Презентация на тему "Введение в иммунологию"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Введение в иммунологию Эволюция иммунной системы.

  Габибов А.Г. Лекция 1

• 
  Слайд 2

  Edward Jenner "the father of immunology"

• 
  Слайд 3

  smallpox vaccine, the world's first vaccine.

• 
  Слайд 4

  Louis Pasteur

  Emil Adolf von Behring

• 
  Слайд 5
  

  Определение иммунологии

• 
  Слайд 6
  

  Главная функция иммунной системы – распознавание «свой-чужой» норма ослабленное повышенное злокачественная трансформация аутоиммунная патология

• 
  Слайд 7
  

  Эволюция иммунных механизмов Фагоцитоз Кораллы Губки Иглокожие Оболочники Простейшие Отторжение транс- Фагоцит,запоминаний Скопление лимфоцитов, плантата, распозна- трансплантата антительный ответ вание «не своего» агглютинины, цитокины Черви Моллюски Членистоногие Костные рыбы Амфибии Птицы Млекопитающие Бактерии Ферменты Специфическая агрегация, распознавание «своего» Специализированныеклетки, опсонины, лизины, агглютинины Нет отторжения Стволовые клетки ГКГС, лимфоциты Комплемент (альтернативный путь активации) Бесчелюстные Хрящевые рыбы Скопление лимфоцитов, антительный ответ Селезенка,тимус, В- и Т-клетки, IgM (18S,7S),комплемент (классический путь активации) T-B-кооперация, NK, цитокины T-клетки, IgM, IgG Бурса, зародышевые центры, Т-клетки, IgM, IgG, IgA Разнообразие Ig+ ,Т-клетки, IgM, IgG, IgA, IgD, IgE Лимфатические узлы, ЛТАК,ГКГС,IgM, IgG, костный мозг Рептилии Одноклеточные Многоклеточные Вторичнополостные Позвоночные

• 
  Слайд 8
  
• 
  Слайд 9
  
• 
  Слайд 10
  

  Компоненты комплемента синтезируются преимущественно клетками печени и в некотором количестве - мононуклеарными фагоцитами.Каждый тип клеток продуцирует и выделяет строго определенный набор медиаторов воспаления (в том числе, цитокинов). Кроме того, существует два типа дендритных клеток, которые имеют важное значение в презентации антигенов лимфоцитам. Основные элементы иммунной системы

• 
  Слайд 11
  

  Все изображенные на рисунке клетки происходят от гемопоэтической стволовой клетки. Тромбоциты, продуцируемые мегакариоцитами, поступают в кровоток. Гранулоциты и моноциты мигрируют из кровотока в ткани. Тучные клетки присутствуют во всех тканях. В-клетки у млекопитающих созревают в печени плода и костном мозге, а Т-клетки - в тимусе. Местом образования больших гранулярных лимфоцитов, обладающих активностью естественных клеток-киллеров (NK-клеток), служит, вероятно, костный мозг. Лимфоциты мигрируют из кровотока, проходят через вторичные лимфоидные ткани и вновь поступают в кровоток. Роль антиген-презентирующих клеток во вторичных лимфоидных тканях выполняют интердигитатные и дендритные клетки. Происхождение клеток иммунной системы

• 
  Слайд 12
  

  Происхождение клеток иммунной системы

• 
  Слайд 13
  

  Основные лимфоидные органы и образования

• 
  Слайд 14
  

  Рециркуляция лимфоцитов и антиген-презентирующих клеток

• 
  Слайд 15
  

  Маркеры, указанные в квадратных скобках, - это мышиные эквиваленты маркеров человека. Большинство маркеров относится к иммуноглобу-линовому суперсемейству молекул межклеточной адгезии. Поверхностные маркеры Т-клеток человека и мыши Поверхностные маркеры В-клеток человека и мыши

• 
  Слайд 16
  

  Естественные и адаптивные иммунные механизмы

• 
  Слайд 17
  

  Фагоцитарные клетки. Система мононуклеарных фагоцитов

• 
  Слайд 18
  

  Система комплемента способна без участия антител разрушать мембраны многих видов бактерий. Продукты активации комплемента (хемоаттрактанты) привлекают к месту реакции фагоциты (хемо-таксис). Покрывая в результате связывания поверхность бактерий (опсонизация), компоненты комплемента облегчают фагоцитам их распознавание и поглощение. Все эти реакции могут протекать за счет собственной способности комплемента к распознаванию микробных структур или же с помощью антител, связавшихся с бактериями Функции комплемента в антибактериальном иммунитете

• 
  Слайд 19
  

  Фагоциты поступают в очаг воспаления благодаря хемотаксису. Затем их поверхностные неспецифические рецепторы: ● либо прямым образом связываются с микробами; ● либо, если микробная поверхность опсонизирована фрагментом третьего компонента комплемента (СЗb) и/или антителами, связывание происходит с участием фагоцитарных рецепторов для СЗb и/или Fc. Когда в результате связывания фагоцит активируется, он окружает инфекционный агент псевдоподиями, заключая в фагосому; при этом происходит образование бактерицидных метаболитов кислорода. Как только микроб поступит внутрь клетки, лизосомы сливаются с фагосомой, образуя фаголизосому, в которой инфекционный агент уничтожается. Остатки микроба могут быть экскретированы клеткой наружу. Фагоцитоз

• 
  Слайд 20
  

  Фагоцитоз

• 
  Слайд 21
  

  В-лимфоциты секретируют антитела, взаимодействующие с патогенными микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности. Этим В-лимфо-циты помогают фагоцитам, способным связывать антитела своими Fc-рецепторами, в распознавании чужеродных антигенов. Секретируемые Т-лимфоцитами цитокины стимулируют фагоцитарные клетки для дальней-шего разрушения поглощенного ими материала. В свою очередь, моно-нуклеарные фагоциты могут представлять фрагментированный антиген Т-клеткам, вызывая, тем самым, их активацию. Взаимодействие между лимфоцитами и фагоцитами

• 
  Слайд 22
  
• 
  Слайд 23
  

  Клеточный иммунный ответ

• 
  Слайд 24
  

  Суперсемейство иммуноглобулинов – основа системы распознования «свой-чужой»

  - гидрофобные взаимодействия - электростатические силы - водородные связи - Ван-дер-Ваальсовы силы

• 
  Слайд 25
  

  Антигенный фрагмент, представляемыйдля распознавания ТКР, имеет два участка: агретоп и эпитоп. Агретоп - часть антигенногопептида, взаимодействующая с молекулами МНС при представлении пептида в иммуногенной форме на поверхности антигенпрезентирующей клетки (АПК). Эпитоп - часть антигенного пептида, непосредственно распознаваемая ТКР. Участки антигена, распознаваемые молекулами главного комплекса гистосовместимости (МНС) и Т-клеточным антиген-распознающим рецептором (ТКР)

• 
  Слайд 26
  

  Тримолекулярный комплекс T-Клетка Антиген MHCмолекулярный комплекс Антиген-презентирующая клетка (АПК) cb ca va vb a1/ a2 a3 a4 Т-клеточный рецептор

• 
  Слайд 27
  
• 
  Слайд 28
  

  Распознавание и переработка антигена

• 
  Слайд 29

  NK

• 
  Слайд 30
  

  Гуморальный иммунный ответ

• 
  Слайд 31
  
• 
  Слайд 32
  

  Клональная селекция В-клеток

• 
  Слайд 33
  

  Строение IgG легкиецепи тяжелые цепи углеводы

• 
  Слайд 34

  Взаимодействие антигена и антитела и иммунные комплексы

  Первичное взаимодействие Вторичное взаимодействие

• 
  Слайд 35
  

  Основные формы патологии иммунной системы

• 
  Слайд 36
  

  В результате воздействия интерферонов (в течение нескольких часов) клетка приобретает устойчивость к вирусу на 1-2 суток. В-клеточный ответ на собственные или чужеродные антигены

• 
  Слайд 37
  

  Перекрестно-реагирующие антигены индуцируют появление аутоиммунных Тх-клеток

• 
  Слайд 38
  

  Индукция синтеза аутоантител перекрестно-реагирующими антигенами

• 
  Слайд 39

  Врожденный Иммунитет Innate Immunity

  Габибов А.Г. Лекция 2

• 
  Слайд 40
  

  Insects and infections Bacteria Fungi Protozoa Virus Circulatory system Digestive system Nervous system Adipose system Production of antimicrobialmolecules Vector borne disease (e.g. plasmodium, dengue) Evolutionarilyconservedmechanisms (e.g. Tolllikereceptors)

• 
  Слайд 41
  

  Antimicrobialactivity (arbitraryunits) 2.5 5.0 7.5 10 Time (h) 0 6 9 12 24 48 3 Control Injection of bacteria Induction of antimicrobialactivity by immune challenge 1 3 2 Reviewed in Imler, Dev Comp Immunol (2014)

• 
  Слайд 42
  
• 
  Слайд 43
  

  E. Metchnikow Phagocytosis Inducible Antimicrobial activity A. Paillot

• 
  Слайд 44
  

  Фагоцитарные клетки. Система мононуклеарных фагоцитов

• 
  Слайд 45
  

  Инфекционный агент вызывает в зоне воспаления повреждение тканей и активацию комплемента. Это, в свою очередь, приводит к высвобождению медиаторов вос-паления (например, одного из наиболее важных хемотаксичес-ких пептидов С5а - фрагмента пятого компонента комплемента). Медиаторы воспаления диффун-дируют к близлежащим венулам, где вызывают прилипание (адге-зию) фагоцитов к эндотелию. Прилипшие фагоциты проника-ют между эндотелиальными клетками и растворяют базаль-ную мембрану инфицированной клетки-мишени. Хемотаксис

• 
  Слайд 46
  

  Хемотаксис

• 
  Слайд 47
  

  Хемокины

• 
  Слайд 48

  Хемотаксис

• 
  Слайд 49
  

  Фагоцитоз

• 
  Слайд 50
  
• 
  Слайд 51
  
• 
  Слайд 52
  

  Фагоцитоз

• 
  Слайд 53
  

  Jules Hoffmann

• 
  Слайд 54
  

  Metchnikowin(10mM) P P P P P Fat body Cecropin (20mM) Defensin (1mM) Drosocin (40mM) Diptericin (0,5mM) P G P P P P P G G G G G G G G G G G G G Attacin(cDNA) G G G G G G G G G G G G G G G G G G Drosomycin (100mM) Systemicantimicrobialimmunity in drosophila Reviewed in Imler, Dev Comp Immunol (2014)

• 
  Слайд 55
  
• 
  Слайд 56
  
• 
  Слайд 57
  

  “Scavenger Receptors”

• 
  Слайд 58
  

  Система TLR

• 
  Слайд 59
  
• 
  Слайд 60
  
• 
  Слайд 61
  

  The Toll pathway is involved in the control of drosomycin but not diptericin expression wild type - 6h Drosomycin rp49 Diptericin - 6h Toll - imd - 6h Imd Toll pathways Lemaitre et al PNAS (1995) Lemaitre et al Cell(1996)

• 
  Слайд 62
  

  imd and Toll mutants are immunocompromised E. coli infection Time (days) Toll imd 6 5 4 3 2 1 0 20 40 60 80 100 % survival wt 6 5 4 3 2 1 0 Time (days) 20 40 60 80 100 % survival Aspergillus infection wt imd Toll Lemaitre et al PNAS (1995) Lemaitre et al Cell(1996)

• 
  Слайд 63
  

  Toll Drosomycin Dif (NF-B ) Fungi Yeast Gram positive bacteria Gram negative bacteria Diptericin Relish (NF-B ) IMD (RIP) ? ? ? Toll-2? Spz How is infection sensed in insects?

• 
  Слайд 64
  

  The mutant semmelweisrevealsdifferences in the sensing of bacteria and fungi Streptococcus faecalis (Gram +) 12 24 36 0 0 50 100 Time p.i. (h) Survival rate (%) Seml wt 0 50 100 Survival rate (%) 0 1 2 3 4 5 6 Time p.i. (d) Beauveria bassiana (Fungus) Seml wt Michel et al Nature (2001)

• 
  Слайд 65
  

  The PeptidoGlycan Recognition Protein (PGRP) family (drosophila) Transmembrane domain Signal peptide PGRP domain with/without amidase activity 203 SA 190 182 185 185 184 186 SB1 SB2 SC1a SC1b SC2 SD 280 215 337 345 520 505 LA LB LC LD LE LF Semmelweis

• 
  Слайд 66
  

  SensingGram-negative infections in Drosophila PGRP-SA -/- Survival rate Time (h) 12 24 36 48 100 50 infection by Enterobactercloacae(Gram-) PGRP-LC -/- wt wt wt LC -/- SA -/- E. cloacae: - + + + Diptericin Gottar et al Nature (2002)

• 
  Слайд 67
  

  Peptidoglycan structure GlcNAc MurNAc GlcNAc MurNAc GlcNAc MurNAc GlcNAc MurNAc GlcNAc MurNAc Glycan strand Glycan strand L-Ala D-Glu L-Lys D-Ala D-Ala L-Lys D-Glu L-Ala (Gly) L-Ala D-Glu L-Ala D-Glu L-Lys D-Ala D-Glu L-Ala Short peptide bridge Lys-type (most Gram+)

• 
  Слайд 68
  

  Peptidoglycan structure GlcNAc MurNAc GlcNAc MurNAc GlcNAc MurNAc GlcNAc MurNAc GlcNAc MurNAc Glycan strand Glycan strand L-Ala D-Glu D-Glu L-Ala L-Ala D-Glu DAP D-Ala D-Ala DAP D-Glu L-Ala (Gly) L-Ala D-Glu DAP D-Ala Short peptide bridge DAP-type (Gram-) TCT

• 
  Слайд 69
  

  From Chang et al (2006), Science 311: 1761-4 DAP TCT/PGRP-LC complex

• 
  Слайд 70
  

  Drosophila recognition proteins for microbial structures PGRP-SA 180 203 27 38 Signal peptide PGRP domain (semmelweis) PGRP-LC Transmembrane domain PGRP domain 498 317 520 353 295 PGN (Lys) PGN (DAP) GNBP-1 447 492 19 194 117 GNBP homology domain -glucanase domain GNBP-3 466 492 26 242 121 GNBP homology domain -glucanase domain PGN (Lys) b-1,3 glucan Michel et al (2001) Nature Gottar et al (2002) Nature Gobert et al (2003) Science Gottar et al (2006) Cell

• 
  Слайд 71
  

  Toll Drosomycin Dif (NF-B ) Fungi GNBP-3 Yeast GNBP-1 Gram positive bacteria PGRP-SA Spaetzle MyD88 Gram negative bacteria PGRP-LC Diptericin Relish (NF-B ) IMD (RIP) Virus ? ? ? Ferrandon et al (2007) Nat Rev Immunol b-glucans Lys-PGN DAP-PGN PGRP-SD Microbial proteases

• 
  Слайд 72
  
• 
  Слайд 73

  Prizes won for discoveries in the field of TLRs

  In 2009,Hofmann and Medzhitov shared the Rosenstiel award for distinguished work in basic medicalscience. In 2010, Hoffmann and Akira shared the Keio medical science prize for thediscovery of the insect innate immune system and the Toll receptor, and for the elucidation of themolecular mechanisms of innate immune response to microorganisms, respectively. In 2011, Medzhitov, Hoffmann and Beutler were awarded the Shaw Prize in life science and medicinefor their discovery of the molecular mechanism of the initiation of innate immunity, which is thefirst line of defence against pathogens. In 2011, Hoffmann and Akira shared the CanadaGairdner international award, and In 2011, Hoffmann, Beutler and Steinman were awarded the Nobel Prizefor Medicine or Physiology.

• 
  Слайд 74
  
• 
  Слайд 75

  Mammalian TLR signalling pathways.

• 
  Слайд 76
  

  TLR4 TLR6

• 
  Слайд 77
  
• 
  Слайд 78
  
• 
  Слайд 79

  Innate immunity: sensing and signalling

• 
  Слайд 80

  Innate immunity and virus infection

  Viruses are unable to reproduce in the absence of a host cell, so their evolution is inexorably linked to the fate of their host. Influenza viruses have been among the most common causes of mortality throughout history, which highlights their successful evolution. Intriguingly, studies of the pattern of CpG dinucleotides in the genomes of influenza A viruses since the flu pandemic in 1918 indicate that when an influenza virus crosses from birds to humans, the virus evolves to reduce its CpG content, thus mimicking the lower CpG content of human genes compared with avian genes141,142. Consistently, influenza B virus, which has been infecting humans for longer than influenza A virus, has evolved to contain extremely low levels of CpG141. Greenbaum and colleagues141 favoured the interesting hypothesis that host gene mimicry may reflect a mechanism through which viruses avoid detection by innate immune receptors. It has been speculated that still-unidentified intracellular receptors may be able to sense unmethylated CpGs of RNA viruses. This has proven to be the case for DNA viruses, wherein unmethylated CpG DNA of the virus can be detected by Toll-like receptor 9 (TLR9)143. Interestingly, the 1918 H1N1 influenza strain had a much higher CpG content than other human-adapted influenza strains, and this might have triggered an exceptionally strong, aberrant immune response, known as a cytokine storm, in H1N1‑infected patients144, killing up to 50 million people worldwide. Deaths from the SARS epidemic in 2003

• 
  Слайд 81
  

  Опсонизация («одевание») ком- плементом микроорганизмов и иммунных комплексов для их распознавания клетками, экспрессирующими рецепторы комплемента. Лизис клеток-мишеней. Активация фагоцитов, включая макрофаги и нейтрофилы. Главные функции комплемента в воспалительном процессе

• 
  Слайд 82
  

  Классический и альтернативный пути активациисистемы комплемента

• 
  Слайд 83
  
• 
  Слайд 84
  
• 
  Слайд 85