanuit beenmerg via venules komen thymocyten (T-lymfocyten) binnen in inner cortex –> maken via de outer cortex een migratie beweging door o.i.v. verschillende chemokinen (herkend door chemokine receptoren, bv CCR7) en gaan daarna naar de medulla
–> in de thymus maturatie, proliferatie en celdood (cel zonder goede receptor): in eerste dagen vooral toename in aantal thymocyten (proliferatie), tijdens genherschikkingsproces ligt proliferaite even stil (voorkomen problemen en maligniteiten), na selectie reduceert aantal en blijft de hoeveelheid stabiel
56
Welke 2 typen diversiteit heeft de T-lymfocyt receptor (TCR)?
- combinatie diversiteit: door V(D)J recombinatie: volgorde van ketens is δ, γ, β, α
- junctionele diversiteit: door onnauwkeurigheden tijdens het plakken van V(D)J segmenten
T-cellen:
–> zijn net als B-cellen dubbel negatief en worden via dubbel positief weer enkel positief
–> CD4 en CD8 zijn belangrijke markers
57
Wat is de **positieve selectie** van T-cellen?
- Selectie op TCR met **goede affiniteit** voor **lichaamseigen HLA**
- HLA-klasse I: CD8+ TC
- HLA-klasse II: CD4+ TC
- TCR: Optimale herkenning van **combi** van: antigeen peptide + HLA molecuul
- In de cortex door: **corticale thymus epitheelcellen (cTEC's)**
- Apoptose: als er geen interactie is tussen lichaamseigen HLA en TCR
- Apoptose: Als de cellen een te sterke interactie hebben met HLA (risico op autoimmuniteit)
- Er is dus een window voor intermediaire bindigssterkte
58
Wat is de **negatieve selectie** van T-cellen?
- Selectie tegen TCR met te **hoge affiniteit** voor **lichaamseigen peptiden**
- Peptiden worden gepresenteerd door: **medullaire thymus epitheelcellen (mTEC’s) en dendritische cellen**
- Apoptose bij: bij een te hoge affiniteit →zorgt voor tolerantie van lichaamseigen peptiden
- AIRE biedt weefselspecifieke antigenen aan (fout in AIRE; APOCED (auto-immuun polyglandulair syndroom) –> auto-immuunreacties tegen organen)
Na positieve en negatieve selectie: een goede voorloper T-lymfocyt met een intermediaire bindingssterkte aan HLA, wordt pas een T-lymfocyt in de circulatie
59
Hoe ontstaat centrale en perifere tolerantie tegenover lichaamseigen moleculen?
- **centrale tolerantie**: door selectiemechanismen in de thymus (positieve en negatieve selectie)
- **perifere tolerantie**: in de circulatie,
- anergie mechanisme (status waarbij T-lymfocyten niet op prikkels reageren –> rusttoestand) waardoor ze geen schadeling effect hebben, de activiteit kan door regulatoire T-lymfocyten en tolerogene dendritische cellen geremd worden
- Dit is handig voor cellen die de door de negatieve selectie geglipt zijn en toch intolerant zijn voor lichaamseigen peptiden.
60
Uit welke stappen bestaat de complete cellulaire respons?
Zie afbeelding!
1. B- en T-lymfocyten komen naïef uit het beenmerg/thymus (zijn nog niet in contact gekomen met lichaamsvreemde antigenen, de T-cellen brengen CD27 tot uiting (centrale geheugencellen liggen in lymfeklieren te wachten (homing))
2. Ze herkennen iets, binden hieraan, gaan expanderen (prolifereren) en differentiëren (geheugencel of effectorcel (responders, chronisch gestimuleerd, raken uitgeput hierdoor))
3. Ze proberen de infectie te klaren waarbij eliminatie plaatsvindt
4. Cellen gaan in apoptose en nemen af, er blijven effector geheugencellen (T-lymfocyten die in weefsels circuleren) achter waardoor er volgende keer sneller meer T- en B-lymfocyten zijn
61
Hoe vindt co-stimulatie en co-inhibitie van CD4+ T-cellen plaats?
- **Co-stimulatie**: CD4+ T-cellen hebben een 2e signaal nodig om goed geactiveerd te kunnen worden; CD28-molecuul op de T-lymfocyt dat aan CD80/CD86 op de APC bindt, via deze 2 signalen cel activatie (TCR en CD4 stimuleren ook)
- **Co-inhibitie**: receptoren PD1 en CTLA-4 hebben bij activatie een remmende werking, tumorcellen maken hier gebruik van door moleculen die makkelijk kunnen binden deze remmende signalen in gang te laten zetten –> antistoffen tegen PD1 (nivolumab) en CTLA-4 (ipilimumab) zorgen voor binding maar geen activatie waardoor de T-lymfocyten weer geactiveerd worden
62
Welke verschillende CD4+ T-helper cellen zijn er en wat zijn hun belangrijkste eigenschappen?
Zie ook afbeelding!
- **Th1**: IFN-γ en IL-2; macrofaag activatie en regulatie van cellulaire immuniteit (in overmaat inflammatie), invloed op macrofaag, NK-cel en CD8+ T-cel –> celgemedieerde immuniteit (doden van geïnfecteerde gastheercellen)
- **Th2:** IL-4, IL5 en IL-13; regulatie hormonale immuniteit (in overmaat allergieën), invloed op eosinofiele granulocyten en B-lymfocyten (IgE en IgG4) –> respons op wormen en allergenen
- **Th17**: IL-17 en IL-22; regulatie van ontsteking (in overmaat inflammatie/auto-immuunziekte), invloed op neutrofiele granulocyten en epitheelcellen –> pro-inflammatoir, respons op schimmels/extracellulaire bacteriën
- **T_reg**: TGF-β en IL-10; differentiatie van B-lymfocyten (bij tekort auto-immuunziekte), invloed op andere lymfocyten –> onderdrukken functie van andere (non-)T-lymfocyten
63
Wat zijn γ-δ T-lymfocyten?
Cel bestaat uit een γ-keten en δ-keten
- in de huid en darmen
- herkennen antigenen via HLA-achtige moleculen –> snelle effectorrespons –> mengvorm van innate en adaptieve immuunsysteem
- receptoren ontstaan door recombinatie en vertonen specificiteit, vooral innate immuniteit (herkennen voornamelijk structuren)
- lijkt alsof ze vermeerderen als reactie op bepaalde antigenen
2 typen
- Vδ1+ cellen: weefsels vooral bij jonge mensen uit thymus, herkennen stressgeïnduceerde HLA verwante moleculen
- Vδ2+ cellen: bloed vooral bij oudere mensen, herkennen fosfo-antigenen op micro-organismen/dode cellen en produceren pro-inflammatoire cytokinen
64
Wat zijn cytokinen?
Kleine oplosbare eiwitten (15-35 kDa)
- onderverdeling: groeifactoren, chemokinen en overige cytokinen OF evolutionair en functioneel verwante families OF pro- en anti-inflammatoir
- functioneren lokaal (autocrien, paracrien) en systemisch
- pleiotroop en redundant
- functioneren in een netwerk waarbij ze elkaars activiteit synergetisch (geheel meer dan de som van delen) of additief (versterken) of inhiberen –> werken bijna nooit alleen
- effecten zijn sterk procesfase- en concentratieafhankelijk
- geproduceerd door en hebben effecten op verschillende celtypen van alle weefsels
- behoren tot cellulaire effecten
65
Hoe functioneren cytokinen als groeifactoren, chemokinen en overige cytokinen?
Cytokine: beïnvloed het gedrag/functie van andere cellen, onderverdeeld in;
- groeifactoren: cytokine dat proliferatie (en maturatie) van cellen stimuleert GM-CSF/CSF2, EPO
- chemokine: cytokine met chemotactische (en activerende) werking op cellen, trekken cellen aan CCL2/MCP-1, CXCL12/SDF-1
- overige cytokines: cytokines met andere functionele effecten zoals activering/remming IL-1, IFN-γ, TGF-β
- interleukines: stoffen tussen witte bloedcellen
66
Wat betekenen pleiotropie en redundantie?
- **Pleiotropie:** 1 cytokine beïnvloed meerdere celtypen en heeft uiteenlopende effecten, 1 receptor betrokken, effect afhankelijk van concentratie en celtype
- **Redundantie**: verschillende cytokinen hebben overlappende functies, ze kunnen bijna vervangen worden door cytokine met soortgelijke functie maar verhouding/mate effect is anders (bijv. IL-1, IL-6 en TNF-α)
–> respons wordt bepaald door hoeveelheid cytokinen, soms kan kleine hoeveelheid voor activatie zorgen maar overschot een onderdrukkend effect hebben
67
Wat zijn cytokine-families?
Cytokinen worden onderverdeeld in families die evolutionair en vaak functioneel verwant zijn
–> binnen families hebben cytokinen een overlappende werking (daarom dezelfde familie)
–> naast immuunrespons ook belangrijk als target voor therapie
–> zie afbeelding voor families (hoef je niet allemaal uit je hoofd te kennen)
68
Welke 3 typen effecten hebben cytokinen?
- Paracrien: beïnvloeden naburige cellen
- Autocrien: werken op de cel waardoor ze zijn geproduceerd
- Endocrien: hebben via de bloedbaan effect op cellen elders in het lichaam, concentratie moet hoog genoeg zijn
–> het zijn geen hormonen! (hormonen worden door specifieke organen gemaakt en cytokinen door veel soorten celtypen)
69
Wat is het verschil tussen synergie, additie en inhibitie?
- **synergie**: effect van de factoren samen is (veel) groter dan de effecten van de losse factoren bij elkaar opgeteld
- **additie**: factoren werken samen om een effect te verdubbelen, het effect wordt bij elkaar opgeteld
- **inhibitie**: effect dat factoren samen geven is een fractie van het effect dat ze afzonderlijk geven
–> zie ook afbeelding! op y-as effect en op x-as de typen cytokinen
–> voorbeeld uit de praktijk is TNF-IL-1-IL-6 netwerk; IL-1 en TNF-α stimuleren elkaar en samen stimuleren ze de productie van IL-6 (synergetisch). IL-6 remt eigen productie maar ook eigen inductie via TNF-α en IL-1 als er voldoende aanwezig is (negatieve feedback)
70
Wat is de kinetiek van cytokinen en hoe komt dit?
Niet alle cytokinen worden tegelijkertijd aangemaakt (wel binnen enkele uren) en daardoor pieken ze niet op hetzelfde moment, bij een immuunreactie; TNF-α piekt heel snel, hierna ook IL-1β en IL-6
Komt door verschillende soorten productiemechanismen:
- aanwezig op membraan; in circulatie door enzym-activatie (bijv. TNF op macrofagen)
- aanwezig in vesikels; in circulatie door degranulatie (bijv. IL-4 in eosinofiele granulocyten)
- aanwezig in cytosol als pro-cytokine; activatie door inflammasoom (bijv. IL-1β in macrofagen)
- de novo transcriptie na cel activatie (bijv. IL-2 in T-lymfocyten)
–> eerste 3 manieren worden bij afgifte aangevuld d.m.v. transcriptie
71
Wat is het verschil tussen pro-inflammatie en anti-inflammatie?
- Pro-inflammatie: als deze wordt gegeven aan het afweersysteem gaat het reageren met een ontstekingsreactie, klinische symptomen; hyper-/hypothermie, tachycardie, hyperventilatie, leukocytose en productie pr-inflammatoire mediatoren –> leidt tot cytokine release syndrome/cytokine storm (aanmaak van cytokinen zo sterk is dat er een positieve feedbackloop ontstaat (celdood –> cytokines –> celdood –> etc.))
- Anti-inflammatie: remmend effect
–> in het begin pro-inflammatoire fase dominant, maar dit gaat over naar anti-inflammatoire fase
72
Wat zijn de systemische effecten van IL-1, TNF, IL-6
Zie dia
73
Wat zijn de pro- en anti-inflammatoire effecten van cytokinen IL-6, IL-10 en IFN-γ?
**IL-6:** pro-inflammatoir
- immuunsuppressie: omlaag: IL-1 en TNF, omhoog: IL-1R antagonist, IL-10, PMN apoptose en matrix productie fibroblasten
- immuunactivatie: omlaag: Treg, omhoog: Th17 + endotheel activatie
–> hersenen (PGE2 –> koorts), lever (acute fase respons), beenmerg/bot (myelopoiese en osteoclast activiteit omhoog), immuun (B-lymfocyt proliferatie en IgA switch)
**IL-10**: anti-inflammatoir
- immuunsuppressie: omlaag: Th1, APC HLA-II, Ag presentatie, pro-inflammatoire citokinen (IL-1, TNF, IL-12, GM-CSF)
- immuunactivatie: omhoog: CD8+ T-lymfocyten, INF-γ productie, cytotoxische granula secretie
–> B-lymfocyt overleving en proliferatie omhoog
**IFN-γ:** pro- en anti-inflammatoir
- immuunsuppressie: omlaag: T-lymfocyten proliferatie (inductie apoptose), neutrofiel-specifieke CXC chemokines en mobilisatie neutrofiele granulocyten, IL-17, omhoog: Treg
- immuunactivatie: omhoog: HLA-expressie en antigeen presentatie, Th1, macrofagen en hun activiteit
–> de concentratie is dus mede bepalend voor het effect: lage concentratie zorgt voor immuunactivatie en hoge concentratie zorgt voor immuunsuppressie
–> timing is ook belangrijk; te laat of te vroeg geven van IFN-γ zorgt bijv. voor verkeerde macrofagen
74
Wat is de Type I IFN-respons?
Essentieel bij een virusinfectie
- 13 subtypen van type I IFN-α en 1 van type IFN-β –> worden gemaakt door lichaamscellen als ze door een virus geïnfecteerd zijn –> binden allemaal aan type I IFN-receptor
- bij virusinfectie zorgt blootstelling nucleïnezuren in cytosol dat receptoren en IFN-β geactiveerd worden –> autocriene en paracriene werking –> via positieve feedback ook aanmaak IFN-α –> werkt op IFN-receptor –> buurcellen worden geactiveerd en gaan ook reageren –> cellen zijn gevoeliger voor NK-cellen en worden gedood (interferon remt replicatie virus en stimuleert expressie waardoor NK-cel kan binden
- plasmacytoïde dendritische cel ook betrokken: professionele IFN-α producent
- zorgt ook voor remodeling van het chromatine (sterke transcriptie mogelijk hierdoor
**Effect van de respons**: (deze moet je kennen)
- Induceer resistentie tegen virale replicatie in alle cellen
- Verhoog de expressie van liganden voor receptoren op NK-cellen
- Activeer NK-cellen om virusgeïnfecteerde cellen te doden
75
Hoe is de cytokine samenwerking in een virus respons?
Ze werken in een cascade
- intracellulair geïnfecteerde macrofaag gaat CXCL8, IL-12 en TNF-α maken –> macrofaag trekt NK-cellen aan –> macrofaag gaat o.i.v. eigen TNF-α ook IL-15 maken –> stimulatie NK-cellen –> geactiveerde NK-cel gaat IFN-γ maken –> meer stimulatie macrofaag waardoor hij virus/bacterie kan uitschakelen
76
Welke families van cytokine receptoren zijn er?
1. Interleukine- en interferon receptor familie: homo- of heterodimeer receptoren
2. TNF-receptor familie: trimeer receptoren
3. Chemokine receptoren: 7-transmembraanreceptoren
–> klinisch belang: gezamenlijke γ-keten gedeeld door R voor IL-2, -4, -7, -15, -21 –> bij een mutatie X-linked immunodeficiëntie
77
Hoe is de indeling van chemokinen o.b.v. structuur?
O.b.v. cysteïne met zwavelbruggen, functie is homeostatisch of inflammatoir (door chemotactische werking = aantrekken van cellen), sprake van pleiotropie en redundantie, 4 typen te onderscheiden:
1. C-chemokinen: 1 zwavelbrug tussen 2 cysteïne
2. CC-chemokinen: 2 zwavelbruggen tussen cysteïne
3. CXC-chemokinen: 2 zwavelbruggen met 1 aminozuur tussen cysteïne
4. CX3C-chemokinen: 2 zwavelbruggen met 3 aminozuren tussen cysteïne
78
Hoe gaat de cytokine receptor signalering via JAK-STAT?
Cascade gebaseerd op fosforylering
- bij binding van cytokine aan cytokine receptor ondergaat JAK een activerende transformatie –> inactief STAT-molecuul (dimeer) kan binden –> wordt gefosforyleerd –> actieve STAT-eiwit komt vrij –> gaat naar de kern om voor expressie van responsieve genen te zorgen
79
Wat is het verschil tussen kolonisatie en infectie?
Zie afbeelding!
Kolonisatie houdt in dat er micro-organismen aanwezig zijn, maar op dat moment geen infectie veroorzaken. Er zijn stappen om van kolonisatie naar infectie te gaan:
1. Kolonisatie en adhesie
2. Biofilm formatie
3. Lokale invasie
4. Verspreiding
80
Wat is het verschil tussen E. Coli en Staphylococcus Aurus?
E. Coli: heeft pili om te hechten, in urogenitaal epitheel
Staphylococcus Aurus: hecht aan keratine in de epidermis door clumping factor B in de overgang van huid naar slijmvlies, 30% dragerschap, kan zorgen voor veel verschillende infecties (huid, botten, gewrichten, luchtwegen, hart en thorax en toxine gemedieerde ziektebeelden)
81
Wat houdt kolonisatie en adhesie in (1e stap van kolonisatie naar infectie)?
Micro-organisme moet binnen komen en het lichaam heeft veel niet-specifieke mechanismen om dit te voorkomen –> het wel of niet koloniseren hangt af van de mogelijkheid tot adhesie; hechting aan de binnenkant van het lichaam
82
Waaruit bestaan de niet-specifieke afweermechanismen van het lichaam?
- Lysozym en secretoir IgA in secreten
- Droge en licht zure huid (pH 5,5)
- Competitie door commensale flora in darm en vagina
- Reinigende werking van urine en sperma
- Reiniging via traanvocht, speeksel en slijm
- ‘Tapis roulant’ door trilhaarepitheel
- Reinigen van de darm via maagzuur, gal, pancreas- en darmsappen
- Verwijdering van huidschilfers
83
Wat houdt biofilm formatie in (2e stap van kolonisatie naar infectie)?
Micro-organismen gaan als biofilm samen klonteren waardoor ze meer schade kunnen aanrichten
- Ontstaan uit verbindingen bestaande uit fibrinedraden –> hechte kolonie
- Veel voordelen: bescherming tegen buitenaf (minder gevoelig voor antibiotica/fagocytose/stroming van bloed), activatie van adhesiemoleculen en uitwisseling genetisch materiaal (plasmiden –> antibioticaresistentie)
- Veel: decubitis, prothese infecties, infecties door verbindingen (stent, katheter, etc.) of longontstekingen bij CF
- Het wekt een chronische immuunreactie op die zorgt voor schade in het (omliggend) weefsel
84
Wat houdt lokale invasie in (3e stap van kolonisatie naar infectie)?
Hierdoor kunnen micro-organismen schade veroorzaken als ze ergens gelokaliseerd zijn
- 5 kenmerken van ontsteking: roodheid, warmte, zwelling, pijn, functieverlies
- Hierdoor veel activatie van het immuunsysteem (vaak ook stollingscascade)
85
Wat houdt verspreiding in (4e stap van kolonisatie naar infectie)?
Micro-organismen gaan vaak van lokaal naar andere plekken in het lichaam waardoor een systemische infectie ontstaat en verspreidt door het lichaam verschillende klachten ontstaan
- Kan via lymfe, bloed, pleuraholte of peritoneum
- Resultaat van dat het immuunsysteem de indringer niet tijdig kon elimineren
- Voorbeelden: endocarditis, splinterbloedingen, petechiën
- Hierdoor kan sepsis ontstaan
86
Wat is sepsis?
Levensbedreigende orgaanschade door een ontregelde afweer teken infecties, er moet aan >2 factoren worden voldaan;
- Ademhaling: laag PaO2/FiO2
- Zenuwstelsel: bewustzijn op de Glasgow Coma Scale laag
- Circulatie: hypotensie of noodzaak tot vasopressine
- Lever: hoog bilirubine
- Stolling: trombocyten laag
- Nieren: hoog creatinine en oliguria
–> Septische shock als er sprake is van aanhoudende hypotensie ondanks adequate vulling
