chp3 Κυτταροκίνες

Question 1

define cytokines

Answer 1

= ρυθμιστικές πρωτεΐνες ή γλυκοπρωτεΐνες χαμηλού μοριακού βάρους (5-20kDa) που εκκρίνονται από λευκοκύτταρα και διάφορους άλλους κυτταρικούς τύπους του σώματος ως απόκριση σε ένα ή πολλά διαφορετικά ερεθίσματα

Question 2

what are the roles of the reaction between κυτταροκίνης- προσδέτη/υποδοχέα στο κύτταρο-στόχος

Answer 2

• Αλλαγές στην έκφραση των μορίων CAMs & υποδοχέων των χημειοκινών → μετανάστευση των κυττάρων
• Μεταγωγή σημάτων σε κύτταρο του Α.Σ. για ↑ή↓ της δράσης κάποιων ενζύμων ή αλλαγή του μεταγραφικού προγράμματος
• Καθοδήγηση του κυττάρου για το αν θα επιβιώσει ή θα πεθάνει

Question 3

explain what CAM molecules are + chemokine receptors + chemokines

Answer 3

• CAM = cell adhesion molecule that do the adhesion, migration and signalling of immune cells.
• Chemokines = signalling proteins
• Receptors = bind to chemokines to induce chemotaxis which is the direct movement of immune cells

Question 4

describe the process that leads to a biological effect

Answer 4

1. A stimulus is induced
2. That signal causes a cell to become a cytokine producing cell by activating its cytokine gene
3. Cytokine secretion
4. It reaches and binds to a specific receptor on their target cell, which activates a gene or an enzyme
   —> δεσμεύονται σε ειδικούς μεμβρανικούς υποδοχείς των κυττάρων-στόχων, πυροδοτώντας μηχανισμούς μεταγωγής σήματος, με τελικό αποτέλεσμα τη μεταβολή της γονιδιακής τους έκφρασης
   —> οι κυτταροκίνες και οι υποδοχείς τους επιδεικνύουν υψηλή συγγένεια στη μεταξύ τους σύνδεση
5. This causes a bio effect

Question 5

name the 3 ways a cytokine can reach its target and produce an effect

Answer 5

1. Ενδοκρινής (Endocrine): κυτταροκίνη προσδένεται σε υποδοχείς στη μεμβράνη κυττάρων-στόχων που βρίσκονται σε απομακρυσμένα σημεία του σώματος —> passes through the blood circulation
2. Παρακρινής (Paracrine): κυτταροκίνη προσδένεται σε υποδοχείς στη μεμβράνη κυττάρων-στόχων που βρίσκονται σε μικρή απόσταση από το κύτταρο που την παράγει
3. Αυτοκρινής (Autocrine): κυτταροκίνη προσδένεται σε υποδοχείς στη μεμβράνη του ίδιου κυττάρου που την παράγει

Question 6

name the main properties of cytokines that gives them the ability to do the ρύθμισης της κυτταρικής δραστηριότητας με ένα συντονισμένο και διαδραστικό τρόπο

Answer 6

1. Πλειοτροπισμού (Pleiotropy)
2. Πλεονασμού (Redundancy)
3. Συνέργειας (Synergy)
4. Ανταγωνισμού (Antagonism)
5. Επαγωγής φαινομένων ενίσχυσης (Cascade induction)

Question 7

explain Πλειοτροπισμός + example

Answer 7

= μια δεδομένη κυτταροκίνη που παρουσιάζει διαφορετική
βιολογική δράση σε διαφορετικά κύτταρα-στόχους
= a single cytokine can have multiple and diverse effects on different target cells or tissues.

Eg IL-4 effect on:
- B cell —> Ενεργοποίηση, Πολλαπλασιασμός, Διαφοροποίηση
- Thymocyte —> Πολλαπλασιασμός
- Mast cells —> Πολλαπλασιασμός

Question 8

explain + give an example for Πλεονασμός

Answer 8

= 2+ κυτταροκίνες που ρυθμίζουν όμοιες λειτουργίες, καθιστά δύσκολο τον καταλογισμό μιας συγκεκριμένης λειτουργίας σε μια και μοναδική κυτταροκίνη

eg IL-2,4 and 5 all cause the πολλαπλασιασμός of B cells

Question 9

explain Συνέργεια + eg

Answer 9

= συνδυασμένη δράση δύο κυτταροκινών έχει ισχυρότερο
αποτέλεσμα από το αντίστοιχο που προκαλείται όταν δρούν χωριστά

Eg IL4+5 can work together to cause a μετάπτωση τάξης of a B cell σε IgE

Question 10

explain Ανταγωνισμός + eg

Answer 10

= η δράση της μιας κυτταροκίνης παρεμποδίζει ή αντισταθμίζει τα αποτελέσματα της δράσης της άλλης

eg IFN-γ causes the αναστολή της μετάπτωση τάξης of the B cell σε IgE που προκαλείται από την IL-4

Question 11

explain the Επαγωγή φαινομένων ενίσχυσης

Answer 11

= η δράση μιας κυτταροκίνης σε ένα κύτταρο-στόχο έχει ως αποτέλεσμα την επαγωγή της παραγωγής 1+ άλλων κυτταροκινών, οι οποίες με τη σειρά τους επάγουν άλλα κύτταρα στόχους να παράγουν άλλες κυτταροκίνες

Question 12

what are the main 3 effect cytokines induce on the target cells

Answer 12

• ενεργοποίησης
• πολλαπλασιασμού
• διαφοροποίησης των κυττάρων-στόχων

Question 13

what cells are the main producers of cytokines + what reactions they cause

Answer 13

TH κύτταρα, μακροφάγα & DCs:
- Δημιουργία κυτταρικής & χυμικής ανοσολογικής απόκρισης
- φλεγμονώδης απόκριση (they can start or stop it)
- ρύθμιση αιμοποίησης
- ρύθμιση επούλωσης τραύματος (wound healing)

Question 14

name one example of a cytokine (SOS) + its effect + from which cells

Answer 14

Tumour necrosis factor (TNF)
—> made from μακροφάγα andΤ κύτταρα
—> effect:
- Ενδοθηλιακά κύτταρα: ενεργοποίηση (φλεγμονή, πήξη)
- Ουδετερόφιλα: ενεργοποίηση
- Υποθάλαμος: πυρετός
- Συκώτι: σύνθεση πρωτεϊνών οξείας φάσης

Question 15

describe the different effect that TNF-α causes

Answer 15

1. Προκαλεί την αγγειοδιαστολή των τοπικών αιμοφόρων αγγείων
2. Ενεργοποιεί την έκφραση των μορίων κυτταρικής προσκόλλησης (CAMs) στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων which triggers immune cells to be released
3. Βοηθά στην εξαγγείωση των ουδετερόφιλων και μονοκυττάρων
4. Διεγείρει τα ενδοθηλιακά κύτταρα να εκφράζουν πρωτεΐνες που πυροδοτούν την πήξη του αίματος στα τοπικά αιμοφόρα αγγεία
5. Περιορισμός της μόλυνσης που αποτρέπει της εισδοχή της στην κυκλοφορία του αίματος και εξάπλωσή της σε όργανα σε όλο το σώμα

Question 16

what happens if the infection spreads into the circulation?

Answer 16

TNFα μπορεί να προκαλέσει σήψη —> Σοκ (σηπτικό σοκ)

1. Συστημική απελευθέρωση της TNFα στην κυκλοφορία του αίματος από ενεργοποιημένα μακροφάγα στο σπλήνα και το συκώτι
2. Αγγειοδιαστολή —> μείωση της αρτηριακής πίεσης —> αύξηση της διαπερατότητας των τριχοειδών αγγείων
3. This low blood pressure can lead to inadequate blood flow to vital organs, causing organ dysfunction and failure.
4. It can also cause DIC = abnormal blood clotting and excessive bleeding throughout the body (Διάχυτη ενδοαγγειακή πήξη = δημιουργία μικρών θρόμβων σε μικρά αιμοφόρα αγγεία σε όλο το σώμα)
5. Μπορεί να οδηγήσει σε ανεπάρκεια ζωτικών οργάνων: νεφρά, συκώτι, καρδιά, πνεύμονες

Question 17

what causes bacterial septic shock? what occurs during it? symptoms?

Answer 17

Cause: προκαλείται από υπεραντιγόνα που διεγείρουν την υπερπαραγωγή IL-1 & TNFα από τα Τ κύτταρα, λόγω παρατεταμένης διέγερσης

Process:
- Οι ενδοτοξίνες (endotoxins) του βακτηριακού τοιχώματος δεσμεύονται στους TLRs των DCs & mf
- διεγείροντας την υπερπαραγωγή IL-1 & TNFα σε επίπεδα

symptoms:
- πτώση της πίεσης του αίματος
- πυρετό
- διάρροια
- δημιουργία θρόμβων σε σημείο που συχνά αποβαίνει θανατηφόρο

Question 18

describe another process that ιντερφερόνες τύπου Ι (INFα & INFβ) can help with

Answer 18

Παρεμβαίνουν (Interfere) στον πολλαπλασιασμό των ιών = αντι-ιική δραστηριότητα

• Προκαλούν αντίσταση στον πολλαπλασιασμό του ιού σε όλα τα κύτταρα
• Αύξηση της έκφρασης των MHC I και της αντιγονοπαρουσίασης (APC) σε όλα τα κύτταρα
• Ενεργοποίηση των δενδριτικών κυττάρων και των μακροφάγων
• Ενεργοποίηση των ΝΚ κυττάρων για την καταστροφή των μολυσμένων με ιό κυττάρων

Question 19

give examples of therapies based on cytokines + what their goal is + examples

Answer 19

1. καθαρών, κλωνοποιημένων κυτταροκινών και υποδοχέων κυτταροκινών
2. μονοκλωνικών αντισωμάτων εναντίον των κυτταροκινών ή των υποδοχέων τους

→ δυνατότητα θεραπευτικής εφαρμογής για ρύθμιση της ανοσολογικής απόκρισης

Examples of cytokines:
- Ιντερφερόνες
- Ιντερλευκίνες
- GM-CSF
- αναστολείς δράσης του TNF

Question 20

gives cons of the θεραπευτική χορήγηση κυτταροκινών

Answer 20

1. μικρός χρόνος ημιζωής (ανθρώπινη IL-2 —> 7-10min όταν
   χορηγείται ενδοφλέβια)
2. δράση για βραχύ (short) χρονικό διάστημα in vivo
3. ανεπαρκής δοσολογία —> ανάγκη για συνεχή χορήγηση
4. Παρενέργειες, τοξικότητα

Question 21

ways to use therapeutic cytokines

Answer 21

1. Ανασυνδυασμένες = synthesized using genetic engineering techniques. These are biologically identical to natural cytokines and can be administered to supplement or modulate the immune response
2. Αντισώματα έναντι κυτταροκινών ή των υποδοχέων τους = Monoclonal antibodies that target specific cytokines or their receptors can be used to block or neutralize the cytokine’s activity.
3. Μόρια ανάλογα κυτταροκινών = synthetic molecules designed to mimic the action of natural cytokines. They can be used to regulate immune responses by binding to cytokine receptors. These analogs can have altered properties, such as increased stability or enhanced therapeutic effects.
4. Κυτταροκίνες συζευγμένες με τοξίνες = linked or conjugated to toxins. These conjugates can selectively target specific cell types

Question 22

give an example of monoclonal antibody therapy for cytokines

Answer 22

Αναστολή της ενεργοποίησης των TH και TC κυττάρων με τη χρήση αντι-CD25 (μονοκλωνικό αντίσωμα που προσδένεται στον υποδοχέα της IL-2 )

Question 23

what kind of treatment is taken for rheumatoid arthritis and why + symptoms it relieved

Answer 23

anti-TNF therapy eg Remicade
—> Ρευματοειδής αρθρίτιδα είναι μια αυτοάνοση ασθένεια χρόνιας φλεγμονής που οδηγεί σε καταστροφή των αρθρώσεων.
—> Cytokine action can cause multicellular chronic disease
—> the anti-TNF drug will target TNF as an antigen

Effect:
- σταματά τον πόνο
- τη δυσκαμψία
- το οίδημα των αρθρώσεων
- προάγει την επούλωση και την επιδιόρθωση των ιστών

Question 24

what other diseases can benefit from anti-TNF therapy

Answer 24

Ασθένειες που σχετίζονται με φλεγμονή:
- αγκυλωτική σπονδυλίτιδα
- ψωριασική αρθρίτιδα
- ασθένεια Crohn’s
- ελκώδης κολίτιδα (Ulcerative colitis)
- ψωρίαση