ΑΝΤΙΓΟΝA ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑ Aντιγόνα-Ανοσογόνα-Ανοχογόνα 3 / 4-10-2017 Ρ. Τσιτσιλώνη ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑ ΑΝΤΙΓΟΝA Aντιγόνα-Ανοσογόνα-Ανοχογόνα Παράγοντες που επηρεάζουν την ανοσογονικότητα ενός μορίου Επίτοποι Απτένια Αναγνώριση από υποδοχείς τύπου Toll (TLRs)

I. Bασικές έννοιες - Ορισμοί Αντιγόνο (Antigen): ουσία που συνδέεται ειδικά με ένα μόριο αντισώματος ή με τον επιφανειακό υποδοχέα των δραστικών Τ λεμφοκυττάρων και μπορεί να αποτελέσει στόχο της ανοσολογικής απάντησης Ανοσογόνο (Immunogen): ουσία που μπορεί να προκαλέσει την παραγωγή αντισωμάτων ή/και δραστικών Τ λεμφοκυττάρων, δηλ. επάγει ανοσολογική απάντηση Ανοχογόνο (Tolerogen): ουσία που δεν μπορεί να ενεργοποιήσει ικανό αριθμό λεμφοκυττάρων και επάγει ανοχή (μη αντιδραστικότητα). Αποτυγχάνει να προκαλέσει ειδική ανοσολογική απάντηση αλλά και αναστέλλει την λεμφοκυτταρική ενεργοποίηση σε μεταγενέστερες χορηγήσεις της ανοσογονικής μορφής της ίδιας ουσίας.

Ανοσολογική απάντηση – ανοχή - άγνοια

Χαρακτηριστικά των αντιγόνων Ι. Ανοσογονικότητα: ικανότητα να επάγουν χυμική ή/και κυτταρική ανοσιακή απάντηση Εκτελεστικό Β-κύτταρο Β-κύτταρο μνήμης πλασματοκύτταρο Β-κύτταρο + αντιγόνο εκκρίνει αντισώματα Εκτελεστικό Τ-κύτταρο Τ-κύτταρο μνήμης CTL, Th, κλπ Τ-κύτταρο + αντιγόνο εκκρίνουν κυτταροκίνες & κυτταροτοξικούς παράγοντες ΙΙ. Αντιγονικότητα: ικανότητα να συνδέονται με τα τελικά προϊόντα της ανοσιακής απάντησης

Ανοσογονικότητα των αντιγόνων

II. Τι επηρεάζει την ανοσογονικότητα ενός μορίου Ι. Παράγοντες που αφορούν το αντιγόνο ιδιότητα διάκρισης του μορίου ως ξένου μοριακό μέγεθος χημική δομή και ετερογένεια δυνατότητα διάσπασης του μορίου από τα ένζυμα των APC ΙΙ. Παράγοντες που αφορούν τον οργανισμό γενετικοί παράγοντες δόση του αντιγόνου οδός χορήγησης του αντιγόνου χρήση ανοσολογικών προσθετικών (ανοσοενισχυτικών)

Η διάκριση εαυτού-ξένου (Ι) ανοσολογική ενεργοποίηση Οι φυσιολογικοί εαυτοί ιστοί επάγουν ανοσολογική ανοχή (ανοχογόνα?) Οι μη φυσιολογικοί εαυτοί και οι ξένοι ιστοί επάγουν ανοσολογική ενεργοποίηση

Η διάκριση εαυτού-ξένου (ΙΙ)

Τι επηρεάζει την ανοσογονικότητα ενός μορίου Ι. Παράγοντες που αφορούν το αντιγόνο ιδιότητα διάκρισης του μορίου ως ξένου μοριακό μέγεθος χημική δομή και ετερογένεια δυνατότητα διάσπασης του μορίου από τα ένζυμα των APC ΙΙ. Παράγοντες που αφορούν τον οργανισμό γενετικοί παράγοντες δόση του αντιγόνου οδός χορήγησης του αντιγόνου χρήση ανοσολογικών προσθετικών (ανοσοενισχυτικών)

Μοριακά βάρη γνωστών αντιγόνων Αντιγόνο Μοριακό βάρος (σε Da) Γάμμα σφαιρίνη βοός (ΒGG) 150.000 Αλβουμίνη ορού βοός 69.000 Φλαγγελίνη (μονομερές) 40.000 Λυσοζύμη αυγού όρνιθας (HEL) 15.000 Αιμοκυανίνη (KLH) > 2.000.000 Οβαλβουμίνη (OVA) 44.000 Mυοσφαιρίνη σπέρματος φάλαινας (SWM) 17.000 Τοξοειδές τετάνου (TT) 150.000 ΜΒ > 100 kDa: συνήθως ανοσογονικές ουσίες

Τι επηρεάζει την ανοσογονικότητα ενός μορίου Ι. Παράγοντες που αφορούν το αντιγόνο ιδιότητα διάκρισης του μορίου ως ξένου μοριακό μέγεθος χημική δομή και ετερογένεια δυνατότητα διάσπασης του μορίου από τα ένζυμα των APC ΙΙ. Παράγοντες που αφορούν τον οργανισμό γενετικοί παράγοντες δόση του αντιγόνου οδός χορήγησης του αντιγόνου χρήση ανοσολογικών προσθετικών (ανοσοενισχυτικών)

Σημασία δομής και ετερογένειας μη ανοσογονικό ανοσογονικό

Σημασία δομής και ετερογένειας πρωτεΐνες και πολυσακχαρίτες λιπίδια και πυρηνικά οξέα συνθετικά πολυπεπτίδια από >2-3 αα ανοσογονικά μόρια μη ανοσογονικά μόρια συνθετικά πολυπεπτίδια από 1 αα πεπτίδια με αρωματικά κατάλοιπα (Tyr)

Τι επηρεάζει την ανοσογονικότητα ενός μορίου Ι. Παράγοντες που αφορούν το αντιγόνο ιδιότητα διάκρισης του μορίου ως ξένου μοριακό μέγεθος χημική δομή και ετερογένεια δυνατότητα διάσπασης του μορίου από τα ένζυμα των APC ΙΙ. Παράγοντες που αφορούν τον οργανισμό γενετικοί παράγοντες δόση του αντιγόνου οδός χορήγησης του αντιγόνου χρήση ανοσολογικών προσθετικών (ανοσοενισχυτικών)

Σύνοψη των οδών επεξεργασίας και παρουσίασης αντιγόνου Ενδογενές μονοπάτι (MHC τάξης Ι) Εξωγενές μονοπάτι (MHC τάξης ΙΙ) Μπορούν να επεξεργαστούν πρωτεΐνες που αποτελούνται από D-αμινοξέα??? Γιατί όχι???

Τι επηρεάζει την ανοσογονικότητα ενός μορίου Ι. Παράγοντες που αφορούν το αντιγόνο ιδιότητα διάκρισης του μορίου ως ξένου μοριακό μέγεθος χημική δομή και ετερογένεια δυνατότητα διάσπασης του μορίου από τα ένζυμα των APC ΙΙ. Παράγοντες που αφορούν τον οργανισμό γενετικοί παράγοντες δόση του αντιγόνου οδός χορήγησης του αντιγόνου χρήση ανοσολογικών προσθετικών (ανοσοενισχυτικών)

Η σημασία δόσης και οδού χορήγησης του Ag (ανοχογόνο)

Τι επηρεάζει την ανοσογονικότητα ενός μορίου Ι. Παράγοντες που αφορούν το αντιγόνο ιδιότητα διάκρισης του μορίου ως ξένου μοριακό μέγεθος χημική δομή και ετερογένεια δυνατότητα διάσπασης του μορίου από τα ένζυμα των APC ΙΙ. Παράγοντες που αφορούν τον οργανισμό γενετικοί παράγοντες δόση του αντιγόνου οδός χορήγησης του αντιγόνου χρήση ανοσολογικών προσθετικών (ανοσοενισχυτικών)

Πώς λειτουργούν τα adjuvants ? O στόχος είναι η αύξηση της ανοσογονικότητας του αντιγόνου Οι μηχανισμοί είναι ελάχιστα κατανοητοί Δεν υπάρχουν standard δοκιμασίες για τον καθορισμό της adjuvanicity. Συνήθως, μετρούμε τις ανοσολογικές απαντήσεις ή τις κλινικές απαντήσεις Εξάρτηση από τη φύση του αντιγόνου. Χυμικές vs CTL απαντήσεις. Coukos et al, 2011

Τρόπος δράσης γνωστών ανοσοενισχυτικών

Μηχανισμός δράσης των adjuvants Alum IFA MF59 TΗ1 PRR (TLR) Ligands

Η Θεωρία των Πλευρικών Αλυσίδων (παραγωγή και δράση των αντισωμάτων) P. Ehrlich, Proc. R. Soc. London, 66:424, 1900

Η Θεωρία της Κλωνικής Επιλογής

Η συμπληρωματική σχέση αντιγόνου-αντισώματος σχέση «κλειδιού-κλειδαριάς» 15-22 αμινοξέα του Ag συνδέονται με το Ab σύνδεση με δεσμούς Η+, ιονικές και υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις

III. Επίτοποι Περιοχές των αντιγόνων που συνδέονται με διαλυτά αντισώματα ή υποδοχείς Β ή Τ λεμφοκυττάρων Είδη επιτόπων: πολλαπλοί επίτοποι στο ίδιο αντιγόνο ανοσοεπικρατούντες ή κυρίαρχοι μη αλληλοεπικαλυπτόμενοι αλληλοεπικαλυπτόμενοι γραμμικοί ή συνεχείς διαμορφωτικοί κρυπτικοί επίτοποι Β λεμφοκυττάρων επίτοποι Τ λεμφοκυττάρων

Είδη επιτόπων των Β κυττάρων Γραμμικός Διαμορφωτικός

Είδη επιτόπων των Β κυττάρων Γραμμικός Πολλαπλοί, μη επικαλυπτόμενοι Διαμορφωτικός

Η σημασία της τριτοταγούς δομής

Η αναγνώριση του Ag από τα λεμφοκύτταρα Ενεργοποίηση T κυττάρων Δευτερογενής ανοσολογική απάντηση 1η ανοσοποίηση 2η ανοσοποίηση Παραγωγή αντισωμάτων Ενεργοποίηση T κυττάρων Φυσική πρωτεΐνη + Αποδιαταγμένη πρωτεΐνη -

Δημιουργία Τ επιτόπων ενδοκυττάρωση Ag επεξεργασία Αg σύνδεση με MHC μόρια παρουσίαση επιτόπου αναγνώριση από TCR σύνδεση MHC-πεπτίδιο + TCR ενεργοποίηση Τ κυττάρου

Παρουσίαση Τ επιτόπων MHC-περιορισμός (MHC restriction)

Η πρόσδεση και αναγνώριση των Τ επιτόπων πεπτίδια που προσδέ-νονται ισχυρότερα σε MHC μόρια συνήθως ενεργοποιούν αποτελεσματικότερα τα TH κύτταρα

Ιδιότητες Β και Τ επιτόπων Χαρακτηριστικό Β κύτταρα Τ κύτταρα Αλληλεπίδραση με το αντιγόνο Εμπλέκει το διμερές σύμπλεγμα μεμβρανικής Ig και Ag Εμπλέκει το τριμερές σύμπλεγμα υποδοχέα των Τ κυττάρων, Ag και MHC μορίου Δέσμευση διαλυτού αντιγόνου Ναι Όχι Εμπλοκή των MHC μορίων Δεν απαιτείται Απαιτείται για να εκθέσουν το επεξεργασμένο αντιγόνο Χημική φύση των αντιγόνων Πρωτεΐνη, πολυσακχαρίτης, λιπίδιο Κυρίως πρωτεΐνες, αλλά και μερικά λιπίδια και γλυκολιπίδια που παρουσιάζονται από MHC-προσομοιάζοντα μόρια Ιδιότητες των επιτόπων Προσιτός, υδρόφιλος, ευκίνητα πεπτίδια που περιέχουν συνεχή ή ασυνεχή αμινοξέα Εσωτερικά γραμμικά πεπτίδια που δημιουργούνται μετά από επεξεργασία του αντιγόνου και προσδένονται στα MHC μόρια

IV. Επαγωγή ανοσογονικότητας σε απτένια σύνδεση απτενίου (DNP) με πρωτεΐνη-φορέα (BSA)

Παραδείγματα αντιγόνων & απτενίων ΠΛΗΡΗ ΑΝΤΙΓΟΝΑ Ινσουλίνη Γαστρίνη Καλσιτοτίνη Αντιδιουρητική ορμόνη ΑΠΤΕΝΙΑ Πενικιλίνη Ασπιρίνη Σουλφοναμίδη Γενταμυκίνη

Christiane Nüsslein-Volhard V. Υποδοχείς τύπου Toll Christiane Nüsslein-Volhard Νόμπελ Φυσιολογίας 1995 Anderson et al, 1985

Δομή & είδη των TLRs

6 μεμβρανικοί TLR - 4 ενδοκυτταρικοί TLR Baxevanis et al, 2013