05.05.2013 Views

Skripta - Departman za Biologiju i Ekologiju - Univerzitet u Novom ...

Skripta - Departman za Biologiju i Ekologiju - Univerzitet u Novom ...

Skripta - Departman za Biologiju i Ekologiju - Univerzitet u Novom ...

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Tatjana Kosti i Silvana Andri<br />

Molekularna i elijska<br />

imunologija<br />

<strong>Skripta</strong> <strong>za</strong> sve <strong>za</strong>interesovane studente<br />

WUS Austria – Daniel Print


Tatjana Kosti, PhD<br />

vanredni profesor na grupi predmeta iz Fiziologije životinja<br />

<strong>Departman</strong> <strong>za</strong> biologiju i ekologiju<br />

Prirodno-matematiki fakultet<br />

<strong>Univerzitet</strong> u <strong>Novom</strong> Sadu<br />

E-mail: tanjak@ib.ns.ac.yu<br />

Silvana Andri, PhD<br />

vanredni profesor na grupi predmeta iz Fiziologije životinja<br />

<strong>Departman</strong> <strong>za</strong> biologiju i ekologiju<br />

Prirodno-matematiki fakultet<br />

<strong>Univerzitet</strong> u <strong>Novom</strong> Sadu<br />

E-mail: silvana@ib.ns.ac.yu<br />

Naslovnu stranu osmislili:<br />

NINI i TEJ<br />

Grafiko oblikovanje korica:<br />

Predrag Nikoli<br />

The publishing of this script is part of the project CDP+ 118/2006 financed by Austrian<br />

Cooperation through WUS Austria<br />

This copy is not for sale<br />

Ova skripta je objavljena u okviru projekta WUS Austria CDP+ 118/2006 finansiranog od<br />

strane Austrian Cooperation<br />

Besplatan primerak


Predgovor<br />

Ova skripta je rezultat reali<strong>za</strong>cije projekta finansiranog od strane WUS-Austrija u okviru programa CDP+<br />

(Course Development Program), u smislu unapredjenja predmeta Molekularna i elijska imunologija<br />

namenjenog studentima osnovnih, Master i PhD studija na Prirodno-matematikom fakultetu, <strong>Univerzitet</strong>a u<br />

<strong>Novom</strong> Sadu.<br />

Namera autora je bila da studentima uine dostupnim informacije koje e im pomoi da savladaju osnovne<br />

principe molekularne i elijske imunologije, naglašavajui uticaj modernih tehnika i multidisciplinarni<br />

nauni pristup u razumevanju funkcije imunog sistema. <strong>Skripta</strong> je pisana sa željom da se informacije<br />

poredjaju u osnovni i jednostavan koncept koji bi pomogao studentima da razumeju kako radi imuni sistem.<br />

Tekst skripte je organizovan tako da prati porogram predavanja iz kursa Molekularna i elijska imunologija,<br />

ali ne sadrži opise specifine funkcije imunog sistema, u razliitim obolenjima. Studentima <strong>za</strong>interesovanim<br />

<strong>za</strong> ovu problematiku preporuujemo knjigu „Osnovna imunologija“ (Data Status; prevod knjige Basic<br />

Immunology, Abbas AK & Lichtman AH) u kojoj su opisani osnovni poremeaji funkcije imunog sistema, kao<br />

i kako imuni sistem funkcioniše u specifinim situacijama. Sve slike u skripti su preuzete iz knjige Cellular<br />

and Molecular Immunology (Abbas AK & Lichtman AH, 2005).<br />

S’ obzirom da je tekst skripte prvi pisani trag o sadržaju kursa, koji nema dugu tradiciju, sve kritike,<br />

sugestije i komentari su više nego dobrodošli.<br />

Veliko hvala Mariji Janji i Nataši Stojkov, saradnicama na grupi predmeta Fiziologija životinja, na pomoi<br />

oko korekture teksta, kao i Predragu Nikoliu <strong>za</strong> tehniko i grafiko oblikovanje korica.<br />

Na kraju, jedno jednostavno i ogromno hvala organi<strong>za</strong>ciji WUS Austrija, Pokrajinskom sekretarijatu <strong>za</strong><br />

obrazovanje i kulturu, kao i i gospodinu Gezi Danijelu (štamparija Danijel Print) na ogromnom razumevanju<br />

i finansijskoj podrsci u nameri da našim studentima obezbedimo skriptu koja e im, nadamo se, bar donekle<br />

olakšati savladavanje predvienog programa kursa.<br />

Autori


S A D R Ž A J<br />

01. UVOD U IMUNOLOGIJU 1<br />

02. FUNKCIONALNA ORGANIZACIJA IMUNOG SISTEMA 7<br />

2.1. OSNOVNE KARAKTERISTIKE ORGANIZACIJE I FUNKCIJE IMUNOG SISTEMA 7<br />

2.1.1. Uroeni i adaptivni imunitet 7<br />

2.1.2. Tipovi adaptivnog imunog odgovora 11<br />

2.1.3. Osnovne karakteristike / obeležja adaptivnog imunog odgovora 13<br />

2.1.4. elijske komponente adaptivnog imunog sistema 17<br />

2.1.5. Faze adaptivnog imunog odgovora 19<br />

2.1.5.1. Prepoznavanje antigena 20<br />

2.1.5.2. Aktivacija limfocita 21<br />

2.1.5.3. Efektorna fa<strong>za</strong> adaptivnog imunog odgovora: eliminacija antigena 21<br />

2.1.5.4. Homeosta<strong>za</strong>: Slabljenje / opadanje / nestajanje imunog odgovora 22<br />

2.2. ELIJE I TKIVA IMUNOG SISTEMA 23<br />

2.2.1. elije imunog sistema 24<br />

2.2.1.1. Limfociti 25<br />

2.2.1.2. Antigen-prezentujue elije (APCs) 29<br />

2.2.2. Anatomija i funkcija limfoidnih tkiva 31<br />

2.2.2.1. Kosna srž 31<br />

2.2.2.2. Timus 33<br />

2.2.2.3. Limfni vorovi i limfatini sistem 33<br />

2.2.2.4. Slezina 35<br />

2.2.2.5. Kožni imuni sistem 36<br />

2.2.2.6. Mukozni imuni sistem 37<br />

2.2.2.7. Putevi i mehanizmi recirkulacije limfocita 39<br />

03. PREPOZNAVANJE ANTIGENA 43<br />

3.1. KARAKTERISTIKE ANTIGENA 43<br />

3.2. ANTITELA 45<br />

3.2.1. Molekularna struktura antitela 45<br />

3.2.2. Sinte<strong>za</strong> i ekspresija Ig molekula 49<br />

3.2.3. Karakteristike antitela ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> prepoznavanje antigena 50<br />

3.2.4. Antigen-antitelo interakcija 51<br />

3.2.5. Karakteristike antitela ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> efektorne funkcije 52<br />

3.3. MOLEKULE GLAVNOG HISTOKOMPATIBILNOG KOMPLEKSA (MHC) 53<br />

3.3.1.Osobine MHC gena 53<br />

3.3.2. Osobine MHC molekula 54<br />

3.3.3. MHC molekuli klase I 55


3.3.4. MHC molekuli klase II 56<br />

3.3.5. Osobine peptid-MHC interakcija 56<br />

3.3.6. Ekspresija MHC molekula 57<br />

3.4. PROCESOVANJE I PREZENTACIJA ANTIGENA T LIMFOCITIMA 60<br />

3.4.1. Karakteristike antigena koje prepoznaju T limfociti 60<br />

3.4.2. Prezentacija proteinskih antigena CD4 + T limfocitima 62<br />

3.4.2.1. Tipovi elija koje prezentuju antigene CD4 + T elijama 62<br />

3.4.2.2. „Hvatanje“ i prezentacija proteinskih antigena 64<br />

3.4.3. Prezentacija proteinskih antigena CD8 + T limfocitima 64<br />

3.4.4. Procesovanje antigena 65<br />

3.4.4.1. Procesovanje internalizovanog antgena 65<br />

3.4.4.2. Procesovanje citosolnog antigena 68<br />

3.5. RECEPTOR ZA ANTIGENE NA T LIMFOCITIMA (TCR) I POMONE MOLEKULE 71<br />

3.5.1. Struktura TCR 72<br />

3.5.2. Uloga TCR-a u prepoznavanju peptida+MHC kompleksa 73<br />

3.5.3. CD3 i proteini 74<br />

3.5.3.1. Struktura CD3 i proteina 74<br />

3.5.3.2. Funkcija CD3 i proteina 75<br />

3.5.4. TCR 75<br />

3.5.5. Pomone molekule 76<br />

3.5.6. CD4 i CD8 koreceptori ukljueni u aktivaciju T limfocita 77<br />

3.5.6.1. Struktura CD4 i CD8 koreceptora 78<br />

3.5.6.2. Funkcija CD4 i CD8 koreceptora 78<br />

3.5.7. CD28 i CTLA-4: receptori koji regulišu aktivaciju T elija 79<br />

3.5.8. CD45 i CD2: molekuli koji uestvuju u signalnoj transdukciji 80<br />

3.5.9. Adhezione molekule T limfocita: integrini, selektini, CD44 80<br />

3.5.10. Efektorne molekule T limfocita 82<br />

04. AKTIVACIJA I REGULACIJA T I B LIMFOCITA 83<br />

4.1. AKTIVACIJA T LIMFOCITA 83<br />

4.1.1. Funkcionalni odgovor T limfocita 84<br />

4.1.2. Uloga kostimulatora u aktivaciji T limfocita 86<br />

4.1.3. Signalna transdukcija preko TCR receptora 88<br />

4.1.3.1. Rani dogaaji na membrani: formiranje imunološke sinapse i aktivacija protein kina<strong>za</strong> i adapternih 89<br />

proteina<br />

4.1.3.2. Signalni put Ras-MAP kinaze u T limfocitima 92<br />

4.1.3.3. Kalcijum- i protein kina<strong>za</strong> C-posredovan signalni put u T limfocitima 93<br />

4.1.3.4. Aktivacija transkripcionih faktora koji regulišu ekspresiju gena u T limfocitima 94<br />

4.2. AKTIVACIJA B LIMFOCITA 97


4.2.1. Generalne karakteristike humoralnog imunog odgovora 97<br />

4.2.2. Prepoznavanje antigena i antigenom-indukovana aktivacija B elija 98<br />

4.2.2.1. Signalna transdukcija od BCR kompleksa 98<br />

4.2.2.2. Receptori <strong>za</strong> komplement obezbeuju sekundarni signal 101<br />

4.2.2.3. Funkcionalni odgovor B elija na prepoznavanje antigena 102<br />

4.2.3. Humoralni odgovor na proteinske antigene <strong>za</strong>visi od T elija pomonica 102<br />

4.2.3.1. Rane faze humoralnog odgovora koji je <strong>za</strong>visan od T elija su: interakcija T-B elija, proliferacija B elija, 103<br />

sekrecija antitela i „isotype switching“<br />

4.2.3.2.Kasnije faze humoralnog odgovora <strong>za</strong>visnog od T elija pomonica: reakcije germinalnog centra 108<br />

4.2.4. Humoralni odgovor na T-ne<strong>za</strong>visne antigene 110<br />

4.2.5. Regulacija humoralnog imunog odgovora preko Fc receptora 111<br />

05. EFEKTORNI MEHANIZMI IMUNOG ODGOVORA 113<br />

5.1. CITOKINI 114<br />

5.1.1. Osnovne karakteristike citokina 115<br />

5.1.1.1. Funkcionalne kategorije citokina 117<br />

5.1.1.2. Citokinski receptori i signaling 118<br />

5.1.2. Citokini koji posreduju i regulišu uroeni imunitet 121<br />

5.1.2.1. Faktor nekroze tumora (TNF) 122<br />

5.1.2.2. Interleukin-1 (IL-1) 123<br />

5.1.2.3. Hemokini 124<br />

5.1.2.4. Interleukin-12 (IL-12) 125<br />

5.1.2.5. Tip I interferoni (IFNs) 127<br />

5.1.2.6. Interleukin-10 (IL-10) 129<br />

5.1.2.7. Drugi citokini uroenog imuniteta 129<br />

5.1.2.8. Uloga citokina u uroenom imunitetu i inflamaciji 130<br />

5.1.3. Citokini koji posreduju i regulišu adaptivni imunitet 131<br />

5.1.3.1. Interleukin-2 (IL-2) 132<br />

5.1.3.2. Interleukin-4 (IL-4) 133<br />

5.1.3.3. Interleukin-5 (IL-5) 134<br />

5.1.3.4. Interferon- (INF-) 134<br />

5.1.3.5. Faktor transformacije rasta (TGF-) 136<br />

5.1.3.6. Drugi citokini adaptivnog imuniteta 137<br />

5.1.3.7. Uloga citokina T elija u specijalizovanom adaptivnom imunom odgovoru 138<br />

5.1.4. Citokini koji regulišu hematopoezu („hematopoezni“ citokini) 138<br />

5.1.4.1. Faktor stem elija (c-kit ligand) 140<br />

5.1.4.2. Interleukin-3 (IL-3) 140<br />

5.1.4.3. Interleukin-7 (IL-7) 141<br />

5.1.4.4. Drugi hematopoezni citokini 141


5.2. EFEKTORNI MEHANIZMI UROENOG / NESPECIFINOG IMUNOG ODGOVORA 143<br />

5.2.1. Karakteristike uroenog imunog prepoznavanja 144<br />

5.2.2. Komponente uroenog imunog sistema 147<br />

5.2.2.1. Epitelijalne barijere 149<br />

5.2.2.2. Fagociti: neutrofili i makrofagi 151<br />

5.2.2.3. Uroeno-ubilake elije – elije prirodne ubice – NK elije 166<br />

5.2.2.4. Sistem komplementa 169<br />

5.2.2.5. Drugi cirkulišui proteini uroenog imuniteta 171<br />

5.2.2.6. Citokini 172<br />

5.2.3. Uloga uroenog imuniteta u stimulaciji adaptivnog imunog odgovora 174<br />

5.3. EFEKTORNI MEHANIZMI IMUNOG ODGOVORA POSREDOVANOG ELIJAMA 177<br />

5.3.1. Tipovi elijama-posredovanih imunih reakcija 177<br />

5.3.2. Razvoj efektornih elija 178<br />

5.3.2.1. Prepoznavanje antigena od strane T elija i kostimulacija 178<br />

5.3.2.2. Klonalna ekspanzija T elija 181<br />

5.3.2.3. Diferencijacija naivnih CD4 + T elija u efektorne elije 181<br />

5.3.2.4. Diferencijacija naivnih CD4 + T elija u citolitine T elije (CTLs) 186<br />

5.3.3. Migracija efektornih T elija i drugih leukocita na mesto gde je antigen 187<br />

5.3.4. Efektorni mehanizmi elijama-posredovanog imuniteta 188<br />

5.3.4.1. T-elijama posredovana aktivacija makrofaga i drugih leukocita 188<br />

5.3.4.2. Mehanizmi CTL-posredovanog uništavanja inficiranih elija 191<br />

5.4. EFEKTORNI MEHANIZMI HUMORALNOG IMUNOG ODGOVORA 195<br />

5.4.1. Pregled humoralnog imunog sistema 195<br />

5.4.2. Neutrali<strong>za</strong>cija mikroba i njihovih toksina 196<br />

5.4.3. Antitelima-posredovana opsoni<strong>za</strong>cija i fagocito<strong>za</strong> 198<br />

5.4.3.1. Fc receptor fagocita 199<br />

5.4.3.2. elijama-posredovana citotoksinost koja <strong>za</strong>visi od antitele 200<br />

5.4.4. Sistem komplementa 201<br />

5.4.4.1. Putevi aktivacije komplementa 202<br />

5.4.4.2. Receptori <strong>za</strong> proteine komplementa 209<br />

5.4.4.3. Regulacija aktivacije komplementa 210<br />

5.4.4.4. Funkcije komplementa 211<br />

5.4.5. Funkcija antitela na specijalnim anatomskim mestima u organizmu 212<br />

5.4.5.1. Mukozni imunitet 212<br />

5.4.5.2. Neonatalni imunitet 213<br />

D. DODATAK 215<br />

D.1. LABORATORIJSKE TEHNIKE KOJE SE KORISTE U IMUNOLOGIJI 215<br />

D.1.1. Laboratorijske metode koje koriste antitela 215


D.1.1.1. Kvantifikacija antigena imunoesejima 215<br />

D.1.1.2. Puifikacija i identifikacija proteina 216<br />

D.1.1.3. Markiranje i detekcija antigena u elijama i tkivima 219<br />

D.1.1.4. Odreivanje/merenje interakcije antigen-antitelo 221<br />

D.1.2. Anali<strong>za</strong> genske strukture i ekspresije 221<br />

D.1.2.1. „Southern Blot“ hibridi<strong>za</strong>cija 221<br />

D.1.2.2. „Northern Blot“ hibridi<strong>za</strong>cija 223<br />

D.1.2.3. Lanana reakcija polimeraze 223<br />

D.1.3. Transgeni miševi i „knock-out“ ciljnih gena 224<br />

L. LITERATURNI IZVORI 227


UVOD U IMUNOLOGIJU 01<br />

U ovom delu skripte je dat kratak uvod u imunologiju, kao i najosnovniji pojmovi o evoluciji<br />

imunog sistema.<br />

Imunologija je nauka koja prouava mehanizme koji su se razvili u toku evolucije, a u cilju<br />

odbrane organizma od štetnog uticaja stranih agenasa tj. svega onoga što organi<strong>za</strong>m ne<br />

prepoznaje kao svoje i što remeti ili preti da poremeti homeostazu. Re imunitet (imunost,<br />

otpornost) je izvedena od latinske rei immunitas koja se koristila da opiše <strong>za</strong>štitu Rimskih<br />

senatora od javnih tužilaca tokom njihovog rada u senatu. Istorijski, imunost oznaava <strong>za</strong>štitu od<br />

bolesti, ili preciznije <strong>za</strong>štitu od svega što može dovesti do poremeaja homeostaze, a potom<br />

eventualno i bolesti. elije i molekuli koji su odgovorni <strong>za</strong> <strong>za</strong>štitu organizma ine imuni sistem,<br />

a njihova <strong>za</strong>jednika i dobro koordinisana aktivnost, kao odgovor na strane agense, ini<br />

imuni odgovor. Fiziološka funkcija imunog sistema je odbrana. Dugo vremena se imunologija<br />

razvijala kao pove<strong>za</strong>na sa mikrobiologijom u nameri da proui neutralisanje i uklanjanje<br />

delovanja patogenih mirkoorgani<strong>za</strong>ma, pa su se i teorije o postanku i funkcionisanju imunog<br />

sistema svodile samo na prirodnu selekciju koja je, ini se, dopustila razvoj samo viših<br />

organi<strong>za</strong>ma iji se imunološki sistem mogao delotvornije odupreti napadu mikroorgani<strong>za</strong>ma.<br />

Poka<strong>za</strong>lo se da imunološka reakcija postoji i na nepatogene mikroorganizme, pa je uloga imunog<br />

sistema šira i mnogostrukija, te je vrlo teško jednostavno i precizno definisati fiziološku ulogu<br />

imunog sistema.<br />

Imunologija je eksperimentalna nauka bazirana na eksperimentalnim <strong>za</strong>pažanjima i <strong>za</strong>kljucima<br />

koji se iz njih izvode. Evolucija imunologije kao eksperimentalne discipline <strong>za</strong>visi od sposobnosti<br />

da se manipuliše funkcijom imunog sistema u kontrolisanim uslovima. Istorijski, prvi jasan<br />

primer ovakve manipulacije i jedan koji je ostao <strong>za</strong>beležen kao najdramatiniji je svakako uspešna<br />

vakcinacija Edvarda Dženera (engl. Edward Jenner) protiv malih boginja. Ovaj lekar je ustanovio<br />

1


da pacijenti koji su se oporavili od kravljih boginja nisu bii <strong>za</strong>raženi malim boginjama. Na osnovu<br />

ovih <strong>za</strong>pažanja on je ubrizgao sadržaj fistule kravljih boginja u rame osmogodišnjeg deaka.<br />

Kasnije je isti deak namerno inficiran malim boginjama, ali se bolest nije razvila. Dženerovo<br />

otkrie vakcine (lat. vaccinus kravlji, od krava) je prouzrokovalo znaajan napredak u imunologiji i<br />

ekspanziju primene vakcina, što se poka<strong>za</strong>lo kao najefikasniji metod <strong>za</strong> prevenciju infektivnih<br />

bolesti.<br />

U prošlom veku, posebno <strong>za</strong>dnjih 40 godina prošlog veka, novi eksperimentalni pristupi i<br />

sofisticirane naune metode doprineli su boljem razumevanju funkcije imunog sistema.<br />

Ekspanzivnim razvojem i napredkom metoda biotehnologije (produkcija monoklonalnih antitela;<br />

knock-out i transgene elijske linije; tehnologije rekombinantne DNK; proizvodnja rekombinantih<br />

proteina, posebno antigena i antitela i njihovih fragmenata, kao i himernih i humaniziranih<br />

antitela; proizvodnje citokina i drugih biološki aktivnih materija i dr.), poinje brži razvoj<br />

imunologije, te nova saznanja brzo nalaze i praktinu primenu u transplantacijskoj i tumorskoj<br />

medicini. Iskustvo da pri transplantaciji davalac (donor) i primalac (akceptor) moraju biti što<br />

sliniji, nametnulo je potrebu istraživanja njihovih slinosti i razlika i razvilo novu disciplinu –<br />

imunogenetiku, a tumorska imunologija je dobila mogunost klinike primene kroz<br />

imunodijagnostiku i imunoterapiju<br />

Stoga se danas, fiziološka uloga/funkcija imunog sistema ogleda u odbrani od infekcije,<br />

<strong>za</strong>štiti i odbrani od tumora, kao i u održanju antigenske i genske homeostaze organizma.<br />

Odbrana protiv štetnih agenasa je posredovana ranom reakcijom urodjenog imuniteta<br />

(prirodna otpornost organizma) i kasnom reakcijom steenog (adaptivna otpornost<br />

organizma) imuniteta.<br />

Prirodna i adaptivna otpornost su komponenete integrisanog odbrambenog odgovora organizma u<br />

kome brojne elije i molekuli funkcionišu kooperativno. Imuni sistem prepoznaje stranog agensa,<br />

a takodje, dovodi i do njegove destrukcije. Imuni sistem mora da prepozna štetni agens, a<br />

takodje, mora da razlikuje stranog napadaa od sastavnih konstituenata sopstvenog organizma.<br />

Ako se to ne desi, dolazi do pojave tzv. autoimunih bolesti kada imuni mehanizmi deluju protiv<br />

sopstvenih molekula (prvenstveno proteinskih). Pored toga, imuni sistem može da uništi<br />

kancerozne elije i/ili sprei razvoj odredjenih tumora. Takodje, imuni sistem je ukljuen u<br />

odbacivanje transplantata, sa izuzetkom transplantata od jednojajanog bli<strong>za</strong>nca.<br />

2


Osnovni pojmovi o evoluciji imunog sistema<br />

Iako i biljke i najprostiji životinjski oblici imaju odbrambene mehanizme, složenija evolucija<br />

višeelijskih organi<strong>za</strong>ma je nametnula i vitalnu potrebu razvoja internog odbrambenog sistema<br />

koji e ih štititi od razliitih stranih agenasa. Mehanizmi <strong>za</strong> odbranu organizma su prisutni u<br />

„nekoj formi“ kod svih višeelijskih organi<strong>za</strong>ma i oni ine/predstavljaju tzv. urodjeni (prirodni,<br />

nespecifini) imunitet. Mnogo specijalizovaniji odbrambeni mehanizmi se javljaju kod<br />

vertebrata i oni ine još jedan odmbrambeni sistem tzv. steeni (adaptivni, specifini) imunitet<br />

koji fukcioniše <strong>za</strong>jedno sa urodjenim inei moan odbrambeni sistem.<br />

Taksonomska<br />

grupa<br />

Tabela 1.1. Prisustvo odredjenih odbrambenih mehani<strong>za</strong>ma kod razliitih organi<strong>za</strong>ma<br />

Prirodni<br />

imunitet<br />

Steeni<br />

imunitet<br />

Fagocito<strong>za</strong> T i B<br />

limfociti<br />

Antitela Antimikrobni<br />

Više biljke + - - - - +<br />

Sundjeri + - + - - ?<br />

Gliste + - + - - ?<br />

Insekti, rakovi + - + - - +<br />

Ribe + + + + + +<br />

Žabe + + + + + +<br />

Reptili + + + + + +<br />

Ptice + + + + + +<br />

Sisari + + + + + +<br />

Razliite vrste elija kod beskimenjaka reaguju na mikroorganizme i/ili druge štetne agense tako<br />

što ih okružuju i uništavaju, ali nemaju antigen specifine limfocite i ne produkuju<br />

imunoglobuline (Ig), niti proteine sistema komplementa. Ovi organizmi sadrže brojne solubilne<br />

molekule kojima vezuju i liziraju mikroorganizme. Neki beskimenjaci poseduju specijalizovane<br />

elije (acelomata- fagocitni amebociti; Mollusca & Arthropoda – hemocite; Annelides – celomociti;<br />

tunicata – leukociti) koje su pretea elijama imunog sistema viših kimenjaka. Takodje,<br />

doka<strong>za</strong>no je da su beskimenjaci sposobni da ispolje reakciju odbacivanja stranog tkivnog<br />

transplantata. Smatra se da su se razliite komponenete imunog sistema sisara pojavile <strong>za</strong>jedno u<br />

filogeniji i da se tokom evolucije poveavala njihova specifinost i kompleksnost delovanja (Tabele<br />

1.1. i 1.2.).<br />

peptidi<br />

3


Tabela 1.2. Evolucija imunog sistema - prisustvo odgovarajuih odbrambenih mehani<strong>za</strong>ma kod<br />

razliitih organi<strong>za</strong>ma<br />

I n v e r t e b r a t a<br />

Prirodna otpornost ( imunost) Adaptivna otpornost (imunost)<br />

Fagocite NK elije Antitela T i B limfociti Limfni<br />

vorovi<br />

Protozoa + - - - -<br />

Spongia + + - - -<br />

Annelides + - - - -<br />

Arthropodes + - - - -<br />

V e r t e b r a t a<br />

Elasmobranchia + + + (samo IgM) -<br />

Teleostea + + + (IgM, drugi?) -<br />

Amphibia + + + (2-3 klase) -<br />

Reptilia + + + (3 klase) -<br />

Aves + + + (3 klase) + (neke)<br />

Mamalia + + + (8 klasa) +<br />

NK elije (engl. natural killer cells) - urodjeno-ubilake elije ili elije prirodne ubice; + prisutan, - nije prisutan.<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

S porastom veliine i složenosti telesne gradje, kao i sa stepenom encefali<strong>za</strong>cije organi<strong>za</strong>ma, i<br />

odbrambeni sistem postajao je sve složeniji da bi odgovorio svim nametnutim <strong>za</strong>dacima. To je<br />

posebno izraženo kod kimenjaka jer je kod njih odbrana od mirkoorgani<strong>za</strong>ma bila preduslov<br />

njihovog opstanka, te se razvio sistem, tzv. adaptivni imuni sistem koji funkcioniše po principu<br />

prepoznavanja i uenja. Osnovne osobine adaptivnog imunog odgovora (prepoznavanje;<br />

uenje/memorisanje; razlikovanje sopstveno/strano) su prisutne i kod nižih kimenjaka, ali se<br />

tokom evolucije progresivno uveavala sposobnost razlikovanja razliitih antigena.<br />

Prvi susret sa bakterijskim, gljivinim, virusnim agensom obino rezultira infekcijom praenom<br />

razvojem bolesti. Imuni sistem pomaže da se organi<strong>za</strong>m oporavi od infekcije, a nakon toga<br />

organi<strong>za</strong>m razvija odgovarajue mehanizme koji ga ine otpornim na sledeu infekciju istim<br />

agensom. Pored toga, prilino velika sklonost kimenjakih elija ka zloudnim tumorskim<br />

promenama morala je usloviti razvoj vrlo osetljivog sistema koji bi mogao prepoznati veoma fine i<br />

4


tanane razlike izmedju zdrave i maligno-transformisane sopstvene elije. Kontinuirana borba<br />

kimenjaka sa mikroorganizmima rezultirala je razvojem odbrambenog sistema koji radi na<br />

principu prepoznavanja i neutralisanja (prirodni, urodjeni ili nespecifini mehanizmi<br />

odbrane) i/ili prepoznavanja, neutralisanja i uenja/pamenja (adaptivni, steeni ili<br />

specifini mehanizmi odbrane).<br />

5


FUNKCIONALNA ORGANIZACIJA<br />

IMUNOG SISTEMA 02<br />

U ovom delu skripte se definišu i opisuju osnovni pojmovi (tzv. “imunološku nomenklaturu”) i<br />

komponente imunog sistema u pogledu njihove funkcionalne organi<strong>za</strong>cije. U prvom poglavlju e<br />

biti definisani i opisani tipovi imunog odgovora i osnovne karakteristike i osnovni principi<br />

funkcionisanja komponenti imunog sistema. Drugo poglavlje je posveeno opisu elija i tkiva<br />

imunog sistema, sa posebnim osvrtom na odnos strukture i funkcije. Na ovaj nain se stvara<br />

osnova <strong>za</strong> razumevanje naina na koji imuni sistem prepoznaje štetene agense i razvija<br />

ogovarajuu odbrambenu reakciju.<br />

2.1. OSNOVNE KARAKTERISTIKE ORGANIZACIJE I FUNKCIJE IMUNOG SISTEMA<br />

2.1.1. Urodjeni i adaptivni imunitet<br />

Odbrana organizma od<br />

mikroorgani<strong>za</strong>ma i/ili drugih<br />

štetnih agenasa je posredovana<br />

mehanizmima i ranim reakci-<br />

jama urodjenog imuniteta i<br />

kasnijom reakcijom adaptivnog<br />

imuniteta (Slika 2.1. i Tabele<br />

2.1. i 2.2.).<br />

Slika 2.1. Osnovni mehanizmi urodjenog i<br />

steenog imuniteta<br />

7


Urodjeni i adaptivni imunitet su funkcionalno neodvojive komponente imunog sistema i rade na<br />

principu prepoznavanja i neutralisanja (prirodni, urodjeni ili nespecifini mehanizmi<br />

odbrane) i/ili prepo<strong>za</strong>vanja, neutralisanja i uenja/pamenja (adaptivni, steeni ili<br />

specifini mehanizmi odbrane).<br />

Tabela 2.1. Opšte karakteristike imunog odgovora<br />

I M U N I O D G O V O R<br />

URODJENI - PRIRODNI - NE SPECIFINI STEENI - ADAPTIVNI - SPECIFINI<br />

Evolutivno STARIJI MLADJI<br />

Antigen<br />

(specifina funkc. grupa)<br />

antigen ne <strong>za</strong>vistan<br />

i antigen ne specfian odgovor<br />

Maksimalni odgovor skoro trenutno<br />

izlaganje antigenu ne ostavlja nikakav<br />

Memorijski <strong>za</strong>pis<br />

<strong>za</strong>pamen trag o prethodnom susretu<br />

Osnovne komponente Fizike barijere<br />

Hemijski medijatori (sekretovane molekule)<br />

elije: fagocite (neutrofili, makrofagi), NK<br />

elije, K elije, LAAK elije<br />

antigen <strong>za</strong>vistan<br />

i antigen specifian odgovor<br />

postoji latentni period izmedju izlaganja antigenu i<br />

maksimalnog odgovora<br />

izlaganje antigenu rezultira <strong>za</strong>pamivanjem tj.<br />

imunološkom memorijom u vidu memorijskih elija –<br />

elija pamenja<br />

Antigen Prezentujue elije (APC)<br />

B limfociti i antitela (humoralni imuni odg.)<br />

citotoksini T limfociti (elijski imuni odg.)<br />

memorijski B i T limfociti<br />

Zajednike komponente bilo u pogledu<br />

Brojni hemijski medijatori (interleukini, komplement)<br />

aktivacije, efektornih<br />

Fagocitne i Antigen Prezentujue elije (APC)<br />

mehani<strong>za</strong>ma/reakcija ili pomoi<br />

Mastociti, Eozinofili, Bazofili<br />

…<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

Urodjeni imunitet (prirodna ili nespecifina otpornost organizma) je predstavljen skupom<br />

elijskih i biohemijskih odbrambenih mehani<strong>za</strong>ma koji se nalaze u stanju pripravnosti ak i pre<br />

infekcije i veoma brzo odgovaraju na infekciju. Ovi mehanizmi odgovaraju iskljuivo na infekcije<br />

mikroorganizmima i u osnovi razvijaju isti odgovor prilikom ponovljene infekcije. Osnovne<br />

komponenete urodjenog imuniteta su:<br />

(1) fizike i hemijske barijere, kao što su epitel i antimikrobijalne supstance produkovane na<br />

površini epitela;<br />

(2) fagocitne elije (neutrofili i makrofagi) i urodjeno-ubilake elije (engl. Natural Killer - NK<br />

cells) ili elije prirodne ubice;<br />

(3) proteini iz krvi, ukljuujui proteine lanove sistema komplementa, kao i druge medijatore<br />

inflamacije;<br />

8


(4) proteini koji se nazivaju citokini, a regulišu i koordinišu brojne aktivnosti elija nespecifinog<br />

imunog sistema.<br />

Mehanizmi urodjenog imunog sistema prepoznaju i specifini su <strong>za</strong> strukture koje su sline <strong>za</strong><br />

pojedine grupe mikroorgani<strong>za</strong>ma, ali ne mogu da definišu fine i male razlike izmedju stranih<br />

supstanci. Urodjeni imunitet obezbedjuje prvu, ranu, odbranu protiv invazije mikroorgani<strong>za</strong>ma.<br />

Suprotno urodjenom imunitetu, razvio se specifian sistem imunih mehani<strong>za</strong>ma koje stimulišu<br />

izlaganje infektivnom agensu i poveava im se veliina odbrambene sposobnosti pri svakom<br />

narednom izlaganju specifinom agensu. S obzirom da se ova forma imunog odgovora razvija kao<br />

odgovor na infekciju i adaptira se prema infekciji naziva se adaptivna imunost ili adaptivni<br />

imunitet. Osnovna obeležja adaptivnog imuniteta su veoma izražena specifinost <strong>za</strong> odredjene<br />

molekule, kao i sposobnost »pamenja« (memorisanja) i na osnovu toga izraženije i brže reakcije<br />

pri ponovljenom izlaganju istom stranom agensu. Adaptivni imuni odgovor je sposoban da<br />

prepozna i reaguje na veoma veliki broj tzv. »mikrobijalnih« , ali i »nemikrobijalnih« supstanci.<br />

Pored toga, poseduje neverovatno veliku sposobnost i kapacitet da razlikuje ak i veoma bliske<br />

mikroorganizme i/ili molekule i zbog toga se naziva i specifini imunitet. Komponente<br />

adaptivnog imuniteta su limfociti i njihovi produkti. Strane supstance koje indukuju specifian<br />

imuni odgovor i/ili interaguju sa produktima imunološke reakcije nazivaju se antigeni.<br />

Urodjeni (prirodni) mehanizmi odbrane su filogenetski stariji i u pripravnosti su <strong>za</strong> efikasno<br />

delovanje pre bilo kakve naznake o tome da e homeosta<strong>za</strong> biti poremeena stranim agensom. U<br />

sluaju susreta sa stranim agensom deluju brzo i svaki put sa jednakom efikasnošu aktiviraju<br />

raspoložive resurse elija i molekula iako se komponente ovog sistema nisu prethodno srele sa<br />

»napadaem«. Usmereni su relativno nespecifino protiv stranih agenasa (prepoznaju generalno<br />

motive makromolekula koji grade zid bakterijskih elija i sl., ali ne specifine funkcionalne grupe).<br />

Razlikuju strano od sopstvenog (prisutnog u homeostazi), ali nikako ne razlikuju vrstu stranog<br />

agensa i ne ostavljaju nikakav memorijski <strong>za</strong>pis o susretu sa stranim agensom. Na suprot tome,<br />

adaptivni (steeni) mehanizmi odbrane, iako filogenetski mladji, usmereni su protiv tano<br />

odredjene i specifine funkcionalne grupe koja igra ulogu specifinog »aktivatora« elija<br />

adaptivnog imunog sistema. Kao rezultat aktiviranja adaptivnih mehani<strong>za</strong>ma odbrane razvijaju se<br />

specifine efektorne reakcije elijske (citotoksini T limfociti) ili humoralne (antitela)<br />

komponente adaptivnog imunog sistema. Pored toga, adaptivni mehanizmi imunog odgovora<br />

ostavljaju memorijski <strong>za</strong>pis o susretu sa specifinim stranim agensom i nakon ponovljenog<br />

susreta reakcija usmerena ka uništavanju štetnog agensa je snažnija i brža, tj. efikasnija.<br />

9


Tabela 2.2. Poreenje urodjenog i adaptivnog (humoralnog i elijskog) imunog odgovora<br />

Karakteristike Urodjeni imuni odgovor Humoralni imuni odgovor elijski imuni odgovor<br />

Primarne elije Neutrofilni, eozinofilni i bazofilni<br />

granulociti, mastociti, monociti i<br />

makrofagi<br />

B elije T elije<br />

Poreklo elija Crvena koštana srž Crvena koštana srž Crvena koštana srž<br />

Mesto maturacije Crvena koštana srž (neutrofilni,<br />

Mesto gde se nalaze zrele<br />

elije<br />

Produkti primarne<br />

sekrecije<br />

eozinofilni i bazofilni granulociti i<br />

monociti) i tkiva (mastociti i makrofagi)<br />

Crvena koštana srž Timus<br />

Krv, vezivno tkivo, limfatino tkivo Krv i limfatino tkivo Krv i limfatino tkivo<br />

Histamin, kinini, komplement,<br />

prostaglandini, leukotrijeni, interferon<br />

Antitela Citokini<br />

Primarno dejstvo Inflamatorni odgovor i fagocito<strong>za</strong> Zaštita od ekstracelularnih<br />

Reakcije<br />

hipersenziti<strong>za</strong>cije<br />

(preosetljivosti)<br />

antigena (bakterije, toksini,<br />

paraziti, virusi)<br />

Nema Trenutna hipersenzitivnost<br />

(atopija, anafilaksija,<br />

citotoksine reakcije,<br />

kompleksni imuni poremeaji)<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

Zaštita od intracelularnih antigena (virusi,<br />

intracelularne bakterije i gljive) i tumora:<br />

regulacija antitelo-posredovanog i elijskog<br />

imunog odgovora (T elije pomonice i<br />

supresorske T elije)<br />

Odložena hipersenzitivnost (alergija ili infekcija i<br />

kontaktna hipersenzitivnost)<br />

Urodjena i adaptivna otpornost su komponenete integrisanog odbrambenog odgovora organizma u<br />

kome brojne elije i molekuli funkcionišu kooperativno. Iako je urodjena otpornost usmerena na<br />

eliminaciju mikroorgani<strong>za</strong>ma, veliki broj patogenih vrsta je tokom evolucije stekao sposobnost<br />

rezistencije na mehanizme urodjenog imuniteta, te njihova eliminacija <strong>za</strong>heva mone mehanizme<br />

adaptivnog imunog odgovora. Dve najznaajnije veze ova dva sistema su u tome što: (1) urodjeni<br />

mehanizmi imunog odgovora stimulišu adaptivni imuni odgovor i utiu na prirodu adaptivnog<br />

imunog odgovora, dok (2) adaptivni imuni mehanizmi koriste veliki broj efektornih mehani<strong>za</strong>ma<br />

urodjenog imuniteta u eliminaciji mikroorgani<strong>za</strong>ma, esto uveavajui odbrambene aktivnosti<br />

urodjenih odbrambenih mehani<strong>za</strong>ma.<br />

Prema konvenciji/dogovoru termin imuni odgovor i imuni sistem se odnosi na adaptivni<br />

imunitet, dok se <strong>za</strong> urodjeni imunitet više koristi termin urodjena (prirodna) otpornost organizma,<br />

ukoliko nije drugaije naznaeno.<br />

10


2.1.2. Tipovi adaptivnog imunog odgovora<br />

U pogledu korišenja razliitih komponenti i posrednika imunog sistema, kao i u pogledu razliite<br />

funkcije u eliminisanju razliitih antigena, razlikuju se dva tipa adaptivnog imunog odgovora:<br />

humoralni imunitet i elijama-posredovani imunitet (Slika 2.2.). Humoralni imunitet je<br />

posredovan molekulama u krvi i mukoznim sekretima, koje se nazivaju antitela, a produkuju ih<br />

elije koje se nazivaju B limfociti (ili B elije). Antitela prepoznaju antigene mikroorgani<strong>za</strong>ma,<br />

neutrališu infektivnost mikroorgani<strong>za</strong>ma i<br />

»oznaavaju« mikroorganizme <strong>za</strong> eliminaciju<br />

preko razliitih drugih efektornih mehani-<br />

<strong>za</strong>ma imunog sistema. Humoralni imunitet je<br />

osnovni odbrambeni mehani<strong>za</strong>m uperen<br />

protiv vanelijskih (ekstracelularnih) anti-<br />

gena i mikroorgani<strong>za</strong>ma i njihovih toksina<br />

zbog toga što sekretovana antitela imaju<br />

sposobnost vezivanja <strong>za</strong> ove mikroorganizme<br />

i/ili njihove toksine i na taj nain asistiraju u<br />

njihovoj eliminaciji. Antitela su veoma<br />

specijalizovana, te razliita antitela mogu<br />

aktivirati razliite efektorne mehanizme (npr.<br />

neka stimulišu fagocitozu, druga aktiviraju<br />

oslobadjanje inflamatornih medijatora iz<br />

mastocita, i dr.).<br />

Slika 2.2. Tipovi adaptivnog imuniteta<br />

elijama-posredovani imunitet koji se još naziva elijski imunitet je posredovan specifinim<br />

elijama koje se nazivaju T limfociti (ili T elije). elijski imunitet je odgovoran <strong>za</strong> imune<br />

mehanizme kojima se uništavaju unutarelijski (intracelularni) antigeni i mikroorganizmi.<br />

Ovaj tip imunog odgovora se razvio kao odgovor na unutarelijske mikroorganizme, kao što su<br />

virusi i neke bakterije koji preživljavaju i proliferišu i unutar fagocita ili drugih elija organizma<br />

domaina, a njihovi antigeni su nedostupni cirkulišuim antitelima. Odbrana organizma od<br />

ovakvih tipova infekcije je funkcija elijama-posredovanog imuniteta, a time se poboljšava<br />

destrukcija mikoorgani<strong>za</strong>ma »nastanjenih« u fagocitima ili se uništava inficirana elija, kako bi se<br />

eliminisao izvor/rezervoar infekcije.<br />

11


Zaštitna uloga imunosti uperena protiv razliitih vrsta mikroorgani<strong>za</strong>ma i njihovih antigena<br />

može biti indukovana odgovorom organizma domaina na strani antigen ili prenošenjem<br />

antitela ili limofocita koji su specifini <strong>za</strong> antigen/mikroorgani<strong>za</strong>m. Forma imuniteta koja se<br />

indukuje prilikom prvog izlaganja stranom antigenu naziva se aktivni imunitet, <strong>za</strong>to što<br />

organi<strong>za</strong>m ima aktivnu ulogu u odgovoru na antigen (Slika 2.3.). Individue i limfociti koji nisu bili<br />

izloženi specifinom antigenu nazivaju se naivni (intaktni, virgini). Suprotno, individue koje su<br />

odgovorile specifinom reakcijom na antigen <strong>za</strong>štiene su prilikom narednog izlaganja istom<br />

antigenu i kaže se da su imune (otporne) na taj specifini antigen. U <strong>za</strong>visnosti od naina<br />

kontakta sa stranim agensom, i u odnosu na to da li organi<strong>za</strong>m aktivno uestvuje u formiranju<br />

odgovora, razlikuju se aktivan prirodni imunitet (sluajan kontakt sa antigenom i<strong>za</strong>ziva<br />

primarni odgovor; pri prvom kontaktu mogu da se razviju simptomi bolesti, ali ne moraju, a<br />

razvija se otpornost na dati antigen) i aktivan veštaki imunitet - vakcinacija (vakcina sadrži na<br />

neki nain promenjen<br />

antigen tj. on nema<br />

sposobnost virulentnosti ne-<br />

go samo imunogeninosti,<br />

tako da ne i<strong>za</strong>ziva simptome<br />

bolesti; prva vakcinacija<br />

i<strong>za</strong>ziva primarni odgovor, a<br />

sledea odgovor memorijskih<br />

elija, visok titar antitela i<br />

dugotrajnu protekciju).<br />

Slika 2.3. Aktivni i pasivni imunitet<br />

Pasivni imunitet se može ostvariti prenošenjem seruma koji sadrži antitela i/ili limfocita od<br />

specifino imunizovane individue (u procesu koji se naziva adaptivni transfer u eksperimentalnim<br />

situacijama), pri emu primalac seruma/limfocita postaje imun na specifian antigen iako nikada<br />

nije došao u kontakt sa njim, niti je razvio imuni odgovor (Slika 2.3.). Pasivna imuni<strong>za</strong>cija je<br />

koristan metod <strong>za</strong> poboljšanje rezistentnosti u veoma kratkom vremenu, bez potrebe <strong>za</strong> ekanjem<br />

da se razvije adaptivni imuni odgovor. Pasivan prirodni imunitet stie fetus preko placente<br />

majke, kao i odoje preko majinog mleka. Pasivan veštaki imunitet formira se aplikacijom<br />

gotovih antitela, što prouzrokuje momentalnu, ali kratkotrajnu <strong>za</strong>štitu i koristi se kao tretman<br />

koji spašava život kod potencijalno letalnih infekcija kakav je npr. tetanus (ubrizgavanje antitela<br />

12


koja su izolovana iz životinje koja je imunizovana bakterijskim toksinima). U klinikim uslovima<br />

se stepen imuniteta na prethodno izlaganje antigenu/mikoorganizmu meri indiretno, ili analizom<br />

prisustva produkata imunog odgovora (serumska antitela specifina <strong>za</strong> antigene) ili<br />

administracijom supstanci izolovanih i purifikovanih od mikroorgani<strong>za</strong>ma i praenjem/merenjem<br />

reakcije na ove supstance. Reakcija na antigene je vidljiva/merljiva jedino kod individua koje su<br />

ranije bile izlagane istom antigenu i <strong>za</strong> ovakve osobe se kaže da su “senzibilisane” na dati<br />

specifian antigen, a reakcija njihovog organizma je indikator “senzibilisanosti”. Iako reakcija na<br />

izolovani i preišeni antigen nema znaajnu <strong>za</strong>štitnu funkciju, poka<strong>za</strong>no je da su senzibilisane<br />

individue sposobne da ispolje <strong>za</strong>štitni imuni odgovor protiv mikroba.<br />

2.1.3. Osnovne karakteristike/obeležja adaptivnog imunog odgovora<br />

Svi humoralni i elijama-posredovani imuni odgovori prema stranim antigenima ispoljavaju<br />

nekoliko fundamentalnih karakteristika koje su posledica osobina limfocita koji <strong>za</strong>pravo i<br />

posreduju u ovim odgovorima.<br />

Specifinost (engl. specificity) – sigurnost da e veliki broj razliitih antigena i<strong>za</strong>zvati specifian<br />

odgovor.<br />

Diverzitet (engl. diversity)– raznolikost omoguava imunom sistemu da odgovori na veliki broj<br />

razliitih antigena.<br />

Memorija (engl. memory) – dovodi do poveanja odgovora prilikom ponovljenog izlaganja istom<br />

antigenu.<br />

Specijali<strong>za</strong>cija (engl. speciali<strong>za</strong>tion) – generiše odgovore koji su optimalni <strong>za</strong> odbranu protiv<br />

razliitih tipova mikroorgani<strong>za</strong>ma i njihovih antigena.<br />

Ograniavanje sopstvenog (limitacija) tzv. »samoograniavajui« odgovor (engl. self-limitation)<br />

– dozvoljava/omoguava imunom sistemu da se »vrati« u stanje homeostaze.<br />

Ne reaktivnost (tolerantnost) prema sopstvenom (engl. nonreactivity/tolerance to self)–<br />

spreava ošteenje organizma domaina prilikom odgovora na strane antigene.<br />

Specifinost i diverzitet se ispoljavaju kao sposobnost adaptivnog imunog sistema da razvija<br />

specifian mehani<strong>za</strong>m imunog odgovora na veoma razliite antigene, ak i na razliite delove<br />

jednog kompleksa proteina, polisaharida ili drugih makromolekula (Slika 2.4.). Delovi ovakvih<br />

antigena koji se specifino prepoznaju od strane pojedinanih limfocita nazivaju se determinante<br />

(antigene determinante) ili epitope. Ova visoka specifinost postoji zbog toga što pojedini<br />

limfociti ekpresuju membranske receptore koji su sposobni da razlikuju suptilne razlike u<br />

13


strukturi izmedju odredjenih antigena. Klonovi limfocita sa razliitim specifinim receptorima su<br />

prisutni kod neimunizovane (naivne) individue i sposobni su da prepoznaju i reaguju na<br />

specifian antigen, na emu se <strong>za</strong>sniva osnovna postavka hipoteze klonske selekcije koja e<br />

kasnije u tekstu (deo 2.1.5.1. Prepoznavanje antigena) biti malo detaljnije objašnjena. Ukupan<br />

broj antigenih specifinosti limfocita jedne individue se naziva limfocitni repertoar i on je veoma<br />

veliki. Procenjeno je da jedan organi<strong>za</strong>m može razlikovati/odvojiti izmedju 10 7 i 10 9 razliitih<br />

antigenih determinanti. Ovo svojstvo limocita se naziva diverzitet i rezultat je varijabilnosti u<br />

strukturi antigen-vezjueg mesta na limfocitnom receptoru koji vezuje antigene. Drugim reima,<br />

postoji veoma veliki broj klonova limfocita koji se razlikuju po strukturama njihovih antigenih<br />

receptora, te se na taj nain kreira ukupan »repertoar« koji je ekstremno raznolik. Limfociti svakog<br />

klona, nakon aktiviranja specifinim antigenom imaju sposobnost brze proliferacije, stvarajui<br />

potomstvo iste specifinosti koje broji više hiljada elija. To je tzv. klonska ekspanzija koja<br />

osigurava da se adaptivni imunitet suprotstavi brzoj proliferaciju mikoorgani<strong>za</strong>ma. Molekularni<br />

mehanizmi koji omoguavaju i generišu veliki diverzitet u populaciji antigenih receptora bie<br />

pomenuti u Odeljku 4. Maturacija, aktivacija i regulacija limfocita.<br />

Tabela 2.3. Osnovne osobine adaptivnog imunog odgovora<br />

OSOBINA FUNKCIONALNI ZNACAJ<br />

Specifinost Razliiti Ag i<strong>za</strong>zivaju specifine odgovore. Osnova <strong>za</strong> specifine odgovore leži u tome što limfociti ekspresuju membranske<br />

receptore koji razlikuju fine razlike u strukturi koje postoje izmedju razliitih antigena.<br />

Diverzitet<br />

Memorija<br />

Imuni sistem specifino odgovara na širok spektar razliitih Ag (repertoar limfocita - izuzetno veliki; izraunato je da imuni sistem<br />

može da razlikuje, i odgovori specifino, na 10 7-10 9 razliitih imunih determinanti). Drugim reima, postoje mnogi, razliiti klonovi<br />

limfocita koji se razlikuju u strukturi svojih receptora <strong>za</strong> antigene i u specifinosti <strong>za</strong> antigene<br />

Ponovljeno izlaganje istom Ag i<strong>za</strong>ziva vei i brzi imuni odgovor. Stimulacija naivnih limfocita sa Ag stimuliše ekspanziju klonova I<br />

njihovu diferencijaciju na efektorne i dugo živee memorijske elije. Memorijski limfociti imaju specijalne karakteristike koje ih ine<br />

efikasnijim od naivnih limfocita (koji nisu bili u kontaktu sa Ag) u eliminaciji Ag.<br />

Specijali<strong>za</strong>cija Odgovori su specifini i optimalni <strong>za</strong> razliite tipove Ag<br />

Limitacija Imuni odgovor je vremenski ogranien - imuni sistem se vraa na nivo ba<strong>za</strong>lne aktivnosti kada se eliminiše Ag<br />

Tolerancija <strong>za</strong><br />

sopstveno tkivo<br />

Mehanizmi odbrane na strani patogen ne oštecuju sopstvene elije<br />

14


Memorija se ispoljava kao sposobnost elija adaptivnog imunog sistema da na odredjeni nain<br />

»memorišu« (<strong>za</strong>pamte) prethodni kontakt sa<br />

antigenom i da se na taj nain povea<br />

sposobnost reakcije/odgovora prilikom<br />

ponovljenog susreta sa istim antigenom.<br />

Reakcija/odgovor na drugo i svako naredno<br />

izlaganje istom antigenu naziva se<br />

sekundarni imuni odgovor i on je obino<br />

mnogo brži, vei, a esto i kvalitativno razliit<br />

od prvog tzv. primarnog imunog odgovora<br />

na isti antigen (Slika 2.4.).<br />

Slika 2.4. Specifinost, memorija i tolerantnost na sopstveno<br />

ad<br />

aptivnog imunog odgovora<br />

Primarni imuni odgovor se aktivira nakon prvog prodora antigena u organi<strong>za</strong>m tj. kada<br />

predhodno nestimulisani «naivni» limfociti prepoznaju antigen. Svaki naredni kontakt sa istim<br />

antigenom, uglavnom, dovodi do razvijanja sekundarnog imunog odgovora. Sekundarni imuni<br />

odgovor <strong>za</strong>poinje kada memorizujue elije (odredjenog primarnim kontaktom aktiviranog i<br />

proliferisanog klona) prepoznaju iste antigene. Nakon prepoznavanja, one proliferišu i<br />

diferenciraju se u efektorne elije, koje neutrališu antigen. Dakle, sekundarni imuni odgovor se<br />

razvija brže od primarnog i ima veu amplitudu odgovora (npr. vei je titar antitela u serumu).<br />

Smatra se da se <strong>za</strong>jedno sa sekundarnim, ponovo razvija i primarni imuni ogovor, koji e nakon<br />

proliferacije i diferencijacije limfocita, ostaviti odredjeni broj memorizujuih elija u limfatinom<br />

tkivu, cirkulaciji ili kosnoj srži. Imunološka memorija se javlja delimino zbog toga što svako<br />

izlaganje specifinom antigenu dovodi do ekspanzije klona koji poseduje receptore <strong>za</strong> dati antigen.<br />

Pored toga, stimulacija naivnih limfocita antigenima generiše tzv. dugo-živee memorijske elije<br />

(ovaj fenomen e biti opisan u Poglavlju 2.2. elije i tkiva imunog sistema). Ove memorijske elije<br />

imaju specijalne karakteristike koje im omoguavaju da budu mnogo efikasnije u eliminaciji<br />

antigena nego naivni limfociti koji nisu bili u kontaktu sa antigenom (npr. memorijski B limfociti<br />

produkuju antitela, koja vezuju antigene sa veim afinitetom, nego antitela produkovana prilikom<br />

primarnog imunog odgovora; memorijske T elije imaju veu sposobnost »dolaska« na mesto<br />

infekcije nego naivne T elije). Imunološka memorija na neki nain vrši optimi<strong>za</strong>ciju mehani<strong>za</strong>ma<br />

imunog odgovora u borbi sa infekcijama, jer svaki novi susret sa mikroorganizmom i/ili<br />

antigenom generiše sve više memorijskih elija, a aktiviraju se i one koje su prethodno nastale.<br />

15


Sposobnost memorisanja je jedan od razloga zbog kojeg vakcine obezbedjuju dugotrajnu <strong>za</strong>štitu<br />

protiv infekcija.<br />

Specijali<strong>za</strong>cija se ogleda u sposobnosti imunog sistema da, na razliite mikroorganizme, odgovori<br />

na veoma razliite, tano definisane i specijalne naine, maksimalno pojaavajui odbrambene<br />

mehanizme usmerene protiv mikroorgani<strong>za</strong>ma. Prema tome, humoralni imunitet i elijama-<br />

posredovani imunitet mogu biti aktivirani razliitim klasama mikroorgani<strong>za</strong>ma ili istim<br />

mikroorganizmom u razliitim stadijumima infekcije (vanelijske i unutarelijske) i svaki tip<br />

imunog odgovora štiti organi<strong>za</strong>m domaina od date klase mikroorgani<strong>za</strong>ma. ak i u okviru<br />

humoralnog i elijama-posredovanog imunog odgovora, priroda antitela ili T limfocita koji se<br />

generišu može da varira od jedne do druge klase antigena (o specijali<strong>za</strong>ciji e biti diskutovano u<br />

Odeljku 3. Prepoznavanje antigena i Odeljku 4. Maturacija, aktivacija i regulacija limfocita).<br />

Ograniavanje sopstvenog (limitacija) ili tzv. »samoograniavajui« odgovor se ogleda u<br />

sposobnosti imunog sistema da se vrati u stanje »homeostaze« odnosno mirovanja, u kome je bio<br />

»<strong>za</strong>teen« prilikom invazije štetnog agensa, spreman da odgovori na naredni napad antigena.<br />

Naime, svaki normalan imuni odgovor slabi tokom vremena nakon stimulacije sa antigenom, a<br />

imuni sistem se »vraa« u svoje ba<strong>za</strong>lno stanje mirovanja do uspostavljanja homeostaze.<br />

Homeosta<strong>za</strong> se održava u najveoj meri zbog toga što su imuni odgovori uzrokovani antigenima i<br />

funkcionišu u cilju eliminacije antigena, te je stoga neophodna eliminacija osnovnih stimulusa <strong>za</strong><br />

preživljavanje i aktivaciju limfocita. Pored toga, antigeni i imuni odgovori na date antigene<br />

inhibišu sam imuni odgovor.<br />

Nereaktivnost (tolerantnost) prema sopstvenom se ogleda u sposobnosti adaptivnog imunog<br />

sistema da se bori protiv velikog broja razliitih mikroorgani<strong>za</strong>ma, kao i drugih stranih antigena,<br />

ali da u normalnim, fiziološkim uslovima, ne reaguje protiv sopstvenih antigena i/ili potencijalno<br />

antigenih molekula. Jedna od najmarkantnijih karakterijstika svakog normalnog imunog sistema<br />

je njegova sposobnost da prepoznaje, reaguje/odgovara i eliminiše veliki broj stranih (onih koji<br />

organizmu ne pripadaju) antigena, a da istovremeno ne reaguje i stvara ošteenja protiv<br />

sopstvenih (onih koji organizmu pripadaju) antigenih molekula. Tolerancija prema sopstvenim<br />

antigenima ili tolerancija prema sopstvenom se održava na raun nekoliko medjusobno-<br />

koordinisanih mehani<strong>za</strong>ma. Jedan od njih je eliminacija limfocita koji ekspresuju receptore<br />

specifine <strong>za</strong> neke od sopstvenih antigena. Drugi mehani<strong>za</strong>m je dozvoljavanje limfocitima da se<br />

»sretnu« sa drugim sopstvenim antigenima u situaciji kada je onemoguena stimulacija limfocita<br />

16


koji reaguju na sopstveno (engl. self-reactive lymphocytes) ili postoji funkcionalna inaktivacija<br />

ove grupe limfocita. Ovi mehanizmi tolerancije prema sopstvenom i diskriminacije izmedju<br />

sopstvenih i stranih antigena bie detaljnije opisani u Odeljku 4. Maturacija, aktivacija i regulacija<br />

limfocita. Abnormalnosti u indukciji ili održavanju tolerancije prema sopstvenom dovode do<br />

imunog odgovora upravljenog prema sopstvenim tzv. autolognim antigenima i esto rezultira<br />

poremeajima koji se nazivaju autoimune bolesti.<br />

Sve nabrojane karakteristike imunog sistema su neophodne, ukoliko se želi ostvariti odbrambena<br />

funkcija imunog sistema. Specifinost i memorija omoguavaju imunom sistemu da veoma<br />

efikasno eliminiše perzistentne i ponovljenje stimulacije sa istim antigenom, te da sanira infekcije<br />

koje su prolongirane ili uestale. Diverzitet/raznolikost je neophodna da bi imuni sistem odbranio<br />

organi<strong>za</strong>m od mnogih i raznovrsnih potencijalnih patogena iz okruženja. Specijali<strong>za</strong>cija<br />

omoguava imunom sistemu da formira »sopstveni di<strong>za</strong>jn« odgovora kako bi najbolje i<br />

najefikasnije eliminisao razliite vrste antigena. Ograniavanje sopstvenog imunog odgovora<br />

omoguava imunom sistemu da se »vrati« u prvobitno stanje mirovanja nakon eliminacije svakog<br />

stranog antigena i da bude u pripravnosti i sposoban da odgovori pri narednom susretu sa<br />

antigenom. Tolerancija prema sopstvenom je vitalna <strong>za</strong> prevenciju ošteenja sopstvenih elija i<br />

tkiva tokom održavanja funkcije raznolikog repertoara limfocita specifinog <strong>za</strong> strane antigene.<br />

2.1.4. elijske komponente adaptivnog imunog sistema<br />

Osnovne elije imunog sistema su limfociti, antigen prezentujue elije i efektorne elije.<br />

Limofociti su elije koje specifino prepoznaju i odgovaraju na antigen i zbog toga su one<br />

medijatori humoralnog i elijskog imuniteta. Postoje razliite populacije limfocita specifine po<br />

nainu prepoznavanja antigena i funkcijama (Slika 2.5). B limfociti su jedine elije sposobne da<br />

produkuju antitela. Oni prepoznaju ekstracelularne antigene ukljuujui i one na površini elije, a<br />

potom se diferenciraju u elije koje sekretuju antitela, te na taj nain predstavljaju medijatore<br />

humoralnog imuniteta. T limfociti ne produkuju antitela. Ovi limfociti prepoznaju antigene<br />

intracelularnih mikroorgani<strong>za</strong>ma i funkcionišu u smislu uništavanja ovih mikroorgani<strong>za</strong>ma ili<br />

inficiranih elija, te predstavljaju medijatore elijama-posredovanog imuniteta. Antigeni receptori<br />

T limfocita su membranski molekuli razliiti od antitela, ali strukturno pove<strong>za</strong>ni sa njima. T<br />

limfociti imaju ogranienu specifinost <strong>za</strong> antigene, te oni prepoznaju iskljuivo peptidne antigene<br />

koji su <strong>za</strong>kaeni <strong>za</strong> proteine ekspresovane na površini elija domaina, kodirane genima velikog<br />

17


histokompatibilnog kompleksa (engl.<br />

Major Histocompatibility Complex –<br />

MHC). Stoga T elije prepoznaju i<br />

odgovaraju iskljuivo na antigene<br />

ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> površinu elije (engl. cell<br />

surface antigens), dok na solubilne<br />

antigene ne reaguju. T limfociti<br />

podrazumevaju razliite subpopulaci-<br />

je, a najbolje definisne su pomone T<br />

elije (pomonice) i citolitini ili<br />

citotoksini T limfociti (engl.<br />

Cytolytic T Lymphocites - CTLs). Kao<br />

markeri <strong>za</strong> fenotipsko razlikovanje<br />

subpopulacija limfocita mogu se<br />

koristiti membranski proteini.<br />

Slika 2.5. Klase limfocita<br />

Na primer, elije pomonice ekspresuju membranski protein CD4, dok citotoksini T limfociti<br />

ekspesuju CD8 protein. T i B limfociti imaju klonalno distribuirane receptore <strong>za</strong> antigen tj. postoji<br />

veliki broj klonova <strong>za</strong> razliite antigene, a pripadnici istog klona imaju iste receptore <strong>za</strong> antigene<br />

na svojim membranama. Geni koji kodiraju receptore <strong>za</strong> antigene, se formiraju rekombinacijom<br />

DNA segmenata, tokom razvoja ovih elija. Somatske rekombinacije generišu milione razliitih<br />

gena <strong>za</strong> receptore, formirajui vrlo širok repertoar razliitih limfocita. Kao odgovor na stimulaciju<br />

antigenom, pomone T elije sekretuju proteine koji se nazivaju citokini, a njihova funkcija je da<br />

stimulšu proliferaciju i diferencijaciju kako samih T elija, tako i drugih elija ukljuujui B elije,<br />

makrofage i druge leukocite. Citotoksine T elije uništavaju elije koje produkuju strane<br />

antigene, kao što su elije inficirane virusim ili drugim intracelularnim mikroorganizmima.<br />

Specifini T limfociti ija je funkcija da uestvuju uglavnom u inhibiciji imunog odgovora nazivaju<br />

se regulatorni T limfociti. Njihovo stvaranje i precizna fiziološka uloga još uvek nije precizno<br />

definisana. Pored B i T limfocita, trea klasa limfocita su tzv. urodjeno-ubilake elije (engl.<br />

Natural Killer - NK cells) ili elije prirodne ubice ukljuene u urodjenoj otpornosti na viruse i<br />

druge intracelularne mikroorganizme. Inicijacija i razvoj adaptivnog imunog odgovora <strong>za</strong>hteva<br />

da antigeni budu »uhvaeni« i »izloženi« specifinim limfocitima. elije koje ispunjavaju ova dva<br />

<strong>za</strong>datka i koje su u službi »serviranja« antigena limfocitima nazivaju se antigen prezentujue<br />

18


elije (engl. Antigen Presenting Cells - APC). Najspecijalizovanije APC su dendritske elije kože<br />

osposobljene da hvataju antigene koji dospevaju iz spoljašnjeg okruženja, da ih transportuju do<br />

limfoidnih organa i na kraju da prezentuju ove antigene naivnim T limfocitima kako bi se aktivirao<br />

imuni odgovor. Drugi elijski tipovi funkcionišu kao APC u razliitim stadijumima humoralnog i<br />

elijama-posredovanog imuniteta. Aktivacija limfocita antigenima vodi ka generisanju velikog<br />

broja razliitih medjusobno koordinisanih mehani<strong>za</strong>ma koji imaju <strong>za</strong> cilj eliminaciju antigena i<br />

veoma esto <strong>za</strong>htevaju prisustvo specifinih elija koje se nazivaju efektorne elije. U razliitim<br />

tipovima imunog odgovora efektorne elije mogu biti npr. aktivirani T limfociti, mononuklearni<br />

fagociti i druge elije imunog sistema. Limfociti i »dodatne« elije koje su u funkciji imunog<br />

sistema su koncentrisani u anatomski diskretnim limfoidnim organima gde one medjusobno<br />

interaguju i iniciraju imuni odgovor. Limfociti su takodje prisutni i u krvi i odatle mogu da<br />

recirkulišu u limfoidna tkiva, a potom na periferiju koja je izložena antigenu i da ga tamo<br />

eliminišu. Detaljnije informacije o elijskoj komponeneti imunog sistema bie predoene u<br />

Poglavlju 2.2. elije i tkiva imunog sistema.<br />

2.1.5. Faze adaptivnog imunog odgovora<br />

Adaptivni imuni odgovor se odvija kroz nekoliko fa<strong>za</strong> – prepoznavanje antigena, aktivacija<br />

limfocita i efektorna fa<strong>za</strong> eliminacije antigena – praena »povratkom« u stanje homeostaze i<br />

održavanja memorije (Slika 2.6.).<br />

Svi imuni odgovori <strong>za</strong>poinju<br />

prepoznavanjem specifinog atigena.<br />

Ovo prepoznavanje prouzrokuje i<br />

vodi ka aktivaciji limfocita koji su<br />

prepoznali antigen, a kulminira u<br />

razvoju efektornih mehani<strong>za</strong>ma koji<br />

posreduju fiziološku funkciju<br />

imunog odgovora, odnosno,<br />

eliminaciju antigena. Nakon<br />

eliminacije anitigena, imuni odgovor<br />

slabi i obnavlja se homeosta<strong>za</strong>.<br />

Slika 2.6. Faze adaptivnog imunog odgovora<br />

19


U narednim delovima teksta je dat sažet prikaz pojedinih fa<strong>za</strong> adaptivnog imunog odgovora, a<br />

detaljnije informacije bie predoene u posebnom poglavlju.<br />

2.1.5.1. Prepoznavanje antigena<br />

Svaka individua poseduje veliki broj limfocita klonskog porekla, pri emu je svaki klon nastao od<br />

jednog jedinog prekursora i sposoban je da prepozna i reaguje na odredjenu antigenu<br />

determinantu, te se nakon ulaska antigena »selektuje« specifian postojei klon i aktivira<br />

antigenom (Slika 2.7.). Ovaj fundamentalni princip imunog sistema se naziva hipote<strong>za</strong> klonske<br />

selekcije, a predložena je kao hipote<strong>za</strong> koja objašnjava kako imuni sistem može da ogovori na<br />

veliki broj razliitih antigena. Prema ovoj hipotezi, antigen-specifini klonovi limfocita se razvjaju<br />

ranije i ne<strong>za</strong>visno od izlaganja<br />

antigenu. elije unutar jednog<br />

klona poseduju identine antigene<br />

receptore koji se razlikuju od<br />

antigenih receptora na elijama<br />

lanicama drugih klonova. Iako je<br />

veoma teško postaviti gornju gra-<br />

nicu broja antigenih determinanti<br />

koje prepoznaje imuni sistem<br />

sisara, naješe se koriste<br />

vrednosti izmedju 10 7 i 10 9. Ovo je<br />

razumljiva aproksimacija broja<br />

razliitih antigenskih receptornih<br />

proteina koji se produkuju te<br />

reflektuje broj pojedinih klonova<br />

limfocita prisutnih u svakom<br />

organizmu.<br />

Slika 2.7. Hipote<strong>za</strong> klonske selekcije<br />

Ovo je razumljiva aproksimacija broja razliitih antigenskih receptornih proteina koji se<br />

produkuju, te reflektuje broj pojedinih klonova limfocita prisutnih u svakom organizmu. Strani<br />

antigeni interaguju i aktiviraju postojee klonove antigen-specifinih limfocita tj. onih koji imaju<br />

20


eceptore <strong>za</strong> datu antigenu determinantu, u specijalizovanom limfoidnom tkivu gde imuni odgovor<br />

<strong>za</strong>poinje.<br />

2.1.5.2. Aktivacija limfocita<br />

Aktivacija limfocita <strong>za</strong>hteva prepoznavanje dva razliita signala: prvi je antigen a drugi je<br />

komponenta urodjenog imunog odgovora na mikroorganizme koji su oštetili eliju (Slika 2.8.).<br />

Ovaj fenomen je definisan kao hipote<strong>za</strong> dva signala <strong>za</strong> aktivaciju<br />

limfocita. Potreba <strong>za</strong> antigenom (tzv. signalom 1 ili prvim<br />

signalom) garantuje specifinost imunog odgovora (registrovae ga<br />

samo klon koji ima specifini receptor <strong>za</strong> taj antigen). Potreba <strong>za</strong><br />

dodatnim stimulusom iniciranim od strane mirkoorgani<strong>za</strong>ma ili<br />

reakcije urodjenog imuniteta na mikroorganizme (tzv. signal 2<br />

ili drugi signal) garantuje da e imuni odgovor biti indukovan<br />

onda kada bude potreban (protiv mikroorgani<strong>za</strong>ma ili drugih<br />

štetnih agenasa) a ne protiv bezopasnih molekula ukljuujui i<br />

sopstvene antigene.<br />

Slika 2.8. Dva signala su neophodna <strong>za</strong> aktivaciju limfocita<br />

Odgovor limfocita na antigene i drugi signal ukljuuje sintezu novih proteina, proliferaciju<br />

elija i diferencijaciju u efektorne i memorijske elije. To podrazumeva aktivaciju transkripcije<br />

gena koji ranije nisu bili aktivni tj. sintezu novih proteina, i proliferaciju elija odredjenog klona.<br />

U sluaju nekih akutnih virusnih infekcija, veliina klona aktivranog antigenom može biti 50 000<br />

puta vea od ba<strong>za</strong>lne. Antigenom-aktivirani limfociti se diferenciraju u efektorne elije,<br />

(citotoksini T limfociti, elije pomonice i plazma elije), ija je funkcija da eliminišu antigene, i<br />

memorijske elije, koje su dugoživee i pokazuju uvean odgovor prilikom ponovnog susreta sa<br />

istim antigenom. Periferni limfatini vorovi su mesto gde B i T limfociti odgovaraju na antigene<br />

(koji pristižu iz perifernog tkiva putem limfe). U slezini limfociti odgovaraju na antigene poreklom<br />

iz krvi.<br />

2.1.5.3. Efektorna fa<strong>za</strong> adaptivnog imunog odgovora: eliminacija antigena<br />

Tokom efektorne faze imunog odgovora limfocti koji su bili specifino aktivirani antigenima<br />

ostvaruju efektorne funkcije koje vode do eliminacije antigena. Efektorne i neke memorijske elije,<br />

napuštaju limfne vorove, odlaze u periferno tkivo na mesto infekcije gde su neophodne <strong>za</strong><br />

21


eliminaciju mikroba. Eliminacija ekstracelularnih i intracelularnih antigena posredstvom antitela<br />

i T limfocita veoma esto <strong>za</strong>hteva ueše kako drugih, tzv. nelimfatinih elija, tako i ueše<br />

odbrambenih mehani<strong>za</strong>ma koji su operativni u urodjenom imunom odgovoru. Prema tome, isti<br />

mehanizmi urodjenog imunog odgovora, koji obezbedjuju prvu liniju odbrane protiv infektivnih<br />

agenasa, mogu biti korišeni prilikom odredjenih adaptivnih odgovora u eliminaciji<br />

mikroorgani<strong>za</strong>ma. Pored toga, kao što je napomenuto ranije, veoma važna generalna funkcija<br />

adaptivnog imunog odgovora je da pojaava efektorne mehanizme urodjenog imuniteta i da ih<br />

fokusira na ona tkiva i elije koji su napadnuti stranim antigenom.<br />

2.1.5.4. Homeosta<strong>za</strong>: Slabljenje/opadanje/nestajanje imunog odgovora<br />

Na kraju imunog odgovora, imuni sistem se vraa u svoje ba<strong>za</strong>lno stanje mirovanja, najveim<br />

delom zbog toga što veina antigen-stimulisanih limfocita umire apoptozom. Apopto<strong>za</strong> je forma<br />

regulisane, fiziološke elijske smrti u kojoj nukleus prolazi konden<strong>za</strong>ciju i fragmentaciju, plazma<br />

membrana postaje »mehurasta« i ispunjena vezikulama, interna struktura i poredak<br />

membranskih lipida se gubi, te mrtva elija biva veoma brzo fagocitirana i pre izlivanja njenog<br />

sadržaja. Apopto<strong>za</strong> je proces suprotan nekrozi, obliku elijske smrti, u toku koga nuklearana i<br />

elijska membrana pucaju i sadržaj se izliva što aktivira mehanizme lokalne inflamatorne reakcije.<br />

Velika frakcija antigenima-aktiviranih limfocita ulazi u proces apoptoze verovatno zbog toga što<br />

preživljavanje limfocita <strong>za</strong>visi od antigena i antignenom-indukovanih faktora rasta, te kada imuni<br />

odgovor eliminiše antigen kojim je bio iniciran, limfociti ostaju bez stimulusa esencijalnih <strong>za</strong><br />

preživljavanje i umiru. Za preživljavanje memorizujuih elija nije potrebna stimulacija sa<br />

antigenom. Izvestan broj memorizujuih elija migriraja u limfne noduse (gde obezbedjuje pul<br />

antigen specifinih limfocita, koji mogu biti brzo aktivirani i diferencirani u efektorne elije,<br />

prilikom ponovnog izlaganja istom antigenu), dok druge ostaju u mukoznom tkivu ili cirkulišu u<br />

krvi (odakle mogu biti regrutovane <strong>za</strong> brzi odgovor u bilo kom delu tela).<br />

Osnovni pojmovi i principi uvedeni u ovom poglavlju detaljnije e biti objašnjeni u tekstu poglavlja<br />

koja slede.<br />

22


2.2. ELIJE I TKIVA IMUNOG SISTEMA<br />

elije koje ine imuni sistem (IS) i koje su odgovorne <strong>za</strong> funkciju IS, se nalaze rasute po svim<br />

tkivima u organizmu, prisutne su u cirkulaciji (cirkulišu krvotokom i limfotokom), ili su<br />

organizovane u anatomski definisane grupacije elija tzv. limfne organe. Anatomska organi<strong>za</strong>cija<br />

ovih elija i njihova sposobnost da cirkulišu po organizmu tj. da se stalno kreu i rasporedjuju<br />

izmedju krvi, limfe i tkiva, je od suštinskog znaaja <strong>za</strong> nastajanje imunog odgovora (IO).<br />

Da bi IS bio efikasan u borbi protiv razliitih patogena mora da <strong>za</strong>dvolji sledee <strong>za</strong>hteve:<br />

1. treba da odgovori na mali broj razliitih mikroba koji mogu da prodru na bilo kom<br />

mestu u organi<strong>za</strong>m;<br />

2. mali broj elija IS (tzv. naivnih limfocita), treba da specifino prepozna i odgovori na<br />

strane antigene;<br />

3. efektorni mehanizmi imunog sistema (Ab i efektorni T limfociti) treba da unište strane<br />

mikrobe na mestima njihovog prodora u organi<strong>za</strong>m, kao i na mestima koja su udaljena od<br />

mesta prodora mikroba.<br />

Sposobnost IS da se suoi sa ovim <strong>za</strong>htevima i da efikasno <strong>za</strong>stiti organi<strong>za</strong>m od stranih Ag, <strong>za</strong>visi<br />

od organi<strong>za</strong>cije i karakteristika elija i tkiva IS.<br />

Specijalizovana tkiva (periferni limfatini organi) vezuju (koncentrišu) antigene koji prodiru<br />

kroz glavne ulaze u organi<strong>za</strong>m (koža, GIT, RS). Vezivanje antigena i njihov transport do<br />

limfatinih organa je prvi korak u adaptivnom IO.<br />

Naivni limfociti (limfociti koji nisu bili u kontaktu sa antigenom) migriraju kroz periferne<br />

limfatine organe i tu se susreu sa antigenom, prepoznaju ga i iniciraju IO. (Memorijski i<br />

efektorni limfociti nastaju od antigen-stimulisanih naivnih limfocita).<br />

Efektorni i memorijski limfociti cirkulišu krvotokom i dospevaju i do mesta prodora<br />

antigena i tu se <strong>za</strong>državaju. Time je omogueno sistemsko delovanje imuniteta tj. da imuni<br />

mehanizmi funkcionišu bilo gde u organizmu.<br />

23


2.2.1. elije imunog sistema<br />

elije koje su ukljuene u adaptivni IO su:<br />

antigen-specifini limfociti,<br />

specijalizovane elije koje iskazuju antigene i time aktiviraju limfocite (engl. antigen-<br />

presenting cells, APCs),<br />

efektorne elije koje eliminišu antigene.<br />

Tabela 2.4. elije imunog sistema i njihova primarna funkcija<br />

TIP ELIJE PRIMARNA FUNKCIJA TIP ELIJE PRIMARNA FUNKCIJA<br />

P R I R O D N I IM U N I T E T S T E E N I I M U N I T E T<br />

Neutrofilni<br />

Fagocito<strong>za</strong> i inflamatorni procesi; naješe prvi<br />

granulociti<br />

napuštaju cirkulaciju i dolaze do inficiranog tkiva<br />

Monociti Napuštaju cirkulaciju i u tkivima se razvijaju u<br />

makrofage<br />

Makrofagi Najmoniji fagociti; znaajni u kasnim<br />

stadijumima infekcije i reparacije tkiva,<br />

rasporeeni su u celom organizmu u cilju<br />

pravovremenog »hvatanja« stranih agenasa;<br />

produkuju antigene; uestvuju u aktivaciji T i B<br />

limfocita<br />

Bazofilni granulociti Pokretljive elije, napuštaju cirkulaciju, dospevaju<br />

do tkiva gde pospešuju oslobaanje jedinjenja<br />

koja uestvuju u inflamatornim procesima<br />

Mastociti Nepokretne elije u vezivnom tkivu; pospešuju<br />

Eozinofilni<br />

granulociti<br />

inflamatorne procese<br />

B elije Nakon aktivacije, diferenciraju se u<br />

plazma elije ili memorijske B elije<br />

Plazma elije Produkuju antitela koja su direktno ili<br />

indirektno odgovorna <strong>za</strong> destrukciju<br />

antigena<br />

Memorijske B elije<br />

Brzo i efikasno odgovaraju na antigen<br />

na koji je imuni sistem prethodno ve<br />

reagovao; odgovorne <strong>za</strong> imunitet<br />

Citotoksine C elije Odgovorne <strong>za</strong> destrukciju elija<br />

liziranjem ili produkcijom citokina<br />

T elije odgovorne <strong>za</strong><br />

odgodjenu hipersenzitivnost<br />

Produkuju citokine koji pospešuju<br />

inflamatorne procese<br />

Iz krvi prelaze u razliita tkiva i oslobaaju<br />

jedinjenja koja inhibišu inflamatorne procese T elije pomonice Aktiviraju B elije i efektorne T elije<br />

Prirodne elije ubice Liziraju tumorske elije i elije inficirane virusima Supresorske T elije Inhibiraju B elije i efektorne T elije<br />

Memorijske T elije Brzo i efikasno odgovaraju na antigen<br />

na koji je imuni sistem prethodno ve<br />

reagovao; odgovorne <strong>za</strong> steeni<br />

imunitet<br />

Dendritske elije Procesuju antigene i uestvuju u<br />

aktivaciji B i T elija<br />

24


položeno jedro i tanak sloj citoplazme u kojoj se nalaze<br />

oskudno <strong>za</strong>stupljene organele (nekoliko mitohondrija,<br />

ribozoma, lizozoma bez specijalizovanih organela). Pre<br />

stimulacije sa antigenom, naivni limfociti se nalaze u stanju<br />

mirovanja, u G0 fazi elijskog ciklusa. Nakon susreta sa<br />

antigenom, naivni limfociti, ulaze u G1 fazu, postaju vei<br />

(10-12 µm u dijametru), imaju više citoplazme i organela, i<br />

povišen nivo citiplazmatine RNA, i dobijaju naziv veliki<br />

limfociti ili limfoblasti.<br />

Slika 2.9. Kretanje elija imunog sistema tokom<br />

imunog odgovora<br />

Dendritske elije “love” antigene na mestu njihovog<br />

prodora u organi<strong>za</strong>m i transportuju/koncentrišu ih do<br />

limfnih vorova, gde aktiviraju naivne limfocite koji<br />

su putem krvi dospeli u limfne vorove. Efektorne i<br />

memorijske elije, koje su nastale u limfnom voru,<br />

ulaze u cirkulaciju i putem krvi dospevaju do bilo kog<br />

tkiva. Antitela, takodje, dospevaju u krvotok i tako<br />

mogu da lociraju antigene bilo gde u organizmu.<br />

Memorijske elije, mogu da ostanu u perifernom<br />

limfatinom tkivu ili mogu da udju u krvotok.<br />

2.2.1.1. Limfociti<br />

Limfociti su jedine elije u organi-<br />

zmu sposobne da specifino pre-<br />

poznaju antigene. Oni su odgo-<br />

vorni <strong>za</strong> dve osnovne karakteristi-<br />

ke adaptivnog IO, <strong>za</strong> specifinost i<br />

postojanje imunološke memorije.<br />

Morfologija limfocita<br />

Naivni limfociti su elije koje nisu<br />

bile u kontaktu sa antigenom.<br />

Zbog njihove veliine i izgleda<br />

morfolozi ih nazivaju mali limfociti.<br />

To su elije dijametra 8-10 µm,<br />

koje imaju veliko, centralno<br />

Slika 2.10. Faze elijskog ciklusa limfocita<br />

25


Klase limfocita<br />

Iako su morfološki posmatrano isti, limfociti se razlikuju po svojoj funkciji kao i po proteinskim<br />

produktima. B limfociti (nosioci humoralnog imuniteta), su dobili naziv <strong>za</strong>to što kod ptica ove<br />

elije sazrevaju u Bursi Fabricii. Sisari ne poseduju anatomski ekvivalent Burse Fabricii, te oni<br />

sazrevaju u kosnoj srži. T limfociti (medijatori elijske imunosti), nastaju u kosnoj srži, a <strong>za</strong>tim<br />

migriraju i sazrevaju u timusu. T limfocite ine dve grupe limfocita, T elije pomonice i citolitiki<br />

(citotoksini) T limfociti (CTLs). T i B limfociti poseduju klonalno distribuirane receptore <strong>za</strong><br />

antigene. Drugim reima, postoji mnogo klonova ovih elija koji se medjusobno razlikuju po<br />

specifinosti njihovih receptora <strong>za</strong> odredjene antigene (pripadnici istog klona ekspresuju iste<br />

receptore <strong>za</strong> antigen, koji se razlikuje od receptora pripadnika drugog klona). Geni koji kodiraju<br />

receptore <strong>za</strong> antigene se formiraju rekombinacijom segmentata DNA u toku razvoja ovih elija.<br />

Zahvaljujui ovim somatskim rekombinacijama nastaju geni <strong>za</strong> milione razliitih receptora i tako<br />

nastaje vrlo velik i raznolik repertoar limfocita. Urodjeno-ubilake elije (engl. natural killer cells;<br />

NK) su trea populacija limfocita koja poseduje razliite receptore od T i B limfocita i ija je<br />

funkcija ve<strong>za</strong>na <strong>za</strong> nespecifinu imunost (prirodnu otpornost).<br />

Tabela 2.5. Klase limfocita<br />

KLASA FUNKCIJA RECEPTOR ZA ANTIGEN FENOTIPSKI MARKER<br />

T limfociti - pomonice Stimulišu rast i diferencijaciju B<br />

Citolitiki T limfociti<br />

(citotoksini)<br />

limfocita.<br />

Aktiviraju makrofage sekrecijom<br />

citokina.<br />

Uništavaju virusom inficirane elije,<br />

tumorske elije; odbacivanje alografta.<br />

heterodimer CD3 +, CD4 +, CD8 -<br />

heterodimer CD3 +, CD4 -, CD8 +<br />

B limfociti Produkcija antitela Antitelo ve<strong>za</strong>no <strong>za</strong> membranu<br />

Urodjeno-ubilake<br />

elije<br />

Uništavaju virusom inficirane elije,<br />

tumorske elije;<br />

limfocita (imunoglobulin)<br />

Imunoglobulinu-slian receptor na<br />

ubilakim elijama<br />

Fc receptori; klasa II MHC;<br />

CD19; CD21<br />

Fc receptor <strong>za</strong> IgG<br />

Membranski proteini se mogu koristiti kao fenotipski markeri <strong>za</strong> razlikovanje funkcionalno<br />

razliitih populacija limfocita. Na primer, veina T elija pomonica ekspresuje površinske<br />

proteine tzv CD4, dok veina CTLs ekspresuje površinske proteine CD8. Antitela specifina <strong>za</strong> te<br />

markere, obeležena odgovarajuim probama, mogu se koristiti <strong>za</strong> identifikaciju i izolaciju razliitih<br />

populacija limfocita. *Prihvaena nomenklatura <strong>za</strong> markere limfocita je CD nomenklatura. CD<br />

(CD16)<br />

26


(cluster of differentiation) je istorijski termin koji oznaava kolekciju monoklonalnih antitela, koja<br />

su specifina <strong>za</strong> razliite markere diferencijacije limfocita. CD sistem obezbedjuje uniforman<br />

pristup u identifikaciji površinskih molekula na limfocitima, APCs i mnogim drugim elijskim<br />

tipovima imunog sistema. Mnogi od ovih proteina/markera imaju znaajnu ulogu u funkciji<br />

Diferencijacija limfocita<br />

limfocita.<br />

Slika 2.11. Morfologija limfocita. A- limfocit u perifernoj krvi (svetlosna mikroskopija);<br />

B- mali limfocit (elektronska mikroskopija); C- veliki limfocit (elektronska mikroskopija).<br />

Kao i ostale elije krvi, i limfociti nastaju u kosnoj srži. U toku kompleksnog procesa sazrevanja<br />

(maturacije) oni ekspresuju receptore <strong>za</strong> antigene i dobijaju funkcionalne i fenotipske<br />

karakteristike zrele elije. B limfociti sazrevaju u kosnoj srži, dok T limfociti napuštaju kosnu srž,<br />

nastanjuju timus, i tu maturiraju u zrelu formu. Zrele forme limfocita napuštaju kosnu srž i<br />

timus, ulaze u cirkulaciju i<br />

nasta-njuju periferne limfne<br />

organe. Zrele forme limfocita,<br />

koje se nalaze u limfnim voro-<br />

vima, a nisu bile u kontaktu sa<br />

antigenom, nazivaju se naivni<br />

limfociti.<br />

Slika 2.12. Sazrevanje limfocita<br />

Funkcija naivnih limfocita je da prepoznaju antigene i iniciraju adaptivni IO. Ukoliko se ne sretnu<br />

sa antigenom, naivni limfociti posle nekog vremena bivaju izloženi apoptozi i umiru, a populacija<br />

se održava na odredjenom nivou <strong>za</strong>hvaljujui nastajanju novih naivnih limfocita od progenitornih<br />

elija kosne srži. Procenjeno je da poluživot naivnih limfocita miša iznosi oko 3-6 meseci, dok<br />

humani limfociti žive nekoliko godina. Veruje se da je <strong>za</strong> preživljavanje naivnih limfocita<br />

neophodno “slabo” prepoznavanje sopstvenih antigena, tako da elije primaju signale koji ih<br />

održavaju u životu, a nedovoljni su da aktiviraju diferencijaciju u efektorne elije. Priroda ovih<br />

auto-antigena znaajnih <strong>za</strong> preživljavanje naivnih limfocita, <strong>za</strong> sada nije poznata. Drugim reima,<br />

receptor <strong>za</strong> antigen na naivnim limfocitima je neophodan ne samo <strong>za</strong> prepoznavanje stranog<br />

antigena i iniciranje diferencijacije u efektorne elije, nego i <strong>za</strong> preživljavanje naivnih elija.<br />

Takodje, smatra se da su i citokini znaajni <strong>za</strong> preživljavanje naivnih limfocita.<br />

27


Aktivacija limfocita<br />

Antigeni i drugi stimuluisi aktiviraju naivne limfocite da se diferencijraju u efektorne i memorijske<br />

elije. Ova aktivacija se odvija u nekoliko fa<strong>za</strong>.<br />

Sinte<strong>za</strong> novih (de novo) proteina. Odmah nakon stimulacije <strong>za</strong>poinje transkripcija gena,<br />

koji su predhodno bili u mirovanju, i sinte<strong>za</strong> novih proteina. Sintetišu se citokini (u T elijama),<br />

koji stimulišu rast i diferencijaciju limfocita i drugih efektornih elija; citokinski receptori, koji<br />

ine limfocite senzitivnim na stimulaciju<br />

citokinima; i mnogi drugi proteini<br />

ukljueni u transkripciju gena i deobu<br />

elija.<br />

Proliferacija elija. Kao odgovor<br />

na antigen i faktore rasta produkovane iz<br />

elija, antigen-specifini limfociti bivaju<br />

<strong>za</strong>hvaeni mitotikim deobama. Ovo vodi<br />

ka proliferaciji i poveanju antigen-<br />

specifinog klona tj. ekspanziji klona.<br />

Kod nekih akutnih infekcija virusima,<br />

broj virus-specifinih T limfocita može da<br />

poraste pedeset hiljada puta u odnosu na<br />

ba<strong>za</strong>lni (nestimulisani) broj.<br />

Slika 2.13. Faze aktivacije limfocita<br />

Diferencijacija u efektorne elije. Neki od antigen-stimulisanih limfocita se diferenciraju<br />

u efektorne elije, ija je funkcija eliminacija antigena. Efektorni limfociti su: pomone T elije,<br />

CTLs i B limfociti koji produkuju antitela. Diferencirane T elije pomonice, na membrani<br />

ekspresuju proteine, koji mogu da reaguju sa ligandima drugih elija (kao sto su makrofage i B<br />

limfociti), a takodje sekretuju citokine koji aktiviraju druge elije. Diferencirani CTLs imaju<br />

granule koje sadrže proteine ukljuene u uništavanje virusom-inficiranih elija kao i tumorskih<br />

elija. B limfociti se diferenciraju u elije koje sintetišu i sekretuju antitela (plazma elije). One<br />

imaju širi sloj citoplazme sa dobro razvijenim granuliranim endoplazmatskim retikulumom (gde se<br />

sintetišu antitela i drugi proteini, koji se sekretuju ili ulaze u sastav membrane limfocita), kao i<br />

perinuklearni Golgi kompleks (gde molekule antitela dobijaju konanu formu i gde se pakuju u<br />

sekretorne vezikule). Smatra se da više od 1/2 ukupne mRNA plazma elija kodira proteine<br />

antitela. Plazma elije se razvijaju u limfoidnim organima na mestu IO, i mogu da migriraju na<strong>za</strong>d<br />

28


u kosnu srž, gde neke od njih žive duži period nakon <strong>za</strong>vršetka IO. Ipak veina plazma elija ne<br />

živi dugo nakon eliminacije antigena.<br />

Diferencijacija u memorijske elije. Neki od antigen-stimulisanih B i T limfocita se<br />

diferenciraju u memorijske elije, koje su odgovorne <strong>za</strong> brzi i masovan IO, nakon ponovnog<br />

susreta sa istim antigenom (sekundarni IO). Memorijske elije preživljavaju u stanju<br />

funkcionalnog mirovanja i nekoliko godina nakon eliminacije antigena. Od naivnih i efektornih<br />

limfocita se razlikuju po proteinima koje ekspresuju na svojoj membrani. Memorijski B limfociti<br />

na membrani ekspresuju Ig kao što su IgG, IgE i IgA dok naivni B limfociti imaju IgM i IgD.<br />

Takodje, memorijski T limfociti u odnosu na naivne T elije na membrani imaju više adhezivnih<br />

molekula, kao što su integrini i CD44. Ovi proteini promovišu migraciju memorijskih elija na<br />

mesto infekcije. Neke memorijske elije migriraju u limfne vorove gde obezbedjuju pul antigen-<br />

specifinih limfocita, koji mogu brzo da odgovore na ponovni prodor antigena (mogu brzo da<br />

proliferišu u efektorne elije). Druge memorijske elije, nastanjuju mukozna tkiva ili cirkulišu<br />

krvotokom, odakle brzo mogu da budu regrutovane u efektorni odgovor, i usmerene na mesto<br />

prodora antigena.<br />

2.2.1.2. Antigen-prezentujue elije (APCs)<br />

Antigen-prezentujue elije (APCs) su populacije elija koje su specijalizovane da “hvataju”<br />

antigene i iskazuju ih na svojim membranama, T limfocitima. One, obezbedjuju signal koji<br />

stimuliše proliferaciju i diferencijaciju T limfocita. Najbrojnija populacija APCs, ukljuena u<br />

aktivaciju T limfocita su dendritske elije. Makrofage, kao i B limfociti, takodje, mogu da<br />

funkcionišu kao APCs (B limfociti mogu da iskažu antigene, na svojoj membrani, T elijama<br />

pomonicama). Specijalizovane elije tzv. folikularne dendritske elije, iskazuju antigene B<br />

limfocitima, tokom odredjenih fa<strong>za</strong> humoralnog imunog odgovora.<br />

Dendritske elije. Dendritske elije imaju znaajnu ulogu u “hvatanju” proteinskih<br />

antigena i indukciji elijskog imunog odgovora (stimulaciji T limfocita). Ove elije se nalaze ispod<br />

epitela u veini organa, gde “hvataju” antigene, a <strong>za</strong>tim ih transportuju do perifernih limfoidnih<br />

organa. Tu se dendritske elije sreu sa T limfocitima. Veina potie od monocitne loze i otuda<br />

naziv mijeloidne dendritske elije.<br />

Mononuklearni fagociti. Sistem mononuklearnih fagocita se sastoji od elija ija je<br />

primarna funkcija fagocito<strong>za</strong>. elije ovog sistema potiu od elija kosne srži, koje ulaze u<br />

cirkulaciju a potom sazrevaju i bivaju aktivirane u razliitim tkivima.<br />

Monociti su nepotpuno diferencirane elije koje napuštaju kosnu srž, i ulaze u<br />

cirkulaciju. Monociti su dijametra 10-15 µm, imaju bubrežasto jedro i granuliranu citoplazmu<br />

29


koja, izmedju ostalog, sadrži lizozome, fagocitne vakuole i citoskeletne filamente. Kada dospeju u<br />

tkiva, ove elije sazrevaju i postaju makrofage. Nakon aktivacije, makrofage se mogu razviti u<br />

razliite morfološke forme. One koje se nalaze u blizini epitelnih elija u koži, razvijaju izrazito<br />

veliku citoplazmu i nazivaju se epiteloidne elije. Aktivirane makrofage se mogu fuzionisti i tako<br />

formirati multinukleatne džinovske elije. Makrofage se nalaze u svim organima, i vezivnim<br />

tkivima, i u <strong>za</strong>visnosti od lokali<strong>za</strong>cije imaju razliite nazive. Na primer, u CNS se zovu mikrogli-<br />

jalne elije; kada oblažu vaskularne sinuse u jetri, nazivaju se Kupferove elije; u pluima su<br />

alveolarne makrofage; dok se multinukleatni fagociti kosti zovu osteoklasti.<br />

Makrofage, koje su fagocitirale antigene, prikazuju te antigene na svojoj membrani, efektornim T<br />

limfocitima. Efektorni T limfociti, onda, aktiviraju makrofage da unište antigene. Ovakva<br />

Slika 2.14. Sazrevanje mononuklearnog fagocita<br />

dešavanja predsta-<br />

vljaju glavni mehani-<br />

<strong>za</strong>m elijskog imunog<br />

odgovora protiv intra-<br />

celularnih mikroba<br />

(antigena).<br />

Makrofage, takodje, aktiviraju naivne T limfocite i indukuju primarni IO. Ipak, smatra se da su<br />

dendritske elije mnogo efikasnije u indukovanju primarnog IO. Mononuklearni fagociti su,<br />

takodje, znaajne efektorne elije u nespecifinom i u specifinom IO (prirodnom i steenom IO).<br />

Efektorne funkcije makrofaga ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> nespecifinu imunost su fagocito<strong>za</strong> mikroba i produkcija<br />

citokina koji aktiviraju druge elije ukljuene u inflamatorni odgovor. U adaptivnom IO,<br />

makrofage takodje, imaju znaajne efektorne funkcije: u elijskom IO, antigen-stimulisani T<br />

limfociti aktiviraju makrofage da unište fagocitirani antigen; u humoralnom IO, receptori <strong>za</strong><br />

antitela, koji se nalaze na membrani makrofaga, prepoznaju antigene okružene antitelima<br />

(opsonine) i fagocitiraju ih.<br />

Folikularne dendritske elije. Folikularne dendritske elije (FDCs) su prisutne u<br />

germinalnim centrima limfnih folikula u limfnim vorovima, slezini i mukoznim limfoidnim<br />

tkivima. Veina ovih elija nije poreklom od elija kosne srži i nije srodna dendritskim elijama.<br />

FDCs “hvataju” antigene u kompleksu sa antitelom ili produkte komplementa, i iskazuju ove<br />

antigene na svojim membranama, da bi bili prepoznati od B limfocita.<br />

30


2.2.2. Anatomija i funkcija limfoidnih tkiva<br />

Vrlo važna karakteristika IS, koja omoguava elijske interakcije neophodne <strong>za</strong> faze<br />

prepoznavanja i aktivacije IO, je da su limfociti i ostale elije koje pomazu IO, lokalizovane i<br />

koncetrisane u anatomski definisanim tkivima ili organima. Antigeni koji prodiru u organi<strong>za</strong>m se<br />

transportuju do ovih tkiva, to su mesta njihove koncentracije, i tu se antigeni sreu sa T<br />

Slika 2.15. Limfoidni organi u organizmu oveka<br />

2.2.2.1. Kosna srž<br />

limfocitima. Limfoidna tkiva su klasifikovana<br />

kao:<br />

generativni organi (primarni<br />

limfoidni organi), u kojima limfociti<br />

ekspresuju receptore <strong>za</strong> antigene i<br />

fenotipski i funkcionalno maturiraju;<br />

periferni organi (sekundarni limfoidni<br />

organi), gde se inicira proliferacija i<br />

razvoj limfocita kao odgovor na prodor<br />

stranih antigena.<br />

Primarni limfoidni organi sisara su kosna srž,<br />

gde nastaju svi limfociti, i timus, gde T limfociti<br />

maturiraju i dobijaju funkcionalne kompe-<br />

tencije.<br />

Sekundarnim limfoidnim organima i tkivima<br />

pripadaju limfni vorovi, slezina, kožni i<br />

mukozni imuni sistem, kao i agregati limfocita<br />

koji se nalaze u vezivnom tkivu gotovo svih<br />

organa sa izuzetkom CNS.<br />

Kosna srž je mesto nastajanja svih elija krvi, ukljuujui i nezrele limfocite, kao i mesto gde B<br />

limfociti maturiraju. U toku fetalnog perioda hematopoe<strong>za</strong> se odvija u žumananoj kesi i para-<br />

aortinom mezenhimu, a kasnije i u fetalnoj jetri i slezini. Ovu funkciju postepeno, tokom<br />

vremena, preuzima kosna srž i to pogotovo kosna srž pljosnatih kostiju, tako da u pubertetu<br />

hematopoetsku sposobnost uglavnom imaju srži sternuma, kimenih pršljena, rebara i iliane<br />

31


kosti. Crvena kosna srž ovih kostiju (koja ima hematopoetsku sposobnost) je retikularna formacija<br />

smeštena izmedju trabekula. Prostori u ovoj sundjerastoj formaciji su ispunjeni masnim elijama,<br />

stromalnim fibroblastima i prekursornim elijama krvi. Ove prekursorne elije sazrevaju i ulaze u<br />

gustu mrežu vaskularnih sinusa, i tako ulaze u cirkulaciju. Kada je kosna srž ošteena ili postoje<br />

veliki <strong>za</strong>htevi <strong>za</strong> krvnim elijama, jetra i slezina mogu da budu mesta ekstramedularne<br />

hematopoeze. Sve krvne elije potiu od <strong>za</strong>jednike stem celije, koja delovanjem odredjenih<br />

faktora postaje opredeljena elija <strong>za</strong> odredjenu lozu (eritroidnu, megakariocitnu, granulocitno-<br />

monocitnu i limfocitnu). Stem elije ne poseduju markere karakteristine <strong>za</strong> diferencirane krvne<br />

elije ali ekspresuju proteine CD34 i Sca-1 (engl. stem cell antigen-1), preko kojih je mogua<br />

njihova identifikacija. Proliferacija i matura-cija prekursorskih elija u kosnoj srži je stimulisana<br />

Slika 2.16. Hematopoe<strong>za</strong><br />

citokini-ma (mnogi od<br />

ovih citokina se<br />

nazivaju stimulirajui<br />

faktori kolonije koji se<br />

sekre-tuju iz<br />

stromalnih elija i<br />

makrofaga i<br />

obezbedjuju lokalno<br />

okruženje po-godno <strong>za</strong><br />

hematopoezu. 1<br />

Kosna srž, sadrži i<br />

dugoživece plazma eli-<br />

je koje sekretuju anti-<br />

tela, a koje su nastale<br />

u perifernim limfati-<br />

nim tkivima nakon<br />

susreta sa antigenom.<br />

1 Stem elije imaju potencijal da se razviju u razliite tipove elija. Klase stem elija (u koliko razliitih tipova elija mogu da se diferencijraju):<br />

Totipotentne elije (oplodjena jajna elija)<br />

Pluripotentne<br />

Multipotentne (HSCs, expresuju markere /proteine/ CD34 i Sca-1 – koriste se <strong>za</strong> identifikaciju stem elija iz suspenzije elija kosne srži, prilikom<br />

transplantacije kosne srži).<br />

32


2.2.2.2. Timus<br />

Timus je mesto maturacije T limfocita. Sastoji se iz dva režnja, a svaki režanj je fibroznim septama<br />

podeljen na vei broj lobulusa.<br />

2.2.2.3. Limfni vorovi i limfatini sistem<br />

Svaki lobulus je podeljen na korteks (spolja; gusto<br />

nastanjen T limfocitima - timociti) i medulu (unutra;<br />

redje naseljenu T limfocitima). Rasute po timusu su i<br />

nelimfoidne epitelijalne elije, makrofage i dendritske<br />

elije. Neke od timusnih dendritskih elija ekspresuju<br />

specifine markere, kao sto je CD8 koji je tipian <strong>za</strong> T<br />

limfocite, pa se zovu limfoidne dendritske elije (<strong>za</strong><br />

razliku od mijeloidnih dendritskih elija opisanih ranije).<br />

Timus je dobro vaskularizovan i sadrži eferentni limfatini<br />

sud koji se drenira u medijastinalni limfni vor. Nezreli T<br />

limfociti dospevaju do korteksa krvotokom, i tu <strong>za</strong>poinje<br />

njihova maturacija. U toku maturacije timociti migriraju u<br />

medulu, tako da medula sadrži uglavnom zrele T limfocite.<br />

Zreli T limfociti napuštaju timus i krvotokom dospevaju do<br />

perifernih limfatinih organa.<br />

Slika 2.18. Morfologija timusa<br />

Limfni vorovi su agregati elija bogatih limfocitima, smešteni duž limfnih sudova. Sastoje se od<br />

korteksa i medule. Okruženi su fibroznom kapsu-lom, a brojni aferentni limfatini sudovi izlivaju<br />

limfu u subkapsularni (marginalni) sinus. Limfa napušta vor preko eferentnih limfatinih<br />

sudova, koji izlaze kroz hilum. Ispod subkapsularnog sinusa korteks sadrži agregate elija tzv.<br />

folikule. Neki folikuli sadrže centralne delove, zvane germinalni centri, koji se svetlo boje<br />

klasinim histološkim bojama. Folikuli bez germinalnog centra su primarni folikuli, a oni sa<br />

germinalnim centrima, sekundarni folikuli. Oko limfatinih i vaskularnih sudova se nalaze<br />

prostori koji sadrže limfocite kao i dendritske elije i mononuklearne fagocite. Ispod korteksa,<br />

nalazi se medulla koja je nastanjena makrofagama i plazma elijama. Krv dospeva u limfni vor<br />

arterijama (kroz hilus) koje se u korteksu granaju u kapilare, a napušta vor venskim sudom koji<br />

izlazi kroz hilus.<br />

33


Razliite klase limfocita su rasporedjene u razliitim regionima limfnog vora. Folikuli su B<br />

elijske zone limfnog vora. Primarni folikuli sadrže<br />

uglavnom zrele, naivne B limfocite. Germinalni centri<br />

se razvijaju u <strong>za</strong>visnosti od stimulacije antigenom. To<br />

su mesta intenzivne proliferacije B limfocita, selekcije<br />

elija koje produkuju specifina antitela, i mesta<br />

nastajanja memorijskih elija. Nastavci FDCs formiraju<br />

retikularnu mrežu u germinalnim centrima. T limfociti<br />

nastanjuju korteks ispod i izmedju folikula. Oko 70% T<br />

limfocita korteksa su CD4 + pomone T elije, izmedju<br />

njih se nalaze CD8 + T limfociti. Dendritske elije,<br />

takodje, nastanjuju T elijsku zonu limfnog vora.<br />

Razliita anatomska distribucija odredjenih klasa<br />

limfocita, u limfnom voru, je determinisana<br />

citokinima. Naivni T i B limfociti ulaze u limfni vor<br />

kroz arterije. Ove elije napuštaju cirkulaciju i ulaze u<br />

stromu korteksa limfnog vora kroz specijalizovane<br />

sudove tzv. “high endothelial venules” (HEVs).<br />

Slika 2.18. Morfologija limfnog vora<br />

Naivni T limfociti ekspresuju receptore <strong>za</strong> hemokine<br />

(citokine) tzv. CCR7. CCR7 prepoznaje hemokine koji<br />

se produkuju samo u T zoni nodusa tj. hemokini<br />

privlae naivne T limfocite u T zonu nodusa.<br />

Dendritske elije takodje ekspresuju CCR7 i migriraju<br />

u oblast koju nastanjuju naivni T limfociti. Naivne B<br />

elije, ekspresuju drugi hemokinski receptor, CXCR5, koji prepoznaje hemokine produkovane u<br />

folikulima tj. u B elijskoj zoni limfnog vora. Ovakva anatomska organi<strong>za</strong>cija limfnog vora<br />

omoguava da je svaka populacija limfocita u bliskom kontaktu sa odgovarajucim APCs (npr.<br />

naivni T limfociti sa dendritskim elijama a B elije sa FDCs).<br />

34


Nakon stimulacije sa antigenima B i T elije gube receptore koji ih <strong>za</strong>državaju u odredjenim<br />

Slika 2.18. Raspored T i B limfocita u limfnom voru<br />

regionima limfnog vora. Aktivirani T limfociti izlaze<br />

iz vora i ulaze u cirkulaciju, dok aktivirane B elije<br />

migriraju u germinalne centre ili u medulu odakle<br />

sekretuju antitela.<br />

Antigeni, uglavnom, do limfnih vorova<br />

dospevaju kroz limfne sudove. Koža, epitel i<br />

parenhimatini organi poseduju brojne limfne<br />

kapilare koji absorbuju i dreniraju intersticijalnu<br />

tecnost, limfu. Iz limfnih kapilara limfa se drenira u<br />

vee limfne sudove, pa u još vee i vee a <strong>za</strong>tim u<br />

ductus toracicus koji se uliva u vena cava superior.<br />

Ovim putem se svakodnevno u krvotok vraa par<br />

litara limfe. Antigeni (mikrobi) esto u telo prodiru<br />

preko kože, gastrointestinalnog i respiratornog<br />

trakta. Ova tkiva ispod epitela imaju dendritske<br />

elije. Dendritske elije »hvataju« strane antigene,<br />

migriraju u limfni sud i dospevaju do limfnih vorova<br />

koji funkcionišu kao filteri pre ulivanja limfe u<br />

krvotok. Kada limfa kroz aferentne limfne sudove<br />

udje u limfni vor, ona se izliva u stromu limfnog<br />

vora. Dendritske elije koje nose antigene migriraju<br />

u T elijsku zonu (stromu) i tu se <strong>za</strong>državaju.<br />

Solubilni antigeni bivaju fagocitrani od strane<br />

dendritskih elija i makrofaga koje se nalaze u<br />

stromi limfnih vorova rezultat je akumulacija i koncentracija antigena u limfnim vorovima i<br />

njihova prezentacija u formi koja može biti prepoznata od strane specifinih T limfocita.<br />

2.2.2.4. Slezina<br />

Slezina je smeštena u gornjem levom kvadrantu trbušne duplje i izgradjena je od crvene i bele<br />

pulpe. Bela pulpa se sastoji od limfnog tkiva organizovanog u podruja koja sadrže odvojeno T i B<br />

limfocite. T limfociti su smešteni oko arteriola, tako da formiraju T elijsku zonu tzv.<br />

periarterijalna limfoidna zona. B limfociti su organizovani, slino limfnim vorovima u limfoidne<br />

folikule koji grade B elijsku zonu. B limfociti su organizovani vorovima u limfoidne folikule.<br />

35


Limfoidni folikuli gra-<br />

de B elijsku zonu.<br />

Arteriole se <strong>za</strong>vršavaju<br />

u vaskularnim sinusi-<br />

ma, oko kojih su rasu-<br />

ti eritrociti, makrofage,<br />

dendritske elije, nešto<br />

limfocita i plazma<br />

elija. Ovakva morfolo-<br />

ška organi<strong>za</strong>cija ini<br />

crvenu pulpu slezine.<br />

Mehani<strong>za</strong>m raspodele<br />

razliitih klasa limfoci-<br />

ta je slian onom u li-<br />

mfnim vorovima, i <strong>za</strong>-<br />

visi od prisustva he-<br />

mokina. Antigeni i<br />

limfociti ulaze u slezi-<br />

nu kroz vaskularne si-<br />

nuse. U <strong>za</strong>visnosti od<br />

hemokina T limfociti<br />

bivaju privueni u T elijske zone a B limfociti ulaze u folikule. Splenina vena nosi krv iz slezine<br />

u portalni krvotok. Slezina je mesto gde se odvija filtracija krvi, a crvena pulpa slezine je glavno<br />

mesto fagocitoze opsonizovanih mikroba (okruženih antitelima). Osobe bez slezine su izuzetno<br />

podložne bakterijskim infekcijama i<strong>za</strong>zvnim meningokokama i pneumokokama <strong>za</strong>to što se ove<br />

bakterije eliminišu opsoni<strong>za</strong>cijom i fagocitozom.<br />

2.2.2.5. Kožni imuni sistem<br />

Slika 2.20. Limfni sistem<br />

Koža sadrži specijalizovan imuni sistem koji se sastoji od limfocita i APCs. Koža je najvei organ u<br />

telu i znaajna fizika barijera izmedju organizma i spoljašnje sredine. Koža je aktivni uesnik u<br />

odbrani organizma od stranih patogena i ima sposobnost da generiše i podrži lokalnu imunu i<br />

inflamatornu reakciju. Epidermis kože sadrži vei broj elijskih populacija: keratinociti,<br />

melanociti, epidermalne Langerhansove elije i intraepitelijalne T elije. Melanociti i keratinociti<br />

nemaju naroitog znaaja u adaptivnom imunom odgovoru, iako keratinociti produkuju nekoliko<br />

36


citokina i tako doprinose nespecificnim imunim i inflamatornim reakcijama. Langerhansove elije<br />

su nezrele dendritske elije, koje svojim nastavcima formiraju gotovo kontinu-alnu mrežu <strong>za</strong><br />

hvatanje antigena u supraba<strong>za</strong>lnom epidermisu. Nakon sti-mulacije citokinima, Langerhansove<br />

elije retrahuju svoje nastavke, gube<br />

adhezivne karakteristike koje ih vezuju <strong>za</strong><br />

epide-rmalne elije i migriraju u dermis.<br />

Putem limfe dospevaju do limfnih<br />

vorova. Ovaj proces je sitimulisan<br />

hemokinima koji deluju specifino na<br />

Langerhansove elije. Intraepitelijalni<br />

limfociti ine oko 2% od ukupnog broja<br />

limfocita u koži (ostali se nalaze u<br />

dermisu), veina od njih su CD8 + T<br />

limfociti. Intraepidermalni T limfociti<br />

ekspresuju ogranien set receptora <strong>za</strong><br />

antigene. Kod miševa (i još nekih vrsta)<br />

mnogi intraepidermalni T limfociti<br />

ekspresuju receptor koji nije tipian <strong>za</strong> T limfocite i sastoji se iz i lanaca (<strong>za</strong> razliku od tipinog<br />

receptora <strong>za</strong> antigene na CD4 + i CD8 + elijama, koji je izgradjen od i lanca). receptor <strong>za</strong><br />

antigene je takodje karakteristian i <strong>za</strong> intraepitelijalne T limfocite intestinuma, što je verovatno<br />

pove<strong>za</strong>no sa prepoznavanjem mikroba koji obino prodiru kroz epitel. Dermis, kao i druga vezivna<br />

tkiva, sadrži rasute makrofage i T limfocite (CD4 + i CD8 +) uglavnom oko krvnih sudova. Nije jasno,<br />

da li su ove elije stalno nastanjene u dermisu ili su se tu <strong>za</strong>tekle u recirkulaciji (u tranzitu)<br />

izmedju krvi i limfe.<br />

2.2.2.6. Mukozni imuni sistem<br />

Slika 2.21. Kožni imuni<br />

sistem<br />

Mukozna površina gastrointestinalnog i respiratornog trakta je nastanjena limfocitima i APCs koji<br />

iniciraju IO na progutane i inhalirane antigene. Kao i koža, epitel mukoze je mesto mogueg<br />

prodora stranih antigena, i predstavlja barijeru izmedju spoljašnje i unutrašnje sredine<br />

organizma. U mukozi gastrointestinalnog trakta, limfociti su u veem broju nadjeni u 3 regiona: u<br />

epitelijalnom sloju, rasuti po lamini proprii i u anatomski uoblienim tvorevinama u lamini proprii<br />

tankog creva u tzv. Pajerovim ploama. elije na svakoj od ovih lokacija imaju karakteristine<br />

fenotipske i funkcionalne karakteristike. Veina intraepitelijalnih limfocita su T elije. Kod ljudi,<br />

37


to su uglavnom CD8 +, od kojih 10% ima receptor <strong>za</strong> antigene na T celijama (TCR) u formi <br />

Slika 2.22. Mukozni imuni sistem<br />

lanaca. Lamina pro-<br />

pria sadrži mešanu<br />

populaciju elija koja<br />

ukljuuje T limfocite,<br />

uglavnom CD4 +, koji<br />

imaju fenotip aktivi-<br />

ranih elija. Verova-<br />

tno, T limfociti prepo-<br />

znaju i odgovaraju na<br />

antigene, u mezente-<br />

rinom limfnom vo-<br />

ru, a <strong>za</strong>tim migriraju<br />

na<strong>za</strong>d u intestinum<br />

gde naseljavaju lami-<br />

nu propriu. Lamina<br />

propria, takodje, sa-<br />

drži i veliki broj akti-<br />

viranih B limfocita,<br />

plazma elija, kao i<br />

makrofage, dendri-<br />

tske elije, eozinofile i<br />

mastocite. Pored ra-<br />

sutih limfocita, mu-<br />

kozni imuni sistem,<br />

sadrzi organizovana limfna tkiva tzv. Pajerove ploe. Kao limfoidni folikuli slezine i limfnih vo-<br />

rova centralni delovi folikula su B elijske zone koje esto sadrže i germinalne centre. U<br />

interfolikularnim regionima Pajerovih ploa se nalaze malobrojni CD4 + limfociti. Neke od<br />

epitelijalnih elija koje prekrivaju Pajerove ploe su specijalizovane M (membranske) elije. Ove<br />

elije su izgubile mikrovile, i <strong>za</strong>dobile funkciju aktivne pinocitoze tj. transportuju makromolekule<br />

iz crevnog lumena u subepitelijalno tkivo. Smatra se da M elije imaju važnu ulogu u transportu<br />

antigena do Pajerovih ploa. Folikuli slini Pajerovim ploama su <strong>za</strong>stupljeni u apendiksu i u<br />

manjem broju u ostalim regionima gastrointestinalnog i respiratornog trakta.<br />

38


2.2.2.7. Putevi i mehanizmi recirkulacije limfocita<br />

Limfociti se stalno kreu kroz krvotok i limfni sistem, kreui se od jednog do drugog perifernog<br />

limfatinog tkiva, kao i ka mestima prodora antigena tj. ka mestima inflamacije.<br />

Ovo stalno kretanje limfocita izmedju razliitih lokacija naziva se recirkulacija limfocita, a<br />

mehanizmi koji regulišu koji limfociti e nastaniti koja tkiva = ‘homing” limfocita (npr. odredjene<br />

populacije limfocita ulaze u jedna tkiva a ne u druga). Putevi recirkulacije naivnih limfocita se<br />

razlikuju od puteva efektornih i memorijskih elija. Tako naivni limfociti recirkulišu kroz periferne<br />

limfoidne organe, dok efektorni limfociti migriraju u periferna tkiva ka mestima infekcije i<br />

inflamacije.<br />

Slika 2.23. Putevi recirkulacije T limfocita<br />

39


Recirkulacija limfocita i njihova migracija u odredjeno tkivo je omoguena:<br />

adhezionim molekulima na limfocitima, endotelijalnim elijama i u ekstracelularnom<br />

matriksu;<br />

hemokinima koji se produkuju u endotelu i u drugim tkivima.<br />

Adhezija limfocita <strong>za</strong> endotelne elije koje oblažu postkapilarne venule, determiniše koja tkiva e<br />

biti nastanjena limfocitima.<br />

Adhezija limfocita <strong>za</strong> komponente ekstracelularnog matriksa u tkivu i njihovo odvajanje od<br />

matriksa, odredjuje koliko dugo e limfociti biti <strong>za</strong>držani u odredjenom ekstravaskularnom<br />

prostoru, pre nego što limfom i limfotokom budu ponovo vraeni u krvotok.<br />

Adhezione molekule koje se ekspresuju na limfocitima se nazivaju “homing” receptori a ligandi<br />

koji se ekspresuju na vaskularno-endotelnim elijama su adresini.<br />

“Homing” receptori na limfocitima su molekule koje pripadaju familijama:<br />

selektina<br />

integrina i<br />

Ig superfamiliji.<br />

Naravno, ovi receptori su razliiti od receptora <strong>za</strong> antigen, a model recirkulacije limfocita je<br />

ne<strong>za</strong>visan od antigena.<br />

Recirkulacija naivnih T limfocita kroz limfoidne organe<br />

Naivni T limfociti uglavnom nastanjuju i recirkulišu kroz periferne limfatine organe, gde<br />

prepoznaju i odgovaraju na strane antigene. Kao što je poznato, antigeni su koncentrisani u<br />

limfnim vorovima i slezini, gde su iska<strong>za</strong>ni na membranama dendritskih elija, a kretanje<br />

naivnih limfocita kroz limfne vorove i slezininu poveava verovatnou susreta sa tim antigenima<br />

(a samim tim i iniciranje adaptivnog imunog odgovora) 2. Naivni limfociti koji udju u limfni vor,<br />

napuštaju cirkulaciju kroz modifikovane postkapilarne venule tzv. “high endotelial venules”<br />

(HEVs), i migriraju u stromu limfnog vora. HEVs su prisutne i u mukoznim limfoidnim organima<br />

kao što su Pajerove ploe u crevu. Migracija naivnih limfocita iz cirkulacije u stromu limfnog vora<br />

ukljuuje seriju interakcija, izmedju limfocita i endotelnih elija HEVa. Naivni limfociti na svojoj<br />

membrani ekspresuju homing recepror, L-selektin (CD62L, pripada familiji selektina), a HEVs<br />

ekspresuju adresin (peripheral node addressin, PNAd) koji je ligand <strong>za</strong> L-selektin. Vezivanje L-<br />

selektina <strong>za</strong> ligand je interakcija niskog afiniteta, tako da strujanje krvi kroz venulu kida tu vezu,<br />

nakon ega se ve<strong>za</strong> ponovo uspostavlja ali na drugom mestu. Drugim reima, T limfociti ostaju<br />

ve<strong>za</strong>ni <strong>za</strong> HEV samo nekoliko sekundi, <strong>za</strong>tim se odvajaju i vežu ponovo na drugom mestu. Ovo<br />

izgleda kao valjanje limfocita po površini endotela. U limfnom voru se produkuju hemokini, koji<br />

2 Neto protok limfocita kroz limfne ovorove je vrlo visok ~25 x 10 9 elija prodje kroz limfni vor u toku jednog dana<br />

40


se takodje iskazuju na površini endotelnih elija, tako da limfociti koji se valjaju po površni<br />

endotela reaguju i sa hemokinima. Ovo poveava silu vezivanja limfocita <strong>za</strong> endotel i oni mogu da<br />

se provuku izmedju endotelnih elija u stromu limfnog vora. U stromi limfociti migriraju prema<br />

gradijentu hemokina koji ih privlae. T elije, koje ekspresuju CCR7, migriraju u zonu koja<br />

produkuje hemokine koji e se ve<strong>za</strong>ti <strong>za</strong> ove receptore (T elijsku zonu), a B elije, koje ekspresuju<br />

CXCR5, migriraju u limfoidne folikule pod uticajem hemokina koji se vezuju <strong>za</strong> CXCR5. Naivni T<br />

limfociti koji ulaze u limfni vor mogu biti aktivirani antigenom. Nekoliko sati posle prodora<br />

antigena, protok krvi kroz limfni vor može biti povean i do 20 puta. Ovo poveava broj naivnih<br />

limfocita koji dospevaju<br />

na mesto koncentracije<br />

antigena. Naivne T elije<br />

koje ulaze u limfni vor<br />

“skeniraju” dendritske<br />

elije na prisustvo<br />

antigena i ako prepo-<br />

znaju antigen, one se<br />

aktiviraju, umnožavaju<br />

(klonalna ekspanzija) i<br />

diferenciraju na efekto-<br />

rne i memorijske T<br />

elije. T elije koje se ne<br />

susretnu sa antigenom,<br />

izlaze iz limfnog vora<br />

kroz eferentne limfatine<br />

sudove, vraaju se u ci-<br />

rkulaciju, a potom na-<br />

stanjuju drugi limfni<br />

vor. Malo se zna o ho-<br />

mingu limfocita u slezini<br />

-nema morfoloski difere-<br />

nciranih HEVs-a.<br />

Slika 2.24. Migracija naivnih i<br />

efektornih T limfocita<br />

41


Migracija efektornih i memorijskih T limfocita na mesto inflamacije<br />

Efektorne i memorijske elije koje napuštaju limfne vorove odlaze u periferno tkivo, na mesto<br />

infekcije gde su neophodne <strong>za</strong> eliminaciju mikroba u efektornoj fazi adaptivnog imunog odgovora.<br />

Diferencijacija naivnih u efektorne elije je praena i promenama ekspresije nekoliko adhezionih<br />

molekula. Ekspresija L-selektina opada, a nivo E- i P-selektina i CD44 raste. Diferencirane<br />

efektorne elije, takodje, gube ekspresiju CCR7 receptora <strong>za</strong> hemokine. Kao rezultat gubitka<br />

receptora, efektorne elije ne ostaju u limfnom voru, ve eferentnim limfatikim sudovima ulaze<br />

u cirkulaciju. Kao rezultat nespecifi-nog odgovora, na mestu infekcije, se produkuju citokini.<br />

Neki deluju na endotel i stimulišu ekspresiju liganda <strong>za</strong> integrine, kao i E- i P-selektine. Integrini<br />

T elija se vežu <strong>za</strong> svoje ligande na endotelnim elijama i migriraju iz krvnog suda u podruje<br />

infekcije. Integrini i CD44 se takodje vezuju <strong>za</strong> proteine ekstracelularnog matriksa što <strong>za</strong>država<br />

efektorne T elije u podruju infekcije.<br />

Memorijske elije poseduju heterogen model ekspresije adhezionih molekula, i u <strong>za</strong>visnosti od njih<br />

migriraju i <strong>za</strong>državaju se u odredjenim limfoidnim tkivima.<br />

Recirkulacija B limfocita<br />

Migracija B limfocita u razliita tkiva je slina migraciji T limfocita, i regulisana je istim<br />

molekularnim mehanizmima.<br />

Naivne B elije migriraju u folikule limfnih vorova, (L-selektin CXCR5 receptor <strong>za</strong> hemokine na<br />

membrani naivnih B limfocita). Nakon aktivacije B elije gube ekspresiju CXCR5, napuštaju<br />

folikul i ulaze u T zonu limfoidnog organa. Aktivirane B elije ekspresuju integrine, koje koriste da<br />

migriraju u periferna tkiva. Neke plazma elije koje produkuju antitela, migriraju u kosnu srž.<br />

Mehani<strong>za</strong>m ove migracije nije poznat. Ostale elije koje produkuju antitela ostaju u limfoidnim<br />

organima, a antitela ulaze u cirkulaciju i putem krvi dospevaju do antigena.<br />

42


PREPOZNAVANJE ANTIGENA 03<br />

Adaptivni imuni odgovor <strong>za</strong>poinje specifinim prepoznavanjem antigena od strane limfocita. U<br />

ovom delu e biti opisana molekularna i elijska osnova prepoznavanja antigena, kao i<br />

specifinosti T i B limfocita ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> prepoznavanje antigena.<br />

Osnovni nosioci funkcije prepoznavanja antigena u adaptivnom IO su 3 klase molekula:<br />

antitela<br />

molekuli glavnog kompleksa histokompatibilnosti (major histocompatibility complex; MHC)<br />

receptor <strong>za</strong> antigen na T limfocitima (T cell antigen receptor; TCR).<br />

Medju njima, antitela su najbolje prouena, imaju najširi dijapazon vezivanja razliitih antigenih<br />

struktura, imaju veliku sposobnost razlikovanja razliitih antigena, i imaju najvei afinitet <strong>za</strong><br />

antigene.<br />

3.1. KARAKTERISTIKE ANTIGENA<br />

Antigen je bilo koja supstanca koja može specifino da se veže <strong>za</strong> antitelo ili TCR. Antitela mogu<br />

da prepoznaju razliite biološke molekule, ukljuujui, jednostavne intermedijarne metabolite,<br />

šeere, lipide, hormone, kao i makromolekule kao što su kompleksi karbohidrata, fosfolipida,<br />

nukleinskih kiselina i proteina. Medjutim, samo su makromolekule sposobne da stimulišu B<br />

limfocite i iniciraju humoralni imuni odgovor. Molekuli koji su sposobni da iniciraju imuni<br />

odgovor se nazivaju imunogeni. Mali molekuli, mogu da se vežu <strong>za</strong> antitela ali nisu sposobni da<br />

iniciraju imuni odgovor (nisu imunogenini). U praksi, ovakve molekule (hapteni) se vezuju <strong>za</strong><br />

makromolekule pre imuni<strong>za</strong>cije. Kompleks hapten-nosa može da funkcioniše kao imunogen.<br />

Molekuli su obino mnogo vei nego deo preko koga se vežu <strong>za</strong> antitelo/receptor.<br />

43


Antitelo se vezuje <strong>za</strong> odredjen mali deo molekule antigena koji se zove antigena determinanta ili<br />

epitop. Antigene determinante mogu biti formirane kovalentnom strukturom ili kao u sluaju<br />

proteina i nukleinskih kiselina, nekovalentnim organizovanjem molekule u prostoru. Ukoliko<br />

epitope formira nekoliko susednih ostataka aminokiselina tj. determinisane su linearnom<br />

sekvencom zovu se linearne determinante. Ako ih ine ostaci aminokiselina koji nisu u linearnoj<br />

sekvenci nego predstavljaju ostatke aminokiselina u 3D prostoru onda su to konformacione<br />

determinante. Antitela koja prepoznaju konformacione determinante obino prepoznaju nativne<br />

proteine dok antitela koja prepoznaju linearne determinante obino prepoznaju denaturisane<br />

proteine.<br />

Makromolekule obino sadrže multiple determinante. Neke od njih se ponavljaju a <strong>za</strong> svaku može<br />

da se veže antitelo/receptor. Prisustvo multiplih identinih determinanti se oznaava kao<br />

multivalentnost ili polivalentnost antigena. Mnogi globularni proteini ne sadrže multiple<br />

identine epitope i nisu polivalentni ukoliko nisu u agregatima. Polisaharidi i nukleinske kiseline,<br />

obino imaju identine epitope koji se ponavljaju, koji su obino odvojeni nekim drugim epitopom<br />

(polivalnentni su). Površina elija, ukljuujui i mikrobe, obino sadrži polivalentne regione<br />

proteinskih i ugljenohidratnih antigenih determinanti.<br />

Determinante koje prepoznaju B elije:<br />

linearne sekvence determinanti (primarna sekvenca rezidua) ili konformacione determinante<br />

(sekundarna, tercijarna, kvaternarne);<br />

male, obino 4-8 rezidua (AK ili šeera)<br />

Determinante koje prepoznaju T elije:<br />

primarna sekvenca rezidua (ne prepoznaju polisaharide ili nukleinske kiseline; proteini su<br />

T-<strong>za</strong>visni Ag, šeeri T-ne<strong>za</strong>visni Ag).<br />

Ag je proteolitiki degradiran u male peptide. T-elije ne prepoznaju slobodan peptid nego<br />

kompleks peptid + MHC;<br />

Ag determinante - obino 8-15 AK.<br />

44


3.2. ANTITELA<br />

Antitela su glikoproteini, koji specifino vežu antigene u fazi prepoznavanja, i u efektornoj fazi<br />

humoralnog imunog odgovora.<br />

Razlikuju se dve forme antitela, a to su:<br />

membranska forma, antitelo je ve<strong>za</strong>no <strong>za</strong> membranu B limfocita i funkcioniše kao receptor<br />

<strong>za</strong> antigene na B elijama (BCR), i<br />

sekretovana forma, antitelo se sintetiše u antigen-stimulisanim B elijama i egzocitozom<br />

izbacuje u krv ili telesne tenosti.<br />

Interakcija antigena sa BCR inicira odgovor B elija i time <strong>za</strong>poinje fa<strong>za</strong> prepoznavanja<br />

humoralnog imuniteta. U efektornoj fazi humoralnog imunog odgovora, sekretovana antitela vežu<br />

antigene i aktiviraju nekoliko efektornih mehani<strong>za</strong>ma koji ih eliminišu.<br />

Sekretovana antitela su prisutna u krvi, mukoznim sekretima i intersticijalnom fluidu gde<br />

neutrališu i eliminišu mikrobe i toksine tj. funkcionišu kao efektorne molekule humoralnog<br />

imuniteta. Sekretovana antitela i BCR prepoznaju antigene svojim varijabilnim domenima, dok<br />

konstantni regioni sekretovanih antitela imaju sposobnost da vežu druge molekule (npr. receptore<br />

na fagocitima, mastocitima, elijama prirodnim ubicama ili proteine komplementa) u smislu<br />

eliminacije štetnog antigena. Može se rei da antitela imaju dve funkcije u humoralnom<br />

imunitetu: BCR prepoznaje antigene i inicira humoralni imuni odgovor, dok sekretovana antitela<br />

eliminišu antigene u efektornoj fazi imunog odgovora.<br />

3.2.1. Molekularna struktura antitela<br />

Zbog razliite rastvorljivosti, serumski glikoproteini se mogu razdvojiti na albumine i globuline iz<br />

kojih se dalje <strong>za</strong>hvaljujui razliitoj elektroforetskoj pokretljivosti mogu izdvojiti razliite frakcije.<br />

Veina antitela je izolovana iz tree grupe migrirajuih globulina tzv. gama globulina ili<br />

imunoglobulina (Ig). Svi molekuli antitela imaju <strong>za</strong>jednike osnovne strukturne karakteristike ali<br />

ispoljavaju i znaajnu raznolikost u regionima koji vežu antigene.<br />

Molekul antitela je izgradjen od dva identina teška lanca (H) i dva identina laka lanca (L) koja<br />

grade varjabilni region i jedan ili više konstantnih regiona. etiri lanca su pove<strong>za</strong>na tako da<br />

formiraju molekul koji ima oblik slova Y. Disulfidnim ve<strong>za</strong>ma su medjusobno pove<strong>za</strong>na dva teška<br />

lanca, kao i laki <strong>za</strong> teške lance. Teški i laki lanci su izgradjeni iz serije ponavljanih homologih<br />

45


jedinica koji imaju globularnu konformaciju – Ig domen. Teški i laki lanci su izgradjeni od amino-<br />

terminalnog varijabilnog regiona (V) koji je odgovoran <strong>za</strong> prepoznavanje antigena i karboksi-<br />

terminalnog konstantnog kraja (C). U teškom lancu V region je izgradjen od jednog Ig-domena, a<br />

C region se sastoji od 3-4 Ig-domena. Svaki laki lanac se sastoji od jednog V i jednog C regiona.<br />

Varijabilni regioni sadrže razliite sekvence aminokiselinskih ostataka, koje su specifine <strong>za</strong><br />

antitela produkovana u B limfocitima odredjenog klona i razlikuju se od antitela drugih klonova B<br />

limfocita. Deo antitela koji sadrži ceo laki lanac (VL i CL) pove<strong>za</strong>n sa VH i prvim CH regionom teskog<br />

lanca je deo antitela <strong>za</strong>dužen <strong>za</strong> prepoznavanje antigena tzv. Fab (engl. fragment antigen binding).<br />

Slika 3.1. Molekularna struktura antitela.<br />

V region teškog lanca (VH) i V<br />

region lakog lanca (VL) formiraju<br />

antigen vezujue mesto. Zbog<br />

toga što je svaki molekul antitela<br />

izgradjen iz dva teška i dva laka<br />

lanca, svako antitelo sadrži dva<br />

mesta <strong>za</strong> koja se vezuje antigen<br />

tj. dvovalentno je. C regioni ne<br />

doprinose prepoznavanju<br />

antigena. C regioni teških lanaca<br />

formiraju tzv Fc region (engl.<br />

fragment crystalline) koji<br />

interaguju sa efektornim<br />

molekulama i elijama imunog<br />

sistema, i tako su odgovorni <strong>za</strong><br />

veinu bioloških funkcija<br />

antitela. Karboksi-terminalni<br />

kraj teškog lanca je pove<strong>za</strong>n sa<br />

membranom B limfocita, tako da<br />

formira antitela ve<strong>za</strong>na <strong>za</strong><br />

membranu tj. BCR.<br />

Postoje dve klase ili dva izotipa<br />

lakih lanaca i laki lanci koji<br />

se razlikuju po sastavu karboksi<br />

terminalnog konstantnog (C) regiona. Molekul antitela ima ili dva laka lanca ili dva laka lanca.<br />

Za sada nije poznata funkcionalna razlika izmedju antitela koja sadrže lance i lake lance.<br />

46


Postoji 5 tipova teških lanaca koji se razlikuju u C regionu (, , , , ). U <strong>za</strong>visnosti od teškog<br />

lanca koji sadrže, antitela se mogu klasifikovati u 5 klasa (izotipova): IgM, IgD, IgG, IgE, i IgA.<br />

Fizike i biološke karakteristike ovih klasa kao i njihove efektorne funkcije sumirane su u tabeli<br />

3.1.<br />

Tabela 3.1. Osnovne karakteristike pojedinih klasa antitela<br />

Klasa Izoforme H lanac Koncentracija u Poluživot u Forma u kojoj se sekretuje Funkcija<br />

antitela<br />

serumu (mg/mL) serumu (dani)<br />

IgA IgA1, 2 (1 ili 2) 3.5 6 Monomer, dimer, trimer Mukozni imunitet, neonatalni<br />

pasivni imunitet<br />

IgD - u tragu 3 - Receptor <strong>za</strong> antigene na naivnim B<br />

limfocitima<br />

IgE - 0.05 2 monomer Aktivacija mastocita<br />

IgG IgG1-4 (1.2.3,4) 13.5 23 monomer Opsoni<strong>za</strong>cija, aktivacija<br />

komplementa, citotoksinost<br />

<strong>za</strong>visna od antitela, neonatalna<br />

imunost, inhibicijaB limfocita<br />

povratnom spregom<br />

IgM - µ 1.5 5 pentamer Receptor <strong>za</strong> antigene na B<br />

elijama, aktivacija komplementa<br />

B limfociti, pripadnici istog klona mogu da se razlikuju po tome što u toku imunog odgovora mogu<br />

da produkuju antitela razliite strukture. B elije inicijalno produkuju samo Ig koji su pove<strong>za</strong>ni sa<br />

elijskom membranom tj. BCR. Ovi receptori na naivnim B limfocitima, su u stvari molekuli IgM i<br />

IgD ve<strong>za</strong>ni <strong>za</strong> membranu elija. Nakon stimulacije naivnih B limfocita sa antigenima i T elijama<br />

pomonicama, antigen-specifini klon proliferiše i diferencira se u plazma elije koje sekretuju<br />

antitela. Drugim reima, promene na karboksi-terminalnom kraju antitela vodi ka produkciji<br />

antitela koja se sekretuju ali imaju istu specifinost <strong>za</strong> odredjeni antigen. Neke plazma elije<br />

poreklom od iste naivne B elije sekretuju IgM a druge IgD antitela. Ova mogunost sinteze<br />

antitela razliite klase tj razliitog izotipa teškog lanca Ig nosi naziv «haevy chain class (isotype)<br />

switching». Iako tokom humoralnog imunog odgovora, može doi do <strong>za</strong>mene C regiona teškog<br />

lanca antitela, svaki klon B limfocita <strong>za</strong>država svoju specifinost, <strong>za</strong>to što se V region ne menja.<br />

Drugim reima razliiti izotipovi antitela su nosioci razliitih efektornih funkcija. Pri tom svi<br />

izotipovi imaju istu antigensku specifinost. Zašto je to potrebno? Sinte<strong>za</strong> Ig razliitih klasa<br />

omoguava humoralnom imunom odgovoru da se adaptira na karakteristike konkretnog antigena<br />

tj. pronalaženja optimalnog naina <strong>za</strong> eliminaciju antigena. Mnogi od molekula koji posreduju u<br />

prepoznavanju adheziji i vezivanju u kimenjakom imunom sistemu imaju delimino istu<br />

sekvencu AK i tercijarnu strukturu – koja je identifikovana u Ig teškog i lakog lanca = Ig<br />

superfamilija<br />

47


Slika 3.2. Forme teškog lanca imunoglobulina (membranskih i sekretovanih). Membranska forma teškog lanca sadrži transmembranski<br />

region izgradjen od hidrofobnih ostataka aminokiselina i citoplazmatini region koji se razlikuje kod razliitih izotipova. Citoplazmatini region<br />

membranske forme teškog lanca sadrži 3 rezidue, dok 3 sadrži 28 ostataka aminokiselina. C- termilani region teških lanaca sekretovanih<br />

imunoglobulina se takodje razlikuje: lanac ima rep (21 ostatak) koji je ukljuen u formiranje pentamera, dok 3 ima kratak rep (samo 3<br />

aminokiseline).<br />

48


Slika 3.3. Super familija imunoglobulina<br />

3.2.2. Sinte<strong>za</strong> i ekspresija Ig<br />

molekula<br />

Teški i laki lanci Ig, kao i veina<br />

proteina u eliji se sintetiše na<br />

granuliranom endoplazmatskom<br />

retikulumu. Odgovarajua prosto-<br />

rna organi<strong>za</strong>cija teškog lanca Ig i<br />

njihovo povezivanje sa lakim<br />

lancima je regulisano proteinima<br />

endoplazmatskog retikuluma tzv.<br />

aperonima (engl. chaperones). Ovi<br />

proteini (ukljuujui i klaneksin i<br />

BiP (binding protein)) se vežu <strong>za</strong><br />

novosintetisani polipeptid Ig, i time<br />

ga obeležavaju <strong>za</strong> degradaciju<br />

ukoliko od njega ne nastane<br />

molekul Ig. U endoplazmatskom<br />

retikulumu se teški i laki lanci<br />

kovalentno vezuju (preko disulfidne<br />

veze i N- glikozilacije). Nakon<br />

spajanja, molekuli Ig se odvajaju od<br />

aperona i dospevaju u cisterne<br />

Goldži kompleksa gde se pakuju u<br />

vezikule (modifikacija karbohidra-<br />

ta), transportuju do plazma<br />

membrane i egzocitozom sekretuju<br />

iz elije. Biosinte<strong>za</strong> proteina koji su<br />

ve<strong>za</strong>ni <strong>za</strong> Ig lance je koordinisana<br />

sa sintezom Ig. Na primer, IgA i IgM<br />

se sekretuju kao multimeri koji su pove<strong>za</strong>ni sa J lancem. U elijama koje produkuju takva<br />

antitela, transkripcija gena teškog i lakog lanca Ig je koordinisana sa transkripcijom gena i<br />

biosintezom <strong>za</strong> J lanac. Maturacija B elija (od progenitorne elije kosne srži) je praena<br />

49


promenama u ekspresiji Ig gena i produkcijom razliitih formi Ig molekula. Pre-B elija (najranija<br />

forma koja produkuje polipeptide Ig) sintetiše menbransku formu teškog lanca. Za<br />

novosintetisane polipeptide se veže aperon, što ograniava njegovo kretanje iz elije, tako da ovi<br />

polipeptidi ostaju u citoplazmi pre-B elija i degradiraju se intracelularno. Mala koliina lanaca<br />

se ekspresuje na površini limfocita i <strong>za</strong>jedno sa proteinima koji se nazivaju »surogati lakog lanca«<br />

formira pre-B elijski receptor. Nezreli i zreli B limfociti produkuju ili lake lance koji se vežu <strong>za</strong><br />

lanace i formiraju molekule IgM. Ovakvo povezivanje spreava degradaciju teškog lanca i<br />

dozvoljava IgM da se ekspresuje na elijskoj membrani. Zreli B limfociti ekspresuju membranske<br />

forme IgM i IgD ( i teški lanci pove<strong>za</strong>ni sa ili lakim lancima). Ovi membranski Ig receptori<br />

funkcionišu kao receptori <strong>za</strong> antigen i iniciraju proces aktivacije B elija. BCR je nekovalentno<br />

pove<strong>za</strong>n sa dva druga membranska proteina Ig i Ig koja funkcionišu u prenosu signala. Kada<br />

antigen aktivira zrelu B eliju, <strong>za</strong>poinje njena diferencijacija u eliju koja sekretuje antitela<br />

(plazma elija). Ovaj proces je praen promenama u modelu produkcije Ig. Jedna od ovih promena<br />

je konverzija membra-nskih Ig u Ig koji se sekretuju iz elije. Druga promena je ekspresija<br />

3.2.3. Karakterisike antitela ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> prepoznavanje antigena<br />

razliitih izotipova<br />

teškog lanca tj. »havy<br />

chain isotype<br />

switching«.<br />

Slika 3.4. Ekspresija imunoglobulina<br />

tokom maturacije B<br />

limfocita<br />

Antitela specifino prepoznaju razliite antigene i vezuju se <strong>za</strong> njih sa razliitim afinitetom. V<br />

region antitela je odgovoran <strong>za</strong> sve karakteristike ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> prepoznavanje antigena.<br />

Specifinost antitela su vrlo specifina <strong>za</strong> antigen, prepoznaju i vrlo male razlike u hemijskoj<br />

strukturi 3. Ipak, nekad antitela proizvedena <strong>za</strong> jedan antigen mogu da reaguju i sa drugim,<br />

strukturno slinim antigenom »cross-reaction«.<br />

3 Smatra se da individue produkuju ogroman broj strukturno razliitih antitela, verovatno oko 10 9, a pri tome svako antitelo ima razliitu specifinost.<br />

50


Diverzitet (raznolikost) postojanje velikog broja antitela koja reaguju sa razliitim antigenima.<br />

3.2.4. Antigen-antitelo interakcija<br />

Ukupna kolekcija antitela razliite<br />

specifinosti repertoar antitela.<br />

Afinitet suma privlanih i odbojnih<br />

sila izmedju jedne Ag determinante i<br />

jednog veznog mesta na Ab 4.<br />

Aviditet je mera ukupne jaine<br />

vezivanja antigena sa mnogim<br />

antigenim determinantama i multi-<br />

valentnim antitelom. Aviditet <strong>za</strong>visi od<br />

valentnosti antigena i od valentnosti<br />

antitela (on je više nego suma<br />

individualnih afiniteta).<br />

Slika 3.5. Valentnost i aviditet interakcije<br />

antitelo-antigen<br />

Reakcija izmedju antigena i antitela je reverzibilna reakcija, koja se ostvaruje nekovalentnim<br />

ve<strong>za</strong>ma npr. vodonikovim ve<strong>za</strong>ma, elektrostatikim ve<strong>za</strong>ma, Van der Waals-ovim silama i<br />

hidrofobnim ve<strong>za</strong>ma.<br />

Ag + Ab AgAb<br />

4 Antitela produkovana tokom primarnog imunog odgovora na jedan proteinski antigen obino imaju Kd izmedju 10 -7 – 10 -9 M, dok u sekundarnom imunom odgovoru<br />

afinitet raste, Kd je 10 -11 M ili više.<br />

51


3.2.5. Karakteristike antitela ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> efektorne funkcije<br />

Mnoge od efektornih funkcija imunoglobulina su posredovane Fc regionom molekula, tako<br />

da antitela koja se razlikuju u Fc regionu, ispoljavaju razliite funkcije.<br />

Antitela mogu ispoljiti efektorne funkcije samo ako su ve<strong>za</strong>na sa antigenom (slobodni Ig ne<br />

ispoljavaju efektorne funkcije).<br />

Promene u izotipovima antitela tokom humoralnog imunog odgovora utiu na to kako i gde<br />

e se ispoljiti efektorne funkcije antitela.<br />

C region teškog lanca, takodje determiniše i tkivnu distribuciju antitela.<br />

Iako se antitela produkuju u limfnim vorovima, ona se sekretuju i putem krvi, te dospevaju do<br />

mesta infekcije gde ispoljavaju razliite efektorne funkcije. Efektorne reakcije humoralnog imunog<br />

odgovora prika<strong>za</strong>ne su u tabeli 3.2.<br />

Funkcija antitela Objašnjenje<br />

Tabela 3.2. Efektorne reakcije humoralnog imunog odgovora<br />

Neutrali<strong>za</strong>cija Neutrališu infektivnost mikroba/patogenost toksina vezujui se <strong>za</strong> njih te smanjuju sposobnost mikroba da se vežu <strong>za</strong> eliju dmaina<br />

Opsoni<strong>za</strong>cija Opsonini stimulišu fagocitozu tako što se Fc regioni antitela vezuju <strong>za</strong> Fc receptore na fagocitima. Vezivanje Fc regiona <strong>za</strong> Fc<br />

receptor stimuliše baktericidnu funkciju fagocita<br />

Aktivacija komplementa Aktivacija komplementa je objašnjena ranije. Aktivacija komplementa vodi ka formiranju citolitikog kompleksa membrane. Razliiti<br />

produkti aktivacije komplementa promovišu fagocitozu, i<strong>za</strong>zivaju lizu elija i stimulišu inflamaciju.<br />

Mukozni imunitet IgA se produkuje u lamini proprii mukoznih organa i aktivno transportuje kroz epitel (vezivanjem <strong>za</strong> Fc receptor) u lumen, gde blokira<br />

sposobnost mikroba da prodru u epitel<br />

Neonatalni imunitet Novorodjene je <strong>za</strong>štieno IgG majke koja prolaze kroz placentu (fetus) ili je <strong>za</strong>štieno antitelima iz majinog mleka, tako što se IgG<br />

transportuje kroz epitel creva (neonatalni Fc receptor).<br />

52


3.3. MOLEKULE GLAVNOG HISTOKOMPATIBILNOG KOMPLEKSA (MHC)<br />

Osnovne funkcije T limfocita su odbrana protiv intracelularnih mikroba i aktivacija drugih elija<br />

kao što su makrofage i B limfociti. Receptori <strong>za</strong> antigene na T limfocitima (TCR, engl. T cell<br />

receptor), mogu da prepoznaju samo proteinske antigene koji su iska<strong>za</strong>ni na površini drugih<br />

elija, tako da je <strong>za</strong> ispoljavanje njihove funkcije nužno da reaguju sa drugim elijama npr. sa<br />

inficiranim elijama domaina, antigen-prezentujuim elijama, makrofagama i B limfocitima.<br />

Specijalizovani proteini, koji imaju ulogu u<br />

iskazivanju antigena T limfocitima, su produkti<br />

gena glavnog histokompatibilnog kompleksa (MHC,<br />

engl. major histocompatibility complex). TCR<br />

prepoznaje strukturu antigeninog peptida kao i<br />

odredjene ostatke MHC molekula, na površini<br />

antigen-prezentujuih ili drugih elija domaina.<br />

Slika 3.6. TCR prepoznaje MHC+antigenini peptid<br />

Produkati MHC gena su podeljeni u dve grupe u <strong>za</strong>visnosti od tipa proteinskog antigena koje<br />

iskazuju: klasa I MHC i klasa II MHC molekula. Klasa I uestvuje u iskazivanju citosolnih<br />

(intracelularnih) antigena <strong>za</strong> koje svojim receptorima mogu da se vežu CD8 + citolitini T limfociti.<br />

Klasa II je ukljuena u ekspresiju ekstracelularnih antigena koji su prvo fagocitirani i iska<strong>za</strong>ni<br />

CD4 + T elijama pomonicama. Poznavanje strukture i biosinteze MHC molekula i njihovog<br />

povezivanja sa peptidima antigena je osnova <strong>za</strong> razumevanje kako T elije prepoznaju strane<br />

antigene.<br />

3.3.1. Osobine MHC gena<br />

Dva tipa polimorfnih MHC gena (geni MHC klase I i geni MHC klase II), kodiraju dve grupe<br />

strukturno razliitih ali homologih proteina. Klasa I MHC molekula prezentuje peptide da<br />

bi bili prepoznati od CD8 + T limfocita a klasa II MHC molekula prezentuje peptide CD4 + T<br />

elijama.<br />

MHC geni su najpolimorfniji geni prisutni u genomu. Serološkim anali<strong>za</strong>ma je <strong>za</strong> neke HLA<br />

lokuse identifikovano vise od 250 alela. Molekularnim sekvenciranjem je poka<strong>za</strong>no da<br />

53


svaki serološki definisan HLA alel ima multiple varijante koje se medjusobno razlikuju.<br />

Drugim reima, polimorfi<strong>za</strong>m je mnogo vei od onog poka<strong>za</strong>nog serološkim studijama.<br />

MHC geni se kodominantno ekspresuju u svakoj individui.<br />

Set MHC alela prisutnih na svakom hromozomu se zove MHC halotip.<br />

3.3.2. Osobine MHC molekula<br />

Svi MHC molekuli imaju iste osnovne strukturne karakteristike koje su od suštinskog znaaja <strong>za</strong><br />

njihovu funkciju tj. <strong>za</strong> iskazivanje peptida antigena i njegovog prepoznavanja od T limfocita.<br />

Svaki MHC molekul se sastoji od ekstracelularne peptid-vezujue pukotine, 2<br />

imunoglobulinu (Ig)-slina domena, transmembranskog domena preko kog je privršen <strong>za</strong><br />

elijsku membranu, i citoplazmatinog domena.<br />

Polimorfne aminokiselinske rezidue MHC molekula se nalaze pored vezujue pukotine.<br />

Zbog varijabilnosti u aminokiselinskom sastavu, u ovom regionu, razliite MHC molekule<br />

vezuju i iskazuju razliite peptide koji bivaju specifino prepoznati od Ag-receptora na T<br />

elijama.<br />

Ne polimorfan Ig-slian domen MHC molekule sadrži vezno mesto <strong>za</strong> CD4 i CD8 molekule<br />

T limfocita.<br />

Tabela 3.3. Karakteristike molekula MHC klase I i II<br />

OSOBINA MHC KLASE I MHC KLASE II<br />

Polipeptidni lanac (44-47 kD)<br />

(32-34 kD)<br />

2-mikroglobulin (12 kD)<br />

(29-32 kD)<br />

Lokacija polimorfne rezidue 1 i 2 domeni 1 i 2 domeni<br />

Vezno mesto <strong>za</strong> T celijski koreceptor 3 region veze CD8 2 region veze CD4<br />

Velicina pukotine koja vezuje peptid<br />

Nomenklatura<br />

Peptide od 8-11 rezidua Peptide od 10-30 rezidua ili vise<br />

covek<br />

HLA-A, HLA-B, HLA-C<br />

HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP<br />

mis<br />

H-2K, H-2D, H-2L<br />

I-A, I-E<br />

54


3.3.3. MHC molekuli klase I<br />

Klasa I MHC molekula se sastoji od dva nekovalentno pove<strong>za</strong>na polipeptidna lanca: MHC-kodiran<br />

lanac (teški lanac; od 44-47 kD), i MHC-nekodiran lanac 2-mikroglobulin (12 kD).<br />

lanci su orjentisani tako da se oko 3/4<br />

polipeptida nalazi ekstracelularno. Imaju<br />

kratak hidrofoban transmembranski<br />

segment, i karboksi terminalni kraj koji se<br />

nalazi u citoplazmi. Amino terminalni region<br />

sadrzi 1 i 2 domene (svaki sadrži oko 90<br />

aminokiselinskih rezidua) koji formiraju<br />

veznu pukotinu. Veliina pukotine je dovoljno<br />

velika da može da veže peptide koji sadrže<br />

oko 8-11 aminokiselinskih ostataka. Dakle,<br />

nativni globularni proteini treba da budu<br />

procesovani i da se fragmenti koji su dovoljno<br />

mali vežu <strong>za</strong> MHC molekulu.<br />

Slika 3.7. Struktura MHC molekula klase I<br />

1 i 2 domeni sadrže polimorfne rezidue<br />

koje doprinose varijabilnosti razliitih alela klase I u vezivanju peptida koji se prezentuju T<br />

limfocitima. Konzervisani region, u pogledu sastava polipeptidnog lanaca ima 3 segment, <br />

lanca, koji gradi Ig-slian domen. Ovaj segment sadrži vezno mesto <strong>za</strong> CD8 receptore.<br />

Laki lanac MHC klase I ne kodiraju geni MHC kompleksa. Ovaj lanac je identian sa proteinom<br />

koji je identifikovan u urinu i nosi naziv 2 mikroglobulin. Strukturno, 2 mikroglobulin ima Ig-<br />

slian domen i nekovalnentno se veže <strong>za</strong> 3 segment lakog lanca.<br />

Potpuno formiran MHC molekul klase I je heterotrimer koji sadrži: lanac + 2<br />

mikroglobulin + antigenini peptid.<br />

Za stabilnu ekspresiju molekula na elijskoj membrani potrebno je prisustvo sve tri komponente<br />

heterotrimera.<br />

Svaka heterozigotna individua, na svakoj eliji, ekspresuje 6 razliitih molekula klase I. lanci<br />

ovih molekula su derivati dva alela HLA-A, HLA-B i HLA-C gena koji su nasledjeni od roditelja.<br />

55


3.3.4. MHC molekuli klase II<br />

Klasa II molekula se sastoji od dva nekovalentno pove<strong>za</strong>na polipeptidna lanca: lanac od 32-34<br />

kD i lanac od 29-32 kD. Oba lanca, molekula MHC klase II, su kodirana polimorfnim MHC<br />

genima. N terminalni, 1 i 1 segmenti<br />

formiraju veznu pukotinu. Polimorfne<br />

rezidue su locirane u/oko 1 i 1<br />

segmenta (kod ljudi segment ima vei<br />

polimorfi<strong>za</strong>m od segmenta). 2 i 2<br />

segmenti molekula klase II su savijeni<br />

tako da formiraju Ig-sline domene, koji<br />

su, slino molekulama klase I,<br />

konzervisani tj. nisu polimorfni. Petlja<br />

2 segmenta sadrži vezno mesto <strong>za</strong> CD4<br />

receptore T limfocita. Oba lanca ( i )<br />

sadrže transmembranske i<br />

citoplazmatine regione. Novosintetisani<br />

molekuli klase II su pove<strong>za</strong>ni sa tzv.<br />

invarijantnim lancima (Ii) . To su<br />

nepolimorfni polipeptidi, ija je uloga u<br />

determinaciji kretanja molekule u eliji.<br />

Formiran MHC molekul klase II je heterotrimer koji sadrzi: lanac + lanac + ve<strong>za</strong>n antigenini<br />

peptid. Kao i u sluaju molekula klase I, ekspresovan molekul na elijskoj membrani sadrži sve tri<br />

komponente heterotrimera.<br />

3.3.5. Osobine peptid-MHC interakcija<br />

Svaki peptid koji može da bude antigenian mora da sadrži neke ostatke aminokiselina kojima se<br />

vezuje <strong>za</strong> MHC pukotinu, kao i ostatke koji se projektuju iz pukotine i koje e biti prepoznate od T<br />

limfocita. Nabrojane su osobine MHC-peptid interakcija:<br />

Slika 3.8. Struktura MHC molekula klase II<br />

56


Molekuli klase I i klase II imaju pukotinu koja može da «primi» razliite antigenine<br />

peptide.<br />

Peptidi koji se vezuju <strong>za</strong> MHC pukotinu imaju strukturne karakteristike koje<br />

promovišu/stimulišu interakciju sa molekulama MHC. To podrazumeva, na primer, da ve-<br />

3.3.6. Ekspresija MHC molekula<br />

liina peptida odgovara veliini pukotine u koju treba da se<br />

smesti, i da peptid ima ostatke aminokiselina koje su<br />

komplementarne sastavu MHC pukotine 5.<br />

Povezivanje antigeninih peptida i MHC molekula je<br />

saturaciona reakcija, malog afiniteta (Kd oko 10 -6 M) 6.<br />

MHC molekule ne razlikuju strane od sopstvenih<br />

peptida, tako da MHC molekule iskazuju strane, kao<br />

i sopstvene peptide. T elije nadgledaju iskazivanje<br />

antigeninih peptida, a smatra se da je blaga<br />

stimulacija sopstvenim antigenima neophodna <strong>za</strong><br />

održavanje ovih elija u životu.<br />

Slika 3.9. Kompeticija antigena <strong>za</strong> T limfocit<br />

S obzirom da je ekspresija MHC molekula neophodna <strong>za</strong> iskazivanje antigena T limfocitima, u<br />

daljem tekstu e biti navedene neke osnovne/znaajne karakteristike njihove ekspresije.<br />

Molekuli MHC klase I se konstitutivno ekspresuju na svim nukleiranim elijama, dok se klasa II<br />

ekspresuje samo na dendritskim elijama, B limfocitima, makrofagama i na još nekoliko elijskih<br />

tipova. Ovakav model ekspresije je ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> funkciju T limfocita koji prepoznaju molekule klase I i<br />

II. Na primer, efektorna funkcija CD8 + T limfocita, koji prepoznaju MHC klasu I, je da unište elije<br />

inficirane intracelularnim mikrobima, kao što su npr. virusi. S obzirom da virusi mogu da<br />

5 Ostaci aminokiselina antigeninog peptida sadrže bone lance koji se vežu <strong>za</strong> komplementarne aminokiseline MHC molecule (esto hidrofobnim<br />

interakcijama). Ovakvi ostaci se nazivaju “anchor residue” a nalaze se ili u centru ili na krajevima antigeninog peptida. Svaki molekul MHC-peptid<br />

sadrži jedan ili dva regiona preko kojih se ostvaruje ova medjusobna interakcija.<br />

6 Afinitet peptid-MHC interakcije je mnogo manji nego afinitet vezivana antigen-antitelo (Kd oko 10 -7 do 10 -11 ). Saturacija molekula klase II sa<br />

peptidom traje oko 15-30 minuta. Jednom ve<strong>za</strong>n peptid može da bude ve<strong>za</strong>n duži period, od nekoliko sati do nekoliko dana!!!<br />

57


inficiraju bilo koji eliju koja ima nucleus, ligandi koje prepoznaju CD8 + T limfociti, treba da se<br />

ekspresuju na svim nukleiranim elijama. Suprotno, set efektornih funkcija CD4 + T limfocita, koji<br />

prepoznaju MHC molecule klase II, je ogranien na mali broj elijskih tipova. Na primer, naivne<br />

CD4 + T elije treba da prepoznaju antigene prezentovane od strane dendritskih elija u perifernim<br />

limfatinim organima. Diferencirane CD4 + T pomone elije, aktiviraju makrofage koji onda<br />

eliminišu predhodno fagocitiran ekstracelularni antigen, i aktiviraju B limfocite da sintetišu<br />

antitela koja se takodje ukljuuju u eliminaciju ekstracelularnih antigena.<br />

Ekspresija MHC molekula je stimulisana citokinima koji se produkuju tokom nespecifinog i<br />

specifinog IO. Interferoni, IFN-, IFN- i IFN-, kao i TNF i limfotoksin (LT), poveavaju ekspresiju<br />

molekula MHC klase I u veini elijskih tipova. Interferoni se produkuju tokom ranog<br />

nespecifinog imunog odgovora na mnoge<br />

viruse, a TNF i LT na mnoge mikrobne<br />

infekcije. Tako, nespecifian imuni odgovor<br />

na mikrobe poveava ekspresiju MHC<br />

molekula koji prikazuju mikrobne antigene<br />

specifinim T limfocitima. Ekspresija mole-<br />

kula klase II je takodje regulisana razliitim<br />

citokinima u razliitim elijama. IFN- je<br />

osnovni stimulator ekspresije molekula klase<br />

II u APCs. IFN- se produkuje u NK elijama<br />

tokom nespecifinog imunog odgovora (me-<br />

hani<strong>za</strong>m kojim nespecifini stimuliše<br />

specifini/adaptivni imuni odgovor). Takodje,<br />

IFN- se produkuje i u antigenom-<br />

aktiviranim T limfocitima u reakcijama<br />

adaptivnog imunog odgovora, a njegova<br />

sposobnost da stimuliše ekspresiju molekula<br />

klase II na APCs predstavlja mehani<strong>za</strong>m<br />

amplifikacije adaptivnog imunog odgovora.<br />

Slika 3.10. IFN- stimuliše ekspresiju molekula MHC klase II<br />

58


Citokini, u mnogim elijskim tipovima, stimulišu ekspresiju MHC molekula, preko<br />

stimulacije transkripcije gena <strong>za</strong> klasu I/II. Stimulacija transkripcije <strong>za</strong>poinje vezivanjem<br />

transkripcionih faktora, koji su aktivirani citokinima, <strong>za</strong> regulatorne DNA sekvence u<br />

promotornom regionu MHC gena. Nekoliko transkripcionih faktora se vezuje <strong>za</strong> protein “class II<br />

transcription activator” (CIITA), a itav kompleks (CIITA+transkripcioni faktori) se veže <strong>za</strong><br />

promoter klase II i pokree transkripciju. Zbog toga što formira kompleks sa transkripcionim<br />

faktorima, CIITA funkcioniše kao glavni regulator ekspresije gena klase II.<br />

Ekspresija mnogih proteina ukljuenih u procesovanje i prezentaciju antigena je specifino<br />

regulisana i koordinisana. Na primer, IFN- poveava transkripciju gena, ne samo MHC klase I/II,<br />

nego i 2-mikroglobulina, gena koji kodiraju dve subjedinice proteozoma, kao i gene <strong>za</strong> subjedinice<br />

TAP heterodimera.<br />

59


3.4. PROCESOVANJE I PREZENTACIJA ANTIGENA T LIMFOCITIMA<br />

T limfociti imaju centralnu ulogu u reakcijama adaptivnog imunog odgovora na proteinske<br />

antigene. U okviru elijskog imunog odgovora, CD4 + T limfociti aktiviraju makrofage da unište<br />

fagocitirane antigene, a CD8 + T limfociti ubijaju elije inficirane intracelularnim mikrobima. U<br />

humoralnom imunom odgovoru, CD4 + T elije pomonice interaguju sa B limfocitima i stimulišu<br />

ih na proliferaciju i diferencijaciju. APCs prikazuju MHC-antigenine peptide naivnim T elijama u<br />

fazi prepoznavanja (iniciraju imuni odgovor), kao i diferenciranim T elijama u efektornoj fazi<br />

(stimulišu mehanizme koji eliminišu antigene). U ovom odeljku e biti opisane karakteristike APCs<br />

i procesi kojima se formiraju i iskazuju antigeni na APCs.<br />

3.4.1. Karakteristike antigena koje prepoznaju T limfociti<br />

Antigeni koje prepoznaju T limfociti su razliiti po svojim fiziko-hemijskim karakteristikama od<br />

onih koji mogu biti prepoznati antitelima ili B limfocitima. Neke karakteristike prepoznavanja<br />

antigena su jedinstvene i ve<strong>za</strong>ne samo <strong>za</strong> T limfocite.<br />

Tabela 3.4. Karakteristike antigena koje prepoznaju T limfociti<br />

KARAKTERISTIKE ANTIGENA KOJE PREPOZNAJU T LIMFOCITI OBJAŠNJENJE<br />

T elije prepoznaju samo peptide MHC može da veže samo peptide<br />

T elije prepoznaju linearnu a ne konformacionu determinantu peptidnih<br />

antigena<br />

Peptidi se vezuju u pukotinu MHC molekula u linearnoj konformaciji i ne mogu da<br />

formiraju konformacionu determinantu<br />

T elije prepoznaju samo antigene ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> elijsku membranu MHC molekule su membranski proteini koji iskazuju stabilno ve<strong>za</strong>n peptid na<br />

elijskoj membrani<br />

CD4 + i CD8 + T elije prepoznaju antigene iz ekstracelularnog ili<br />

citoslonog pula<br />

CD4 + elije pomonice prepoznaju peptide ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> klasu II MHC molekula,<br />

Dok CD8 + citotoksini T limfociti prepoznaju peptide ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> klasu I MHC<br />

molekula.<br />

Veina T limfocita prepoznaje samo peptide, dok B elije prepoznaju peptide, proteine,<br />

nukleinske kiseline, polisaharide, lipide i hemikalije malih molekula. Drugim reima, T elijski<br />

imuni odgovor se indukuje samo proteinskim antigenima (izvor peptida), dok humoralni imuni<br />

odgovor nastaje kao reakcija na proteinske i neproteinske antigene. Neke T elije su specifine <strong>za</strong><br />

male molekule = haptene (npr. dinitrofenol ili laktam). U ovim sluajevima hapten se veže sa<br />

„sopstvenim proteinom“ i takav konjugat hapten-nosa biva prepoznat od T limfocita.<br />

60


T elije su specifine <strong>za</strong> sekvencu aminokiselina u peptidu. Nasuprot, B elije mogu da<br />

prepoznaju konformacione determinante, koje postoje kada su antigeni u svojoj nativnoj<br />

tercijarnoj konfiguraciji. TCR prepoznaje samo nekoliko rezidua i peptida. Razliite T elije<br />

odgovaraju na antigene koji se razlikuju samo u jednoj aminokiselini.<br />

T elije prepoznaju i odgovaraju na strane peptide samo kada su pove<strong>za</strong>ni sa membranom<br />

APCs. B elije i sekretovana antitela prepoznaju solubilne antigene kao i one koji se nalaze na<br />

elijskoj membrani.<br />

T elije jedne individue prepoznaju peptidne antigene samo ako su ti peptidi pove<strong>za</strong>ni i<br />

prika<strong>za</strong>ni u kompleksu sa MHC molekulima te individue. Ovakvo prepoznavanje antigena koje<br />

nosi naziv MHC restrikcija (engl. self MHC restriction), može biti demonstrirano u<br />

eksperimentalnim situacijama kada se T limfociti jedne individue pomešaju sa APCs druge. MHC<br />

restrikcija je posledica procesa selekcije tokom sazrevanja T limfocita u timusu, koji osiguravaju<br />

da T elije jedne individue prepoznaju samo antigene iska<strong>za</strong>ne na membrani APCs te iste<br />

individue (prepoznaju strani peptid samo kada je ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> odredjen alelski oblik MHC molekula).<br />

Iako T elije pokazuju osobinu MHC restrikcije, one mogu da prepoznaju strane MHC molekule<br />

prisutne u graftovima tkiva prilikom transplantacije i dovedu do odbacivanja grafta.<br />

CD4 + elije pomonice prepoznaju peptide u kompleksu sa MHC molekulama klase II, dok<br />

CD8 + CTLs prepoznaju komplekse antigeninih peptida i MHC molekula klase I. Ve<strong>za</strong>no <strong>za</strong><br />

predhodno, CD4 + T limfociti prepoznaju peptide poreklom od ekstracelularnih proteina koji su<br />

internalizovani u vezikule APCs, dok CD8 + CTLs prepoznaju peptide poreklom od citosolnih,<br />

obino, endogeno sintetisanih proteina.<br />

Pored prezentacije antigena ve<strong>za</strong>nih <strong>za</strong> MHC molekule, postoji još jedan sistem prezentacije,<br />

specijalizovan <strong>za</strong> prezentaciju lipidnih antigena. CD1 molekule se ekspresuju na razliitim APCs i<br />

elijama epitela i smatra se da su ukljuene u iskazivanje lipidnih antigena, neuobiajenim<br />

populacijama T limfocita. Istraživanja na elijskim linijama T limfocita su poka<strong>za</strong>la da razliite<br />

elije mogu da prepoznaju lipidne antigene iska<strong>za</strong>ne sa CD1. To su CD4 + , CD8 +, kao i CD4 - CD8 -<br />

T limfociti koji ekspresuju TCR kao i T elije. Takodje, CD1-pove<strong>za</strong>ne lipide može da<br />

prepozna i mala populacija T limfocita koje ekspresuju marker <strong>za</strong> NK elije tzv. NK-T elije.<br />

61


3.4.2. Prezentacija proteinskih antigena CD4 + T limfocitima<br />

CD4 + elije pomonice kontrolišu imune odgovore na proteinske antigene. One su efektorne elije<br />

u elijskom imunitetu i obezbedjuju stimuluse koji su znaajni <strong>za</strong> proliferaciju i diferencijaciju B<br />

limfocita i citolitinih T limfocita. Kao što je ve reeno, CD4 + limfociti prepoznaju antigene na<br />

membrani samo onih elija koje ekspresuju MHC molekule klase II, a to su APCs (dendritske<br />

elije, makrofage, B limfociti). Antigen-<br />

prezentujue elije «hvataju» ekstracelularne<br />

proteinske antigene, transportuju ih,<br />

koncentrišu u limfnom voru, i iskazuju u formi<br />

koja može biti prepoznata od antigen-specifinih<br />

CD4 + T limfocita.<br />

Slika 3.11. APCs su neophodne <strong>za</strong> aktivaciju T elija<br />

APCs imaju dve važne funkcije u aktivaciji CD4 + T limfocita. One „konvertuju“ proteinske antigene<br />

u peptide i prikazuju ih u kompleksu sa MHC molekulama T limfocitima. Proces konverzije<br />

nativnih proteina u peptidne fragmente pove<strong>za</strong>ne sa MHC molekulama je procesovanje antigena.<br />

Druga važna funkcija APCs je da obezbedjuju dodatne stimuluse <strong>za</strong> aktivaciju T limfocita. Dodatni<br />

stimulusi, koji se ostvaruju preko hemijskih medijatora tzv. kostimulatora, su neophodni <strong>za</strong><br />

punu aktivaciju T elija.<br />

3.4.2.1. Tipovi elija koje prezentuju antigene CD4 + T elijama<br />

Mnoge sisarske elije imaju sposobnost endocitoze i proteolitikog razlaganja proteinskih<br />

antigena, ali samo<br />

specijalizovane populacije<br />

elija ekspresuju MHC<br />

molekule klase II.<br />

elije koje funkcionišu kao<br />

APCs <strong>za</strong> T elije pomonice su<br />

dendritske elije, mononukle-<br />

arni fagociti i B limfociti<br />

(profesionalne APCs).<br />

Slika 3.12. Funkcije razliitih APCs<br />

62


Dendritske elije su najefikasnije APCs u iniciranju T elijskog odgovora. Makrofage iskazuju<br />

antigene diferenciranim CD4 + T elijama u efektornoj fazi elijskog imunog odgovora, a B limfociti<br />

iskazuju antigene T elijama pomonicama u humoralnom imunom odgovoru.<br />

Dendritske elije su prisutne na glavnim mestima prodora mikroorgani<strong>za</strong>ma (nalaze se u<br />

perifernim limfatinim organima, u epitelu kože, gastrointestinalnom, i respiratornom traktu, kao<br />

i u skoro svim parenhimatinim organima). Prototip nezrelih dendritskih elija su Langerhansove<br />

elije epidermisa, koje zbog svojih dugakih nastavaka okupiraju ak 25% površine epidermisa<br />

iako ine manje od 1% elijskih populacija prisutnih u koži. Funkcija epitelijalnih dendritskih<br />

elija je da „hvataju/love“ proteinske antigene, da ih internalizuju i transportuju do limfnih<br />

vorova. Tokom migracije do limfnih vorova, dendritske elije maturiraju i postaju sposobne da<br />

efikasno iskažu antigene na svojoj me-<br />

mbrani. Zrele dendritske elije prikazuju<br />

antigene T limfocitima u T elijskoj zoni<br />

limfnog vora.<br />

Makrofage su APCs koje aktivno<br />

fagocitiraju velike partikule. One imaju<br />

velikog znaaja u prikazivanju antigena<br />

poreklom od fagocitiranih bakterija ili<br />

parazita. U efektornoj fazi elijskog imu-<br />

nog odgovora, diferencirani T limfociti,<br />

prepoznaju antigene na membrani<br />

fagocita, i stimulišu ih, da aktiviraju<br />

procese uništavanja fagocitiranih anti-<br />

gena.<br />

B limfociti preko BCR-a (receptora <strong>za</strong><br />

antigene) vezuju i internalizuju solubilne<br />

proteinske antigene koje potom<br />

procesuju i iskazuju na membrani, T<br />

elijama pomonicama. Antigen-<br />

prezentujua funkcija B limfocita je vrlo<br />

važna <strong>za</strong> T-<strong>za</strong>visnu produkciju antitela.<br />

Slika 3.13. Putevi prodora ekstracelularnih antigena<br />

63


Endotelne elije vaskularnog sistema, takodje mogu da ekspresuju MHC molekule klase II i da<br />

prikažu antigene T elijama krvi.<br />

3.4.2.2. „Hvatanje“ i prezentacija proteinskih antigena<br />

Kao što je ve spomenuto, nezrele dendritske elije „hvataju“ antigene na mestima njihovog<br />

prodora i transportuju ih do limfatinog vora. Nezrele dendritske elije ekspresuju membranske<br />

receptore kojim vežu mikrobe (manozni receptor, „toll-like receptor“, videti kasnije), internalizuju<br />

ih, i <strong>za</strong>poinju procesovanje proteina koji e se ve<strong>za</strong>ti sa produktima gena MHC klase II.<br />

Mikroorganizmi stimulišu nespecifie imune reakcije, tokom kojih se produkuju inflamatorni<br />

citokini. Kombinacija delovanja mikroorgani<strong>za</strong>ma i citokina aktivira dendritske elije, one gube<br />

kontakt sa epitelom i poinju da ekspresuju hemokinske receptore, CCR7, koji su specifini <strong>za</strong><br />

hemokine produkovane u T elijskoj zoni limfnog vora. Nezrele dendritske elije koje su<br />

internalizovale mikroorganizme sazrevaju tokom migracije do limfnog vora i postaju elije koje<br />

iskazuju peptidne antigene naivnim T limfocitima. Zrele dendritske elije ekspresuju visok nivo<br />

MHC molekula klase II <strong>za</strong> koje su ve<strong>za</strong>ni antigenini peptidi, kao i kostimulatore neophodne <strong>za</strong><br />

aktivaciju T elija (aktivacija primarnog T elijskog odgovora).<br />

U efektornoj fazi elijskog odgovora, predhodno aktivirani efektorni ili memorijski CD4 + T limfociti,<br />

mogu da prepoznaju strane antigene i odgovore na njih na bilo kom mestu u organizmu (a ne<br />

samo u limfatinom tkivu). Drugim reima, aktivirani T limfociti migriraju na mesta inflamacije,<br />

gde makrofage ili druge APCs iskazuju antigene.<br />

3.4.3. Prezentacija proteinskih antigena CD8 + T limfocitima<br />

Sve elije (koje imaju nukleus) mogu na svojoj membrani da iskažu citosolne peptidne antigene u<br />

kompleksu sa MHC molekulama klase I. Ovakve antigene prepoznaju CD8 + T limfociti.<br />

Antigeni koji se iskazuju uz pomo molekula MHC I su endogeni tj. citosolni antigeni. Na primer,<br />

to su viralni proteini u sluaju virusnih infekcija ili mutirani proteini kod tumorskih elija.<br />

Efektorni CD8 + limfociti (citotoksini) prepoznaju ovakve antigene, i uništavaju elije koje ih<br />

iskazuju. Ostaje pitanje kako te elije dospeju do limfatinog tkiva gde mogu biti prepoznate od<br />

strane naivnih CD8 + T limfocita i kako se aktiviraju naivni CD8 + limfociti? Objašnjenje aktivacije<br />

naivnih CD8 + T limfocita možda predstavlja problem, zbog toga što antigen može biti produkovan<br />

u bilo kojoj eliji koja nije profesionalna antigen-prezentujua elija. Da bi se aktivirali i da bi<br />

proliferisali naivni CD8 + T limfociti treba da prepoznaju kompleks peptid-MHC klase I, i da budu<br />

64


kostimulisani od strane antigen-prezentujuih elija, ili da prime signal od T elija pomonica.<br />

Verovatno je da antigen-prezentujue elije (dendritske elije) fagocitiraju virusom inficirane ili<br />

tumorske elije i da ekspresuju viralne ili tumorske antigene na svojoj površini. Njih prepoznaju<br />

naivni CD8 + T limfociti koji <strong>za</strong>poinju primarni imuni odgovor. Ovaj proces se naziva «unakrsna-<br />

Slika 3.14. Unakrsna prezentacija. Antigen prezentujue elija fagocitira inficiranu eliju i<br />

iskazuje antigen-MHC I na svojoj membrani. Antigen-MHC I prepoznaju naivni CD8 + T limfociti<br />

koji se aktiviraju i iniciraju primarni imuni odgovor.<br />

3.4.4. Procesovanje antigena<br />

prezentacija» (engl. cross-<br />

presentation) i oznaava<br />

da antigen-prezentujue<br />

elije mogu da iskažu<br />

antigene drugih elija<br />

(inficiranih virusom ili<br />

tumorske) i na taj nain<br />

aktiviraju T limfocite spe-<br />

cifine <strong>za</strong> taj antigen.<br />

Proteinski antigeni prisutni u acidnim vezikulama APCs se povezuju sa MHC molekulama klase II, dok<br />

antigeni prisutni u citosolu reaguju sa MHC molekulama klase I.<br />

Ova osnovna razlika izmedju vezikularnih (endocitozom unetih) i citosolnih antigena je poka<strong>za</strong>na<br />

eksperimentalno. Prezentacija/sudbina istog antigena u APCs se razlikuje ukoliko on na razliite<br />

naine unese u eliju.<br />

3.4.4.1. Procesovanje internalizovanog antigena<br />

Procesovanje internalizovanog antigena podrazumeva proces proteolitike razgradnje antigena u<br />

endocitoznim vezikulama, i vezivanje antigeninih peptida <strong>za</strong> MHC molekule klase II.<br />

Internali<strong>za</strong>cija ekstracelularnog proteina<br />

Razliite APCs, vezuju proteinske antigene, na razliite naine, sa razliitom efikasnošu i<br />

specifinošu. Dendritske elije i makrofage, ekspresuju raznolike površinske receptore koji<br />

prepoznaju strukture koje su <strong>za</strong>jednike mnogim mikroorganizmima (videti kasnije). Makrofage,<br />

takodje, ekspresuju receptore <strong>za</strong> Fc fragmente antitela, kao i receptor <strong>za</strong> C3b protein<br />

komplementa. Vezivanje antigena u kompleksu sa antitelom/komplementom stimuliše njihovu<br />

65


internali<strong>za</strong>ciju. B limfociti na membrani imaju imunoglobuline, koji funkcionišu kao BCR, i koji<br />

efikasno posreduju internali<strong>za</strong>ciju antigena. Ovi receptori funkcionišu kao receptori visokog<br />

afiniteta i vežu antigene pri vrlo malim koncentracijama u ekstracelularnoj tenosti.<br />

Nakon internali<strong>za</strong>cije proteinski antigen je lokalizovan u intracelularnoj vezikuli tzv. endozomu,<br />

koja sadrži proteolitike enzime i ima nisku pH vrednost. Endozom se, na svom intracelularnom<br />

putu sree sa lizozomom (vezikula koja sadrži enzime ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> membranu). Partikularni antigeni<br />

se internalizuju u vezikule,<br />

zvane fagozomi, koje mogu<br />

da se fuzionišu sa lizozomom<br />

i na taj nain nagrade tvore-<br />

vine zvane fagolizo-zomi ili<br />

sekundarni lizozomi.<br />

Slika 3.15. Eksperimentalni prikaz iskazivanja<br />

ekstracelu-larnog i intracelularnog<br />

prote-inskog antigena na istim APCs.<br />

Kada se protein (ovalbumin) doda APCs<br />

kao ekstracelularni antigen, APCs (koje<br />

ekspresuju MHC klase I i klase II) e<br />

prezentovati antigenine peptide u<br />

kompleksu sa molekulama klase II (A).<br />

Kada se ovalbumin sintetiše intracelularno<br />

kao rezultat transfekcije gena <strong>za</strong> ovalbumin<br />

(B) ili kada se protein ubaci u eliju<br />

korišenjem npr. osmotskog šoka (C),<br />

antigeni peptidi e se ekspresovati u<br />

kompleksu sa molekulama MHC klase I.<br />

Procesovanje internalizovanih proteina u endozomalnoj i lizozomalnoj vezikuli<br />

Internalizovani proteini se, u endozomima i lizozomima, enzimatski razlažu na peptide, od kojih<br />

mnogi imaju strukturne karakteristike koje omoguavaju njihovo vezivanje <strong>za</strong> „pukotinu“ MHC<br />

molekula klase II. Degradacija proteinskih antigena u vezikulama je aktivan proces koji se odvija<br />

delovanjem protea<strong>za</strong> koje imaju optimum aktivnosti pri niskim pH vrednostima (npr. katepsini).<br />

Biosinte<strong>za</strong> i transport MHC molekula klase II<br />

Biosinte<strong>za</strong> MHC molekula klase II se odigrava u endoplazmatskom retikulumu, a novosintetisani<br />

MHC molekuli su pove<strong>za</strong>ni sa invarijantnim lancem (Ii), koji okupira pukotinu u koju e se<br />

ve<strong>za</strong>ti antigenini peptid. i lanci molekula klase II se sintetišu i medjusobno povezuju u<br />

66


endoplazmatskom retikulumu. Novonastali dimeri klase II, su strukturno nestabilni, a njihovo<br />

formiranje je pomognuto aperonima, prisutnim u endoplazmatskom retikulumu (npr. kalneksin).<br />

Takodje, u endoplazmatskom retikulumu se heterodimer povezuje sa Ii lancem. Tokom<br />

kretanja ka površini elije, egzocitozna vezikula koja transportuje MHC molekule klase II od/iz<br />

endoplazmatskog retikuluma, se fuzioniše sa endocitoznom vezikulom koja sadrži internalizovane<br />

i procesovane antigene. Formacija u kojoj se MHC molekule spajaju sa antigeninim peptidom<br />

nose naziv MHC klase II kompartmani (MHC) ili vezikule klase II (CIIV; nalaze se u makrofagama<br />

i B elijama miša). MIIC ima karaktristinu lamelarnu strukturu i sadrži sve komponente<br />

potrebne <strong>za</strong> nastajanje kompleksa peptid-MHC II, ukljuujui i enzime koji degradiraju proteinske<br />

antigene, molekule klase II, Ii lanac, i humani leukocitni antigen DM (HLA-DM).<br />

Slika 3.16. Procesovanje i iskazivanje ekstracelularnih proteinskih antigena u kompleksu sa MHC molekulama klase II<br />

Nastajanje kompleksa peptid+MHC II<br />

U okviru MIIC, delovanjem proteolitikih enzima i HLA-DM, Ii lanac se odvaja od molekula klase<br />

II, a antigenini peptidi vežu <strong>za</strong> pukotinu na molekulu klase II. Proteolitiki enzimi koji su<br />

uestvovali u nastajanju antigeninog peptida (katepsin S), takodje, razlažu Ii lanac do CLIP<br />

67


peptida (engl. class II-associated invariant chain peptide), koji se i dalje nalazi u veznoj pukotini.<br />

Da bi pukotina bila slobodna da se u nju veže antigenini peptid, potrebno je ukloniti CLIP iz nje.<br />

Ovo se dešava delovanjem HLA-DM (molekule koja je takodje kodirana MHC genima i koja ima<br />

strukturu slinu MHC molekulama klase II). HLA-DM funkcioniše kao «izmenjiva peptida»,<br />

olakšavajui odvajanje CLIP-a iz pukotine i njegovu <strong>za</strong>menu <strong>za</strong> antigenini peptid.<br />

Ekspresija kompleksa peptid+MHC II na membrani APCs<br />

Vezivanjem antigeninog peptida <strong>za</strong> molekul MHC klase II, formira se stabilan kompleks koji se<br />

transportuje do elijske membrane gde se prezentuje CD4 + T limfocitima. Interesantno je da samo<br />

kompleksi peptid+MHC II putuju, od MIIC vezikularnog kompartmana do elijske membrane, a ne<br />

i ostali proteini ukljueni u prezentaciju antigena (molekuli kao što su DM ostaju u vezikuli).<br />

Mehani<strong>za</strong>m ovog selektivnog iskazivanja samo odredjenih proteina, nije poznat.<br />

3.4.4.2. Procesovanje citosolnog antigena<br />

Antigenini peptidi, nastaju proteolitikom razgradnjom citosolnih proteina, transportom nastalih<br />

peptida do endoplazmatskog retikuluma, i njihovim vezivanjem <strong>za</strong> novosintetisane molekule klase<br />

I.<br />

Slika 3.17. Procesovanje i iskazivanje citosolnin proteinskih antigena u kompleksu sa MHC molekulama klase I<br />

68


Produkcija proteina u citosolu<br />

Veina proteina, od kojih nastaju peptidi koji e biti iska<strong>za</strong>ni na membrani u komleksu sa<br />

molekulama klase I, se produkuje endogeno u citosolu nukleiranih elija. Strani antigeni u<br />

citosolu, mogu biti produkti virusa ili drugih intracelularnih mikroorgani<strong>za</strong>ma, koji inficiraju<br />

eliju i produkuju svoje proteine tokom svog životnog ciklusa. U tumorskim elijama, mutirani<br />

geni ili onkogeni, diktiraju sintezu proteinskih antigena. Nekada i partikularni antigeni, koji su<br />

fagocitirani u fagozome, mogu biti iska<strong>za</strong>ni na membrani kao kompleks sa molekulama klase I.<br />

Neki mikroorganizmi su sposobni da oštete membranu fagozoma i na taj nain formiraju pore<br />

kroz koje mogu da dospeju u citoplazmu. Kada fagocitirani antigeni prodru u citoplazmu oni se<br />

dalje procesuju kao i drugi citosolni antigeni.<br />

Proteolitika degradacija citosolnih proteina<br />

Glavni mehani<strong>za</strong>m nastajanja peptida od proteinskih antigena je njihova proteoli<strong>za</strong> u<br />

proteazomima. Proteazomi su multiproteinski enzimski kompleksi sa širokim proteolitikim<br />

delovanjem, nadjeni u gotovo svakoj eliji. Oni su odgovorni <strong>za</strong> degradaciju razliitih<br />

citoplazmatinih proteina i time ukljueni u održavanje osnovnih funkcija svake elije. Mali<br />

Transport peptida iz citosola do endoplazmatskog retikuluma<br />

polipeptidi tzv. ubikvitinini (engl.<br />

ubiquitin), obeležavaju proteine<br />

koji eliji nisu potrebni, a ovako<br />

markirane proteine prepoznaje i<br />

razlaže proteazom.<br />

Slika 3.18. Uloga TAP-a u prezentaciji<br />

peptid+MHC I kompleksa. U elijama koje<br />

nemaju funkcionalan TAP, molekuli klase I ne<br />

mogu da se vežu sa antigeninim peptidom,<br />

nestabilni su i degradiraju se u endo-plazmatskom<br />

retikulumu. Kada se elije transfekuju sa TAP<br />

genom i on se sintetiše u funkcionalan protein,<br />

mogua je ekspresija kompleksa antigenini<br />

peptid+MHC I na elijskoj membrani.<br />

Nastali peptidi se iz citosola translociraju u endoplazmatski retikulum, gde je mogua njihova<br />

interakcija sa novosintetisanim molekulama klase I. S obzirom da su antigenini peptidi nastali u<br />

citosolu, a da molekuli klase I nastaju u endoplazmatskom retikulumu, mora postojati<br />

mehani<strong>za</strong>m kojim e se citosolni peptidi dostaviti u endoplazmatski retikulum. Antigenini peptidi<br />

69


se iz citosola u endoplazmatski retikulum transportuju ATP-<strong>za</strong>visnim transporterom, tzv.<br />

transporterom pove<strong>za</strong>nim sa procesovanjem antigena (TAP; engl. transporter associated with<br />

antigen processing). Tap je heterodimer (izgradjen od dva lanca kodirana MHC genima), koji se<br />

uglavnom nalazi u endoplazmatskom retikulumu, a transportuje peptide koji su optimalne<br />

veliine <strong>za</strong> kasnije povezivanje sa molekulama klase I (od 6-30 aminokiselinskih ostataka). U<br />

lumenu endoplazmatskog retikuluma, TAP je proteinskim linkerom (tapasinom) pove<strong>za</strong>n sa<br />

novosintetisanim molekulama klase I. Na taj nain su MHC I molekule strateški locirane na mesto<br />

gde mogu da prime peptide.<br />

Nastajanje i ekspresija peptid+MHC I kompleksa<br />

Kao što je ve spomenuto, novosintetisani i 2-mikroglobulin dimeri u endoplazmatskom<br />

retikulumu, se vežu <strong>za</strong> TAP kompleks (preko tapasina), i stupaju u kontakt sa odgovarajuim<br />

antigeninim peptidom. Kompleks peptid+MHC I se odvaja od tapasina, izlazi iz endoplazmatskog<br />

retikuluma i transportuje do Goldži kompleksa, gde se pakuje u egzocitozne vezikule i<br />

transportuje do površine elije. Na elijskoj membrani, ovakav kompleks, e prepoznati CD8 + T<br />

limfociti. i 2-mikroglobulin dimeri, <strong>za</strong> koje se nisu ve<strong>za</strong>li antigenini peptidi su nestabilni, tako<br />

da se degradiraju u endoplazmatskom retikulumu.<br />

Tabela 3.5. Karakteristike procesovanja i prezentovanja antigena i MHC molekula klase I i II<br />

Osobina Put iskazivanja antigeninog peptida+ MHC klase II Put iskazivanja antigeninog peptida+ MHC klase<br />

I<br />

Sastav kompleksa peptid + MHC Polimorfni i lanci + peptid<br />

Dendritske elije, mononuklearni fagociti, B limfociti,<br />

Polimorfni lanac i 2-mikroglobulin + peptid<br />

Tipovi antigen-presentujuih elija endotelne elije, epitel timusa Sve elije koje imaju nukleus<br />

T elije koje prepoznaju CD4 + elije CD8 + elije<br />

Izvor proteinskog antigena Endozomalni/lizozomalni proteini (uglavnom<br />

internalizovani iz ekstracelularnog okruženja)<br />

Enzimi odgovorni <strong>za</strong> formiranje peptida Endosomalne i lizozomalne protease Citosolni proteozom<br />

Mesto formiranja kompleksa MHC+peptid Specijalizovani vezikularni kompartman Endoplazmatski retikulum<br />

Molekuli ukljueni u transport i vezivanje<br />

<strong>za</strong> MHC molekule<br />

Kalneksin u endoplazmatskom retikulumu, invarijantni<br />

lanac u endoplazmatskom retikulumu<br />

Fiziološki znaaj prezentacije antigena u sastavu MHC molekula<br />

Citosolni proteini (uglavnom sintetisani u eliji; mogu<br />

da dospeju u citosol iz fagosoma)<br />

Kalneksin, kalretikulin, TAP u endoplazmatskom<br />

retikulumu<br />

MHC molekuli obezbedjuju da T limfociti prepoznaju samo antigene koji se nalaze u elijama, kao<br />

i da te antigene prepozna odgovarajui tip T limfocita (elije pomonice ili CTLs), koji je<br />

najefikasnij u borbi protiv odredjenog antigena.<br />

70


3.5. RECEPTOR ZA ANTIGENE NA T LIMFOCITIMA (TCR) I POMONE MOLEKULE<br />

T limfociti reaguju na peptidne fragmente proteinskih antigena koji su iska<strong>za</strong>ni na APCs.<br />

Zapoinjanje odgovora podrazumeva:<br />

specifino prepoznavanje antigena,<br />

adheziju T limfocita na APCs,<br />

transdukciju signala do T elija.<br />

Za svaki od ovih dogadjaja su odgovorni razliiti setovi molekula na T limfocitu. U narednom<br />

tekstu e biti opisane osnovne karakteristike molekula ukljuenih u prepoznavanje, adheziju i<br />

transdukciju signala na T limfocitima. T limfociti imaju<br />

dvojnu specifinost: oni prepoznaju polimorfne rezidue MHC<br />

molekula (MHC restrikcija tj. da prepoznaju sopstvene MHC<br />

molekule) i prepoznaju antigene koji su iska<strong>za</strong>ni tim<br />

molekulama (specifinost). Receptor koji prepoznaje peptid-<br />

MHC kompleks je receptor <strong>za</strong> antigene na T limfocitima (TCR).<br />

On je klonalno distribuiran tj. klonovi T elija sa razliitim<br />

specifinostima ekspresuju razliite receptore <strong>za</strong> antigene.<br />

Biohemijski signal koji se ostvaruje nakon prepoznavanja<br />

antigena (vezivanja TCR + peptid-MHC) se ne prenosi samim<br />

TCR nego su u taj proces ukljueni proteini koji su<br />

nekovalentno ve<strong>za</strong>ni <strong>za</strong> antigenski receptor (CD i ) TCR<br />

kompleks.<br />

Slika 3.19. TCR i pomone molekule.<br />

Za prepoznavanje antigena i prenos signala (signaling) su odgovorna dva seta molekula:<br />

visoko varjabilni TCR na T limfocitima i membranski Ig na B limfocitima i<br />

signalni proteini (CD i lanci na T elijama kao i Ig i Ig u B elijama).<br />

T elije ekspresuju i druge membranske receptore koji ne prepoznaju antigene ali doprinose<br />

odgovoru T elija na antigene (adhezione molekule koje stabilizuju vezivanje T elija <strong>za</strong> APCs,<br />

adhezione molekule koje regulišu migraciju i druge). To su pomone molekule.<br />

71


3.5.1. Struktura TCR<br />

TCR koji se ekspresuje na CD4 + elijama pomonicama i CD8 + citolitinim T limfocitima je<br />

heterodimer sastavljen od dva transmembranska, polipeptidna lanca ( i ), kovalentno pove<strong>za</strong>na<br />

disulfidnim ve<strong>za</strong>ma. i lanci se sastoje od N-terminalnog varijabilnog domena (V),<br />

konstantnog domena (C), hidrofobnog transmembranskog domena i kratkog citoplazmatinog<br />

domena. V domeni i lanaca sadrže regione visoke varijabilnosti (hipervarijabilne domene ili<br />

CDRs; engl. complementarity-determining regions). Tri<br />

CDRs na lancu su rasporedjena pored tri slina<br />

regiona na lancu tako da formiraju region TCR-a koji<br />

specifino prepoznaje peptid-MHC kompleks. U i <br />

lanacu, CDR3 ima najveu varjabilnost i najviše dopri-<br />

nosi ukupnoj varjavilnosti TCR-a. V domen lanaca<br />

sadrži i CDR4 koji ne doprinosi vezivanju <strong>za</strong> antigen ali<br />

se veže <strong>za</strong> mikrobijalne produkte tzv. superantigene.<br />

Oba TCR lanca, kao i teški i laki lanci Ig, su kodirani<br />

multiplim genskim segmentima koji podležu somatskim<br />

rekombinacijama tokom maturacije T limfocita.<br />

Slika 3.20. Struktura TCR<br />

C domeni i lanaca sadrže regione koji imaju rezidue cisteina koje doprinose medjusobnom<br />

disulfidnom povezivanju dva lanca. Transmembranski (hidrofobni) domen sadrži rezidue pozitivno<br />

naelektrisanih aminokiselina, kao što je lizin u lancu, i lizin i arginin u lancu. Ove rezidue<br />

interaguju sa negativnim reziduama u transmembranskim regionima drugih polipeptida koji<br />

formiraju TCR kompleks (CD i ). Oba lanca, imaju kratke citoplazmatine repove (5-12 ostataka<br />

aminokiselina). Kao i membranski Ig na B limfocitima, ovi citoplazmatini regioni su previše<br />

kratki da bi imali funkciju u transdukciji signala. Ovu funkciju vrše molekule koje su fiziki<br />

pove<strong>za</strong>ne sa TCR-om i grade TCR kompleks.<br />

Iako molekuli TCR-a i imunoglobulina pokazuju strukturnu slinost, mogu se <strong>za</strong>paziti i znaajne<br />

razlike izmedju ova dva tipa molekula. TCR se nikada ne sekretuje iz elije i on sam ne ispoljava<br />

efektorne reakcije. Umesto efektornih reakcija, TCR inicira signale koji aktiviraju efektorne<br />

funkcije T limfocita. Takodje, <strong>za</strong> razliku od Ig, lanci koji grade TCR imaju uvek isti C region (ne<br />

postoje razliite klase molekula u <strong>za</strong>visnosti od razliite ekspresije C regiona, kao kod Ig tj. ne<br />

postoji “isotype switching”).<br />

72


Tabela 3.6. Osobine receptora <strong>za</strong> antigene: TCR i imunoglobulina<br />

T elijski receptor (TCR) Imunoglobulin (Ig)<br />

Komponente i lanci Teški i laki lanci<br />

Broj Ig domena Jedan V i jedan C domen u svakom lancu Teški lanac: jedan V domen, tri od etri C domena<br />

Laki lanac: jedan V domen I jedan C domen<br />

Broj CDRs Tri u svakom lancu <strong>za</strong> vezivanje antigena; etvriti<br />

hipervarijabilni region u lancu (nepoznata<br />

funkcija)<br />

Tri u svakom lancu<br />

Udružene signalne molekule CD3 i Ig i Ig<br />

Afinitet <strong>za</strong> antigen (Kd) 10-5-10-7 M 10-7-10-11 M (sekretovani Ig)<br />

Promene nakon elijske aktivacije<br />

Produkcija sekretovane forme<br />

………………………………………….<br />

Zamena izotipova<br />

………………………………………….<br />

Somatske mutacije<br />

Ne<br />

………………………………………….<br />

Ne<br />

………………………………………….<br />

Ne<br />

3.5.2. Uloga TCR-a u prepoznavanju peptid+MHC kompleksa<br />

i lanci TCR-a specifino prepoznaju peptid-MHC kompleks preko CDR-a.<br />

Da<br />

………………………………………….<br />

Da<br />

………………………………………….<br />

Da<br />

Mesto preko koga se ostvaruje interakcija sa antigenom je ravna površina koju formiraju CDRs, <br />

i lanca. Zapanjujua je injenica da boni lanci samo jedne ili dve aminokiseline antigeninog<br />

peptida, ve<strong>za</strong>nog <strong>za</strong> MHC, ostvaruje kontakt sa TCR-om. Ovo ilustruje neverovatnu sposobnost T<br />

limfocita da razlikuju razliite antigene na osnovu samo par/nekoliko razlika u aminokiselinskim<br />

ostacima. Afinitet TCR-a <strong>za</strong> MHC-peptid kompleks je mala. Konstanta disocijacije (Kd) <strong>za</strong> intera-<br />

kciju TCR-a i MHC-peptid kompleksa<br />

varira izmedju 10 -5 – 10 -7 M. Ovaj mali<br />

afinitet je verovatno razlog postojanja<br />

pomonih molekula tj. postojanja potrebe<br />

<strong>za</strong> stabili<strong>za</strong>cijom adhezije izmedju T elija<br />

i APCs. TCR i pomone molekule na T<br />

elijama formiraju sa svojim ligantima na<br />

membrani APCs supramolekularne stru-<br />

kture tzv. imunološke sinapse.<br />

Formiranje sinapsi inicira signal koji se<br />

prenosi u eliju.<br />

Slika 3.21. Komponente TCR kompleksa<br />

73


Sve elije koje ekspresuju TCR su MHC ograniene, u smislu da ekspresuju ili CD4 ili CD8<br />

koreceptor. Malobrojna populacija T limfocita, ekspresuje marker karakteristian <strong>za</strong> NK elije. To<br />

su NK-T elije. TCR lanac na NK-T elijama ima ogranien diverzitet TCR prepoznaje lipide<br />

koji su ve<strong>za</strong>ni <strong>za</strong> CD1 molekule. Ostale elije koje prepoznaju lipide+CD1 komplekse i na njih<br />

reaguju produkcijom citokina kao što su interleukin-4 i interferon su: CD4 +, CD8 +, ili CD4 -,<br />

CD8 - T elije.<br />

3.5.3. CD3 i proteini<br />

CD3 i proteini su nekovalentno pove<strong>za</strong>ni sa TCR heterodimerom. Kada TCR prepozna<br />

antigen, ovi proteini prenose signal (ogovorni su <strong>za</strong> signalnu transdukciju) koji vodi ka aktivaciji T<br />

elija. CD3 molekula se sastoji iz 3 proteina: , i . TCR kompleks, takodje sadrži i disulfidno<br />

pove<strong>za</strong>n homodimer lanaca. CD3 i proteini su identini na svim T elijama, ne<strong>za</strong>visno od<br />

njihove specifinosti, što je ve<strong>za</strong>no <strong>za</strong> njihovu funkciju prenosa signala, a ne prepoznavanja<br />

antigena.<br />

3.5.3.1. Struktura CD3 i proteina<br />

Kao što je ve spomenuto CD3 proteini se sastoje od tri CD3 proteina to su , i lanci. N-<br />

terminalni ekstracelularni regioni ovih lanaca sadrže Ig-slian domen – pripadaju Ig superfamiliji.<br />

Transmembranski domeni, sva tri CD3 lanca, sadrže negativno naelektrisani aspartat koji se veže<br />

<strong>za</strong> pozitivno naelektrisane rezidue transmembranskog domena ilanacaTCR-a. – održava<br />

kompleks intaktan. Citoplazmaticni domeni , i lanaca (od 44-81 ostataka aminokiselina)<br />

sadrže po jednu kopiju konzervisane sekvence važne <strong>za</strong> transmisiju signala “immunoreceptor<br />

tyrosine-based activation motif” (ITAM). ITAM ima centralnu ulogu u signalingu preko TCR<br />

kompleksa. On je takodje, nadjen, na citoplazmatinim regionima drugih membranskih proteina<br />

limfocita koji su ukljueni u proces transdukcije signala ( lanci TCR kompleksa, lanci Igi<br />

Igmembranskih Ig na B limfocitima, kao i kod nekoliko Fc receptora). lanci su izgradjeni od:<br />

kratkog ekstracelularnog regiona (9 aminokiselinskih ostataka), transmembranskog regiona koji<br />

sadrži negativan aspartat i dugakog citoplazmatinog repa (113 ostataka aminokiselina koje<br />

imaju 3 ITAMa). lanac je takodje pove<strong>za</strong>n sa signalingom drugih receptora na limfocitima (Fc<br />

receptor na NK elijama).<br />

Za ekspresiju TCR kompleksa potrebna je sinte<strong>za</strong> sve tri komponente.<br />

74


3.5.3.2. Funkcije CD3 i proteina<br />

Slika 3.22. Ekspresija TCR kompleksa.<br />

U nedostaku CD3 (u stvari bilo koje<br />

komponente) nee doi do formiranja TCR<br />

kompleksa, a svi proteini koji ga grade e biti<br />

degradirani u eliji. Transfekovanjem elija sa<br />

genom koji nedostaje (u ovom sluaju gen <strong>za</strong><br />

CD3) e dovesti do formiranja i ekspresije TCR<br />

kompleksa na elijskoj membrani.<br />

CD3 i proteini povezuju prepoznavanje antigena i biohemijske dogadjaje koji dovode do<br />

funkcionalne aktivacije T limfocita.<br />

Posle prepoznavanja antigena dolazi do fosforilacije tirozinske rezidue ITAMs u citoplazmatinom<br />

repu CD3 i proteina. Fosfotirozin postaje vezno mesto <strong>za</strong> adapterne proteine i <strong>za</strong> tirozin kinazu<br />

sa Src homologim 2 domenom (SH2), ukljuujui i ZAP-70 kinazu, koja se veže <strong>za</strong> lanac, kao i<br />

Fyn kinazu koja se veže <strong>za</strong> CD3. Aktivacija ovih kina<strong>za</strong> aktivira put signalne transdukcije koji<br />

vodi ka promenama ekspresije gena u T elijama.<br />

3.5.4. TCR<br />

TCR je drugi tip TCR-a koji se ekspresuje na malom broju T elija. To je disulfidno ve<strong>za</strong>n<br />

heterodimer koji je, takodje, pove<strong>za</strong>n sa CD3 i proteinima. i TCR lanci se sastoje od<br />

ekstracelularnog Ig-slinog V regiona i C regiona, hidrofobnog transmembranskog domena, i<br />

kratkog citoplazmatinog repa.<br />

TCR se povezuje sa istim CD3 i lancima kao i heterodimer. Veina elija koje ekspresuju <br />

TCR ne ekspresuju CD4 i CD8.<br />

Više od 50% intraepitelijalnih limfocita su limfociti koji ekspresuju TCR .<br />

TCR ne prepoznaju peptid-MHC komplekse, nego prepoznaju drugaije forme antigena. Neke<br />

elije koje imaju TCR prepoznaju male fosforilisane molekule, alkil-amine ili lipide, koje su<br />

iska<strong>za</strong>ne “neklasinim” MHC I-slinim molekulima.<br />

75


3.5.5. Pomone molekule<br />

T elije ekspresuju nekoliko integralnih proteina membrane, koji imaju važnu ulogu u odgovoru T<br />

limfocita na antigene. Svi ovi proteini se esto nazivaju pomone molekule.<br />

Slika 3.23. Pomone molekule<br />

na T limfocitu.<br />

Pomone molekule imaju nekoliko <strong>za</strong>jednikih osobina koje determinišu njihovu ulogu u imunom<br />

odgovoru:<br />

pomone molekule T limfocita reaguju sa ligandima koji se nalaze na membrani drugih<br />

elija kao što su: APCs, endotelne elije krvnih sudova i u ekstracelularnom matriksu;<br />

pomone molekule su nepolimorfne i nepromenljive (identine na svim T elijama i kod<br />

svih individua jedne vrste);<br />

mnoge pomone molekule prenose signale u unutrašnjist T elija tako da su znaajne <strong>za</strong><br />

regulaciju funkcije T limfocita (najbolje prueni CD8 i CD4 koreceptori);<br />

vezivanje pomonih molekula <strong>za</strong> ligande na površini APCs poveava adheziju izmedju T<br />

limfocita i APCs;<br />

vezivanje pomonih molekula <strong>za</strong> endotelijalne elije i proteine ekstracelularnog matriksa je<br />

odgovorno <strong>za</strong> “homing” i <strong>za</strong>državanje T elija u tkivima;<br />

pomone molekule su korisni elijski “markeri” <strong>za</strong> identifikaciju T elija u normalnom I<br />

patološkom tkivu.<br />

76


Ime molekule Sinonimi Biohemi-jske<br />

CD4 T4 (ovek)<br />

L3T4(miš)<br />

CD8 T8 (ovek)<br />

Lyt2(miš)<br />

odlike<br />

Tabela 3.7. Osnovne pomone molekule T limfocita<br />

Familija gena elijska<br />

ekspresija<br />

55-kD monomer Ig T limfociti<br />

ogranieni na<br />

klasu MHC II<br />

ili dimer;<br />

78-kD lanac;<br />

32- do 34-kD b<br />

lanac<br />

CD28 Tp44 Homodimer od<br />

44-kD veliine<br />

lanaca<br />

CTLA-4<br />

(CD152)<br />

CD45R T200; <strong>za</strong>jedniki<br />

antigen<br />

leukocita<br />

CD2 T11, antigen<br />

pove<strong>za</strong>n sa<br />

funkcijom<br />

leukocita (LFA) -<br />

2<br />

Homodimer od<br />

lanaca veliine<br />

33- do 34-kD;<br />

može biti<br />

monomer;<br />

90 je<br />

intracelula-ran<br />

180-220-kD<br />

monomer;<br />

citoplasma-tske<br />

fosfataze<br />

LFA-1 CD11aCD18 Dimer od 180kD<br />

lanca, 95kD<br />

lanca<br />

L-selektin CD62L, Mel-14 150-kD<br />

monomer<br />

CD44 Pgp-1 80-200 kD<br />

monomer<br />

Ig T limfociti<br />

ogranieni na<br />

klasu MHC I<br />

Ig 90 CD4 + T<br />

elija, 50<br />

CD8 + T elija<br />

Ig Aktivirane T<br />

elije<br />

50-kD monomer Ig 90 T elije<br />

(ovek), NK<br />

elije<br />

Integrin Leukociti,<br />

trombociti<br />

Ligand Afinitet<br />

Kdx10 -6M<br />

Uloga u aktivaciji T<br />

elija<br />

Adhezija Signaling<br />

Klasa II MHC +<br />

-<br />

+<br />

Klasa I MHC 200 +<br />

-<br />

B7-1 (CD80), B7-2<br />

(CD86)<br />

B7-1<br />

B7-2<br />

4 - +<br />

0,4 - +<br />

Leukociti Nepoznat - +<br />

LFA-3 10-20 + +<br />

Intracelularna<br />

adheziona<br />

molekula (ICAM)-1<br />

ICAM-2<br />

ICAM-3<br />

0,1 + +<br />

-<br />

Selektin Leukociti Ugljeni hidrati kao<br />

ligandi na HEV<br />

105 + -<br />

Limfociti,<br />

granulociti<br />

Proteini matriksa + +<br />

-<br />

3.5.6. CD4 i CD8 koreceptori ukljueni u aktivaciju T limfocita<br />

CD4 i CD8 su proteini koji se vezuju <strong>za</strong> nepolimorfni region MHC molekule i ukljueni su u<br />

prenos signala tj. <strong>za</strong>jedno sa signalom TCR kompleksa iniciraju aktivaciju T elija. Zreli T<br />

limfociti ekspresuju ili CD4 ili CD8 molekule. CD4 i CD8 reaguju sa MHC molekulama kada TCR<br />

specifino prepozna peptid-MHC kompleks na površini elije koja iskazuje antigene.<br />

+<br />

77


3.5.6.1. Struktura CD4 i CD8 koreceptora<br />

CD4/CD8 su transmembranski glikoproteini, lanovi Ig superfamilije.<br />

CD4 se ekspresuje kao monomer, na površini perifernih T limfocita, timocita, a prisutan je<br />

i na mononuklearnim fagocitima i nekim dendritskim elijama. Ima 4 ekstracelularna Ig-slina<br />

domena, hidrofobni transmembranski domen, i citoplazmatini rep (38 ostataka aminokiselina).<br />

Preko svoja dva N-terminalna Ig-slina domena, veže se <strong>za</strong> 2 domen MHC molekula klase II.<br />

CD8 su disulfidno pove<strong>za</strong>ni heterodimeri, sastavljeni od CD8 i CD8 lanca. Oba lanca<br />

imaju jedan ekstracelularan Ig-slian domen, hidrofobni transmembranski region, i<br />

citoplazmatini rep (25 aminokiselinskih ostataka). Ig domen CD8 se vezuje <strong>za</strong> nepolimorfni 3<br />

domen MHC molekula klase I. Neke elije ekspresuju CD8 homodimere (izgleda da imaju<br />

drugaciju funkciju), dok je populacija T limfocita koja ekspresuje CD8 heterodimer mnogo vea.<br />

3.5.6.2. Funkcija CD4 i CD8 koreceptora<br />

CD8 koreceptori se selektivno vezuju <strong>za</strong> MHC molekule klase I. Kao što je poznato, ova klasa<br />

molekula se ekspresuje na svim nukleiranim elijama i uglavnom je ve<strong>za</strong>na <strong>za</strong> prezentaciju<br />

intracelularnih antigena. CD4 koreceptori se selektivno vezuju <strong>za</strong> MHC molekule klase II, koji se<br />

ekspresuju na APCs i ve<strong>za</strong>ni su <strong>za</strong> prezentaciju ekstracelularnih antigena. T elije koje ekspresuju<br />

CD4 koreceptor (i ograniene su na interakciju sa MHC II molekulama) produkuju citokine,<br />

nazivaju se T elije pomonice. T limfociti koji ekspresuju CD8 koreceptor (i ogranieni su na<br />

interakciju sa MHC I molekulama) su citotoksini (citolitini; CTL) T limfociti ukljueni u<br />

eliminaciju intracelularnih antigena. CD4/CD8 doprinose transdukciji signala nakon prepoznava<br />

Slika 3.24. Lck signalni put u T limfocitima.<br />

Lck je tirozin kina<strong>za</strong> (Src familija) pove<strong>za</strong>na sa citoplazmatinim repom CD4 i CD8.<br />

CD4/CD8 asocirana Lck je neophodna <strong>za</strong> maturaciju i aktivaciju T elija.<br />

nja antigena. Signalni put koji se aktivira vezivanjem<br />

<strong>za</strong> CD4/CD8 koreceptore se ukljuuje u aktivaciju<br />

specifine familije Src kina<strong>za</strong> tzv. Lck koja je<br />

nekovalentno ve<strong>za</strong>na <strong>za</strong> citoplazmatini rep CD4 i<br />

CD8 koreceptora. Prenos signala je posredovan Lck<br />

kinazom. Ve<strong>za</strong> CD4/CD8 i Lck je neophodna <strong>za</strong><br />

maturaciju i aktivaciju T limfocita. Kada TCR<br />

prepozna antigen, CD4/CD8 koreceptori se vežu <strong>za</strong><br />

odgovarajue MHC molekule. Ovo vezivanje<br />

približava koreceptor i njegovu Lck, do TCR komple-<br />

ksa, a Lck fosforiliše tirozinske ostatke ITAM-a u<br />

CD3 i lancima i tako inicira aktivaciju T elija.<br />

78


Sem uloge u signalnoj transdukciji, CD4/CD8 koreceptori, poveavaju adheziju T limfocita <strong>za</strong><br />

ciljnu eliju (eliju koja prezentuje antigen+MHC I/II).<br />

3.5.7. CD28 i CTLA-4: receptori koji regulišu aktivaciju T elija<br />

Kao što je poznato, <strong>za</strong> proliferaciju i diferencijaciju B i T limfocita u efektorne elije su potrebna<br />

dva ekstracelularna signala. Prvi signal je obezbedjen vezivanjem <strong>za</strong> antigen-specifian receptor (u<br />

sluaju T elija to je vezivanje peptid-MHC molekula <strong>za</strong> TCR i koreceptore CD4/8). Drugi signal je<br />

obezbedjen vezivanjem <strong>za</strong> molekule koje imaju <strong>za</strong>jednini naziv kostimulatori. Najbolje definisani<br />

kostimulatori <strong>za</strong> T limfocite su proteini B7-1 (CD80) i B7-2 (CD86) koji se ekspresuju na<br />

profesionalnim APCs. Receptor <strong>za</strong> ove proteine na T limfocitima je molekula CD28. Ovaj receptor<br />

se ekspresuje na CD4 T elijama (~90%) i na CD8 T elijama (~ 50% kod ljudi i na svim naivnim<br />

elijama pacova). CD28, je membranski protein koji<br />

obezbedjuje sekundarni signal potreban <strong>za</strong> aktivaciju T<br />

limfocita tj. <strong>za</strong>jedno sa signalima poreklom od TCR<br />

kompleksa uestvuje u aktivaciji T elija. CD28 je<br />

homodimer izgradjen od 2 lanca koji imaju Ig-sline<br />

domenime.<br />

Slika 3.25. Interakcija B7 liganda i CD28/CTLA-4 receptora<br />

Vezivanje B7 molekula (APCs) <strong>za</strong> CD28 signal<br />

koji indukuje ekspresiju anti-apoptotikih<br />

proteina, stimuliše produkciju faktora rasta i<br />

drugih citokina i stimulise proliferaciju i<br />

diferencijaciju T elija. Vezivanjem B7 molekula<br />

sa membrane APCs, <strong>za</strong> CD28 receptore T<br />

limfocita, indukuje se ekspresija anti-<br />

apoptotikog proteina, stimuliše produkcija<br />

faktora rasta i drugih citokina, i promoviše<br />

proliferacija i diferencijacija T elija.<br />

Slika 3.26. Stimulacija proliferacije i diferencijacije T limfocita<br />

79


Na T limfocitima je otkriven još jedan receptor <strong>za</strong> B7 molekule, a to je CTLA-4 (CD152). Ovaj<br />

receptor je strukturno homolog CD28 receptorima, ali se ekspresuje na aktiviranim CD4 + i CD8 + T<br />

elijama. Funkcija ovog receptora je da inhibiše aktivaciju T elija tj. uestvuje u terminaciji<br />

odgovora T limfocita.<br />

3.5.8. CD45 i CD2: molekuli koji uestvuju u signalnoj transdukciji<br />

CD45 je protein, tirozin fosfata<strong>za</strong>, koja ima<br />

ulogu u regulaciji tirozin kina<strong>za</strong> tokom rane<br />

aktivacije T elija.<br />

CD2 je membranski molekul T limfocita<br />

koji doprinosi adheziji i ima ulogu u<br />

prenosu signala.<br />

Slika 3.27. Pomone molekule<br />

3.5.9. Adhezione molekule T limfocita: integrini, selektini, CD44<br />

Neke pomone molekule T limfocita, funkcionišu kao intercelularne adhezione molekule koje<br />

imaju znaajnu ulogu u interakciji T elija sa APCs, kao i u procesu migracije T limfocita na<br />

mesto infekcije.<br />

Integrini su heterodimerni proteini, koji se ekspresuju na leukocitima, a nijhovi citoplazmatini<br />

domeni su u kontaktu sa citoskeletom. Postoje dve podfamilije integrina. Pripadnici obe familije<br />

ekspresuju konzervisane lance (1 ili CD18 i 2 ili CD29), pove<strong>za</strong>ne sa razliitim lancima.<br />

Naješe adhezivne molekule koje se ekspresuju na T limfocitima su 1 integrini, takodje poznati i<br />

kao VLA (engl. very late activation) i 2 integrin, esto zvan i LFA-1 (engl. leukocyte function-<br />

associated antigen-1). Integrini T elija LFA-1 i VLA-4 se vezuju <strong>za</strong> ICAMs i VCAM-1 na površini<br />

drugih elija. Ove adhezivne interakcije su znaajne <strong>za</strong> stabilnu interakciju T elija i APCs, kao i<br />

80


<strong>za</strong> migraciju T elija iz krvi u tkiva. Integrini su odgovorni i <strong>za</strong> <strong>za</strong>državanje antigen stimulisanih T<br />

elija u limfoidnim organima, kao i na perifernim mestima infekcije.<br />

Tabela 3.8. Integrini<br />

Subjedinice Ime Ligandi Funkcije<br />

1 1 VLA-1 (CD49aCD29) Kolagen, laminin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

2 VLA-2 (CD49bCD29) Kolagen, laminin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

3 VLA-3 (CD49cCD29) Fibronektin, kolagen, laminin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

4 VLA-4 (CD49dCD29) Fibronektin, VCAM-1, MadCAM-1 Adhezija elija <strong>za</strong> matriks;<br />

“homing”; kostimulacija T elija?<br />

5 VLA-5 (CD49eCD29) Fibronektin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

6 VLA-6 (CD49fCD29) Laminin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

7 CD49gCD29 Laminin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

8 CD49hCD29 ? ?<br />

v CD51fCD29 Vitronektin, fibronektin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

2 L CD11aCD18(LFA-1) ICAM-1, ICAM-2, ICAM-3 Adhezija leukocita na<br />

endotelijum; T elija-APC<br />

M CD11bCD18(MAC-1, CR3) iC3b, fibrinogen, factor X, ICAMadhezija;<br />

kostimulacija T el<br />

Adhezija leukocita i fagocito<strong>za</strong>;<br />

1<br />

adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

X CD11cCD18(p150,95;CR4) iC3b; fibrinogen Adhezija leukocita i fagocito<strong>za</strong>;<br />

adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

3IIb GPIIb/IIIa (CD41CD61) Fibrinogen, fibronektin, von<br />

Willebrand factor, vitronektin,<br />

trombospondin<br />

Adhezija i agregacija trombocita<br />

V Vitronektin receptor<br />

Fibrinogen, fibronektin, von Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

(CD51CD61)<br />

Willebrand factor,<br />

trombospondin,<br />

fibronektin,osteopontin, kolagen<br />

46 CD49fCD104 Laminin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

5 Vitronektin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

6 Fibronektin Adhezija elija <strong>za</strong> matriks<br />

7 LPAM-1 Fibronektin, VCAM-1, MadCAM-1 Vraanje limfocita u mukozna<br />

limfoidna tkiva<br />

E HML-1 E-kadherin Zadržavanje intraepitelijalnih T<br />

elija<br />

Skraenice: APC, antigen prezentujue elije; iC3b, C3b inaktivisan; ICAM, intracelularna adheziona molekula; VCAM-1, “vascular cell adhesion molecule-1”; LFA,<br />

“leukocyte function-assosiated antigen”; MadCAM-1, “mucosal addressin cell adhesion molecule-1”<br />

Aviditet integrina <strong>za</strong> svoje ligande se poveava nakon delovanja hemokina na T elije, kao i posle<br />

stimulacije T elija kroz TCR kompleks. Ekspresija integrina se poveava posle TCR stimulacije, a<br />

ekspresija liganada <strong>za</strong> integrine na APCs, je poveana posle stimulacije sa inflamatornim<br />

citokinima.<br />

81


Selektini su karbohidratni vezujui proteini, prisutni na membranei leukocita, endotelijalnih<br />

elija i trombocita. Osnovna funkcija im je da regulišu migraciju leukocita u razliita tkiva.<br />

Selektin koji se ekspresuje na leukocitima (L-selektin) je prisutan i na naivnim T limfocitima, i<br />

njegova ekspresija se smanjuje kod aktiviranih oblika. L-selektin je ukljuen u navodjenje naivnih<br />

limfocita u limfne vorove, tokom njihove migracije. Dva druga selektina tzv. E-selektin (koji se<br />

ekspresuje na endotelnim elijama) i P-selektin (na trombocitima i endotelnim elijama) se brzo<br />

produkuju na endotelnim elijama nakon aktivacije sa citokinima tokom inflamatorne reakcije.<br />

CD44 su odgovorni <strong>za</strong> retenciju T elija u ekstravaskularnom prostoru na mestima infekcije, kao i<br />

<strong>za</strong> vezivanje aktiviranih i memorijskih elija <strong>za</strong> endotel u tkivima koja su <strong>za</strong>hvaena inflamacijom.<br />

3.5.10. Efektorne molekule T limfocita<br />

T limfociti ekspresuju mnoge druge molekule koje su ukljuene u njihove efektorne funkcije.<br />

Aktivirani CD4 + T limfociti ekspresuju površinski protein, CD40 ligand (CD40L ili CD154) koji se<br />

vezuje <strong>za</strong> CD40 receptor na B limfocitima, makrofagama, dendritskim elijama i endotelnim<br />

elijama i aktivitra ih. Drugim reima CD40L je znaajan medijator mnogih efektornih reakcija T<br />

elija pomonica, kao što je stimulacija B elija da produkuju antitela i aktivacija makrofaga da<br />

unište fagocitirane mikroorganizme.<br />

Aktivirane T elije, takodje ekspresuju ligand <strong>za</strong> Fas receptor. Vezivanje Fas-a, <strong>za</strong> a Fas ligand T<br />

elija, dovodi do apoptoze T limfocita. Ovaj proces ima naroit znaaj u eliminaciji T limfocita,<br />

nakon ponavljane stimulacije antigenima. Angažovanje Fas liganda, takodje, obezbedjuje jedan od<br />

puteva kojim CTLs eliminišu ciljne elije.<br />

82


AKTIVACIJA I REGULACIJA T I B<br />

LIMFOCITA 04<br />

4.1. AKTIVACIJA T LIMFOCITA<br />

Vezivanje antigena <strong>za</strong> svoje receptore <strong>za</strong>jedno sa drugim stimulusima, aktivira ekspanziju i<br />

diferencijaciju naivnih T limfocita kao i efektorne funkcije diferenciranih limfocita. Razliite<br />

populacije T elija se razlikuju u nainu stimulacije kao i razliitim modelom odgovora na tu<br />

stimulaciju. U daljem tekstu e ukratko biti sumirane generalne karakteristike aktivacije T<br />

limfocita.<br />

Naivni T limfociti prepoznaju antigene u perifernom limfatinom voru, i tu se aktiviraju.<br />

Aktivacija limfocita vodi ka ekspanziji antigen-specifine limfocitne populacije i<br />

diferencijacije elija na efektorne i memorijske.<br />

Efektorne T elije prepoznaju antigene u limfoidnim organima ili u nelimfoidnom tkivu i tu<br />

se aktiviraju i postaju sposobne <strong>za</strong> ispoljavanje efektornih funkcija.<br />

Da bi se T limfociti aktivirali oni moraju da prepoznaju antigen iska<strong>za</strong>n na APCs,<br />

kostimulatore (drugi signal), i citokine produkovane iz APCs kao i iz drugih T limfocita.<br />

Da bi se aktivirali naivni T limfociti, oni moraju da prepoznaju antigene na dendritskim<br />

elijama, dok efektorne T elije mogu da odgovore na antigene prezentovane na membrani<br />

razliitih APCs.<br />

83


4.1.1. Funkcionalni odgovor T limfocita<br />

Slika 4.1. Aktivacija naivnih i efektornih T limfocita.<br />

Antiigeni koje dendritske elije transportuju u limfne vorove<br />

prepoznaju naivni T limfociti koji recirkulišu kroz ove limfne<br />

vorove. T elije se aktiviraju da bi se diferencirale u efektorne<br />

i memorijske elije koje mogu ostati u limfoidim organima, ili,<br />

mogu migrirati u nelimfoidna tkiva. Na mestu infekcije, efektorne<br />

elije se opet aktiviraju antigenima i obavljaju razliite<br />

funkcije.<br />

Odgovor T limfocita na prepoznavanje antigena, delovanje kostimulatora i drugih signala se sastoji<br />

od sekrecije citokina, proliferacije i diferencijacije.<br />

Jedan od prvih odgovora T elija na prepoznavanje antigena, je sekrecija proteina tzv. citokina. U<br />

T elijama signal, koji potie od prepoznavanja antigena i kostimulatora, aktivira transkripciju<br />

nekoliko citokinskih gena koja vodi ka sintezi ovih proteina. Interleukin, IL-2 je tipian citokinski<br />

protein koji se produkuje iz naivnih T elija i funkcioniše kao faktor rasta <strong>za</strong> T elije. U <strong>za</strong>visnosti<br />

od razliitih uslova aktivacije, naivne T elije se mogu diferencirati u razliite grupe elija koje<br />

produkuju razliite citokine i izvode razliite efektorne funkcije. Na primer, TH1 i TH2 populacije<br />

efektornih CD4 + elija pomonica produkuju citokine koji aktiviraju makrofage i B limfocite u<br />

efektornoj fazi elijskog i humoralnog imuniteta. Aktivirane T elije se mogu identifikovati preko<br />

ekspresije novosintetisanih površinskih proteina tzv. aktivacionih markera (npr. lanac IL-2<br />

receptora).<br />

84


Slika 4.2. Faze odgovora<br />

T elija.<br />

Prepoznavanje antigena<br />

od strane T elija indukuje<br />

produkciju citokina<br />

(IL-2), a potom klonalnu<br />

ekspanziju kao rezultat<br />

IL-2 indukovane autokrine<br />

proliferacije elija, i<br />

na kraju diferencijaciju T<br />

elija u efektorne ili<br />

memorijske elije. U<br />

efektornoj fazi odgovora,<br />

efektorne CD4+ T<br />

elije odgovaraju na<br />

antigen produkujui citokine<br />

koji indukuju aktivaciju<br />

makrofaga i B<br />

limfocita, dok efektorne<br />

CD8+ tj. CTLs odgovaraju<br />

tako što ubijaju<br />

druge elije.<br />

Proliferacija T limfocita, koja se aktivira kao odgovor na prepoznavanje antigena, nastaje kao<br />

rezultat autokrinog delovanja citokina koji stimulišu rast. Citokini se produkuju u eliji koja je<br />

aktivirana, a ta ista elija ekspresuje i površinske receptore <strong>za</strong> te citokine. Osnovni autokrini<br />

faktor rasta <strong>za</strong> veinu T elija je IL-2. Produkcija IL-2, kao i ekspresija receptora <strong>za</strong> IL-2 je<br />

stimulisana prepoznavanjem antigena. elija koja je prepoznala antigen, vezuje IL-2 koji je<br />

sekretovala, i tako, kao odgovor na sopstvene citokine, proliferiše. IL-2 nije jedini faktor rasta <strong>za</strong> T<br />

elije. APCs i druge nelimfoidne elije, produkuju citokin IL-15, koji stimuliše proliferaciju CD8 + T<br />

elija, posebno memorijskih elija iz CD8 + subpopulacije. Rezultat proliferacije naivnih T elija je<br />

ekspanzija klona - iz malog pula naivnih antigen-specifinih limfocita, generiše se veliki broj elija<br />

potrebnih <strong>za</strong> eliminaciju antigena.<br />

Nakon stimulacije sa antigenom i proliferacije, neke od proliferisanih elija se diferenciraju u<br />

efektorne elije koje eliminišu antigene i mogu da aktiviraju druge imune elije. Neke od antigen-<br />

stimulisanih T elija se razvija u dugo-živee, funkcionalno mirne memorijske elije.<br />

85


Nakon eliminacije antigena, T elijski odgovor opada tj. vraa se na ba<strong>za</strong>lni nivo. S obzirom da je<br />

antigen eliminisan, limfociti su lišeni stimulusa neophodnih <strong>za</strong> njihovo preživljavanje<br />

(obezbedjenih antigenom, kostimulatorima i citokinima produkovanim tokom inflamatorne<br />

reakcije), veina antigen-stimulisanih elija umire apoptozom.<br />

4.1.2. Uloga kostimulatora u aktivaciji T limfocita<br />

Kao što je ve više puta izneto, <strong>za</strong> proliferaciju i diferencijaciju T limfocita potreban je signal od<br />

APCs tzv. kostimulatora kao i specifian signal poreklom od antigena. Najbolje opisan<br />

kostimulatorni put aktivacije T elija<br />

ukljuuje interakciju površinske mo-<br />

lekule T elija, CD28, i kostimula-<br />

tornih molekula ekspresovanih na<br />

APCs B7-1 (CD80) i B7-2 (CD86).<br />

Slika 4.3. Funkcije kostimulatora u aktivaciji T<br />

elija.<br />

A - APCs koja nije aktivirana skoro da ne ekspresuje<br />

kostimulatore ili ih ekspresuje u maloj koliini te ne<br />

može da aktivira naivne T elije.<br />

B – Mikrobi, kao i citokini produkovani tokom urodjenog<br />

imunog odgovora aktiviraju APCs da ekspresuju kostimulatore,<br />

kao što je B7. Na ovaj nain APCs postaju<br />

sposbne da aktiviraju naivne T elije. Takodje, aktivirane<br />

APCs produkuju citokine (IL-12) koji stimulišu diferencijaciju<br />

naivnih T elija u efektorne.<br />

Preko CD28 elija dobija signale koji pojaavaju odgovore na antigen, stimulišu produkciju<br />

citokina kao što je IL-2, i diferencijaciju naivnih elija u efektorne i memorijske.<br />

Inicijacija T elijskog odgovora “u pravo vreme i na pravom mestu” je omoguena regulacijom<br />

ekspresije kostimulatora. Ekspresija B7 kostimulatora je stimulisana mikrobijalnim produktima<br />

npr. endotoksinom i citokinima kao što je INF- koji se produkuju tokom nespecifinog imunog<br />

odgovora. Kada su T elije aktivirane, one ekspresuju molekul CD40L, koji se veže <strong>za</strong> CD40 na<br />

membrani APCs i inicira ekspresiju B7 kostimulatora na APCs.<br />

86


Slika 4.4. B7 koaktivacija.<br />

A – APC koja nema kostimulatora ne stimuliše odgovore<br />

CD4+ i može indukovati anergijuT elija (anergija je stanje u<br />

kome nema odgovora na antigensku stimulaciju i esto se<br />

naziva klonska anergija jer predstavlja nesposobnost<br />

kolonova T i B elija da odgovore na antigen; engl. anergy)<br />

B, C, D, E – Ekspresija B7 molekula indukovana transfekcijom<br />

gena (B) ili improvi<strong>za</strong>cija stimulatornog signala sa<br />

anti-CD28 antitelom (C) prouzrokuje aktivaciju T elija.<br />

Slino, u<strong>za</strong>jamno povezivanje TCR kompleksa sa antitelom<br />

specifinim <strong>za</strong> TCR/CD3 kompleks ne aktivira T elije (D),<br />

ali dodatak aktivacionog anti-CD28 antitela indukuje<br />

odgovor T elija.<br />

Eksperiment prika<strong>za</strong>n na slici pokazuje da je B7:CD28<br />

kostimulacija medjusobno pove<strong>za</strong>na.<br />

Slika 4.5. Uloga CD40 u aktivaciji T elija.<br />

Prepoznavanje antigena od strane T elija indukuje ekspresiju CD40 liganda (CD40L). CD40L vezuje CD40 na antigen-prezentujuim elijama<br />

(APCs) i stimuliše ekspresiju B7 molekula kostimulatora i sekreciju citokina, što aktivira T elije. Zakljuak: CD40 pravi APCs “boljim” APCs. T elije<br />

mogu ekspresovati CD40L i bez stimulacije, ali to <strong>za</strong>hteva B7:CD28 kostimulaciju, kao i antigen. Prema tome B7 i CD40 se u<strong>za</strong>jamno stimulišu.<br />

87


4.1.3. Signalna transdukcija preko TCR kompleksa<br />

Cilj aktivacije kaskada signalnih reakcija u T elijama, je koordinisana aktivacija transkripcije<br />

gena u naivnim elijama, a od ijih produkata <strong>za</strong>visi odgovor i funcije aktiviranih T elija. Signalni<br />

put koji se aktivira stimulacijom TCR kompleksa je najveim delom definisan in vitro anali<strong>za</strong>ma na<br />

razliitim populacijama T elija. Dobijeni rezultati su definisali osnovne karakteristike signalne<br />

transdukcije u T elijama:<br />

multiplim vezivanjem <strong>za</strong> TCR i koreceptore, aktivira se signalni put TCR-a;<br />

kao odgovor na prepoznavanje antigena dolazi do grupisanja membranskih receptora (engl.<br />

clustering), fosforilacije tirozinskih ostataka nekoliko proteina, i aktivacije adapternih<br />

proteina;<br />

signali TCR kompleksa koordinativno aktiviraju nekoliko biohemijskih puteva: signalni<br />

put.<br />

Ras-MAP kina<strong>za</strong>, put<br />

protein kinaze C, i<br />

kalcijum-kalcineurin<br />

signalni put. Aktivacija<br />

ovih enzima se dešava vrlo<br />

brzo nakon stimulacije<br />

TCR-a (nekoliko minuta), a<br />

aktivacija svakog od ovih<br />

puteva indukuje<br />

transkripcione faktore koji<br />

stimulišu ekspresiju<br />

razliitih gena T elija<br />

(proces koji traje nekoliko<br />

sati).<br />

Slika 4.6. Signalni putevi koji se aktiviraju<br />

aktivacijom TCR kompleksa.<br />

Vezivanje TCR i koreceptora <strong>za</strong> kompleks<br />

peptid-MHC na APCs inicira dogadjaje na<br />

poetku signalnog puta, što dovodi do fosforilacije<br />

-lanca, vezivanja i aktivacije ZAP-70,<br />

fosforilacije adapternih proteina i aktivacije razliitih<br />

elijskih enzima, što onda aktivira<br />

transkripcione faktore koji stimulišu ekspresiju<br />

razliitih gena ukljuenih u odgovor T elija.<br />

88


U narednom tekstu e biti opisani glavne etape u TCR signalnoj kaskadi.<br />

4.1.3.1. Rani dogadjaji na membrani: formiranje imunološke sinapse i aktivacija protein<br />

kina<strong>za</strong> i adapternih proteina<br />

Odmah nakon prepoznavanja antigena, na membrani T limfocita se pokreu procesi koji grupišu<br />

molekule koji uestvuju u signalnoj transdukciji.<br />

Formiranje imunološke sinapse<br />

Kada TCR kompleks prepozna MHC-peptid na APCs dolazi do brze mobili<strong>za</strong>cije membranskih<br />

proteina, i intracelularnih signalnih molekula, na mesto kontakta APCs i T elija. Region fizikog<br />

kontakta izmedju T elija i APCs se naziva imunološka sinapsa. Molekuli na membrani T elija se<br />

brzo mobilišu oko centra sinapse koja ukljuuje: TCR kompleks (TCR, CD3, lance), CD4 ili CD8<br />

koreceptore, receptore <strong>za</strong> kostimulatore (kao što su CD28), kao i enzime i adapterne proteine koji<br />

su pove<strong>za</strong>ni sa citoplazmatinim repom transmembranskih receptora. Integrini se nalaze na<br />

periferiji sinapse, gde doprinose stabili<strong>za</strong>ciji kontakta izmedju T elije i APC. Mnoge sinapse se<br />

nalaze u regionima elijske membrane koji se razlikuju u lipidnom sastavu od ostalih regiona<br />

membrane – mikrodomeni obogaeni glikolipidima. Prepoznavanje antigena stimuliše<br />

organi<strong>za</strong>ciju membranskih molekula u sinapsi i angažovanje signalnih puteva koji aktiviraju<br />

proteine citoskeleta.<br />

Aktivacija tirozin kina<strong>za</strong><br />

Odmah nakon organi<strong>za</strong>cije membranskih molekula i formiranja sinapse dolazi do aktivacije tirozin<br />

kina<strong>za</strong> 7 pove<strong>za</strong>nih sa citoplazmatinim domenima molekula CD3 i koreceptornih proteina, kao i<br />

fosforilacija tirozna u CD3 i lancima. Citoplazmatini regioni CD3 i lanaca sadrže peptidnu<br />

sekvencu tzv. ITAM (engl. immunoreceptor tyrosine-based activation motifs) koja e biti<br />

fosforilisana Lck-om, kinazom koja pripada Src familiji tirozin kina<strong>za</strong>, i koja je pove<strong>za</strong>na sa<br />

citoplazmatinim repom CD4/CD8 koreceptora 8. Lck može biti aktivirana autofosforilacijom, a<br />

aktivna Lck fosforiliše tirozinske ostatke ITAM-a u CD3 i lancima. Još jedna kina<strong>za</strong> je fiziki<br />

pove<strong>za</strong>na sa TCR kompleksom. To je Fyn, kina<strong>za</strong> koja je pove<strong>za</strong>na sa CD3 proteinom i ima slinu<br />

ulogu kao Lck.<br />

7 Tirozin kinaze su enzimi koji katališu fosforilaciju ostatka tirozina u razliitim proteinskim supstratima.<br />

8 Kada se TCR veže <strong>za</strong> peptid-MHC kompleks, ve<strong>za</strong>e se i CD4 ili CD8 koreceptori <strong>za</strong> nepolimorfne regione molekula klase II ili I vezivanje e<br />

približiti citoplazmatine repove CD4/CD8 koreceptora, ITAM regionima, CD3 i lanaca.<br />

89


Slika 4.7. Šematski prikaz formiranja imunološke sinapse.<br />

Pre prepoznavanja antigena razliiti receptori na T elijama i njihovi ligandi na APC su dispergovani/rasuti po površini plazma membrana ove dve elije. Kada T elija<br />

prepozna antigen izložen i prezentovan od strane APC, selektovani receptori i njihovi odgovarajui ligandi se redistribuiraju u definisanu zonu kontakta elija-elija<br />

formirajui sinapsu. Molekule u centralnom delu sinapse formiraju centralni supramolekularni aktivacioni klaster (engl. central SupraMolecular Activation Cluster -<br />

cSMAC), dok molekuli na periferiji sinapse formiraju periferni supramolekularni aktvivacioni klaster (engl. peripheral SupraMolecular Activation Cluster - pSMAC).<br />

90


Slika 4.8. Fosforilacija tirozina u toku<br />

aktivacije T elija.<br />

Nakon prepoznavanja antigena, CD4-pove<strong>za</strong>na<br />

Lck postaje aktivna i fosforiliše ITAM-e<br />

CD3 i lanaca. ZAP-70 se veže <strong>za</strong> fosfotirozine<br />

lanca i fosforiliše ih i aktivira. Aktivni<br />

ZAP-70 fosforiliše tirozine u razliitim<br />

adaptornim molekulama kao što je LAT (B).<br />

Adapterni protein postaje vezno mesto <strong>za</strong><br />

elijske enzi-me kao što je PLC1 i proteine<br />

koji aktiviraju Ras i MAP kinaze (C), a ovi<br />

enzimi aktiviraju razliite elijske odgovore.<br />

Fosforilisani tirozin u okviru ITAM sekvence postaje vezno mesto (“docking site”) <strong>za</strong> tirozin kinazu<br />

ZAP-70 (engl. -associated protein of 70-kD). ZAP-70 sadrži dva konzervisana regiona koja se vežu<br />

<strong>za</strong> fosfotirozine ITAM sekvenci lanaca. Ve<strong>za</strong>ni ZAP-70 postaje substrat <strong>za</strong> susednu Lck, koja<br />

fosforiliše tirozine ZAP-70. Jednom aktivirani ZAP-70, može da se autofosforiliše kao i da<br />

fosforiliše brojne signalne molekule. Kritino mesto <strong>za</strong> aktivaciju “downstream” signalnih<br />

molekula je aktivacija ZAP-70. Da bi se dostigao kritian nivo angažovanja ZAP-70 molekula<br />

potrebna je njegova multipla aktivacija i multipla fosforilacija ITAMs-a lanaca 9.<br />

9 Potreba da se jedna T elija veže <strong>za</strong> antigen više puta svaki in vezivanja dovodi do ponovne fosforilacije ITAM-a lanaca, što vodi ka<br />

multiplom angažovanju ZAP-70 molekula.<br />

91


Još jedna kina<strong>za</strong> koja ima ulogu u aktivaciji T elija je PI-3 kina<strong>za</strong> (engl. phosphatidylinositol-3),<br />

koja fosforiliše inozitol-lipide pove<strong>za</strong>ne sa membranom. Ovaj enzim se regrutuje aktivacijom TCR-<br />

a i adapternih proteina, a on generiše nastajanje fosfatidilinozitol trifosfata (PIP3) od membranskih<br />

bifosfata. PIP3 je vezno mesto <strong>za</strong> fosfolipazu C kao i <strong>za</strong> Itk kinazu (i Btk u B limfocitima). PI-3<br />

kina<strong>za</strong> je ukljuena i u signaling koji potie od CD28 molekula. Aktivnost kina<strong>za</strong> u T elijama je<br />

kontrolisana delovanjem tirozin fosfata<strong>za</strong>. Tirozin fosfataze mogu da defosforilišu tirozinske<br />

ostatke, i na taj nain inhibišu ili stimulišu enzimsku aktivnost kina<strong>za</strong>. TCR kompleks angažuje<br />

dva tipa fosfata<strong>za</strong>. To su SHP-1 i SHP-2, koje funkcionišu tako što inhibišu signalnu transdukciju<br />

uklanjanjem fosfatne grupe iz kljunih signalnih molekula.<br />

Regrutovanje i aktivacija adapternih proteina<br />

Aktivirani ZAP-70 fosforiliše nekoliko adapternih proteina koji aktiviraju/vežu signalne molekule.<br />

Adapterni proteini 10 vežu signalne molekule i organizuju ih u specifiane elijske kompartmane<br />

(regione) i tako promovišu aktivaciju odredjenog signalnog puta. Za aktivaciju TCR signalne<br />

kaskade, neophodna je aktivacija ZAP-70 i fosforilacija LAT adapternog proteina (engl. linker<br />

activation of T cells). Fosforilisani tirozini LAT molekule su vezno mesto <strong>za</strong> SH2 domene drugih<br />

adapternih molekula i enzima ukljuenih u nekoliko signalnih kaskada. Aktivirani LAT direktno<br />

vezuje fosfolipazu C1 (kljuni enzim aktivacije T elija), i koordiniše regrutovanje nekoliko drugih<br />

adapternih proteina (SLP-76 kao i Grb-2) u imunološku sinapsu.<br />

4.1. 3.2. Signalni put Ras-MAP kinaze u T limfocitima<br />

Ras je pripadnik familije guanozin nukleotid-vezujuih proteina (mali G proteini) koji su ukljueni<br />

u aktivaciju razliitih procesa u mnogim elijama. On je pove<strong>za</strong>n sa elijskom membranom preko<br />

kovalentno ve<strong>za</strong>nih lipida. U neaktivnoj formi, vezno mesto Ras-a <strong>za</strong> nukleotide guanina je<br />

okupirano guanozin-difosfatom (GDP). Kada se ve<strong>za</strong>ni GDP <strong>za</strong>meni guanozin-trifosfatom (GTP),<br />

Ras se konformaciono izmeni i može da regrutuje/aktivira razliite enzime.<br />

Kada ZAP-70 fosforiliše LAT, <strong>za</strong> LAT se vezuje Grb-2 (preko svog SH2 domena). Grb-2<br />

angažuje Ras GTP/GDP faktor razmene, nazvan Sos, koji katališe <strong>za</strong>menu GDP sa GTP<br />

molekulom i tako nastaje forma Ras-a ve<strong>za</strong>na sa GTP-om (RasGTP). RasGTP funkcioniše kao<br />

alosterni aktivator enzima zvanih MAP kinaze (mitogen activated protein). U T elijama postoje tri<br />

glavne MAP kinaze: ERK, JNK i p38.<br />

10 Adapterni proteini sadrže strukturne motive/domene kojim se vezuju <strong>za</strong> druge proteine. Ovi motivi ukljuuju motive koji vežu Src 2 i 3 domene<br />

(SH2 i SH3), fosfotirozin-vezujue domene (PTB) i PH domene.<br />

92


RasGTP stimuliše aktivaciju, MAP kinazne kaskade, koja ukljuuje najmanje tri razliite<br />

kinaze, a svaka od njih fosforiliše/aktivira sledeu u kaskadi. Aktivacija, MAP kinazne kaskade<br />

dovodi do aktivacije ERK-a (engl. extracellular receptor-activated kinase) koji fosforiliše protein<br />

Elk, koji stimuliše Fos, komponentu neophodnu <strong>za</strong> aktivaciju transkripcionog faktora AP-1<br />

(activation protein-1).<br />

Paralelno sa aktivacijom Ras-a, TCR-pove<strong>za</strong>ne kinaze takodje mogu da aktiviraju i drugi<br />

GTP/GDP izmenjivaki protein, tzv. Vav, koji deluje na drugi “mali G protein” – Rac. RacGTP<br />

inicira aktivaciju enzimske kaskade, koja rezultuje aktivacijom MAP kinaze, zvane JNK (engl. c-<br />

Jun N-terminal kinase). Aktivirana<br />

JNK fosforiliše c-Jun, drugu ko-<br />

mponentu neophodnu <strong>za</strong> aktiva-<br />

ciju AP-1 transkripcionog faktora.<br />

Trei pripadnik familije MAP ki-<br />

na<strong>za</strong>, je p38. Ova kina<strong>za</strong> se<br />

takodje aktivira RacGTP siste-<br />

mom, a rezultat njenog angažova-<br />

nja je aktivacija razliitih transkri-<br />

pcionih faktora.<br />

Slika 4.9. Ras-MAP signalni put u aktivaciji T<br />

limfocita.<br />

ZAP-70 se aktivira prepoznavanjem antigena (videti sliku<br />

4.8.), fosforiše adapterne proteine ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> membranu,<br />

što onda dovodo do vezivanje drugog adaptera Grb-2.<br />

ZAP-70 fosforiliše Grb-2 pravei mesto <strong>za</strong> privlaenje Sos<br />

faktora <strong>za</strong> GTP/GDP razmenu. Sos konvertuje RasGDP<br />

u RasGTP (nije prika<strong>za</strong>n) koji aktivira kaskadu enzima,<br />

što kulminira aktivacijom MAP kinaze koja se zove ERK<br />

kina<strong>za</strong>. Paralelan Rac-<strong>za</strong>vistan put koji se naziva stresomaktiviranog<br />

proteina (engl. Stress-Activated Protein - SAP),<br />

ili SAP-<strong>za</strong>visni kinazni put generiše drugu aktivnu MAP<br />

kinazu koja se zove JNK kina<strong>za</strong> (nije prika<strong>za</strong>no na slici).<br />

4.1.3.3. Kalcijum- i protein kinaze C-posredovan signalni put u T limfocitima<br />

TCR signalni put ukljuuje i aktivaciju 1 izoforme fosfolipaze C (PLC1), a produkti nastali<br />

hidrolitikim razlaganjem membranskih lipida aktiviraju transkripcione faktore u T elijama. PLC1<br />

je citosolni enzim specifian <strong>za</strong> inozitol fosfolipide. Fosforilisani LAT, aktivira PLC1, koja katališe<br />

hidrolizu membranskih fosfolipida tj. fosfatidilinozitol 4,5-bifosfata (PIP2). Nastali produkti<br />

93


inozitol 1,4,5-trifosfat (IP3) i diacilglicerol (DAG) aktiviraju dva odvojena signalna puta u T<br />

elijama.<br />

IP3 difunduje kroz citoplazmu do endoplazmatskog retikuluma, gde se vezuje <strong>za</strong> receptor i<br />

stimuliše oslobadjanje Ca ++ iz endoplazmatskog retikuluma, poveavajui nivo slobodnog Ca ++ u<br />

citoplazmi sa 100 nM do 600 ili ak 1000 nM. Ca ++ se vezuje <strong>za</strong> kalmodulin, a kompleks Ca ++ -<br />

kalmodulin aktivira nekoliko enzima, ukljuujui i serin/treonin fosfatazu – kalcineurin.<br />

DAG je hidrofobna molekula koja ostaje u elijskoj membrani, na mestu gde je formirana.<br />

Kombinacija povišenog nivoa intracelularnog Ca ++ i DAG-a, aktivira PKC koja je pove<strong>za</strong>na sa<br />

elijskom membranom. Akti-<br />

virana PKC se konforma-<br />

ciono menja, tako da njeno<br />

katalitiko mesto postaje<br />

dostupno supstratu.<br />

Slika 4.10. Signaling preko metabolizma<br />

membranskih inozitol fosfolipida.<br />

LAT (adapterni protein na T elijama koji se<br />

fosforiliše tokom njihove aktivacije) se<br />

vezuje <strong>za</strong> PLC1 aktiviranu fosforilacijom<br />

sa ZAP-70 i drugim kina<strong>za</strong>ma (npr. Itk).<br />

Aktivna PLC1 hidrolizuje membranski PIP2<br />

i stvara IP3 (stimuliše poveanje kalcijuma u<br />

citosolu) i DAG (aktivira enzim PKC).<br />

Poveanje citosolskog kalcijuma i aktivacija<br />

PKC potom aktivira razliite transkripcione<br />

faktore, što rezultira formiranjem raznolikih<br />

elijskih odgovora.<br />

4.1.3.4. Aktivacija transkripcionih faktora koji regulišu ekspresiju gena u T limfocitima<br />

Enzimi angažovani TCR signalnom kaskadom, aktiviraju transkripcione faktore, koji se vezuju <strong>za</strong><br />

regulatorne domene brojnih gena u T elijama, i aktiviraju njihovu transkripciju. Citoplazmatini<br />

putevi signalne transdukcije vode ka aktivaciji efektornih enzima, kao što su kinaze ERK, JNK i<br />

PKC, kao i fosfata<strong>za</strong> kalcineurin. Ovi enzimi doprinose aktivaciji transkripcionih faktora kao što<br />

94


su NFAT, AP-1 i NF-B koji funkcionišu kao stimulatori ekspresije gena u antigen-stimulisanim T<br />

elijama.<br />

Slika 4.11. Aktivacija transkripcionih faktora u T elijama.<br />

Veliki broj signalnih puteva konvergira u antigenima-stumulisanim T elijama,u cilju aktivacije i generisanja transkripcionih faktora koji stimulišu ekspresiju razliitih<br />

gena (u ovom sluaju IL-2 gena). Kalcijum–kalmodulinom aktivirani NFAT, kao i Ras i Rac signalni putevi generišu dva komponenete AP-1. Manje se zna o linku<br />

izmdju TCR signala i aktivacije NF-kB (NF-kB je prika<strong>za</strong>n kao kompleks od dve subjedinice koje su tipino p50 i p65 proteini nazvani prema njihovoj molekulskoj<br />

veliini u kilodaltonima). PKC je važna u aktivaciji T elija, a PKC je posebno važna u aktivaciji NF-kB. Svi ovi transkripcioni faktori funkcionišu koordinativno u<br />

regulaciji genske ekspresije. Obratiti pažnju na injenicu da je prika<strong>za</strong>no da razliiti signalni putevi aktiviraju jedinstvene trankripcione faktore, ali postoji i razumljivo<br />

preklapanje pojedinih signalnih puteva, pa svaki signalni put može da igra ulogu u aktivaciji velikog broja transkripcionih faktora.<br />

95


NFAT (engl. nuclear factor of activated T cells) je transkripcioni faktor neophodan <strong>za</strong> ekspresiju<br />

IL-2, IL-4, TNF i drugih citokinskih gena. On je prisutan u inaktivnoj, serin-fosforilisanoj formi u<br />

citoplazmi nestimulisanih T limfocita. NFAT se aktivira kalcijum-kalmodulin <strong>za</strong>visnom fosfatazom,<br />

kalcineurinom. Kalcineurin defosforiliše citoplazmatski NFAT, i na taj nain i<strong>za</strong>ziva njegovu<br />

translokaciju u nukleus.<br />

AP-1 je transkripcioni factor nadjen u mnogim tipovima elija. AP-1 je ime <strong>za</strong> familiju DNA-<br />

vezujuih faktora izgradjenih od dimera dva proteina koja se medjusobno vežu preko <strong>za</strong>jednikih<br />

strukturnih motiva tzv. “leucine zipper”. AP-1 faktor, koji je najbolje opisan, se sastoji iz Fos i Jun<br />

proteina.<br />

NF-B su homodimerni ili heterodimerni proteini, koji su homologi sa proto-onkogenima<br />

znaajnim <strong>za</strong> transkripciju mnogih gena, u razliitim tipovima elija. NF-B je prisutan u<br />

citoplazmi u kompleksu sa proteinima – inhibitorima B (IB) koji spereavaju njegovu<br />

translokaciju u nukleus. Signalne kaskade PKC, MAP kinaze, kao porast intracelularnog<br />

kalcijuma stimulišu fosforilaciju IB kinaze koja fosforiliše IB. Za fosforilisanu formu IB se<br />

vezuju peptidi ubikvitina, koji je obeležavaju <strong>za</strong> proteolitiku degradaciju u proteazomima. Nastali<br />

NF-B se translocira u nukleus, gde doprinosi aktivaciji citokinskih gena i gena <strong>za</strong> receptore<br />

citokina.<br />

96


4.2. AKTIVACIJA B LIMFOCITA<br />

4.2.1. Generalne karakteristike humoralnog imunog odgovora<br />

Proces aktivacije B elija i nastajanje elija sposobnih da produkuju antitela je proces koji<br />

se sastoji iz nekoliko fa<strong>za</strong>. Kao što je ve napisano, antigen-specifini B limfociti sazrevaju<br />

u kosnoj srži a <strong>za</strong>tim naseljevaju periferne limfne vorove, koji su i mesto njihovog susreta<br />

sa stranim antigenom. Humoralni imuni odgovor se inicira prepoznavanjem antigena od<br />

strane antigen-specifinog klona B limfocita. Antigen se vezuje <strong>za</strong> membranske IgM i IgD<br />

receptore, na naivnim B elijama, i aktivira ih. Aktivacija B elija se sastoji od serije<br />

odgovora koji vode ka ekspanziji antigen-specifinog klona tj. proliferaciji i diferencijaciji<br />

pri emu nastaju efektorne elije koje sekretuju antitela i memorijske elije. Neke<br />

aktivirane B elije poinju da produkuju antitela koja su drugaija od IgM i IgD tj. da<br />

produkuju druge izotipove antitela – “heavy chain class/isotype switching”.<br />

CD4 + T elije pomonice prepoznaju proteinske antigene i imaju važnu ulogu u aktivaciji B<br />

limfocita. Termin “pomonice” proizilazi iz potrebe da ove elije stimulišu ili pomognu B<br />

limfocitima da produkuju antitela.<br />

Humoralni odgovor na neproteinske antigene, kao što su polisaharidi i lipidi, ne ukljuuje<br />

angažovanje antigen-specifinih T elija pomonica.<br />

Aktivirane B elije se diferenciraju u elije koje sekretuju antitela (neke od njih produkuju<br />

antitela duži period) i dugoživee memorijske elije.<br />

Humoralni odgovor na proteinske antigene koji ukljuuje “heavy chain class/isotype<br />

switching” je ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> funkcije T elija pomonica.<br />

Primarni i sekundarni humoralni odgovor se razlikuje u kvalitetu i kvantitetu. Primarni<br />

odgovor nastaje nakon stimulacije naivnih B elija, dok sekundarni nastaje posle<br />

stimulacije memorijskih B elija. Sekundarni odgovor se brže razvija od primarnog i<br />

produkuje se vea koliina antitela. U sekundarnom odgovoru se produkuje više izotipova<br />

antitela (heavy chain class/isotype switching).<br />

97


4.2.2. Prepoznavanje antigena i antigenom-indukovana aktivacija B elija<br />

Aktivacija antigen-specifinih B limfocita je inicirana vezivanjem antigena <strong>za</strong> membranske<br />

imunoglobuline, koji funkcionišu kao receptori <strong>za</strong> antigene. Antigeni receptor, na B limfocitima,<br />

ima dve kljune uloge u njihovoj aktivaciji:<br />

prepoznavanje antigena indukuje grupisanje receptora i drugih signalnih molekula u<br />

membrani (clustering), i prenos biohemijskih signala koji iniciraju proces aktivacije B<br />

limfocita;<br />

receptor koji je ve<strong>za</strong>o antigen se internalizuje u endozomalnu vezikulu, i ako je antigen<br />

protein, procesuje u peptide koji se prezentuju na membrane B elija da bi bili prepoznati<br />

od T elija pomonica.<br />

4.2.2.1. Signalna transdukcija od BCR kompleksa<br />

Vezivanje antigena <strong>za</strong> BCR inicira grupisanje receptora na membrani B limfocita. Da bi BCR<br />

ispoljio funkciju signalne molekule, potrebno je da se dva ili više receptora dovedu u vezu ili da<br />

receptori budu pove<strong>za</strong>ni multivalentnim antigenima. IgM i IgD, koji funkcionišu kao BCR na<br />

naivnim limfocitima, imaju kratak citoplazmatini<br />

rep (3 aminokiseline) nedovoljan <strong>za</strong> transdukciju<br />

signala. Signali se, u stvari, prenose preko dva druga<br />

molekula, Ig i Ig, medjusobno pove<strong>za</strong>na<br />

disulfidnim ve<strong>za</strong>ma. Ig i Ig su nepohodni i <strong>za</strong><br />

površinsko ekspresovanje imunoglobulinskih<br />

receptora i <strong>za</strong>jedno sa njima grade BCR kompleks.<br />

Drugim reima, Ig i Ig imaju istu funkciju kao CD3<br />

i lanci na T limfocitima. Citoplazmatini rep Ig i<br />

Ig lanaca sadrži ITAM motiv, koji je neophodan <strong>za</strong><br />

prenos signala, a grupisanje membranskih Ig dovodi<br />

u vezu nekoliko ITAM motiva.<br />

Slika 4.12. BCR kompleks.<br />

Memnbranski IgM (kao i IgD) na površini maturiranih B elija je asociran sa<br />

invarijatnim Ig i Ig molekulama, koje sadrže na svojim citoplazmatinim<br />

repovima ITAM koji ima posreduje i ima funkciju u signalingu. Uoiti slinosti sa<br />

TCR kompleksom (Slika 3.21. u poglavlju 3.5.).<br />

98


Rani dogadjaji u signalnoj transdukciji koja potie od BCR su vrlo slini dogadjajima u TCR<br />

signalnom putu.<br />

Grupisanje membranskih Ig indukuje fosforilaciju tirozina u sastavu ITAM motiva Ig i Ig<br />

lanaca. Tirozin kinaze Lyn, Blk i Fyn (pripadnici Src familije tirozin kina<strong>za</strong>), koje su<br />

ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> BCR kompleks, uestvuju u fosforilaciji tirozina Ig i Ig. Za fosfotirozinske<br />

ostatke Ig i Ig, se vezuje tirozin kina<strong>za</strong> Syk, koja je ekvivalent kinazi ZAP-70 u T<br />

limfocitima.<br />

Syk i druge tirozin kinaze, aktiviraju “downstream” signalne puteve koji su regulisani<br />

adapternim proteinima. U B elijama, adapterni protein SLP-65 (BLNK) ima kljuno mesto<br />

u formiranju veze sa drugim adapternim proteinima, izmenjivaima guanozin nukleotida, i<br />

drugim enzimima, kao što su fosfolipa<strong>za</strong> C, i Btk, Itk tirozin kinaze.<br />

Signalni put Ras-MAP kina<strong>za</strong> se aktivira u antigen-stimulisanim B limfocitima. SLP-65<br />

regrutuje Sos (GDP/GTP factor razmene) koji, verovatno preko interakcije sa Grb-2,<br />

aktivira Ras. Signalni put aktiviranog Ras-a je slian onom u aktiviranim T limfocitima.<br />

U aktiviranim B limfocitima se aktivira i PLC signalni put. PLC2 se aktivira vezivanjem<br />

SLP-65 ili je fosforilisana Syk i Btk tirozin kinazom. Aktivna PLC razlaže PIP2, dajui IP3 i<br />

DAG. IP3 mobiliše kalcijum iz intraelijskih depoa, a porast intacelularnog kalcijuma<br />

stimuliše kalcijum-<strong>za</strong>visne enzime. DAG aktivira neke izoforme PKC koja fosforiliše<br />

serin/treonin ostake drugih proteina.<br />

Aktivacija BCR signalnih kaskada aktivira transkripcione faktore, koji indukuju ekspresiju<br />

gena, iji produkti su neophodni <strong>za</strong> funkcionalnu aktivaciju B elija.<br />

Signalne puteve, koji su angažovani stimulacijom membranskih IgM i IgD naivnih elija, koriste i<br />

membranske forme IgG, IgA, i IgE. Ove izoforme su, takodje, pove<strong>za</strong>ne sa Ig i Ig.<br />

99


Slika 4.13. Signalni put BCR kompleksa.<br />

Antigenom-indukovano u<strong>za</strong>jamno povezivanje membanskih imunoglobulina na B elijama vodi ka grupisanju Ig i Ig molekula i fosforilaciji<br />

tirozina na citoplazmatinom repu ITAMs molekula. Ovo vodi ka privlaenju Syk i posledinoj fosforilaciji tirozina Ig i Ig molekula ovom kinazom.<br />

Nekoliko signalnih kaskada prati ovaj dogadjaj, kao što je prika<strong>za</strong>no, vodei ka aktivaciji nekoliko transkripcionih faktora. Ovi putevi signalne<br />

transdukcije su slini putevima opisanim kod T elija (videti poglavlje 4.1., Slika 4.8.).<br />

100


4.2.2.2. Receptori <strong>za</strong> komplement obezbedjuju sekundarni signal<br />

Za aktivaciju B limfocita, neophodan je i sekundarni signal koji obezbedjuju proteini<br />

komplementa. Sistem komplementa se sastoji od plazma proteina, koji se aktiviraju vezivanjem ili<br />

<strong>za</strong> kompleks antigen-antitelo (klasian put aktivacije), ili se vezuju direktno <strong>za</strong> neke polisaharide i<br />

površinu mikroorgani<strong>za</strong>ma (alternativni ili lektinski put). Aktivacija komplementa dovodi do<br />

proteolize proteina komplementa. Kljuna komponenta sistema komplementa je protein C3, a<br />

njegovo razlaganje dovodi do formiranja C3b molekula koji se kovalentno veže <strong>za</strong> mikroorgani<strong>za</strong>m<br />

ili kompleks antigen-antitelo. C3b se dalje degradira u C3d koji ostaje ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> antigen. B<br />

limfociti ekspresuju receptore <strong>za</strong> C3d tzv. receptori <strong>za</strong> komplement tipa 2 (CR2 ili CD21).<br />

Kompleks C3d i antigen, ili C3d i kompleks antigen-antitelo se vezuje <strong>za</strong> B elije preko<br />

membranskog receptora <strong>za</strong> antigene (BCR) i CR2 koji prepoznaje ve<strong>za</strong>ni C3d. CR2 se ekspresuje<br />

na zrelim B limfocitima, kao kompleks sa druga dva membranska proteina, CD19 i CD81.<br />

Kompleks CR2-CD19-CD81 se esto naziva i kompleks koreceptora B elija, <strong>za</strong>to što CR2 vezuje<br />

antigen preko C3d molekula, a u isto vreme antigen je ve<strong>za</strong>n direktno preko membranskih Ig.<br />

Aktivacija CR2, dovodi u vezu citoplazmatini domen CD19 sa kina<strong>za</strong>ma pove<strong>za</strong>nim sa BCR<br />

kompleksom, tako da one fosforilišu<br />

citoplazmatini domen molekula<br />

CD19. Fosforilisani CD19 aktivira<br />

nekoliko signalnih puteva (jedan od<br />

njih je ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> PI-3 kinazu, koja<br />

pojaava signaling iniciran vezivanjem<br />

antigena <strong>za</strong> membranske Ig).<br />

Slika 4.14. Uloga komplementa u aktivaciji B limfocita.<br />

B elije ekspresuju kompleks od CR2 receptora komplementa,<br />

CD19 i CD81. Antigeni mikoba koji su ve<strong>za</strong>li C3d<br />

mogu simultano <strong>za</strong>uzeti i molekul CR2 kao i membranski<br />

ve<strong>za</strong>ni Ig na površini B elije. Ovo vodi ka inicijaciji<br />

kaskade signalinga i od BCR kompleksa i od CR2<br />

kompleksa. Zbog svega toga je dogovor na Cd3-antigen<br />

kompleks mnogo pojaan, u odnosu na odgovor u kojem<br />

je prisutan samo antigen.<br />

101


4.2.2.3. Funkcionalni odgovori B elije na prepoznavanje antigena<br />

Rane faze koje su inicrane signalnom transdukcijom preko aktivacije BCR kompleksa, aktiviraju<br />

proliferaciju B elija i njihovu diferencijaciju, kao i pripremu <strong>za</strong> interakciju sa T elijama<br />

pomonicama. Prepoznavanje antigena stimuliše ula<strong>za</strong>k elija koje su prethodno bile u miru u G1<br />

fazu elijskog ciklusa koja je praena poveanjem veliine elije, uveanjem citoplazmatine RNK i<br />

biosintezom organela kao što su ribozomi. Preživljavanje B elija je poveano kao rezultat<br />

indukcije razliitih anti-apoptotikih gena. Aktivirane B elije, takodje, pokazuju mali nivo<br />

proliferacije i sekrecije antitela. Ekspresija nekoliko citokinskih receptora (citokini su produkti T<br />

elija) je takodje poveana, što omoguava antigen-specifinim B limfocitima da odgovaraju na<br />

pomo T elija. Istovremeno, B elije menjaju nivo ekspresije receptora <strong>za</strong> hemokine, što im<br />

omoguava da migriraju u pravcu T elija pomonica i da interaguju sa njima.<br />

4.2.3. Humoralni odgovor na proteinske antigene <strong>za</strong>visi od T elija pomonica<br />

Humoralni odgovor na proteinske antigene <strong>za</strong>hteva prepoznavanje antigena od strane T elija<br />

pomonica i kooperativnost izmedju antigen-specifinih B i T limfocita. Funkcija T elija pomonica<br />

Slika 4.15. Poetni i kasni dogadjaji u humoralnom imunom odgovoru <strong>za</strong>visnom od T-elija pomonica<br />

je otkrivena još 1960 godine,<br />

pre klasifikacije limfocita u dve<br />

klase na T i B limfocite. Kasnije<br />

studije su poka<strong>za</strong>le da je veina<br />

T elija pomonica CD4 +CD8 - i<br />

da prepoznaju peptidne<br />

antigene iska<strong>za</strong>ne u kompleksu<br />

sa MHC molekulima klase II.<br />

Pomoni T limfociti stimulišu<br />

klonalnu ekpanziju B elija,<br />

”isotype switching”, afinitetnu<br />

maturaciju, kao i direfencijaciju<br />

u memorijske B elije.<br />

102


Razliite faze T-<strong>za</strong>visne aktivacije B elija odvijaju se u razliitim anatomskim regionima<br />

perifernog limfatinog tkiva. Poetna fa<strong>za</strong> se odvija na granici izmedju T elijske zone i primarnih<br />

folikula, a rezultira proliferacijom B elija, inicijalnom sekrecijom antitela i malim brojem “isotype<br />

switching” procesa. Kasna fa<strong>za</strong> T-<strong>za</strong>visnog humoralnog imunog odgovora se odvija u<br />

mikrookruženju germinativnih centara u okviru limfoidnih folikula, a rezultira afinitetnom<br />

maturacijom, generisanjem B elija i veim brojem “isotype switching” procesa.<br />

4.2.3.1. Rane faze humoralnog odgovora koji je <strong>za</strong>visan od T elja su: interakcija T-B<br />

elija, proliferacija B elija, sekrecija antitela i “isotype switching”.<br />

Interakcija izmedju T elija pomonica i B limfocita postupno ukljuuje: antigenom-indukovanu<br />

aktivaciju oba elijska tipa; fiziki kontakt izmedju elija; prezentaciju antigena od strane B elija<br />

diferenciranim T elijama pomonicama; aktivaciju T elija pomonica i ekspresiju membranskih i<br />

sekretornih molekula od strane T elija pomonica, a koji e aktivirati B elije.<br />

Antigenom-indukovana migracija B elija i T elija pomonica.<br />

Specifini B i T limfociti prepoznaju proteinske antigene u perifernim limfatinim tkivima.<br />

Aktivirani limfociti migriraju jedni prema drugima i iniciraju humoralni imuni odgovor. U<br />

perifernom limfatinom tkivu se nalazi mali broj naivnih B i T limfocita specifinih <strong>za</strong> odredjeni<br />

antigen (1 na 10 5 ili 10 6), tako da je malo verovatno da e se potrebna elija nai na pravom mestu<br />

u pravo vreme. Ovaj problem je rešen regulisanim kretanjem limfocita u limfnom organima. Kao<br />

što je ve spomenuto (vidi 2.2) naivni B i T limfociti nastanjuju razliite oblasti limfnih organa, a<br />

nakom aktivacije sa antigenom migriraju jedni prema drugima. Na ovaj nain se obezbedjuje<br />

njihov susret samo kada <strong>za</strong> to postoji potreba. Jedan do dva dana od prodora antigena, naivne<br />

CD4 + T elije prepoznaju antigene iska<strong>za</strong>ne na membrani profesionalnih APCs (dendritske elije) u<br />

T elijskoj zoni limfnog organa. Aktivirane T elije smanjuju ekspresiju CCR7 (receptor koji<br />

reaguje na hemokine produkovane u T-elijskoj zoni), i napuštaju ovu oblast. U isto vreme B<br />

limfociti prepoznaju antigen u folikulu, aktiviraju se, poinju da ekspresuju CCR7, i time<br />

stimulišu migraciju ka T-elijskoj zoni folikula. Drugim reima aktivirane T i B elije se susreu<br />

na granici izmedju folikula i T zone u limfnom organu. Aktivirane T elije pomonice ekspresuju<br />

membranske molekule i sekretuju citokine koji stimulišu B elije na proliferaciju i diferencijaciju.<br />

3-7 dana nakon prodora antigena, B elije koje sekretuju antitela su nadjene blizu aktiviranih T<br />

limfocita.<br />

103


B limfociti prezentuju proteinske antigene T elijama pomonicama<br />

Slika 4.16. B limfociti iskazuju antigene T elijama pomonicama<br />

Antigen-specifini membranski Ig, na B limfocitima,<br />

prepoznaju i vezuju nativne antigene, a <strong>za</strong>tim se kompleks<br />

internalizuje, procesuje u endozomalnim vezikulama, i<br />

peptidni fragmenti antigena iskazuju na membrani u<br />

kompleksu sa molekulima MHC klase II. Na ovaj nain, u<br />

humoralnom imunom odgovoru, B limfociti funkcionošu<br />

kao APCs i iskazuju antigene CD4 + T limfocitima.<br />

B limfocit u „T elija – B elija konjugatu”, je izložen<br />

delovanju signala sa membrane T limfocita, kao i<br />

delovanju visokih koncentracija citokina produkovanih u T<br />

limfocitima tj. stimulisan je <strong>za</strong> proliferaciju i<br />

diferencijaciju. Sekretovana antitela su specifina <strong>za</strong><br />

konformacionu determinantu antigena, <strong>za</strong>to što su<br />

membranski Ig B limfocita sposobni da vežu<br />

konformacione epitope nativnih antigena. Ovakva<br />

sposobnost prepoznavanja antigena odredjuje finu<br />

specifinost antitela, koja nije <strong>za</strong>visna od T elija<br />

pomonica sposobnih da prepoznaju samo linearnu<br />

sekvencu antigena.<br />

Vezivanje antigena <strong>za</strong> membranske Ig, poveava ekspresiju kostimulatora što poveava<br />

sposobnost B limfocita da aktiviraju T elije pomonice. Kostimulatori koji se ekspresuju na<br />

aktiviranim B limfocitima su B7-2 i B7-1. Obe ove molekule se vezuju <strong>za</strong> CD28 na T elijama<br />

pomonicama. Na ovaj nain, T elije pomonice se aktiviraju prepoznavanjem dva signala:<br />

antigen-MHC kompleksa (signal 1) i kostimulatora (signal 2), i ispoljavaju efektorne funkcije tj.<br />

“pomažu” proliferaciju i diferencijaciju B limfocita.<br />

Aktivacija B limfocita posredovana T elijama pomonicama: uloga interakcije CD40:CD40<br />

ligand i uloga citokina.<br />

Aktivirane T elije pomonice (antigenom i B7 kostimulatorima), na svojoj membrani ekspresuju<br />

molekule tzv. CD40 ligande (CD40L) koji se vezuju <strong>za</strong> CD40 receptore na B limfocitima koji su<br />

104


iska<strong>za</strong>li antigene (slika 4.20). Ova interakcija stimuliše proliferaciju i diferencijaciju B elija.<br />

CD40L (CD154) je membranski protein T elija, koji je strukturno homolog TNF i Fas ligandima.<br />

CD40 se konstitutivno ekspresujue na B elijama, a CD40L na površini aktiviranih T elija<br />

pomonica. Vezivanje CD40L <strong>za</strong> CD40 dovodi do oligomeri<strong>za</strong>cije CD40 molekula i njihovog<br />

povezivanja sa citoplazmatinim proteinima tzv. TRAFs (engl. TNF receptor associated factors).<br />

TRAF – CD40 interakcija aktivira enzimsku kaskadu, koja aktivira transkripcione faktore,<br />

ukljuujui i NF-B i AP-1. T elije pomonice na ovakav nain tj. direktnim elijskim kontaktom,<br />

stimulišu/aktiviraju i druge ciljne elije (npr. CD40L – CD40 interakcija koja aktivira makrofage).<br />

Slika 4.17. Mehani<strong>za</strong>m aktivacije B limfocita posredovan T elijama pomonicama<br />

Aktivirane T elije pomonice sekretuju citokine koji <strong>za</strong>jedno sa CD40L stimulišu proliferaciju i<br />

diferencijaciju B limfocita. Citokini imaju dve osnovne funkcije:<br />

stimulišu proliferaciju B elija (koja je inicirana CD40 signalima)<br />

stimulišu produkciju razliitih izotipova antitela (haevy chain switching).<br />

Za antigenom aktivirane B limfocite je karakteristino da imaju višestruko uvean odgovor na<br />

citokine. Naime, prepoznavanje antigena od strane B limfocita stimuliše ekspresiju receptora <strong>za</strong><br />

citokine, a B limfociti koji su u direktnom kontaktu sa T elijama pomonicama, su izloženi<br />

delovanju visoke koncentracije citokina, što sve vodi ka stimulaciji odgovora antigen-specifinih B<br />

limfocita. Citokini (IL-2, IL-4 i IL-5) produkovani u T elijama pomonicama, stimulišu<br />

proliferaciju B limfocita. IL-6, koji se sekretuje iz makrofaga T elija kao i mnogih drugih tipova<br />

elija funkcioniše kao factor rasta <strong>za</strong> ve diferencirane B limfocite koji produkuju antitela.<br />

105


Diferencijacija B limfocita u elije koje produkuju antitela<br />

CD40 i citokini aktiviraju transkripcione faktore koji stimulišu transkripciju gena <strong>za</strong> Ig kao i<br />

sintezu Ig. Citokini, kao što su IL-2, IL-4, i IL-6 stimulišu sintezu i sekreciju antitela iz aktiviranih<br />

B limfocita. U limfnim organima elije koje sekretuju antitela se uglavnom nalaze izvan folikula,<br />

na mestima kao što su crvena pulpa slezine i medulla limfnog vora.Mnogi B limfociti koji<br />

sekretuju antitela se transformišu u tzv. plazma elije. To su elije koje se morfološki razlikuju od<br />

limfocita i strukturno su opredeljene <strong>za</strong> produkciju velike koliine antitela. Dve do tri nedelje<br />

nakon prodora antigena, plazma elije migriraju u kosnu srž, tako da ona postaje glavno mesto<br />

produkcije antitela. Plazma elije mogu da sekretuju antitela i nekoliko meseci pa ak i godina,<br />

nakon eliminacije antigena iz organizma. Smatra se da je oko polovine antitela u krvi zdravih<br />

osoba produkt dugo-živeih plazma elija kosne srži, koja predstavljaju neposrednu <strong>za</strong>štitu u<br />

sluaju ponovnog prodora istog antigena. elije koje produkuju antitela ne cirkulišu, ve<br />

sekretuju antitela u krv i u mukozne sekrete i tako se cirkulacijom distribuiraju po organizmu.<br />

Diferencijacija B elija, od elija koje specifino prepoznaju antigene u efektorne elije, ukljuuje<br />

promenu u ekspresiji membranskih Ig u sekretovane Ig. Molekuli membranskih Ig se od<br />

sekretovanih Ig razlikuju u karboksi-terminalnom regionu, a „izmena“ membranske u neku od<br />

klasa Ig koji se sekretuju, podrazumeva promenu u procesovanju mRNA teškog lanca Ig.<br />

Izmena teškog lanca imunoglobulina (heavy chain isotype switching)<br />

U <strong>za</strong>visnosti od stimulacije citokinima i angažovanja CD40 molekula, neki od aktiviranih B<br />

limfocita koji ekspresuju IgM i IgD, ulaze u proces koji vodi ka izmeni teškog lanca (heavy chain<br />

isotype switching), tj. produkciji antitela koja u svom sastavu imaju teške lance razliitih klasa<br />

kao što su ,, i lanci 11 (slika 4.18.).<br />

“Isotype switching” se dešava u perifernom limfatinom tkivu, u B elijama koje su aktivirane i<br />

nalaze se na granici folikula. Neophodnost stimulacije B limfocita preko angažovanja CD40<br />

signala je dobro dokumentovana kod miševa ili osoba koje nemaju CD40 ili ligand <strong>za</strong> CD40. U<br />

ovom sluaju, aktivirani B limfociti produkuju uglavnom IgM, bez/ili sa malom produkcijom<br />

11 Osnovni molekularni mehani<strong>za</strong>m izmene u sintezi teškog lanca (isotype switching) je proces rekombinantne izmene (engl. switch<br />

recombination) u okviru kog u B limfocitima dolazi do rekombinacije VDJ segmenta sa C regionom.<br />

106


antitela drugih klasa. Mehani<strong>za</strong>m preko kog CD40 molekuli indukuju promenu transkripcije<br />

teškog lanca još uvek nije poznat.<br />

Slika 4.18. Proces “izmene” teškog lanca imunoglobulina - Ig “heavy chain isotype switching”.<br />

B elije aktivirane signalima (CD40L, citokini) od strane T elija pomonica prolaze “switching” proces tako da produkuju nekoliko razliitih izotipova<br />

imunoglobulina koji imaju razliite efektorne funkcije.<br />

Citokini, takodje imaju važnu ulogu u regulisanju produkcije teških lanaca razliitih klasa. Na<br />

primer, IL-4, koji se uglavnom sekretuje iz CD4 + T elija, je glavni faktor koji reguliše “izmenu”<br />

teškog lanca u teški lanac IgE. Takodje, produkcija IgG2 kod miševa <strong>za</strong>visi od interferona-, koji<br />

se sintetiše u T elijama i NK elijama.<br />

Produkcijom razliitih tipova antitela omoguena je velika plastinost humoralnog imunog<br />

odgovora, zbog toga što generisanje antitela koja imaju razliite efektorne funkcije omoguava<br />

107


eliminaciju razliitih tipova antigena (slika 4.21). Izmena tipa teškog lanca Ig, je regulisana<br />

aktivacijom odredjenog tipa T elija pomonica, u <strong>za</strong>visnosti od tipa mikroorganizma koji je<br />

aktivirao imuni odgovor. Na primer, glavni humoralni imuni odgovor na bakterije koje imaju<br />

kapsulu bogatu polisaharidima, se sastoji od antitela klase IgM. IgM se vežu <strong>za</strong> bakteriju,<br />

aktiviraju komplement, i indukuju fagocitozu bakterije. Dakle, polisaharidni antigeni koji ne<br />

stimulišu T elije pomonice, i<strong>za</strong>zivaju produkciju IgM antitela (sa vrlo malom/bez, promene ka<br />

IgG). Imuni odgovor na viruse i mnoge bakterije se sastoji od produkcije antitela IgG klase, koji<br />

svoje efektorne funkcije ispoljavaju opsoni<strong>za</strong>cijom i vezivanjem komplementa. Virusi i mnoge<br />

bakterije aktiviraju T elije pomonice, TH1 podklase, koje produkuju IFN- <strong>za</strong> koji se smatra da je<br />

glavni stimulator B elija <strong>za</strong> izmenu u produkciji antitela ka IgG. Imuni odgovor na mnoge<br />

parazite (Helmintes) je uglavnom produkcija IgE, koji eliminišu antigen ukljuivanjem eozinofila.<br />

Takodje, ova antitela posreduju alergijskim reakcijama. Helmintes aktiviraju TH2 populaciju T<br />

elija pomonica, koje produkuju IL-4. IL-4 je odgovoran <strong>za</strong> izmenu u sintezi antitela ka IgE klasi.<br />

Takodje, anatomska lokali<strong>za</strong>cija B elija determiniše “isotype switching”. Na primer, B limfociti u<br />

mukoznom tkivu produkuju IgA, klasu antitela koja se najefikasnije transportuje kroz epitel u<br />

mukozni sekret. Izmenu u sintezi antitela ka IgA stimuliše TGF-, koji se produkuje u mnogim<br />

tipovima elija u mukozi, kao i IL-5 iz T elija pomonica. Navedeni primeri izmene u sintezi<br />

teškog lanca ilustruju funkciju T elija pomonica kao kontrolora imunog odgovora tj. kako se u<br />

<strong>za</strong>visnosti od tipa antigena, aktiviraju razliite T elije pomonice koje preko sekrecije razliitih<br />

citokina regulišu produkciju antitela odredjenih klasa.<br />

4.2.3.2. Kasnije faze humoralnog odgovora <strong>za</strong>visnog od T elija pomonica: reakcije<br />

germinalnog centra<br />

Kasne faze humoralnog odgovora, koje ukljuuju afinitetnu maturaciju i nastajanje memorijskih<br />

elija, se odigravaju u germinalnim centrima folikula. Kao što je ve spomenuto, odgovor B elija<br />

na proteinske antigene <strong>za</strong>poinje na granici izmedju folikula i T-zone u limfnom voru. etiri do<br />

sedam dana nakon prodora antigena, neke aktivirane B elije migriraju u folikul i poinju da<br />

proliferišu, formirajui svetlo obojen centralni deo folikula tzv. germinalni centar. Germinalni<br />

centar je mesto brze proliferacije limfocita. Izraunato je od jedne aktivirane B elije u<br />

germinalnom centru, <strong>za</strong> 5 dana nastane 5000 progenitornih elija. Svaki formirani germinativni<br />

centar sadrži elije nastale od jedne ili nekoliko antigen specifinih klonova B elija.<br />

Arhitektura limfoidnih folikula kao i reakcije germinalnog centra <strong>za</strong>vise od prisustva folikularnih<br />

dendritskih elija (FDCs). FDCs ekspresuju receptore <strong>za</strong> complement (CR1, CR2 i CR3) kao i Fc<br />

108


eceptor (molekule ukljuene u selekciju B limfocita u germinalnim centrima). FDCs ne<br />

ekspresuju molekule MHC klase II. Poreklo ovih elija je nepoznato. One ne nastaju u kosnoj srži<br />

i znaajno se razlikuju od dendritskih elija koje ekspresuju MHC II molekule koje prezentuju<br />

proteinske antigene CD4 + T elijama. FDCs imaju dugake nastavke koji formiraju “mrežu” oko<br />

germinalnih centara.<br />

Formiranje germinalnih centara <strong>za</strong>visi i od prisustva T elija pomonica i interakcije izmedju CD40 i<br />

CD40L. Kod ljudi i miševa sa genetikim defektom u razvoju i aktivaciji T elija, kao u sluaju<br />

Slika 4.19. Selekcija B elija u germinalnim centrima<br />

mutiranih CD40 i CD40L ne dolazi do<br />

formiranja germinalnih centara.<br />

“Afinitetna maturacija” je proces<br />

produkcije antitela poveanog afiniteta<br />

<strong>za</strong> odredjeni antigen (afinitet raste u<br />

kasnim fa<strong>za</strong>ma humoralnog odgovora).<br />

Ona nastaje kao rezultat somatske<br />

mutacije gena <strong>za</strong> Ig teškog i lakog lanca<br />

(„point mutation” tako da nastaju<br />

mutanti CDR regiona varjabilnog regiona<br />

molekule, praene selektivnim preži-<br />

vljavanjem onih B elija koje produkuju<br />

antitela najveeg afiniteta <strong>za</strong> antigen. T<br />

elije pomonice i CD40:CD40L interakcije<br />

su neophodne <strong>za</strong> proces “sazrevanja<br />

afiniteta”. Drugim reima, ovaj proces se<br />

dešava samo u humoralnom imunom<br />

odgovoru na proteinske antigene, koji je<br />

<strong>za</strong>visan od T elija pomonica. B limfociti<br />

germinalnog centra koji sadrže mutirane<br />

gene <strong>za</strong> Ig lance migriraju ka nastavcima<br />

FDCs. Ovi B limfociti e biti <strong>za</strong>hvaeni<br />

apoptozom ukoliko se ne vežu <strong>za</strong> antigen<br />

koji je iska<strong>za</strong>n na FDCs.<br />

109


Drugim reima, samo one elije koje poseduju specifine receptore <strong>za</strong> iska<strong>za</strong>ne antigene e<br />

preživeti. Kao rezultat ovog procesa selekcije, u germinalnom centru e ostati samo one elije koje<br />

produkuju Ig visokog afiniteta <strong>za</strong> taj antigen.<br />

Nastajanje memorijskih elija i sekundarni imuni odgovor<br />

Neke od aktiviranih B elija se ne razvijaju u elije koje sekretuju antitela, ve postaju dugovene.<br />

Ove elije koje se nazivaju memorijske elije, imaju sposobnost dugog života bez stimulacije sa<br />

antigenom, i odgovorne su <strong>za</strong> nastajanje brzog imunog odgovora na ponovni prodor istog antigena.<br />

Za sada nije poznato <strong>za</strong>što se neki od prekursora klonova antigen-stimulisanih B elija diferencira<br />

u elije koje sekretuju antitela a <strong>za</strong>što neke elije ostaju “funkcionalno mirne” dugo-živee<br />

memorijske elije. Neke memorijske elije ostaju u limfnom voru, druge izlaze iz germinalnih<br />

centara folikula, cirkulišu putem krvi i nastanjuju druga limfna tkiva. Memorijske elije obino<br />

ekspresuju “mutirani” receptor, visokog afiniteta <strong>za</strong> antigen i molekule Ig koje poseduju<br />

“izmenjene” teške lance (prošle su proces “isotype swithing”). Produkcija velike koliine<br />

odgovarajuih izotipova Ig velikog afiniteta <strong>za</strong> antigen mnogostruko ubr<strong>za</strong>va<br />

inaktivaciju/eliminaciju antigena nakon njegovog ponovnog prodora u organi<strong>za</strong>m.<br />

Za mnoge karakteristike sekundarnog humoralnog imunog odgovora, su odgovorne CD4 + T elije<br />

pomonice. Tako, izmena teškog lanca Ig, koja je tipina karakteristika sekundarnog odgovora,<br />

nastaje <strong>za</strong>hvaljujui interakciji B limfocita sa citokinima sekretovanim iz T elija pomonica.<br />

Porast afiniteta produkovanih antitela, koji nastaje posle svakog narednog prodora antigena<br />

(proces afinitetne maturacije), takodje, nastaje kao rezultat interakcije B limfocita sa specifinim T<br />

elijama pomonicama 12.<br />

4.2.4. Humoralni odgovor na T-ne<strong>za</strong>visne antigene<br />

Mnogi neproteinski antigeni, kao što su polisaharidi i lipidi, stimulišu produkciju antigena bez<br />

pomoi T elija. Ovi antigeni se zovu timus-ne<strong>za</strong>visni ili T-ne<strong>za</strong>visni antigeni. Mnogi od ovih<br />

antigena, ukljuujui polisaharide, glikolipide i nukleinske kiseline su polivalentni, mogu da se<br />

multiplo vežu <strong>za</strong> membranske Ig na B elijama, i da aktiviraju komplement tj. mogu direktno da<br />

aktiviraju B elije bez pomoi T elija. T-ne<strong>za</strong>visni antigeni stimulišu produkciju antitela <strong>za</strong> koju je<br />

12 Antitela visokog afiniteta su neophodna <strong>za</strong> brzu i efikasnu eliminaciju mikroorgani<strong>za</strong>ma i njihovih toksina. Zato vakcine protiv mnogih<br />

mikroorganizma moraju da indukuju afinitetnu maturaciju i formiranje memorijskih elija (obe reakcije se dešavaju aktivacijom T elija pomonica).<br />

Ovakav koncept se može primeniti i u di<strong>za</strong>jnu vakcina <strong>za</strong> neke polisaharidne antigene, koje ne stimulišu T elije. U ovakvim sluajevima<br />

polisaharidni antigen se vezuje <strong>za</strong> strani protein tako da se formira konjugat koji e aktivirati T elije pomonice konjugovane vakcine.<br />

110


karakteristino da nema/ima vrlo malo, izmene izotipova teškog lanca. Drugim reima, produkuju<br />

se antitela, malog afiniteta, uglavnom klase IgM ili/i male koliine IgG. Takodje, <strong>za</strong> humoralni<br />

odgovor na T-ne<strong>za</strong>visne antigene je karakteristino da ne dolazi do formiranja memorijskih elija,<br />

jer je <strong>za</strong> nastajanje memorijskih elija neophodna aktivacija T elija pomonica, koja je u ovom<br />

sluaju izostala.<br />

4.2.5. Regulacija humoralnog imunog odgovora preko Fc receptora<br />

Sekretovana antitela mogu da inhibišu dalju aktivaciju B elija, formiranjem antigen-antitelo<br />

Slika 4.20. Regulacija aktivacije B limfocita preko Fc receptora<br />

kompleksa koji se vezuje <strong>za</strong> receptor<br />

<strong>za</strong> antigene kao i <strong>za</strong> Fc receptore<br />

na antigen specifinim B limfocitima<br />

(slika 4.23). Ovo je osnova <strong>za</strong><br />

funkionisanje negativne povratne<br />

sprege antitela tj. smanjivanje<br />

sekrecije antitela. IgG inhibišu<br />

aktivaciju B elija formiranjem<br />

kompleksa sa antigenima i ovi<br />

kompleksi se preko Fc regiona IgG<br />

vezuju <strong>za</strong> receptor Fc II (CD32).<br />

Citoplazmatini domen ovog rece-<br />

ptora sadrži motiv (6 aminokiselina:<br />

izoleucin-X-tirozin-X-X-leucin) <strong>za</strong> koji<br />

je karakteristiano da prenosi “nega-<br />

tivne” signale. Po analogiji sa ITAM-<br />

om, ovaj motiv nosi naziv ITIM (engl.<br />

immunoreceptor tyrosine-based<br />

inhibition motif).<br />

Aktivacija Fc receptora dovodi do fosforilacije tirozina koji se nalazi u sastavu ITIM-a, što formira<br />

vezno mesto <strong>za</strong> inozitol-5-fosfatazu, SHIP (engl. SH2 domain-containig inositol phosphatase).<br />

111


Regrutovana SHIP hidrolitiki razlaže PIP3 (koji nastaje nakon gruisanja BCR-a, o emu je bilo<br />

ranije rei) i vezuje PLC i Btk (koje su ukljuene u signaling preko BCR-a). Kompleks antigen-<br />

antitelo reaguje sa receptorom <strong>za</strong> antigen (antigen se veže <strong>za</strong> BCR), kao i sa Fc receptorom (Ig se<br />

preko Fc regiona veže <strong>za</strong> receptor) i na taj nain se inhibitorne fosfataze dovode u kontakt sa<br />

komponentama BCR signalnog puta, koji inhibišu.<br />

Drugim reima, aktivacija inhibitornog signalnog puta, koja se ostvaruje preko citoplazmatinog<br />

regiona Fc receptora, <strong>za</strong>ustavlja aktivaciju B elija.<br />

112


EFEKTORNI MEHANIZMI<br />

IMUNOG ODGOVORA 05<br />

Fiziološka funkcija svih imunih odgovora je eliminacija mikroba ili drugih štetnih agenasa. U<br />

prethodnim delovima (treem i etvrtom) su opisani mehanizmi kojima specifini limfociti<br />

prepoznaju i reaguju na strane antigene (prepoznavanje i fa<strong>za</strong> aktivacije adaptivnog imunog<br />

odgovora). Poglavlja koja pripadaju ovom delu skripte su posveena efektornim mehanizmima koji<br />

se aktiviraju tokom imunog odgovora i njihovom medjusobnom kordinisanom delovanju u odbrani<br />

organizma.<br />

U poglavlju 5.1. se opisuju citokini, solubilni posrednici i urodjene i adaptivne imunosti. Poglavlje<br />

5.2. se odnosi na efektorne mehanizme urodjenog imunog odgovora i ranu odbranu organizma<br />

uperenu protiv štetnih agenasa. U poglavlju 5.3. se opisuju efektorni mehanizmi imunog odgovora<br />

posredovanog elijama i to T-limfocitima i makrofagima koji funkcionišu kao odbrambeni<br />

mehanizmi protiv intraelijskih (intracelularnih) mikroba. Poglavlje 5.4. prikazuje efektorne<br />

mehanizme humoralnog imuniteta, odnosno imuniteta posredovanog antitelima ukljuujui i<br />

sistem komplementa, koji omoguavaju odbranu protiv vanelijskih mikroba.<br />

113


5.1. CITOKINI<br />

Generalno posmatrano, citokini su peptidi ili polipeptidi koji su produkt sekretorne aktivnosti<br />

jedne elije a mogu da utiu na rast i aktivnost drugih elija. To je familija proteina koje sekretuju<br />

elije urodjenog i adaptivnog imuniteta i koji posreduju veliki broj funkcija ovih elija, pa time i<br />

efektornih funkcija urodjenog i steenog imunog odgovora. Jedna vrsta elija može sekretovati<br />

razliite citokine, ali razliite elije mogu sekretovati isti tip citokina, a i jedan tip citokina može<br />

delovati na spektar razliitih elija. Citokini se sintetišu kao odgovor na inflamatorne ili antigene<br />

stimuluse i obino deluju lokalno, u autokrinom i/ili parakrinom maniru vezujui se <strong>za</strong> svoje<br />

receptore na ciljnim elijama. Neki citokini mogu biti produkovani u dovoljnoj koliini da cirkulišu<br />

i ispoljavaju endokrine efekte. Na veliki broj elija citokini deluju kao faktori rasta. Razliiti<br />

citokini stimulišu raznolike odgovore elija ukljuene u imunitetu i inflamaciji. U aktivacionoj fazi<br />

adaptivnog imunog odgovora citokini stimulišu rast i diferencijaciju limfocita a u efektornoj fazi<br />

urodjenog i adaptivnog imuniteta oni aktiviraju razliite efektorne elije i stimulušu ih da<br />

eliminišu antigene. U klinikoj medicini citokini su važni kao terapeutski agensi i kao ciljne<br />

molekule <strong>za</strong> specifine antagoniste u velikom broju imunih i inflamatornih bolesti.<br />

Nomenklatura citokina se esto bazira na njihovim elijskim izvorima. Citokini koje produkuju<br />

mononuklearni fagociti nazivaju se monokini, dok se oni koje produkuju limfociti zovu limfokini.<br />

Sa razvojem anti-citokinskih antitela i proba postalo je jasno da isti protein može biti sintetizovan<br />

i od strane limfocita i monocita, a i raznih drugih tkivnih elija, ukljuujui endotelijalne elije i<br />

neke epitelijalne elije. S obzirom na to da je najvei broj citokina produkovan od strane leukocita<br />

(makrofaga i T elija) i da oni ispoljavaju efekat na druge leukocite oni se nazivaju i interleukini.<br />

Ovaj termin nije sasvim preci<strong>za</strong>n zbog toga što postoji veliki broj citokina sekretovan od strane<br />

limfocita i koji deluju na limfocite a ne zovu se interleukini (jer je njihovo otkrie prethodilo<br />

imenu), i obrnuto, mnogi citokini se zovu interleukini a niti su produkti leukocita, niti pak na njih<br />

deluju. Ovaj termin je ipak koristan zbog toga što se novi citokini, nakon molekularne<br />

karakteri<strong>za</strong>cije, oznaavaju kao interleukin (IL) broj (npr. IL-1, IL-2 i dr.). U ovoj skripti se koristi<br />

termin citokini bez restrikcije u pogledu na elijski izvor ili biološku aktivnost date molekule.<br />

114


5.1.1. Osnovne karakteristike citokina<br />

Citokini su polipeptidi koji se produkuju kao odgovor na mikroorganizme i druge antigene i koji<br />

su posrednici i regulišu imuni i inflamatorni odgovor (Slika 5.1.). Iako su strukturno razliiti, neke<br />

osnovne karakteristike su im <strong>za</strong>jednike (Slika 5.2.):<br />

Citokini se sekretuju<br />

veoma brzo i taj proces je<br />

samo-limitirajui. Citokini se<br />

ne deponuju u eliji kao<br />

molekule spremne da obave<br />

svoju funkciju, nego je njihova<br />

sinte<strong>za</strong> inicirana novog genskom<br />

transkripcijom a kao posledica<br />

aktivacije elije. Ova transkri-<br />

pciona aktivacija je prolazna i<br />

informacione RNK koje kodiraju<br />

veinu citokina su nestabilne, te<br />

je i sinte<strong>za</strong> citokina takodje<br />

transientna.<br />

Slika 5.1. Uloga citokina u odbrani<br />

organizma.<br />

Produkcija nekih citokina može dodatno biti kontrolisana procesovanjem RNK, kao i post-<br />

transkripcionim mehanizmima, kao što su proteolitiko oslobadjanje aktivnog produkta-peptida<br />

od inaktivne prekusorske molekule. Jednom sintetisani, citokini se veoma brzo sekretuju i to u<br />

znaajnoj koliini, što rezultira veoma burnim otpuštanjem kada je potrebno.<br />

Efekti citokina su esto plejotropni i redundantni (Slika 5.2.). Plejotropi<strong>za</strong>m<br />

predstavlja sposobnost jednog citokina da deluje na razliite elije, što omoguava datom citokinu<br />

da bude medijator u razliitim biološkim efektima. Bez obzira na ovu osobinu, terapeutska<br />

primena citokina je ograniena zbog toga što se esto pri administraciji citokina u željene svrhe,<br />

javljaju brojni neželjeni sporedni efekti. Redundancija je sposobnost veeg broja citokina da<br />

ispolje istu funkciju. Kod ove osobine efekat mutacije jednog gena ili citotokinskih antagonista ne<br />

mora imati funkcionalne posledice jer funkcija „inhibisanog“ citokina može biti kompenzovana<br />

nekim drugim.<br />

115


Citokini esto utiu na sintezu i aktivaciju drugih citokina. Sposobnost jednog<br />

citokina da stimuliše produkciju drugih vodi ka kaskadi u kojoj drugi ili trei u kaskadnom nizu<br />

mogu da posreduju biološku aktivnost prvog. Dva citokina mogu ispoljavati antagonistiki, ili<br />

aditivni ili pak sinergistiki (vei od oekivanog) efekat jedan prema drugom (Slika 5.2.).<br />

Citokini mogu delovati<br />

lokalno ili sistemski. Veina<br />

citokina ispoljava svoju biološku<br />

aktivnost u blizini mesta sopstvene<br />

produkcije, ili na samu eliju koja<br />

ih je sekretovala (autokrina<br />

aktivnost) ili na elije u okolini<br />

(parakrina aktivnost). Ukoliko se<br />

produkuju u veoj koliini citokini<br />

mogu da ulaze u cirkulaciju i da<br />

deluju na mestima udaljenim od<br />

mesta njihove produkcije.<br />

Slika 5.2. Osnovne karakteristike citokina.<br />

plejotropi<strong>za</strong>m- jedan citokin ima multiple efekte na<br />

razliite elijske tipove; redundancija- razliiti citokini<br />

imaju isti ili slian efekat; sinergi<strong>za</strong>m-dva ili vise<br />

citokina imaju aditivne effekte; antagoni<strong>za</strong>m- jedan<br />

citokin inhibira dejstvo drugog<br />

Citokini ispoljavaju svoj<br />

efekat vezivanjem <strong>za</strong> specifine<br />

membranske receptore na ciljnim<br />

elijama. Receptori <strong>za</strong> citokine<br />

esto vezuju svoje ligande sa velikim<br />

afinitetom (Kd u opsegu od 10 -10 do 10 -12 M). Ova osobina omoguava da veoma male koliine<br />

citokina „okupiraju“ receptore u dovoljnoj meri da i<strong>za</strong>zovu biološki efekat. Veliki broj elija<br />

ekspresuje veoma ni<strong>za</strong>k nivo citokinskih receptora (u nizu od 100 do 1000 receptora po eliji), ali<br />

je ovaj broj adektvatan da indukuje odgovor upravo zbog velikog afiniteta receptora prema<br />

ligandu.<br />

Spoljašnji signali regulišu ekspresiju citokinskih recptora, a time i odgovor elija na<br />

citokine. Poznato je da stimulacija T ili B limfocita antigenima dovodi do poveane ekspresije<br />

116


citokinskih receptora. Zbog ove osobine tokom imunog odgovora antigen-specifini limfociti<br />

dominiraju u pogledu odgovora na sekretovane citokine. Ovo je jedan od mehani<strong>za</strong>ma kojima se<br />

održava specifinost imunog sistema iako citokini sami po sebi nisu antigen specifini. Ekspresija<br />

citokinskih receptora je regulisana i samim citokinima, ukljuujui i to da isti citokin koji se<br />

vezuje <strong>za</strong> receptor, istovremeno dozvoljava i stimulaciju pozitivne amplifikacije ili negativne<br />

povratne sprege.<br />

elijski odgovor na najvei broj citokina je sadržan u ekspresiji gena u ciljnoj eliji,<br />

što rezultuje ekspresijom nove funkcije, a nekada i proliferacijom ciljne elije. Veina<br />

promena u ekspresiji gena indukovana citokinima rezultira diferencijacijom T i B limfocita i<br />

aktivacijom efektornih elija, kao što su makrofagi. Izuzetak od pravila da citokini funkionišu tako<br />

što menjaju obra<strong>za</strong>c ekspresije gena su hemokini koji prouzrokuju rapidnu migraciju elija, kao i<br />

citokin koji se zove faktor nekroze tumora (engl. Tumor Necrosis Factor – TNF) i koji indukuje<br />

apoptozu aktiviranjem elijskihe enzima, bez nove genske transkripcije ili sinteze proteina.<br />

5.1.1.1. Funkcionalne kategorije citokina<br />

Prema svojoj osnovnoj biološkoj aktivnosti citokini su klasifikovani u tri funkcionalne kategorije.<br />

(1) Medijatori i regulatori urodjenog imuniteta se produkuju uglavnom od strane<br />

mononuklearnih fagocita, a kao odgovor na infektivne agense. Bakterijski produkti kao što su<br />

lipopolisaharidi (LPS) i viralni produkti kao što je dvostruka RNK direktno stimulišu makrofage da<br />

sekretuju citokine kao deo urodjene otpornosti. Isti citokini mogu takodje biti produkovani i<br />

sekretovani i od strane makrofaga koji su aktivirani antigen-stimulišuim T elijama, te su tako<br />

deo adaptivnog elijama-posredovanog imuniteta.<br />

(2) Medijatori i regulatori adaptivnog imuniteta se produkuju uglavnom od strane T limfocita,<br />

a kao odgovor na specifino prepoznavanje stranih antigena. Neki citokini T elija funkcionišu<br />

primarno u regulaciji rasta i dfierencijacije razliitih limfocitnih populacije, te tako igraju važnu<br />

ulogu u aktivacionoj fazi T elijama-posredovanog imunog odgovora. Drugi citokini poreklom od T<br />

elija regrutiraju, aktiviraju i regulišu specijalizovane efektorne elije kao što su: mononuklearni<br />

fagociti, neutrofili i eozinofili, u efektornoj fazi adaptivnog imunog odgovora.<br />

(3) Stimulatori hematopoeze se produkuju od strane stromalnih elija kosne srži, leukocita i<br />

drugih elija, a stimulišu rast i diferencijaciju nezrelih leukocita.<br />

Generalno, citokini i urodjenog i adaptivnog imuniteta su produkti razliitih elijskih populacija, a<br />

svoj ekfekat ispoljavaju na razliite ciljne elije. I pored toga, ove raznovrsnosti nisu apsolutne<br />

zbog toga što neki od citokina može biti produkovan i tokom urodjenog i adaptivnog imunog<br />

117


odgovora, a biološka aktivnost razliitih citokina koji se produkuju tokom ovih odgovora može se<br />

medjusobno „preklapati“.<br />

Tabela 5.1. Citokini i njihove funkcije<br />

CITOKIN O P I S<br />

Interferon alfa (IFN) Spreava replikaciju virusa i inhibiše elijski rast; sekretuju ga elije inficirane virusima<br />

Interferon beta (IFN) Spreava replikaciju virusa, inhibiše elijski rast, smanjuje ekspresiju MHC I i MHC II; sekretuju ga fibroblasti<br />

inficirani virusima<br />

Interferon gama (IFN) Obuhvata oko 20 razliitih proteina koji aktiviraju makrofage i prirodne elije ubice, stimulišu steeni imunitet<br />

poveavajui ekspresiju MHC I i MHC II i spreavajui replikaciju virusa; sekretuju ih T elije pomonice,<br />

citotoksine T elije i elije ubice.<br />

Interleukin–1 (IL-1) Kostimulacija B i T elija, pospešuje produkciju prostaglandina i razvijanje inflamatornih procesa, delujui na<br />

hipotalamus dovodi do nastanka groznice (pirogeno dejstvo); sekretuju ga makrofagi, B elije i fibroblasti<br />

Interleukin-2 (IL-2) Kostimulacija B i T elija, aktivacija makrofaga i elija ubica; sekretuju ga T elije pomonice<br />

Interleukin-4 (IL-4) Aktivira B elije i uestvuje u alergijskim reakcijama, što rezultuje produkcijom imunoglobulina E (IgE); sekretuju ga<br />

T elije pomonice<br />

Interleukin-5 (IL-5) Stimuliše eozinofilne granulocite i tako uestvuje u odgovoru na prisustvo parazita; sekretuju ga T elije pomonice<br />

Interleukin-8 (IL-8) Kao hemotaksini faktor privlai neutrofilne i bazofilne granulocite i pospešuje inflamatorne procese; sekretuju ga<br />

makrofagi<br />

Interleukin-10 (IL-10) Inhibiše sekreciju interferona gama i interleukina; sekretuju ga supresorske T elije<br />

Limfotoksin Ubija ciljne elije; sekretuju ga citotoksine T elije<br />

Perforin Dovodi do formiranja pukotine u membrani ciljne elije, što rezultira liziranjem elije; sekretuju ga citotoksine T<br />

elije<br />

Faktor nekroze tumora<br />

(Tumor necrosis factor -TNF) Aktivira makrofage i pospešuje razvijanje groznice (pirogeno dejstvo); sekretuju ga makrofagi<br />

5.1.1.2. Citokinski receptori i signaling<br />

Citokini svoj efekat ispoljavaju vezujui se sa velikim afinitetom <strong>za</strong> svoje receptore koji pripadaju<br />

odredjenim strukturnim familijama. Aktivacija receptora stimuliše specijalizovane signalne puteve<br />

kao što je npr. JAK/STAT signalni put (Janus tirozin Kinaze u citoplazmi koje fosforilišu STAT-<br />

engl. Signal Transducer and Activator of Transcription).<br />

Svi citokinski receptori se sastoje od jednog ili više transmembranskih proteina iji<br />

ekstracelularni deo je odgovoran <strong>za</strong> vezivanje citokina, a citoplazmatski deo je odgovoran <strong>za</strong><br />

inciranje signalnih puteva. Ovo su tipini putevi signalne transdukcije koji se aktiviraju ligand-<br />

indukovanom aktivacijom receptora, približavajui citoplazmatske delove jedne ili više receptornih<br />

118


molekula u procesu analognom signalingu preko T i B receptora (pogledati ranije u delovima o<br />

aktivaciji T i B limfocita).<br />

Najrasprostranjenija klasifikacija citokinskih receptora <strong>za</strong>sniva se na strukturalnoj homologiji<br />

ekstracelularnih citokin-vezujuih domena. Prema ovoj klasifikaciji citokinski receptori su<br />

podeljeni u pet familija (Slika 5.3A.).<br />

Tip I citokinski receptori (hemopoetinski receptori), sadrže jednu ili više kopija<br />

domena sa dve konzervisane cisteinske rezdue i membransku proksimalnu sekvencu triptofan-<br />

serin-X-triptofan-serin (WSXWS), gde X predstavlja bilo koju amino kiselinu. Ovi receptori vezuju<br />

citokine koji nose 4 lanca -heliksa. Konzervirana struktura receptora je deo koji veže citokine sa<br />

4 lanca -heliksa, dok se specifinost prema svakom tipu citokina determiniše amino kiselinskim<br />

ostacima koji se razlikuju od jednog do drugog receptora. Ovi receptori sadrže unikatni lanac<br />

ligand-vezujueg domena i jedan ili više tzv. signal-tansducing lanaca (deo molekule receptora<br />

odgovoran <strong>za</strong> transdukciju/prenos signala) koji je esto isti kod receptora <strong>za</strong> razliite citokine<br />

(Slika 5.3A).<br />

Tip II citokinski receptori su slini tip I receptorima u organi<strong>za</strong>ciji ekstracelularnih<br />

domena sa konze-<br />

rvisanim cisteinima,<br />

ali ne sadrže WSXWS.<br />

Ovi receptori imaju<br />

jedan ligand vezujui<br />

polipeptidni lanac i<br />

jedan lanac <strong>za</strong><br />

signalnu transdu-<br />

kciju.<br />

Slika 5.3. Strukture<br />

citokinskih receptora.<br />

A – Receptori <strong>za</strong> razliite citokine<br />

klasifikovani su u familije na osnovu<br />

konzervisane strukture ekstracelularnog<br />

domena (WSXWS: triptofan<br />

-serin-X-triptofan-serin); B - Razliiti<br />

citokinski receptori izgraeni su od<br />

specifinog ligand-vezujueg lanca<br />

koji se nekovalentno asocira sa<br />

signalnom subjedinicom koja je<br />

<strong>za</strong>jednika <strong>za</strong> receptore razliitih<br />

citokina.<br />

119


Citokinski receptori koji pripadaju Ig superfamiliji imaju ekstracelularni<br />

imunoglobulinski (Ig) domen. Ovi receptori vezuju raznolike tipove citokina ime se aktiviraju<br />

razliiti mehanizmi signalne transdukcije.<br />

TNF receptori pripadaju familiji receptora (u kojoj neki lanovi nisu citokini) sa<br />

ekstracelularnim domenima bogatim cisteinima. Vezivanje liganda uslovljava da receptor aktivira<br />

intracelularne proteine sa kojima je asociran, a koji indukuju apoptozu i/ili stimulišu ekspresiju.<br />

GPCR (engl. G-Protein Coupled Receptors) ili receptori koji -heliksom sedam puta<br />

prolaze/presecaju (engl. seven-transmembrane -helical receptors) elijsku membranu se još<br />

nazivaju i serpentinski receptori izbog toga što njihov transmembranski domen ima oblik zmije i<br />

sedam puta prolazi napred, na<strong>za</strong>d od spoljašnje do unutrašnje strane membrane i obratno. Naziv<br />

GPCR potie od toga što njihov signalni put ukljuuje vezivanje GTP-vezujuih proteina tzv. G-<br />

proteina. Genom sisara kodira veliki broj ovakvih receptora koji su ukljueni u prenošenju signala<br />

iz elijskog okruženja. U imunom sistemu pripadnici ove klase receptora posreduju brze i prolazne<br />

(tranzijentne) odgovore na citokine iz familije hemokina.<br />

Citokinski receptori takodje mogu biti grupisani prema putevima signalne transdukcije koje<br />

aktiviraju (Tabela 5.2.). Ovakvo grupisanje esto korelira sa strukturnom homologijim u<br />

citoplazmatskom domenu signalnog lanca receptora. Drugim reima, lanovi familije definisani<br />

prema ekstracelularnom domenu, aktiviraju sline puteve transdukcije signala u eliji.<br />

PUTEVI SIGNALNE<br />

TRANSDUKCIJE<br />

Tabela 5.2. Mehanizmi signalne transdukcije citokinskih receptora<br />

CITOKINSKI RECEPTOR KOJI<br />

KORISTI DATI SIGNALNI PUT SIGNALNI MEHANIZAM<br />

JAK/STAT put Tip I i tip II citokinskih receptora JAK-posredovana fosforilacija i aktivacija STAT transkripcionih faktora<br />

Signaling TNF receptora<br />

preko TRAF<br />

Signaling TNF receptora<br />

preko tzv. »death« domena<br />

Tirozin kinaze pove<strong>za</strong>ne sa<br />

receptorima<br />

TNF familija receptora:<br />

TNR-RII, CD40<br />

TNF familija receptora:<br />

TNR-RI, Fas<br />

M-CSF receptor<br />

Receptor faktora stem elija (SCF)<br />

Vezivanje adapterskih proteina, aktivacija transkripcionih faktora<br />

Vezivanje adapterskih proteina, aktvacija kaspaze<br />

Unutrašnja aktivnost tirozin kinaze u receptoru<br />

G protein signaling Hemokinski receptori<br />

GTP <strong>za</strong>mena i disocijacija G:GTP od G, G:GTP aktivira razliite<br />

elijske enzime, ali i neke druge proteine<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

120


5.1.2. Citokini koji posreduju i regulišu urodjeni imunitet<br />

Veoma važna komponeneta ranog/poetnog urodjenog imunog odgovora na viruse i bakterije je<br />

sekrecija citokina koji posreduju u mnogobrojnim funkcijama urodjenog imuniteta (prirodne<br />

otpornosti organizma). Aktivirani makrofagi produkuju citokine koji posreduju u urodjenim<br />

mehanizmima otpornosti: TNF i IL-1 (medijatori akutne inflamatorne reakcije); hemokini<br />

(privlae leukocite do inflamatorne zone); IL-12 stimuliše produkciju IFN- koji aktivira makrofage<br />

te time ima udela u mehanizmima kako urodjenog, tako i adaptivnog imunog odgovora.; tip I IFN<br />

ima antiviralno dejsvo; IL-10 inhibitor makrofaga. Ove efektorne funkcije citokina u prirodnom<br />

imunom odgovoru ispoljavaju se prema razliitim klasama mirkroorgani<strong>za</strong>ma.<br />

Tabela 5.3. Citokini urodjenog imuniteta<br />

CITOKIN VELIINA GLAVNI ELIJSKI IZVOR GLAVNE CILJNE ELIJE i BIOLOŠKI EFEKTI<br />

TNF 17 kDa; 51-kDa<br />

homotrimer<br />

IL-1<br />

17 kDa zrela forma<br />

33-kDa prekursor<br />

Makrofage, T elije<br />

Makrofage, endotelijalne elije,<br />

neke epitelijalne elije<br />

Hemokini 8-12 kDa Makrofage, endotelijalne elije, T<br />

elije, fibroblasti, trombociti<br />

IL-12 Heterodimer od:<br />

35-kDa+40-kDa<br />

Tip I IFNs:<br />

IFN- IFN-<br />

IFN-: 15-21 kDa<br />

IFN-: 20-25 kDa<br />

IL-10 Homodimer od<br />

30-40 kDa<br />

Endotelijalne elije: aktivacija (inflamacija; koagulacija)<br />

Neutrofili: aktivacija<br />

Hipotalamus: groznica<br />

Jetra: sinte<strong>za</strong> proteina akutne-faze<br />

Mišii i masno tkivo: kataboli<strong>za</strong>m<br />

Mnogi elijski tipovi: apopto<strong>za</strong><br />

Endotelijalne elije: aktivacija (inflamacija; koagulacija)<br />

Hipotalamus: groznica<br />

Jetra: sinte<strong>za</strong> proteina kutne-faze<br />

Leukociti: hemotaksija; aktivacija; migracija u tkiva<br />

Makrofage, dendritske elije T elije: diferencijacija TH1 elija<br />

NK elije i T elije: sinte<strong>za</strong> IFN-; poveanje citolitike aktivnosti<br />

IFN-: makrofage<br />

IFN-: fibroblasti<br />

Makrofage, T elije<br />

(uglavnom TH2)<br />

IL-6 19-26 kDa Makrofage, endotelijalne elije,<br />

T elije<br />

Sve elije: doprinose antiviralnom stanju; poveanje ekspresije MHC I<br />

Makrofage, dendritske elije: inhibicija produkcije IL-12<br />

i ekpresija kostimulatora i MHC II<br />

Jetra: sinte<strong>za</strong> proteina kutne-faze<br />

B elije: proliferacija efektornih elija koje produkuju antitela<br />

IL-15 13 kDa Makrofage, druge elije NK elije: proliferacija; T elije: proliferacija memorijskih CD8 + elia<br />

IL-18 17 kDa Makrofage NK elije i T elije: sinte<strong>za</strong> IFN-;<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

121


5.1.2.1. Faktor nekroze tumora (engl. Tumor Necrosis Factor – TNF)<br />

TNF je glavni medijator akutnog inflamatornog odgovora na gram-negativne bakterije i<br />

druge infektivne mikroorganizme i odgovoran je <strong>za</strong> mnoge sistemske komplikacije u ozbiljnim<br />

infekcijama (TNF se još naziva TNF- iz istorijskih razloga, da bi se razlikovao od blisko pove<strong>za</strong>nog<br />

TNF- ili limfotoksina). TNF je prvobitno identifikovan i nazvan kao supstanca prisutna u<br />

serumu životinja tretiranih bakterijskim endotoksinom, lipopolisaharidom (LPS), koji prouzrokuje<br />

nekrozu tumora u in vivo uslovima, a što je <strong>za</strong>pravo posledica patoloških komplikacija usled<br />

velikih koncentracija TNF. Najvei elijski izvor TNF su aktivirani mononuklearni fagociti, iako<br />

i antigenom-stimulisani T limfociti, NK elije i mastociti takodje mogu da sekretuju ovaj proteini.<br />

Najsnažniji stimulus koji poveava produkciju TNF od strane makrofaga je LPS, a najvea<br />

koliina TNF može biti produkovana u infekciji gram-negativnim bakterijama koje sekretuju LPS.<br />

IFN- sekretovan iz T elija i NK elija, stimuliše sintezu TNF od strane LPS-stimulisanih<br />

makrofaga.<br />

Postoje dva razliita TNF<br />

receptora koja se razlikuju po veliini<br />

molekula: 55 kDa je tip I TNF receptor<br />

(TNF-RI) ili p55 receptor, dok je 75<br />

kDa tzv. tip II TNF receptor (TNF-RII)<br />

ili p75 receptor. Afinitet ovih<br />

receptora <strong>za</strong> TNF je neobino mali, ali<br />

su prisutni na membrani skoro svih<br />

ispitivanih elija. TNF receptori su<br />

lanovi velike familije proteina, od<br />

kojih su mnogi ukljueni u imunom i<br />

infalmantornom odgovoru. Aktivacija<br />

TNF receptora može da stimuliše<br />

ekspresiju gena (Slika 5.4A) i/ili da<br />

indukuje apoptozu (Slika 5.4B).<br />

Slika 5.4. Signalna transdukcija preko TNF receptora.<br />

TNF-R1 može stimulisati ekspresiju gena (A) ili indukovari<br />

apoptozu (B). Oba razliita efekta idu preko proteina adaptera<br />

(TRADD, TRAF, RIP) koji vode do ekspresije gena ili preko<br />

adaptera FADD koji vodi eliju do apoptoze. Aktivacijom TNF<br />

receptora dolazi do indukcije gena koji kodiraju medijatore<br />

inflamacije, kao i gena koji kodiraju antiapoptotine proteine.<br />

122


Biološki efekti TNF. Glavna fiziološka funkcija TNF je da stimuliše „regrutovanje“ i<br />

„dopremanje“ neutrofila i monocita do mesta infekcije i da aktivira ove elije da iskorene<br />

mikroorganizme (Slika 5.5.). TNF posreduje ove efekte preko stimulacije aktivnosti vaskularnih<br />

endotelijalnih elija i leukocita. TNF prouzrokuje da vaskularne endotelijalne elije ekspresuju<br />

adhezione molekule i time ine površinu endotela adhezivnom <strong>za</strong> leukocite, inicijalno samo <strong>za</strong><br />

neutrofile, a kasnije i <strong>za</strong> monocite i limfocite. Najvažniji adhezioni molekuli <strong>za</strong> pomenute elije su<br />

selektini i ligandi <strong>za</strong> integrine. TNF stimuliše endotelijalne elije i makrofage da sekretuju<br />

hemokine koji poveavaju afinitet leukocitnih integrina <strong>za</strong> njihove ligande, a i indukuje<br />

hemotaksiju leukocita i njihovo „regrutovanje“ do mesta infekcije. TNF stimuliše mikorobicidnu<br />

aktivnost neutrofila i makrofaga, a u in vitro uslovima indukuje apoptozu. U ozbiljnim<br />

infekcijama TNF se produkuje u ogromnim koliinama i prouzrokuje sistemske klinike i<br />

5.1.2.2. Interleukin-1 (IL-1)<br />

patološke abnormalnosti (preko hipota-<br />

lamusa indukuje groznicu te se naziva<br />

endogeni pirogen; u jetri poveava sintezu<br />

serumskih proteina kao što su serum<br />

amiloid A protein i fibrinogen, a koji su<br />

ukljueni u akutnoj-fazi odgovora na<br />

inflamatorne stimuluse; prouzrokuje<br />

intravaskularnu trombozu; velike<br />

koncentracije cirkulišueg TNF inhibišu<br />

kontrakcije miokarda i tonus vaskularnih<br />

glatkih mišia, kao i pad koncentracije<br />

glukoze u krvi do niova nepodobnog <strong>za</strong><br />

život; itd).<br />

Slika 5.5. Biološki efekti TNF.<br />

Pri niskoj koncentraciji TNF deluje na leukocite i endotelijum tako što<br />

indukuje akutnu inflamaciju. Kako koncentracija raste TNF posreduje<br />

u sistemskim efektima inflamacije. Pri visokim koncentracijama TNF<br />

i<strong>za</strong>ziva patološke abnormalnosti i septiki šok.<br />

Glavna funkcija IL-1 je, slino kao i TNF, posredovanje u inflamatornom odgovoru<br />

organizma na infekciju i druge inflamatorne stimuluse. Ovaj citokin, <strong>za</strong>jedno sa TNF funkcioniše<br />

u urodjenom imunitetu i inflamaciji.<br />

123


Glavni intraelijski izvor IL-1 su, kao i <strong>za</strong> TNF aktivirani mononuklearni fagociti. Za<br />

razliku od TNF i neke druge elije (makrofagi, neutrofili, epitelijalne elije-keratinociti i<br />

endotelijalne elije) mogu da produkuju IL-1. Produkcija IL-1 je stimulisana od strane LPS i<br />

TNF. Postoje dve forme IL-1: IL-1 i IL-1 sa manje od 35% medjusobne homologije, ali se vezuju<br />

<strong>za</strong> iste receptore na površini membrane elija. Oba se sintetišu od prekursora (33-kDa), a<br />

sekretuju kao zrele forme proteina (17 kDa).<br />

Okarakterisane su dve vrste membranskih receptora <strong>za</strong> IL-1 i obe su lanovi Ig<br />

superfamilije. Tip I receptor je ekspresovan u skoro svim elijskim tipovima i on je glavni<br />

receptor preko koga IL-1 posreduje odgovore. Tip II receptor je ekspresovan na membrani B<br />

elija, ali njegova ekspresija može biti indukovana i u drugim elijama. Vezvanje IL-1 <strong>za</strong> tip I<br />

receptor vodi ka aktivaciji kinaze koja se zove „sa IL-1 receptorom-asocirana kina<strong>za</strong>“ (engl. IL-1<br />

Receptor Associated Kinase - IRAK) i konano aktivaciji NF-kapaB i AP-1 transkripcionih faktora<br />

(Slika 5.4.).<br />

Biološki efekti IL-1 su vrlo slini kao i TNF i <strong>za</strong>vise od koliine produkovanog citokina.<br />

Sekretovan u malim koncentracijama IL-1 funkcioniše kao medijator lokalne inflamacije i<br />

aktivira endotelijalne elije da poveaju ekpresiju površinskih molekula (ligandi <strong>za</strong> integrine) koji<br />

posreduju u adheziji leukocita. Sekretovan u veim koliinama IL-1 ulazi u cirkulaciju i<br />

prouzrokuje endokrine efekte. Sistemski IL-1 slino kao TNF prouzrokuje groznicu, indukuje<br />

sintezu proteina akutne-faze, itd. Slinost izmedjue efekata IL-1 i TNF je iznenadjujua s obzirom<br />

da su ovi citokini i njihovi receptori strukturalno veoma razliiti. Prihvatljivo objašnjenje <strong>za</strong> sline<br />

biološke efekte je da oba citokina vezujui se <strong>za</strong> svoje receptore aktiviraju sline puteve signalne<br />

transdukcije i iste transkripcione faktore (Slika 5.4.).<br />

5.1.2.3. Hemokini<br />

Hemokini su velika familija strukturalno homologih citokina koji stimulišu kretanje<br />

leukocita i regulišu migraciju leukocita iz krvi u tkiva. Ime hemokini je <strong>za</strong>pravo skraenica od<br />

„hemotaksini citokini“. Neki hemokini mogu biti produkovani od strane razliitih elija kao<br />

odgovor na inflamatorne stimuluse i imati ulogu u regrutovanju leukocita do mesta infekcije.<br />

Drugi hemokini se produkuju u normalnim, fiziološkim uslovima u razliitim tkivima i regrutuju<br />

leukocite (uglavnom limfocite) do datih tkiva i u odsustvu inflamacije.<br />

Svi hemokini su polipeptidi (8- do 12-kDa) koji sadrže dve internalne disulfidne petlje.<br />

Identifikovano je oko 50 razliitih hemokina, a verovatno ih ima još mnogo više. Na osnovu broja i<br />

lokacije N-terminalnih cisteinskih rezidua (ostataka) izvršena je klasifikacija hemokina u familije.<br />

Dve najvee subfamilije su: CC (cisteinske rezidue su pove<strong>za</strong>ne) i CXC (cisteinske rezidue su<br />

124


odvojene jednom amino kiselinom). U inflamaciji, hemokini CXC familije deluju uglavnom na<br />

neutrofile, dok CC hemokini deluju na monocite, limfocite i eozinofile. Mali broj hemokina ima<br />

jedan cistein (C familija) ili dva cisteina razdvojena sa tri amino kiseline (CX3C).<br />

Hemokini ukljueni u inflamatornu reakciju se produkuju od strane leukocita, a kao<br />

odgovor na spoljašnje stimuluse. Hemokini koji regulišu elijsko kretanje/“elijski saobraaj“<br />

(engl. cell traffick) kroz tkiva se produkuju konstitutivno u elijama datih tkiva. Hemokine CC i<br />

CXC subfamilija produkuju leukociti, kao i nekoliko tipova tkivnih elija (endotelijalne elije,<br />

epitelijalne elije i fibroblasti). U mnogim od ovih elija sekrecija hemokina je indukovana<br />

mikroorganizmima i inflamatornim citokinima (uglavnom TNF i IL-1). Nekoliko CC hemokina je<br />

produkovano od strane antigenima-stimulisanih T elija, te na taj nain ovi citokini predstavljaju<br />

vezu izmedju adaptivnog imuniteta i regrutovanja inflamatornih leukocita. Neki hemokini se<br />

produkuju konstitutivno (bez ikakvog inflamatornog stimusa) u limfoidnim organima i oni su<br />

ukljueni u regulaciju fiziološkog kretanja/“saobraaja“ limfocita kroz organe.<br />

Identifikovano je skoro deset odvojenih i razliitih receptora <strong>za</strong> CC hemokine (CCR1 do<br />

CCR10) i šest <strong>za</strong> CXC hemokine (CXCR1 do CXCR6), a smatra se da lista receptora nije<br />

kompletna. Hemokinski receptori su ekspresovani na leukocitima, a posebno je velika<br />

raznovrsnost ovih receptora na T elijama. Receptori ispoljavaju preklapanje u specifinosti prema<br />

citokinima, a obra<strong>za</strong>c elijske ekspresije receptora determiniše koji tip elija e odgovoriti na koji<br />

hemokin, a time i kakav e biti biološki efekat. Svi hemokinski receptori imaju karakteristinu<br />

strukturu sa sedam-transmembranskih -heliks domena (GPCR).<br />

Biološki efekat hemokina. Hemokini su otkriveni na osnovu njihove sposobnosti da budu<br />

hemoatraktanti leukocita, ali se danas zna da oni obavljaju veliki broj važnih funkcija u imunom<br />

sistemu, kao i u drugim sistemima u organizmu. Hemokini regrutuju odbrambene elije<br />

organizma domaina do mesta infekcije; regulišu kretanje limfocita i drugih leukocita kroz<br />

periferna limfatina tkiva; ukljueni su u razvoj razliitih ne limfatinih organa ( „knock-out“<br />

miševi <strong>za</strong> CXCR4 receptor ispoljavaju fatalan poremeaj u razvoju srca i cerebeluma) itd.<br />

5.1.2.4. Interleukin-12 (IL-12)<br />

IL-12 je glavni medijator ranog urodjenog imunog odgovora na intracelularne<br />

mikroorganizme, ali i kljuni podstreka/inducer elijama-posredovanog imuniteta tj. adaptivnog<br />

imunog odgovora na date mikroorganizme.<br />

IL-12 postoji kao heterodimer od 35-kDa (p35) i 40-kDa (p40) subjedinica pove<strong>za</strong>nih<br />

disulfidnim mostom. Glavni izvor IL-12 su aktivirani mononuklearni fagociti i dendritske elije.<br />

Mnoge elije sintetišu p35 subjedinicu, ali jedino pomenute APC produkuju komponentu p40, te<br />

125


time i biološki aktivnu heterodimernu molekulu IL-12. Produkcija ovog citokina je indukovana<br />

tokom urodjenog imunog odgovora, a kao odgovor na stimulaciju mikroorganizmima, ukljuujui i<br />

LPS, infekciju intracelularnim bakterijama, kao i virusnu infekciju. Takodje, antigenima-<br />

stimulisane T elije pomonice indukuju produkciju IL-12 iz makrofaga i dendritskih elija,<br />

uglavnom preko CD40 liganda koji interaguje sa CD40 na makrofagima i dendritskim elijama.<br />

Receptor <strong>za</strong> IL-12 je je hetero-dimer sastavljen od 1 i 2 subjedinice. Oba lanca su<br />

neophodna <strong>za</strong> veliki afinitet prema citokinu, a 2 je ukljuen u signaling. Ovaj receptor prenosi<br />

signal preko JAK/STAT puta. U ovom signalnom putu vezivanje citokina <strong>za</strong> receptor aktivira<br />

tirozin kinaze koja su<br />

asocirane sa receptorom i<br />

zovu se Janus kinaze (engl.<br />

JAnus Kinases – JAKs), što<br />

konano vodi ka aktivaciji<br />

transkripcionih faktora koji<br />

se zovu signal transduceri i<br />

aktivatori transkripcije<br />

(Signal Transducers and<br />

Activators of Transcription –<br />

STATs). Mnogi citokini<br />

koriste ovaj put da indukuju<br />

odgovore u ciljnim elijama,<br />

a razliiti citokini aktiviraju<br />

razliite kombinacije JAKs i<br />

STATs (Slika 5.6.).<br />

Slika 5.6. Transdukcija signala od IL-12<br />

aktiviranog receptora preko JAK/STAT<br />

signalnog puta.<br />

Vezivanje citokina <strong>za</strong> receptor vodi aktivaciji JAK<br />

i fosforilaciji receptora koji vezuje STAT. JAK<br />

fosforiliše STAT, dolazi do dimeri<strong>za</strong>cije i<br />

migracije STAT u nukleus koji aktivira<br />

transkripciju gena.<br />

Biološki efekti IL-12. Ovaj citokin je neophodan <strong>za</strong> indukovanje ni<strong>za</strong> odgovora koji ukljuuju<br />

makrofage, NK elije i T limfocite, a koji kao rezultat imaju iskorenjivanje intraelijskih<br />

mikroorgani<strong>za</strong>ma ili antigena (Slika 5.7.). IL-12 stimuliše NK elije i T limfocite da produkuju<br />

126


IFN-. Makrofagi produkuju IL-12 kao odgovor na mnoge mikroorganizme. Sekretovani IL-12<br />

stimuliše NL elije i T elije da produkuju IFN- koji onda aktivira makrofage da ubiju fagocitirani<br />

5.1.2.5. Tip I interferoni (IFNs)<br />

mikroorgani<strong>za</strong>m (Slika 5.7.). Prema<br />

tome, urodjeni imunitet je posredovan<br />

citokinima po navedenom sledu<br />

reakcija: mikroorgani<strong>za</strong>modgovor<br />

makrofagaIL-12IFN-aktivacija<br />

makrofaga uništavanje mikroorga-<br />

ni<strong>za</strong>ma. IL-12 stimuliše diferenci-<br />

jaciju CD4 + pomonih T limfocita u<br />

IFN- produkujue TH1 elije. Takodje,<br />

pojaava citolitiku funkciju aktivi-<br />

ranih NK elija i CD8 + citolitikih T<br />

limfocita (CTLs). IL-12 je veoma važna<br />

spona izmedju urodjenog i adaptivnog<br />

imuniteta jer se produkuje tokom rane<br />

reakcije urodjenog imuniteta na<br />

intracelularne mikroorgani<strong>za</strong>ma, a<br />

stimuliše adaptivni imuni odgovor koji<br />

štiti organi<strong>za</strong>m domaina od tih datih<br />

mikroorgani<strong>za</strong>ma.<br />

Slika 5.7. Biološki efekti i uloga IL-12.<br />

IL-12 produkuju makrofagi i dendritske elije koje<br />

odgovaraju na mikrobe i na signale T elija. IL-12 deluje<br />

na T limfocite i elije prirodne ubice i stimuliše ih na<br />

citotoksinu aktivnost kao i da produkuju INF-.<br />

Tip I interferoni posreduju u ranom odgovoru urodjenog imunog sistema na viralne<br />

infekcije. Interferone tipa jedan ine dve razliite grupe proteina: IFN- i IFN-. IFN- predstavlja<br />

<strong>za</strong>pravo familiju od 20 strukturalno slinih polipeptida od kojih je svaki kodiran odvojenim<br />

genom. Osnovni izvor IFN- su mononuklearni fagociti, a IFN- se ponekada naziva leukocitni<br />

interferon. IFN- je jedan protein koga produkuju razne elije, ukljuujui i fibroblaste, pa se<br />

nekada naziva fibroblastni interferon. Najvei stimulus <strong>za</strong> sintezu interferona tipa I je viralna<br />

127


infekcija, a posebno dvostruki lanac RNK koga produkuju virusi tokom njihove replikacije u<br />

inficiranoj eliji. Ovaj fenomen se esto koristi u eksperimentalne svrhe sa sintetikim dvostrukim<br />

lancem RNK koji mimikrira signal produkovan tokom viralne infekcije. Takodje, antigenima-<br />

aktivirane T elije stimulišu mononuklearne fagocite da sintetišu interferone tipa I.<br />

Iako su IFN- i IFN- strukturalno razliiti oni se vezuju <strong>za</strong> isti receptor na površini<br />

membrane elija i indukuju sline biološke odgovore. Receptor <strong>za</strong> interferon tip I je heterodimer<br />

sastavljen od dva polipeptida slinih struktura (oba lanca pripadaju citokinskim receptorima<br />

tip II), pri emu jedan vezuje citokin, a drugi prenosi signal preko JAK/STAT signalnog puta.<br />

Biološki efekti interferona tip I su usmereni u pogledu <strong>za</strong>štite organizma od viralnih<br />

infekcija i stimulaciji elijama-posredovanog imuniteta protiv mikroorgani<strong>za</strong>ma (Slika 5.8.).<br />

Ovi interferoni inhibišu viralnu replikaciju tako što produkuju paletu enzima (npr. 2',5'<br />

oligoadenilat sinteta<strong>za</strong>) koji remete transkripciju viralne RNK ili DNK i viralnu replikaciju.<br />

Antiviralni efekat interferona tip I je primarno parakrini efekat u kojem virusima-inficirana elija<br />

sekretuje interferone tipa I u cilju <strong>za</strong>štite susednih elija koje još uvek nisu inficirane. Za eliju<br />

koja je odgovorila na interferone tipa I i rezistentna je na viralnu infekciju se kaže da je u<br />

„antiviralnom stanju“. Interferoni tipa I<br />

sekretovani od strane inficirane elije<br />

mogu takodje, u autokrinom maniru,<br />

inhibisati viralnu replikaciju u samoj<br />

eliji koja ih je produkovala. Interferoni<br />

tipa I poveavaju ekspresiju klase I<br />

MHC molekula; stimulišu razvoj TH1<br />

elija; u in vitro uslovima inhibišu<br />

proliferaciju nekih elija, ukljuujui i<br />

limfocite; itd. Prema tome, glavna<br />

aktivnost funkcije interferona tipa I je<br />

usmerena ka radikalnom iskorenjivanju<br />

viralne infekcije. Knock-out miševi kojima<br />

nedostaje receptor <strong>za</strong> interferone tipa I su<br />

veoma podložni viralnim infekcijama.<br />

Slika 5.8. Biološki efekti interferona tipa I.<br />

Produkuju ih makrofagi i elije <strong>za</strong>ražene virusom. Inhibiraju<br />

virusnu infekciju i poveavaju aktivnost citotiksinih T limfocita<br />

(CTL) protiv virusom <strong>za</strong>raženih elija.<br />

IFN- se primenjuje u klinici kao anti-<br />

128


viralni agens u specifinim formama hepaitisa, dok se IFN- koristi u terapiji multiple skleroze, ali<br />

mehani<strong>za</strong>m kojim on postiže ovaj veoma koristan efekat nije poznat.<br />

5.1.2.6. Interleukin-10 (IL-10)<br />

Ovaj citokin je inhibitor aktivacije makrofaga i dendritskih elije, te je zbog toga<br />

ukljuen u kontrolu reakcija i mehani<strong>za</strong>ma urodjenog imuniteta, ali i elijama-posredovanog<br />

adaptivnog imunog odgovora. IL-10 ima 4--helinu globularnu domensku strukturu i vezuje se<br />

<strong>za</strong> tip II citokinski receptor. Produkuje se uglavnom od strane aktiviranih makrofaga, a <strong>za</strong>to što<br />

imhibiše funkciju makrofaga koji su ga sintetisali lep je primer negativne povratne sprege u<br />

imunom sistemu. Nije jasno poka<strong>za</strong>no da li razliiti stimulusi mogu da deluju na makrofage i<br />

indukuju produkciju regulatornih citokina kao što je IL-10 i efektornih citokina kao što su TNF i<br />

IL-12, ili isti stimulusi uslovljavaju produkciju svih ovih citokina, ali razliitom kinetikom. T<br />

limfociti takodje produkuju IL-10, a on je takodje sekretovan i od strane nekih nelimfatinih<br />

tipova elija (npr. keratinocita).<br />

Biološki efekti IL-10 su rezultat njegove sposobnosti da inhibiše mnoge funkcije<br />

aktiviranih makrofaga. Kao što je ranije napomenuto, makrofagi odgovaraju na mikroorganizme<br />

sekrecijom citokina i ekspresijom kostimulatora koji pojaavaju aktivaciju T elija i elijama-<br />

posredovani imuni odgovor. IL-10 deluje na aktivirane makrofage u smislu terminacije odgovora<br />

i iniciranja povratka u stanje mirovanja nakon što je infekcija iskorenjena. IL-10 inhibiše<br />

produkciju IL-12 preko aktivacije makrofaga i dendritskih elija. S obzirom da je IL-12 najvažniji<br />

stimulator sekrecije INF- i pojaiva i urodjenog i elijama-posredovanog imunog odgovora<br />

uperenog protiv intracelularnih antigena, IL-10 funkcioniše tako što inhibiše sve ove reakcije,<br />

delujui kao inhibitor IL-12 (tako je i otkriven). IL-10 inhibiše ekspresiju kostimulatora i klase<br />

II MHC molekula na makrofagama i dendritskim elijama i zbog ove funkcije se koristi u<br />

inhibiciji aktivacije T elija i elijama-posredovanih imunih reakcija. Interesantno je da Epstein-<br />

Barr virus sadrži gen homolog humanom IL-10 i da viralni IL-10 ispoljava iste aktivnosti kao<br />

prirodni citokin. Ovo saznanje je otvorilo intrigantnu mogunost da je tokom evolucije virusa<br />

sticanje IL-10 gena dalo virusu mogunost da inhibiše imunitet domaina, a time i savlada<br />

prepreke i preživi u elijama inficiranog organizma.<br />

5.1.2.7. Drugi citokini urodjenog imuniteta<br />

Pored prethodno navedenih, itava plejada drugih citokina, ija funkcija još uvek nije<br />

precizno definisana uetvuje u mehanizmima koje urodjeni imuni sistem koristi da bi se odbranio<br />

od štenih agenasa, a neki od njih uestvuju i u adaptivnom imunom odgovoru.<br />

129


IL-6 stimuliše sintezu proteina akutne-faze u urodjenom imunitetu te doprinosi<br />

sitemskom efektu inflamacije tzv. odgvoru akutne-faze (engl. acute-phase response); <strong>za</strong>jedno sa<br />

kolonija-stimulirajuim faktorima (engl. Colony Stimulating Factors - CSFs) stimuliše produkciju<br />

neutrofila od progenitornih elija kosne srži; u adaptivnom imunitetu stimuliše rast B<br />

limfocita; itd. IL-15 stimuliše proliferaciju NK elija; deluje kao faktor rasta i preživljavanja T<br />

elija, a posebno dugo-živeih memorijskih CD8 + elija. IL-18 je strukturalno homolog IL-1 i<br />

prenosi signal preko slinih receptor-asociranih kina<strong>za</strong> (IRAK), ali ima razliite funkcije. IL-18<br />

stimuliše NK elije i T elije da produkuju IFN- i deluje sinergistiki sa IL-12 u pogledu ovog<br />

efekta. Zbog toga je on inducer elijama-posredovanog imuniteta, posebno u kombinaciji sa IL-12.<br />

Neki od citokina (IL-19, IL-20, IL-22, IL-24 i IL-26) su identifikovani po sekvenci koja je<br />

homologa familiji IL-10 slinih citokina. Smatra se da oni regulišu inflamatornu reakciju u<br />

tkivma, ali specifine fiziološke funkcije nisu precizno definisane. IL-23 i IL-27 su po strukturi<br />

slini IL-12 i kao IL-12 stimulišu produkciju IFN- od strane NK elija i T elija. Neka istraživanja<br />

pokazuju da je IL-12 veoma važan <strong>za</strong> fiziološku funkciju odbrane uperene protiv intracelularnih<br />

mikroorgani<strong>za</strong>ma, dok je IL-23 više važan u TH1-posredovanoj inflamatornoj reakciji.<br />

5.1.2.8. Uloga citokina u urodjenom imunitetu i inflamaciji<br />

S obzirom da su u ranijem tekstu pojedinano opisani citokini urodjenog imuniteta, korisno je<br />

integrisati ove informacije i razmotriti kako i u kolikoj meri pomenuti citokini doprinose<br />

reakcijama urodjenog imunog odgovora uperenog protiv antigena. Razliiti citokini igraju kljune<br />

uloge u urodjenom imunitetu prema razliitima klasama mikroorgani<strong>za</strong>ma. Citokini koji posre-<br />

duju u urodjenom imunom odgovoru su<br />

sekretovani uglavnom od strane aktiviranih<br />

makrofaga. TNF i IL-1 su medijatori akutne<br />

inflamacione reakcije na mikrobe; hemo-<br />

kini regrutuju leukocite na mesto inflama-<br />

cije; IL-12 stimuliše produkciju IFN-; tip I<br />

interferoni su antiviralni citokini i IL-10 je<br />

inhibitor makrofaga.<br />

Slika 5.9. Uloga citokina u urodjenom imunitetu.<br />

LPS deluje na makrofage tako što indukuje sekreciju brojnih citokina,<br />

(TNF, IL-1, IL-2, TNF i IL-1) koji stimulišu akutnu inflamaciju delujui na<br />

endotelijalne elije i leukocite. IL-12 stimuliše produkciju IFN-. U serumu<br />

se mogu odreivati TNF, IL-1, IL-12 i IFN- . Antagonisti TNF, IL-12 i IFN-<br />

smanjuju patološke komplikacije sepse, a opada i smrtnost ve<strong>za</strong>na <strong>za</strong><br />

septini šok.<br />

130


Citokin koji se u najveoj koliini produkuje iz aktiviranih makrofaga, a kao reakcija na<br />

razliite mikroorganizme, odgovoran je <strong>za</strong> prirodu odgovora urodjenog imuniteta prema<br />

mikroorganizmu koji je prouzrokovao aktivaciju makrofaga.<br />

5.1.3. Citokini koji posreduju i regulišu adaptivni imunitet<br />

Citokini posreduju u proliferaciji i diferencijaciji limfocita nakon prepoznavanja antigena u<br />

aktivacionoj fazi adaptivnog imunog odgovora i posreduju u aktivaciji specijalizovanih<br />

efektornih elija u efektornoj fazi adaptivnog imunog odgovora. Produkcija citokina je glavni<br />

odgovor T limfocita na prepoznavanje antigena. Izlaganje razliitim tipovima antigena može<br />

indukovati diferencijaciju CD4 + pomonih T elija u razliite efektorne populacije kao što su TH1 i<br />

TH2, koje produkuju razliite setove citokina i obezbedjuju razliite funkcije (Tabela 5.4.)<br />

Tabela 5.4. Citokini adaptivnog imuniteta<br />

CITOKIN VELIINA GLAVNI EL. IZVOR GLAVNE CILJNE ELIJE i BIOLOŠKI EFEKTI<br />

IL-2 14-17 kDa T elije<br />

IL-4 18 kDa<br />

IL-5 45-50 kDa od<br />

20-kDa subjed.<br />

IFN-<br />

TGF-<br />

LT<br />

50 kDa glikozilisani<br />

homodimer od<br />

21- 24- kDa subj.<br />

25 kDa<br />

homodimer od<br />

12.5- kDa subjed.<br />

21-24 kDa heterotrimer<br />

Ili ve<strong>za</strong>n sa LT2<br />

CD4 + T elije (TH2)<br />

Mastocite<br />

T elije: proliferacija; poveana sinte<strong>za</strong> citokina; potencirana Fas-ind. apopto<strong>za</strong><br />

NK elije: proliferacija; aktivacija<br />

B elije: proliferacija; sinte<strong>za</strong> antitela (in vitro)<br />

B elije: »isotype swiching« u IgE; T elije: difrencijacija TH2; proliferacija<br />

Makrofage: inhibicija IFN--posredovane aktivacije;<br />

Mastocite: proliferacija (in vitro)<br />

CD4 + T elije (TH2) Eozinofili: aktivacija; poveana produkcija B<br />

elije: proliferacija; produkcija IgA<br />

T elije<br />

(TH1, CD8 + T elije)<br />

NK elije<br />

T elije<br />

makrofage<br />

drugi tipovi elija<br />

Makrofage: aktivacija (poveanje mikrobicidne funkcije)<br />

B elije: »isotype swiching« u opsoniz. i komplemenom-fiksiranim IgG subklas.<br />

T elije: TH1 diferencijacija<br />

Neke druge elije: poveavaju ekspresiju MHC I i MHC II; poveavaju<br />

procesovanje i prezentaciju T elijama<br />

T elije: inhibicija proliferacije i efektorne funkcije<br />

B elije: inhibicija proliferacije; produkcija IgA<br />

Makrofage: inhibicija<br />

T elije<br />

(uglavnom TH2 Regrutovanje i aktivacije neutrofila<br />

Limfoidna organogene<strong>za</strong><br />

IL-13 15 kDa CD4 + T elije (TH2) B elije: »isotype swiching« u Ig E; Epitelijalne elije: poveanje produkcije<br />

mukusa; Makrofage: inhibicija<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

131


5.1.3.1. Interleukin-2 (IL-2)<br />

IL-2 je faktor rasta <strong>za</strong> antigenima-stimulisane T limfocite i odgovoran je <strong>za</strong> klonalnu<br />

ekspanziju T elija. Zbog ove osobine se nakon otkrivanja zvao faktor rasta T elija. Ovaj citokin<br />

u najveoj meri produkuju T elije, a deluje uglavnom na elije koje su ga produkovale tj. kao<br />

autokrini faktor rasta.<br />

IL-2 je glikoprotein u formi globularnog proteina koji sadrži 4--heliksa i prototip je<br />

citokina koji u svojoj strukturi imaju 4--heliksa a interaguju sa citokinskim receptorima tip<br />

II. Ekspresija funkcionalnih receptora je pojaana stimulacijom sa antigenom (Slika 5.10.). Stoga<br />

su T elije koje prepoznaju antigen one koje prve proliferišu kao odgovor na produkciju IL-2 tokom<br />

adaptivnog imunog odgovora. Vezivanje IL-2 <strong>za</strong> njegov receptor rezultuje aktiviranjem velikog<br />

broja puteva transdu-<br />

kcije signala, ukljuu-<br />

jui JAK/STAT (ugla-<br />

vnom JAK1 i JAK3<br />

aktiviraju STAT5) koji<br />

je unikatni <strong>za</strong> citokine,<br />

ali i fosfatidil-inozitol-<br />

3 kinazu i Ras-MAP<br />

signalne puteve koji se<br />

aktiviraju velikim bro-<br />

jem receptora.<br />

Slika 5.10. Regulacija ekspresije<br />

IL-2 receptora.<br />

Naivni T limfociti ekpresuju IL-2R<br />

kompleks koji ima umereni afinitet<br />

prema IL-2. Aktivacija T elija<br />

antigenom, kostimulatori, kao i IL-2 sam<br />

po sebi indukuju ekspresiju vee<br />

koliine IL-2R lanca i formiranju IL-<br />

2R kompleksa velikog afiniteta.<br />

Biološki efekti IL-2 se, pored stimulacije rasta i klonalne ekspanzije T elija, ogledaju u<br />

nekoliko veoma važnih uloga u adaptivnom imunom odgovoru (Slika 5.11.). IL-2, produkovan kao<br />

odgovor na prepoznavanje antigena od strane T elija, je odgovoran <strong>za</strong> proliferaciju antigen-<br />

specifinih elija. Izlaganje T elija IL-2 dovodi do veoma brzog porasta u koncentraciji ciklina<br />

koji su asocirani i aktiviraju razliite ciklin-<strong>za</strong>visne kinase, što konano dovodi do fosforilacije<br />

proteina kao što su Rb koji stimuliše tranziciju od G1 do S faze u elijskom ciklusu. Pored toga,<br />

132


IL-2 stimuliše proliferaciju i diferencijaciju drugih elija imunog sistema: stimuliše rast NK<br />

elija, i pojaava njihovu citolitiku funkciju i stimuliše nastajanje tzv. limfokinima-aktiviranih<br />

5.1.3.2. Interleukin-4 (IL-4)<br />

ubilakih elija (engl. Limphokine-<br />

Activated Killer cells – LAK cells ). IL-<br />

2 ima funkciju „terminatora“ imu-<br />

nog odgovora preko stimulacije<br />

razvoja i funkcije regulatornih T<br />

elija i potenciranja apoptoze T<br />

elija preko Fas signalnog puta.<br />

Slika 5.11. Biološki efekti IL-2.<br />

IL-2 stimuliše proliferaciju i diferencijaciju T i B limfocita i NK<br />

elija. IL-2 takoe funkcioniše kao inhibitor imunog odgovora<br />

(protiv sopstvenih antigena) promovišui Fas-posredovanu<br />

apoptozu T elija i stimulišui aktivnost regulatornih T elija<br />

(ovde nije prika<strong>za</strong>no).<br />

IL-4 je glavni stimulus <strong>za</strong> produkciju IgE antitela i <strong>za</strong> razvoj TH2 elija od naivnih<br />

CD4 pomonih T elija. IL-4 je „<strong>za</strong>štitni znak“ i obeležje TH2 elija i funkcioniše i kao citokin koji<br />

indukuje razvoj ovih elija (inducer), ali i kao posrednik u njihovom efektu (efektor). Glavni izvor<br />

IL-4 su CD4 + T limfociti iz podgrupe TH2, kao i aktivirani mastociti i bazofili.<br />

IL-4 je prototip citokina koji u svojoj strukturi imaju 4--heliksa, te i pripada familiji<br />

citokina sa 4--helikalnom strukturom. IL-4 receptor pripada familiji tip I citokinskih<br />

receptora. Struktura IL-4 receptora limfatinih elija sadrži citokin-vezujui lanac i asociran<br />

je sa c lancem <strong>za</strong>jednikim <strong>za</strong> sve citokinske receptore. IL/4 receptor transdukuje signal preko<br />

JAK/STAT puta (JAK3 ili4/STAT6), kao i preko signalnih puteva koji ukljuuju supstrat koji je<br />

odgovoran <strong>za</strong> insulin (engl. Insulin Responsible Supstrate - IRS) IRS-2. IL-4 je jedini citokin koji<br />

aktivira STAT6 protein koji aktivira transkripciju gena odgovornih <strong>za</strong> mnoge efekte IL-4 kao što<br />

su diferencijacija TH2 elija, kao i produkcija IgE. Aktivacija IRS-2 signalnog puta je odgovorna<br />

<strong>za</strong> IL-4 indukovanu proliferaciju elija. U nelimfatinim elijama lanac IL-4 receptora nije<br />

asociran sa c lancem, nego sa signalnim lancom koji je takodje komponeneta receptora <strong>za</strong> IL-13.<br />

Biološki efekti IL-4 ukljuuju stimulaciju IgE i mastocitima/bazofilima posredovane<br />

reakcije, kao i supresija reakcija <strong>za</strong>visnih od makrofaga (Slika 5.12.). IL-4 je glavni citokin koji u B<br />

limfocitima stimuliše „premeštanje“ tj. „class switching“ teškog Ig lanca u IgE izotip (videti tekst u<br />

prethodnim poglavljima). IgE antitela imaju ulogu u eozinofilima-posredovanoj odbrani uperenoj<br />

protiv infekcija helmintima i artropodama. IgE je takodje glavni medijator alergijskih reakcija, a<br />

133


produkcija IL-4 je veoma važna <strong>za</strong> razvoj alergija. IL-4 stimuliše razvoj TH2 elija od naivnih<br />

CD4 + T elija i funkcioniše kao autokrini faktor rasta <strong>za</strong> razliite TH2 elije, te je tako<br />

5.1.3.3. Interleukin-5 (IL-5)<br />

odgovoran <strong>za</strong> indukcijiu i klonsku<br />

ekspanziju ove podgrupe T elija.<br />

IL-4 antagonizira efekat IFN- u<br />

pogledu aktivacije makrofaga, pa<br />

time <strong>za</strong>pravo inhibiše elijama-<br />

posredovane reakcije.<br />

Slika 5.12. Biološki efekti IL-4.<br />

IL-4 stimuliše B elije na tzv. „isotype class switching“ u<br />

neke imunoglobulinske klase (npr. IgE); IL-4 stimuliše<br />

diferencijaciju naivnih T elija u TH2; IL-4 inhibiše IFN-<br />

indukovanu aktivaciju makrofaga; IL-4 je faktor rasta<br />

mastocita, a posebno u kombinaciji sa IL-3.<br />

IL-5 je aktivator eozinofila i služi kao link/ve<strong>za</strong> izmedju aktivacije T elija i eozinofilne<br />

inflamacije. Glavni izvor ovog citokina su elije TH2 podgrupe CD4 + T elija i aktivirani mastociti.<br />

IL-5 je homodimer, a svaka od subjedinica sadrži 4--helikalni domen. IL-5 receptor je tip<br />

I citokinskog receptora. Ovaj receptor asocira sa 150-kDa signal-transdukcionom subjedinicom<br />

koju imaju i IL-3 i GM-CSF, a ponekad se zove uobiajeni/jednaki lanac. IL-5 signaling je<br />

posredovan JAK/STAT signalnim putem.<br />

Glavni biološki efekti IL-5 su da stimuliše razvoj i diferencijaciju eozinofila i da aktivira<br />

zrele/maturirane eozinofile. Aktivirani eozinofili imaju sposobnost uništavanja helminata.<br />

Eozinofili ekspresuju Fc receptore koji su specifini <strong>za</strong> IgE antitela i veoma su sposobni da vežu<br />

IgE-obložene mikrobe i helminte. Prema tome, dva glavna citokina TH2 elija, IL-4 i IL-5<br />

funkcionišu po narednom sledu dogadjaja: IL-4 stimuliše rodukciju IgE koji opsonizuje helminte i<br />

vezuje eoznofile, dok IL-5 aktivira eoznofile da unište parazita. Knock-out miševi kojima nedostaje<br />

gen <strong>za</strong> IL-5 imaju deficit eozinofilnog odgovora i veoma su podložni infekcijama sa helmintima. IL-<br />

5 stimuše proliferaciju B elija i produkciju IgA (tako je prvi put identifikovan).<br />

5.1.3.4. Interferon- (IFN-)<br />

IFN- je glavni citokin koji aktivira makrofage i ima kritinu i veoma važnu ulogu i u<br />

urodjenom i u adaptivnom elijama-posredovanom imunitetu. IFN- se još naziva imuni ili tip II<br />

IFN. Poseduje neku antiviralnu aktivnost, ali nije potentan antiviralni interferon, te funkcioniše<br />

134


uglavnom kao efektorni citokin imunog odgovora. Produkuju ga NK elije, CD4 + TH1 elije i CD8 +<br />

T elije i obeležje je TH1 podgrupe pomonih T elija.<br />

IFN- je homodimerni protein. Njegov receptor (tip II familija citokinskih receptora) se<br />

sastoji od dva strukturno homologa polipeptida od kojih jedan veže citokine, a drugi participira u<br />

signalingu. Vezivanje citokina aktivira STAT1 koji onda stimuliše transkripciju „IFN--responsive“<br />

gena (ukljuujui i gene koji kodiraju MHC molekule i B7 kostimulatore), enzima koji sintetišu<br />

mikrobicidalne supstance (azot oksid) i citokine (p40 subjedinica IL-12). Razliiti „IFN--<br />

responsive“ geni se aktivraju ili direktno STAT1 proteinom ili indirektno STAT1-indukovanom<br />

aktivacijom druga dva transkripciona faktora (engl. INF response factor-1; class II transactivator).<br />

STAT1 knock-out miševi su apsolutno nesenzitivni na delovanje IFN-.<br />

Biološki efekti IFN- su veoma važni u elijama-posredovanom imunitetu uperenom<br />

protiv intracelularnih antigena (Slika 5.13.). IFN- je tzv. makrofaga-aktivirajui citokin što daje<br />

objašnjenje naina kojim T limfociti i NK elije aktiviraju makrofage u cilju uništavanja fagocitiranog<br />

mikroorganizma. IFN- pojaava mikrobicidnu funkcju makrofaga stimulacijom sinteze reaktivnih<br />

kiseoninih intermedijera/radikala i<br />

azot oksida. Ovaj efekat se ostvaruje<br />

aktivacijom transkripcije gena koji<br />

kodiraju enzime neophodne <strong>za</strong><br />

stvaranje reaktivnih kiseoninih<br />

intermedijera (npr. oksida<strong>za</strong> fago-<br />

cita) i reaktivnih azotnih interme-<br />

dijera (npr. inducibilna azot oksid<br />

sinta<strong>za</strong>). Ovi reaktivni molekuli se<br />

produkuju u lizozomima i oni uni-<br />

štavaju mikroorganizme koji se<br />

nalaze u sklopu fagozoma (detaljnije<br />

o ovom efektornom mehanizmu u na-<br />

rednom poglavlju).<br />

Slika 5.13. Biološki efekti IFN-<br />

IFN- aktivira fagocite i APC i indukuje B elije koje<br />

oslobaaju odreene izotipove Ig (koji esto vezuju<br />

komplement i Fc receptore na fagocitima i razlikuju se<br />

od izotipova indukovanih putem IL-4). TH1-indukujui<br />

efekat IL-4 može biti indirektan, posredovan poveanom<br />

produkcijom IL-12 i ekspresijom receptora.<br />

135


IFN- stimuliše ekspresiju klase II MHC molekula i kostimulatora APCs. IFN- potpomaže<br />

diferencijaciju naivnih CD4 + T elija u TH1 i inhibiše proliferaciju TH2 elija. Deo efekta na<br />

indukciju TH1 elija je posredovan indirektno, aktiviranjem mononuklearnih fagocita da<br />

produkuju IL-12 koji je glavni induktorni citokin TH1 elija. IFN- deluje na B elije i stimuliše<br />

„switching“ (prebacivanje) u odredjene IgG subklase (IgG2a kod miševa) i inhibiše „switching“<br />

u IL-4 <strong>za</strong>visne tipove kao što su IgE i IgG1. IFN- aktivira neutrofile i stimuliše citolitiku<br />

aktivnost NK elija. Sumirani efekat aktivnosti IFN- je da stimuliše makrofagima-bogato<br />

obskrbljenu inflamatornu reakciju istovremeno inhibišui IgE-<strong>za</strong>visnu eozinofilima-bogatu<br />

rekciju. Knock-out miševi kojima nedostaje IFN- ili njegov receptor su veoma podložni<br />

infekcijama prouzokovanim intracelularnim mikroorganizmima (npr. mikobakterija) zbog defekcije<br />

u aktivaciji makrofaga.<br />

5.1.3.5. Faktor transformacije rasta (engl. Transforming Growth Factor-TGF-)<br />

Glavni efekat TGF- u humanom imunom sistemu je da inhibiše proliferaciju i<br />

aktivaciju limofocita i drugih leukocita. Ovaj citokin je otkriven kao tumorski produkt koji<br />

promoviše preživljavanje elija u poluvrstim medijumima <strong>za</strong> kultivisanje. Postoji <strong>za</strong>pravo familija<br />

blisko pove<strong>za</strong>nih molekula koji su kodirani razliitim genima a naješe se imenuju kao TGF-,<br />

TGF-i TGF-. elije imunog sistema (antigenima-stimulisane T elije; LPS-aktivirani<br />

mononuklearni fagociti i dr.) sintetišu uglvanom TGF-.<br />

TGF- je homodimer koji se sintetiše kao prekursor i aktivira proteolitikim „cepanjem“.<br />

TGF- receptori su polipeptidi (tip I i tip II) velikog afiniteta <strong>za</strong> ovaj citokin, a singnaling je ve<strong>za</strong>n<br />

<strong>za</strong> serin/treonin kinazni domen, što na kraju rezultira fosforilacijom tzv. SMAD<br />

transkripcionih faktora (SMADa).<br />

Biološki efekti TGF- ukljuuju inhibiciju proliferacije i diferencijacije T elija i<br />

aktivaciju makrofaga; stimulaciju produkcije IgA antitela koja su važna <strong>za</strong> mukozni imunitet<br />

i ublažavanje efekta proinflamatornih citokina na neutrofile i eozinofile. TGF- ispoljava fiziološke<br />

promene i na elije koje ne pripadaju imunom sistemu inhibišui ili stimulišui njihov rast i<br />

proliferaciju. Ponekada ak u in vitro uslovima može da stimuliše ili inhibiše rast iste elijske<br />

linije <strong>za</strong>visno od uslova kulture i prisutnosti drugih biološki aktivnih molekula. TGF-<br />

prouzrokuje sintezu proteina ekstracelularnog matriksa (kolagen), matriks-modifikujuih<br />

enzima (matriksne metaloproteaze), kao i elijskih receptora <strong>za</strong> matriksne proteina (integrin), što<br />

promoviše oporavak tkiva nakon lokalne imune reakcije, te inflamatorna reakcija može biti<br />

kontrolisana.<br />

136


5.1.3.6. Drugi citokini adaptivnog imuniteta<br />

Pored navedenih, otkriven je i definisan znatan broj drugih citokina i njima slinih<br />

molekula koji imaju funkciju u adaptivnom imunitetu.<br />

Limfotoksin (LT) je citokin koga produkuju T limfociti, ali ponekada i druge elije.<br />

Strukturalno je slian (30% homologije) TNF i ima dosta slinih funkcija, te se stoga zove i TNF-.<br />

Skretovana forma LT (nekada se zove LT) je dimer, slino kao TNF, i vezuje se <strong>za</strong> TNF receptore.<br />

LT je takodje ekspresovan i kao membranski protein kod koga je jedan lanac sekretovane forme<br />

pove<strong>za</strong>n sa dve subjedinice strukturalno-slinog membranskog proteina koji se zove LT (vezuje<br />

se <strong>za</strong> razliite receptore koji takodje pripadaju TNF receptrskoj familiji). LT aktivra endotelijalne<br />

elije i neutrofile, te je stoga medijator akutnog inflamatornog odgovora, obezbedjujui vezu<br />

izmedju aktivacije T elija i inflamacije. Ovaj efekat je isti kao i efekat TNF <strong>za</strong>to što se vezuju<br />

<strong>za</strong> iste receptore, ali je koliina cirkulišueg LT koji je produkovan od antigen-stimulisanih T elija<br />

mnogo manji od koliine TNF produkovanog iz LPS-stimulisanih mononuklearnih fagocita. LT je<br />

citokin koji obino lokalno deluje i nije medijator sistemske infekcije. Istraživanja na knock-out<br />

miševima su poka<strong>za</strong>la da je LT neophodan <strong>za</strong> normalan razvoj limfoidnih organa. Miševi kojima<br />

nedostaje membranski LT ili njegov receptor ispoljavaju brojne defekte u formiranju limfnih<br />

vorova, Payer-ovih ploa i bele pulpe slezine. Kod ovih životinja nije normalan razvoj zone B elija<br />

u limfnim organima i nema germinativnog centra u slezini. Smatra se da LT ima funkciju u<br />

limfoidnoj organogenezi preko produkcije hemokina koji promovišu migraciju limfocita u posebne<br />

delove limfnih organa.<br />

Interleukin-13 (IL-13) je strukturno slian IL-4, a produkuju ga TH2 CD4 + T elije i neke<br />

epitelijalne elije. Njegov receptor se uglavnom nalazi na nelimfoidnim elijama, kao što su<br />

makrofagi, a može biti aktiviran vezivanjem ili IL-13 ili IL-4. IL-13 oponaša efekte IL-4 na<br />

makrofage, ali ispoljava slabiji efekat na T ili B limfocite. Glavno delovanje je inhibicija aktivacije<br />

makrofaga antagonistikim efektom na IFN-. IL-13 stimuliše produkciju mukusa od strane<br />

epitelijalnih elija plua, a smatra se promoviše produkciju IgE u alergijskim reakcijama.<br />

Opisan je znaajan broj citokina ija fiziološka fukcija nije precizno definisana i nije<br />

potpuno jasno da li se sekretuju i u fiziološkim uslovima ili su posledica patološko stanja<br />

organizma: IL-16 (hemoatraktant eozinofila), IL-17 (stimuliše produkciju proinflamatornih<br />

citokina, kao što su TNF, IL-1 i hemokin); IL-25 (stimuliše produkciju IL-4, IL-5 i IL-13);<br />

migracije inhibišui faktor-MIF (imobiliše mononuklearne fagocite; ovo je bila prva opisna<br />

citokinska aktivnost, ali se poka<strong>za</strong>la veoma komplikovanom biohemijska karakteri<strong>za</strong>cija citokina<br />

sa ovom funkcijom).<br />

137


5.1.3.7. Uloga citokina T elija u specijalizovanom adaptivnom imunom odgovoru<br />

Citokini adaptivnog imuniteta su kljuni <strong>za</strong> razvoj imunog sistema i aktivaciju efektornih elija<br />

koje služe u eliminaciji mikroorgani<strong>za</strong>ma. Veliki broj specijalnosti adptivnog imunog sistema je<br />

rezultat delovanja citokina. Mnogi intracelularni mikroorganizmi (virusi i bakterije) indukuju<br />

razvoj TH1 elija koje produkuju IFN- koji aktivira fagocite da unište mikroorgani<strong>za</strong>m-okida<br />

odgovora/reakcije i stimuliše produkciju antitela <strong>za</strong> opsoni<strong>za</strong>ciju koja olakšavaju fagocitozu.<br />

Suprotno, helmintski paraziti stimulišu razvoj TH2 koje produkuju IL-4 i IL-5, što dovodi do<br />

pojaane produkcije <strong>za</strong> parazite specifinih IgE antitela (IL-4) koja oblažu parazite, kao i<br />

aktivacije eozinofila (IL-5) koji vezuju IgE-opsonizovane parazite i uništavaju ih. Citokine su<br />

neophodni <strong>za</strong> razvoj i efikasnog adaptivnog imunog odgovora. Sumirano, citokine koji posreduju i<br />

regulišu funkcije adaptivnog imunog odgovora produkuju uglavnom antigen-stimulisani T<br />

limfociti: IL-2 (osnovni faktor rasta T limfocita); IL-4 (stimuliše produkciju IgE i razvoj TH2 elija<br />

pomonica od naivnih TH elija pomonica); IL-5 aktivira eozinofile; IFN- funkcioniše kao<br />

aktivator makrofaga; TGF- inhibiše proliferaciju T limfocita i aktivaciju leukocita.<br />

5.1.4. Citokini koji regulišu hematopoezu („hematopoezni“ citokini)<br />

Citokini su neophodni <strong>za</strong> normalnu hematopoezu u kosnoj srži i obezbedjuju kosnoj srži<br />

mogunost veoma preciznog i tananog naina odgovora na stimulaciju i regulaciju njene funkcije.<br />

Neki od ranije pomenutih citokina koji se generišu tokom urodjenog i adaptivnog imunog<br />

odgovora stimulišu rast i diferencijaciju progenitornih elija kosne srži, te tako imune i<br />

inflamatorne reakcije koje „troše“ leukocite takodje pomažu produkciju novih leukocita. Zreli<br />

leukociti nastaju od pluripotentne progenitorne stem elije opredeljivanjem i diferencijacijom<br />

prema specifinoj liniji i progresivnom ekspanzijom progenitora (Slika 5.14.). Diferencijacija i<br />

ekspanzija progenitornih elija kosne srži je stimulisana citokinima koji se zovu kolonija<br />

stimulirajui faktori (engl. Colony Stimulating Factors - CSFs) zbog sposobnosti da stumulišu<br />

formiranje kolonija u kulturi kosne srži. Delovanjem specifinih CSFs ove kolonije dobijaju<br />

karakteristike specifinih linija (polimorfonuklearni fagociti, mononuklearni fagociti, limfociti i sl.),<br />

te ime ve<strong>za</strong>no <strong>za</strong> pojedini CSF (stem elija faktor je SCF; granulocita-monocita CSF je GM-CSF;<br />

granulocita CSF je G-CSF; monocita CSF je M-CSF) reflektuje tip kolonija koji se dobija njegovim<br />

delovanjem. Pored CSF, i interleukin-3 (IL-3) i interleukin-7 (IL-7) su citokini koji uestvuju u<br />

regulaciji hematopoeze. U ovoj skripti su opisani samo oni citokini koji su važni <strong>za</strong> razvoj limfocita<br />

138


(Tabela 5.5.), dok su citokini koji stimulišu maturaciju drugih e-lijskih linija uoblie-nih<br />

elemenata krvi predmet tekstova iz hematologije (osnovni pojmovi o ovome se mogu nai u tekstu<br />

skripte iz Uporedne fiziologije životinja; WUS Austria 2005).<br />

Slika 5.14. Uloga citokina u hematopoezi.<br />

CSF – colony-stimulating factor.<br />

CFU – colony-forming unit.<br />

139


Tabela 5.5. Citokini koji regulišu hematopoezu<br />

CITOKIN VELIINA GLAVNI EL. IZVOR GLAVNE CILJNE ELIJE GLAVNA POPULACIJA EL.<br />

KOJU INDUKUJU<br />

Faktor stem elija 24 kDa Stromalne eli. kos. srži Pluripotentne stem elije Sve elije<br />

IL-3 20-26 kDa T elije Nezreli progenitori Sve elije<br />

IL-7 25 kDa<br />

GM-CSF 18- 22 kDa<br />

M-CSF Dimer od: 70-90 kDa;<br />

40-kDa subj.<br />

Fibroblasti, stromalne<br />

elije kosne srži<br />

T elije, makrofagi,<br />

endotelijalne . fibroblasti<br />

Makrofagi, endotelijalne .,<br />

elije kosne srži, fibroblasti<br />

Nezreli limfoidni progenitori B i T limfociti<br />

Nezreli opredeljeni progenitori<br />

zreli/maturirani makofagi<br />

Opredeljeni progenitori Monociti<br />

Granulociti i monociti<br />

Aktivacija makrofaga<br />

G-CSF 19 kDa Makrofagi, fibroblasti,<br />

endotelijalne elije<br />

Opredeljeni progenitori Granulociti<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

5.1.4.1. Faktor stem elija (c-kit ligand)<br />

Faktor stem elija sintetišu stromalne elije kosne srži u formi membranskog ili<br />

sekretornog proteina kao produkt jednog gena (engl. alternative splicing of the RNA). Faktor stem<br />

elija ili C-kit ligand je protein koji interaguje sa tirozin-kinaznim membranskim receptornim<br />

proteinom (engl. c Kit or stem cell factor receptor) koji je produkt elijskog c-kit proto-onkogena, a<br />

ekpresovan je na pluripotentnim stem elijama. Smatra se da je faktor stem elija neophodan i<br />

odgovoran da uini stem elije kosne srži dostupnim <strong>za</strong> delovanje CSFs i omogui im odgovor na<br />

druge CSFs, ali da sam po sebi ne prouzrokuje formiranje kolonija.<br />

5.1.4.2. Interleukin-3 (IL-3)<br />

Ovaj interleukin se još zove faktor koji stimuliše formiranje nekoliko kolonijskih linija (engl.<br />

multilineage colony-stimulating factor or multi-CSF). Produkt je CD4 + T elija koje deluju na<br />

nezrele progenitore u kosnoj srži i pomovišu ekspanziju elija koje se diferenciraju u sve zrele<br />

elijske tipove. U strukturi IL-3 ima 4--helikalna lanca, a receptor se sastoji od citokin-vezujue<br />

kompnente (tip I familija citokinskih receptora) i domena <strong>za</strong> transdukciju signala koji je isti kao i<br />

kod IL-5 i GM-CSF receptora (kod oveka) ili unikatni (kod miša). Signaling IL-3 receptora ide<br />

preko JAK/STAT puta. Pored stimulisanja razvoja veeg broja razliitih linija kolinija, IL-3<br />

stimuiše rast i razvoj mastocita od progenitora, a ovaj efekat je pojaan IL-4.<br />

140


5.1.4.3. Interleukin-7 (IL-7)<br />

Ovaj citokin je sekretovan od strane stromalnih elija u mnogim tkivima koja stimulišu<br />

preživljavanje i ekspanziju nezrelih prekursora opredeljenih u pravcu B i T limocita. Strukturalno,<br />

IL-7 sadrži 4--helikalna lanca, a receptor se sastoji od unikatnog IL-7 vezujueg domena<br />

asociranog sa c lancem koji je prvi put identifikovan kao komponeneta IL-2 receptora. Signaling<br />

IL-7 receptora ide preko JAK3 kinaze. Ovaj citokin je esencijalan <strong>za</strong> preživljavanje naivnih i<br />

memorijskih T ellija, a posebno CD4+ memorijske elije.<br />

5.1.4.4. Drugi hematopoezni citokini<br />

GM-CSF, M-CSF i G-CSF su citokini produkovani od strane aktivirnih T elija, makrofaga,<br />

endotelijalnih elija i elija kosne srži strome, a deluju na progenitore u cilju poveavanja<br />

produkcije inflamatornih leukocita. CSF faktori su identifikovani i nazvani po njihovoj sposobnosti<br />

da stimulišu rast kolonija leukocita u kulturi, a stimulišu i regulišu produkciju i razvoj leukocita<br />

u koštanoj srži (leukopoezu). Oni imaju sposobnost da stimulišu deobu elija (mitozu) ali i<br />

sazrevanje matinih elija. Maturirani (zreli) leukociti gube sposobnost mitoze. GM-CSF promoviše<br />

maturaciju progenitora u dendritske elije i monocite. G-CSF se genenriše na mestu infekcije i<br />

deluje kao endokrini regulator (hormon) u mobili<strong>za</strong>ciji neutrofila iz kosne srži koji bi <strong>za</strong>menili<br />

one koji su potrošeni u iinflamatornoj reakciji. Zahvaljujui tehnologiji rekombinantne DNK danas<br />

je u klinikoj primeni nekoliko genetikim inženjeringom di<strong>za</strong>jniranih CSF (sargramostin i<br />

filgrastim). Rekombinantne forme GM-CSF i G-CSF se koriste u stimulaciji kosne srži nakon<br />

hemoterapije kancera ili transplantacije kosne srži Fascinantan aspekt hematopoeze je da je<br />

produkcija leukocita delom regulisana ve postojeim leukocitima. Ova forma kontrole omoguava<br />

da razvoj leukocita bude voma specifian i usmeravan prema potrebama organizma. Npr. ukoliko<br />

postoji bakterijska infekcija, citokini koji se sekretuju od strane aktivniranih leukocita uestvuju<br />

u sanaciji infekcije i stimulišu produkciju veeg broja neutrofila i makrofaga. Kompleksan proces<br />

kojim se produkcija leukocita “poklapa” sa potrebama organizma još uvek nije jasan i razjašnjen.<br />

Svaki od CSF-a ima predominantna dejstva, ali svi CSF-i i interleukini imaju i meusobno<br />

isprepletana dejstva. Dodatno, oni aktiviraju i održavaju zrele krvne elije. Interesantno je da su<br />

geni <strong>za</strong> mnoge od ovih faktora locirani <strong>za</strong>jedno na dugom kraku hromozoma 5, pa je mogue da su<br />

nastali duplikacijom predakog gena. Pored toga, interesantno je da je ba<strong>za</strong>lna hematopoe<strong>za</strong><br />

normalna kod miševa kojima nedostaje GM-CSF, što ukazuje da gubitak jednog faktora može biti<br />

nadomešten drugim, ali ne u svim funkcijama (npr. odsustvo GM-CSF dovodi do akumulacije<br />

surfaktanata u pluima).<br />

141


Interleukin-9 (IL-9) je citokin koji stimuliše rast T elijskih linija i progenitore mastocita u<br />

kosnoj srži. Ovaj citokin ima c subjedinicu <strong>za</strong> signaling i koristi JAK/STAT signalni put.<br />

Fiziološka funkcija ovog citokina nije jasno definisana.<br />

Interleukin-11 (IL-11) produkuju stromalne elije kosne srži. Za transdukciju signala<br />

koristi istu subjedinicu <strong>za</strong> signaling (gp130) kao IL-6 i JAK/STAT signalni put. Stimuliše<br />

megakariocitopoezu, te se koristi u klinikom tretiranju pacijenata koji boluju od trombocitne<br />

deficijencije nastale usled hemoterapije kancera.<br />

Citokini obezbedjuju široki spektar raznovrsnih funkcija koji su kljuni <strong>za</strong> odbranu od patogena,<br />

ali su i spona izmedju mehani<strong>za</strong>ma prirodne i adaptivne otpornosti. Oni doprinose<br />

specijali<strong>za</strong>ciji imunog odgovora aktivacijom specifinih tipova razliitih efektornih elija.<br />

Pored toga, regulišu veliinu/snagu i prirodu imunog odgovora utiui na rast i diferencijaciju<br />

limfocita. I na kraju, citokini obezbedjuju veoma važan amplifikacioni mehani<strong>za</strong>m koji<br />

omoguava malom broju limfocita koji su specifini <strong>za</strong> bilo koji pojedinani, specifini antigen,<br />

široki spektar efektorinih mehani<strong>za</strong>ma <strong>za</strong> eliminaciju antigena.<br />

142


5.2. EFEKTORNI MEHANIZMI URODJENOG/NESPECIFINOG IMUNOG ODGOVORA<br />

Urodjeni imunitet je prva odbrambena linija organizma. Svi višeelijski organizmi, ukljuujui<br />

biljke, beskimenjake i kimenjake poseduju urodjene mehanizme koji ih štite od<br />

mikroorgani<strong>za</strong>ma. Obzirom da su svi elementi kojima se ostvaruju ti mehanizmi ve prisutni u<br />

organizmu i spremni da prepoznaju stranog agensa, oznaavaju se kao prirodni, urodjeni ii<br />

nespecifini imunitet, odnosno urodjena otpornost. Urodjeni mehanizmi odbrane su<br />

filogenetski stariji i u pripravnosti su <strong>za</strong> efikasno delovanje pre bilo kakve naznake o tome da e<br />

homeosta<strong>za</strong> biti poremeena stranim agensom. U ovom tipu imunog odgovora reakcija organizma<br />

na štetni agens je uvek jednako br<strong>za</strong> i efikasna i svaki put sa jednakom efikasnošu aktiviraju<br />

raspoložive resurse elija i molekula iako se komponente ovog sistema nisu prethodno srele sa<br />

stranim agensom. Mehanizmi prirodnog imunog odgovora su usmereni relativno nespecifino<br />

protiv stranih agenasa, odnosno, prepoznaju, generalno, motive makromolekula koji grade<br />

zid bakterijskih elija i sl. (sekvencu ugljenih-hidrata koja je prisutna u zidu bakterijskih elija),<br />

ali ne specifine funkcionalne grupe. Razlikuju strano od sopstvenog (prisutnog u<br />

homeostazi), ali nikako ne razlikuju vrstu stranog agensa i ne ostavljaju nikakav memorijski<br />

<strong>za</strong>pis o susretu sa stranim agensom. Prirodna otpornost je znaajan odbrambeni mehani<strong>za</strong>m<br />

koji deluje pre no što se aktiviraju mehanizmi steenog imuniteta. S druge strane, steeni<br />

imunitet koristi mehanizme i prirodnog imuniteta u cilju odbrane organizma. U ovom poglavlju e<br />

biti opisane komponenete, specifinost i funkcije urodjenog imunog sistema. Ovaj kompleksni<br />

sistem odbrane ima tri veoma važne i kljune funkcije.<br />

(1) Urodjeni imunitet je inicijalni/poetni/prvi odgovor na mikroorganizme koji spreava<br />

infekciju organizma domaina i mnogo puta može da eliminiše štetni agens.<br />

(2) Efektorni mehanizmi urodjenog imunog sistema se esto koriste da bi se eliminisali<br />

mikroorganizmi i/ili antigeni i u adaptivnom imunom odgovoru. U elijama-posredovanom<br />

imunitetu, T limfociti produkuju citokine koji aktiviraju važne efektorne mehanizme urodjenog<br />

imuniteta, specifino fagocite. U humoralnom imunitetu, B limfociti produkuju antitela koja<br />

koriste efektorne mehanizme urodjenog imuniteta (fagocite i sistem komplementa) da bi<br />

eliminisali mikroorganizme i/ili antigen.<br />

(3) Urodjeni imunitet prema mikrobima stimuliše adaptivni imuni odgovor i može uticati na<br />

prirodu adaptivnog imunog odgovora inei ga optimalno efikasnim protiv razliitih tipova<br />

mikroorgani<strong>za</strong>ma. Prema tome, urodjeni imunitet ne samo da ima odbrambenu funkciju ubrzo<br />

nakon infekcije, nego “šalje upozorenje” da je infekcija prisutna i alarmira adaptivni imuni sistem.<br />

143


Neke komponenete urodjenog imunog sistema su funkcionalne sve vreme, ak i pre infekcije i one<br />

ukljuuju barijere <strong>za</strong> mikroorganizme i druge štetne agense koje ini površina epitela kože,<br />

respiratornog i digestivnog trakta. Druge komponente urodjenog imuniteta su normalno inaktivne<br />

(fagociti; sistem komplementa) ali se veoma brzo aktiviraju i reaguju u prisustvu štetnog agensa.<br />

Tabela 5.6. Poreenje prirodnog, humoralnog i elijskog imunog odgovora<br />

KARAKTERISTIKE PRIRODNI IMUNI ODGOVOR HUMORALNI IMUNI ODGOVOR ELIJSKI IMUNI ODGOVOR<br />

Primarne elije Neutrofilni, eozinofilni i bazofilni<br />

granulociti, mastociti, monociti i<br />

makrofagi<br />

B elije T elije<br />

Poreklo elija Crvena koštana srž Crvena koštana srž Crvena koštana srž<br />

Mesto maturacije Crvena koštana srž (neutrofilni,<br />

eozinofilni i bazofilni granulociti i<br />

monociti) i tkiva (mastociti i makrofagi)<br />

Crvena koštana srž Timus<br />

Mesto gde se<br />

nalaze zrele elije<br />

Krv, vezivno tkivo, limfatino tkivo Krv i limfatino tkivo Krv i limfatino tkivo<br />

Produkti primarne Histamin, kinini, komplement,<br />

Antitela Citokini<br />

sekrecije<br />

prostaglandini, leukotrijeni, interferon<br />

Primarno dejstvo Inflamatorni odgovor i fagocito<strong>za</strong> Zaštita od ekstracelularnih Zaštita od intracelularnih antigena (virusi,<br />

antigena (bakterije, toksini, intracelularne bakterije i gljive) i tumora:<br />

paraziti, virusi)<br />

regulacija antitelo-posredovanog i elijskog<br />

imunog odgovora (T elije pomonice i<br />

supresorske T elije)<br />

Reakcije<br />

Nema Trenutna hipersenzitivnost Odložena hipersenzitivnost (alergija ili infekcija i<br />

hipersenziti<strong>za</strong>cije<br />

(atopija, anafilaksija,<br />

kontaktna hipersenzitivnost)<br />

(preosetljivosti)<br />

citotoksine reakcije,<br />

kompleksni imuni poremeaji)<br />

Urodjeni imuni odgovor, kao i adaptivni imuni odgovor, ima fazu prepoznavanja, aktivacije i<br />

efektronu fazu. U tekstu e biti generalno opisano kako urodjeni imuni sistem prepoznaje<br />

mikroorganizme, <strong>za</strong>tim e biti pomenute osnovne komponenete urodjenog imunog sistema i<br />

njihova funkcija u odbrani organizma.<br />

5.2.1. Karakteristike urodjenog imunog prepoznavanja<br />

Urodjeni imuni sistem ima unikatnu specifinost <strong>za</strong> produkte mikroorgani<strong>za</strong>ma koje se razlikuju<br />

od specifinosti adaptivnog imunog odgovora (Tabela 5.6; Slika 5.15). Komponenete urodjenog<br />

imuniteta prepoznaju strukture koje su karakteristine <strong>za</strong> patogene i koje nisu prisutne kod<br />

sisarskih elija. Urodjeni imuni sistem nije sposoban da prepozna nemikrobialne supstance, dok<br />

je adaptivni imuni sistem sposoban da prepozna mnogo širi spektar stranih agensa bez obzira da<br />

li su ili nisu produkti mikroorgani<strong>za</strong>ma.<br />

144


Slika 5.15. Specifinosti urodjenog i adaptivnog imuniteta<br />

Razliiti imuni odgovori mogu biti specifini <strong>za</strong> strukture koje su <strong>za</strong>jednike <strong>za</strong> razliite klase<br />

mikroorgani<strong>za</strong>ma (Tabela 5.7.). Ove structure ukljuuju aminokiseline koje su unikatne <strong>za</strong><br />

mikrobe, kao što je RNK dvostrukog lanca (engl. double-stranded RNA - dsRNA) pronadjene kod<br />

virusa koji se replikuju; nemetilovana sekvenca CpG nadjena kod bakterija; specifini proteini<br />

karakteristini <strong>za</strong> bakterije (N-formilmetionil peptidi); kompleksi lipida i ugljenih-hidrata koje<br />

sintetišu iskljuivo elije mikroorgani<strong>za</strong>ma, ali ne i sisarske elije (LPS kod gram-negativnih<br />

bakterija; tehoina kiselina kod gram-pozitivnih bakterija; manozom-bogati glikoproteini). Motivi<br />

koji se prepoznaju na mikroorgani<strong>za</strong>ma od strane urodjenog imunog sistema opisani su kao<br />

molekularni obrazci/motivi (engl. molecular patterns), a receptori koji vezuju ove konzervisane<br />

strukture se nazivaju receptori <strong>za</strong> prepoznavanje obrazca/motiva (engl. pattern recognition<br />

receptors). Razliiti mikroogranizmi ekspresuju razliite molekularne obrazce koji bivaju<br />

prepoznati od strane razliitih receptora <strong>za</strong> prepoznavanje ovih obra<strong>za</strong>ca, a koje poseduju elije u<br />

organizmu domaina ili se nalaze u cirkulaciji. Zbog ovih specifinosti i urodjeni imuni sistem je,<br />

kao i adaptivni, sposoban da razlikuje sopstveno od stranog. U sluaju urodjenog imunog<br />

145


sistema to je samo do nivoa razlikovanja (strano) od sisarskih (sopstveno) molekula, ali <strong>za</strong>to nije<br />

sposoban da reaguje protiv sopstvenog, te bolje razlikuje sopstveno od stranog.<br />

Tabela 5.7. Primeri molekularnih obra<strong>za</strong>ca mikroorgani<strong>za</strong>ma i receptornog obrazca prepoznavanja urodjenog imuniteta<br />

MOLEKULARNI MOTIV MIKROBA IZVOR RECEPTOR URODJENOG IMUNITETA<br />

KOJI PREPOZNAJE OBRAZAC/MOTIV<br />

GLAVNI URODJENI IMUNI ODGOVOR<br />

dsRNA Virusi koji se replikuju Toll-like receptor? Produkcija interferona tip I iz inficirane el.<br />

LPS el. zid gram- negativnih bakterija Toll-like receptor/CD14 Aktivacija makrofaga<br />

Nemetilisani CpG nukleot. Bakterijska DNK Toll-like receptor Aktivacija makrofaga<br />

N-formilmetionil peptidi Bakterijski proteini N-formilmetionil Aktivacija neutrofila i makrofaga<br />

Manozom bogati glikani Mikrobijalni glikoprot. I glikolipidi<br />

1. Manozni receptor makrofaga<br />

2. Manoze-vezujui lektin plazme<br />

1. Fagocito<strong>za</strong><br />

2. Opsoni<strong>za</strong>cija; aktivacija komplementa<br />

Fosforilholin i srodnii molekuli Membrane mikroorgani<strong>za</strong>ma C-reaktivni protein plazme Opsoni<strong>za</strong>cija; aktivacija komplementa<br />

Skraenice: dsRNK - dvostruki lanac RNK; LPS- lipopolisaharidi; (preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

Urodjeni imuni sistem esto prepoznaje produkte mikroorgani<strong>za</strong>ma koji su neophodni <strong>za</strong><br />

njihovo preživljavanje. Ova adaptivna karakteristika organizma domaina je veoma važna jer<br />

osigurava urodjenom imunom sistemu „pronalaženje“ cilja, s obzirom da mikrobi ne mogu<br />

odbaciti ovo svoje svojstvo jer bi ih to uništilo (npr. viralna RNK dvostrukog lanca je esencijalna <strong>za</strong><br />

replikaciju nekih virusa i oni ne mogu izbei da je ekspresuju kako bi je „sakrili“ od receptora <strong>za</strong><br />

njeno prepoznavanje u sklopu urodjenog imunog sistema; LPS su neophodna komponenete zida<br />

bakterijskih elija i esencijalna <strong>za</strong> preživljavanje, te nikako ne mogu biti odbaeni). Receptori na<br />

elijama urodjenog imunog sistema su kodirani funkcionalnim genima nasledjene DNK (još<br />

u stadijumu klice, <strong>za</strong>metka). Receptori na elijama adaptivnog imunog sistema se generišu<br />

rekombnacijom i rearanžiranjem somatskih gena, što daje mnogo veu mogunost kombinacija,<br />

raznovrsnosti i specifinosti. Procenjeno je da urodjeni imuni sistem može da prepozna oko 1000<br />

molekularnih obra<strong>za</strong>ca mikroba, dok je adaptivni imuni sistem sposoban da prepozna 10000<br />

puta više (10 7) ili ak i više razliitih antigena. Takodje, adaptivni imunitet razlikuje antigene<br />

razliitih mikroorgani<strong>za</strong>ma u okviru iste klase ili ak i jednog mikroba, dok urodjeni umunitet<br />

razlikuje jedino klase mikroorgani<strong>za</strong>ma. Stepen i intenzitet odgovora kojima urodjeni imuni<br />

sistem reaguje na susrete sa mikroorganizmom su uvek isti (nema imunološke memorije), dok<br />

adativni imuni sistem ima sposobnost pameenja i prilagodjavanja upravo zbog fenomena<br />

imunološke memorije. Urodjeni imuni sistem ne reaguje na sopstveno zbog specifinosti<br />

urodjene imunosti da razlikuju molekularne obrazce elija mikroorgani<strong>za</strong>ma, ali ne i sisara, a i<br />

146


zbog toga što elije sisara ekspresuju regulatorne molekule koje spreavaju delovanje<br />

mehani<strong>za</strong>ma urodjene imunosti.<br />

5.2.2. Komponenete urodjenog imunog sistema<br />

Osnovne komponente urodjenog imunog odgovora kod kimenjaka su: (1) mehanike tj. fizike<br />

ili anatomske barijere koje onemoguavaju prodor mikroorgani<strong>za</strong>ma ili ih uklanjaju sa površine<br />

tela; (2) elije u cirkulaciji i u tkivima koje imaju sposobnost fagocitoze ili uestvuju u fagocitozi<br />

i/ili produkciji hemijskih medijatora koji participiraju u imunom odgovoru; (3) hemijski<br />

medijatori (sekretorne molekule) koje deluju direktno protiv štetnih agenasa i/ili aktiviraju<br />

druge mehanizme (Tabela 5.8.).<br />

Tabela 5.8. Komponenete urodjenog imuniteta<br />

KOMPONENTA GLAVNA FUNKCIJA<br />

Barijere<br />

Epitelijalni sloj Onemoguavanje ula<strong>za</strong>ka mikroorgani<strong>za</strong>ma<br />

Defenzini Uništavanje mikroorgani<strong>za</strong>ma<br />

Intraepitelijalni limfociti Uništavanje mikroorgani<strong>za</strong>ma<br />

Cirkulišue efektorne el.<br />

Neutrofili Rana fagocito<strong>za</strong> i inflamatorni procesi; Uništavanje mikroorgani<strong>za</strong>ma<br />

Makrofagi Najmonija fagocito<strong>za</strong> i uništavanje mikroorgani<strong>za</strong>ma; Sekrecija citokina koji stimulišu inflamaciju<br />

NK elije Liziranje tumorskih elija i elija inficiranih virusima; Aktiviranje makrofage<br />

Cirkulišui efektorni prot.<br />

Komplement Uništavanje mikroorgani<strong>za</strong>ma; Opsoni<strong>za</strong>cija mikroorgani<strong>za</strong>ma; Aktivacija leukocita<br />

Lektin koji vezuje manozu (kolektin) Opsoni<strong>za</strong>cija mikroorgani<strong>za</strong>ma; Aktivacija komplementa (lektinski put)<br />

C-reaktivni prot. (pentraksin) Opsoni<strong>za</strong>cija mikroorgani<strong>za</strong>ma; Aktivacija komplementa (lektinski put)<br />

Faktori koagulacije Oblažu inficirano tkivo<br />

Citokini<br />

TNF, IL-1, hemokini Inflamacija<br />

IFN-, IFN- Rezistencija na viralne infekcije<br />

IFN- Aktivacija makrofaga<br />

IL-12, IL-18, IL-23 Stimulacija produkcije IFN- od strane NK elija i T elija<br />

IL-5 Proliferacija NK elija<br />

IL-10, TGF- Kontrola inflamacije<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

Glavne efektorne elije urodjenog imuniteta su neutrofili, mononuklearni fagociti i NK elije. One<br />

napadaju mikroorganizme koji su prošli epitelijalnu barijeru i ušli u tkiva i/ili cirkulaciju. Svaki<br />

od ovih elijskih tipova ima posebnu ulogu u odgovoru na mikroorganizme. Makrofage i NK elije<br />

sekretuju citokine koji aktiviraju fagocite i stimulišu elijsku reakciju urodjenog imuniteta koja<br />

se zove inflamatorni odgovor. Inflamacija se sastoji od regrutovanja leukocita i izlaska nekoliko<br />

147


cirkulišuih proteina plazme na mesto infekcije, te stimulaciju/aktiviranje ovih leukocita i<br />

proteina da eliminišu infektivni agens. Ukoliko ovaj sistem ne uništi infektivni agens, inflamacija<br />

mobiliše imuni sistem i na neki nain «izoluje» mikroorganizme do momenta dok ne budu<br />

uništeni mehanizmima adaptivnog imunog odgovora. Ukoliko mikroorganizmi prodru u<br />

cirkulaciju oni bivaju „uhvaeni“ razliitim proteinima plazme (proteini sistema komplementa;<br />

lektin koji vezuje manozu i drugi proteini koji prepoznaju molekularne obrazce mikroorgani<strong>za</strong>ma).<br />

Inflamatorni odgovor predstavlja kompleksnu sekvencu dogadjaja koja ukljuuje<br />

sinhronizovano, multidirekciono delovanje efektornih elija i proteina urodjenog imunog sistema i<br />

njihovih produkata. Bakterije, ili ošteeno tkivo i<strong>za</strong>zivaju oslobadjanje ili aktivaciju hemijskih<br />

medijatora (histamin, prostaglandini, leukotrieni, kinini itd.), što prouzrokuje seriju paralelnih<br />

efekata: 1) vazodilataciju koja poveava protok krvi i doprinosi kretanju fagocita i drugih leukocita<br />

do inficiranog regiona; 2) hemotaksino privlaenje fagocita koji napuštaju krv i ulaze u tkiva; 3)<br />

poveanje vaskularne propustljivosti koja dopušta da fibrinogen i komplement iz krvi izlaze u<br />

tkivo. Fibrinogen se konvertuje u fibrin, što spreava širenje infekcije formiranjem izolacionog zida<br />

oko inficiranog mesta. Proteini sistema komplementa dodatno pojaavaju inflamatorni odgovor i<br />

privlae novu koliinu fagocita. Proces oslobadjanja hemijskih medijatora i privlaenja fagocita<br />

traje dok se ne unište bakterije. Fagociti (uglavnom makrofagi) uklanjaju mikroorganizme i mrtvo<br />

tkivo, a ošteeno tkivo se obnavlja proliferacijom i remodelovanjem pod uticajem brojnih himo<strong>za</strong> i<br />

tripta<strong>za</strong>. Inflamacija može da bude lokalna ili sistemska. Simptomi lokalne inflamacije su<br />

ogranieni na specifian prostor u organizmu i ukljuuju crvenilo, oticanje, toplota, bol, gubitak<br />

funkcije tkiva u kome se inflamacija dogadja. Crvenilo, toplota, oticanje nastaju kao rezultat<br />

poveanog protoka krvi i poveanja vaskularne permeabilnosti. Bol je posledica otoka i delovanja<br />

hemijskih medijatora na senzorne receptore ili receptore <strong>za</strong> bol. Gubitak funkcije tkiva se javlja<br />

kao posledica tkivne destrukcije, otoka i bola. Sistemska inflamacija je inflamatorni odgovor koji<br />

<strong>za</strong>hteva vei broj podruja u organizmu. U sistemskoj inflamaciji, pored lokalnih simptoma na<br />

mestima inflamacije postoje i tri dodatne pojave: (1) crvena koštana srž produkuje i oslobadja<br />

velike koliine neutrofila koji stimulišu i pojaavaju fagocitozni odgovor; (2) pirogeni (hemijske<br />

materije sekretovane od strane mikroba, makrofaga, neutrofila i dr. ) stimulišu produkciju toplote<br />

utiui na mehanizme <strong>za</strong> regulaciju temperature u hipotalamusu tako da se konzerviše toplota i<br />

poveava temperatura tela (poveana temperatura i groznica promovišu aktivnost imunog sistema<br />

preko stimulacije fagocitoze, a inhibicije rasta nekih mikroorgani<strong>za</strong>ma); (3) u nekim sluajevima<br />

sistemske inflamacije vaskularna popustljivost je toliko pojaana da se velike koliine tenosti<br />

148


gube iz cirkulacije u tkiva, ime se smanjuje volumen krvi, što može prouzrokovati šok, a nekada i<br />

smrt.<br />

5.2.2.1. Epitelijalne barijere<br />

Intaktna epitelijalna površina formira fiziku barijeru izmedju mikroorgani<strong>za</strong>ma u spoljašnjem<br />

okruženju i organizma domaina. Uobiajena mesta na kojima mikroorganizmi ulaze u organi<strong>za</strong>m<br />

životinja jesu koža, gastrointestinalni trakt i plua, kroz koje mogu da udju putem fizikog<br />

kontakta, udisanja i ingestijom. Ove dodirne površine su <strong>za</strong>štieni epitelom koji pruža fiziku i<br />

hemijsku barijeru protiv infekcije. Koža i mukozne membrane uklanjaju mirkroorganizme i<br />

druge agense sa površine tela na nekoliko naina:<br />

ispiranjem oiju suznom tenošu, usne duplje<br />

pljuvakom, urinarnog trakta urinom. Pored toga,<br />

elije mukozne membrane poetnih delova<br />

respiratornog trakta su bogate cilijama koje svojim<br />

pokretima guraju strane agense u mukus i<br />

usmeravaju ga ka ždrelu, odakle e biti progutan.<br />

Kašljanje i kijanje takodje uklanja mirkoorganizme i<br />

druge agense iz respiratornog sistema. Pored toga,<br />

epitelijalne elije lue aktivne peptide koji ubijaju<br />

mikroorganizme, a telesne šupljine sadrže tenost<br />

(suzna tenost, HCl, vaginalni sekret i sl.) koja u<br />

svom sastavu ima razliite bakteriostatike i<br />

baktericidne materije.<br />

Slika 5.16. Funkcija epitela u urodjenom imunitetu<br />

Predstavlja fiziku barijeru <strong>za</strong> prolaz mikroba, produkuje antimikrobne supstance i sadrži intraepitelijalne limfocite koji ubijaju mikrobe i <strong>za</strong>ražene elije.<br />

Epitel produkuje peptide koji imaju prirodnu antibiotsku fukciju. Najpoznatiji su defensini,<br />

(cisteinima bogati peptidi od 29 do 34 aminokiseline) prisutni u koži mnogih vrsta ukljuujui i<br />

sisare. Ima ih takodje u granulama neutrofila. Defensini su antibiotici širokog spektra delovanja<br />

koji imaju sposobnost uništavanje raznovrsnog i velikog broja bakterija i gljiva. Epitel intestinuma<br />

sekretuje kriptocidine, potentne antimikrobijalne peptide, koji imaju sposobnost lokalne<br />

sterili<strong>za</strong>cije lumena intestinuma, posebno prostora izmedju intestinalnih kripti. Keratinociti<br />

produkuju nekoliko citokina (IL-1), te doprinose nespecifinim efektornim reakcijama,<br />

inflamatornom odgovoru, ali mogu biti i pomagaki hemijski medijatori ukljueni u efektorne<br />

mehanizme adaptivnog imunog odgovora.<br />

149


Epitelijalna barijera i serozne šupljine sadrže intraepitelijalne T limfocite i B-1 podgrupu B<br />

elija i ove elije mogu da prepoznaju i odgovore na mikroorganizme koji uestalo ulaze.<br />

Intraepitelijalni T limfociti su prisutni u epidermisu kože i mukoznom epitelu. Ove elije, kao i<br />

sve druge T elije imaju receptore <strong>za</strong> prepoznavanje antigena, te stoga pripadaju elijskoj<br />

populaciji adaptivnog imunog sistema. Sa druge strane, intraepitelijalne T limfociti ekspresuju<br />

limitirano raznolike receptore kodirane funkcionalnim genima nasledjene DNK bez velike varijacije<br />

u komplementarno-determinišuim regionima. Stoga, neuobiajena priroda receptora i antigena<br />

koje prepoznaju odvaja intraepitelijalne T limfocite u posebnu kategoriju T elija koje više lie<br />

efektornim elijama urodjenog nego adaptivnog imuniteta. One uestvuju u odbrani organizma<br />

sekrecijom citokina, aktivacijom fagocita i uništavanjem inficirane elije. Peritonealna šupljina<br />

sadrži populaciju B limfocita koja se zove B-1 elije. Antigeni receptori ovih elija jesu<br />

imunoglobulinske molekule, kao i kod drugih B limfocita, ali B-1 elije imaju limitiranu<br />

raznovrsnost u prepoznavanju antigena, kao i antigeni receptori intraepitelijalnih T limfocita.<br />

Neke B-1 elije produkuju IgM antitelo pecifino <strong>za</strong> polisaharide i lipidne antigene, kao što su<br />

fosforilholin i LPS karakteristini <strong>za</strong> mnoge bakterije. Interesantno je da normalne individue<br />

sadrže cirkulišua antitela protiv ovakvih molekularnih obra<strong>za</strong>ca bakterija (najvei broj se nalazi<br />

u intestinumu) bez ikakve druge naznake o infekciji. Stoga se ova antitela nazivaju prirodna<br />

antitela, a smatra se da su u najveoj meri produkti aktivnosti B-1 elija. Trea populacija elija<br />

prisutnih subepitelijalno i u seroznim šupljinama su mastociti koji raguju na mikroorganizme i<br />

njihove produkte sekrecijom razliitih<br />

hemijskih medijatora koji stimulišu<br />

infalmaciju. Mastociti su granulisane<br />

elije pronaene u delovima bogatim<br />

vezivnim tkivom, a naroito su brojni u<br />

subepitelijalnom prostoru. Na membrani<br />

mastociti imaju receptore <strong>za</strong> IgE i C5a i<br />

C3a proteine sistema komplementa.<br />

Receptori <strong>za</strong> IgE na elijskoj membrani<br />

omoguavaju proces degranulacije ako se<br />

kompleks antigen-IgE veže <strong>za</strong> njihovu<br />

površinu.<br />

Slika 5.17. Mastocit kao<br />

integrator urodjenog i<br />

steenog imunog odgovora,<br />

a i kao amplifikatori imunosti<br />

150


Citoplazma je bogata biološki aktivnim materija koje omoguavaju mastocitima široki spektar<br />

efektornih funkcija, ne samo u mehanizmima imunog odgovora nego i brojnim drugim procesima.<br />

Granule sadže citokine, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, IL-16, leukotriene, prostaglandine i dr., što<br />

omoguava aktivaciju elija koje uestvuju u steenom imunom odgovoru. Istovremeno, ukljueni<br />

su u inflamatorni odgovor koji je iniciran od strane imunoglobulina IgE i IgG, kao i hemokina,<br />

histamina i dr. Osim efektornih funkcija u steenom imunitetu, mastociti oslobaaju TNF- kao<br />

odgovor na bakterijske produkte (mehani<strong>za</strong>m ne<strong>za</strong>vistan od antitela) i stoga uestvuju u<br />

prirodnom imunom odgovoru. Njihove granule sadrže heparin i predpostavlja se da heparin ima<br />

ulogu u obrazovanju granula. Pored toga, granule sadrže brojne proteaze, himoze i triptaze,<br />

enzime koji su ukljueni u proliferaciju i remodeliranje vezivnog tkiva, kao i dopamin i serotonin.<br />

Sve napred navedeno omoguava mastocitima da funkcionišu kao integratori urodjenog i steenog<br />

imunog odgovora, a i kao amplifikatori imunosti (Slika 5.17.).<br />

Veoma važna osobina koju poseduju sve elije koje uestvuju u urodjenom imunom odgovoru je<br />

sposobnost amboidnog kretanja koja im omoguuje da dospevaju do mesta infekcije. Pored toga,<br />

ispoljavaju sposobnost hemotaksije, odnosno detektuju male razlike u koncentraciji<br />

hemotaksinih faktora. Hemotaksini faktori su sekretorni produkti mikroba koji samostalno ili<br />

u interakciji sa hemijskim materijama produkovanim od strane okolnih elija menjaju<br />

koncentracijsku homeostazu inficiranog tkiva i privlae leukocite koji ameboidnim kretanjem<br />

dospevaju do mesta inflamacije. Hemotaksini faktori, pored navedenih, mogu biti i proteini<br />

sistema komplementa, leukotrijeni, kinini, histamin i dr.<br />

5.2.2.2. Fagociti: Neutrofili i makrofagi<br />

Fagocite su elije ija je primarna funkcija da identifikuju, fagocituju i unište mikroorganizme.<br />

Sve fagocitne elije na svojoj membrani imaju receptore karakteristine <strong>za</strong> elije koje uestvuju u<br />

urodjenim-nespecifinim mehanizmima imunog odgovora. Naješi su receptori <strong>za</strong> sekvencu<br />

ugljenih-hidrata koja je prisutna u zidu bakterijskih elija (manozni receptor; receptor <strong>za</strong><br />

lipopolisaharide-LPS; N-formil-metionil receptor; tzv. »scavenger« receptor i dr.); receptori <strong>za</strong> Fc<br />

fragment; IgG komplement (C3b, C5a); interferon; TNF i odredjene bakterijske komponenete. Ovi<br />

receptori omoguavaju interakciju fagocita sa nekim humoralnim faktorima kao što su TNF, neki<br />

proteini komplementa (C3b, C5a), IL-2 i dr., ime se poveava fagocitna sposobnost i funkcija. U<br />

fagocitne elije se ubrajaju elije koje imaju izraženu monu fagocitnu sposobnost, a to su<br />

polimorfonuklearni leukociti - neutrofili i mononuklearni leukociti – monociti i makrofagi.<br />

151


Neutrofilni polimorfonuklearni leukociti – Neutrofili.<br />

Neutrofili ine oko 90% granulocita u perifernoj cirkulaciji oveka. Njihov dijametar je od 12m-<br />

15m (u cirkulaciji). Obeležava ih prisutnost višerežnjevitog jedra (4-6 segmenata) iji su lobulusi<br />

spojeni hromatinom (Slika 5.18.), kao i dve vrste neutrofilnih granula: primarne ili azurofilne<br />

granule (lizozomi veliine 0.5 m) i sekundarne ili specifine granule. Neutrofili sadrže u svojoj<br />

citoplazmi i glikogen koji se razgradjuje glikolizom i hekso<strong>za</strong>-monofosfatnim putem oksidacije<br />

glukoze da bi se dobila energija. S obzirom na mali broj mitohondrija u ovim elijama, ciklus<br />

limunske kiseline je manje važan i slabije <strong>za</strong>stupljen. Sposobnost neutrofila da prežive u<br />

anaerobnoj sredine je velika adaptivna prednost jer im omoguava da unište bakterije i pomognu<br />

pri uklanjanju ostataka raspadnutih elija u slabije oksigenisanim podrujim, kao što je<br />

inflamatorno ili nekrotino tkivo. Proseni životni vek neutrofila u cirkulaciji je 6 sati, a u<br />

vezivnom tkivu 1-4 dana gde potom odumiru procesom apoptoze (programirane elijske smrti).<br />

Da bi se održao normalan nivo neutrofila u krvi neophodno je da se produkuje 100 biliona<br />

neutrofila na dan. Osnovna funkcija neutrofila je odbrambena. Ona se ostvaruje fagocitozom i<br />

sekrecijom specifinih biološki aktivnih materija, pa se uz monocite i makrofage, nazivaju i tzv.<br />

»profesionalnim fagocitima«. Cirkulišui neutrofili su inaktivni i loptastog oblika, ali nakon što<br />

se privrste <strong>za</strong> vrst supstrat, kao što je kolagen ekstracelularnog matriksa, ispoljavaju<br />

sposobnost ameboidnog kretanja. Mnogi od njih napuštaju cirkulaciju procesom dijapedeze i<br />

ulaze u tkiva, a odatle se preko gatrointestinalnog trakta (GIST) ekskretuju iz organizma. Ukoliko<br />

se cirkulišui neutrofili ne regrutuju na mesto infekcije oni ulaze u programiranu elijsku smrt i<br />

obino su fagocitirani od strane rezidualnih makrofaga u jetri.<br />

Neutrofil Monocit<br />

Slika 5.18. Fagocitne elije urodjenog imunog sistema<br />

152


Mononuklearni leukociti – Monociti - makrofagi<br />

Monociti nastaju u koštanoj srži iz opredeljene progenitorske elije monoblasta, opredeljene<br />

matine elije mijeloidne loze, koja se po svom morfološkom izgledu bitno ne razlikuje od<br />

mijeloblasta. Diferencijacijom monoblasta nastaje promonocit, velika elija (dijametra 18 m) sa<br />

bazofilnom citoplazmom i velikim, blago ugnutim jedrom. Hromatin je rastresit, a jedarca vidljiva.<br />

Promonociti prolazi dve elijske deobe tokom svog razvoja u monocite. Monociti u cirkulaciji imaju<br />

dijametar od 12m-20m, a nukleusi su im ovalni, u obliku potkovice ili bubrežasti, i obino<br />

smešteni ekscentrino. Hromatin je manje kondenzovan nego hromatin u limfocitima, te se zbog<br />

tog rastresitog hromatina jedra monocita boje svetlije od jedara velikih limfocita. Citoplazma<br />

monocita je bazofilna i sadrži sitne azurofilne granule (lizozome) od kojih su neke jedva vidljive<br />

svetlosnim mikroskopom. Te granule su rasporedjene po itavoj citpolazmi i daju joj na obojenim<br />

razmazima plaviasto-sivu boju. Pod elektronskim mikroskopom se uoava da jedro ima jedno ili<br />

dva jedarceta, a u citoplazmi se vidi dobro razvijen granulirani endoplazmatski retikulum,<br />

poliribozomi i mnogo malih mitohodrija. Pored toga, uoava se i dobro razvijen Goldži-jev<br />

kompleks u kome se kondenzuje sadržaj citoplazmatskih granula. Te granule su primarni<br />

lizozomi koji se u monocitima opisuju kao sitne azurofilne granule. Sve nabrojane morfološke<br />

karakteristike ukazuju na veliku sekretornu potenciju ovih elija. Od svih uoblienih elemenata<br />

krvi, monociti prvi ulaze u cirkulaciju i tu se <strong>za</strong>državaju oko 72 sata. Nakon toga oni odlaze u<br />

veliki broj tkiva u organizmu, gde postaju tkivni makrofagi i ine moni fagocitni sistem tkivnih<br />

makrofaga (sistem mononuklearnih makrofaga). Specifini tkivni makrofagi su Langerhans-ove<br />

dendritske elije kože, Kupferove elije jetre, plune alveolarne makrofage, elije mikroglije u<br />

mozgu, M elije u submukozi GIST-a i dr. Sistem makrofaga i njihovih cirkulišuih prekursora,<br />

monocita, se ranije oznaavao kao retikuloendotelni sistem, dok se danas naziva sistem tkivnih<br />

makrofaga. Njihov životni vek u tkivima je nepoznat, ali transplantacija koštane srži ukazuje da<br />

mogu živeti oko 3 meseca. Dosadašnja saznanja ukazuju na to da se ne vraaju u cirkulaciju.<br />

Makrofage aktiviraju limfokini osloboeni od strane T limfocita. Aktivirani makrofagi migriraju,<br />

kao odgovor na hemotaksne stimuluse, proždiru i ubijaju bakterije u principu slinim procesima i<br />

mehanizmima kojim to ine neutrofili. Makrofagi imaju sposobnost da sekretuju preko 100<br />

razliitih biološki aktivnih molekula, ukljuujui faktore koji utiu na limfocite i druge elije,<br />

prostaglandine E serije, faktore koji podstiu zgrušavanje i dr. Zahvaljujui svojoj specifinoj<br />

funkcionalnoj organi<strong>za</strong>ciji i širokoj paleti aktivnih materija koje sekretuju, makrofagi su moni<br />

fagociti. Pored toga, imaju sposobnost da štetne agense koji su “nepoznati” i ne prepoznaju se od<br />

strane komponenti specifinog imunog sistema, obrade (procesuju) i iskažu (prezentuju) na svojoj<br />

površini u formi prepoznatljivoj <strong>za</strong> druge elije imunog sistema, te se zbog toga nazivaju antigen<br />

153


prezentujue elije (APC). Dakle, makrofagi i njihovi cirkulišui prekursori monociti imaju<br />

kljunu ulogu u imunom odgovoru organizma i predstavljaju sponu izmedju urodjenog (prirodnog,<br />

ne specifinog) i adaptivnog (steenog, specifinog) imuniteta. Efektorne funkcije makrofaga u<br />

prirodnom imunom odgovoru su fagocito<strong>za</strong>, kao i produkcija hemijskih medijatore koji aktiviraju<br />

druge elije imunog sistema ili na neki drugi nain uestvuju u eliminaciji štetnog agensa.<br />

Efektorne funkcije u adaptivnom imunom odgovoru su fagocito<strong>za</strong> mikroba i prezentacija<br />

mikrobnih antigena limfocitima koji se nikada pre nisu sreli sa tim antigenom.<br />

Migracija neutrofila na mesto infekcije, kao i pokretanje elija u fagocitozi, ukljuuju mikrotubule<br />

i mikrofilamente i interakciju aktina sa miozinom–I na unutrašnjoj strani elijske membrane.<br />

Proces dijapedeze se ostvaruje tako što se neutrofili privueni selektinima sa površine<br />

endotelijalnih elija vrsto vezuju <strong>za</strong> neutrofil-adhezioni molekul (pripada familiji integrinskih<br />

receptora) i provlae se kroz zid kapilara izmeu endotelnih elija. Ova sposobnost im omoguava<br />

da brže stignu do mesta gde se, kao rezultat invazije bakterija, razvija inflamatorna reakcija. Put<br />

neutrofila od izlaska iz cirkulacije do inficiranog mesta obezbedjuje hemotaksija, odnosno<br />

prisustvo bakterijskih produkata na inficiranom mestu. I ne samo to, nego postoji interakcija<br />

izmedju bakterijskih produkata, faktora iz plazme, kao i onih sekretovanih iz okolnih elija. Ti<br />

hemotaksini agensi su brojni i ukljuuju hemokine, neke komponente sistema komplementa<br />

(C5), leukotrijene, polipeptide poreklom iz limoficta, mastocita, bazofila, ali i mnoge druge. Sve te<br />

molekule u razliitim kombinacijama omoguuju uslove <strong>za</strong> privlaenje leukocita, ali i što<br />

efikasniju fagocitozu bakterije. Jedan od naina je opsoni<strong>za</strong>cija (okruživanje, pojaano vezivanje)<br />

imunoglobulinima (Ig), a naroito IgG, kao i proteinima sistema komplementa (C3b). IgG se kao<br />

opsonin vezuje <strong>za</strong> bakterijsku eliju svojim Fab regionom (engl. antigen binding fragment – Fab),<br />

dok je Fc fragment slobodan i “primamljiv” <strong>za</strong> fagocite koji e se preko svog receptora <strong>za</strong> Fc (gore<br />

pomenuti Fcg) ve<strong>za</strong>ti <strong>za</strong> tako okruženu bakterijsku eliju i fagocitirati je. Dobar opsonin je i C3b<br />

protein sistema komplementa koji se nespecifino vezuje <strong>za</strong> strane organizme, a koga takodje<br />

“prepoznaju” fagocite preko svog receptora. Na taj nain, antitela (IgG) i C3b “markiraju”<br />

mikroorgani<strong>za</strong>m <strong>za</strong> fagocitozu i destrukciju. Aktivacija receptora na elijskoj membrani neutrofila,<br />

preko G-proteinom posredovanog odgovora, injicira poveanje motorne aktivnosti elije,<br />

egzocitozu aktivnih materija i naglo poveanje preuzimanja kiseonika i produkcije<br />

reaktivnih kiseoninih radikala tzv. “respiratornu eksploziju” (engl. respiratory burst).<br />

Poveanje motorne aktivnosti e dovesti do brze ingestiji bakterija endocitozom, odnosno<br />

fagocitozom. Zbog širokog spektra aktivnih materija koje produkuju fagociti ispoljavaju efektorne<br />

funkcije i u prirodnom, ali i u adaptivnom imunom odgovoru. Kao što je napomenuto, u<br />

154


urodjenim odbrambenim mehanizmima uestvuju kao moni fagociti, ali i kao izvor brojnih<br />

aktivnih materija koje ili aktiviraju druge elije imunog sistema, ili imaju funkcije u dijapedezi,<br />

hemotaksiji ili nekim drugim mehanizmima kojim se olakšava eliminacija štetnog agensa. Pored<br />

toga, sekrecija biološki aktivnih materija i njihove funkcije imaju znaaja u efektornim reakcijama<br />

adaptivnih odbrambenih mehani<strong>za</strong>ma.<br />

Funkcionalni odgovor fagocita u odbrani organizma se sastoji od pojedinanih koraka/fa<strong>za</strong>:<br />

aktivnog regrutovanja elija do mesta infekcije; prepoznavanja mikroorganizma; fagocitoze i<br />

destrukcije usvojenog digeriranog miroorganizma. Pored toga, makrofagi produkuju citokine koji<br />

imaju veliki broj važnih uloga u urodjenom i adaptivnom imunom odgovoru.<br />

Regrutovanje leukocita do mesta infekcije<br />

Neutrofili i monociti se regrutuju (obnavljaju) iz krvi do mesta infekcije vezivanjem <strong>za</strong> adhezione<br />

molekule na endotelijalnim elijama i hemoatraktantima produkovanim kao odgovor na infekciju. Ovi<br />

leukociti normalno cirkulišu krvotokom i ne migriraju u tkiva. Njihovo regrutovanje do mesta<br />

infekcije je multifazni proces koji ukljuuje »lepljenje« <strong>za</strong> endotelne elije i migraciju kroz endotel<br />

(Slika 15.19.). Rezidentni tkivni makrofagi koji prepoznaju mikrobe sekretuju TNF, IL-1 i<br />

hemokine. TNF deluje na endotelijalne elije postkapilarnih venula i indukuje ekspresiju nekoliko<br />

adhezivnih molekula. Tokom 1-2 h endotelijalne elije poinju da ekspresuju E-selektin, dok<br />

leukociti ekspresuju na vrhu svojih mikroizraštaja/mikrovilusa (engl. microvilli) ugljenohidratne<br />

ligande <strong>za</strong> selektine koji se vezuju sa selektinima na endotelnim elijama. Ovo vezivanje je slabo i<br />

veoma esto je poremeeno silom protoka krvi, te se leukociti lako odvoje od endotelijalnih elija,<br />

a potom vežu <strong>za</strong> druge i tako se kotrljaju/rolaju po površini endotela. TNF i IL-1 takodje indukuju<br />

ekspresiju liganada <strong>za</strong> integrine i to uglavnom vaskularnih elija adhezioni molekul-1 (engl.<br />

Vascular Cell Adhesion Molecule-1 – VCAM-1; koji je ligand <strong>za</strong> VLA-4 integrin) i intracelularni<br />

adhezioni molekul-1(engl. Intracelular Adhesion Molecule-1 – ICAM-1; koji je ligand <strong>za</strong> LFA-1 i<br />

Mac-1 integrine). Leukociti ekspresuju ove integrine u stanju malog afiniteta. Istovremeno,<br />

hemokini koji se produkuju na mestu infekcije ulaze u cirkulaciju, vezuju se <strong>za</strong> heparin-<br />

glikosaminoglikane endotelijalnih elija i izlažu se u velikim koncentracijama. Ovi hemokini<br />

deluju na »kotrljajue« leukocite (engl. rolling leucocytes) i aktiviraju ih. Kao posledica aktivacije<br />

dolazi do konverzije VLA-4 i LFA-1 integrina iz stanja slabog afiniteta u stanje visokog afiniteta.<br />

Kombinacija idukovne ekspresije integrinskih liganada i aktivacije integrina na leukocitima<br />

rezultuje u stabilnom integrinima posredovanom vezivanju leukocita <strong>za</strong> endotel na mestu<br />

infekcije. Leukociti prestaju da se kotrljaju, njihov citoskelet se reorganizuje i oni se rasporedjuju<br />

155


po površini endotela. Tada hemokini deluju na adherirane leukocite i stimulišu ih da migriraju<br />

kroz interendotelijalni prostor (prostor izmedju elija endotela) prema »hemotaksinom«<br />

koncentracijskom gradijentu prema mestu infekcije. Neto rezultat svega je da se prvo<br />

neutrofili, a potom i monociti rapidno nakupljaju u inficiranom tkivu. Ova rekacija je<br />

centralna komponeneta procesa inflamacije i tipina je <strong>za</strong> mikrobijalne infekcije, ali i nekim<br />

neinfektivni stimulusi mogu da je iniciraju. Neutrofili i monociti dospeli u tkivo (sada se zovu<br />

makrofagi) prepoznaju mikroorganizme i funkcionišu u smislu iskorenjivanja infekcije.<br />

Prepoznavanje mikroorgani<strong>za</strong>ma od strane makrofaga<br />

Slika 5.19. Regrutovanje<br />

leukocita.<br />

Na mestu infekcjie, makrofag<br />

koji je fagocitirao mikroorgani<strong>za</strong>m,<br />

produkuje citokine (TNF i<br />

IL-1) koji aktiviraju endotelijalne<br />

elije u okolini venule da<br />

produkuju selektine (ligande <strong>za</strong><br />

integrine) i hemokine. Selektini<br />

posreduju slabo »sapinjanje« i<br />

rolanje/ valjanje leukocita u krvi<br />

po endotelu; integrini posreduju<br />

vrstu adheziju neutrofila;<br />

hemokini poveavaju afinitet<br />

neutrofila <strong>za</strong> integrine istimulišu<br />

migraciju elija kroz endotel do<br />

mesta infekcije. Cirkulišui<br />

neutrofili, monociti i aktivirani T<br />

limfociti koriste skoro istovetne<br />

mehanizme migracije do mesta<br />

infekcije<br />

Neutrofili i makrofagi ekspresuju površinske receoptore koji preoznaju mikrobe u krvi i<br />

tkivu i stimulišu fagocitozu i uništavanje mikroba. Mehanizmi <strong>za</strong> uništavanje<br />

mikroograni<strong>za</strong>ma (mikrobicidni mehanizmi) su uglavnom odvijaju kompartmenski odvojeni u<br />

intraelijske formacije, lizozome i fagolizozome, kako bi elija <strong>za</strong>štitila sebe od ošteenja.<br />

»Uvlaenje« ili ingestija mikroba u ove strukture je neophodno da bi se mikrobi uništili, a ingestiji<br />

prethodi prepoznavanje mikroba preko razliitih površinskih receptora na makrofagama. Pored<br />

toga, neutrofili i makrofagi ekspresuju i neke receptore koji aktiviraju elije da produkuju citokine<br />

i mikrobicidne supstance i receptore koji stimulišu migraciju elija do mesta infekcija. Postoji<br />

nekoliko klasa receptora (manozni receptori i receptori hvatai; receptori <strong>za</strong> opsonine, »tool-<br />

156


like«-receptori; GPCR receptori) na fagocitima (fagocitnih receptora) koji vezuju mikrobe i<br />

posreduju njihovu internali<strong>za</strong>ciju (Slika 5.20).<br />

Manozni receptori i receptori tzv. hvatai (engl. scavenger receptors). Manozni<br />

receptori su makrofagni lektini koji vezuju terminalne manozne i fruktozne rezidue glikoproteina<br />

glikolipida. Ovi šeeri su tipini molekuli elijskog zida mikroba, dok glikoproteini membrana<br />

elija sisara sadrže kao rezidue salicilnu kiselinu i N-acetilgalakotsamine. Na ovaj nain manozni<br />

receptor makrofaga prepoznaje elije mikroba i razlikuje ih od sopstvenih elija. Receptori hvatai<br />

su originalno definisani kao receptori koji vezuju i posreduju endocitozu oksidovanih ili<br />

acetilovanih partikula lipoproteina male gustine (engl. Low Density Lipoproteins) koji ne mogu<br />

više da interaguju sa konvencionalnim LDL receptorom. Receptori hvatai vezuju razliite<br />

mikrobe, kao i modifikovane LDL partikule. Neki integrini makrofaga, kao što je Mac-1<br />

(CD11bCD18)<br />

takodje mogu<br />

da vezuju mikro<br />

organizme.<br />

Slika 5.20. Receptori<br />

i odgovor fagocita.<br />

Neutrofili i makrofagi<br />

koriste veliki broj razli-<br />

itih receptora da prepoznaju<br />

mikrobe, mikrobijalne<br />

produkte i<br />

supstance koje produkuju<br />

elije domaina u<br />

infekciji. Ovi receptori<br />

aktiviraju elijski odgovor<br />

koji funkcioniše u<br />

smislu stimulacije inflamacije<br />

i iskorenjivanja<br />

mikroba. Prikazne su<br />

samo neke od klasa<br />

receptora.<br />

Receptori <strong>za</strong> opsonine promovišu fagocitozu mikroba obloženih razliitim proteinima.<br />

Opsoni<strong>za</strong>cija predstavlja proces oblaganja mikroba u cilju fagocitoze, a supstance koje oblažu<br />

površinu elije mikroorganizma nazivaju se opsonini. Ove supstance mogu biti antitela, proteini<br />

sistema komplementa i lektini. Jedan od najefikasnijih sistema <strong>za</strong> opsoni<strong>za</strong>ciju je oblaganje sa<br />

IgG antitelom koji se zbog toga i naziva specifian opsonin i koji se prepoznaje od strane Fcg<br />

receptora visokog afininiteta (FcgRI). Komponenete sistema komplementa, posebno fragmenti C3<br />

157


proteina komplementa, su takodje potentni opsonini zbog toga što fagociti ekspresuju receptore<br />

koji se zovu tipi I komplement receptori (engl. Complement Receptors I - CRI) koji prepoznaju<br />

produkte razgradnje C3. Veliki broj proteina plazme, ukljuujui manoze-vezujui lektin,<br />

fibronektin, fibrinogen, kolagen i C-reaktivni protein može da oblaže i da bude prepoznat od<br />

strane receptora na fagocitima.<br />

Toll-Like Receptori (TCRs) su homologi proteinu koji se zove Toll kod Drosofila i koji<br />

funkcioniše kao aktivator fagocita u odgovoru na razliite tipove i komponenete mikroba.<br />

Identifikovano je deset tipova sisasrskih TCRs i smatra se da je svaki tip odgovoran i<br />

neophodan da bi se adekvatno odgovorilo na razliite klase infektivnih patogena. Razliiti<br />

TCR imaju esenci-<br />

jalnu ulogu u e-<br />

ljskom odgovoru na<br />

razliite funkcio-<br />

nalne grupe kara-<br />

kteristineiskljui- vo <strong>za</strong> bakterije<br />

(LPS; bakterijski<br />

proteoglikani; ne-<br />

metilisani CpG nu-<br />

kleotidi).<br />

Slika 5.21. Sisarski Toll<br />

proteinu slini receptori<br />

(TCRs).<br />

A - Tipini TLR sadrži<br />

konzervisane ekstracelularne i<br />

citoplazmatske domene. Razliiti<br />

TLRs sadrže razliit broj i<br />

razliitu organi<strong>za</strong>ciju ekstracelularnih<br />

leucinima-bogatih i<br />

cisteinima-bogatih motiva. TIR -<br />

Toll/IL-1 receptor. B - Razliiti<br />

TLRs su ukljueni u odgovore na<br />

razliite mikrobijalne produkte.<br />

Neki od njih <strong>za</strong>htevaju heterodimeri<strong>za</strong>ciju<br />

sa drugim TLRs<br />

(npr. TLR 2 sa TLR 6). C -<br />

Signalni put preko TLR rezultira u<br />

generisanju NF-kB transkripcionog<br />

faktora. U ovaj signalni put<br />

može biti ukljuen i adapterni<br />

protein MyD88. TLRs su takoe<br />

ukljueni u aktivaciju AP-1.<br />

158


TCR receptori funkcionišu <strong>za</strong>jedno sa receptor-asociranim kina<strong>za</strong>ma, što konano dovodi do<br />

stimulacije produkcije mikrobicidnih supstanci i citokina od strane fagocita (Slika 5.20.).TCRs<br />

takodje mogu biti asocirani i sa drugim molekulima koji participiraju u direktnom prepoznavanju<br />

mikrobija-lnih produkata. Odgvor elije do-maina na LPS ilustruje mnoge funkcionalne<br />

konsekvence prepoznavanja produkata mikroba preko TLRs i asociranih proteina (Slika 5.21.).<br />

Receptori sa sedam-transmembranskih -heliksa ili receptori ve<strong>za</strong>ni sa G-proteinima<br />

(engl. G Proteins Coupled Receptors – GPCRs) se ekspresuju na leukocitima i prepoznaju<br />

mikorobe i neke medijatore koji se produkuju kao odgovor na infekciju, a funkcionišu uglavnom<br />

kao stimulatori migracije leukocita na mesto infekcije. Ovi receptori se nalaze na neutrofilima,<br />

makrofagima, a i nekim drugim tipovima leukocita, i prepoznaju široki spektar razliitih liganada.<br />

Receptori ove klase prepoznaju kratak peptid koji sadrži N-formilmetionil ostatke. S obzirom da<br />

svi bakterijski proteini, a samo neki sisarski (oni sintetisani u mitohondrijama), poinju sa N-<br />

formilmetioninom, ovaj receptor omoguava neutrofilima da odgovaraju na bakerijske proteine.<br />

Neutrofili i neki prostiji oblici makrofaga ekspresuju GPCR receptore <strong>za</strong> neke CXC hemokine (a<br />

posebno IL-8, videti prethodno poglavlje); proteolitike produkte sistema komplementa (C5, videti<br />

kasnije); razliite lipidne medijatore inflamacije (faktore aktivacije trombocita, prostaglandin E,<br />

leukotrijene i dr.). Vezivanja liganda (npr. mikrobijalni produkti, hemokini i dr.) <strong>za</strong> GPCR indukuje<br />

migraciju elija iz krvi kroz endotel i produkciju mikrobicidalnih supstanci aktivacijom produkcije<br />

velike koliine reaktivnih kiseoninih radikala (tzv. respiratorni prasak; engl. respiratory burst).<br />

Receptor inicira intraelijski odgovor preko aktivacije trimernih G proteina (proteini koji vezuju<br />

GTP). U neaktiviranom stanju, receptori su asocirani sa G proteinima u stabilnom inaktivnom<br />

kompleksu koji ima i GDT ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> G subjedinicu. Okupiranje receptora od strane liganda<br />

rezultira <strong>za</strong>menom GDP <strong>za</strong> GTP. Forma G-protein-GTP aktivira veliki broj elijskih enzima,<br />

ukljuujui izoformu fosfatidilinozitol-specifine fofolipaze C (PLC) ija je funkcija da poveava<br />

koncentraciju intracelularnog kalcijuma i da aktivira protein kinazu C (PKC). GPCR takodje<br />

stimuluišu promene u citoskeletu što rezultira poveanjem motiliteta elija.<br />

Fagocti ekspresuju receptore <strong>za</strong> citokine koji se produkuju u reakciji na mikrobe. Jedan<br />

od najvažnijih citokina ovakvog tipa i tzv. glavni citokin koji aktivira makrofage je IFN-. Kao<br />

što je naglašeno u prethodnom poglavlju, njega sekretuju NK elije tokom urodjenog imunog<br />

odgovora i antigenima-aktiviranih T elija tokom adaptivnog imunog odgovora.<br />

Fagocito<strong>za</strong> mikroorgani<strong>za</strong>ma<br />

159


Neutrofili i makrofagi uvlae ve<strong>za</strong>ne mikroorganizme u specijalne kompartmente gde se mikrobi<br />

Uništavanje fagocitovanih mikroorgani<strong>za</strong>ma<br />

uništavaju (Slika 5.22). Fagocito<strong>za</strong> je<br />

proces »gutanja« veih partikula (> 0.5<br />

mm dijametra) <strong>za</strong>vistan od citoskeleta.<br />

Fagociti koriste razliite površinske<br />

receptore <strong>za</strong> vezivanje mikroba. Akti-<br />

vacija receptora na elijskoj membrani,<br />

injicira poveanje motorne ativnosti<br />

elije što dovosti do brze ingestiji<br />

bakterija endocitozom. Prvo se od pla-<br />

zmaleme elije <strong>za</strong> koji je ve<strong>za</strong>n mikrob<br />

formira ašolika tvorevina oko ve<strong>za</strong>nog<br />

mikroba, a kada ona potpuno obavije<br />

mikrob i »<strong>za</strong>robi ga« formira se intra-<br />

elijska vezikula koja se naziva<br />

fagozom i koja ima ovojnicu kao<br />

plazmalema, a sadži ingestirani mikrob.<br />

Površinski receptor fagocita preko svog<br />

signalinga aktivira mehanizme <strong>za</strong><br />

uništavanje fagocitiranog mikroba.<br />

Paralelno sa uništavanjem mikroba,<br />

njegovi peptidi generisani razlaganjem<br />

mikrobijalnih proteina se prezentuju T<br />

limfocitima kako bi inicirali adaptivni<br />

imuni odgovor.<br />

Slika 5.22. Fagocito<strong>za</strong> i intracelularna destrukcija<br />

mikroorganizma.<br />

Mikrobi mogu da se vežu <strong>za</strong> razliite membranske receptore<br />

fagocita. Neki direktno vezuju mikrobe a drugi vrše opsoni<strong>za</strong>ciju<br />

mikroba (npr. Mac-1 integrin sa proteinima komplementa vrši<br />

opsoni<strong>za</strong>ciju mikroba; nije prika<strong>za</strong>no). Mikrobi se internalizuju u<br />

fagozome, koji se fuziraju sa lizozomima i nastaju fagolizozomi u<br />

kojima se mikrobi ubijaju reaktivnim kiseonikom i nitrogen<br />

intermedijatima. iNOS, inducibilna azot oksid sinta<strong>za</strong>; NO, azot<br />

oksid; ROIs, reaktivni kiseonini intermedijati.<br />

160


Aktivirani neutrofili i makrofagi ubijaju fagocitovane mirkoorganizme produkujui mikobicidne<br />

molekule u fagolizozome (Slika 5.22.). Nekoliko receptora koji prepoznaju mikrobe ukljuujui<br />

TLRs, GPCRs, Fc i C3 receptore, receptore <strong>za</strong> citokine (uglavnom IFN-) funkcionišu kooperativno<br />

u aktivaciji fagocita u smislu uništavanja mikroba. Fuzija primarne fagocitne vakuole (fagozoma)<br />

sa lizozomima resultira formiranjem fagolizozoma gde su koncentrisani svi mehanizmi <strong>za</strong><br />

uništavanje mikroorgani<strong>za</strong>ma. Aktivirani neutrofili i makrofagi konvertuju molekularni kiseonik<br />

u reaktivne kiseonine radikale (engl. Reactive Oxygen Species - ROSs) odnosno reaktivne<br />

kiseonine intermedijere (eng. Reactive Oxygen Intermediates – ROIs) koji su veoma reaktivne<br />

molekule sposobne da unište bilo koju eliju, pa i eliju mikroorganizma. Primarni sistem koji<br />

generiše slobodne radikale je sistem fagocitnih oksida<strong>za</strong> koji se nalazi na membrani fagolizozoma.<br />

Ovaj sistem enzima se indukuje i aktivira od strane velikog broja stimulusa ukljuujui IFN- kao<br />

i signale od TLRs, a funkcija mu je da redukuje molekularni kiseonik u reaktivne kiseonine<br />

radikale/intrmedijere kao što je super-oksid radikal (O2 -) koristei kao kofaktor redukovanu formu<br />

nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (NADPH). Super-oksid se u reakciji dismutacije prevodi u<br />

vodonik peroksid uz katalitiko delovanje enzima katalaze. Vodonik preoksid koristi enzim<br />

mijeloperoksida<strong>za</strong> da konvertuje normalno nereaktivan halidni jon u veoma reaktivnu hipohalitnu<br />

kiselinu koja je toksina <strong>za</strong> bakterije. Pored reaktivnih kiseoninih radikala, makrofage produkuju<br />

i reaktivne azotne radikale, i to uglavnom azot-oksid (NO) koji može reagovati sa kiseoninim<br />

radikalima (hidroksilnim anjonom) i davati jos reaktivnije produkte (peroksinitril). Azot-oksid se<br />

dobija enzimatskim delovanjem azot-oksid sinta<strong>za</strong> (engl. Nitric Oxide Synthase – NOS). Jedna<br />

forma ovog enzima se indukuje (iNOS) vezivanjem LPS <strong>za</strong> odgovrajue receptore. iNOS je enzim<br />

koji nije prisutan u makrofagima koji nisu aktivirani, ali može biti indukovan kao odgovor na LPS<br />

stimulaciju i druge produkte mikroba koji aktiviraju TLRs, posebno u kobinaciji sa IFN-.<br />

Tabela 5.09. Sadržaj granula u polimorfonuklearnim leukocitima (granulocitima) oveka<br />

Tip elija Specifine granule Azurofilne granule<br />

Neutrofili alkalna fosfata<strong>za</strong><br />

kolagena<strong>za</strong><br />

laktoferin<br />

lizozim<br />

nekoliko nenezimskih<br />

antibakterijskih baznih proteina<br />

kisela fosfata<strong>za</strong><br />

-manozida<strong>za</strong><br />

arilsulfata<strong>za</strong><br />

-galaktozida<strong>za</strong><br />

-glukuronida<strong>za</strong><br />

katepsin<br />

5’-nukleotida<strong>za</strong><br />

elasta<strong>za</strong><br />

kolagena<strong>za</strong><br />

mijeloperoksida<strong>za</strong><br />

lizozim<br />

antibakterijski katjonski proteini<br />

161


Sve fagocitne elije funkcionišu na slian nain i koriste, u kombinacijama, tri modela<br />

intracelularnog uništavanja patogena:<br />

(1) Lizozomalne antibakterijske supstance ukljuujui veliki broj hemijskih medijatora sa<br />

širokim spektrom funkcija (lizozim-razlaže mukopeptide u zidu bakterijske elije; proteolitiki i<br />

hidrolitiki enzimi-digeriraju mikrobe; laktoferin-odzima gvoždje; katepsin-imaju ga samo<br />

makrofage-ošteuje elijsku membranu i uestvuje u prezentaciji antigena; i dr.) koje<br />

omoguavaju efikasno uništavanje patogena (Tabela 5.09.).<br />

2) O2-<strong>za</strong>visni/mijeloperoksida<strong>za</strong>-<strong>za</strong>visni mehanizmi ukljuuju procese halogenacije<br />

bakterijskih proteina koji su katalisani mijeloperoksidazom, ali i ueše H2O2 i drugih reaktivnih<br />

kiseoninih radikala (Tabela 5.10.).<br />

3) O2-<strong>za</strong>visni/mijeloperoksida<strong>za</strong>-ne<strong>za</strong>visni mehanizmi ukljuuju reaktivne kiseonine radikale<br />

(O2 -, OH-, H2O2 i dr.), ali bez ueša mijeloperoksidaze. Antioksidativni enzimi fagocita (katala<strong>za</strong> i<br />

glutation-S-transfera<strong>za</strong>) uklanjaju reaktivne kiseoine radikale kako ne bi oštetili njihovu elijsku<br />

membranu (Tabela 5.10.).<br />

Tabela 5.10. Medijatori antimikrobijalne i citotoksine aktivnosti neutrofila i makrofaga<br />

O2 – ZAVISNO uništavanje O2 – NE ZAVISNO uništavanje<br />

Reaktivni kiseonini radikali (posrednici)<br />

O2 - (superoksidni anjon)<br />

OH - (hidroksil radikal)<br />

H2O2 (vodonik peroksid)<br />

ClO - (hipohloritni anjoni)<br />

Defenzini<br />

TNF (samo u makrofagama)<br />

Reaktivni azotni radikali (posrednici)<br />

Lizozim<br />

NO (azot oksid)<br />

NO2 (azot dioksid)<br />

HNO3 (azotna kiselina)<br />

Ostali<br />

NH4Cl (monohloramin) Hidrolitiki enzimi<br />

Kao što je ranije objašnjeno, proces dijapedeze se ostvaruje tako što se fagociti privueni<br />

selektinima sa površine endotelijalnih elija vrsto vezuju <strong>za</strong> fagocita-adhezioni molekul (pripada<br />

familiji integrinskih receptora) i provlae se kroz zid kapilara izmeu endotelnih elija. Ova<br />

sposobnost im omoguava da brže stignu do mesta gde se, kao rezultat invazije bakterija, razvija<br />

inflamatorna reakcija. Put fagocita od izlaska iz cirkulacije do inficiranog mesta obezbedjuje<br />

hemotaksini koncentracijski grandijent koga stvaraju bakterijski produkti, ali i produkti koje<br />

elije organizma domaina izbacuju kao odgovor na infekciju. I ne samo to, nego postoji<br />

interakcija izmedju bakterijskih produkata, faktora iz plazme, kao i onih sekretovanih iz okolnih<br />

elija. Ti hemotaksini agensi su brojni i ukljuuju hemokine, neke komponente sistema<br />

162


komplementa, leukotrijene, polipeptide poreklom iz limfocita, mastocita, bazofila, ali i mnoge<br />

druge. Sve te molekule u razliitim kombinacijama omoguuju uslove <strong>za</strong> što efikasniju fagocitozu<br />

bakterije. Kako je ranije napomenuto, jedan od naina je opsoni<strong>za</strong>cija (oblaganje, okruživanje)<br />

imunoglobulinima (Ig), a naroito IgG, kao i proteinima sistema komplementa (C3b). IgG se kao<br />

opsonin vezuje <strong>za</strong> bakterijsku eliju svojim Fab regionom, dok je Fc fragment slobodan i<br />

“primamljiv” <strong>za</strong> fagocite koji e se preko svog receptora <strong>za</strong> Fc (ranije pomenuti Fc) ve<strong>za</strong>ti <strong>za</strong> tako<br />

okruženu bakterijsku eliju i fagocitirati je. Dobar opsonin je i C3b protein sistema komplementa<br />

koji se nespecifino vezuje <strong>za</strong> strane organizme, a koga takodje “prepoznaju” fagocite preko svog<br />

receptora. Na taj nain, antitela (IgG) i C3b “markiraju” mikroorgani<strong>za</strong>m <strong>za</strong> fagocitozu i<br />

destrukciju. Aktivacija receptora na elijskoj membrani neutrofila, preko G-proteinom<br />

posredovanog odgovora, injicira TCRs i drugih receptora, poveanje motorne aktivnosti elije,<br />

egzocitozu aktivnih materija i naglo poveanje preuzimanja kiseonika i produkcije<br />

reaktivnih kiseoninih radikala tzv. “respiratornu eksploziju” (engl. respiratory burst).<br />

Poveanje motorne aktivnosti e dovesti do brze ingestije bakterija endocitozom (fagocito<strong>za</strong>). Prvo<br />

se formira primarna fagocitna vakuola-fagozom koja ima membranu koja potie od plazmaleme<br />

neutrofila. Potom dolazi do fuzije lizozoma sa fagozomom i degranulacije neutrofilnih granula koje<br />

su bogate enzimima. Pomou protonske pumpe u membrani fagozoma pH te vakuole se spusti do<br />

oko 5.0, što je optimalan pH <strong>za</strong> maksimalnu aktivnost lizozomalnih enzima. Potom dolazi do<br />

degranulacije azurofilnih granula, te enzimi koji se otpuštaju omogue digestiju fagocitovanog<br />

mikroorganizma. Pored specifinih enzima, granule sadrže i antimikrobijalne proteine tzv.<br />

defenzine. Kod sisara su identifikovana dva tipa defenzina, i , dok su drugi tipovi pronaeni<br />

kod beskimenjaka i biljaka. Dodatno se aktivira i membranski ve<strong>za</strong>n enzim NADPH oksida<strong>za</strong> i<br />

dolazi do produkcije toksinih kiseoninih metabolita. Kombinacija toksinih kiseoninih<br />

metabolita, toksinih reaktivnih azotnih radikala i proteolitikih enzima poreklom iz granula ini<br />

fagocite veoma efektivnim pri uništavanju bakterija. U toku fagocitoze se naglo poveava potrošnja<br />

kiseonika zbog aktivacije Ovo je uzrokovano aktivacijom NADPH oksidaze; asocirana je sa<br />

poveanim preuzimanjem i potrošnjom kiseonika u fagocitima (respiratorna eksplozija), što<br />

dovodi do stvaranja vema reaktivnih kiseoninih radikala. Gubitkom jednog elektrona od O2<br />

nastaje superoksidni anjon (O2 -). O2- je slobodni radikal kiseonika koji nastaje adicijom jednog<br />

elektrona molekulskom kiseoniku i koji je kratkog veka, ali veoma reaktivan. 2O2- reaguju sa<br />

2H+ i nastaje vodonik peroksid (H2O2) u reakciji koju katališe citoplazmatska forma superoksid<br />

dismutaze (SOD-1):<br />

NADPH + H+ + 2O2 NADP+ + 2H+ + 2O2 - O2- + O2- + H+ + H+ H2O2 + O2<br />

SOD-1<br />

163


O2- i H2O2 su jaki oksidanti i efektivni baktericidni agensi. H2O2 se konvertuje u H2O i O2 uz<br />

ueše enzima katalaze. Citoplazmatska forma superoksid dismutaze (SOD-1) je identifikovana u<br />

mnogim elijama. Mutacija gena <strong>za</strong> ovaj enzim dovodi do nasledne forme amiotrofine lateralne<br />

skleroze, jer se verovatno O2- akumulira u motoneuronima i uništava ih. Pored navedenih enzima,<br />

fagociti poseduju i enzim mijeloperoksidazu, koja katališe konverziju Cl-, Br-, I- i SCN- u<br />

odgovarajue kiseline (HOCl, HOBr, itd.), koje su takoe potentni oksidanti. O2- i H2O2 , sa<br />

mijeloperoksidazom ili bez nje, uz sadejstvo halidnih anjona stvaraju snažan citotoksini sistem.<br />

Osim mijeloperoksidaze i defenzina, granule fagocita sadrže i elastazu, dve<br />

metaloproteinaze koje razlažu kolagen, kao i druge razliite proteaze koje potpomažu<br />

uništavanje invazivnih organi<strong>za</strong>ma. Pored toga, lizozim deluje specifino cepanjem veze unutar<br />

peptidoglikana koji je sastavni deo elijskog zida nekih gram-pozitivnih bakterija, što dovodi do<br />

smrti tih bakterija. Još jedan uzronik odumiranja bakterija je i lakotoferin koji u velikim<br />

koliinama vezuje <strong>za</strong> sebe gvoždje i time ga uskrauje bakterijama koje ga koriste u ishrani. Kiseli<br />

sadržaj fagozoma može sam po sebi da prouzrokuje injiciranje apoptoze i smrt mikroorgani<strong>za</strong>ma.<br />

Kombinacija navedenih mehani<strong>za</strong>ma, <strong>za</strong>jedno sa O2- , H2O2 i HOCl, koji nastaju dejstvom NADPH<br />

oksidaze i mijeloperoksidaze, formiraju “smrtonosnu zonu” oko aktiviranih fagocita i tako<br />

uništavaju štetne agense, koji se potom digeriraju putem lizozomalnih enzima.<br />

Iako je navedena zona efektivna u uništavanju invazivnih organi<strong>za</strong>ma, u nekim patološkim<br />

stanjima (npr. reumatoidni artritis), fagociti mogu takoe prouzrokovati lokalnu destrukciju<br />

sopstvenog tkiva. Izumrli neutrofili, bakterije i nepotpuno digerirana materija stvaraju viskoznu,<br />

obino žukastu, tenu masu – gnoj <strong>za</strong> koju se kaže da je groblje neutrofila.<br />

Kada su neutrofili i makrofagi izuzetno snažno aktivirani mogu oštetiti i normalno tkivo organizma<br />

otpuštanjem reaktivnih kiseoninih radikala, azot oksida i/ili lizozomalnim enzimima.<br />

Druge efektorne funkcije aktiviranih makrofaga<br />

Pored uništavanja fagocitiranih mikroorgani<strong>za</strong>ma, aktivirani makrofagi imaju i veliki broj drugih<br />

funkcija, ukljuujui aktivaciju inflamatornih medijatora, kao i stimulaciju remodeliranja tkiva<br />

nakon infekcije u zoni ozlede (Slika 5.23.). Veliki broj ovih funkcija je posredovan citokinima koje<br />

sekretuju aktivirani makrofagi, a koji posreduju u urodjenom imunom odgovoru (Tabela 5.11.).<br />

Pored toga, aktivirani makrofagi produkuju faktore rasta koji deluju na endotelijalne elije i<br />

fibroblaste koji uestvuju u remodeliranju tkiva nakon infekcije i povrede.<br />

164


Tabela 5.11. Funkcije nekih hemijski medijatori koje sekretuju aktivirani makrofagi<br />

HEMIJSKI MEDIJATOR FUNKCIJA<br />

Interleukin-1 (IL-1) Stimuliše inflamatorni odgovor i groznicu<br />

Interleukin-6 (IL-6)<br />

TNF<br />

Stimulišu adaptivni imuni odgovor i eliminaciju<br />

patogena<br />

Proteini sistema komplementa Stimulišu inflamatorni odgovor i eliminaciju patogena<br />

Hidrolitiki enzimi Stimulišu infalmatorni odgovor<br />

Interferon- (IFN-) Stimulišu sintezu antiviralnih proteina u elijama<br />

TNF Uništavaju tumorske elije<br />

GM-CSF; G-CSF; M-CSF Stimulišu indukovanu hematopoezu<br />

Slika 5.23. Efektorne<br />

funkcije makrofaga.<br />

Makrofagi se aktiviraju<br />

mikrobialnim produktima<br />

kao što su lipopolisaharidi<br />

(LPS) i IFN- kog<br />

produkuju NK elije.<br />

Proces aktivacije makrofaga<br />

vodi aktivaciji transkripcionih<br />

faktora, transkripciji<br />

razliitih gena i<br />

sintezi proteina koji posreduju<br />

u funkcionisanju tih<br />

elija. U adptivnom elijskom<br />

imunitetu, makrofagi<br />

se aktiviraju stimulusima od<br />

T limfocita (CD40 ligand i<br />

IFN-) i odgovaraju u<br />

osnovi na isti nain.<br />

165


5.2.2.3. Urodjeno-ubilake elije - elije prirodne ubice - NK (engl. »Natural Killer«) elije<br />

NK elije su podgrupa limfocita koja ubija inficirane elije i elije koje su izgubile sposobnost<br />

ekspresije klase I MHC molekula, a istovremeno i sekretuju citokine i to uglavnom IFN-Osnovna<br />

fiziološka uloga ovih elija je odbrana od infekcija nastalih virusima i nekih drugij intracelularnih<br />

mikroba. Termin urodjeno-ubilake elije je nastao zbog injenice da ako se ove elije izoluju iz<br />

krvi ili slezine imaju sposobnost da uništavaju ciljne elije bez iakakve potrebe <strong>za</strong> dodatnom<br />

aktivacijom (suprotno ovome CD8 + T limfociti moraju biti aktivirani pre nego što se diferenciraju u<br />

citolitike T limfocite sa sposobnošu da unište targetni antigen).<br />

NK elije su derivati pluripotentne progenitorne stem elije kosne srži i ine 5% do 20% od<br />

ukupnih mononuklearnih elija u krvi i slezini, a veoma retko se nalaze u drugim limfoidnim<br />

organima. U perifernoj cirkulaciji oveka ine oko 15% od ukupnog broja limfocita a od T i B elija<br />

se razlikuju, izmedju ostalog, i po tome što ne poseduju iste receptore <strong>za</strong> antigene tj. TCR i BCR.<br />

Od površinskih markera obeležava ih prvenstveno prisustvo CD16 markera (receptor <strong>za</strong> Fc<br />

fragment IgM – FcgRIII) i CD56 markera (adhezijski molekul). Vei broj NK elija se i morfološki<br />

razlikuje od T i B limfocita po sledeim osobinama: vei su; imaju srazmerno više citoplazme;<br />

jedro nije okruglo nego je na jednom delu spljošteno; u citoplazmi postoje azurofilne granule<br />

(stoga se ove elije još nazivaju i velikim granuliranim limfocitima). Neki autori smatraju da oni i<br />

nisu pravi limfociti, nego posebna populacija elija koja se s obzirom na svoj razvoj nalazi izmedju<br />

limfocita i monocita. Osnovna fiziološka funkcija NK elija je delovanje protiv virusom <strong>za</strong>raženih ili<br />

maligno-transformisanih elija.<br />

Prepoznavanje inficirane elije od strane NK elija.<br />

Aktivacija NK elija je regulisana balansom izmedju signala koji se generišu od aktiviranih receptora i<br />

inhibiranih receptora (Slika 5.24.). Postoji nekoliko familija ovih receptora, a oni se sastoje od<br />

ligand-vezujueg lanca i lanca <strong>za</strong> signaling (signaling-lanca). Ligandi koji aktiviraju receptore<br />

ukljuuju molekule koji su ekpresovani na površini inficiranih, ili na drugi nain stresiranih elija<br />

organizma domaina, promovišu aktiviranje NK elija. Inhibitorni receptori NK elija vezuju<br />

sopstvene molekule MHC I kompleksa koji su ekpresovani na veini normalnih elija. Kada su<br />

inhibitorni receptori ve<strong>za</strong>ni, NK elija nije aktivirana i ovo je mehani<strong>za</strong>m koji je prevencija <strong>za</strong><br />

uništavanje normalnih elija domaina. Infekcija elija domaina mikrobima, a posebno virusima,<br />

veoma esto prouzrokuje inhibiciju ekspresije klase I MHC molekula, a time su liganadi <strong>za</strong><br />

inhibitorne receptore nedostupni, što kao rezultat ima »oslobadjanje« NK elija iz njihovog<br />

normalnog inhibisanog/inaktivnog stanja. Istovremeno, ligandi <strong>za</strong> aktivirajue receptore su<br />

ekspresovani, te postoji mogunost da se uništi inficirana elija, što se i realizuje. Karakteristina<br />

i <strong>za</strong>jednika osobina aktivirajuih receptora NK elija je prisustvo signaling molekule sa imuno-<br />

166


eceptornim aktivacionim motivima koji u osnovi imaju tirozin (engl. Imuno-receptor Tyrosine-<br />

based Activation Motif - ITAMs) i smešteni su u citoplazmatskom repu receptora, kao u sluaju<br />

signalnih komponenti antigenih receptora T i B limfocita. Zbog toga nije <strong>za</strong>udjujue što i signalni<br />

putevi ve<strong>za</strong>ni <strong>za</strong> aktivirajue receptore NK elija ukljuuju regrutaciju tirozin kinaze i adapternih<br />

proteina, a potom aktivaciju genske<br />

ekspresije i reorgani<strong>za</strong>ciju cito-<br />

skeleta, slino dogadjajima u T i B<br />

limfocitima tokom prepoznavnja<br />

antigena. Zajednika osobina inhi-<br />

birajuih receptora NK elija je<br />

prisustvo signaling molekule sa<br />

imuno-receptornim inhibicionim<br />

motivima koji u osnovi imaju tirozin<br />

(engl. Imuno-receptor Tyrosine-<br />

based Inhybiory Motif - ITIMs) na<br />

citoplazmatskom repu receptora.<br />

Vezivanjem liganda <strong>za</strong> receptore ovi<br />

ITIMs postaju fosforilisani na<br />

tirozinskim ostacima i vezuju tirozin<br />

fosfataze, kao što je SHP-1, koje<br />

potom defosforilišu signalne mo-<br />

lekule koje posreduju u aktiva-<br />

cionom putu.<br />

Slika 5.24. Aktivirajui i inhibirajui receptori NK<br />

elija.<br />

A - Aktivirajui receptori NK elija prepoznaju ligande<br />

target elija i aktiviraju protein tirozin kinazu (PTK), ija<br />

je aktivnost inhibisana preko inhibitornog receptora koji<br />

prepoznaje klasu I MHC molekula i aktivira protein<br />

tirozin fosfatazu (PTP). Kao rezultat, NK elije nisu<br />

efikasne u uništavanju ciljnih elija koje ekspresuju<br />

klasu I MHC molekula.<br />

B - Ako virusna infekcija inhibira ekspresiju klase I MHC<br />

molekula kod inficiranih elija, inhibrajui receptori NK elija<br />

nisu ve<strong>za</strong>ni i aktivirajui receptor funkcioniše ne ometeno i<br />

inicira odgovore NK elija, kao što su citoli<strong>za</strong> i sekrecija<br />

citokina.<br />

NK elije prepoznaju antitelima-obložene targetne molekule preko receptora FcRIIIa<br />

(CD16) koji je receptor slabog afiniteta <strong>za</strong> Fc segment IgG i IgG3 antitela. Kao rezultat ovih<br />

167


prepoznavanja NK elije ubijaju ciljnu eliju koja je obložena molekulima antitela. Ovaj proces se<br />

naziva od antitela-<strong>za</strong>visna elijama-posredovana citotoksinost i bie objašnjena u poglavlju o<br />

efektornim mehanizmima humoralnog adaptivnog imunog odgovora. Ekspanzija i aktivnost NK<br />

elija su stimulisane citokinima, i to uglavnom IL-15 i IL-12.<br />

Efektorne funkcije NK elija<br />

Efektorne funkcije NK elija su uništavanje inficiranih elija i aktivacija makrofaga u cilju uništavanja<br />

fagocitovanog mikroorganizma (Slika 5.25.).<br />

Mehani<strong>za</strong>m NK elijama posredovane citolize je u<br />

osnovi isti kao i citoli<strong>za</strong> posredovana citolitinim<br />

T limfocitima (engl. Cytolytic T Lymphocytes –<br />

CTLs) što e detaljnije biti opisano u narednom<br />

poglavlju. NK elije imaju granule koje sadrže<br />

proteine koji se nazivaju perforini koji formiraju<br />

pore u membrani ciljne elije, kao i enzime koji<br />

se zovu granizimi i koji ulaze kroz membranu<br />

ciljne elije i indukuju apoptozu ciljne elije.<br />

Uništavajui virusima ili intracelularnim<br />

bakterijama inficiranu eliju NK elije eliminišu<br />

rezervoar infekcije.<br />

Slika 5.25. Funkcije NK elija.<br />

A - NK elije ubijaju inficirane elije, te stoga eliminišu širenje infekcije.<br />

B – NK elije odgovaraju na IL-12 kog produkuju makrofagi, i sekretuju IFN-, koji<br />

aktivira makrofage da ubiju fagocitirane mikrobe.<br />

Neki tumori, posebno oni poreklom od hematopoetinog tkiva su takodje targeti <strong>za</strong> NK elije,<br />

verovatno zbog toga što tumorske elije ne ekspresuju MHC molekule klase I. S obzirom da su NK<br />

elije sposobne da eliminišu neke tumorske elije postoje predpostavke da NK elije imaju ulogu u<br />

organizmu u smislu ubijanja malignih klonova elija in vivo.<br />

Pored pomenutih NK elija, postoje dve populacije elija koje su im sline, ali još uvek<br />

nedovoljno precizno definisane funkcije. Limfokinima aktivirane elije ubice (engl.<br />

Lymphokines Activated Killer cells - LAK cells) su po osobinama sline NK elijama i na slian<br />

nain i funkcionišu. Poka<strong>za</strong>no je da su LAK elije efikasnije od NK elija te da mogu da unište i<br />

maligno transformisane, ali i transformisane ne maligne elije. Populacija K elija (engl. Killer)<br />

nije potpuno morfološki opisana. Poka<strong>za</strong>no je da se K elije <strong>za</strong>kae <strong>za</strong> ciljnu eliju koja je<br />

168


okružena IgG antitelima preko receptora <strong>za</strong> Fc fragment IgG i mogu da liziraju opsonizovanu<br />

eliju. S obzirom da imaju receptore <strong>za</strong> Fc makrofage mogu da funkcionišu kao K elije i tako<br />

aktivirane mogu da ubiju malignu eliju bez ukljuivanja u taj proces antitela.<br />

5.2.2.4. Sistem komplementa<br />

Sistem komplementa ini nekoliko plazma proteina koji se aktiviraju mikoorganizmima i promovišu<br />

destrukciju mikorba i inflamaciju. Sistem komplementa ini grupa od oko 25 proteina cirkulišuih<br />

proteina (ine 10% globulinske komponenete seruma) oznaenih od C1 do C9 (sa podgrupama<br />

obeleženim malim slovima abecede) i faktorima B, D i P (properdin). Ovi proteini mogu biti<br />

produkovani u razliitim tkivima/elijama, ukljuujui hepatocite, makrofage i epitelijalne elije<br />

GIST-a. Svi se nalaze u serumu u<br />

neaktivnoj formi, odnosno, u odsustvu<br />

infekcije cirkulišu u krvi u inaktivnom<br />

stanju. Oni postaju aktivni u reakciji<br />

kaskade komplementa u kojoj<br />

aktivirana komponenta u seriji aktivira<br />

narednu u nizu. Aktivacija i<strong>za</strong>ziva<br />

kaskadnu reakciju koja vodi ka aktivaciji<br />

C5 konvertaze (C5b koja je esencijalna<br />

<strong>za</strong> lizu membrane li<strong>za</strong> patogena).<br />

Nedostatak jedne komponente u<br />

kaskadnoj reakciji vodi ka terminaciji<br />

reakcije. Reorgani<strong>za</strong>cija i destrukcija<br />

mikoba se ostvaruje preko tri puta<br />

aktivacije komplementa: alternativnim,<br />

klasinim i lektinskim (Slika 5.26.).<br />

Slika 5.26. Aktivacija kaskadne reakcije sistema<br />

komplementa<br />

Aktivacija sistema komplementa može biti inicirana razliitim<br />

putevima, ali svi oni vode ka produkciji C3b proteina (rana fa<strong>za</strong>). C3b<br />

inicira kasnije faze u aktivaciji komplementa, a kulminacija je<br />

produkcija peptida koji stimulišu inflamaciju (C5a) i polimeri<strong>za</strong>cija C9<br />

koja formira kompleks koji napada membranu (engl. membrane<br />

attack complex), a tako se zove jer pravi rupe u plazma membrani.<br />

Osnovne funkcije glavnih proteina u sistemu komplementa su date<br />

na slici. Aktivacija, funkcija i regulacija sistema komplementa je<br />

objašnjena sa više detalja u poglavju o efektornim reakcijama<br />

humoralnog imunog odgovora.<br />

169


Prepoznavanje mikroba od strane komplementa se odvija na tri naina: Aktivacija sistema<br />

komplementa se ostvaruje preko dva puta:<br />

(1) alternativni tj. tzv. “properdinski” put je filogenetski najstariji i aktivira se direktnim<br />

prepoznavanjem odredjenih struktura na površini membrane mikroba i komponeneta je urodjenog<br />

imunog odgovora. Ovaj put aktivacije komplementa se injicira preko faktora B, D, P i dr, koji<br />

prouzrokuju “spontanu” aktivaciju C3 proteina u sistemu komplementa, odnosno aktivaciju C3<br />

bez uticaja predhodno aktiviranih elemenata sistema komplementa (C1 i C2). Ova reakcija<br />

aktivacije kaskade komplementa preko C3 predstavlja komponenetu reakcija efektornih<br />

mehani<strong>za</strong>ma prirodnog imunog odgovora. Uobiajeno je da se spontano aktivirani C3 brzo<br />

inaktiviše proteinima na površini tela elije. Medjutim, ponekada se aktivirani C3 kombinuje sa<br />

stranim supstancama, kao što su delovi bakterijske elije ili virusa, pa može postati stabilan i<br />

prouzrokovati aktivaciju kaskade komplementa.<br />

(2) klasian put (tako je imenovan jer je prvi otkriven) se injicira kompleksom antigen-antitelo,<br />

odnosno vezivanjem dela molekule antitela koji se naziva Fc fragment <strong>za</strong> C1 protein sistema<br />

komplementa. Ovaj put koristi plazma protein C1 u detekciji IgM, IgG1 ili IgG3 antitela ve<strong>za</strong>nih <strong>za</strong><br />

površinu mikroba ili drugih struktura. Reakcija aktivacije kaskade komplementa preko C1<br />

proteina predstavlja komponenetu reakcija efektornih mehani<strong>za</strong>ma adaptivnog imunog<br />

odgovora.<br />

(3) lektinski put se aktivira plazma proteinom koji se zove manoze-vezujui lektin (engl.<br />

Mannose-Binding Lectin – MBL) i koji prepoznaje ostatke manoze u glikoproteinima i glikolipidima<br />

mikroorgani<strong>za</strong>ma. MBL ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> microbe aktivira (u odsustvu antitela) jedan od proteina<br />

klasinog puta aktivacije komplemetna, preko stimulacije asociranih serin protea<strong>za</strong>.<br />

Prepoznavanje mikroba bilo kojim od ovih puteva inicira seriju kaskadnih reakcija,<br />

kaskadnu regrutaciju/aktivaciju drugih komponeneti sistema, te pridruživanje aktiviranih<br />

proteina lanova komplementa proteaznim kompleksima. Centralni protein sistema<br />

komplementa je C3 koji se cepa, a njegov vei, C3b fragment se “smešta” na površinu mikroba<br />

gde se komplement aktivira. C3b se kovalentno vezuje <strong>za</strong> funkcionalne grupe na površini<br />

mikroba i, kao što je ranije navedeno, ima funkciju opsonina u promociji fagocitoze mikroba.<br />

Manji fragment C3, C3a se otpušta i stimuliše inflamaciju delujui kao hemoatraktant <strong>za</strong><br />

neutrofile. C3b vezuje druge proteine komplementa da bi se formirala protea<strong>za</strong> koja cepa protein<br />

C5 i generiše manji fragment C5a koji se otpušta i vei fragment C5b koji ostaje ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong><br />

membranu elije mikroba. C5a stimuliše influks neutrofila na mesto infekcije, kao i vaskularne<br />

komponenete inflamacije. C5b inicira formiranje kompleksa proteina C6, C7, C8 i C9 sistema<br />

komplementa u formi pore na membrani mikroba, a to rezultira lizom elije na kojoj je<br />

170


komplement aktiviran. Sisarske elije ekspresuju nekoliko regulatornih proteina koji blokiraju<br />

aktivaciju komplementa, te time preveniraju ošteenje elija domaina.<br />

Aktivirani proteini sistema komplementa obezbedjuju <strong>za</strong>štitu na nekoliko naina: neki<br />

elementi sistema se mogu ve<strong>za</strong>ti <strong>za</strong> membranu bakterijske elije i<strong>za</strong>zivajui lizu elije; neki se<br />

vezuju <strong>za</strong> površinu bakterijske elije i omoguavaju i olakšavaju fagocitozu, a uz to i stimulišu<br />

makrofage da fagocitiraju bakterijsku eliju; vrše opsoni<strong>za</strong>ciju mikroorgani<strong>za</strong>ma; uestvuju u<br />

hemotaksiji elija imunog sistema do mesta infekcije; podstiu inflamatorne reakcije i sl.<br />

Važno je još jednom naglasiti da se kaskadna reakcija sistema komplementa može aktivirati i kao<br />

efektorni mehani<strong>za</strong>m prirodnog, kao i u efektorni mehani<strong>za</strong>m steenog imunog odgovora. Sistem<br />

komplementa e biti opisan sa više detalja u poglavlju o efektornim mehanizmima humoralnog<br />

imunog odgovora.<br />

5.2.2.5. Drugi cirkulišui proteini urodjenog imuniteta<br />

Mnogi proteini plazme, pored lanova sistema komplementa, su ukljueni u urodjenom imunom<br />

odgovoru na mikrobe (Tabele 5.08. i 5.12). Mnogi hemijski medijatori koji uestvuju u<br />

urodjenom (prirodnom) imunom odgovoru su i “pomagai” u steenom (adaptivnom) imunom<br />

odgovoru. Hemijski medijatori su molekule koje su ukljuene u razvoju imunog odgovora (Tabela<br />

5.12.).<br />

Tabela 5.12. Hemijski medijatori koji uestvuju u urodjenom (a i stenom) imunom odgovoru i njihova funkcija<br />

Jedinjenje Opis Jedinjenje Opis<br />

Hemijske materije<br />

na površini i u<br />

telesnim<br />

šupljinama<br />

Histamin<br />

Kinini<br />

Lizozim (u su<strong>za</strong>ma, pljuvaki, sekretu nosne duplje i znoju)<br />

prouzrokuje lizu razliitih elija; kiseli sekreti (sebum kožnih<br />

žlezda i hlorovodonina kiselina želuca) ubijaju<br />

mikroorganizme i spreavaju njihov rast; mukus na mukoznim<br />

membranama veže mikroorganizme pre njihovog uništavanja<br />

Amin koga oslobaaju mastociti, bazofilni granulociti i<br />

trombociti; i<strong>za</strong>ziva vazodilataciju, poveava propustljivost<br />

krvnih sudova, stimuliše sekreciju žlezda (naroito produkciju<br />

mukusa i su<strong>za</strong>), i<strong>za</strong>ziva kontrakcije glatke muskulature<br />

bronhiola u pluima, privlai eozinofilne granulocite<br />

Komplement<br />

Prostaglandini<br />

Polipeptidi koji nastaju od proteina plazme; i<strong>za</strong>zivaju<br />

vazodilataciju, poveavaju propustljivost krvnih sudova,<br />

stimulišu receptore <strong>za</strong> bol, privlae neutrofilne granulocite Leukotrijeni<br />

Interferoni Proteini, produkuju ih mastocite i druge elije, a uestvuju u<br />

viralnim infekcijam<br />

Grupa proteina plazme; poveavaju propustljivost<br />

krvnih sudova, stimulišu oslobaanje histamina,<br />

aktiviraju kinine, lizu elija, pospešuju fagocitozu,<br />

privlae neutrofilne i eozinofilne granulocite,<br />

monocite i makrofage<br />

Grupa lipida (PGEs, PGFs, tromboksani i<br />

prostaciklini); produkuju ih mastociti; i<strong>za</strong>zivaju<br />

relaksaciju glatke muskulature i vazodilataciju,<br />

poveavaju propustljivost krvnih sudova, stimulišu<br />

receptore <strong>za</strong> bol<br />

Grupa lipida, prvenstveno ih produkuju mastociti i<br />

bazofilni granulociti; produžuju trajanje kontrakcije<br />

glatke muskulature (naroito u bronhiolama<br />

plua), poveavaju propustljivost krvnih sudova,<br />

privlae neutrofilne i eozinofilne granulocite<br />

Pirogeni Oslobaaju ih neutrofilni granulociti, monociti i<br />

druge elije; stimulišu nastajanje groznice<br />

171


Neki hemijski medijatori (npr. lizozim, sebum i mukus), se nalaze na površini elije i uništavaju<br />

štetni agens ili onemoguavaju njegov ula<strong>za</strong>k u eliju, dok drugi (npr. histamin, prostaglandini,<br />

leukotrijeni, heparin, pirogeni itd), promovišu inflamaciju preko vazodilatornog efekta,<br />

poveanja vaskularne permeabilnosti, privlaenja leukocita, stimulacije fagocitoze i sl.<br />

Manoze-vezujui lektin (MBL), koji je pominjan ranije je plazma protein koji funkcioniše<br />

kao opsonin. Pripada familiji kolektina (engl. collectin), tako nazvanoj zbog toga što proteini ove<br />

familije imaju kolagenu-slian domen odvojen »vratnim« regionom od kalcijum-<strong>za</strong>visnog (C-tip)<br />

lektinskog (tj. ugljenih hidrata vezujueg) domena. Cirkulišui MBL (MBL plazme), kao i manozni<br />

receptor makrofaga, vezuje ugljene hidrate sa terminalnim manoznim i fruktoznim ostacima, koji<br />

su tipini <strong>za</strong> glikoproteine i glikolipide membrana na površini elija mikroorgani<strong>za</strong>ma. Prema<br />

tome, MBL je solubilni receptor koji prepoznaje molekularne obrazce (engl. soluble pattern<br />

recoginition receptor) koji se vezuje <strong>za</strong> mikrobijalne, ali ne i sisarske elije. MBL je heksamer koji<br />

je strukturalno slian komponenti C1q sistema komplementa. MBL se vezuje <strong>za</strong> receptore na<br />

površini makrofaga koji se zovu C1q receptori (vezuju C1q komponentu sistema komplementa).<br />

Ovaj receptor posreduje u fagocitozi bakterija opsonizovanih mano<strong>za</strong>-vezujuim lektinom. Pored<br />

toga, MBL može aktivirati sistem komplementa.<br />

C-reaktivni protein je plazma protein identifikovan i nazvan zbog svoje sposobnosti da se<br />

vezuje <strong>za</strong> kapsulu pneumokoknih baterija. Pripada pentraksinskoj familiji plazma proteina,<br />

tako nazvanoj jer sadrže pet identinih globularnih subjedinica. Tipino <strong>za</strong> C-reaktivni protein je<br />

da se veže <strong>za</strong> bakterijske fosfolipide, kao što je fosforilholin. Funkcioniše i kao opsonin-vezujui<br />

C1q i interagujui sa C1q receptorom na fagocitima ili vezujui se direktno <strong>za</strong> Fc receptore. Pored<br />

toga, C-reaktivni protein može doprinositi aktivaciji sistema komplementa preko vezivanja <strong>za</strong> C1q,<br />

te aktivacije klasinog puta. C-reaktivni protein se još naziva i akutne-faze reaktant zbog toga što<br />

je njegov nivo u plazmi povean tokom aktune faze mnogih infekcija.<br />

Faktori koagulacije su plazma proteini ija je osnovna funkcija da spree hemoragiju<br />

(iskrvavljenje) formiranjem koaguluma/tromba (krvnog ugruška) kada je integritet krvnih sudova<br />

narušen. Proteaze, kao što je trombin, koje se generišu u kaskadnim reakcijama koagulacije krvi i<br />

formiranja koaguluma, iniciraju inflamatornu reakciju. Pored cirkulišuih proteina, proteini<br />

surfaktanta plua, koji takodje pripadaju familiji kolektina, štite vazdušne puteve od infekcije.<br />

5.2.2.6. Citokini<br />

Citokini urodjene imunosti regrutuju i aktiviraju leukocite, ali i stimulišu sistemske promene,<br />

ukljuujui poveanu sintezu efektornih elija i proteina koji potenciraju antimikrobijalni odgovor. U<br />

urodjenom imunom odgovoru, glavni izvor citokina su makrofagi, neutrofili i NK elije, ali i elije<br />

172


epitela, kao što su keratinociti koje produkuju mnoge takve iste proteine. Kao i u adaptivnom<br />

imunom odgovoru, citokini imaju ulogu u medjusobnoj komunikaciji inflamatornih elija, kao i u<br />

komunikaciji izmedju inflamatornih elija i elija tkiva koje odgovaraju na infekciju, kao što su<br />

elije vaskularnog endotelijuma. Citokini urodjenog imuniteta su opisani u prethodnom poglavlju<br />

i ukljuuju citokine koji kontrolišu viralne infekcije, i to uglavnom IFN- i IFN-; citokine koji<br />

posreduju u inflamaciji, najviše TNF, IL-1 i hemokini; citokini koji stimulišu proliferaciju i<br />

aktivaciju NK elija, uglavnom IL-15 i IL-12; citokine koji aktivraju makrofage, a posebno NK<br />

elijama produkovani<br />

IFN-; kao i citokini koji<br />

imaju ulogu da limi-<br />

tiraju aktivaciju ma-<br />

krofaga, a posebno IL-<br />

10. Pored toga, neki<br />

citokini urodjene imuno-<br />

sti, kao što je IL-6,<br />

poveavaju produkciju<br />

neutrofila u kosnoj srži<br />

i stimulišu sintezu<br />

razliitih proteina (npr.<br />

C-reaktivni protein) koji<br />

su ukljueni u odbranu<br />

elija domaina od<br />

infekcije.<br />

Slika 5.27. Zajedniki i sinergistini<br />

odgovor komponeniti<br />

urodjenog imunog odgovora<br />

protiv invazivne mreže patogena<br />

173


5.2.3. Uloga urodjenog imuniteta u stimulaciji adaptivnog imunog odgovora<br />

Urodjeni imuni odgovor obezbedjuje signale koji funkcionišu, u odnosu na antigen, u smislu<br />

stimulacije proliferacije i diferencijacije antigen-speciinih T i B limfocita (Slika 5.28.). Hipote<strong>za</strong><br />

dva signala, pomenuta u poglavlju o funkcionalnoj organi<strong>za</strong>ciji imunog sistema, opisuje da je prvi<br />

signal (signal 1) uvek antigen, a da je drugi signal (signal 2) ili komponenta/produkt mikroba ili<br />

urodjenog imunog odgovora koji identifikuje da je antigen produkt mikroba. Prema tome, urodjeni<br />

imuni odgovor služi kao inicijalno upozorenje <strong>za</strong> adaptivni imuni sistem da se pripremi <strong>za</strong><br />

odbranu i omogui <strong>za</strong>štitu organizma domaina. Mikroorganizmi koji naseljavaju organi<strong>za</strong>m<br />

domaina bez aktivacije lokalne inflamatorne reakcije, mogu biti neuspešni i u aktiviranju<br />

adptivnog imunog odgovora, kao posledice inflamatorne reakcije. Molekule koje se produkuju u<br />

reakcijama urodjenog imunog<br />

odgovora i koje funkcionišu<br />

kao drugi signali <strong>za</strong> aktivaciju<br />

leukocita su kostimulatori,<br />

citokini i fragmenti/produkti<br />

cepanja komponenti sistema<br />

komplementa.<br />

Slika 5.28. Stimulacija komponenti adaptivnog<br />

imunog odgovora od strane<br />

urodjenog imunog odgovora.<br />

A -Makrofage i dendritske elije odgovaraju na<br />

fagocitirane (sa elijama asocirane) mikrobe<br />

ekspresujui kostimulatore (kao što je B7 protein,<br />

kog prepoznaju CD28 receptori T elija) i sekretujui<br />

citokine (kao što je IL-12). Kostimulatori i IL-12<br />

funkcionišu <strong>za</strong>jedno sa prepoznavanjem antigena u<br />

aktivaciji T limfocita.<br />

B - Sistem komplemenata se aktivira<br />

ekstracelularnim mikrobima i generiše proteinima<br />

kao što je C3d koji se vezuje <strong>za</strong> mikrobe. B limfociti<br />

prepoznaju antigene mikroba preko svojih antigenreceptora<br />

i prepoznaju C3d preko receptora koji se<br />

zove tip 2 receptor komplementa (CR2). Signali sa<br />

receptora <strong>za</strong> antigen i CR2 funkcionišu koperativno u<br />

aktivaciji B elija.<br />

!!! Obratiti pažnju: u oba primera je drugi<br />

(sekundrni) signal koji deluje na limfocite koji takodje<br />

specifino prepoznaju antigene obezbedjen prvim<br />

signalnom<br />

174


Kostimulatori su membranski proteini ekspresovani na antigen prezentujuim elijama<br />

(engl. Antigen Presenting Cells - APCs) koji funkcionišu <strong>za</strong>jedno sa iska<strong>za</strong>nim antigenom u<br />

stimulaciji specifinih T limfocita. U prethodnim poglavljima su opisani kolstimulatori T limfocita,<br />

a najbolje definisani su, strukturalno slini proteini, B7-1 (CD80) i B7-2 (CD86). Kada APCs<br />

dodju u kontakt, prepoznaju i “sukobe se” sa produktima mikroba, kao što su LPS, kao i sa IFN-<br />

iz NK elija, APCs odgovaraju ekspresujui visoke nivoe B7-1 i B7-2 kostimulatora i tako dobijaju<br />

mogunost da stimulišu odgovor T elija. U odgovoru na mikrobe, makrofage i dendritske elije<br />

produkuju citokine koji promovišu rast i diferencijaciju T limfocita. Prototip ovakvih citokina je IL-<br />

12 koji stimuliše diferencijaciju naivnih T limofocta u TH1 efektorne elije koje produkuju<br />

IFN-. Prema tome, fagocitima produkovani IL-12 je kljuni induktor efektornih mehani<strong>za</strong>ma<br />

elijama-posredovanog imunog odgovora koji funkcionišu kao glavni iskorenjivai fagocitiranog<br />

mikroorganizma (videti u narednom poglavlju o efektornim mehanizmima elijama-posredovanog<br />

imuniteta).<br />

Najbolje definisani drugi signal <strong>za</strong> aktivaciju B elija je C3d protein komplementa<br />

(fragment razgradnje C3 proteina komplementa). Mikroorganizmi aktiviraju komplement, ili<br />

direktno ili vezujui se <strong>za</strong> antitela ili MBL u plazmi, i postaju obloženi sa produktima razgradnje<br />

C3, ukljuujui C3d. Receptori <strong>za</strong> C3d se nazvaju tip 2 receptori komplementa (CR2 ili CD21) I<br />

ekspresovani su na maturiranim B limfocitima. Kada B limfociti prepoznaju antigen mikroba<br />

svojim receptorima <strong>za</strong> antigen i simultano prepoznaju i C3d preko receptora <strong>za</strong> komplement<br />

(CR2), ove elije se aktiviraju. Kao rezultat ove aktivacije B elije produkuju antitela kao odgovor<br />

na antigen. Kritina i kljuna uloga sistema komplementa u humoralnom imunom odgovoru je<br />

poka<strong>za</strong>na kod knock-out miševa kojima nedostaje ili C3 protein sistema komplementa ili CR2.<br />

Drugi signal koji se generiše tokom urodjenog imunog odgovora na razliite mikrobe ne samo<br />

da pojaava magnitude reakcija adaptivnog imunog odgovora koje slede nego utie i na prirodu<br />

mehani<strong>za</strong>ma adaptivnog imunog odgovora (Slika 5.28.). U infekcijama sa intracelularnim<br />

mikrobima, makrofagi fagocitiraju ili prepoznaju mikorbe i odgovaraju ekspresovanjem<br />

kostimulatora i produkcijom citokina koji stimulišu T elijama-posredovani imuni odgovor.<br />

Osnovna funkcija elijama-posredovanog imuniteta je aktivacija makrofaga u cilju uništavanja<br />

intracelularnih mikroba. Na suprot tome, veina ekstracleularnih mikroba/antigena koja udje u<br />

krv aktivira cirkulišue proteine komplementa, koji kao odgovor, poveavaju produkciju antitela iz<br />

B limfocita, odnosno, humoralni imuni odgovor funkcioniše u smislu eliminisanja<br />

ekstracelularnih mikroba. Prema tome, kooperacija izmedju urodjenog imunog odgovora i<br />

adaptivnog imunog odgovora je bidirekciona, pri emu se komponenete, kao i efektorni<br />

175


mehanizmi, i jednog i drugog sistema medjusobno funkcionalno “oslanjaju”, pomažu i dopunjuju,<br />

a sve u cilju optimi<strong>za</strong>cije mehani<strong>za</strong>ma odbrane organizma domaina od infekcije (Slika 5.29).<br />

Slika 5.29. Specifinosti urodjenog imuniteta i adaptivnog imuniteta: najznaajnije interakcije u odgovoru na antigen.<br />

176


5.3. EFEKTORNI MEHANIZMI IMUNOG ODGOVORA POSREDOVANOG ELIJAMA<br />

elijama-posredovani imunitet je efektorna funkcija T limfocita i funkcioniše kao odbrambeni<br />

mehani<strong>za</strong>m uperen protiv mikroba koji prežive fagocite ili protiv inficiranih nefagocitnih elija.<br />

5.3.1. Tipovi elijama-posredovanih imunih reakcija<br />

Razliiti tipovi mikroorgani<strong>za</strong>ma iniciraju raznolike odgovore T elija, a u cilju <strong>za</strong>štite organizma<br />

domaina (Slika 5.30). Generalno, dve su osnovne forme elijama-posredovanih imunih reakcija:<br />

(1) CD4+, kao i CD8+ T elije<br />

prepoznaju antigen mikroba koji je<br />

ingestovan fagocitima i aktiviraju<br />

fagocite da unište mikrobe.<br />

(2) CD8+ citotolitiki T limfociti (CTL)<br />

uništavaju bilo koju nukleiranu eliju<br />

koja sadrži strane antigene<br />

(mikrobijalne ili tumorske) u citoplazmi.<br />

Slika 5.30. Tipovi T elijama-posredovanog imuniteta<br />

A – CD4 + TH1 elije i CD8 + T elije prepoznaju klasu II MHCasociranih<br />

peptidnih antigena ili klasu I MHC-asociranih peptidnih<br />

antigena fagocitiranih mikroba i produkuju citokine koji aktivraju<br />

makrofage da unište mikkobe i stimulišu inflamaciju.<br />

B – CD8+ citolitini T limfociti (CTL) prepoznaju klasu I MHCasociranog<br />

peptidnog antigena mikroba koji se nalazi u citoplazmi<br />

inficirane elije i uništavaju eliju.<br />

Adaptivni imuni odgovor na mikrobe koji se nalaze u okviru fagozoma fagocita je posredovan<br />

T limfocitima koji prepoznaju antigen mikroba i aktiviraju fagocite da unište ingestirani<br />

mikroorgani<strong>za</strong>m. Mnogi mikrobi su razvili mehanizme koji im omoguavaju da prežive, pa ak i da<br />

se replikuju u fagocitima, te je stoga urodjeni imunitet ponekad nemoan da iskoreni<br />

mikroorganizme. elijama-posredovani imuni odgovor funkcioniše u smislu da poveava<br />

mikrobicidnu aktivnost fagocita i efikasnost eliminacije mikroba, pri emu je specifinost<br />

odgovora u domenu funkcija T elija ali efektorna funkcija kojom se uništava mikrob je <strong>za</strong>pravo<br />

rezultat aktivnosti fagocita. Ova kooperativnost T limfocita i fagocita ilustruje veoma važnu kariku<br />

izmedju adaptivnog i urodjenog imuniteta. T-elijama posredovana aktivacija makrofaga koja se<br />

ostvaruje preko IFN-, kao i inflamatorna reakcija, može u nekim sluajevima da ošteti tkivo<br />

organizma domaina. Ova reakcija se naziva odloženi-tip hipersenzitivnosti (engl. Delayed-<br />

177


Type Hypersensitivity - DHT), termin hipersenzitivnost se u ovom sluaju odnosi na tkivo ošteeno<br />

imunim odgovorom. DHT se esto koristi kao esej <strong>za</strong> ispitivanje elijama-posredovanih imunih<br />

reakcija i esto prati <strong>za</strong>štitu omoguenu elijama-posredovanim imunim odgovorom.<br />

Adaptivni imuni odgovor uperen protiv mikroba koji su inficirali citoplazmu razliitih elija,<br />

ukljuujui i nefagocitne elije, i u njoj se replikuju je posredovan CD8+ citolitinim T limfocitima<br />

(engl. Cytolytic T Lymphocytes - CTLs). CTLs su osnovni mehani<strong>za</strong>m <strong>za</strong>štite uperen protiv virusa<br />

koji inficiraju razliite tipove elija i imaju sposobnost replikacije u citoplazmi inficirane elije<br />

domaina. Ukoliko elija nema i/ili izgubi sposobnost da uništi mikrob, jedini nain<br />

iskorenjivanja infekcije je uništavanje inficirane elije. CTLs-posredovano uništavanje je takodje<br />

mehani<strong>za</strong>m <strong>za</strong> eliminaciju mikroba koji su se iz nekog razloga “spasili” fagozoma i <strong>za</strong>šli u<br />

citoplazmu gde su van domašaja mikrobicidnih mehani<strong>za</strong>ma fagocita.<br />

Adaptivni imuni odgovor na helmintske parazite je posredovan preko TH2 elija koje stimulišu<br />

produkcju IgE antitela i aktiviraju eozinofile koji uništavaju IgE-obložene parasite. TH2 podgrupa<br />

pomonih T elija takodje inhibiše aktivaciju makrofaga, te je stoga važna <strong>za</strong> limitiranje DHT<br />

reakcije. Protektivan imuni odgovor prema virusima i drugim intracelularnim mikrobima takodje<br />

ukljuuje i NK elije kao kompnenete urodjenog imunog odgovora (opisano u prethodnom<br />

poglavlju o Efektornim reakcijama urodjenog imuniteta).<br />

5.3.2. Razvoj efektornih elija<br />

elijama-posredovani imuni odgovor se sastoji od razvoja efektornih T elija od naivnih elija u<br />

perifernim limfoidnim organima, migracije ovih efektornih T elija i drugih leukocita do mesta<br />

infekcije, i na kraju, ili citokinima-posredovane aktivacije leukocita da unište mikrobe ili direktnog<br />

uništavanja inficirane elije (Slika 5.31.). Naivne T elije migriraju iz krvi u limfoidne organe, a<br />

onda iz jendog limofoidnog organa u drugi, sve dok ne dodju u kontakt sa mikrobom (videti ranije<br />

o recirkulaciji limfocita u poglavlju elije i tkiva imunog sistema). Naivne T elije ne produkuju<br />

efektorne citokine ili molekule neophodne <strong>za</strong> uništavanje drugih elija. Za iskorenjivanje mikroba<br />

naivne T elije moraju da se diferenciraju u efektorne elije da bi mogle dobiti funkcionalne<br />

sposobnosti. Razvoj efektornih T elija ukljuuje sekvencu od nekoliko dogadjaja/procesa:<br />

prepoznavanje antigena asociranog na elijama u perifernim limfoidnim organima; klonalna<br />

ekspanzija i diferencijacija. Sve to je diskutovano ranije, a ovde e biti samo ukratko sumirano.<br />

5.3.2.1. Prepoznavanje antigena od strane T elija i kostimulacija<br />

Direfencijacija naivnih T limfocita u efektorne elije komponente elijama-posedovanog<br />

imuniteta <strong>za</strong>hteva prepoznavanje antigena i kostimulaciju.<br />

178


Slika 5.31. Indukcija i efektorna fa<strong>za</strong> elijama-posredovanog imuniteta.<br />

Indukcija odgovora: CD4+ T elije i CD8+ T elije prepoznaju peptide koji se dobijaju od proteinskih antigena i prezentovani su putem profesionalnih antigen<br />

prezentujuih elija u perifernim limfoidnim organima. T limfociti su stimulisani na proliferaciju i diferencijaciju i kao efektorne elije ulaze u cirkulaciju.<br />

Migracija T elija i drugih leukocita na mesto gde je prisutan antigen: efektorne T elije i drugi leukociti migriraju kroz krvne sudove u periferna tkiva preko<br />

vezivanja <strong>za</strong> endotelne elije koje aktiviraju citokini produkovani kao odgovor na infekciju u tim tkivima.<br />

Efektorske funkcije T elija: efektorne T elije prepoznaju antigen u tkivima i odgovaraju tako što sekretuju citokine koji aktiviraju fagocite koji iskorenjuju infekciju.<br />

T elijama produkovani citokini takodje stimulišu infekciju.<br />

179


Odgovor i diferencijacija CD4+ T elija je iniciran prepoznavanjem antigena prezentovanog<br />

od strane profesionalnih APCs. Paralelno sa prezentacijom antigena, mikrobi ili neki produkti<br />

urodjenog imuniteta iniciraju urodjeni imuni odgovor. Ovo rezultira stimuliacijom APCs da<br />

ekspresuju visok nivo kstimulatora (B7-1 i B7-2) što predstavlja drugi signal <strong>za</strong> aktivaciju T elija<br />

i produkciju IL-12 koji stimuliše difrencijaciju T elija.<br />

Odgovor CD8+ T elja je takodje iniciran prepoznavanjem antigena koji su iska<strong>za</strong>ni preko<br />

profesionalnih APCs, ali neke karakteristike ih ine razliitim od drugih T elija. Prvo, antigeni<br />

koji se prepoznaju od strane CD8+ T elija moraju biti u citoplazmi APCs i to se može dogoditi<br />

ukoliko mikrob direkto inficira APCs. Drugo, diferencijacija naivnih CD8+ T elija u<br />

funkcionalne CTLs može da <strong>za</strong>hteva dodatne signale od CD4+ pomonih elija. U sluaju<br />

kada je jak urodjeni imuni odgovor na mikrobe ili je APCs inficirana, CD4+ T pomone elije<br />

možda nisu potrebne. Medjutim, u sluaju kada je urodjeni imuni odgovor na mikrobe slab i kada<br />

APCs nisu inficirane, kao što je sluaj u latentnim viralnim infekcijama, transplantacijama organa<br />

i tumorima, CD4+ pomone elije su esencijalne <strong>za</strong> punu aktivaciju CD8+ T elija. Pomone T<br />

elije mogu da sekretuju citokine, kao što je IL-2, koji stimuliše proliferaciju i diferencijaciju CD8+<br />

T elija. Antigenom-stimulisane pomone T elije ekspresuju CD40L koji se vezuje <strong>za</strong> CD40 na<br />

APCs i aktivira ove<br />

APCs u smislu<br />

poboljšanja efikasno-<br />

sti u stimulaciji CD8+<br />

T elija.<br />

Slika 5.32. Uloga kostimulatora<br />

i T elija pomonica u<br />

diferencijaciji CD8+ T<br />

limfocita.<br />

Diferencijacija CD8+ T elija u<br />

efektorne citolitine T limfocite (CTL)<br />

<strong>za</strong>hteva prepoznavanje antigena<br />

(signal 1) i dodatne stimuluse (signal<br />

2). Sekundarne signale mogu<br />

obezbediti kostimulatori, kao što je B7<br />

molekul, ekspresovan na<br />

profesionalnim APCs (slika A) ili preko<br />

citokina produkovanih od strane CD4+<br />

T elija pomonica (slika B). CD4+ T<br />

elije pomonice mogu takoe<br />

aktivirati APCs i uiniti ih sposobnim<br />

da stimulišu CTL razvoj, npr.<br />

stimulišui ekspresiju B7 molekula.<br />

180


Pomone T elije takodje promovišu preživljavanje CD8+ T elija, pa prema tome i memorijski<br />

odgovor. Ova uloga CD4+ T elije je prihvaena kao objašnjenje defekta u generisanju CTLs kod<br />

individua inficiranih HIV virusom kod kojih virus inficira i eliminiše jedino CD4+ T limfocite.<br />

5.3.2.2. Klonalna ekspanzija T elija<br />

Nakon što naivne T elije budu izložene antigenu i kostimulatorima u perifernim limfatinim<br />

oganima, one proliferišu uglavnom kao odgovor na autokrino produkovani IL-2. Antigenima-<br />

stimulisane T elije proliferišu u veoma velikom<br />

intenzitetu obezbedjujui ogromnu populaciju<br />

antigen-specifinih limfocita sa kapacitetom I<br />

sposobnostima da se diferencijraju u efektorne<br />

elije (Slika 5.33.).<br />

5.3.2.3. Diferencijacija naivnih CD4+ T elija u efektorne elije<br />

Slika 5.33. Klonalna ekspanzija T elija.<br />

Ekspanzija T elija kao odgovor na infekciju podrazumeva da se neke diferenciraju<br />

u efektorne elije, a neke u memorijske elije, dok mnoge umiru. Kinetika i broj<br />

elija prika<strong>za</strong>ni na slici su tipini <strong>za</strong> odgovor CD8+ T elija u slezini miša <strong>za</strong>raženog<br />

sa virusom.<br />

CD4+ T elije mogu da se diferenciraju u podgrupu efektornih elija koje produkuju razliite i<br />

raznovrsne setove citokina, pa prema tome realizuju i razliite efektorne funkcije (Slika 5.34.).<br />

Jedan od najboljih primera specijali<strong>za</strong>cije adaptivnog imuniteta je sposobnost CD4+ T limfocita da<br />

aktiviraju razliite efektrone mehanizme u odgovoru na razliite mikrobe. Osnova ove specija-<br />

li<strong>za</strong>cije je heterogenost CD4+ T elija ilustrovana prisustvom podgrupa (TH1, TH2) koje se razlikuju<br />

po nainu kako se indukuju, koje citokine produkuju i koje efektorne mehanizme aktiviraju.<br />

Karakteristike TH1 i TH2 podgrupa efektornih T limfocita<br />

Najbolje definisane podgrupe efektornih T elija CD4+ pomone linije su TH1 i TH2 elije, koje se<br />

odlikuju karakteristinim citokinima: IFN- <strong>za</strong> TH1; IL-4 i IL-5 <strong>za</strong> TH2 (Tabela 5.2. i Slika 5.34.).<br />

Populacije pomonih T elija koje se mogu razlikovati na osnovu citokina koje sekretuju su<br />

otkrivene tokom ispitivanja velikog panela kloniranih elijskih linija dobijenih od antigenima-<br />

stimulisanih CD4+ T elja miša. Danas je apsolutno jasno da pojedine T elije mogu da<br />

ekspresuju razliite mešavine citokina i da postoji mogunost postojanja velikog broja<br />

181


subpopulacija sa veom heterogenošu obrazca sekrecije citokina, posebno kod ljudi. Bez obzira<br />

na to, u hroninim imunim reakcijama naješe dominiraju ili TH1 i TH2 populacije. Relativna<br />

proporcija ovih elija indukovana tokom imunog dogovora je glavna determinanta <strong>za</strong>štitne<br />

funkcije i pataloških konsekvenci odgovora. TH1 i TH2 populacije se najjasnije razlikuju preko<br />

citokina koje produkuju (Tabela 5.12. i Slika 5.34.).<br />

Tabela 5.12. Osobine TH1 i TH2 podgrupa CD4 + T elija pomonica<br />

OSOBINA TH1 PODGRUPA TH2 PODGRUPA<br />

Produkcija citokina<br />

IFN- + + + -<br />

IL-4, IL-5, IL-13 - + + +<br />

IL-10 + / - + +<br />

IL-3, GM-CSF + + + +<br />

Ekspresija citokinskih<br />

receptora<br />

IL-12R lanac + + -<br />

IL-18R + + -<br />

Ekspresija hemokinskih<br />

receptora<br />

CCR4 + / - + +<br />

CXCR3, CCR5 + + + / -<br />

Ligandi <strong>za</strong> E- i P-selektin + + + / -<br />

Stimulisani izotipovi<br />

antitela<br />

IgG2a (miš) IgE, IgG1 (miš)<br />

/ IgG4 (ovek)<br />

Aktivacija makrofaga + + + -<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

Do danas nije otkriven ni jedan drugi fenotipski marker koji bi omoguio definitivnu klasifikaciju.<br />

Ove grupe ispoljavaju razlike u ekspresiji razliitih citokinskih receptora, ali ove razliitosti mogu<br />

reflektovati samo aktivacioni status elija i ne moraju biti stabilne. Citokini sekretovani od strane<br />

ovih populacija ne samo da determinišu efektorne funkcije ovih elija, nego takodje participiraju u<br />

razvoju i ekspanziji odredjene podgrupe elija. IFN- sekretovan od strane TH1 elija promoviše<br />

dalje, u autorkinom maniru, diferencijaciju TH1 elija, a inhibiše proliferaciju TH2 elija. Nasuprot<br />

tome, IL-4 produkovan od strane TH2 elija promoviše diferencijaciju ovih elija (kao i nekih<br />

drugih), a inhibiše aktivaciju TH1 elija. Prema tome, svaka podgrupa amplicira sebe samu, a<br />

kros-reguliše u antagonistikom maniru recipronu podgrupu. Iz ovog razloga, kada se imuni<br />

odgovor razvije u pravcu jednog puta postaje poveano polarizovan u tom pravcu, a ekstremno<br />

najvea polari<strong>za</strong>cije je uoena u hroninim infekcijama ili pri hroninom izlaganju antigenima iz<br />

182


okruženja kada je imuna stimulacija perzistenta. Ove populacije pomonih T elija pokazuju<br />

Slika 5. 34. TH1 i TH2<br />

podvrste CD4+ T elija<br />

razliite obrazce migracije do mesta infekcije, što je<br />

posledica razlika u njihovom vezivanju <strong>za</strong> selektine<br />

endotela kapilara, kao i njihovom odgovoru na<br />

razliite hemokine (Tabela 5.12.)<br />

Razvoj TH1 i TH2 pomonih T elija<br />

TH1 i TH2 podgrupe se razvijaju od istog<br />

prekursora koji su naivni CD4+ T limfociti, a obra<strong>za</strong>c<br />

njihove diferencijacije je determinisan stimulusima<br />

prisutnim u ranim fa<strong>za</strong>ma toka imunog odgovora.<br />

Najvažniji stimulusi koji indukuju diferencijaciju su<br />

citokini, sa IL-12 kao glavnim inducerom TH1 elija i<br />

IL-4 kao glavniminducerom TH2 elija (Slika 5.35.).<br />

Isti citokini mogu da funkcionišu i kao faktori rasta i<br />

da prouzrokuju ekspranziju specifinih populacija.<br />

TH1 put diferencijacije je odgovor na mikrobe koji<br />

inficiraju ili aktiviraju makrofage, kao i one koji<br />

aktiviraju NK elije. Diferencijacija antigenima-aktiviranih CD4+ T elija u<br />

TH1 efektore je stimulisana mnogim intracelularnim bakterijama (Listeria), nekim parazitima<br />

(Leishmania) i virusima, i svi oni inficiraju makrofage. Zajednika karakteristika svih ovih<br />

infekcija i uslova imuni<strong>za</strong>cije je što svi mikrobi iniciraju urodjeni imuni odgovor sa produkcijom<br />

IL-12. Neki od mikorba se vežu <strong>za</strong> tzv. Toll-like receptore (TLRs) na makrofagama i dendritskim<br />

elijama i direktno aktiviraju ove elije da sekretuju IL-12 (Slika 5.36.). Drugi mikrobi mogu da<br />

trigeruju sekreciju IL-12 indirektno, na primer, stimulacijom NK elija da produkuju IFN-, koji<br />

potom može povratno da deluje na makrofage i indukuje sekreciju IL-12. T elije mogu dalje da<br />

pojaavaju produkciju IL-12 preko razliitih CD40L na T elijama koji vezuju CD40 na APCs i<br />

stimulišu transkripciju IL-12 gena. Ovaj citokin je glavni i odgovorni citokin u elijama-<br />

posredovanom imunitetu. On se vezuje <strong>za</strong> svoje receptore na antigenima-stimulisanim CD4+ T<br />

limfocitima i aktivira transkripcioni faktor STAT4 koji dalje promoviše diferencijaciju T elija u<br />

TH1 elije (Slika 5.35.). Pored toga, drugi transkripcioni faktor, T-bet, takodje ima kljunu ulogu u<br />

razvoju TH1 elija. T-bet se indukuje delovanjem IFN- te se na taj nain omoguavaju<br />

amplifikacioni mehanizmi <strong>za</strong> odgovore TH1 elija. IFN- takodje promoviše razvoj TH1 elija<br />

183


stimulišui produkciju IL-12 iz makrofaga, kao i ekspresiju funkcionalnih IL-12 receptora na T<br />

limfocitima.<br />

Diferencijacija TH2 populacije se odvija kao odgovor na helminte i alergene koji prouzrokuju<br />

hroninu stimulaciju T elija, veoma esto bez znaajne indukcije urodjenog imunog odgovora ili<br />

atkivacije makrofaga. Di-<br />

ferencijacijaantigenima- stimulisanih T elija u TH2<br />

elije <strong>za</strong>visi od IL-4 koji<br />

funkcioniše preko aktiva-<br />

cije STAT6 transkripcionog<br />

faktora odgovornog <strong>za</strong><br />

razvoj TH2 elija. (Slika<br />

5.35). Drugi transkripci-<br />

oni faktor, GATA-3, tako-<br />

dje ima važnu ulogu u<br />

razvoju TH2 elija, jer sti-<br />

muliše transkripciju gena<br />

<strong>za</strong> citokine koje produkuju<br />

TH2 elije. GATA-3 može<br />

biti produkovan kao odgo-<br />

vor na prepoznavanje anti-<br />

gena, a njegova produkcija<br />

može biti pojaana preko<br />

IL-4, te se tako omoguava<br />

amplifikacija mehani<strong>za</strong>ma<br />

<strong>za</strong> TH2 odgovore.<br />

Slika 5.35. Razvoj TH1 i TH2 podvrsta CD4+ pomonih T elija.<br />

Citokini produkovani u uroenom imunom odgovoru na mikrobe ili rano u adptivnom imunom odgovoru utiu na diferencijaciju naivnih CD4+ T elija<br />

u TH1 i TH2 elije. IL-12 produkovan od strane aktiviranih makrofaga i dendritskih elija, indukuje razvoj TH1 elija preko STAT4-<strong>za</strong>visnog puta. IL-4<br />

koga uglavnom produkuju same T elije, favorizuje indukciju TH2 elija STAT6-<strong>za</strong>visnog puta. Transkripcioni faktor T-bet, produkovan kao odgovor<br />

na IFN- pojaava TH1 odgovor, a GATA-3 je odgovoran <strong>za</strong> diferencijaciju TH2 elije. Drugi citokini koji mogu uticati na diferencijaciju pomonih T<br />

elija nisu prika<strong>za</strong>ni na ovoj slici.<br />

Pored citokina i neki drugi stimulusi mogu da utiu na obra<strong>za</strong>c diferencijacije pomonih T elija.<br />

Ovi stimulusi su koliina antigena i kostimulatora koji su ekpresovani na APCs. Pored toga,<br />

genetika osnova elije domaina je veoma važna determinanta obrazca diferencijacije T elija<br />

184


Efektorne funkcije TH1 i TH2 pomonih T elija<br />

(npr. neki sojevi miševa dobijeni<br />

inbridingom razvijaju odgovore TH2<br />

elija na iste mikrobe koji stimulišu<br />

diferencijaciju TH1 elija kod veine<br />

drugih sojeva).<br />

Slika 5.36. Uloga IL-12 i IFN- u elijamaposredovanom<br />

imunom odgovoru.<br />

APCs sekretuju IL-12 kao odgovor na produkte mikroba kao<br />

što su lipopolisaharidi (LPS). NK elije, T elije i CD40 elije<br />

produkuju IFN-. IL-12 stimuliše diferencijaciju CD4+ T elija<br />

pomonica u TH1 efektorne elije, koje produkuju IFN-, a koji<br />

potom »povratno« aktivira makrofage da fagocitiraju mikrobe i<br />

da sekretuju još više IL-12.<br />

Glavna efektorna funkcija TH1<br />

elija je fagocitima-posredovana odbrana<br />

od infekcije, posebno inicirane<br />

intraceluarnim mikroorganizmima (Slika<br />

5.37.). IFN- produkovan iz TH1 elija<br />

stimuliše mikrobicidnu aktivnost fago-<br />

cita te tako promoviše intracelularnu<br />

destrukciju fagocitovanog mikroba.<br />

IFN-takodje stimuliše produkciju IgG<br />

antitela koje ima sposobnost<br />

opsoni<strong>za</strong>cije i fiksacije komplementa,<br />

ime se promoviše fagocto<strong>za</strong>.<br />

Slika 5.37. Efektorne funkcije TH1 elija.<br />

CD4+ T elije koje se diferenciraju u TH1 elije sekretuju IFN-,<br />

limfotoksine (LT), TNF i IL-2. IFN- deluje na makrofage<br />

poveavajui sposobnost fagocitoze i ubijanja mikroba u<br />

fagolizozomima, a na B limfocitima stimulišu produkciju IgG antitela,<br />

sposobnog da opsonizira mikrobe i promoviše fagocitozu. LT i TNF<br />

aktiviraju neutrofile i stimulišu inflamaciju. IL-2 je autokrini faktor<br />

rasta produkovan od strane TH1 podvrste T elija.<br />

185


Glavna efektorna funkcija TH2 elija je u imunim reakcijama posredovanim IgE i eozinofilima<br />

ili mastocitima (Slika 5.38.). Ove reakcije su indukovane preko IL-4, IL-5 i IL-1. TH2 elije su<br />

odgovorne <strong>za</strong> odbranu od infekcija helmintskim parazitima, kao i <strong>za</strong> alergijske reakcije. Antitela<br />

stimulisana TH2 elijama ne<br />

promovišu fagocitozu, niti efikasno<br />

aktiviraju komponenete sistema<br />

komplementa. Pored toga, nekoliko<br />

citokina koje produkuju TH2 elije<br />

(IL-4, IL-13 i IL-10) antagonizuju<br />

efekte IFN- i inhibišu aktivaciju<br />

makrofaga. Ovo je razlog zbog ega<br />

je razvoj TH2 elija asociran sa<br />

deficijencijom u elijama-<br />

posredovanom imunitetu na<br />

infekcije intracelularnim mikrobima<br />

kao što su Leishmania i<br />

mikobakterija.<br />

5.3.2.4. Diferencijacija naivnih CD4+ T elija u citolitine T elije (CTLs)<br />

Slika 5.38. Efektorne funkcije TH2 elija.<br />

CD4+ T elije koje se diferenciraju u TH2 elije sekretuju IL-4 i<br />

IL-5. IL-4 deluje na B elije i stimuliše ih na produkciju<br />

antitela, kao što je IgE koji se vezuje <strong>za</strong> mastocite. IL-4<br />

deluje i kao autokrini faktor rasta i diferencijacije TH2 elija.<br />

IL-5 aktivira eozinofile. Citokini poreklom iz TH2 elija takoe<br />

inhibišu aktivaciju makrofaga, kao i TH1-posredovane reakcije<br />

Naivne CD8+ T elije se diferenciraju u CTLs koje su efektorne T elije sposobne da prepoznaju i<br />

unište ciljne elije koje ekspresuju strane antigene peptide asocirane sa klasom I MHC molekula.<br />

Diferencijacija pre-CTLs elija u aktivne CTL elije ukljuuje »sklapanje i ukljuivanje« mašinerije<br />

sposobne da omogui uništavanje inficirane ciljne elije. Najspecifinije obeležje CTLs difere-<br />

ncijacije je razvoj membranski-ve<strong>za</strong>nih citoplazmatinih granula koje sadrže proteine, ukljuujui<br />

perforine i granizime, a ija je funkcija da unište druge elije. Signali koji stimulišu diferencijaciju<br />

naivnih CD8+ T elija u CTLs su antigen, kostimulatori i pomone T elije.<br />

186


5.3.3. Migracija efektornih T elija i drugih leukocita na mesto gde je antigen<br />

Efektorne T elije migriraju na mesto infekcije i ostaju na tom mestu (Slika 5.39.).<br />

Da bi se inicirala efikasna efektorna fa<strong>za</strong> elijama-<br />

posredovanog imuniteta, efektorne elije treba da<br />

dodju u kontakt sa fagocitom ili inficiranom<br />

elijom koja prezentuje antigene, inicijatore odgo-<br />

vora. Da bi locirali mikrobe na bilo kom mestu, T<br />

elije koje su se razvile u limfoidnim organima, kao<br />

što su limfni vorovi, i ušle u cirkulaciju, treba da<br />

napuste vaskularni prostor i da stignu do mesta<br />

infekcije. Usmerena migracija efektornih T limfo-<br />

cita na mesto infekcije je deo generalnog procesa<br />

regrutacije leukocita na mesto infekcije, a kao neto<br />

rezultat je razvijanje lokalne inflamatorne reakcije.<br />

Migracija leukocita do mesta infekcije je stimulisana<br />

citokinima koji indukuju ekspresiju adhezionih<br />

molekula na endotelijalnim elijama, kao i<br />

hemotaksiju leukocita (Slika 5.39.). Citokini se<br />

produkuju od strane makrofaga i endotelnih elija<br />

stimulisanih produktima mikroba, a i kasnije u<br />

reakciji odgovora T limfocita na antigen. Najvažniji<br />

citokini u ovoj reakciji su TNF, IL-1 i hemokini.<br />

Efektorni T limfociti ekpresuju adhezione molekule i<br />

hemokinske receptore koji promovišu migraciju<br />

elija do mesta infekcije i inflamaciju. Ova migracija<br />

je posredovana istim adhezionim molekulima,<br />

selektinima i integrinima, odgovornim <strong>za</strong> migraciju<br />

leukocita kroz ctokinima-aktivirani endotel.<br />

Slika 5.39. Migracija i <strong>za</strong>ostajanje (retencija) efektornih i memorijskih T<br />

elija na mestu infekcije.<br />

Prethodno aktivirane efektorne i memorijske T elije migriraju kroz endotel koji je<br />

aktiviran preko citokina (npr. TNF) produkovanih na mestu infekcije. U<br />

ekstravaskularnim tkivima T elije koje specifino prepoznaju antigen su aktivirane i<br />

<strong>za</strong>držane, dok se T elije koje ne prepoznaju antigen vraaju u cirkulaciju, uglavnom<br />

preko limfatinih sudova (nije poka<strong>za</strong>no na slici).<br />

187


Migracija efektornih T elija iz cirkulacije do perifernih mesta infekcije je u najveoj meri i najveem<br />

broju sluajeva ne<strong>za</strong>visna od antigena, ali elije koje prepoznaju antigen u ekstravaskularnom tkivu<br />

imaju tendenciju da se tu i <strong>za</strong>drže (Slika 5.39.). Migracija elija kroz krv i limfatine sudove je<br />

kortrolisana uglavnom adhezionim molekulima, a ne vezivanjem <strong>za</strong> antigene receptore. Prema<br />

tome, proces migracije rezultira regrutovanjem cirkulišuih efektornih T elija na meto infekcije,<br />

bez obzira na antigenu specifinost. Ova adheziono-<strong>za</strong>visna migracija osigurava da e maksimalno<br />

mogui broj prethodno aktiviranih T elija imati mogunost da locira mikrob koji je inicirao<br />

infekciju i da iskoreni infekciju. Neke memorijske elije takodje migriraju u periferna tkiva, ak i u<br />

odsustvu infekcije i pretražuju/ispituju tkivo na mikrobe.<br />

5.3.4. Efektorni mehanizmi elijama-posredovanog imuniteta<br />

Nakon migracije efektornih T elija na periferna mesta infekcije ili izlaganja antigenima, one<br />

prepoznaju antigen <strong>za</strong> koji poseduju specifine receptore i aktiviraju se kako bi bile spsobne da<br />

izvršavaju svoje efektorne fukcnije. U elijama-posredovanom imunitetu glavna efektorna funkcija<br />

CD4+ T elija je da stimuliše mikrobicidnu aktivnost makrofaga i drugih leukocita, dok je glavna<br />

efektorna funkcija CD8+ CTLs da ubijaju inficiranu eliju i aktivišu fagocitozu.<br />

5.3.4.1. T-elijama posredovana aktivacija makrofaga i drugih leukocita<br />

Aktivirani makrofagi su efektorne elije imuniteta posredovanog elijama i funkcionišu u smislu<br />

eliminacije fagocitovanih mikroorgani<strong>za</strong>ma. Monociti se regrutuju iz krvi u tkiva u kojima se izlažu<br />

signalima koji potiu od TH1 efektornih elija i CD8+ efektornih elija, a kao odgovor na antigen u<br />

tkivu. Ove interakcije rezultiraju transformacijom monocita u aktivirane makrofage koji su<br />

sposobni da unište mikrobe. Aktivacija se sastoji u kvantitativnim promenama ekspresije<br />

razliitih proteina koji na kraju aktiviraju makrofag omoguujui mu kapacitet da obavlja neke<br />

funkcije koje ne mogu biti izvedene monocitom.<br />

Stimulusi <strong>za</strong> aktivaciju makrofaga<br />

CD4+ TH1 i CD8+ T elije aktiviraju makrofage preko kontaktom-posredovanih signala omoguenih<br />

/isporuenih preko CD40L-CD40 interakcija, kao i preko citokina IFN- (Slika 5.40. i Tabela 5.13.).<br />

Kada su efektorne TH1 elije i CD8+ T elije stimulisane antigenima one sekretuju citokine,<br />

najviše IFN-, i ekspresuju CD40L. IFN- je glavni citokin koji aktivira makrofage, i to samostalno,<br />

ili funkcionišui <strong>za</strong>jedno sa LPS, ili sa CD40 signalima, pri emu pokree neke druge imune<br />

188


odgovore. Neophodnost CD40L-CD40 interakcije <strong>za</strong> aktivaciju makrofaga osigurava da su<br />

makrofagi koji prezentuju antigen T elijama (tj. makrofagi koji nose intracelularne mikrobe)<br />

takodje makrofagi koji e biti najefikasnije aktivirani T elijama. U nekim sluajevima, CD8+ T<br />

elije mogu da aktiviraju makrofage istim mehanizmima i sa istim funkcionalnim<br />

rezultatom. Ovo se dešava ukoliko T elije prepoznaju antigene mikroba prisutne u citosolu<br />

Efektorne funkcije akiviranih makrofaga<br />

antigen-prezentujuih makrofa-<br />

ga. Isti proces se inicira i<br />

bakterijskim LPS u reakcijama<br />

urodjenog imunog sistema, što<br />

ukljuuje iste biohemijske<br />

puteve kao CD40 i stimuliše NK<br />

elije da sekretuju IFN-.<br />

Slika 5.40. Aktivacija i funkcionisanje<br />

makrofaga u elijama-posredovanom<br />

imunitetu<br />

Makrofagi se aktiviraju interakcijom CD40L-CD40 i<br />

preko IFN- , i tako aktivirani ubijaju mikrobe, stimulišu<br />

inflamaciju i poveavaju antigen-prezentujui kapacitet<br />

elija.<br />

Kao odgovor na CD40 signale i IFN-, poveava se produkcija razliitih aktivnih molekula koji e<br />

uestvovati u efektornim reakcijama uništavanja mikroba. Ligacija CD40 aktivira transkripcione<br />

faktore NF-kappaB i AP1, a IFN- aktivira transkripcione faktore STAT1 i IRF-1. Kao rezultat ovih<br />

signala aktivirani makrofagi produkuju poveanu koliinu proteina odgovornih <strong>za</strong> efektorne<br />

funkcije ovih elija u imunom odgovoru posredovanom elijama (Slika 5.40. i Tabela 5.13.).<br />

Tabela 15. 13. Aktivacija i funkcija makrofaga u elijama-posredovanom imunitetu<br />

ODGOVOR MAKROFAGA ULOGA U ELIJSKOM IMUNOM ODGOVORU<br />

Produkcija reaktivnog kiseoninog<br />

posrednika, azot oksida, poveava nivo<br />

lizozomalnih enzima<br />

Sekrecija citokina<br />

( TNF, IL-1, IL-2)<br />

Uništavanje mikroba u fagolizozomima<br />

( efektorna funkcija makrofaga)<br />

TNF, IL-1: regrutacija leukocita<br />

(inflamacija)<br />

IL-12: diferencijacija TH1, produkcija IFN-<br />

Poveana ekspresija B7 kostimulatora Poveana aktivacija T elija (amplifikacija)<br />

MHC molekula<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

189


Efektorne funkcije aktiviranih makrofaga ukljuuju sledee:<br />

Aktivirani makrofagi ubijaju fagocitovani mikrob uglavnom produkujui mikrobicidne<br />

reaktivne kiseonine radikale/intermedijere, azot-oksid i lizozomalne enzime (ovi mehani<strong>za</strong>mi su<br />

detaljno objašnjeni u poglavlju o Efektornim mehanizmima urodjenog imunog odgovora). Aktivacija<br />

makrofaga poveava potrošnju kiseonika i vodi ka produkciji reaktivnih kiseoninih radikala i<br />

azot oksida koji su veoma potentni mikrobicidni agensi koji se produkuju u lizozomima i sposobni<br />

su da ubiju ingestirane mikrobe. Pored toga, aktivirani makrofagi sadrže poveanu koliinu<br />

lizozomalnih enzima koji uništavaju fagocitovani mikroorgani<strong>za</strong>m nakon fuzije fagozoma sa<br />

lizozomima. Pored toga, reaktivni kiseonini radikali, azot oksid i lizozomalni enzimi mogu biti<br />

otpušteni u okolno tkivo gde takodje ubijaju mikrobe, ali ekstracelularne, ali mogu prouzrokovati i<br />

ošteenje normalnog, neinficiranog tkiva.<br />

Aktivirani makrofagi stimulišu akutnu inflamaciju preko sekrecije citokina, uglavnom TNF, IL-<br />

1 i hemokina, kao i kratko-živeih lipidnih medijatora kao što su trombocita-aktivirajui faktor,<br />

prostaglandini i leukotrijeni. Kolektivno delovanje ovih makrofagima produkovanih citokina i<br />

lipidnih medijatora prouzrokuje lokalnu inflamatornu reakciju bogatu neutrofilima sposobnim<br />

da fagocituju i unište infektivne organizme.<br />

Aktivirani makrofagi (i neutrofili) uklanjanju izumrla tkiva u cilju facilitiranja opravka nakon<br />

kontrolisane infekcije. Oni indukuju formiranje oporavljenog tkiva i produkcijom faktora rasta koji<br />

stimulišu proliferaciju fibroblasta (trobocitima-produkovani faktor rasta; engl. Platelet-Derived<br />

Growth Factor - PDGF); sintezu kolagena (transformišui faktor rasta engl. Transforming<br />

Growth Factor- TGF-) i formiranje novih krvnih sudova ili angiogenezu (faktor rasta fibroblasta;<br />

engl. Fibroblast Growth Factor - FGF). Prema tome, aktivirani makrofagi imaju funkciju<br />

«endogenog hirurga« koji »obradjuje« rane, eliminiše antigen i sanira inflamatornu reakciju.<br />

Uloga TH2 elija i eozinofila u odbrani uperenoj protiv helminata<br />

TH2 elije indukuju inflamatorne reakcije u kojima dominiraju eozinofili i mastociti (Slika 5.38.).<br />

Ovaj tip imunog odgovora fukcioniše u smislu eliminacije infekcije i<strong>za</strong>zvane helmintima, a takodje<br />

može imati ulogu i u odbrani uperenoj protiv nekih ektoprazita. Helminti su previše veliki da bi<br />

bili fagocitirani i rezistentniji su od veine bakterija i virusa na mikrobicidne efektorne mehanizme<br />

aktiviranih makrofaga. Imuni odgovor uperen protiv helminata se sastoji uglavnom od TH2 elija<br />

koje sekretuju IL-4, IL-5 i IL-13. IL-4 i IL-13 stimulišu produkciju IgE antitela koja su specifini<br />

opsonini helminata. IL-5 aktivira eozinofile koji se razliitim Fc receptorima (specifinim <strong>za</strong> <br />

teški lanac) vezuju <strong>za</strong> IgE-obložene helminte. Vezivanje aktivira eozinofile i oni oslobadjaju sadržaj<br />

svojih granula (tzv. degranulacija eozinofila), ukljuujui veliki bazini protein i veliki<br />

190


katjonski protein, koji imaju spsobnost da unište ak i veoma vrst integument helminta.<br />

Mastociti takodje ekspresuju Fc receptor i reaguju na IgE-asocirane antigene<br />

degranulacijom. Granule mastocita sadrže vasoaktivne amine, citokine kao što je TNF, kao i<br />

lipidne medijatore koji indukuju lokalnu inflamatornu reakciju. Pored navedenih efektornih<br />

reakcije, TH2 elije inhibišu elijama-posredovani imuni odgovor preko citokina koji supresuju<br />

aktivaciju makrofaga (videti ranije u poglavlju o Citokinima). Ova uloga TH2 elija se ostvaruje<br />

sekrecijom IL-4 i IL-13 koji deluju kao antagonisti IFN-, te tako blokiraju T elijama-<br />

posredovanu aktivaciju makrofaga, ali i preko sekrecije IL-10, koji direktno inhibiše aktivaciju<br />

makrofaga.<br />

5.3.4.2. Mehanizmi CTL-posredovanog uništavanja inficiranih elija<br />

Intracelularni mikrobi koji se na neki nain nadju izvan fagozoma ne mogu biti eliminisani T<br />

elijama-posrednom aktivacijom fagocita. Jeidni nain da se iskoreni uspostavljna infekcija ovim<br />

mikrobima je ubijanje inficirane elije citolitinim T limfocitima (CTLs). Ovo ubijanje inficirane<br />

elije od strane CTLs je antigen specifino i kontakt-<strong>za</strong>visno. CTLs ubijaju ciljne elije koje ekspre-<br />

suju iste antigene (asocirane <strong>za</strong> klasu I molekula) koji<br />

su inicirali proliferaciju i diferencijaciju pre-CTLs, ali ne<br />

ubijaju okolne neinficirane elije koje ne ekpresuju ovaj<br />

antigen. I ne samo to, nego ak ni CTLs same nisu<br />

ošteene tokom ubijanja ciljne elije koja ekspresuje<br />

antigen. Ova specifinost u funkcionisanju CTLs<br />

osigurava da normalne elije ne budu ubijene u CTLs-<br />

reakciji protiv inficiranih elija. Ovo visoko-specifino<br />

ubijanje se dešava zbog toga što je aktivnost CTLs<br />

inicirana fizikim kontaktom sa njihovim targetnim<br />

elijama i usmerena je ka ciljnoj eliji. Proces ubijanja<br />

ciljne elije od strane CTLs se sastoji od prepoznavanja<br />

antigena, aktivacije CTLs, »isporuivanja smrtonosnog<br />

dodira/udara« koji ubija ciljnu eliju i otpuštanja CTLs<br />

(Slika 5.41.).<br />

Slika 5.41. Faze u CTLs / posredovanoj lizi ciljnih elija.<br />

CTLs prepoznaju antigen-ekspresujue ciljne elije i aktiviraju se, što rezultira oslobaanjem<br />

granula iji je sadržaj smrtonosan <strong>za</strong> ciljne elije. Formiranjem konjugata izmeu CTL i ciljne<br />

elije takoe <strong>za</strong>hteva interakciju izmeu akcesorne molekule (LFA-1, CD 8) na CTL i<br />

specifinih liganada na ciljnim elijama (nije prika<strong>za</strong>no).<br />

191


Prepoznavanje antigena i aktivacija CTLs<br />

CTLs se vezuju <strong>za</strong> ciljnu eliju koristei receptor <strong>za</strong> antigen i akcesorne molekule, kao što su CD8<br />

i LFA-1 integrin. Da bi bila efikasnije prepoznata od strane CTLs, ciljna elija mora da ekspresuje<br />

klasu I MHC molekula u kompleksu sa peptidima (kompleks ima ulogu liganda <strong>za</strong> receptor na T<br />

elijama i CD8 koreceptor), kao i intercelularni adhezioni molekul-1 (glavni ligand <strong>za</strong> LFA-1<br />

integrin). U konjugatu, CTL-ciljna elija, receptor <strong>za</strong> antigen na CTL prepoznaje MHC-asocirani<br />

peptid na ciljnoj eliji. Ovo prepoznavnja indukuje grupisanje/klastering (engl. clustering)<br />

receptora na T elijam u sinapsu i generiše biohemijske signale koji aktiviraju CTL. Biohemijski<br />

signali su identini onima kojima se aktiviraju T elije pomonice (videti ranije u tekstu o<br />

prepoznavanju i aktivaciji T limfocita). Kostimulatori i citokini koji su neophodni <strong>za</strong> diferencijaciju<br />

naivnih CD8+ elija, nisu neophodni <strong>za</strong> iniciranje funkcje CTLs, odnosno <strong>za</strong> uništavanje ciljne<br />

elije. Prema tome, kada su CD8+ specifine <strong>za</strong> dati antigen diferencirane u potpuno funkcionalne<br />

CTLs, one mogu ubiti/uništiti bilo koju nukleiranu eliju koja iskazuje antigen.<br />

Ubijanje ciljne elije od strane CTLs<br />

Nakon prepoznavanja targeta od strane CTLs, narednih nekoliko minuta, targetna elija prolazi<br />

kroz promene koje e indukovati njenu smrt apoptozom. Smrt ciljne elije nastupa 2 do 6 sati i to<br />

ak i ako se CTL odvoji od ciljne elije, pa stoga CTLs »isporuuju smrtonosan dodir/udar/hitac«<br />

(engl. »kiss and death« contact) koji rezultira citolizom cilje elije, te ona umire. Osnovni mehani<strong>za</strong>m<br />

CTL-posredovane citolize je isporuivanje citotoksinih proteinskih granula koje e inicirati apoptozu<br />

ciljne elije (Slika 5.42.).<br />

Slika 5.42. Aktivacija i funkcija<br />

makrofaga u elijama-posredovanom<br />

imunitetu<br />

Citolitini T limfociti (CTLs) ubijaju target<br />

elije preko dva glavna mehanizma:<br />

(1) Perforin se egzocitozira u CTL<br />

granulama, polimerizuje se i gradi poru u<br />

plazma membrani ciljnih elija. Granzimi<br />

se takoe egzocitiraju u CTL granulama,<br />

ulaze u ciljne elije preko perforinskih pora<br />

i indukuju apoptozu ciljne elije.<br />

Fas ligand (FasL) se ekspresuje na<br />

aktiviranim CTL, vezuje Fas na površini<br />

ciljnih elija i indukuje apoptozu<br />

192


Kada receptor <strong>za</strong> antigen na citotoksinim T limfocitima (CTL) prepozna MHC-asocirane<br />

peptide na ciljnoj eliji, citoskelet CTL se reorganizuje tako da se mikrotubularno organizovani<br />

centar CTL pomera u zonu citoplazme blizu kontakta sa ciljnom elijom. Takodje, citoplazmatine<br />

granule CTL se nakupljaju i koncentrišu u istom regionu, membrana granula se fuzioniše sa<br />

membranom CTL, a fuzija membrana rezultira egzocitozom granula na površinu ciljne elije.<br />

Granule CTLs i NK elija sadrže nekoliko molekula koji uestvuju u elijskoj apoptozi:<br />

granizimi A, B i C (koji su serin-proteaze koje »seku« protein nakon aspartatskih ostataka);<br />

perforini (molekul koji je homolog komponenti C9 sistema komplementa i koji narušava<br />

strukturu membrane, engl. membrane-perturbing molecule); serglicin (sulfatovani proteoglikan<br />

koji ima ulogu da poveže kompleks granizima i perforina). I granizimi i perforini su neophodni<br />

<strong>za</strong> efikasno ubijanaje ciljne elije. Poznato je da perforini mogu funkcionisati i u olakšavanju<br />

isporuivanja granizima na membranu ciljne elije, ali nema potvrde o preciznom mehanizmu.<br />

Prema jednom modelu, perforini se mogu polimerizovati i formirati vodene pore na membrani<br />

ciljne elije kroz koje granizimi mogu da udju u ciljnu eliju, ali nije potvrdjeno da je ovaj proces<br />

kritian <strong>za</strong> CTL-posredovano ubijanje ciljne elije. Prema dugom modelu, kompleks granizima,<br />

perforina i serglicina se izbaci/ispali na ciljnu eliju i internalizuje se u endozome receptorom-<br />

posredovanom endocitozom Perforin može da deluje na endozomalnu membranu u smislu<br />

olakšavanja otpuštanja granizima u citoplazmu ciljne elije. Granizimi dospeli u citoplazmu<br />

cepaju razliite substrate i inicraju apoptotiku smrt ciljne elije. Neki granizimima indukovani<br />

signalni putevi koji posreduju u apoptozi ukljuuju kaspaze, a neki ne (npr. granizim B aktivira<br />

kaspazu-3, dok se smatra da granizimi A i C indukuju apoptozu u maniru ne<strong>za</strong>visnom od<br />

kaspa<strong>za</strong>).<br />

Još jedan mehani<strong>za</strong>m CTLs-posredovanog uništavanja ciljnih elija je interakcija<br />

membranskih molekula na CTLs i targetnim elijama. Nakon aktivacije CTLs ekspresuju Fas<br />

ligand - FasL, membranski protein, koji se se vezuje <strong>za</strong> svoj ciljni protein, Fas protein,<br />

ekspresovan na mnogim tipovima elija. Ova interakcija aktivira signaling preko kaspa<strong>za</strong> i<br />

indukuje se apopto<strong>za</strong> ciljnje elije.<br />

U infekcijama uzrokovanim intracelularnim mikrobima ubilaka aktivnost CTLs je veoma<br />

važna <strong>za</strong> iskorenjivanje rezervoara infekcije. Pred toga, kaspaze aktivirane granizimima i FasL<br />

cepaju mnoge supstrate (nukleoproteine, enzime koji degradiraju DNK), ali ne prave razliku<br />

izmedju proteina mikroba i proteina elije domaina. Prema tome, aktiviranjem puteva<br />

apoptotike smrti u ciljnoj eliji CTLs može da inicira destrukciju mikrobijalne DNK, kao i genoma<br />

ciljne elije, i na taj nain eliminiše potencijalno infektivnu DNK. Nakon isporuivanja letalnog<br />

udarca CTLs se odvaja od ciljne elije. Ovaj proces može biti facilitiran smanjenjem afiniteta<br />

193


akcesornih molekula <strong>za</strong> njihove ligande i esto se dešava ak i pre nego što ciljna elija pone da<br />

umire. CTLs nije ošteena tokom procesa ubijanja ciljne elija. Najverovatniji razlog tome je što<br />

usmerena/dirigovana egzocito<strong>za</strong> granula isporuuje sadržaj granula na/u ciljnu eliju, udaljeno<br />

od CTLs.<br />

Sumirano, CD8+s CTLs ubijaju elije koje ekspresuju peptide derivate citosolnih antigena (npr.<br />

viralnih antigena) prezentovane klasom I MHC molekula. CTLs-posredovano ubijanje se ostvaruje<br />

u najveoj meri egzocitozom granula sa granizimima i perforinima. Perforini olakšavanju ula<strong>za</strong>k<br />

granizima u citoplazmu ciljne elije, a granizimi aktiviraju nekoliko signalnih puteva koji »vode« u<br />

apoptozu.Pored toga, CTLs ekspresuju FasL koji vezuje Fas protein na membrani ciljnih elija i<br />

aktivira signalne puteve koji iniciraju apoptozu cilje elije<br />

194


5.4. EFEKTORNI MEHANIZMI HUMORALNOG IMUNOG ODGOVORA<br />

Humoralni imunitet je posredovan sekretovanim antitelim i njegova fiziološka funkcija je odbrana<br />

uperena protiv ekstracelularnih mikroorgani<strong>za</strong>ma i njihovih toksina. Tipovi mikroba protiv kojih<br />

su upereni mehanizmi humoralnog imunog odgovora su razne ekstracelularne bakterije, gljive, pa<br />

ak i obligatni intracelularni mikrobi kao što su virusu koji su target <strong>za</strong> anititela pre nego što<br />

inficiraju elije domaina ili ukoliko se sekretuju iz inficirane elije. U ovom poglavlju e biti dat<br />

pregled efektornih mehani<strong>za</strong>ma koje koriste antitela da eliminišu antigene. Sama struktura<br />

antitela, kao i proces produkcije antitela od strane B limfocita opisan je ranije (delovi 3 i 4).<br />

5.4.1. Pregled humoralnog imunog sistema<br />

Efektorne funkcije antitela su neutrali<strong>za</strong>cija i eliminacija infektivnih mikroba i njihovih<br />

toksina, Fc-receptor <strong>za</strong>visna<br />

fagocito<strong>za</strong> i opsoni<strong>za</strong>cija i<br />

aktivacija sistema komplementa<br />

(Slika. 5.43.). Antitelima-posredo-<br />

vana eliminacija antigena <strong>za</strong>hteva<br />

prisustvo drugih efektornih sistema<br />

kao što su fagociti i sistem<br />

komplementa. Pre nego što budu<br />

opisane pojedini efektorni meha-<br />

nizmi korisno je sumirati<br />

najvažnije karakteristike efekto-<br />

rnih funkcija antitela.<br />

Slika 5.43. Efektorne funkcije antitela.<br />

Antitela protiv mikroba (i njihovih toksina, ali oni ovde nisu<br />

prika<strong>za</strong>ni) neutrališu ove štetne agense; opsonizuju ih <strong>za</strong><br />

fagocitozu i od antitela-<strong>za</strong>visnu elijama-posredovanu citotoksinost,<br />

kao i aktivaciju komplementa. Ove razliite<br />

efektorne funkcije mogu biti posredovane razliitim<br />

izotipovima antigena.<br />

195


Antitela produkuju B limociti i plazma elije limfoidnih organa i kosne srži, ali antitela<br />

obavljaju svoje efektorne funkcije na mestima udaljenim od mesta njihove produkcije.<br />

Anitetela koja posreduju <strong>za</strong>štitni imunitet mogu biti produkovana od strane dugo-živeih<br />

plazma elija generisanih prethodnim susretom sa antigenom, i/ili u sekundarnom imunom<br />

odgovoru aktivacijom memorijskih B elija.<br />

Mnoge efektorne funkcije antitela su posredovane teškim lancem konstantnog regiona<br />

imunoglobulina (Ig) molekula, a razliiti izotipovi teškog lanca Ig obavljaju razliite efektorne<br />

funkcije (Tabela 5.14.).<br />

Iako su mnoge efektorne funkcije antitela posredovane konstantnim regionom teškog lanca<br />

Ig, sve ove funkcije su inicirane/«trigerovane« vezivanjem antigena <strong>za</strong> varijabilni region.<br />

IZOTIP<br />

ANTITELA<br />

IgG<br />

IgM<br />

I<br />

gA<br />

IgE<br />

IgD<br />

Tabela 5.14. Funkcije antitela<br />

IZOTIP- SPECIFINA EFEKTORNA FUNKCIJA<br />

Opsoni<strong>za</strong>cija antigena, pre njihove fagocitoze makrofagama<br />

ili neutrofilima<br />

Aktivacija klasinog puta komplementa<br />

Antitelo- <strong>za</strong>visna elijama- posredovana citotoksinost<br />

(posredovana NK elijama i makrofagama)<br />

Neonatalni imunitet: transport antitela majke kroz placentu i<br />

creva<br />

Inhibicija aktivacije B elija mehanizmom povratne sprege<br />

Aktivacija klasinog puta komplementa<br />

Receptor <strong>za</strong> antigene na naivnim B limfocitima<br />

Mukozni imunitet: sekrecija IgA u lumen gastrointestinalnog i<br />

respiratornog trakta<br />

Antitelo-<strong>za</strong>visna elijama- posredovana citotoksinost, koja<br />

ukljuuje eozinofile<br />

Degranulacija mastocita (neposredna reakcija<br />

hipersenzitivnosti)<br />

Receptor <strong>za</strong> antigene na naivnim B limfocitima<br />

(ova funkcija je posredovana preko membranski<br />

ve<strong>za</strong>nog a ne sekretovanog antiela)<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

5.4.2. Neutrali<strong>za</strong>cija mikroba i njihovih toksina<br />

Antitela protiv mikroba i njihovih toksina blokiraju vezivanje ovih mikroba i toksina <strong>za</strong> elijske<br />

receptore (Slika 5.44.). Na ovakav nain, antitela inhibišu ili “neutrališu” infektivne mikorobe.<br />

196


Mnogi mikrobi ulaze u eliju organizma domaina vezujui se svojim površinskim molekulima <strong>za</strong><br />

proteine elije domaina. Na primer virus gripa koristi svoj hemaglutininski omota da inficira<br />

respiratorni epitel, dok gram-<br />

negativne bakterije koriste<br />

specifine izraštaje <strong>za</strong> “<strong>za</strong>ka-<br />

ivanje” i inficiraju razno-<br />

vrsne elije domaina. Anti-<br />

tela koja se vezuju <strong>za</strong> ovakve<br />

strukture interferiraju i re-<br />

mete sposobnost mikroba da<br />

interaguju sa elijskim rece-<br />

ptorima. U nekim slua-<br />

jevima samo mali broj<br />

molekula antitela može da se<br />

veže <strong>za</strong> mikorbe i indukuje<br />

konformacione promene na<br />

površini mikroba koje spre-<br />

avaju mikrobe da se vežu <strong>za</strong><br />

receptore elije domaina.<br />

Slika 5.44. Neutrali<strong>za</strong>cija mikroba i<br />

njihovih toksina antitelima.<br />

A – Antitela spreavaju vezivanje mikroba <strong>za</strong><br />

elije i prema tome blokiraju sposobnost mikroba<br />

da inficiraju eliju domaina.<br />

B – Antitela inhibišu širenje mikoba od inficirane<br />

elije.<br />

C - Antitela blokiraju vezivanje toksina <strong>za</strong> elije,<br />

te prema tome inhibišu patološke efekte toksina.<br />

Antitelima-posredovana neutrali<strong>za</strong>cija mikroba i toksina <strong>za</strong>hteva jedino antigen-vezujui region<br />

antitela. Ovakva neutrali<strong>za</strong>cija može biti posredovana antitelima bilo kog izotipa u cirkulaciji i<br />

mukoznim sekretima, a eksperimentalno može biti posredovana sa Fab ili F(ab’)2 fragmentima<br />

specifinih antetala. Veina antitela <strong>za</strong> neutrali<strong>za</strong>ciju u krvi su IgG izotipa, dok su u mukoznim<br />

organima to IgA izotip. Najefikasnija antitela <strong>za</strong> neutrali<strong>za</strong>ciju su ona koja imaju visoki afinitet <strong>za</strong><br />

svoje antigene. Ovakva antetela visokog afiniteta <strong>za</strong> svoje antigene se produkuju u procesu<br />

197


afinitetne maturacije. Mnoge profilaktike vakcine funkcionišu tako što stimulišu produkciju<br />

neutrališuih antetela visokog-afiniteta (Tabela 5.15.).<br />

Tabela 5.15. Vakcinom-indukovan humoralni imunitet<br />

INFEKTIVNA BOLEST VAKCINA MEHANIZAM ZAŠTITE IMUNITETA<br />

Polio Oralna aplikacija oslabljenog polio<br />

virus<br />

Neutrali<strong>za</strong>cija virusa mukoznim IgA<br />

antitelima<br />

Tetanus, difterija Toksoidi Neutrali<strong>za</strong>cija toksina sistemskim IgG<br />

antitelima<br />

Hepatitis A i B Rekombinanti proteini virusnog Neutrali<strong>za</strong>cija virusa sistemskim IgG<br />

omotaa<br />

antitelima<br />

Konjugovana vakcina, sastavljena Opsoni<strong>za</strong>cija i fagocito<strong>za</strong> posredovana<br />

Pneumonia i<strong>za</strong>zvana od bakterijskih lipopolisaharida IgM i IgG antitelima, direktno ili<br />

pneumokokama, Haemophylus kapsule i proteina<br />

sekundarno ( preko aktivacije<br />

komplementa)<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

5.4.3. Antitelima-posredovana opsoni<strong>za</strong>cija i fagocito<strong>za</strong><br />

Antitela IgG izotipa oblažu (opsonizuju) mikrobe i promovišu njihovu fagoctozu vezujui se <strong>za</strong> Fc<br />

receptor fagocita. Mononukelarni fagociti i neutrofili ingestuju mikrobe i pripremaju ih <strong>za</strong><br />

intraelijsko ubijanje i degradaciju. Ovi fagociti ekspresuju površinske receptore koji direktno<br />

vezuju mikrobe i fagocitiraju ih ak i bez prisustva anitetela, što je jedan od mehani<strong>za</strong>ma<br />

urodjenog imuniteta (videti poglavlje 5.2.). Efikasnost ovog procesa je veoma poveana ukoliko<br />

fagociti mogu da vezuju partikule sa velikim afinitetom (Slika 5.45.). Mononukearni fagociti i<br />

neutrofili ekspresuju receptor <strong>za</strong> Fc deo IgG antitela kojim se specifino vezuju <strong>za</strong> antitelima-<br />

obložene (opsonizovane) partikule. Mikrobi takodje mogu biti opsonizovani i sa C3b produktom<br />

aktivacije sistema komplementa i fagocitirane od strane leukocita koji se vezuju <strong>za</strong> C3b.<br />

Slika 5.45. Neutrali<strong>za</strong>cija mikro-ba i<br />

njihovih toksina antitelima.<br />

A – Antitela odredjenih IgG podklasa koja se<br />

vezuju <strong>za</strong> mikrobe bivaju prepoznata od strane<br />

Fc receptora na fagocitima. Signalni putevi od Fc<br />

receptora promovišu fagocitozu opsonizovanog<br />

mikroba i aktiviraju fagocite da unište fagocitovani<br />

mikrob.<br />

198


5.4.3.1. Fc receptor fagocita<br />

Fc receptor na leukocitima promoviše fagocitozu opsonizovanih partikula i daje/emituje signale koji<br />

stimulišu mikrobicidne aktivnosti leukocita. Fc receptori <strong>za</strong> razliite izotipove teškog lanca Ig su<br />

ekpresovani na mnogim leukocitima i imaju veoma raznovrsne funkcije (Tabela 5.16.).<br />

Tabela 5.16. Leukocitarni Fc receptori<br />

FcR AFINITET ZA IMUNOGLOBULIN DISTRIBUCIJA ELIJA FUNKCIJA<br />

FcRI<br />

(CD64)<br />

FcRIIA<br />

(CD32)<br />

FcRIIB<br />

(CD32)<br />

FcRIIIA<br />

(CD16)<br />

FcRIIIB<br />

(CD16)<br />

Visok (Kd ~ 10 -9 M); vezuje IgG1 i IgG3;<br />

može vezivati monomer IgG<br />

Makrofage, neutrofili;<br />

kao i eozinofili<br />

Ni<strong>za</strong>k (Kd ~ 0.6 - 2.5 x 10 -6 M) Makrofage, neutrofili;<br />

Eozinofili, trombociti<br />

Fagocito<strong>za</strong>; aktivacija fagocita<br />

Fagocito<strong>za</strong>; aktivacija elija<br />

(neefikasna)<br />

Ni<strong>za</strong>k (Kd ~ 0.6 - 2.5 x 10 -6 M) B limfociti Inhibicija B elija mehanizmom<br />

povratne sprege<br />

Ni<strong>za</strong>k (Kd ~ 5 x 10 -5 M) NK elije Antitelo- <strong>za</strong>visna elijama<br />

posredovana citotoksinost<br />

Ni<strong>za</strong>k (Kd ~ 0.6 - 2.5 x 10 -6 M);<br />

GPI- ve<strong>za</strong>ni protein<br />

FcRI Visok (Kd ~ 10 -10 M);<br />

vezuje monomer IgE<br />

FcRII<br />

(CD23) Ni<strong>za</strong>k (Kd ~ 10 -7 M)<br />

FcR<br />

(CD89)<br />

Neutrofili, druge elije Fagocito<strong>za</strong><br />

(neefikasna)<br />

Mastociti, bazofili,<br />

eozinofili<br />

B limfociti, eozinofili,<br />

Langerhansove elije<br />

elijska aktivacija<br />

(degranulacija)<br />

Nepoznata<br />

Ni<strong>za</strong>k (Kd ~ 10-6 M) Neutrofili, eozinofili,<br />

monociti<br />

Aktivacija elija ?<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

Od svih ovih receptora oni koji su najvažniji <strong>za</strong> fagocitozu opsonizovanih partikula su receptori <strong>za</strong><br />

teški lanac IgG nazvani Fc. Fagocito<strong>za</strong> IgG-obloženih partikula je posredovana vezivanjem Fc<br />

dela molekule antitela koje je opsonizovalo mikrob <strong>za</strong> Fc receptor fagocita. Podtipovi IgG koji se<br />

najbolje vezuju <strong>za</strong> ove receptore (IgG1 i IgG3) e najefikasnije promovisati fagocitozu. Vezivanje<br />

opsonizovanih partikula <strong>za</strong> Fc receptor fagocita, posebno FCRI aktivira fagocite razliitim<br />

signalima ostvarenim od Fc receptora ukljuivanjem razliitih signalnih puteva. Posledica je<br />

aktivranje tirozin kina<strong>za</strong> u fagocitima koje stimulišu produkciju mikrobicidnih molekula. Pored<br />

toga, stimuliše se fagocitna oksida<strong>za</strong>, enzim koji katalizuje intracelularno generisanje reaktivnih<br />

kiseoninih intermedijera koji su toksini <strong>za</strong> fagocitovane mikrobe. Pored toga, leukociti sa<br />

aktiviranim Fc receptorom sekretuju hidrolitike enzime i reaktivne kiseonine intermedijere u<br />

eksternalno okruženje te su na taj nain sposobni da uništavaju mikrobe koji su previše veliki<br />

199


da bi bili fagocitirani. Ovi isti toksini produkti mogu oštetiti i okolno, neinficirano tkivo<br />

organizma domaina, te je ovaj mehani<strong>za</strong>m antitelima-posredovanog ošteenja tkiva veoma važan<br />

kod bolesti hipersenzitivnosti.<br />

Ekspresija FCRI na makrofagama je stimulisana IFN- Izotipovi antetela koja najbolje<br />

vezuju FCreceptore su produkovana kao rezultat IFN-posredovane stimulacije “swhitchinga”<br />

izotipova. Pored toga, kao što je ranije pomenuto (poglavlje 5.3.) IFN- direktno stimuliše<br />

mikrobicidnu aktivnost makrofaga, te je stoga IFN- odlian primer citokina koji ima multiple efe-<br />

kte koji funkcionišu kooperativno u jednom mehanizmu odbrane, eliminaciji mikroba fagocitozom.<br />

5.4.3.2. elijama-posredovana citotoksinost koja <strong>za</strong>visi od antitela<br />

NK elije i drugi leukociti se preko Fc receptora vezuju <strong>za</strong> antitelima-obložene elije i uništavaju ih.<br />

Ovaj proces se naziva od antitela-<strong>za</strong>visna elijama-posredovana citotoksinost (engl. Antibody-<br />

Dependent Cell-mediated Cytotoxicity – ADCC). Prvi put je opisana kao funkcija NK elija koje<br />

koriste svoj Fc receptor, FcRIII, da se vežu <strong>za</strong> antitelima-obložene elije. FcRIII je receptor malog<br />

afiniteta koji vezuju grupisane IgG molekule na površini elije, ali ne vezuje slobodne, cirkulišue<br />

monomenre IgG. Prema tome, ADCC se ispoljava iskljuivo ukoliko je elija obložena molekulima<br />

antitela, a slobodni, cirkulišui plazma IgG monomer, niti aktivira NK elije, niti kompetituje<br />

efektivno sa IgG grupisanim na površini elija u vezivanju <strong>za</strong> FcRIII. Zauzimanje FcRIII sa<br />

antitelima-obloženim elijama aktivira NK elije da sintetišu i sekretuju citokine (IFN-), kao i da<br />

izbacuju sadržaj kojim se posreduje ubilaka funkcija ovih elija (videti ranije u poglavlju 5.2.).<br />

Eozinofili posreduju specijalan<br />

tip ADCC uperen protiv nekih<br />

helmintskih parazita (Slika<br />

5.46.).<br />

Slika 5.46. Od antitela <strong>za</strong>visna elijamaposredna<br />

citotoksinost.<br />

A – Antitela odredjenih IgG podklasa koja se vezuju <strong>za</strong><br />

elije (inficirane elije) i Fc region ve<strong>za</strong>nog antitela biva<br />

prepoznat od strane Fcg receptora NK elija. NK elije<br />

se aktiviraju i ubijaju antitelima-obloženu eliju.<br />

B – IgE anitetla se vezuju <strong>za</strong> helmintske parazite, a Fc<br />

region ve<strong>za</strong>nog antitela biva prepoznat od strane Fc<br />

repceptora na eozinofilima. FcRI-indukovani signalni<br />

putevi aktiviraju odgovor eozinofila u smislu izbacivanja<br />

saržaja njihovih granula kojima se ubijaju paraziti.<br />

200


Helminti su previše veliki da bi bili “progutani” od strane fagocita, a njihov integument je relativno<br />

rezistentan na mikrobicidne produkte neutrofila i makrofaga, ali oni mogu biti ubijeni baznim<br />

proteinom prisutnim u granulama eozinofila. IgE oblaže helminte, a eozinofili mogu da se vežu <strong>za</strong><br />

IgE preko svojih Fc receptora, FcRI. Eozinofili se aktiviraju preko FcRI-indukovanih signala i<br />

otpuštaju sadržaj svojih granula, što kulminira ubijanjem helminta.<br />

5.4.4. Sistem komplementa<br />

Sistem komplementa je jedan od najvažnijih efektornih mehani<strong>za</strong>ma humoranog imuniteta, a<br />

takodje je veoma važan efektorni mehani<strong>za</strong>m i urodjenog imuniteta (videti ranije u poglavlju 5.2.).<br />

Sistem komplementa se sastoji od proteina u serumu/plazmi i na površini elija koji interaguju me-<br />

djusobno, kao i sa drugim molekulama imunog sistema u veoma visoko-regulisanom i koordinisanom<br />

maniru. Proteini sistema komplementa su plazma proteina koji su normalno neaktivni, a<br />

aktiviraju se pod odredjenim uslovima i generišu produkte koji posreduju razliite efektorne<br />

funkcije komplementa.<br />

Nekoliko karakteristika aktivacije komplementa su esencijalne <strong>za</strong> njegovo normalno fukcionisanje:<br />

Aktivacija kompementa ukljuuje sekvencionalno-posledine-kaskadne proteolize proteina<br />

kako bi se generisali enzimi sa proteolitikom aktivnošu. Kaskadni tip proteolize<br />

omoguava neverovatno veliku amplifikaciju zbog toga što svaki enzimski molekul koji je<br />

generisan/aktiviran u jednoj fazi može da generiše multiple-aktivirane enzimske molekule<br />

u narednoj fazi.<br />

Produkti aktivacije komplementa dobijaju sposobnost da se kovalentno vežu <strong>za</strong> površinu elije<br />

mikroba ili antitelo ve<strong>za</strong>no <strong>za</strong> mikrobe ili <strong>za</strong> druge antigene. U cirkulišuoj formi (fluidnoj<br />

fazi) proteini komplementa su ili inaktivni ili prolazno aktivni (na sekunde), a oni postaju<br />

stabilno aktivni nakon što se <strong>za</strong>kae <strong>za</strong> mikrobe ili antitela. Mnogi produkti razgradnje<br />

komponenti sistema komplementa se takodje kovalnetno vezuju <strong>za</strong> mikrobe i antitela.<br />

Aktivacija komplementa je inhibisana regulatornim proteinima koji su prisutni na normalnoj<br />

eliji domaina, a nema ih na površini elija mikroba. Regulatorni proteini su adaptacija<br />

normalnih elija koja minimizira komplementom-posredovana ošteenja elija domaina.<br />

Mikorbima nedostaju ovi regulatorni proteini, te to dozvoljava aktivaciju komplementa koja<br />

se dešava na površini mikroba.<br />

201


5.4.4.1. Putevi aktivacije komplementa<br />

Postoje tri osnovna puta aktivacije komplementa: klasini put, koji se aktivira odredjenim<br />

izotipovima antitela ve<strong>za</strong>nim <strong>za</strong> antigene; alternativni put, koji se aktivira molekulama i/ili grupama<br />

molekula na površinim elija mikoba i u odsustvu antitela; lektinski put, koji se aktivira vezivanjem<br />

plazma lektina <strong>za</strong> manozne ostatke na mikobima (videti Sliku 5.26. u poglavlju ). Iako su putevi<br />

aktivacije komplementa razliiti, svi oni generišu enzimske komplekse koji su sposobni da<br />

“cepaju” najizraženiji protein sistema komplementa C3. Kao što je ranije napomenuto, alternativni<br />

i lektinski put su efektorni mehanizmi urodjenog imuniteta, dok je klasini put aktivacije<br />

komplementa efektorni mehani<strong>za</strong>m adaptivnog imuniteta.<br />

Centralni dogadjaj u aktivaciji komplemeta je proteoli<strong>za</strong> komplementnog proteina C3 da bi se<br />

generisao biološki aktivan produkt, a potom posledino kovalentno vezivanje C3b koji je produkt C3<br />

<strong>za</strong> površinu mikroba ili antitelo ve<strong>za</strong>no <strong>za</strong> antigen (Slika 5.47.). Aktivacija sistema komplementa se<br />

sastoji od ranijih fa<strong>za</strong> koje rezultiraju proteolizom C3, i kasnijih fa<strong>za</strong> koje vode formaciji prote-<br />

inskog kompleksa koji lizira<br />

eliju. U ranijim fa<strong>za</strong>ma<br />

aktivacije komplementa gene-<br />

rišu se dva proteolitika<br />

produkta C3, tzv. C3a i C3b<br />

(prema konvenciji proteolitiki<br />

produkti se identifikuju malim<br />

slovima u sufiksu, pri emu se<br />

“a” odnosi na manji produkt, a<br />

“b” na vei).<br />

Slika 5.47. Ranije faze - “koraci” aktivacije<br />

komplemenata u alternativnom i klasinom<br />

putu.<br />

Alternativni put (A) se aktivira vezivanjem C3b <strong>za</strong><br />

razliite površine, kao što je mikrobijalni elijski zid.<br />

Klasini put (B) je iniciran vezivanjem C1 <strong>za</strong><br />

antigen-antitelo kompleks. C3b nastaje dejtvom C3<br />

konvertaze, vezuje se <strong>za</strong> elijske površine mikroba<br />

ili <strong>za</strong> antitela i postaje komponenta enzima koji<br />

cepaju C5 (C5 konvertaze) i iniciraju kasnije korake<br />

aktivacije komplementa. Kasniji koraci oba puta su<br />

isti (nije prika<strong>za</strong>no na slici), a i aktivacija<br />

komplemenata preko oba puta ima iste funkcije.<br />

202


C3b se kovalentno vezuje <strong>za</strong> površinu elije mikroba ili <strong>za</strong> molekulu antitela, te se tako aktivira a<br />

potom vezuje ostale proteinske kompontente sistema komplementa, aktivira ih i iniciraju se<br />

kasnije faze u aktivaciji sistema komplementa.<br />

Alternativni put<br />

Alternativni put aktivacije komplementa rezultira proteolizom C3 i stabilnim vezivanjem produkta<br />

C3b <strong>za</strong> površinu elija mikroba (Slika 5.48. i Tabela 5.17.). Solublilni C3 u plazmi normalno poka-<br />

zuje sporu i spontanu hidrolizu sopstvenih internalnih tioestarskih ve<strong>za</strong>, što vodi formiranju C3b.<br />

Mala koliina nastalog produkta<br />

C3b može kovalentno da se vezuje<br />

<strong>za</strong> površinu elija mikroba. Na<br />

površini mikroba C3b vezuje Faktor<br />

B (plazma protein) koji se cepa<br />

delovanjem serin-proteaze iz plazme<br />

koja se zove Faktor D i generiše se<br />

fragment Bb koji ostaje <strong>za</strong>kaen <strong>za</strong><br />

C3b, a manji fragment, Ba, se<br />

otpušta. Kompleks C3bBb je C3<br />

konverta<strong>za</strong> alternativnog puta i<br />

funkcioniše tako da cepa još više<br />

molekula C3. Bez obzira što se<br />

formira u kaskadnom putu, C3b i<br />

dalje može da formira kompleks sa<br />

Bb koji je sposoban da razlaže još<br />

više C3 molekula.<br />

Slika 5.48. Alternativni put aktivacije komplementa.<br />

Solubilni C3 u plazmi pokazuje sporu i spontanu hidrolizu<br />

sopstvenih internalnih tioestarskih ve<strong>za</strong>, što vodi formaciji<br />

fluidne-faze C3 konvertaze i formiranju C3b. Kada je C3b<br />

odložen na površinu mikroba, vezuje se <strong>za</strong> faktor B i obrazuje<br />

alternativni put C3 konvertaze. Ova konverta<strong>za</strong> cepa C3 i<br />

produkuje sve više C3b, koji se vezuje <strong>za</strong> mikrobijalne<br />

površine i uestvuje u formiranju C5 konvertaze. C5<br />

konverta<strong>za</strong> cepa C5 i nastaje C5b, što predstavlja inicijalni<br />

dogaaj u kasnijim koracima aktivacije komplemenata.<br />

203


Prema tome C3 konverta<strong>za</strong> alternativnog puta amplifikuje aktivaciju komplementa bilo da se<br />

aktivira alternativnim ili klasinim putem. Kada se C3 razgradi, C3b ostaje <strong>za</strong>kaen <strong>za</strong> eliju, a<br />

C3a se otpušta i ima specifine biolške aktivnosti.<br />

PROTEIN STRUKTURA<br />

Tabela 5.17. Proteini Alternativnog puta aktivacije komplementa<br />

C3 185 kD (-subjedinica 110<br />

kD; -subjedinica 75 kD)<br />

KONCENTRACIJA<br />

SERUMA (g/ml) FUNKCIJA<br />

1000-1200<br />

C3b vezuje se <strong>za</strong> površinu mikroba, gde<br />

funkcioniše kao opsonin i kao komponenta C3 i<br />

C5 konverta<strong>za</strong>.<br />

C3a stimuliše inflamaciju (anafilatoksin)<br />

Faktor B 93 kD monomer 200 Bb je serin protea<strong>za</strong> i aktivan enzim C3 i C5<br />

konverta<strong>za</strong><br />

Faktor D 25 kD monomer<br />

I<br />

1-2 Serin proteaze iz plazme razdvajaju faktor B,<br />

kada je on ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> C3b<br />

Properdin Gradi ga više od etiri 56 kD 25 Stabili<strong>za</strong>cija C3 konverta<strong>za</strong> (C3bBb) na površini<br />

subjedinica<br />

mikroba<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

Stabilna aktivacija alternativnim putem odvija se na površini elija mikroba, ali ne na sisarskim<br />

elijama. Ukoliko se i formira C3bBb na elijama sisara rapidno se degradira i reakcija se <strong>za</strong>vršava<br />

delovanjem nekoliko regulatornih proteina. Nedostatak ovih regulatornih proteina na elijama<br />

mikroba dozvoljava vezivanje i aktivaciju C3 konvertaze alternativnog puta. Pored navdenih, još<br />

jedan protein alternativnog puta, properdin, može da se veže i stabilizuje C3bBb kompleks.<br />

Takodje, neke molekule C3b generisane u toku alternativne aktivacije mogu da se vezuju <strong>za</strong><br />

konvertazu i grade C3bBb3b kompleks koji funkcioniše kao C5 konverta<strong>za</strong> alternativnog puta<br />

i cepa C5 inicirajui kasnije faze aktivacije komplementa.<br />

Klasini put<br />

Klasini put aktivacije komplementa se inicira vezivanjem komplementarnog proteina C1 <strong>za</strong> CH2<br />

domen IgG molekule ili Ch3 domen IgM molekule koje su ve<strong>za</strong>le antigen (Slika 5.49. i Tabela 5.18).<br />

C1 je veliki multimerni proteinski kompleks koji se sastoji od C1q, C1r i C1s subjedinica, pri<br />

emu se C1q vezuje <strong>za</strong> antitelo, a C1r i C1s su proteaze. C1 subjedinica se sastoji od šest lanaca<br />

radijalno rasporedjenih u obliku koji je slian kišobranu, a svaki lanac ima globularnu glavu<br />

pove<strong>za</strong>nu sa kolegenu-slinim ramenom <strong>za</strong> centralnu dršku (Slika 5.50.). Ovi heksameri obavljaju<br />

funkciju prepoznavanja i vezuju se specifino <strong>za</strong> Fc region i nekih teških lanaca. Svaki Fc<br />

region Ig ima jedinstveno C1q-vezujue mesto i svaki C1q molekul mora da veže dva teška lanca<br />

204


Ig kako bi postao aktivan. Ovaj <strong>za</strong>htev objašnjava <strong>za</strong>što samo ve<strong>za</strong>na antitela, a ne i slobodna,<br />

cirkulišua, mogu da iniciraju klaian put aktivacije komplmenta (Slika 5.51.). Zbog toga što sva-<br />

Slika 5.49. Klasini put aktivacije komplemenata.<br />

Kompleks antigen-antitelo, koji aktivira klasini put, može biti solubilan, fiksiran <strong>za</strong> površinu<br />

elija, ili odložen u ekstracelularnom matriksu. Klasini put se inicira vezivanjem C1 <strong>za</strong><br />

kompleks antigen-antitelo, što vodi produkciji C3 i C5 konvertaze ve<strong>za</strong>ne <strong>za</strong> površinu, gde<br />

je odloženo antitelo. C5 konverta<strong>za</strong> cepa C5 i poinju kasniji koraci aktivacije<br />

komplemenata.<br />

ka molekula IgG ima samo<br />

jedan Fc region, vei broj<br />

molekula IgG moraju biti<br />

<strong>za</strong>jedno pre nego što se veže<br />

C1q, a IgG molekule e biti u<br />

grupi jedino ako su ve<strong>za</strong>le<br />

multivalente antigene. Iako je<br />

cirkulišui, slobodni IgM<br />

pentamer, ne vezuje C1q zbog<br />

toga što njegov Fc region ne<br />

dostupan ukoliko antigen nije<br />

ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> IgM molekulu.<br />

Slika 5.50. Struktura C1 subjedinice proteina C1.<br />

C1q sastoji se od šest identinih subjedinica organizovanih tako<br />

da formiraju centralnu osnovu i simetrino projektovane radijalne<br />

grane. Globularna glava na kraju svake grane (obeleženo sa H)<br />

predstavlja kontakt region <strong>za</strong> imunoglobuline. Dva C1r i dva C1s<br />

formiraju tetramer, locirani su izmeu radijalnih grana C1q. Na<br />

krajevima C1r i C1s nalaze se katalitiki domeni<br />

205


C1r i C1s su serin-esteraze koje formiraju tetramer koji sadrži po dve molekule od svakog.<br />

PROTEIN STRUKTURA<br />

Tabela 5.18. Proteini Klasinog puta aktivacije komplementa<br />

KONCENTRACIJA<br />

U SERUMU (g/ml) FUNKCIJA<br />

C1 (C1qr2s2) 750 kD Inicijacija klasinog puta<br />

C1q<br />

460 kD; heksamer<br />

izgraen iz 3 para<br />

lanaca (22, 23, 24 kD)<br />

75-150<br />

Vezuje Fc fragment antitela <strong>za</strong> koji je ve<strong>za</strong>n antigen<br />

C1r 85 kD dimer 50 Serin protea<strong>za</strong>, razdvaja C1s i ini je aktivnom<br />

C1s 85 kD dimer 50 Serin protea<strong>za</strong>, razdvaja C4 i C2<br />

C4<br />

210 kD, trimer izgraen<br />

od 97- 75- i 33-kD<br />

lanaca<br />

300-600<br />

C4b se kovalentno vezuje <strong>za</strong> površinu mikroba ili elija,<br />

<strong>za</strong> koje je ve<strong>za</strong>no antitelo i komplement je aktiviran<br />

C4b vezuje C2, pri cepanju sa C1s<br />

C4a stimuliše inflamaciju (anafilatoksin)<br />

C2 102 kD monomer 20 C2b je serin protea<strong>za</strong>, koja funkcioniše kao aktivan<br />

enzim C3 i C5 konverta<strong>za</strong>, pri razdvajanju C3 i C5<br />

C3 Videti predhodnu tabelu<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

Vezivanje dve ili više globularne glave C1q <strong>za</strong> Fc region IgG ili IgM vodi enzimskoj aktivaciji<br />

asociranog C1r koji se cepa i aktivra C1s (Slika 5.50.).<br />

Aktivirani C1s cepa naredni protein u kaskadi, C4, i<br />

generiše C4b i C4a (manji fragment koji se otpušta). C4b je<br />

homolog C3b i vezuje u kompleks naredni protein, C2, koji<br />

se cepa delovanjem C1s na C2b fragment koji ostaje<br />

stabilno fiziki asociran u kompleksu sa C4b, kao i<br />

solubilni fragment Ca koji se otpušta. Kompleks C4b2b je<br />

C3 konverta<strong>za</strong> klasinog puta i ima sposobnost da<br />

proteolitiki razlaže C3.<br />

Slika 5.51. Vezivanje C1 <strong>za</strong> Fc fragment IgM i IgG.<br />

C1 se mora ve<strong>za</strong>ti <strong>za</strong> <strong>za</strong> dva ili tri Fc fragmenta da bi postao atkivan i da bi se inicirala kaskada<br />

komplemenata. Fc fragmenti pentamernog IgM nisu dostupni <strong>za</strong> C1 (A). Posle vezivanja IgM <strong>za</strong><br />

površinu <strong>za</strong> koju su ve<strong>za</strong>ni antigeni, dolazi do promene oblika što ini dostupnim Fc i omoguava<br />

vezivanje i aktivaciju C1. Solubilni IgG ne mogu aktivirati C1 zbog toga što imaju samo jedan Fc<br />

region (C), ali posle vezivanja <strong>za</strong> površinske elijske antigene Fc fragment IgG može ve<strong>za</strong>ti i<br />

aktivirati C1 (D).<br />

206


Vezivanje kompleksa C4b2b <strong>za</strong> C3 je posredovano C4b komponentom, a proteoli<strong>za</strong> C3 je<br />

katlizovana C2b komponenetom. Cepanjem C3 se pomera i otpušta manji C3a fragment, a C3b<br />

formira kovalentne veze ili sa površinom elije ili antitelom <strong>za</strong> koje gde je aktivacija komplementa<br />

inicirana. Kad se C3b »smesti« može da vezuje faktor B (ukljuivanje i alternativnog puta) i da<br />

generiše više molekula C3 konvertaze. Neto efekat multiplih enzimatskih fa<strong>za</strong> i amplifikacije je da<br />

jedan jedini molekul C3 konvertaze generiše i »smešta« stotine ili hiljade novih molekula C3b na<br />

površinu elije na kojoj je inicirana aktivacija komplementa. Kljuni korak i alternativnog i<br />

klasnog puta je potpuno isti: C3 molekula alternativnog puta je homolog C4 molekuli u<br />

klasinom putu, a faktor B alternativnog je homolog molekulu C2 klasinog puta aktivacije. Slino<br />

kao i u alternativnom, neke C3b molekule generisane u klasinom putu aktivacije komplementa<br />

mogu da se vežu <strong>za</strong> konvertazu i formiraju kompleks C4bC2b3b koji funkcioniše kao C5<br />

konverta<strong>za</strong> klasinog puta (cepa C5 i inicira kasnije faze aktivacije komplementa).<br />

Lektinski put<br />

Lektinski put aktivacije komplementa se inicira u odsustvu antitela, vezivanjem mikrobijalnih<br />

polisaharida <strong>za</strong> cirkulišue lektine kao što je mano<strong>za</strong>-vezujui lektin (engl. Mannose Binding<br />

Lectin – MBL) koji je pominjan u poglavlju 5.2. MLB se vezuje <strong>za</strong> ostatke manoze na<br />

polisaharidima, a pošto je po strukturi veoma slian C1q inicira kaskadu sistema komplementa<br />

ili tako što aktivira C1r-C1s enzimski kompleks (kao C1q) ili tako što se asocira sa drugim<br />

serin-porotea<strong>za</strong>ma koje se zovu sa manoznime-vezujuim-proteinom-asocirane serin<br />

esteraze koje cepaju C4. Sem što se aktivira u odsustvu antitela, ostali deo puta je potpuno isti.<br />

Kasnije faze u aktivaciji komplementa<br />

C5 konverta<strong>za</strong> koja je generisana inicira aktivaciju komponenti koje se nalaze dalje/kasnije u nizu.<br />

PROTEIN STRUKTURA<br />

Tabela 5.19. Proteini kasnijih fa<strong>za</strong> aktivacije komplementa<br />

KONCENTRACIJA<br />

U SERUMU (g/ml) FUNKCIJA<br />

C5 190 kD, dimer izgraen 80 C5b inicira formiranje MAC; C5a stimuliše inflamaciju (anafilatoksin)<br />

C6 110 kD; monomer 45 Komponenta MAC-a: vezuje se <strong>za</strong> C5b i prihvata C7<br />

C7 110 kD dimer 90 Komponenta MAC-a: vezuje se <strong>za</strong> C5b,6 i ugrauje se u lipidne membrane<br />

C8 115 kD trimer 60 Komponenta MAC-a: vezuje se <strong>za</strong> C5b,6,7 i inicira vezivanje i polimeri<strong>za</strong>ciju C9<br />

C9 79 kD, monomer 60 Kom. MAC-a: vezuje se <strong>za</strong> C5b,6,7,8 i polimerizuje, te se formira pora u membrani<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

207


C5 konverta<strong>za</strong> generisana alternativnim, klasinim i lektinskim putem, inicira proteine u daljem<br />

nizu komponenti sistema komplementa, tako da aktivacija kasnijih fa<strong>za</strong> kuliminira formiranjem tzv.<br />

MAC molekula (engl. Membrane Attack Complex), odnosno citocidalnog kompleksa koji napada<br />

membranu (Tabela 5.19. i Slika 5.52.). Konverta<strong>za</strong> C5 cepa C5 u mali C5a fragment koji se otpušta<br />

i C5b fragment (dvolanani) koji ostaje ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> proteine komplementa smeštene na površini<br />

elije. Ostale komponente proteinske kaskade, C6, C7, C8 i C9 su strukturno pove<strong>za</strong>ni proteini i<br />

nemaju enzimsku aktivnost. C5 prolazno održava komformaciju koja je sposobna da poveže<br />

naredne proteine kaskade, C6 i C7. Tako nastaje C5b, 6, 7 kompleks, a njegova hidrofobna<br />

komponenta, C7, se »ubacuje/umee« u lipidni dvosloj elijske membrane, gde postaje<br />

receptor visokog afiniteta <strong>za</strong> jedan C8 molekul. C8 protein je trimerni molekul gradjen od tri<br />

lanca, od kojih se jedan vezuje <strong>za</strong> C5b, 6, 7 kompleks; dok se drugi insertuje u lipidni dvosloj<br />

elijske membrane. Ovako stabilno umetnut C5b, 6, 7, 8 kompleks (C5b-8) ima limitiranu<br />

sposobnost lize elija. Formiranje potpunog aktivnog MAC je omogueno vezivanjem C9,<br />

finalne komponenete kaskade komplementa, <strong>za</strong> C5b-8 kompleks. C9 komponenta<br />

komplementa je serumski protein homolog perforinima pronadjenim u citolitinim T limfocitima<br />

i NK elijama (videti poglavlje 5.3.), a polimerizuje se na mestu gde je ve<strong>za</strong>n C5b-8 kompleks,<br />

formirajui pore u plazma membrani.<br />

Slika 5.52. Kasnije faze – “koraci” aktivacije komplemenata i formiranje MAC.<br />

C5 konverta<strong>za</strong> cepa C5 i nastaje C5b, koji se vezuje <strong>za</strong> konvertazu. C6 i C7 se vezuju<br />

sekvencijalno, pa se C5b,6,7 kompleks direktno ubacuje u lipidni dvosloj plazma<br />

membrane, što je praeno insercijom C8. Više od 15 molekula C9 može se potom<br />

polimerizovati oko kmpleksa i formirati MAC, koji gradi poru u membrani i indukuje lizu<br />

elije. C5a osloboen proteolizom C5 stimuliše inflamaciju.<br />

208


Pore koje se formiraju na membrani elije na kojoj je došlo do aktivacije komplementa su veliine<br />

oko 100 u dijametru (Slika 5.53.) i dozvojavaju slobodan prola<strong>za</strong>k vode i jona. Ula<strong>za</strong>k vode<br />

dovodi do osmotskog bubrenja elije i rupture elije na kojoj je MAC smešten. Nukleirane elije su<br />

otporne na rupturu, ali MAC formiran na njihovoj membrani može da uzrokuje apoptozu,<br />

5.4.4.2. Receptori <strong>za</strong> proteine komplementa<br />

verovatno zbog toga što se poveava koncentraciju<br />

citoplazmatinog kalcijuma jer on ulazi kroz MAC<br />

iz spoljašnje sredine gde ga ima mnogo više nego u<br />

eliji.<br />

Slika 5.53. Struktura MAC u elijskoj membrani.<br />

A - Prikaz elektronskom mikrografijom. Lezije se sastoje od rupa dijametra oko 100 <br />

koje formiraju poli-C9 tubularni kompleks.<br />

B - Zbog poreenja su prika<strong>za</strong>ne membranske lezije indukovane na ciljnim elijama<br />

preko CTL i polimerizovanog perforina. Lezije (B) su morfološki sline (A), sa nešto<br />

veim dijametrom ( oko 160A).<br />

C - Model organi<strong>za</strong>cije subjedinica MAC. Transmembranski region se sastoji od 12 do<br />

15 molekula C9 organizovanih u tubularnu strukturu, sa dodatkom pojedinanih<br />

molekula C6, C7 i C8 i lanaca. C5b, C5b, C8 formiraju dodatak koji se<br />

projektuje iznad transmembranske pore.<br />

Mnoge funkcije sistema komplementa se ostvaruju vezivanjem fragmenata komplementa <strong>za</strong><br />

specifine memebranske receptore ekspresovane na razliitim tipovima elija (Tabela 5.20.).<br />

Tabela 5.20. Receptori <strong>za</strong> fragmente C3<br />

RECEPTOR LIGAND ELIJSKA DISTRIBUCIJA FUNKCIJA<br />

Tip 1 CR (CR1, CD35) C3b > C4b > iC3b<br />

Tip 2 CR (CR2, CD21) C3d, C3dg > iC3b<br />

Mononuklearni fagociti,<br />

nutrofili, B i T elije,<br />

eritrociti, eozinifili, FDCs<br />

B limfociti, FDCs,<br />

nasofaringealni epitelijum<br />

Tip 3 CR (CR3, Mac-1, CD11b/CD18) iC3b, ICAM-1 Mononukearni fagociti,<br />

neutrofili, NK elije<br />

Tip 4 CR (CR4, p150/95, CD11c/CD18) iC3b Mononukearni fagociti,<br />

neutrofili, NK elije<br />

Fagocito<strong>za</strong>; išenje imunih kompleksa;<br />

promocija disocijacije C3 konvertaze delujui kao<br />

kofaktor <strong>za</strong> cepanje C3b,C4b<br />

Koreceptor <strong>za</strong> aktivaciju B elija;<br />

»Pratilac« antigena u germinativnim centrima<br />

Fagocito<strong>za</strong>;<br />

Adhezija leukocita <strong>za</strong> endotelijum preko ICAM-1<br />

Fagocito<strong>za</strong> ???<br />

elijska adhezija ???<br />

CR (engl. Complement Receptor) – receptor komplementa; CCPR (engl. Complement Control Protein Repeat) – protein koji kontroliše ponavljanje proteina komplementa;<br />

FDCs (engl. Follicular Dendritic Cells) – folikularne dendritske elije; ICAM-1 (engl. IntraCellular Adhesion Molecule-1) – intraelijski adhezioni molekul<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

209


5.4.4.3. Regulacija aktivacije komplementa<br />

Aktivacija kaskade komplementa i stabili<strong>za</strong>cija aktivnih proteina komplementa je veoma precizno I<br />

regulisana da bi se prevenirala aktivacija komplementa na normalnim elijama organizma domaina,<br />

kao i da bi se limitiralo trajanje aktvacije komplementa na elijama mikroba i antigen-antitelo<br />

kompleksima. Regulacija aktivacije komplementa je posredovana preko nekolikko cirkulišuih<br />

proteina, kao i pojedinim proteinima ve<strong>za</strong>nim <strong>za</strong> elijsku membranu (Tabela 5.21.).<br />

Tabela 5.21. Regulatori aktivacije komplementa<br />

RECEPTOR DISTRIBUCIJA INTERAGUJU SA FUNKCIJA<br />

C1 inhibitor (C1 INH)<br />

Faktor I<br />

Faktor H<br />

C4-vezujui protein (C4BP)<br />

Membranski kofaktorni protein<br />

(MCP, CD46)<br />

Faktor koji ubr<strong>za</strong>va raspadanje<br />

(engl. Decay-Accelerating Factor – DAF)<br />

CD59<br />

Protein plazme<br />

(konc 200 g/ml) C1r, C1s<br />

Protein plazme<br />

(konc 35 g/ml) C4b, C3b<br />

Protein plazme<br />

(konc 480 g/ml) C3b<br />

Protein plazme<br />

(konc 300 g/ml) C4b<br />

Leukociti; epitelijalne elije;<br />

endotelijalne elije C3b, C4b<br />

elije krvne loze; epitelijalne<br />

elije; endotelijalne elije<br />

C4b2b<br />

C3bBb<br />

Inhibitor serin-protea<strong>za</strong>; vezuje se <strong>za</strong> C1r i C1s i<br />

disocira ih od C1q<br />

Serun-protea<strong>za</strong>; razlaže C3b i C4b koristei kao<br />

kofaktore: faktor H, MCP, C4BP ili CR1<br />

Vezuje C3b i izmešta Bb;<br />

Kofaktor je <strong>za</strong> faktorom I–posredovano cepanje C3b<br />

Vezuje C4b i izmešta C2b;<br />

Kofaktor je <strong>za</strong> faktorom I–posredovano cepanje C4b<br />

Kofaktor je <strong>za</strong> faktorom I–posredovano<br />

cepanje C3b i C4b<br />

Izmešta C2b od C4b, kao i Bb od C3b<br />

(ubr<strong>za</strong>va disocijaciju C3 konverta<strong>za</strong>)<br />

elije krvne loze; epitelijalne<br />

elije; endotelijalne elije C7, C8 Blokira vezivanje C9 i prevenira formiranje MAC<br />

CR (engl. Complement Receptor) – receptor komplementa; MAC (engl. Membrane Attack Complex) – kompleks koji napada/atakuje membranu;<br />

(preuzeto iz Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology)<br />

Mnogi od ovih proteina, kao i neki proteini klasinog i alternativnog puta aktivacije komplementa<br />

pripadaju familiji koja se zove regulatori aktivnosti komplementa (engl. Regulators of Complement<br />

Activity - RCA) i kodirani su homologim i ve<strong>za</strong>nim genima. Aktivacija komplementa mora biti<br />

regulisana iz dva razloga. Prvi: mali nivo aktivacije komplementa ide spontano, te ako se dozvoli<br />

da ova aktivacija ide dalje do normalnih elija, rezultat e biti ošteenje normalnih elija i tkiva.<br />

Drugo: ak i kada je komplement aktiviran onda kada je neophodan, aktivacija mora biti<br />

kontrolisana zbog toga što degradacioni produkti proteina komplementa mogu da difunduju u<br />

susedne elije i da ih ošteuju. Razliiti regulatorni mehanizmi inhibišu razliite faze u aktivaciji<br />

sistema komplementa (npr. formiranje C3 konvertaze u ranim fa<strong>za</strong>ma aktivacije komplementa;<br />

cepanje i aktivaciju C3 i C5 konverta<strong>za</strong>; formiranje MAC u kasnijim fa<strong>za</strong>ma aktivacije itd).<br />

210


5.4.4.4. Funkcije komplementa<br />

Glavne efektorne funkcije proteina sistema komplementa u urodjenom, kao i u specifinom<br />

humoralnom imunitetu su da promovišu fagocitozu mikroba na kojima je komplement aktiviran, da<br />

stimulišu inflamaciju, te da idukuju lizu ovih mikroba na kojima je komplement aktiviran. Pored<br />

toga, produkti aktivacije komplementa obezbedju drugi signal <strong>za</strong> aktivaciju B limfocita i<br />

produkciju antitela. Fago-<br />

cito<strong>za</strong>, inflamacija, kao i<br />

stimulacija mehani<strong>za</strong>ma<br />

humoralnog imunog odgo-<br />

vora su posredovane<br />

vezivanjem proteolitikih<br />

fragmenata proteinskih ko-<br />

mponenti sistema komple-<br />

menta <strong>za</strong> razliite tipove<br />

elija, dok je li<strong>za</strong> elija po-<br />

redovana formiranjem MAC<br />

(Slika 5.54).<br />

Slika 5.54. Funkcije sistema komplemenata.<br />

elijski ve<strong>za</strong>n C3b promiše fagocitozu<br />

okolnih elija (A); proteolitiki produkti<br />

C5a, C3a i C4a stimulišu regrutaciju<br />

leukocita i inflamaciju (B); MAC vrši lizu<br />

elija (C).<br />

Opsoni<strong>za</strong>cija i fagocito<strong>za</strong>. Mikrobi na kojima je komplement aktiviran alternativnim ili klasinim<br />

putem postaju obloženi sa C3b ili C4b. Vezivanje ovih proteinskih fragmenata <strong>za</strong> receptore na<br />

membrani fagocita aktivira fagocite i inicira fagocitozu mikroba na kome je aktiviran komplement.<br />

Stimulacija inflamatornog odgovora. Fragmenti komplementa, C5a, C4a i C3a, sa proteoli-<br />

tikom aktivnosti indukuju akutnu inflamaciju preko aktivacije neutrofila i mastocita (Slika 5.54).<br />

211


Komplementom-posredovana citoli<strong>za</strong>. Komplementom-posredovana li<strong>za</strong> stranog organizma se<br />

ostvaruje formiranjem MAC (Slika 5.54C.). izgleda da je ovaj mehani<strong>za</strong>m veoma važan <strong>za</strong> odbranu<br />

protiv nekoliko tipova mikroba zbog toga što su genetiki defekti MAC komponenti rezultirali<br />

poveanjem osetljivosti jedino na infektivne bakterije roda Neisseria.<br />

Druge funkcije sistema komplementa. Vezivanjem <strong>za</strong> komplekse antigen-antitelo, proteini<br />

sistema komplementa promovišu solubili<strong>za</strong>ciju ovih kompleksa i njihovo uklanjanje fagocitima.<br />

C3d protein koji se formira vezivanjem C3 <strong>za</strong> CR2 receptor na B elijama, aktivira B elije i<br />

obezbedjuje signal <strong>za</strong> iniciranje mehani<strong>za</strong>ma humoralnih imunih odgovora.<br />

Sumarno, biološke funkcije sistema komplementa ukljuuju opsoni<strong>za</strong>ciju organi<strong>za</strong>ma i imunih<br />

kompleksa C3 fragmentima, praenu vezivanjem receptora na fagocitima <strong>za</strong> fragmente<br />

komplementa i fagocitno “išenje/uklanjanje”; aktivaciju infalmatornih elija proteolikim<br />

fragmentima komplementa koji se nazivaju anafilatoksini (C3a, C4a, C5a); citolizu posredovano<br />

formiranjem MAC na površini elije; solubili<strong>za</strong>ciju i “išenje/uklanjanje” imunih komleksa i<br />

pojaavanje humoralnih imunih odgovora.<br />

5.4.5. Funkcija antitela na specijalnim anatomskim mestima u organizmu<br />

Do sada su opisivane efektorne funkcije antitela koje su sistemske i ne pokazuju ni jednu jedinu<br />

specifinu osobinu ve<strong>za</strong>nu <strong>za</strong> lokaciju. Antitela mogu da obavljaju specifine funkcije u odbrani<br />

organizma, a kao rezultat aktivnog transporta u dva anatomska kompartmenta: lumen mukoznih<br />

organa i u placentu u kojoj se razvija fetus. Osnovni i dominantni mehani<strong>za</strong>m <strong>za</strong>štitnog imuniteta<br />

protiv mikroba na ovim mestima je antitelima-posredovana neutrali<strong>za</strong>cija, zbog toga što<br />

leukociti i druge efektorne elije ne mogu da prodju kroz mukozni epitel ili placentu.<br />

5.4.5.1. Mukozni imunitet<br />

IgA je glavna klasa antitela koja se produkuje u mukoznom imunom sistemu. Poznato je da su<br />

gastrointestinalni i respiratorni sistemi dva naješa portala <strong>za</strong> ula<strong>za</strong>k mikroorgani<strong>za</strong>ma. Odbrana<br />

od mikroba koji dospevaju u organi<strong>za</strong>m ovim putevima ostvaruje se antitelima, i to uglavnom IgA,<br />

koji se produkuje u mukoznom limfoidnom tkivu i sekretuje kroz mukozni epitelijum u lumen<br />

organa. U mukoznim sekretima se IgA vezuje <strong>za</strong> mikrobe i njihove toksine prisutne u lumenu<br />

212


organa i neutrališe ih blokirajui njihov ula<strong>za</strong>k u elije organizma domaina (Slika 5.55.).<br />

Mukozni imuni sistem je <strong>za</strong>pravo predstavljen kolekcijom limfocita i akcesornih elija veoma<br />

esto organizovanih u diskretne anatomske strukture koje podseaju na limfoidne folikule, a koje<br />

su lokalizovane u subepitelijalnom prostoru gastrointestinalnog i respiratornog trakta (videti<br />

poglavlje 2.2. elije i tkiva imunog sistema). IgA se produkuje u enormno velikim koliinama u<br />

odnosu na ostale izotipove antitela, najviše zbog veliine površine lumena intestinalnog trakta.<br />

Prema tome, odbrana uperena protiv mikroba i toksina u lumenima mukoznih organa je<br />

obezbedjena IgA antitelima produkovanim u mukoznom limfoidnom tkivu i aktivno<br />

transportovanim kroz epitelijalne elije u lumen mukoznih organa. Sekretovani IgA se<br />

transportuje kroz epitelijalne elije u intestinalni lumen <strong>za</strong>hvaljujui specifinom Fc receptoru <strong>za</strong><br />

5.4.5.2. Neonatalni imunitet<br />

IgA koji se naziva poly-Ig<br />

receptor.<br />

Slika 5.55. Transport IgA kroz epitelijalne<br />

elije.<br />

IgA produkovan od strane plazma elija u<br />

lamini proprii muko<strong>za</strong>lnog tkiva se vezuje <strong>za</strong><br />

poli-Ig receptor baze epitelijalnih elija.<br />

Kompleks se aktivno transportuje kroz elije<br />

epitela, a ve<strong>za</strong>ni IgA se oslobaa u lumen<br />

proteolitikim cepanjem. Proces aktivnog<br />

transporta kroz eliju naziva se transcito<strong>za</strong>.<br />

Neonatalni sisari su <strong>za</strong>štieni od infekcije antitelima koje produkuje majka, a koja se transportuju<br />

kroz placentu u fetalnu cirkulaciji, kao i antitelima iz majinog mleka koja se transportuju kroz<br />

epitelijum intestinuma novorodjeneta. Neonatalni organizmi nemaju sposobnost da održavaju<br />

efikasne immune odgovore protiv mikroba, te im je nekoliko meseci nakon rodjenja glavna<br />

odbrana protiv infekcija pasivni imunitet obezbedjen antitelima majke. IgG majke se transportuje<br />

kroz placentu, a IgA i IgG iz majinog mleka novordjene dobija dojenjem. Ova antitela se<br />

transportuju kroz placentu, kao i epitel digestivnog trakta preko sepcijalizovanih tzv. neonatalnih<br />

Fc receptora (FcRn).<br />

213


214


DODATAK D<br />

Pripremile: Marija Janji i Nataša Stojkov<br />

D.1. LABORATORIJSKE TEHNIKE KOJE SE KORISTE U IMUNOLOGIJI<br />

Veliki broj laboratorijskih tehnika koje se rutinski koriste u naunom i klinikom radu <strong>za</strong>sniva se<br />

na imunološkim metodama i to naješe primeni korišenja antitela i/ili njihovih osobina u<br />

pojedinim metodama. Takodje, veliki broj tehnika molekularne biologije doprinele su sakupljanju<br />

neprocenjivo važnih informacija u modernoj imunologiji. U ovom poglavlju dat je kratak pregled<br />

principa na kojima se <strong>za</strong>snivaju neke od metoda koje se esto koriste u imunologiji. Detalje o tome<br />

kako se izvodi pojedina metoda ili esej mogu se nai u laboratorijskim prirunicima koji su<br />

navedeni u spisku dodatne literature na kraju skripte (a nalaze se u prostorijama Laboratorije <strong>za</strong><br />

Reproduktivnu endokrinologiju i signaling, III sprat, sobe 15, 17, 18).<br />

D.1.1. Laboratorijske metode koje koriste antitela<br />

Antitela (Ab) su veoma pogodne supstance <strong>za</strong> detekciju, purifikaciju i kvantifikaciju antigena (Ag),<br />

<strong>za</strong>hvaljujui svojoj visokoj specifinosti <strong>za</strong> odgovarajue antigene supstance. Primena antitela se<br />

<strong>za</strong>sniva na njihovoj sposobnosti da se vežu <strong>za</strong> specifian antigen i formiraju imuni kompleks, koji<br />

je mogue detektovati razliitim optikim metodama. S obzirom da je sa velikom lakoom mogue<br />

dobiti antitela <strong>za</strong> razliite molekule, metode koje koriste antitela su našle široku primenu u<br />

njihovom prouavanju.<br />

D.1.1.1. Kvantifikacija antigena imunoesejima<br />

Moderne imunohemijske metode se <strong>za</strong>snivaju na formiranju kompleksa Ag-Ab, pri emu se mogu<br />

odrediti koncentracije kako Ag i Ab, tako i kompleksa Ag-Ab. Naješe se primenjuju metode koje<br />

215


se <strong>za</strong>snivaju na kompeticiji izmeu neobeleženih molekula Ag i na neki nain obeleženih molekula<br />

Ag <strong>za</strong> ista vezna mesta na Ab. Ukoliko je Ag obeležen radioizotopom, re je o radioimunoeseju<br />

(RIA), pri emu se kvantifikacija vrši pomou instrumenata koji detektuju radioaktivnost.<br />

D.1.1.2. Purifikacija i identifikacija proteina<br />

Antigen, takoe, može biti<br />

obeležen enzimom i tada je<br />

re o ELISA metodi<br />

(enzyme-linked immun-<br />

osorbent assay), pri emu<br />

se kvantifikacija vrši spe-<br />

ktrofotometrijski (enzim<br />

konvertuje odgovarajui<br />

supstrat u obojeni pro-<br />

dukt). Postoji nekoliko<br />

varijanti RIA i ELISA me-<br />

toda, ali se naješe<br />

primenjuje tzv. sendvi<br />

esej (Slika D.1.).<br />

Slika D.1. Sendvi esej<br />

Antitela se esto upotrebljavaju <strong>za</strong> purifikaciju proteina iz rastvora, kao i <strong>za</strong> njihovu<br />

identifikaciju. Dve naješe korišene metode <strong>za</strong> purifikaciju su: imunoprecipitacija i afinitetna<br />

216


hromatografija; dok je Western blotting tehnika koja se naješe koristi <strong>za</strong> utvrivanje prisustva i<br />

veliine proteina u biološkim uzorcima.<br />

Imunoprecipitacija i afinitetna hromatografija (Slika D.2., A i B) predstavljaju metode koje se<br />

koriste <strong>za</strong> izolaciju odgovarajueg Ag (proteina) iz smeše, pomou Ab specifinih <strong>za</strong> dati Ag<br />

(protein).<br />

Slika D.2. Izolacija antigena imunoprecipitacijom (A) i afinitetnom hromatografijom (B).<br />

A - IMUNOPRECIPITACIJA Odreeni antigen se može izdvojiti iz mešavine razliitih antigena , koji se nalaze u serumu ili nekom drugom rastvoru. Antigen se<br />

može purifikovati (izdvojiti) dodavanjem u rastvor antitela specifinih <strong>za</strong> taj antigen, koja su ve<strong>za</strong>na <strong>za</strong> nerastvorna zrnca (beads). Antigeni koji se nisu ve<strong>za</strong>li se<br />

isperu, a željeni Ag odvaja se od antitela promenom pH ili neke druge osobine eluenta koje time smanjuju afinitet Ag <strong>za</strong> vezivanje. Imunoprecipitacija može<br />

omoguiti purifikaciju, kvantifikaciju ili identifikaciju odreenih Ag. Antigeni purifikovani imunoprecipitacijom se naješe analiziraju SDS-PAGE elektroforezom.<br />

B - AFINITETNA HROMATOGRAFIJA Bazira se na istim principima kao i imunoprecipitacija, s tom razlikom što su antitela fiksirana <strong>za</strong> nerastvorni matriks<br />

ili gel, obino na koloni. Ova metoda se naješe koristi <strong>za</strong> izolaciju rastvorljivih antigena ili <strong>za</strong> izolaciju antitela specifinih <strong>za</strong> antigene koji su imobilisani.<br />

217


Western blotting (Slika D.3.) je metoda koja se koristi <strong>za</strong> utvrivanje relativne koliine i<br />

molekulske težine pojedinanih proteina iz njihove smeše.<br />

Slika D. 3. Karakteri<strong>za</strong>cija antigena Western blotting-om.<br />

Proteini antigena se razdvoje SDS-PAGE elektroforezom i prenesu na membranu, kao postojaniji nosa. Membrana sa proteinima se<br />

inkubira sa radioaktivno obeleženim antitelima ili enzimom obeleženim antitelima. Ukoliko se koriste radioaktivno obeležena antitela<br />

proteini na membrani vizuelizuju se autoradiografijom; dok se u sluaju enzimom obeleženih antitela vizueli<strong>za</strong>cija vrši izlaganjem<br />

fotografskom filmu, <strong>za</strong>hvaljujui osobini enzima da formira hemiluminiscentni signal koji ostavlja trag na filmu.<br />

218


D.1.1.3. Markiranje i detekcija antigena u elijama i tkivima<br />

Za identifikaciju i separaciju pojedinih elijskih tipova iz tkivne ili elijske suspenzije veoma esto<br />

se koriste Ab specifina <strong>za</strong> Ag koji se ekspresuju na/u tim elijama. Za metode bazirane na ovom<br />

principu mogu se upotrebiti Ab koja su radioaktivno obeležena, ve<strong>za</strong>na <strong>za</strong> enzim ili fluorescentno<br />

obeležena.<br />

Imunofluorescencija je metoda kojom se utvruje prisustvo, lokali<strong>za</strong>cija i koliina<br />

specifinog antigena u nekom tkivu ili eliji na osnovi fluorescencije do koje dolazi kada željeni<br />

antigen stupi u reakciju sa specifinim antitelom obeleženim fluorescentnom bojom. Vizuali<strong>za</strong>cija<br />

se vrši fluorescentnim mikroskopom koji pomou svetlosti ekscitira fluorescentnu boju, koja <strong>za</strong><br />

uzvrat emituje svetlost, ali neke druge talasne dužine. Ovom metodom se mogu ispitivati sve<br />

elijske komponente <strong>za</strong> koje postoje antitela. Ispituju se enzimi, strukturni proteini, prisustvo<br />

virusa.<br />

Imunohistohemija kombinuje anatomske, imunološke i biohemijske tehnike <strong>za</strong><br />

identifikaciju specifinih tkivnih komponenti na osnovu reakcije antigen/antitelo pri emu je<br />

antitelo obeleženo vidljivim markerom. Najpopularnij imunohistohemijske metode su one kod<br />

kojih je enzim ve<strong>za</strong>n <strong>za</strong> Ab ili gde je Ab fluorescentno obeleženo. Protein ije se prisustvo želi<br />

ispitati predstavlja antigen, <strong>za</strong> koji postoji odreeno antitelo koje se može obeležiti enzimom. Posle<br />

reakcije Ag-Ab dolazi do aktivacije enzima koji reaguje sa supstratom i nastaje intenzivno obojen<br />

proizvod reakcije koji se može analizirati obinim svetlosnim mikroskopom.<br />

Protona citometrija (Flow cytometry) je metod <strong>za</strong> kvantifikaciju razliitih komponenti i<br />

strukturnih karakteristika elija. Koristi se <strong>za</strong> odreivanje fizikih i hemijskih karakteristika<br />

(veliina, oblik, granulacija elija), metabolikih i fizioloških karakteristika (aktivnost enzima,<br />

sinte<strong>za</strong> DNA). U te svrhe se koristi protoni citometar, iji su osnovni elementi: izvor svetlosti -<br />

laser, sabirna optika, elektronika i kompjuter koji prevodi signale u podatke. elije koje se<br />

analiziraju mogu biti žive ili fiksirane, ali je bitno da budu u monodisperziji, <strong>za</strong>to što se<br />

analiziraju jedna po jedna. elije u suspenziji kontinuirano protiu (flow) kroz laserski zrak i<br />

svaka od njih odbija odreenu koliinu laserskog zraka, a takoe i emituje fluorescentnu svetlost<br />

nastalu ekscitacijom pomou lasera (ako je fluorescentno obeležena). Citometar simultano meri<br />

nekoliko parametara: intenzitet svetlosti razliitih uglova odbijanja i intenzitet fluorescencije<br />

razliitih talasnuih dužina. Odbijanje pod malim uglom (0.5° -5°) govori o veliini elije, a veliki<br />

ugao odbijanja 15° -150° o granulaciji. Odbijeni i emitovani zraci dolaze do elektronskog detektora<br />

koji je pove<strong>za</strong>n sa kompjuterom.<br />

219


Slika D.4. Princip protone citometrije.<br />

220


D.1.1.4. Odredjivanje/merenje interakcije antigen-antitelo<br />

U veini situacija, veoma je važno poznavanje afiniteta antitela <strong>za</strong> odgovarajui antigen, i <strong>za</strong> male<br />

antigene, kao što su hapteni, može se meriti direktno, tzv. ekvilibrijum dijali<strong>za</strong> metodom (Slika<br />

D.5.).<br />

Slika D.5. Anali<strong>za</strong> Ag-Ab vezivanja ekvilibrijum dijali<strong>za</strong> metodom.<br />

U prisustvu antitela (B) koliina antigena unutar dijali<strong>za</strong> membrane je vea, u odnosu na odsustvo antitela (A). Razlika je posledica<br />

vezivanja antitela <strong>za</strong> antigen (samo slobodan antigen može da difunduje kroz membranu), što se koristi <strong>za</strong> merenje afiniteta antitela <strong>za</strong><br />

antigen. Ova metoda se može primenjivati samo u sluajevima kada su antigeni male molekule, sposobne da prolaze kroz dijali<strong>za</strong><br />

membranu koja je semipermeabilna (Semipermeabilna u ovom kontekstu podrazumeva da kroz svoje pore propušta male molekule,<br />

kao što su antigeni, dok antitela, kao vee molekule, ne prolaze)<br />

D.1.2. Anali<strong>za</strong> genske strukture i ekspresije<br />

U narednom tekstu se daje kratak opis metoda molekularne genetike koje se naješe koriste u<br />

imunologiji.<br />

D.1.2.1. »Southern Blot« hibridi<strong>za</strong>cija<br />

Pod pojmom Southern blotting podrazumeva se prenos DNK fragmenta sa gela na postojani nosa<br />

i predstavlja jedan deo eksperimentalnog procesa DNK-DNK hibridi<strong>za</strong>cije u in vitro uslovima.<br />

Southern blot se koristi <strong>za</strong> detekciju fragmenta DNK u uzorku. DNK fragment koji se detektuje<br />

može biti jedan jedini gen ili može biti deo veeg molekula DNK, kao što je na primer virusni<br />

genom. Osnova metode je hibridi<strong>za</strong>cija koja predstavlja proces formiranja dvolananog DNK<br />

molekula od jednolanane probe i jednolanane ciljne DNK. Reakcija hibridi<strong>za</strong>cije je strogo<br />

221


specifina, što znai da e se proba ve<strong>za</strong>ti samo <strong>za</strong> onu ciljnu sekvencu molekula DNK koja ima<br />

komplementaran raspored ba<strong>za</strong>. Proba može da nae odgovarajuu sekvencu DNK izmeu milion<br />

drugih slinih, ali nekomplementarnih molekula. Koraci u hibridi<strong>za</strong>ciji su sledei:<br />

Razdvajanje smeše molekula DNK<br />

Imobili<strong>za</strong>cija molekula na matriksu<br />

Dodavanje probe u cilju vezivanja <strong>za</strong> odgovarajuu sekvencu DNK<br />

Uklanjanje neve<strong>za</strong>ne probe ispiranjem<br />

Mesto vezivanja probe odgovara mestu na kome se nalazi sekvenca<br />

Nakon toga sledi DNK preišavanje i fragmentacija DNK pomou enzima restrikcionih<br />

endonuklea<strong>za</strong> (seku molekul DNK na tano odreenom, specifinom mestu) i elektroforetsko<br />

razdvajanje fragmenata prema veliini na agaroznom gelu. DNK se, <strong>za</strong>tim, denaturiše inkubacijom<br />

agaroznog gela u puferu <strong>za</strong> denaturaciju. Kako je poznato da je agaro<strong>za</strong> nepogodna <strong>za</strong><br />

manipulaciju, neophodno je preneti DNK fragmente sa gela na nosa pogodniji <strong>za</strong> manipulaciju<br />

Slika D.5. »Southern Blot« hibridi<strong>za</strong>cija.<br />

(celulozna ili najlon<br />

membrana), elektrofore-<br />

zom ili kapilarnom<br />

difuzijom. Mambrana se<br />

izlaže visokoj temperaturi<br />

ili UV zracima da bi se<br />

DNK fiksirala. Nakon<br />

hibridi<strong>za</strong>cije sa radioakti-<br />

vno obeleženom probom,<br />

membrana se ispere i<br />

detekcija se vrši autora-<br />

diografijom.<br />

222


D.1.2.2. »Northern Blot« hibridi<strong>za</strong>cija<br />

Northern blot je tehnika prenosa RNK sa gela. RNK se koristi kao matrica, pri emu nastaju RNK-<br />

RNK ili RNK-DNK hibridni molekuli. Princip metode je isti kao kod Southern blotting-a.<br />

D.1.2.3. Lanana reakcija polimeraze<br />

Lanana reakcija polimeraze (Polymerase Chain Reaction, PCR) je tehnika kojom se mala koliina<br />

specifine sekvence DNK umnožava (amplifikuje),<br />

kako bi se mogla koristiti <strong>za</strong> dalja istraživanja i<br />

testiranja (Slika D.6.). U suštini, PCR predstavlja<br />

reakciju replikacije DNK in vitro. Stoga je <strong>za</strong> PCR<br />

neophodno prisustvo:<br />

DNK matrice koja sadrži informaciju<br />

koja se želi umnožiti,<br />

Jednolananih prajmera koje<br />

predstavljaju sekvence komplementa-<br />

rne krajevima DNK matrice,<br />

Smeše slobodnih deoksinukleotida<br />

koji e se ugraivati u novosinte-<br />

tisane DNK lance,<br />

Enzima DNK polimeraze,<br />

Mg 2+ jona neophodnih <strong>za</strong> aktivnost<br />

DNK polimeraze.<br />

PCR se izvodi ponavljanjem veeg broja ciklusa<br />

(20-30).<br />

Slika D.6. Lanana reakcija polimeraze (PCR)<br />

223


D.1.3. Transgeni miševi i »knock-out« ciljnih gena<br />

Dve veoma važne metode <strong>za</strong> ispitivanje funkcionalnih efekata specifinih genskih produkata in<br />

vivo su: stvaranje transgenih miševa koji overekspresuju pojedine gene u odreenom tkivu i<br />

stvaranje »gene knockout« miševa u ijim genomima se prekidi ili mutacije pojedinanih gena<br />

koriste <strong>za</strong> ustanovljavanje obligatorne funkcije tih gena in vivo. Obe metode imaju široku primenu<br />

u izuavanju velikog broja bioloških fenomena, meu kojima su i maturacija, aktivacija i<br />

tolerancija limfocita.<br />

»Gene knockout« tehnika bazirana je na fenomenu homologih rekombinacija. Ubacivanjem<br />

stranog gena u eliju može doi do njegove sluajne inkorporacije u elijski genom. Ukoliko strani<br />

gen sadrži sekvence koje su homologe genima domaina prvenstveno e se rekombinovati i<br />

<strong>za</strong>menjivati sa datim sekvencama. Fragment homologe DNK koji treba da se ubaci u eliju (Slika<br />

D.7A.), prethodno se smešta u vektor koji sadrži gen <strong>za</strong> rezistenciju na neomicin (neo) i gen <strong>za</strong><br />

tiamidin kinazu (tk). Ovaj vektor je tako konstruisan da se pri homologim rekombinacijama neo<br />

gen uvek inkorporira u hromozomalnu DNK, dok se tk gen gubi.<br />

Slika D.7A. Formiranje »gene knockout« ciljnih gena<br />

ES-Embrionalne stem elije; neo-gen rezistencije na neomicin; tk-gen <strong>za</strong> tiamidin kinazu.<br />

224


Nakon ubacivanja vektora u embrionalne stem elije (ES) one rastu u prisustvu neomicina i<br />

ganciklovira (supstance koja se dejstvom tiamidin kinaze transformiše u letalni produkt). elije u<br />

kojima je došlo do sluajne integracije<br />

vektora u genom rezistentne su na<br />

neomicin, ali ih ubija prisustvo<br />

ganciklovira; dok su elije u kojima je<br />

došlo do homologih rekombinacija<br />

rezistentne na obe supstance, jer se u<br />

njima tk gen ne inkorporira u genom.<br />

Ovakva pozitivno-negativna selekcija<br />

omoguava odabir samo preživelih<br />

elija koje nose homologe<br />

rekombinacije, što se dodatno može<br />

proveriti i PCR i Southern blot<br />

metodama. Embrionalne stem elije<br />

dalje se mogu ubaciti u blastociste<br />

(Slika D-7B) i implantirati u uteruse<br />

ženki miševa, koje se nalaze u stanju<br />

»lažne trudnoe«. Nakon razvoja<br />

embriona miševi ovako dobijene<br />

generacije bie himerni <strong>za</strong> hete-<br />

rozigotne prekide ili mutacije, pri<br />

emu e neka tkiva biti poreklom od<br />

ES elija, a druga od preostalih<br />

normalnih elija blastociste. Germina-<br />

tivne elije ovih miševa, takoe, su<br />

naješe himerne, ali kako pripadaju<br />

haploidnioj garnituri samo neke od<br />

njih nosie izmenjene (mutirane ili<br />

prekinute gene).<br />

Slika D.7B. Formiranje »gene knockout« ciljnih gena<br />

ES-Embrionalne stem elije; neo-gen rezistencije na neomicin; tkgen<br />

<strong>za</strong> tiamidin<br />

225


226


LITERATURNI IZVORI L<br />

Abbas AK & Lichtman AH (2002): Basic Immunology. WB Saunders Company.<br />

Abbas AK & Lichtman AH (2005): Cellular and Molecular Immunology. WB Saunders Company<br />

Abbas AK & Lichtman AH (2006-2007): Osnovna imunologija: funkcionisanje i poremeaji<br />

imunskog sistema. Drugo obnovljeno izdanje. Data Status, Beograd.<br />

ConnMP & Means AR (2000): Principles of Molecular Regulation. Humana Press.<br />

Edgar JDM (2006): Master Medicine: Immunology. Elsevier Churchill Livingstone.<br />

Janeway CA, Travers P, Walport M, Shlomchik MJ (2005): Immunobiology 6ed: The Immune<br />

System in Health and Disease with CD-ROM. Churchill Livingstone.<br />

Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky LS & Darnell J (2004):<br />

Molecular Cell Biology. WH Freeman and Company.<br />

Mahon RC & Tice D (2006): Clinical Laboratory Immunology. Pearson Prentice Hall.<br />

Niehoff D (2005): Language of Life: How Cells Communicate in Health and Disease. Joseph<br />

Henry Press.<br />

Paul EW (2003): Fundamental Immunology. Lipincott Williams & Wilkins<br />

Rott IM & Delves PJ (2001): Essential Immunology. Blackwell Publishing.<br />

Sompayrac L (2003): How the Immune System Works. Blackwell Publishing.<br />

Sperelakis N (1998): Cell Physiology. Academic Press.<br />

Wood P (2006): Understanding Immunology 2ed. Pearson Prentice Hall.<br />

227


Autori:<br />

Tatjana Kosti i Silvana Andri<br />

Izdaje:<br />

WUS Austria<br />

<strong>Univerzitet</strong> u <strong>Novom</strong> Sadu, Prirodno-matematiki fakultet<br />

Naslovnu stranu osmislili:<br />

NINI i TEJ<br />

Grafiko oblikovanje:<br />

Predrag Nikoli<br />

Štampa:<br />

Daniel Print<br />

228


CIP - <br />

, <br />

612.017(075.8)<br />

Molekularna i elijska imunologija<br />

Tatjana Kosti i Silvana Andri – Novi Sad :<br />

WUS Austria, Daniel Print, Prirodno-matematiki fakultet<br />

Novi Sad, 2007<br />

- 229 str. : ilustr. ; 21 cm<br />

Tiraž: 100.<br />

ISBN 978-86-7031-081-0<br />

1. Kosti, Tatjana<br />

a) Imunologija – elijska<br />

COBISS.SR-ID 220121607<br />

229

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!