ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Ι. ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ ΙΙ. ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ: ΚΛΑΣΙΚΟ, ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΜΟΝΟΠΑΤΙ ΛΕΚΤΙΝΩΝ ΙΙΙ. ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ MAC IV. ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ V. ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ VI. ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ Της ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ VIΙ. ΑΝΕΠΑΡΚΕΙΕΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ VIII. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑ16-17/17 και Κ. Γαϊτανάκη

ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ 1890:Γ.Ι.Π. J. Bordet, βακτήριο χολέρας: ο αντιορός προβάτου λύει τα βακτήρια, η θέρμανσή του τον απενεργοποιεί Προσθήκη φυσιολογικού ορού  επανάκτηση ικανότητας λύσης ΑΡΑ ΣΤΟΝ ΟΡΟ ΥΠΑΡΧΟΥΝ: αντισώματα + θερμοευαίσθητες ουσίες που συμπληρώνουν τη δράση τους P. Ehrlich, πρότεινε τον όρο «ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑ» ΣΗΜΕΡΑ γνωρίζουμε ότι το σύστημα αποτελείται από τουλάχιστον 30 πρωτεϊνες (διαλυτές και δεσμευμένες) Έχουν δραστικότητα τόσο στην έμφυτη όσο και την επίκτητη χυμική ανοσία Μετά την έναρξη, συμβαίνουν καταρράκτες αντιδράσεων

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Η ενεργοποίηση του συμπληρώματος, που αποτελείται από μεγάλη ομάδα πρωτεϊνών, προκαλεί ένα καταρράκτη αντιδράσεων των συστατικών του, που παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξουδετέρωση του αντιγόνου. Τα τρία μονοπάτια ξεκινούν με διαφορετικούς τρόπους, όμως οδηγούν σε μια κοινή τελική ακολουθία, με τελικό προϊόν το σύμπλοκο μεμβρανικής επίθεσης (Membrane Attack Complex, MAC) που συμμετέχει στην κυτταρική λύση.

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Οι πρωτεΐνες και γλυκοπρωτεΐνες συντίθενται κατά κύριο λόγο στα ηπατοκύτταρα, αλλά και στα μονοκύτταρα του αίματος, τα μακροφάγα των ιστών και τα επιθηλιακά κύτταρα της γαστρεντερικής και ουρογεννητικής οδού. Αποτελούν το 5% του κλάσματος των γ- σφαιρινών. Κυκλοφορούν στον ορό ως ζυμογόνα ή προένζυμα.

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Διάφορα συστατικά απενεργοποιούνται γρήγορα αν δεν αλληλεπιδράσουν με τα επόμενα στην ακολουθία συστατικά τους. C1-C9 = συστατικά Με μικρό γράμμα τα προϊόντα, τα μικρά ως a και τα μεγάλα ως b (με εξαίρεση εκείνα του C2). Τα μεγάλα τμήματα δεσμεύονται στο στόχο κοντά στη θέση δράσης, ενώ τα μικρά διαχέονται στο χώρο και μπορούν να προκαλέσουν φλεγμονώδη αντίδραση δεσμευόμενα σε κατάλληλους υποδοχείς. Όσα έχουν ενζυμική δράση παριστάνονται με μια γραμμή πάνω στον αριθμό και το σύμβολο.

ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ Συμβολίζονται –Με αριθμούς (π.χ. C1-C9) –Με σύμβολα (π.χ. Παράγοντας D) –Με όρους Τα ενεργά πεπτιδικά θραύσματα δίνονται με μικρά γράμματα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το μικρότερο θραύσμα ονομάζεται «α» και το μεγάλο «β» Μόνη εξαίρεση αποτελεί το C2α Τα μεγάλα θραύσματα δεσμεύονται στο στόχο κοντά στη θέση ενεργοποίησης, ενώ τα μικρά διαχέονται στο χώρο και μπορούν να προκαλέσουν φλεγμονώδη αντίδραση με δέσμευση σε κατάλληλους υποδοχείς Τα θραύσματα αλληλεπιδρούν το ένα με το επόμενο για να φτιάξουν σύμπλοκα. Σύμπλοκα με ενζυμική δραστικότητα συμβολίζονται με παύλα π.χ. C4b2a.

C1 Σύμπλοκο που αποτελείται από το C1q, 2 μόρια C1r και 2 μόρια C1s (C1qr 2 s 2 )  ιόντα ασβεστίου C1q –18 πολυπεπτιδικές αλυσίδες, ενωμένες ανά τρεις (Α, Β, C). Στέλεχος (ελικοειδής δομή)- Κεφαλή (σφαιρική δομή) C1r C1s

C1

ΑΝΟΣΟΣΦΑΙΡΙΝΕΣ ΠΟΥ ΕΠΑΓΟΥΝ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ IgM (+++) IgG (+)

ΔΟΜΗ ΙgM

ΕΝΑΡΞH ΚΑΙ ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΜΟΝΟΠΑΤΙΩΝ

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΠΟΥ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΥΝ ΣΤΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΗΣ C5 ΚΟΝΒΕΡΤΑΣΗΣ C1 C1q C1r C1s Δεσμεύεται στο Fc των ΙgM και IgG Πρωτεάση σερίνης (ενεργοποιεί το C1s) Πρωτεάση σερίνης (ενεργοποιεί τα C4, C2) C4 C4a C4b Aναφυλατοξίνη Σχηματίζει σύμπλοκο με το C2, που σπάει από το C1s για να δώσει C4b2a C2 C2a C2b Πρωτεάση σερίνης Άγνωστη δράση C3 C3a C3b Αναφυλατοξίνη Δεσμεύεται στο C4b2a, για να δώσει C5

ΚΛΑΣΙΚΟ ΜΟΝΟΠΑΤΙ

Εναλλακτικό μονοπάτι Περιλαμβάνει 4 πρωτείνες: C3, B, D και προπερδίνη Δεν απαιτεί αντίσωμα για την έναρξη Το C3 του ορού (με ασταθή θειολ-εστερικό δεσμό) υδρολύεται σποραδικά, σε C3a και C3b. Το C3b δεσμεύεται σε ξένα αντιγόνα. Η μεμβράνη των κυττάρων του ξενιστή είναι πλούσια σε σιαλικό οξύ που αδρανοποιεί το C3b. Το C3b δεσμεύεται στα ξένα αντιγόνα, στον παράγοντα Β και τον παράγοντα D. O D διασπά τον Β σε Βa και Bb και παράγει C3Bb, με δράση C3 κονβερτάσης. Αυτοκαταλυτική δράση της C3 κονβερτάσης  C3bBb3b  C5 κονβερτάση

Έναρξη του εναλλακτικού μονοπατιού Παθογόνα Μη παθογόνα –Gram - βακτήρια- IgG, IgA, IgE –LPS-Ετερόλογα ερυθρά –Gram + βακτήρια-Ανιονικά πολυμερή –Τειχοϊκό οξύ-Αγαρόζη, ινουλίνη –Μύκητες και ζύμες (τοίχωμα) –Ιοί και μολυσμένα κύτταρα –Καρκινικά κύτταρα –Παράσιτα

ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΠΟΥ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΥΝ ΣΤΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΗΣ C5 ΚΟΝΒΕΡΤΑΣΗΣ C3 –C3aΠεπτιδικός μεσολαβητής φλεγμονής (αναφυλατοξίνη) –C3bΔεσμεύει τον παράγοντα Β, σχηματίζοντας σύμπλοκο που διασπάται από τον παράγοντα D για να παράγει C3bBb Β –ΒaΆγνωστη δράση –ΒbΠρωτεάση σερίνης: C3bBb, δρα ως C3 κονβερτάση, που παράγει C5 κονβερτάση D Πρωτεάση σερίνης: διασπά τον Β ΠροπερδίνηΔεσμεύει και σταθεροποιεί το C3bBb

Μονοπάτι των λεκτινών Οι λεκτίνες είναι πρωτεϊνες που συνδέονται με υδατάνθρακες Το μονοπάτι των λεκτινών δεν απαιτεί Ab Ενεργοποίηση από δεσμευμένη με μανόζη λεκτίνη (Μannose-Binding Lectin) MASP:ΜΒL-associated serine protease  C4

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΠΟΥ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΥΝ ΣΤΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΩΝ C3 ΚΑΙ C5 ΚΟΝΒΕΡΤΑΣΩΝ ΚΛΑΣΙΚΟΛΕΚΤΙΝΗΣΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΠρόδρομαC4+C2C4+C2C3+B Ενεργή πρωτεάσηC1sMASPD C3 κονβερτάσηC4b2aC4b2aC3bBb C5 κονβερτάσηC4b2a3bC4b2a3bC3bBb3b C5-δεσμ.συστατικόC3bC3bC3b

ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΠΟΥ ΡΥΘΜΙΖΟΥΝ ΤΟ C ΠΡΩΤΕΪΝΗΤΥΠΟΣΟΔΟΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΕΤΑΙ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Αναστολέας του C1ΔιαλυτόςΚλασικήΠροκαλεί την αποσύνδεση του C1r 2 s 2 από το C1q Πρωτεϊνη δέσμευσης του C4b ΔιαλυτόςΚλασική και λεκτίνης Αναστέλλει το σχηματισμό της C3 κονβερτάσης Παράγοντας ΗΔιαλυτόςΕναλλακτικήΑναστέλλει το σχηματισμό της C3 κονβερτάσης Παράγοντας επιτάχυνσης της διάσπασης (DAF ή CD55) ΜεμβρανικόςΚΑΙ ΟΙ ΤΡΕΙΣΕπιταχύνει τη διάσπαση των κονβερτασών C3 Παράγοντας ΙΔιαλυτόςΚΑΙ ΟΙ ΤΡΕΙΣΠρωτεάση σερίνης που διασπά C4b ή C3b με διάφορους συμπαράγοντες Πρωτεϊνη SΔιαλυτόςΤελικήΔεσμεύει το C5b67 Ομόλογος περιοριστικός παράγοντας (HRF) ΜεμβρανικόςΤελικήΔεσμεύει το C5b678 σε αυτόλογα κύτταρα Απενεργοποιητής αναφυλατοξίνης ΔιαλυτόςΤελεστήςΑναστέλλει τα C3a και C5a

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΡΑΣΕΙΣ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ ΤΟΥ C ΠΡΟΪΟΝ ΠΟΥ ΜΕΣΟΛΑΒΕΙΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ C5b-9 (MAC)Κυτταρική λύση C3a, C4a, C5aΑποκοκκίωση μαστοκυττάρων και βασεόφιλων C3a, C5aΑποκοκκίωση εωσινόφιλων C3a, C5a, C5b67Χημειοταξία και εξαγγείωση λευκοκυττάρων C3a, C5aΣυσσώρευση αιμοπεταλίων BbΑναστολή της μετανάστευσης μονοκυττάρων/ μακροφάγων, επαγωγή της επέκτασής τους C3cΑπελευθέρωση ουδετερόφιλων από το μυελό των οστών C5aΑπελευθέρωση υδρολυτικών ενζύμων από τα ουδετερόφιλα C5aΑυξημένη έκφραση των υποδοχέων CR1 και CR3 στα ουδετερόφιλα C3b, C4b, iC3bΟψωνισμός αντιγόνων C3b, C5b-9 (MAC)Αδρανοποίηση ιών C3bΚάθαρση ανοσοσυμπλόκων

ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ C ΥποδοχέαςΠροσδέτεςΔράσηΚυτταρική κατανομή CR1 (CD35)C3b, C4bΑναστέλλει το σχηματισμό της C3 κονβερτάσης. Δεσμεύει Αg.Ab Ερυθροκύτταρα, ουδετερόφιλα, μονοκύτταρα, εωσινόφιλα, θυλακιακά δενδριτικά, Β και ορισμένα Τ CR2 (CD21)C3d, C3dg, iC3b Μέρος του συνυποδοχέα των Β. Δεσμεύει τον ιό Epstein Barr Θυλακιακά δενδριτικά, Β και ορισμένα Τ CR3, CR4iC3bΔεσμεύει CAMs στα ουδετερόφιλα, Ag.Ab Μονοκύτταρα, βασεόφιλα, ουδετερόφιλα, ΝΚ, ορισμένα Τ Υποδοχέας C3a/C4a C3a, C4aΕπάγει την αποκοκκίωση μαστοκυττάρων και βασεόφιλων Μαστοκύτταρα, βασεόφιλα, κοκκιοκύτταρα Υποδοχέας C5a C5aΕπάγει την αποκοκκίωση μαστοκυττάρων και βασεόφιλων Μαστοκύτταρα, βασεόφιλα, κοκκιοκύτταρα, μακροφάγα, αιμοπετάλια, ενδοθηλιακά

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΙΑΦΥΓΗΣ ΜΙΚΡΟΒΙΩΝ Μικροβιακά συστατικάΜηχανισμοί διαφυγήςΠαραδείγματα Gram- βακτήρια Πλευρικές αλυσίδες στον LPSΑποτρέπουν την είσοδο του MAC στη μεμβράνη Ανθεκτικά στελέχη E. coli, Salmonella Εξωτερική μεμβρανική πρωτεϊνη Το MAC αλληλεπιδρά με αυτήν και αποτυγχάνει να εισέλθει Ανθεκτικά στελέχη N. gonorrhoeae ΕλαστάσηΑπενεργοποιεί τις αναφυλατοξίνες C3a C5a Pseudomonas aeruginosa Gram+ βακτήρια Πεπτιδογλυκάνη του κυτταρικού τοιχώματος Αναστολή ειδόδου του MACStreptococcus Βακτηριακή κάψαΗ κάψα παρέχει φραγμό μεταξύ του C3b και του CR1 των φαγοκυττάρων Streptococcus pneumoniae Άλλα μικρόβια Πρωτεϊνες που μιμούνται ρυθμιστές του C Βρίσκονται σε βακτήρια, ιούς, μύκητες και πρωτόζωα. Αναστέλλουν το C Ιός της ευλογιάς, του απλού έρπητα, Ιός Epstein-Barr, Trypanosoma cruzi, Candida albicans

ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ MAC

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Λύση κυττάρων, βακτηρίων και ιών Οψωνισμός, που επάγει φαγοκυττάρωση ειδικών αντιγόνων Δέσμευση σε ειδικούς υποδοχείς πάνω στα κύτταρα του Α.Σ. συγχρονίζοντας την ενεργοποίηση της ανοσολογικής απόκρισης όπως είναι η φλεγμονή και η έκκριση ρυθμιστικών μορίων που ενισχύουν ή τροποποιούν ανοσολογικές αποκρίσεις Ανοσολογική κάθαρση, που αφαιρεί ανοσολογικά σύμπλοκα από την κυκλοφορία και τα αποθηκεύει στο ήπαρ και το σπλήνα

ΘΑΝΑΤΩΣΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

ΦΛΕΓΜΟΝΩΔΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗ Τα μικρά θραύσματα C3a, C4a, C5a (αναφυλατοξίνες) –δεσμεύονται σε υποδοχείς μαστοκυττάρων --> έκκριση ισταμίνης –αγγειοσυστολή –αυξημένη διαπερατότητα ΟΨΩΝΙΣΜΟΣ Αg C3b (οψωνίνη) –καλύπτει τα ανοσοσύμπλοκα και ειδικά αντιγόνα –Φαγοκύτταρα έχουν υποδοχείς συμπληρώματος (CR1, CR3, CR4) που δεσμεύουν τα C3b, C4b, iC3b ΕΞΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗ ΙΩΝ ΔΙΑΛΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΑΝΟΣΟΣΥΜΠΛΟΚΩΝ Δέσμευση των ανοσοσυμπλόκων στα ερυθροκύτταρα μέσω CR1 τα οδηγεί στο σπλήνα και το ήπαρ όπου αποδεσμεύονται και στη συνέχεια φαγοκυτταρώνονται

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ C3b ΚΑΙ ΤΟΥ Αb ΣΤΟΝ ΟΨΩΝΙΣΜΟ

ΚΑΘΑΡΣΗ ΑΝΟΣΟΣΥΜΠΛΟΚΩΝ

ΝΥΚΤΕΡΙΝΗ ΠΑΡΟΞΥΣΜΙΚΗ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΝΟΥΡΙΑ (PHN) Αυξημένη ευαισθησία των RBCs σε λύση Χρόνια αιμολυτική αναιμία, παν-κυτταροπενία, φλεβική θρόμβωση ΑΙΤΙΑ: Γενική ανεπάρκεια στη σύνθεση των πρωτεϊνών της κυτταρικής μεμβράνης, η οποία επηρεάζει τη σύνθεση των ρυθμιστών του συμπληρώματος DAF και MIRL ΠΡΟΓΝΩΣΗ: Μέσος όρος επιβίωσης χρόνια ΠΑΡΑΞΕΝΟ: Δύο πρωτεϊνες εμπλέκονται στην παθογένεια της νόσου Δεν υπάρχει ανεπάρκεια της έκφρασής τους αλλά μεταμεταφραστικές τροποποιήσεις τους ώστε να προσδεθούν στη μεμβράνη ΧΡΗΣΗ του μονοκλωνικού χιμαιρικού αντισώματος Eculizumab έναντι του C5  ΌΧΙ MAC.

ΑΝΕΠΑΡΚΕΙΕΣ ΤΟΥ C ΟΜΟΖΥΓΩΤΙΚΕΣ ανεπάρκειες για: C1q, C1r, C1s, C2 Αύξηση των ασθενειών που προκαλούνται από ανοσοσυμπλέγματα (π.χ. ερυθηματώδης λύκος, σπειραματονεφρίτιδες και αγγειίτιδες). Υποτροπιάζουσες λοιμώξεις από πυογόνα βακτήρια (Gram+) Ανεπάρκειες του παράγοντα D και της προπερδίνης Μολύνσεις από Neisseria Ανεπάρκεια MBL Μολύνσεις από πυογόνα βακτήρια σε νεογνά και παιδιά Ανεπάρκειες C3 Συχνές, σοβαρές βακτηριακές λοιμώξεις. Ρόλος του C στη χυμική ανοσία Ανεπάρκειες C4 Μεγάλος κίνδυνος για εκδήλωση αυτοάνοσων νοσημάτων Ανεπάρκειες ρυθμιστών του C Πιθανή υπέρμετρη ενεργοποίηση των μονοπατιών

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Carrol MC (2004) Nature Immunol. 5: 981 Lindahl GU et al. (2000) Curr. Opin. Immunol. 12: 44 Erdei A et al. (1991) Immunol. Today 12: 332 Frank MM & Fries LF (1991) Immunol. Today 12: 322 Morgan BP & Walport MJ (1991) Immunol. Today 12: 301 Perimutter DH & Colten HR (1986) Ann. Rev. Immunol. 4: 231 Reid KBM & Day AJ (1989) Immunol. Today 10: 177 Turner MW (2003) Mol. Immunol. 40: 423