• ANTYGENY ZGODNOŚCI TKANKOWEJ I PODSTAWOWE PROBLEMY TRANSPLANTOLOGII

• IMMUNOLOGIA - badanie zjawisk odpornościowych

• Odporność dzieli się na wrodzoną, czyli nieswoistą lub naturalną i na nabytą czyli swoistą

• Odporność swoista powstaje na skutek zetknięcia się ustroju z antygenem ( pierwszy kontakt z antygenem daje zdolność do reakcji wtórnej z tym samym antygenem)

• Odporność wrodzona jest nieswoista i nie ma pamięci immunologicznej

• DOPEŁNIACZ

• Grupa ponad dwudziestu różnych białek enzymatycznych

• Występują one w krążeniu w postaci proenzymów, których właściwości biologiczne ujawniają się po aktywacji

• Składniki dopełniacza są syntetyzowane przez różne komórki (nabłonek jelit, makrofagi, komórki tuczne)

• SKŁADNIKI UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO - CZĄSTECZKI BIOLOGICZNIE CZYNNE

• IMMUNOGLOBULINY

• ANTYGENY HLA

MEDIATORY REAKCJI IMMUNOLOGICZNYCH (cytokiny-zdolność zmiany ekspresji genów w komórkach docelowych i wpływ na syntezę RNA

• INTERLEUKINY

• CZYNNIK MARTWICY NOWOTWORU

• CZYNNIK WZROSTU

KOMÓRKI UKŁADU IMMUNOLOGICZNEDGO

• LIMFOCYTY

• KOMÓRKI DENDRYTYCZNE

• MAKROFAGI

INNE KOMÓRKI

GRANULOCYTY

KOMÓRKI TUCZNE

• Limfocyty

• Powstają w szpiku kostnym z niezróżnicowanych komórek pnia

• W grasicy różnicują się limfocyty T w szpiku limfocyty B

• Komórki dendrytyczne

• Występują w zrębie węzłów i grudek limfatycznych, błonach śluzowych, skórze i tkance łącznej większości narządów

• Prezentują antygen limfocytom pomocniczym

• Makrofagi

• Wywodzą się ze szpiku kostnego

• Prekursory makrofagów krążące we krwi to monocyty(komórki jednojądrzaste)

• Występują w wątrobie, płucach, CUN, w śledzionie, skórze i jamach surowiczych

• Neutralizują antygeny, niszczą drobnoustroje

• Prezentują antygeny komórkom

• GRANULOCYTY

• Powstają w szpiku kostnym

Trzy rodzaje komórek

• neutrofile - obojętnochłonne

• Eozynofile - kwasochłonne

• Bazofile - zasadochłonne

• Komórki tuczne

• Mastocyt, komórka tkanki łącznej i błon śłuzowych

• Układ immunologiczny

• Układ immunologiczny jest identyfikowany anatomiczne z układem chłonnym.

• U człowieka ważną rolę w indukowaniu odporności odgrywają struktury nie zaliczane do tkanki chłonnej jak szpik czy skóra.

• Układ immunologiczny

• Układ chłonny zbudowany jest z narządów ośrodkowych, obwodowych i naczyń chłonnych.

• W ośrodkowych narządach chłonnych zachodzi namnażanie, różnicowanie i nabywanie kompetencji immunologicznej zdolność rozpoznawania i reagowania na określony antygen)

• Komórki układu immunologicznego (limfocyty, makrofagi i komórki dendrytyczne) pochodzą z prekursorów występujących w szpiku

• U ludzi dojrzewanie limfocytów B zachodzi w szpiku, a limfocytów T w grasicy

• GRASICA-narząd ośrodkowy

• Zbudowana z części korowej i rdzennej

• Prekursory limfocytów T (w grasicy noszą nazwę tymocytów) zasiedlają korę grasicy, gdzie proliferują i różnicują się i wydostają się naczyniami chłonnymi i krwionośnymi na obwód

• OBWODOWE NARZĄDY CHŁONNE

• Węzły chłonne (miejsce namnażania limfocytów i tworzenia przeciwciał)

• Śledziona - w miazdze białej część grasiczozależną z limfocytami T i obwodowo położona część grasiczoniezależna z limfocytami B (pierwotne grudki chłonne). Śledziona jest powiązana z układem krwionośnym i jest głównym ośrodkiem syntezy przeciwciał gdy antygen przenika do krwi

• Migdałki i grudki chłonne (pojedyncze i skupione)

• SWOISTE REAKCJE USTROJU NA CZYNNIKI INFEKCYJNE

• Odpowiedź humoralna - zniszczenie obcych cząsteczek występujących w stanie wolnym (pozakomórkowym). Główna rolę odgrywają przeciwciała

• Odpowiedź komórkowa-uruchamia się gdy drobnoustroje

pasożytują we wnętrzu komórek

• Nadwrażliwość typu późnego-uruchomiona w przypadku gdy patogen nie indukuje ekspresji obcych antygenów na powierzchni komórek w których pasożytuje. Limfocyty w niej uczestniczące wydzielają substancje niszczące zakażoną komórkę

• Immunoglobuliny (przeciwciała)

• Najważniejsze cząsteczki układu immunologicznego - biorą udział w odpowiedzi typu humoralnego

• Produkowane przez plazmocyty

• Należą do frakcji gamma-globulin osocza krwi

• immunoglobuliny

• 5 klas - IgM, IgA, IgG, IgD, IgE

• Budowa

• Cztery łańcuchy polipeptydowe

• 2 lekkie L i 2 ciężkie H

• O klasyfikacji immunoglobulin decyduje swoistość łańcuchów

ciężkich

alfa - α, gamma - γ , epsilon - ε

mi - μ, delta- δ ,

I lekkich

kappa - κ, lambda - λ

• immunoglobuliny

• Budowa łańcucha immunoglobulin

• Część zmienna V, posiadająca wolne grupy aminowe jest odpowiedzialna za wiązanie antygenów

• Część stała C, na końcach posiada grupy karboksylowe (odpowiedzialne za funkcje efektorowe )

• Funkcje immunoglobulin

• Ig G - uczestniczy w odpowiedzi immunologicznej w infekcjach bakteryjnych i wirusowych, przenika przez łożysko, wiąże dopełniacz, wzmaga fagocytozę

• IgM - uczestniczy w początkowej fazie odpowiedzi immunologicznej, wiąże dopełniacz, jest pierwszą immunoglobuliną produkowaną w życiu płodowym człowieka od 6 miesiąca życia)

• IgA-znajduje się przeważnie na powierzchni błon śluzowych , wiąże antygeny wirusowe, jest najważniejszym przeciwciałem w mleku matek karmiących, występuje w łzach , ślinie i wydzielinach

• IgD - indukuje dojrzewanie przeciwciał

• IgE - uczestniczy w reakcjach alergicznych i atopowych, łączy się z komórkami tucznymi i bazofilami,monocytami eozynofilami i neutrofilami

• GENY KONTROLUJĄCE SYNTEZĘ IMMUNOGLOBULIN

• Geny znajdują się w trzech różnych, autosomalnych loci

• Geny dla

łańcucha lekkiego

Lambda - chromosom 22 (22q11)

Kappa - chromosom 2 (2p12)

łańcucha ciężkiego

- chromosom 14 ( 14q32)

• Część zmienna łańcucha lekkiego jest kodowana przez dwa rodzaje genów : geny odpowiedzialne za syntezę części zmiennych V i geny odpowiedzialne za syntezę części łączących J

• Część zmienną łańcucha ciężkiego kodują trzy rodzaje genów V,D i J

• GŁÓWNY UKŁAD ZGODNOŚCI TKANKOWEJ

• Główny układ zgodności tkankowej (Major Histocompatibility Complex-MHC) odkryto przy okazji badań dotyczących odrzucania przeszczepów skóry u myszy. Antygeny odpowiedzialne za odrzucanie przeszczepu allogenicznego nazwano antygenami transplantacyjnymi lub antygenami zgodności tkankowej. Zespół kodujących je genów określono jako główny układ zgodności tkankowej w odróżnieniu od genów kodujących „słabe” antygeny zgodności tkankowej.

• pojęcie MHC wprowadził w 1956 roku G.D. Snell

• w 1980 roku J. Dausset, G.D. Snell oraz B. Benacerraf

• otrzymali nagrodę Nobla za badania nad MHC

• MHC I JEGO BIOLOGICZNE FUNKCJE

Do najważniejszych funkcji kontrolowanych przez MHC należą, m.in.:

• wiązanie i prezentowanie antygenów limfocytom T oraz inicjacja odpowiedzi immunologicznej

• odrzucanie przeszczepów

• reakcja przeszczepu przeciw gospodarzowi (GvHR)

• stymulacja limfocytów w mieszanej hodowli MLR

• regulacja poziomu niektórych składowych komplementu, C2, C4, czynnik B oraz properdyna

• GENY KOMPLEKSU MHC (HLA) U CZŁOWIEKA

• układ HLA obejmuje ponad 100 genów charakteryzujących się znacznym polimorfizmem

• zlokalizowany jest na chromosomie 6p21.3 (geny sprzężone)

• obszar HLA podzielony jest na następujące regiony:

region klasy I, II i III.

• REGION KLASY I

• region ten obejmuje geny B, C, A, które kodują łańcuchy ciężkie (α) antygenów klasy I

• łańcuch ciężki kodowany jest przez 8 eksonów. Ekson pierwszy koduje sekwencję sygnałową-usuwaną jeszcze w obrębie siateczki śródplazmatycznej, drugi do czwartego-kodują domeny od α1 do α3, a piąty do ósmego-odcinek śródbłonowy i odcinek śródplazmatyczny.

• REGION KLASY II

• obejmuje geny zgrupowane w subregiony DP, DQ, DR

• każdy subregion zawiera gen A (kodujący łańcuch α) oraz gen B (kodujący łańcuch β)

• każdy z genów składa się z 5 eksonów

• ekson pierwszy koduje peptyd prowadzący, ekson drugi i trzeci kodują domeny α₁, α₂, β₁, β₂,

• ekson czwarty genu A zawiera informacje dotyczącą syntezy domeny cytoplazmatycznej, przezbłonowej i części regionu III, nie ulegającego translacji

• ekson czwarty genu B koduje domenę przechodzącą przez błonę i część domeny cytoplazmatycznej

• ekson piąty koduje pozostałą część nie ulegającego translacji genu A oraz resztę cytoplazmatycznej domeny genu B

• REGION KLASY III

• znajduje się pomiędzy regionem klasy I i II

• obejmuje geny kodujące cytokiny (m.in. TNF) oraz składowe dopełniacza: C2, Bf i C4

Geny kompleksu MHC tworzą grupę sprzężeniową z genem fosfoglukomutazy, glioksalazy oraz pepsynogenu. Kompleks HLA obejmuje również tzw. pseudogeny, nie ulegające ekspresji z powodu nagromadzonych mutacji.

• ANTYGENY KLASY I

• geny HLA-A, HLA-B, HLA-C

• obecne są na powierzchni wszystkich komórek z wyjątkiem erytrocytów i plemników

• ich głównym zadaniem jest prezentacja limfocytom T (CD8+) białek własnych, egzogennych oraz pochodzących z komórek nowotworowych

• antygeny klasy I są antygenami transplantacyjnymi

• ANTYGENY KLASY I

• ANTYGENY KLASY II

• charakteryzują się dużym polimorfizmem allelicznym i haplotypowym

• występują stale na limfocytach B, makrofagach, komórkach dendrytycznych i komórkach nabłonkowych grasicy

• pojawiają się okresowo na powierzchni śródbłonka naczyń nerkowych i naczyń mięśnia sercowego oraz na nabłonkach jelit, oskrzeli, tarczycy i keratynocytach

• antygeny tej klasy to tzw. antygeny indukowane (ich ilość wzrasta na powierzchni przeszczepionego narządu w GvHR)

• prezentują limfocytom T (CD4+) antygeny zewnątrzpochodne oraz autoantygeny

• ANTYGENY KLASY II

• ANTYGENY KLASY III

• do antygenów klasy II zalicza się składniki komplementu C2, Bf i C4 oraz cytokiny

• dopełniacz uczestniczy w obronie przeciwzakaźnej na drodze cytolizy oraz w usuwaniu kompleksów immunologicznych

• nie biorą udziału w prezentacji antygenów (nie są białkami błonowymi)

• BUDOWA ANTYGENÓW MHC KLASY I

• BUDOWA ANTYGENÓW MHC KLASY I

• BUDOWA ANTYGENÓW MHC KLASY II

• łańcuch α połączony niekowalencyjnie z łańcuchem β

• każdy z łańcuchów ma dwie domeny zewnątrzkomórkowe, segment transbłonowy i krótki cytozolowy ogon.

• najbardziej zmienne są domeny zewnętrzne α₁, β₁, które tworzą miejsce wiązania peptydu

• BUDOWA ANTYGENÓW MHC KLASY II

• BUDOWA ANTYGENÓW MHC KLASY III

• komponenty dopełniacza C2, Bf, C4, properdyna oraz białka surowicy, m.in. Ss (Serum serological)

• DZIEDZICZENIE ANTYFENÓW UKŁADU HLA

• dziedziczenie w sposób kodominujący, zgodnie z I regułą Mendla

• człowiek posiada dwa haplotypy, po jednym od każdego z rodziców

• w każdym haplotypie znajdują się 4 geny układu HLA ułożone w kolejności (D, B, C, A)

• w populacji ogólnej niektóre haplotypy występują z mniejszą lub większą częstotliwością (nielosowe sprzężenie alleli w haplotypach-niezrównoważenie sprzężeń)

• niezrównoważenie sprzężeń może wynikać z wymieszania się różnych populacji o odmiennych częstościach genowych, lub/i selekcji środowiska.

• METODY WYKRYWANIA HLA

• test mikrocytotoksyczny z limfocytami krwi obwodowej (wykrywanie antygenów klasy I)

• metody komórkowe (wykrywanie antygenów klasy II):

-mieszana hodowla limfocytów (MLC-Mixed Lymphocyte Culture), jednostronny test blastyczny w MLC

• metody bezpośredniej identyfikacji HLA (HLA genotyping), przy użyciu odpowiedniej sondy molekularnej

• identyfikacja za pomocą metod RFLP i PCR

• RFLP-polimorfizm długości fragmentów restrykcyjnych

• PCR-łańcuchowa reakcja polimerazy

• PCR-specyficzna, szybka, wydajna replikacja wybranego fragmentu genomu

• 1. Etap - termiczna denaturacja dwuniciowego DNA (94 °C)

• 2. Etap - przyłączenie do zdenaturowanego jednoniciowego DNA primerów, krótkich jednoniciowych oligonukleotydów Utworzenie dwuniciowej struktury primer-DNA określa miejsce rozpoczęcia replikacji (40-60 °C)

• 3. Etap - na jednoniciowej matrycy DNA synteza przez odporną na wysoka temperaturę polimerazę nici potomnej (72 °C)

Każdorazowe powtórzenie trójetapowego cyklu powinno powodować podwojenie ilości namnażanego materiału

• TERMINOLOGIA PRZESZCZEPÓW

• przeszczep autologiczny (autograft)-dawcą i biorcą jest ten sam organizm

• przeszczep izogeniczny (syngeniczny, isograft)-dawca i biorca są identyczni genetycznie

• przeszczep allogeniczny (homologiczny, allograft)-dawca i biorca należą do tego samego gatunku , ale są odmienni genetycznie

• przeszczep ksenogeniczny (heterologiczny, xenograft)-dawca i biorca należą do innych gatunków

• TERMINOLOGIA PRZESZCZEPÓW

Ze względu na miejsce przeszczepiania wyróżnia się:

• przeszczep ortotropowy - wykonywany w tę samą okolicę ciała, w której anatomicznie narząd się znajduje

• przeszczep heterotropowy - wykonywany w miejsce anatomicznie odmienne.

• CHOROBA PRZESZCZEP PRZECIW GOSPODARZOWI (GvHD)
  (Graft versus Host Disease)

• zespół groźnych dla życia objawów klinicznych spowodowany obniżoną reaktywnością immunologiczną dawcy

• najczęściej rozwija się po przeszczepach szpiku

• przyczyną choroby jest oddziaływanie alloreaktywnych i dominujących limfocytów T dawcy z komórkami biorcy (głównie komórkami skóry, wątroby, przewodu pokarmowego)

• zapobieganie temu procesowi polega na podawaniu leków immunosupresyjnych oraz eliminowaniu ze szpiku kostnego dawcy dojrzałych limfocytów T

• CHOROBA PRZESZCZEP PRZECIW GOSPODARZOWI (GvHD)
  (Graft versus Host Disease)

• ASOCJACJA NIEKTÓRYCH CHORÓB Z ANTYGENAMI HLA

• niektóre antygeny HLA zwiększają ryzyko wystąpienia pewnych chorób (badania statystyczne)

• asocjacje antygenów HLA z określonymi chorobami tłumaczy się następująco:

- nasilanie lub osłabianie odpowiedzi immunologicznej

przez określone antygeny HLA

- antygeny HLA mogą pełnić rolę receptora dla danego

czynnika zakaźnego

- podobieństwo antygenów HLA do antygenów

bakteryjnych (tolerancja infekcji)

- współdziałanie z innymi genami warunkującymi

podatność na dana chorobę

• ASOCJACJA NIEKTÓRYCH CHORÓB Z ANTYGENAMI HLA

• zespół nadnerczowo-płciowy - HLA-B27

• zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa - HLA-B27

• łuszczyca - HLA-Cw6

• celiakia - HLA-DR3

• choroba Gravesa-Basedowa - HLA-DR3

• cukrzyca typ I - HLA-DR3, HLA-DR4

• nużliwość mięsni - HLA-DR3, HLA-B8

• toczeń rumieniowaty - HLA-DR3

• SM - HLA-DR2

• RZS - HLA-DR4