Bakteriálne ag Streptokoky a vylučujú exotoxín streptolyzín O

• 
  protilátky proti streptolyzínu O sa volajú antistreptolyzín O (ASLO).
  
• 
  vysoký titer týchto protilátok (vysoké ASLO) svedčí o čerstvej streptokokovej infekcii.
  
• 
  najimunogénnejšia časť streptokokov A je ich povrchová zložka M-proteín. Táto bielkovina brzdí fagocytózu. Ak sa utvoria protilátky proti M-proteínu, fagocytóza sa zvýši.
  

HLA molekuly sú dôležitými zložkami IS. Tieto extrémne polymorfné proteíny sú exprimované na povrchovej membráne APC buniek, prostredníctvom ktorých vystavujú Ag fragmenty. Vystavené fragmenty Ag sú potom detegované TCR receptormi na lymfocytoch, čo vedie k aktivácii IS voči ďalším antigénom rovnakého typu. Nakoľko variácia Ag je neobmedzená, preto musí byť štruktúra HLA proteínov veľmi variabilná.

- HHS = MHC (major histocompatibility complex) je skupina génov, ktorých produktami sú membránové glykoproteíny (MHC molekuly I. a II. triedy) charakteristické a jedinečné pre každé indivídum (sebaznaky, vlastné antigény).

- HHS sa niekedy označuje ako “silný” a ostatné ako “slabé”.

* Pr.: ak medzi darcom a príjemcom sú rozdiely v Ag HHS, potom je odvrhnutie transplantátu podstatne rýchlejšie a navodenie imunologickej tolerancie ťažšie než v prípade, keď Ag HHS sú zhodné a rozdiely sú len v ostatných HS.

• 
  histokompatibilné systémy sa nachádzajú u všetkých živočíšnych druhov.
  
• 
  počet týchto systémov je pri každom druhu veľký. Pri vyšších stavovcoch je väčší ako 30.
  
• 
  jeden z nich má však vždy dominantné postavenie a volá sa hlavný histokompatibilný systém= HHS
  

• 
  človek – systém HLA
  
• 
  myši – H-2
  
• 
  potkany – RT1
  
• 
  kurčatá – B
  
• 
  psy – DLA
  
• 
  morčatá – GPLA
  
• 
  králiky – RLA
  

Nezlúčivosť biologických jedincov je biologickým zákonom, ktorý takmer nepozná výnimky. Jedinou výnimkou sú monozygotné, jednovaječné dvojčatá. Molekuly I. tr. sa dajú dokázať už pri najjednoduchších životných formách a sú prítomné na povrchu takmer všetkých bb. zložitých organizmov (s výnimkou erytrocytov cicavcov). Molekuly I. tr. majú vo svojich membránach zabudované už jednobb. organizmy; pomáhajú im poznávať totožné jedince svojho druhu a odlišovať ich od cudzích jedincov.

• 
  základný význam: zúčastňujú sa na prezentácii cudzieho, spracovaného Ag a na bunkových interakciách pri imunitných odpovediach
  
• 
  kontrola zdravia zložitého jedinca, obranné reakcie chrániace pred množením Ag, hlavne vírusov
  
• 
  transplantačné reakcie
  
• 
  signalizačná funkcia – bb. dokážu zachytiť svojimi molekulami „signál“ informujúci o prítomnosti poškodeného alebo pozmeneného bb. povrchu. Tento mechanizmus môže v určitom rozsahu brániť v rozvoji maligných bb.
  
• 
  chrániť jedinca pred splynutím s cudzím jedincom (len u nižších foriem organizmov)
  

Väčšinu úloh pri kontrole MHC molekúl u vyšších živočíchov prevzal lymfocytový systém. B – Ly tvoria Ab schopné opsonizovať chybné bunky pre fagocyty, alebo navodiť ich likvidáciu pomocou C a zabíjačských K buniek. Najvyššiu špecializáciu dosiahli T bb., ktoré sú schopné svojimi molekulami a receptormi rozpoznať aj najmenšie chyby v povrchovom usporiadaní ostatných bb. organizmu.

Pr.: stupeň reaktivity T bb. voči cudzím bb. je oveľa väčší než B Ly. Proti bb. s cudzími MHC molekulami začína okamžite reagovať približne 5% všetkých T lymfocytov, kdežto protilátková odpoveď voči cudziemu Ag je oveľa menšia (zo začiatku reaguje len 1 z 10 000 B – Ly).
Obr1. ( MHC proteíny 1. a 2. trieda )
MHC

Z chemického hľadiska sú HLA glykoproteínové komplexy (90% proteínov a 10% sacharidov). Špecifickosť Ag je určená primárnou štruktúrou peptidových reťazcov. Sacharidová časť – kyselina sialová, galaktóza, glukozamín, manóza a fruktóza; neobsahuje glukózu.

Štruktúra molekúl I. a II. triedy:

- zakotvenie v bb. membráne = transmembránové glykoproteíny

- obsah a radenie jednotlivých AK a ďalších zložiek
Obr2. ( MHC I, MHC II )
Molekula I. tr.: je zložená z jedného ťažkého reťazca zahŕňajúceho 3 domény (a1, a2, a3). a1, a2 sú premenlivé a funkčne významnejšie a zodpovedné aj za prípadnú imunogénnosť. Ľahký reťazec tvorí jedna doména b2 mikroglobulínu. V a doménach sú aj sacharidové determinanty, ktoré sa spolu podieľajú na funkčných vlastnostiach molekuly.

Molekula II. tr. je zložená z 2 nekovalentne viazaných polypeptidových a a b reťazca.

Podľa súčasnej predstavy sa HLA Ag voľne pohybujú v kvapalnej fáze bunkovej membrány. Keď sa pridá zodpovedajúca protilátka, Ag vytvárajú zhluky (identifikovateľné napr. fluorescenčným označením protilátok), prípadne agregujú na jednom konci bunky do útvaru podobnému čiapke (capping).
Obr3. ( CAPPING )
MHC je skupina, génov, ktoré sa nachádzajú na 6. ľudskom chromozóme, alebo u myší na 17. chromozóme. Tieto gény kódujú MHC molekuly I. a II. triedy. MHC je najpolymorfnejšie zoskupenie génov v ľudskom genóme, má veľké množstvo alel na niekoľkých odlišných miestach. Pretože polymorfizmus sa obyčajne deteguje použitím protilátok, alebo pomocou špecifických T buniek, MHC proteíny sa často nazývajú hlavnými histokompatibilnými antigénmi. Sú to molekuly proteínovej povahy a majú veľmi dôležitú funkciu pri predkladaní cudzích antigénov. MHC molekuly I.tr. prezentujú peptidy, fragmenty antigénov vznikajúcich v cytosóle (endogénny pôvod) CD8+ TC bunkám. MHC molekuly II.tr. prezentujú peptidy, fragmenty exogénneho pôvodu CD4+ TH bunkám. Vedľajšie histokompatibilné antigény (minor H antigens) sú peptidy polymorfných celulárnych proteínov viazaných na MHC molekuly, ktoré môžu byť príčinou odvrhnutia štepu, keď sú rozpoznané T bunkami.

Obr4. ( Cytotoxic T cell, Helper T cell )

DC – prezentujú vírusové Ag

MØ – prezentujú mikrobiálne a korpuskulárne Ag

B – Ly – prezentujú solubilné Ag (bakteriálne toxíny)

H – 2 sytém – najlepšie preštudovaný MHC u vyšších stavovcov. H-2 je zložitý génový komplex (4000 kbp) na 17. chromozóme, ktorý zasahuje rozhodujúcim spôsobom do imunologických, ale aj iných biologických procesov. H-2 komplex sa skladá zo 6 oblastí: K, I, S, D, Qa, T1a. Oblasť I sa ďalej rozdeľuje na 2 lokusy I-A, I-E. Na okrajoch úseku chromozómu kódujúceho H-2 systém sú lokusy H-2K (bližšie k centromére) a H-2D. Na každom z týchto lokusov sa striedajú (alternujú) početné alely, ktoré kódujú jednotlivé MHC molekuly. MHC-antigény delíme podľa štruktúry a funkcie do 2 skupín:

– môžeme ich sérologicky stanoviť (SD – sérom detegovateľné) pomocou protilátok.

MHC II.tr.– na povrchu B - Ly, DC, MØ, epitelových bb. týmusu, spermatozoí

– sú lymfocytmi detegovateľné (LD)

1/ kontrolujú schopnosť jedinca odpovedať na množstvo Ag,

2/ kontrolujú špecifickú interakciu buniek T a B pri imunitnej odpovedi. V mnohých prípadoch nestačí samotný Ag stimulovať B bb. k tvorbe Ab, ale na to je potrebná aj spolupráca T bb. a makrofágov.

Imunitná oblasť kóduje molekuly II. tr., ktoré podnecujú v cudzom príjemcovi proliferáciu a diferenciáciu Ly; v organizme rozhodujú o stupni a povahe imunitnej reaktivity.

S oblasť – gény kontrolujúce syntézu zložiek komplementu a Slp (sex-limited protein) – u inbredných myší len u samcov, u divo žijúcich aj u samíc.
Zjednodušená génová mapa:

komplex H – 2 (17. chromozóm) - myš


Ag z H – 2K a H – 2D sú najpotentnejšie pre vyvolanie Ab

Ag I. tr. – typické transplantačné Ag; SD; výskyt – všetky jadrové bb.

Ag II. tr. – zodpovedné za imunitnú odpoveď; LD; výskyt - APC
Ak sa líšia 2 jedince v znakoch celého H – 2 systému, dochádza k vypudeniu vzájomne prenesených štepov buniek alebo kože veľmi rýchlo – za 8 – 12 dní; a naviac sa prejaví prudká reakcia lymfoidných bb. štepu proti hostiteľovi, silná je odpoveď v zmiešaných kultúrach a je takmer nemožné vyvolať vzájomnú imunologickú znášanlivosť bb., tkanív a orgánov.

Zhoda príjemcu a darcu v znakoch H – 2 systému však ešte nezaručuje trvalý úspech štepov. ?prečo nie? Vedľa tohto HS s „veľkou účinnosťou“, u myší existuje ešte asi 20 ďalších „vedľajších, menších“ lokusov (H – 1, H – 3, H – 13...), ktoré sú umiestnené na autozómoch a jeden tiež na Y chromozóme. Tieto určujú slabšie H – znaky: takto sa líšiace štepy prežívajú dlhšiu dobu, rozvíjajúcu sa transplantačnú reakciu je možné ľahšie potlačiť, reakcia štepu proti hostiteľovi je mierna.

human leukocyte antigen, lokalizácia na 6.chromozóme na krátkom ramene, viac ako 6000 kbp. Má 5 oblastí: smerom od centroméry je to oblasť HLA – D, B, C, E, A. Medzi oblasťami HLA-D a HLA-B sa nachádza úsek DNA obsahujúci gény pre niektoré zložky C (C2, C4, Bf). HLA-antigény delíme podľa štruktúry a funkcie do 2 skupín:

MHC I.tr. – sa nachádzajú na všetkých jadrových bunkách – „sebaznaky - OP“

MHC II.tr. – na povrchu B, DC, MØ a aktivovaných T – Ly

pozn.: myšacie T – Ly MHC molekuly II. tr. neexprimujú

V rámci oblasti HLA – D sa doposiaľ identifikovalo 5 rodín génov: HLA – DN, DO, DP, DQ a DR. Ich produkty predstavujú molekuly MHC II. tr., pričom sú typickými antigénmi imunitnej odpovede. Histokompatibilné antigény sa označujú rovnakými symbolmi aké platia pre jednotlivé lokusy MHC.

Zjednodušená génová mapa:

komplex HLA (6. chromozóm) - človek

Ag I. tr. – typické transplantačné Ag; SD; výskyt – všetky jadrové bb.

Ag II. tr. – zodpovedné za imunitnú odpoveď; LD; výskyt - APC, stimulované T

HLA u ľudí

HLA antigény I. tr. na membránach bb. sa určujú sérologicky pomocou špecifických protilátok. HLA – antigény II. tr. (produkty oblasti HLA – D) sa určujú testom zmiešaných lymfocytových kultúr, preto sa označujú ako antigény LD (lymfocytmi detegovateľné).

MHC molekuly II. tr. boli objavené na základe zistenia, že keď sa zmiešali Ly od 2 darcov, pozorovala sa ich blastogenéza, a to aj napriek tomu, že obaja darcovia mali zhodné MHC I. tr. (HLA – A, B, C, E). Blastogenéza je vývojové štádium bb., charakteristické vysokým metabolizmom, biosyntézou proteínov, DNA a RNA. Morfologicky sa prejavuje zväčšením bunky (vznikajú lymfoblasty) a jej delením. Stupeň blastogenézy sa v MLC meria na základe inkorporácie 3H tymidínu alebo 14C do DNA. Blastogenézu v MLC zapríčiňujú rozdielne antigény II. tr. nachádzajúce sa na povrchu Ly rôznych jedincov.
Štúdium systému HLA je dôležité pre potreby pri výbere vhodného darcu pri transplantáciách bb. (kostná dreň), tkanív a orgánov. Tiež sú to problémy a otázky genetickej predispozície a mechanizmu vzniku chorôb, pretože je stále viac dôkazov o tom, že HLA majú významný vzťah k rôznym ochoreniam.

U chorých s niektorými chorobami sa určité antigény HLA vyskytujú častejšie ako u zdravých. Pr. 96% pacientov s Bechterevovou chorobou má Ag HLA – B27, výskyt tohto Ag v normálnej populácii je len 4%. Chorí s diabetes mellitus majú o 26% vyššiu frekvenciu HLA – B15, pacienti s celiakiou o 50% vyšší výskyt HLA – B8. Molekulový základ asociácie týchto HLA Ag s určitými chorobami nie je zatiaľ známy. Pri vírusových infekciách alebo zhubnom nádorovom ochorení sa môžu uplatniť aj „spiace“ gény a na povrchu bb. je potom možné dokázať väčší počet molekúl.

Produkty MHC génového komplexu sa zúčastňujú na prezentácii Ag a na bunkových interakciách pri imunitných odpovediach. Kooperácia medzi bunkami IS sa uskutočňuje len medzi bunkami s rovnakým MHC systémom. Tento fenomén sa volá MHC restrikcia.

Sú známe 2 cesty pre spracovanie a prezentáciu Ag. Pôvod Ag (exogénny alebo endogénny) určuje, ktorou cestou bude Ag prezentovaný (či prostredníctvom MHC molekúl I.; alebo II. triedy). Jedna cesta sa týka endogénnych Ags (napr. vírusy), ktoré sa syntetizujú, ale aj degradujú v cytoplazme antigén prezentujúcej bunky. Degradované fragmenty antigénu sa naväzujú na MHC molekuly I. tr. antigén prezentujúcej bunky a sú prezentované cytotoxickým CD8+ T bunkám. Druhá cesta sa týka exogénnych Ags, ktoré sú zachytené a spracované v endozómoch APC a následne naviazané na MHC molekuly II. tr. Takéto komplexy sú prezentované T pomocným CD4+ bunkám.
Väzba komplexu molekuly MHC I.tr. s vírusovým antigénom na T bunkové receptory stimuluje proliferáciu Tc buniek. Naviazanie komplexu MHC molekuly II.tr. s antigénnym peptidom stimuluje proliferáciu Th buniek. Odpoveď môže byť zosilnená uvoľnením IL-1 z APC buniek a IL-2 z oboch podtypov T buniek. Tc bunky potom rozpoznajú a zničia cieľové bunky, ktoré vykazujú vlastné molekuly I.tr. s vírusovým antigénom.

Cudzí Ag nie je ako celok rozpoznávaný receptormi, ale len jeho časti po degradácii (fragmenty, peptidy), ktoré sa skladajú z cca 6-7 AK alebo zbytkov cukrov. To znamená, že zvyčajne veľmi veľký počet receptorov sa podieľa na väzbe s každým individuálnym Ag.

Ak sú Ag endogénneho pôvodu (vírus) v bunke dochádza k ich degradácii na peptidy v proteazómoch. Peptidy sú transportované do endoplazmatického retikula prostredníctvom molekúl TAP (transporter associated with antigen processing). Niektoré z týchto peptidov sa môžu naviazať na molekuly MHC I. tr. a komplexy Ag peptid-MHC I. tr. sa vo vezikulách presúvajú na bunkový povrch, kde sú rozpoznávané prostredníctvom TCR na CD8+ cytotoxických lymfocytoch (TC).

Obr8. ( Antigen processing )

Ag je zachytený APC (v prípade B bunky je to prostredníctvom špecifickej väzby s povrchovými Ig). Ag sa endocytózou dostane do cytoplazmy APC; endozómy potom fúzujú s vezikulami obsahujúcimi proteolytické enzýmy, ktoré štiepia Ag na fragmenty – peptidy. Ag peptidy sa spájajú s molekulami MHC II. tr. Komplexy Ag peptid-MHC molekuly II. tr. sa presúvajú na povrch APC bunky, aby na membráne mohli byť prezentované CD4+ TH bunkám.

APC sú nevyhnutné pre aktiváciu T buniek antigénom. Aby sa lymfocyty aktivovali, musia vstúpiť do lymfatických orgánov, v ktorých potom interagujú s APC.

makrofágy môžu predložiť Ag za účelom navodenia imunitnej odpovede len takým T - a B – Ly, ktoré majú s nimi zhodné MHC molekuly. Táto požiadavky zhody medzi dvoma reagujúcimi typmi buniek sa označuje ako fenomén MHC restrikcie. Zakladá sa na tom, že lymfocyty dokážu prečítať informáciu z inej bunky len vtedy, keď sa im ponúkne spolu s vlastnými molekulami MHC. Aktivácia naivných T buniek si vyžaduje rozpoznanie cudzieho peptidového fragmentu naviazaného na vlastnú molekulu MHC na APC (1. signál). To ale nepostačuje ku aktivácii, ale vyžaduje si simultánne vyslanie ko-stimulačného signálu APC bunkou (2. signál).