Geneeskunde 2B1 HC week 2 - 09/02 Flashcards
Wat gebeurt er met B-cellen als zij in de circulatie zitten?
Antigeenafhankelijke B-celdifferentiatie, in follikels (kiemcentra) van lymfeklieren:
- somatische hypermutatie (SHM) en class switch recombinatie (CSR)
- naïeve B-lymfocyten uit het beenmerg treden via hoog endotheliale venulen (HEV) de lymfeklier in en migreren naar het kiemcentrum
- hierdoor differentiatie naar geheugen-B-lymfocyt en plasmacel (IgG)
- geheugen B-lymfocyten kunnen meermaals de kiemcentrum reactie doorlopen om zo een steeds hogere affiniteit voor een antigeen te krijgen (steeds meer verfijnd)
Wat is de kiemcentrumreactie?
Follikel bevat 2 delen: donkere zonde (hoge celdichtheid) en lichte zone (lage celdichtheid)
- tijdens ontwikkeling migreren B-lymfocyten van donkere zone naar lichte zone (bevat o.a. FDC (dendritische cellen die APC functie hebben en B-cellen kunnen testen), macrofagen)
- voor activatie heeft een B-cel antigeenherkenning en een signaal van CD4+ T-cellen nodig; via de CD40-receptor op B-lymfocyt en CD40-ligand op T-lymfocyt (B- en T-cel zijn dus op hetzelfde antigeen gericht)
- B-cellen ondergaan proliferatie, somatische hypermutatie en isotype switching
- door alternatieve splicing komen andere delen van het eiwit in de staart van de antistof waardoor hij niet meer op de membraan gaat binden maar uitgescheiden wordt; essentiële functie van plasmacellen
Wat is een somatische hypermutatie (SHM) in B-cellen in de kiemcentra?
Houdt in dat er kleine veranderingen in de variabele domeinen optreden waardoor er een andere affiniteit is –> door selectie hoogste affiniteit geselecteerd (dus extra diversiteit creëren)
- contactpunten die het epitoop binden worden veranderd; de complementarity determining regions (CDR’s) van het antilichaam
- binding veranderd waardoor deze specifieker/minder specifiek wordt
- cellen die goed uit de selectie komen gaan klonaal delen waardoor meerdere B-lymfocyten die een antigeen herkennen dit proces ondergaan –> hierdoor affiniteitsrijping
- verbetering in affiniteit vooral in CDR1-3 gebeiden door de random mutaties in variabele domeinen
- diversiteit gaat naar zo’n 10^10
Wat is een class switch recombinatie (CSR) in B-cellen in de kiemcentra?
Zorgt dat de effectorfunctie in constante domeinen veranderd
- veranderingen in IgH-gencomplex van immunoglobuline –> andere effectorfunctie
- normaal gebruiken B-lymfocyten voor productie van IgM antilichamen het Cμ-segment, nu wordt er geswitcht naar Cγ, Cα of Cε die voor IgG, IgA en IgE zorgen
- switch regio’s van belang; onderdelen met een repetitieve DNA-sequentie die via een soort homologe recombinatie aan elkaar kunnen binden en tussenliggende genen worden eruit geknipt (excisiecirkel), VDJ-exon verandert niet
- niet volledig willekeurig en deels gestuurd door cytokinen
- betrokken enzymen; activatie geïnduceerd deaminase (AID) en uracil-N-glycosylase (UNG) –> een mutatie hierin zorgt voor een CSR defect waardoor alleen IgM geproduceerd kan worden
Waarbij zijn folliculaire dendritische cellen (FDC) betrokken?
Bij de selectie van B-cellen tijdens de somatische hypermutatie (SHM)
- cellen hebben Fc-receptoren en complement receptoren (CD21, CD35, C3b) op hun ‘armen’ voor presentatie van antigenen aan B-lymfocyten
- als B-lymfocyten iets herkennen krijgen ze een signaal om te overleven, anders gaan ze in apoptose
- gebeurt in de lichte zone
Wat gebeurt er in de volgende situaties
- BCR complex
- CD19 complex
- CD40-CD40L interactie ?
- BCR complex; agammaglobulinemie, geen rijpe B-cellen –> pre-BCR defect
- CD19 complex; hypogammaglobulinemie, wel rijpe B-cellen, kleine kiemcentra, verlaagde geheugen B-cellen –> defect in BCR signalering
- CD40-CD40L; hyper-IgM syndroom, class switch effect (hoog serum IgM maar afwezig IgG en IgA), wel rijpe B-cellen, geen kiemcentra, verlaagde hoeveelheid geheugencellen, probleem in ligand of CD40 zelf –> somatische hypermutatie Ig klasse switch
–> in deze situaties een sterk verlaagd serum IgG en geen CD19+ lymfocyten (regulator van B-celactivatie dus sterk verslechterde secundaire respons)
Wat is de functie van het CD19 complex?
Verlaagd de drempel voor BCR-signalering
- pan B-cel marker
- regulator van B-cel activatie
- signaaltransductiecomplex met CD21, CD91 en CD225
- werkt bij het ontbreken van CD19+ lymfocyten niet
Welke 2 manieren zijn er waarop B-lymfocyten T-lymfocyt onafhankelijk geactiveerd kunnen worden?
- TI-1, TLR (toll-like receptor), B-lymfocyt krijgt het tweede activeringssignaal van een pattern recognition receptor (PRR)
- TI-2, B-lymfocyt geactiveerd door crosslinking van BCR’s (groot molecuul met repeterende sequentie), bij sommige grote antigenen (bijv. suikergroepen), deze moleculen kunnen op meerdere receptoren tegelijk binden en zo voor activatie zorgen, deze B-geheugencellen ontwikkeling zich buiten de keimcentrum reactie en hebben dus geen somatische hypermutatie of class switch recombinatie
Hoe verplaatsen T-lymfocyten zich in de Thymus?
Rijping in de thymus (soort spons) in epitheliaal stromaal netwerk
- Cortex: donker, bevat epitheliale reticulumcel en lymfocyt
- Medulla: donker, bevat macrofaag, epitheliale reticulumcel en interdigiterende reticulumcel
Route: vanuit beenmerg via venules komen thymocyten (T-lymfocyten) binnen in corticomedullaire junction (inner cortex) –> maken via de cortex (outer cortex) een migratie beweging door o.i.v. verschillende chemokinen (herkend door chemokine receptoren) en gaan daarna naar de medulla
–> in de thymus maturatie, proliferatie en celdood (cel zonder goede receptor): in eerste dagen vooral toename in aantal thymocyten (proliferatie), tijdens genherschikkingsproces ligt proliferaite even stil (voorkomen problemen en maligniteiten), na selectie reduceert aantal en blijft de hoeveelheid stabiel
Welke 2 typen diversiteit heeft de T-lymfocyt receptor (TCR)?
- combinatie diversiteit: door V(D)J recombinatie: volgorde van ketens is δ, γ, β, α
- junctionele diversiteit: door onnauwkeurigheden tijdens het plakken van V(D)J segmenten
–> zijn net als B-cellen dubbel negatief en worden via dubbel positief weer enkel positief
–> CD4 en CD8 zijn belangrijke markers
Welke 2 selectieprocessen ondergaan T-celreceptoren en wat houden deze in?
- Positieve selectie: in cortex, selectie op TCR met goede affiniteit voor lichaamseigen HLA, door corticale thymus epitheelcellen (cTEC’s) die peptiden op HLA presenteren; bij geen of een te sterke (kunnen overal aan binden) interactie apoptose (dus de window voor intermediaire bindingssterkte is belangrijk)
-
Negatieve selectie: in medulla, selectie tegen TCR met te hoge affiniteit voor lichaamseigen peptiden in HLA, presentatie door medullaire thymus epitheelcellen (mTEC’s) en dendritische cellen; bij een te hoge affiniteit apoptose –> zorgt voor tolerantie van lichaamseigen peptiden; AIRE biedt weefselspecifieke antigenen aan (fout in AIRE; APOCED (auto-immuun polyglandulair syndroom) –> auto-immuunreacties tegen organen)
–> na beide selecties is er een goede voorloper T-lymfocyt met een intermediaire bindingssterkte aan HLA, wordt pas een T-lymfocyt in de circulatie
Hoe ontstaat centrale en perifere tolerantie tegenover lichaamseigen moleculen?
- centrale tolerantie: door selectiemechanismen in de thymus (positieve en negatieve selectie)
- perifere tolerantie: in de circulatie, anergie mechanisme (status waarbij T-lymfocyten niet op prikkels reageren –> rusttoestand) waardoor ze geen schadeling effect hebben, de activiteit kan door regulatoire T-lymfocyten en tolerogene dendritische cellen geremd worden
Uit welke stappen bestaat de complete cellulaire respons?
Zie afbeelding!
- B- en T-lymfocyten komen naïef uit het beenmerg/thymus (zijn nog niet in contact gekomen met lichaamsvreemde antigenen, de T-cellen brengen CD27 tot uiting (centrale geheugencellen liggen in lymfeklieren te wachten (homing))
- Ze herkennen iets, binden hieraan, gaan expanderen (prolifereren) en differentiëren (geheugencel of effectorcel (responders, chronisch gestimuleerd, raken uitgeput hierdoor))
- Ze proberen de infectie te klaren waarbij eliminatie plaatsvindt
- Cellen gaan in apoptose en nemen af, er blijven effector geheugencellen (T-lymfocyten die in weefsels circuleren) achter waardoor er volgende keer sneller meer T- en B-lymfocyten zijn
Welke differentiatie vindt er plaats van cellen in de cellulaire respons?
Cellen die de thymus verlaten:
- α-β T-lymfocyten:
~ CD4+ T-lymfocyten (helper)
~ CD8+ T-lymfocyten (cytotoxisch)
~ NKT-lymfocyten (zeldzaam)
- γ-δ T-lymfocyten
–> na antigeenherkenning proliferatie van T-lymfocyten o.i.v. IL-2 (–> vorming effectorcellen en geheugencellen)
Hoe vindt co-stimulatie en co-inhibitie van CD4+ T-cellen plaats?
- Co-stimulatie: CD4+ T-cellen hebben een 2e signaal nodig om goed geactiveerd te kunnen worden; CD28-molecuul op de T-lymfocyt dat aan CD80/CD86 op de APC bindt, via deze 2 signalen cel activatie
- Co-inhibitie: receptoren PD1 en CTLA-4 hebben bij activatie een remmende werking, tumorcellen maken hier gebruik van door moleculen die makkelijk kunnen binden deze remmende signalen in gang te laten zetten –> antistoffen tegen PD1 (nivolumab) en CTLA-4 (ipilimumab) zorgen voor binding maar geen activatie waardoor de T-lymfocyten weer geactiveerd worden
Welke verschillende CD4+ T-helper cellen zijn er en wat zijn hun belangrijkste eigenschappen?
Zie ook afbeelding!
- Th1: IFN-γ en IL-2; macrofaag activatie en regulatie van cellulaire immuniteit (in overmaat inflammatie), invloed op macrofaag, NK-cel en CD8+ T-cel –> celgemedieerde immuniteit (doden van geïnfecteerde gastheercellen)
- Th2: IL-4, IL5 en IL-13; regulatie hormonale immuniteit (in overmaat allergieën), invloed op eosinofiele granulocyten en B-lymfocyten (IgE en IgG4) –> respons op wormen en allergenen
- Th17: IL-17 en IL-22; regulatie van ontsteking (in overmaat inflammatie/auto-immuunziekte), invloed op neutrofiele granulocyten en epitheelcellen –> pro-inflammatoir, respons op schimmels/extracellulaire bacteriën
- T_reg: TGF-β en IL-10; differentiatie van B-lymfocyten (bij tekort auto-immuunziekte), invloed op andere lymfocyten –> onderdrukken functie van andere (non-)T-lymfocyten
Wat zijn γ-δ T-lymfocyten?
Cel bestaat uit een γ-keten en δ-keten
- in de huid en darmen
- herkennen antigenen via HLA-achtige moleculen –> snelle effectorrespons –> mengvorm van innate en adaptieve immuunsysteem
- receptoren ontstaan door recombinatie en vertonen specificiteit, vooral innate immuniteit (herkennen voornamelijk structuren)
- lijkt alsof ze vermeerderen als reactie op bepaalde antigenen
- 2 typen
~ Vδ1+ cellen: weefsels vooral bij jonge mensen uit thymus, herkennen stressgeïnduceerde HLA verwante moleculen
~ Vδ2+ cellen: bloed vooral bij oudere mensen, herkennen fosfo-antigenen op micro-organismen/dode cellen en produceren pro-inflammatoire cytokinen
Wat zijn cytokinen?
Kleine oplosbare eiwitten (15-35 kDa)
- onderverdeling: groeifactoren, chemokinen en overige cytokinen OF evolutionair en functioneel verwante families OF pro- en anti-inflammatoir
- functioneren lokaal (autocrien, paracrien) en systemisch
- pleiotroop en redundant
- functioneren in een netwerk waarbij ze elkaars activiteit synergetisch (geheel meer dan de som van delen) of additief (versterken) of inhiberen –> werken bijna nooit alleen
- effecten zijn sterk procesfase- en concentratieafhankelijk
- geproduceerd door en hebben effecten op verschillende celtypen van alle weefsels
- behoren tot cellulaire effecten
Hoe functioneren cytokinen als groeifactoren, chemokinen en overige cytokinen?
Cytokine: beïnvloed het gedrag/functie van andere cellen, onderverdeeld in;
- groeifactoren: cytokine dat proliferatie (en maturatie) van cellen stimuleert GM-CSF/CSF2, EPO
- chemokine: cytokine met chemotactische (en activerende) werking op cellen, trekken cellen aan CCL2/MCP-1, CXCL12/SDF-1
- overige cytokines: cytokines met andere functionele effecten zoals activering/remming IL-1, IFN-γ, TGF-β
- interleukines: stoffen tussen witte bloedcellen
Wat betekenen pleiotropie en redundantie?
- Pleiotropie: 1 cytokine beïnvloed meerdere celtypen en heeft uiteenlopende effecten, 1 receptor betrokken, effect afhankelijk van concentratie en celtype
- Redundantie: verschillende cytokinen hebben overlappende functies, ze kunnen bijna vervangen worden door cytokine met soortgelijke functie maar verhouding/mate effect is anders (bijv. IL-1, IL-6 en TNF-α)
–> respons wordt bepaald door hoeveelheid cytokinen, soms kan kleine hoeveelheid voor activatie zorgen maar overschot een onderdrukkend effect hebben
Wat zijn cytokine-families?
Cytokinen worden onderverdeeld in families die evolutionair en vaak functioneel verwant zijn
–> binnen families hebben cytokinen een overlappende werking (daarom dezelfde familie)
–> naast immuunrespons ook belangrijk als target voor therapie
–> zie afbeelding voor families (hoef je niet allemaal uit je hoofd te kennen)
Welke 3 typen effecten hebben cytokinen?
- Paracrien: beïnvloeden naburige cellen
- Autocrien: werken op de cel waardoor ze zijn geproduceerd
- Endocrien: hebben via de bloedbaan effect op cellen elders in het lichaam, concentratie moet hoog genoeg zijn
–> het zijn geen hormonen! (hormonen worden door specifieke organen gemaakt en cytokinen door veel soorten celtypen)
Wat is het verschil tussen synergie, additie en inhibitie?
- synergie: effect van de factoren samen is (veel) groter dan de effecten van de losse factoren bij elkaar opgeteld
- additie: factoren werken samen om een effect te verdubbelen, het effect wordt bij elkaar opgeteld
- inhibitie: effect dat factoren samen geven is een fractie van het effect dat ze afzonderlijk geven
–> zie ook afbeelding! op y-as effect en op x-as de typen cytokinen
–> voorbeeld uit de praktijk is TNF-IL-1-IL-6 netwerk; IL-1 en TNF-α stimuleren elkaar en samen stimuleren ze de productie van IL-6 (synergetisch). IL-6 remt eigen productie maar ook eigen inductie via TNF-α en IL-1 als er voldoende aanwezig is (negatieve feedback)
Wat is de kinetiek van cytokinen en hoe komt dit?
Niet alle cytokinen worden tegelijkertijd aangemaakt (wel binnen enkele uren) en daardoor pieken ze niet op hetzelfde moment, bij een immuunreactie; TNF-α piekt heel snel, hierna ook IL-1β en IL-6
Komt door verschillende soorten productiemechanismen:
- aanwezig op membraan; in circulatie door enzym-activatie (bijv. TNF op macrofagen)
- aanwezig in vesikels; in circulatie door degranulatie (bijv. IL-4 in eosinofiele granulocyten)
- aanwezig in cytosol als pro-cytokine; activatie door inflammasoom (bijv. IL-1β in macrofagen)
- de novo transcriptie na cel activatie (bijv. IL-2 in T-lymfocyten)
–> eerste 3 manieren worden bij afgifte aangevuld d.m.v. transcriptie
Wat is de Type I IFN-respons?
Essentieel bij een virusinfectie
- 13 subtypen van type I IFN-α en 1 van type IFN-β –> worden gemaakt door lichaamscellen als ze door een virus geïnfecteerd zijn –> binden allemaal aan type I IFN-receptor
- bij virusinfectie zorgt blootstelling nucleïnezuren in cytosol dat receptoren en IFN-β geactiveerd worden –> autocriene en paracriene werking –> via positieve feedback ook aanmaak IFN-α –> werkt op IFN-receptor –> buurcellen worden geactiveerd en gaan ook reageren –> cellen zijn gevoeliger voor NK-cellen en worden gedood (interferon remt replicatie virus en stimuleert expressie waardoor NK-cel kan binden
- plasmacytoïde dendritische cel ook betrokken: professionele IFN-α producent
- zorgt ook voor remodeling van het chromatine (sterke transcriptie mogelijk hierdoor
Hoe is de cytokine samenwerking in een virus respons?
Ze werken in een cascade
- intracellulair geïnfecteerde macrofaag gaat CXCL8, IL-12 en TNF-α maken –> macrofaag trekt NK-cellen aan –> macrofaag gaat o.i.v. eigen TNF-α ook IL-15 maken –> stimulatie NK-cellen –> geactiveerde NK-cel gaat IFN-γ maken –> meer stimulatie macrofaag waardoor hij virus/bacterie kan uitschakelen
Welke families van cytokine receptoren zijn er?
- Interleukine- en interferon receptor familie: homo- of heterodimeer receptoren
- TNF-receptor familie: trimeer receptoren
- Chemokine receptoren: 7-transmembraanreceptoren
–> klinisch belang: gezamenlijke γ-keten gedeeld door R voor IL-2, -4, -7, -15, -21 –> bij een mutatie X-linked immunodeficiëntie
Hoe is de indeling van chemokinen o.b.v. structuur?
O.b.v. cysteïne met zwavelbruggen, functie is homeostatisch of inflammatoir (door chemotactische werking = aantrekken van cellen), sprake van pleiotropie en redundantie, 4 typen te onderscheiden:
1. C-chemokinen: 1 zwavelbrug tussen 2 cysteïne
2. CC-chemokinen: 2 zwavelbruggen tussen cysteïne
3. CXC-chemokinen: 2 zwavelbruggen met 1 aminozuur tussen cysteïne
4. CX3C-chemokinen: 2 zwavelbruggen met 3 aminozuren tussen cysteïne
Hoe gaat de cytokine receptor signalering via JAK-STAT?
Cascade gebaseerd op fosforylering
- bij binding van cytokine aan cytokine receptor ondergaat JAK een activerende transformatie –> inactief STAT-molecuul (dimeer) kan binden –> wordt gefosforyleerd –> actieve STAT-eiwit komt vrij –> gaat naar de kern om voor expressie van responsieve genen te zorgen
Wat is het verschil tussen kolonisatie en infectie?
Zie afbeelding!
Kolonisatie houdt in dat er micro-organismen aanwezig zijn, maar op dat moment geen infectie veroorzaken. Er zijn stappen om van kolonisatie naar infectie te gaan:
1. Kolonisatie en adhesie
2. Biofilm formatie
3. Lokale invasie
4. Verspreiding
Wat houdt biofilm formatie in (2e stap van kolonisatie naar infectie)?
Micro-organismen gaan als biofilm samen klonteren waardoor ze meer schade kunnen aanrichten
- Ontstaan uit verbindingen bestaande uit fibrinedraden –> hechte kolonie
- Veel voordelen: bescherming tegen buitenaf (minder gevoelig voor antibiotica/fagocytose/stroming van bloed), activatie van adhesiemoleculen en uitwisseling genetisch materiaal (plasmiden –> antibioticaresistentie)
- Veel: decubitis, prothese infecties, infecties door verbindingen (stent, katheter, etc.) of longontstekingen bij CF
- Het wekt een chronische immuunreactie op die zorgt voor schade in het (omliggend) weefsel
Wat houdt lokale invasie in (3e stap van kolonisatie naar infectie)?
Hierdoor kunnen micro-organismen schade veroorzaken als ze ergens gelokaliseerd zijn
- 5 kenmerken van ontsteking: roodheid, warmte, zwelling, pijn, functieverlies
- Hierdoor veel activatie van het immuunsysteem (vaak ook stollingscascade)
Wat is sepsis?
Levensbedreigende orgaanschade door een ontregelde afweer teken infecties, er moet aan >2 factoren worden voldaan;
- Ademhaling: laag PaO2/FiO2
- Zenuwstelsel: bewustzijn op de Glasgow Coma Scale laag
- Circulatie: hypotensie of noodzaak tot vasopressine
- Lever: hoog bilirubine
- Stolling: trombocyten laag
- Nieren: hoog creatinine en oliguria
–> Septische shock als er sprake is van aanhoudende hypotensie ondanks adequate vulling
