Lymfocytární subpopulace a regulace specifické imunitní odpovědi Jiří Litzman ÚKIA Brno [USEMAP] Základní lymfocytární subpopulace nB-lymfocyty - jejich funkcí je zejména tvorba protilátek, mohou se též účastnit prezentace antigenů T-lymfocytům. nT- lymfocyty - ovlivňují funkci B- lymfocytů, T-lymfocytů, makrofágů, NK buněk. Mají schopnost cytotoxicity. nNK- buňky - účastní se obrany proti nádorům a v protivirové obranyschopnosti. [USEMAP] T lymfocyt - centrální regulátor imunitní odpovědi APC Th cell B cell Tc cell NK Ag Ag Ag NK cell Cytokines Granulocyte Macrophage Cytokines Antigen-presenting cell [USEMAP] Subpopulace CD4+ lymfocytů nTh1 lymfocyty nProdukce IFN-g, IL-2, IL-3, nStimulují funkci makrofágů, působí prozánětlivě nÚčast v patogenezi např. SM , Crohnovy choroby nTh2 lymfocyty nProdukce IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13 nStimulují produkci protilátek, včetně IgE nÚčast v patogenezi např. atopických chorob nTh17 lymfocyty nProdukce IL-17 nDůležité v obraně proti infekcím. nHrají důležitou roli při chronických zánětlivých procesech. nTh9,Th22 lymfocyty nRegulační T-lymfocyty [USEMAP] Vznik Th1, Th2 bb Vznik Th1 a Th2 buněk [USEMAP] Th1 lymfocyty nProdukují zejména IFN-g, IL-2, IL-3. nTranskripční faktor T-bet nPůsobí prozánětlivě, stimulují funkci makrofágů. nSpolupodílejí se na patogenezi např roztroušené mozkomíšní sklerózy, stejně jako akutní rejekce štěpu. nProdukcí IFN-g, tlumí funkci Th2 lymfocytů . [USEMAP] Th1 bb aktivují Ma Funkce Th1 buněk [USEMAP] Th2 lymfocyty nProdukují zejména IL-3, IL-4, IL-5, IL-10. nTranskripční faktor GATA-3 nStimulují tvorbu protilátek. nSpolupodílejí se na patogenezi atopických chorob. nJejich predominance se objevuje během těhotenství. nProdukcí IL-10 a IL-4 tlumí funkci Th1 lymfocytů. [USEMAP] Pomoc T-ly-B-ly T-lymfocyty jsou nutné pro indukci tvorby protilátek B-lymfocyty [USEMAP] Th17 lymfocyty nVznikají z antigen-stimulovaných T-lymfocytů v prostředí TGF-b a IL-6. nIL-23 je důležitý pro stabilizaci jejich funkce. nV jejich diferenciaci hraje důležitou roli intracelulární signalizace cestou STAT3, nejdůležitejším transkripčním faktorem je RORgt. nDeficit STAT3 vede ke hyper-IgE syndromu (Jobův syndrom). nProdukuji IL-17 A , IL-17F a IL-21 a IL-22. nMají význam v obraně proti extracelulárním patogenům. nPatogeneticky se uplatňují při chronických zánětlivých procesech a vzniku některých atoimunitních chorob (?Crohnova choroba, ?RA). n [USEMAP] TFH lymfocyty nPřítomny především v lymfatických uzlinách, kde se účastní aktivace a diferenciace B-lymfocytů – pregerminální a germinální TFH buňky. nJsou CD4+, CXCR5+/CCR7- nProdukují IL-21 ale též IFNg, IL-4, IL-10, exprimují CD40L [USEMAP] IL-10 Základní typy regulačních T-lymfocytů TGF-b ? Periphery [USEMAP] Treg lymfocyty nSamostatná subpopulace přirozeně regulačních buněk nVývoj v thymu, je ale možná diferenciace i na periferii. nJsou CD4+CD25+ nV jejich diferenciaci hraje důležitou roli transkripční faktor FOX-P3 nPřímo působí na jiné T-lymfocyty prostřednictvím molekuly CTLA-4 a snad i membránovou formou TGF-b nNa povrchu receptor GITR - jeho stimulace tlumí regulační funkci Treg nTvoří asi 5-10% CD4+ lymfocytů n [USEMAP] 9F - Treg_nri1027-f1 [USEMAP] TR-1 lymfocyty nJedná se o indukované regulační CD4+ buňky. nVznikají z aktivovaných T-lymfocytů působením IL-10. nProdukují vysoké hladiny IL-10, IFN-g, TGF-b, ne však IL-2. nNení jasný vztah k Th3 buňkám. [USEMAP] Vliv cytokinů na diferenciaci Th0 buněk n Th17 Th0 Th2 Th3 Tr1 Th1 Treg IL-6 + TGF-b IL-4 IL-12 TGF-b IL-10 Orální Ag? [USEMAP] T lymfocyty Po ukončení diferenciace v thymu = naivní T lymfocyty: TCRab (gd), CD3, CD4, nebo CD8, CD45RA, CD27, CD28, CD62L, CCR7 CCR7 - receptor přenášející podněty zprostředkované chemokinem SLC CD62L - umožňují vstup do vysokého endotelu sekundárních lymfatických uzlin, kde se setkává s antigenním podnětem CD28 – kostimulační molekula, vazba na CD80/86 na APC, nutná k aktivaci T lymfocytů CD27 – kostimulační molekula, vazba na CD70, vyjádřenou na B lymfocytech [USEMAP] T lymfocyty Po vstupu do sekundárního lymfatického orgánu - uzliny - v parakortexu - předložení antigenu dendritickými buňkami Pro aktivaci mimo vazby TCR a MHC nutná vazba kostimulačních molekul CD28 , CD154 ( CD40L) na odpovídající molekuly APC (CD80,86; CD40L) - bez vazby kostimulačních molekul vzniká anergie nebo i apoptóza Dochází ke klonální expanzi T lymfocytů: - vznik efektorových a paměťových buněk - změna exprese povrchových molekul [USEMAP] T lymfocyty Efektorové T lymfocyty - ztráta exprese CD62L, CCR7, CD27 - zůstává CD45RA - odcházejí z lymfatické uzliny do cílového orgánu – produkce cytokinů, perforinů, apod. Centrální paměťové - zůstávají v uzlině - exprese znaků CD62L, CD27, CCR7 a nahrazení znaku CD45RA molekulou CD45RO. Paměťové efektorové - ztráta exprese CD62L, CCR7, CD27 - nahrazení znaku CD45RA molekulou CD45RO - při sekundární aktivaci odcházejí z lymfatické uzliny do cílového orgánu– produkce cytokinů, perforinů, apod. [USEMAP] T lymfocyty CD45RA+, CD27+, CD28+, CD62L+, CCR7+ Centrální paměťové Sekundární lymf. orgány CD45RA+, CD27-, CD28-, CD62L-, CCR7- TH1 nebo TH2 Perforin CD45RO+, CD27+, CD28+, CD62L+, CCR7+ CD45RO+, CD27-, CD28-, CD62L-, CCR7-TH1 nebo TH2 Perforin Efektorové Efektorové paměťové Naivní Sekundární lymf. orgány Cílový orgán Cílový orgán 90% Primární aktivace Sekundární aktivace Klonální expanze Klonální expanze [USEMAP] Červená šipka - hlavní směr vývoje Černá - 90% buněk hyne apoptózou Cytotoxické T-lymfocyty nJsou CD8+ nRozeznávají cizorodý antigen prezentovaný na HLA-I antigenech. nCytotoxicky působí perforin, dále různé mechanismy indikující apoptózu cílové buňky (granzymy, FasL, lymfotoxin). nJsou i důležitými producenty cytokinů (Tc1 a Tc2 buňky) n n [USEMAP] T-buněčný receptor Shody TCR a BCR [USEMAP] gd-T-lymfocyty nTvoří asi 5% lymfocytů periferní krve, výrazně častěji se objevují např. mezi epiteliemi. nJsou CD3+, CD4-CD8-. nMají nízkou antigenní specifitu. nThymus není nutný pro jejich vývoj. nMohou reagovat s nativními antigeny nebo antigeny předloženými jinými molekulami než HLA (např HSP). nZvýšené počty jsou nacházeny u mykobakteriálních onemocnění, Erlichiózy, listeriózy, některých nádorů a autoimunitních chorob. [USEMAP] Intraepiteliální T-lymfocyty nTCR typu ab i gd nExtratymická diferenciace nPrvní linie specifické imunitní odpovědi nVětšina je CD8+ nNízká antigenní specifita TCR [USEMAP] NK-T lymfocyty nExprimují ab TCR současně ale některé znaky NK buněk. nMohou exprimovat antigeny CD4 i CD8, často jsou dvojitě negativní. nAntigen je prezentován na CD1 molekule. nProdukují velká množství cytokinů (hlavně IFNg a IL-4). nZřejmě důležitá role v regulaci imunitní odpovědi nSnížení jejich počtů nacházíme u některých autoimunitních chorob. nZřejmě se uplatňují v protinádorové imunitní odpovědi. [USEMAP] B-lymfocyty nJsou zodpovědné zejména za tvorbu protilátek. nMohou působit i jako antigen-prezentující buňky. nVyvíjejí se v kostní dřeni. nObvykle tvoří 7-20% periferních lymfocytů. [USEMAP] Stem cell early pro-B late pro-B Large pre-B Small pre-B immat. B mature B Pre-BCR Bone marrow DH to JH VH to DJH VL to JL Plasma cells Memory B cells spleen BCR T1 T1 T2 MZ FO IgMhigh IgDlow CD21- CD23- IgMhigh IgDhigh CD21+ CD23+ IgMhigh IgD- CD21high CD23- Somatic hypermutation Class switch IgG,IgA or IgE IgMhigh IgD+ CD21+ CD23+ (Modified from C. Schiff) AFC AFC B Transitional B cells Blood F1 [USEMAP] B2 lymfocyty nJedná se o „typické" B-lymfocyty. nZralé B-lymfocyty exprimují povrchový IgM, IgD, ne však CD5. nVysoká frekvence somatických hypermutací umožňuje afinitní maturaci. [USEMAP] B1 lymfocyty nExprimují povrchovou molekulu CD5, nízká je exprese povrchového IgD. nJejich počet je zvýšen v novorozeneckém a kojeneckém období. nTvorba především IgM protilátek proti polysacharidovým antigenům. nVvtvořené protilátky reagují nízkou afinitou a jsou polyreaktivní. nOmezený rearrangement genových segmentů. nProdukce „přirozených protilátek“. [USEMAP] Innate lymphoid cells (ILC) nVznikají ze společného lymfoidního prekurzoru. nNemají antigen-specifické receptory. nNejsou aktivovány v lymfoidních orgánech ale přímo v tkáních ( kůže, sliznice…). nPo různých aktivačních stimulech produkují řadu cytokinů. nOdpověď je rychlá, nedochází ke klonální expanzi. [USEMAP] Innate lymphoid cells (ILC) nNK buňky – tvorba IFN-g, TNF-a nILC1 – transkripční faktor T-bet, produkce IFN-g, TNF-a (analog TH1) nILC2 – transkripční faktor GATA3, produkce IL-5, IL-13, IL-6 ( analog Th2) nILC3 – transkripční faktor RORgC, tvorba IL-17, IL-22 (analog Th17) [USEMAP] Innate Lymphoid Cells Gérard E. et al,Science 2015:Vol. 348, Issue 6237, aaa6566 [USEMAP] Přirození zabíječi (NK buňky) nPocházejí z non-T, non-B lymfocytární linie. nMorfologicky se jedná o velké granulované lymfocyty (LGL). nRozpoznání cílových buněk je antigen-nespecifické, cílovými jsou zejména nádorové a viry-infikované buňky. nNapadeny jsou zejména buňky se sníženou expresí HLA-I molekul. nCytotoxickými mechanismy jsou perforin a indukce apoptózy. nJsou důležitým zdrojem řady cytokinů. [USEMAP]