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Immunologie > Zytokine (Botenstoffe des Immunsystems) > Flashcards

Zytokine (Botenstoffe des Immunsystems) Flashcards

1
Q

Definiere Zytokine:

A

Bezeichnung für alle Proteine, die von Zellen sezerniert werden und das Verhalten anderer Zellen beeinflussen, die einen geeigneten Rezeptor besitzen.

  • Botenstoffe, von Zellen des angeb. & erworb. IS gebildet
  • Proteine, Peptide, Glykoproteine
  • Zellhormone: wirken als Mediatoren u. Wachstumsfaktoren
  • meist: fördern Entzündung; ermöglichen Aktivierung u. Differenzierung von APC und Lymphozyten
  • Netzwerk von Signalen, die die Immunabwehr koordinieren
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2
Q

Beschreibe die Rolle der Cytokine in Entzündungen:

A

Cytokine und Chemokine lösen Entzündungen aus:

  1. Zellen & Moleküle des ang. IS werden aus dem Blut ins Gewebe gelenkt
  2. Zustrom von Lymphflüssigkeit mit Mikroorganismen in die nächstgelegenen Lymphknoten verstärkt sich und adaptiert adap. IS
  3. Nach Auslösung der adaptiven Immunantwort werden Effektoren wie AK und T Zellen an den Infektionsherd geschleust
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3
Q

Nenne die wichtigsten Funktionsprinzipien der Zytokine:

A

Pleiotropie und Redundanz

  • Pleiotropie: Ein Zytokin kann unterschiedliche Effekte auslösen, z.B. bei unterschiedlichen Empfängerzellen
  • Redundanz: Mehrere Zytokine haben ähnliche Wirkung

Dadurch Sicherstellung der Funktion des IS auch bei Ausfall einzelner Komponenten

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4
Q

Nenne die Cytokin-Familien

A

Familie 1: HÄMATOPOETINE

Familie 2: INTERFERONE

Familie 3: TNF-FAMILIE

Familie 4: IMMUNGLOBULIN-SUPERFAMILIE

Familie 5: CHEMOKINE

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5
Q

Beschreibe die Hämatopoetin-Familie!

A

= Interleukine u. Wachstumsfaktoren von Blutzellen

  • größte Gruppe
  • z.B. Interleukin (IL)-2, 3, 4, 5, 7, 9, 11, 12, 13, 15, G-CSF, GM-CSF
  • wenig produziert > extrem wirksam in geringen Mengen
  • wirken vor Ort
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6
Q

IL-2 & IL-R

A
  • T-Zellwachstumsfaktor
  • Aktivierung/Proliferation von T-, B-, NK-Zellen u. Monozyten
  • von aktivierten T Zellen (Ag-Kontakt), NK-Zellen produziert
  • IL-2 Rezeptor: Zusammenlagerung der Ketten > volle Affinität
  • ruhende Zelle: ca. 500 ßKetten, keine alpha Kette > nach Stimulation: 5000 ßKetten, 50000 alpha Ketten
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7
Q

Beschreibe wie T-Zellen auf Interleukin-2 reagieren:

A
  • ruhende T Zellen: niedrigaffiner IL-2R (nur ß/y Ketten)
  • aktivierte T Zellen exprimieren hochaffinen IL-2R (a/ß/y Ketten) und sezernieren IL-2
  • IL-2 wirkt als Signal für T Zelle in den Zellzyklus einzutreten
  • IL-2 löst Zellproliferation aus
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8
Q

Nenne die pleiotrope Wirkung von IL-2

A
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9
Q

Beschreibe wie Cyclosporin die IL-2 Expression hemmt

A

Transplantationsmedizin:

  • T-Zellen des Empfängers werden durch als fremd erkannte Antigene des Transplantats aktiviert
  • Immunantwort schädigt Organ: Abstoßung
  • Spender-T-Zellen aus dem Transplantat erkennen Empfängerantigene und lösen eine Immunantwort aus (Graft-versus-Host-Disease)

Ziel: Unterbindung der vollen T-Zellaktivierung/Expansion durch Immunsuppressiva

Einsatz von Cyclosporin in der Transplantationsmedizin:

  • Erkennung eines auf MHC präsentierten Antigens + Kostimulation > Calcium-Einstrom in die T-Zelle > Zellaktivierung > IL-2 Expression
  • Cyclosporin hemmt die IL-2 Expression und damit die T Zellproliferation und Produktion weiterer inflammatorischer Zytokine

Cyclosporin zeigt Erfolge bei der Behandlung von T-Zell vermittelten chronische Entzündungsreaktion:

  • atopische Dermatitis (diverse Hunderassen)
  • Perianale Fistelbildung (Dt. Schäferhund)
  • Entzündung der Mund/-Rachenhöhle bei Katzen (Stomatitis, Pharyngitis)
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10
Q

IL-4

A
  • B-Zellwachstumsfaktor, AK-Klassenswitch zu IgE
  • Differenzierung von Th0 (naive T-Helferzelle) in aktivierte Th2 Zellen (Wurminfektionen, Allergien)
  • Produziert von Th2 Zellen, Mastzellen, Eosinophilen
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11
Q

IL-12

A
  • u.a. von Makrophagen, dendritischen Zellen produziert
  • aktiviert NK-Zellen (zur IFN-y-Produktion)
  • induziert Differenzierung von Th0 in Th1, pro-inflammatorisch
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12
Q

Definition Interferon-Familie

A
  • Eindämmung viraler und bakterieller Infektionen, fördert MHC I/II-Produktion
  • Produktion basal niedrig, nach Aktivierung schnell & stark
  • wichtige Vertreter: IFNa, -ß, -y

IFN-alpha & -ß (= Typ I Interferone):

  • alpha von Leukozyten, ß von Gewebszellen (z.B. Fibroblasten)
  • klassischer Auslöser: Pattern recognition receptor TLR-3 erkennt virale dsRNA
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13
Q

Funktionen Interferon-alpha/ß

A
  1. Erzeugen in nicht infizierten Zellen Resistenz gegen Virusreplikation, durch Aktivierung von Genen, deren Produkte mRNA abbauen und Hemmung der Proteintranslation
  2. Steigern Expression von MHC I und damit Antigenerkennung durch zytotoxische CD8+ T Zellen
  3. Aktivieren NK Zellen, die infizierte Zellen zu töten
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14
Q

IFN-y (Typ II Interferon)

A
  • von Th1 Zellen, NK-Zellen produziert
  • aktiviert Makrophagen in bakteriellen und Protozoen-Infektionen
  • erhöht MHC-II-Expression
  • fördert Ag-Prozessierung u. -Präsentation
  • induziert AK-Klassenswitch zu IgG, hemmt Th2 Zellen

Pleiotrope Interferon-y Wirkung:

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15
Q

Definition TNF (Tumornekrosefaktor) -Familie

A

Aktivierung von:

  • Makrophagen, Granulozyten, zytotox. T-Zellen
  • Leukozyten-Endothel-Adhäsion
  • Akut-Phase-Proteine (C-reaktives Protein, MBL, LBP)
  • MHC-I-Produktion
  • von aktivierten Makrophagen, T-, B-, NK-Zellen produziert
  • 18 Proteine, davon u.a. TNF-alpha & TNF-ß
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16
Q

Wirkungen von TNF alpha

A

TNF-alpha Freisetzung von Makrophagen:

  • Lokal schützende Effekte: Gefäßdurchlässigkeit nimmt zu, Zellen und Proteine wandern zum Infektionsherd und begrenzen die Infektion
  • Systemische Freisetzung, schädliche Wirkung: systemische Ödeme, Hypoproteinämie, Neutropenie, verringertes Blutvolumen, multiples Organversagen
17
Q

Entzündungshemmung: “Etanercept” fängt TNF-alpha im Serum

A
  • löslicher gentechnischer Nachbau des TNF-Rezeptors 2
  • bindet TNF-alpha/ TNF-ß und verhindert deren biologische Wirkungen
  • Einsatz bei Morbus Crohn, Psoriasis, rheumatischen Erkrankungen
  • vor Behandlung Ausschluß latenter TBC
18
Q

Wirkspektrum von IL-1ß, IL-6 (gehören zur Immunglobulin-Superfamilie), TNF-alpha

A
19
Q

Chemokin-Superfamilie + Beispiel CXCL8 (IL-8)

A
  • chemotaktisch aktive Cytokine
  • kleine Proteine, die Leukozyten anlocken (Chemotaxis)
  • mobilisieren Effektorzellen aus dem Blut zur Infektionsherd
  • Zwei große Gruppen: > CC-Chemokine: zwei benachbarte Cysteine > CXC-Chemokine: Cysteine sind durch andere Aminosäure getrennt

Beispiel IL-8:

  • CXCL8 veranlasst Neutrophile aus dem Blut ins Gewebe einzuwandern
  • Gebildet von Makrophagen, Epithel- und Endothelzellen

Chemokine erfüllen zweierlei Funktionen:

  • sie bewirken das Rollen der Leukozyten auf Endothelzellen und Konformationsänderung der Adhäsionsmoleküle
  • sie steuern die Zellwanderung anhand eines Gradienten von Chemokinmolekülen, gebunden an Endothelzellen und extrazelluläre Matrix

Infektion oder Verletzung führt zum Aufbau eines Chemokingradienten, der Immunzellen lenkt

20
Q

IL-8

A
21
Q

Nenne hemmende Cytokine und deren Funktionen:

+ Balance der Cytokine

A

u.a. von regulatorischen T Zellen produziert

Hemmendes Cytokin: IL-10

  • von Treg, Th2-, Th1-, B-Zellen, Makrophagen produziert
  • hemmt die Bildung von IL-1, IL-6, TNF-a und IL-2, hemmt aktivierende Signale von APZ für T-Zellen
  • hemmt damit Aktivierung von T-Zellen
  • inhibiert Makrophagen u. Wachstum von Th1-Zellen, IFN-y-Antagonist, anti-inflammatorisch

Hemmendes Cytokin: TGF-ß

  • inhibiert Lymphozyten-Wachstum u. -Proliferation, anti-inflammatorisch
  • von Blutplättchen, Osteoklasten, Osteoblasten, Chondro-zyten, Monozyten, T-Zellen produziert
  • wichtige Funktion in der Wundheilung
  • unterstützt die Ausbildung von regulatorischen T-Zellen (Treg)

Balance der Cytokine:

Entzündungsfördernde Cytokine:

  • locken Immunzellen zum Entzündungsort
  • bewirken verstärkte Gewebedurchblutung
  • aktivieren Immunzellen

Entzündungshemmende Cytokine:

  • schalten nach Pathogen-Bekämpfung aktivierte IS-Zellen ab
  • > Herabregulation der Entzündung
22
Q

Zsf.: wichtige von Phagozyten sezernierte Cytokine

A
23
Q

Nenne von CD4 T Zellen sezernierte Cytokine:

A
  • Th1 Cytokine: aktivieren Makrophagen
  • Th2 Cytokine: aktivieren B Zellen (die humorale Antwort)
  • Th17 Cytokine: Rekrutieren neutrophile Granulocyten
  • Treg Cytokine: inhibieren Differenzierung & Effektorfunktionen
24
Q

Cytokinrezeptoren

A
  • die meisten Cytokine vermitteln Signale über rezeptorständige JAK-Kinasen und vorgefertigte STAT-Transkriptionsfaktoren
  • Proteinkinasen der Janus-Kinase Familie: Jak1-3 und Tyk2. Dimerisierung oder Clusterbildung der Zytokinrezeptorsignalketten ermöglicht gegenseitige Phosphorylierung/ Kinaseaktivierung
  • Phosphorylierte Tyrosinreste mobilisieren ruhende, vorgefertigte Transkriptionsfaktoren: STAT (signal transducer and activator of transcription) > 7 STAT Faktoren, die bestimmte Phosphotyrosinsequenzen erkennen
  • STAT Spezifität regulierende Gene: > STAT4 essenziell für Th1 Entwicklung > STAT6 essenzielle für Th2 Entwicklung
25
Q

Beschreibe Cytokinrezeptoren noch genauer (JAK-STAT-Weg)

A

Signalübertragung vieler Cytokine mittels des JAK-STAT-Wegs:

  • Cytokinrezeptoren bestehen aus mindestens zwei Proteinketten, deren cytoplasmatische Domänen an Janus-Kinasen (JAKs) binden
  • Nach BIndung des Cytokins bildet der Rezeptor Dimere, sodass die JAKs nahe zusammen liegen, sich gegenseitig aktivieren und den Rezeptor über Tyrosinreste phosphorylieren

Transkriptionsfaktoren (STATs): binden an die phosphorylierten Rezeptoren und werden ebenfalls durch die aktivierten JAKs phosphoryliert

Phosphorylierte STATs: bilden Dimere, wandern in den Kern, um dort an DNA zu binden und die Transkription von Genen auszulösen

26
Q

X-linked severe combined immunodificiency

A

Ursache: Mutation in einem Gen, welches eine wichtige Zytokinrezeptorkette kodiert (Common y-chain)

Auffällig: atrophierte Lymphknoten, kaum T-Zellen

2 Würfe aus einer Basset-Zucht

Ein Teil der männlichen Welpen:

  • Alter 3 Wochen: Pyoderma
  • Effekt Antiobiotikatherapie unzureichend, systemische Infektion
  • Hepatitis/Staupe nach Impfung mit Kombi-Lebendvakzine

Weibliche Welpen alle gesund

  • Gendefekt der gemeinsamen Zytokin Rezeptor y-Kette
  • lokalisiert auf X-Chromosom
  • Teil des IL-2, IL-4, IL-7 und IL-15 Rezeptors > Signal von IL-2 als autokriner Wachstumsfaktor für aktivierte T-Zellen fehlt > IL-7 und IL-15 sind wichtige Zytokine für das Überleben von naiven und Gedächtnis- CD4+ und CD8+ T-Zellen > Ausbleiben einer adaptiven Immunantwort auf Pathogene

gehäuftes Auftreten in Zuchten von Bassets und Welsh Corgis

27
Q

Beschreibe die Beendigung des Cytokinsignals

A

Negative Rückkopplungsmechanismen:

  1. Dephosphorylierung des Rezeptorkomplexes durch Tyrosinphosphatasen
  2. Spezifische Inhibitoren: > SOCS-Proteine (Suppressor Of Cytokine Signaling), die zum Abbau von JAK-Kinasen und STAT-Faktoren führen > Inhibitoren der aktivierten STAT-Proteine
28
Q

Nenne die 3 Typen von Cytokininhibitoren

A
  • Cytokin-ähnliche Moleküle > binden ohne Signaltransduktion zu bewirken
  • abgeschilferte extrazelluläre Rezeptordomänen fangen Cytokine ab
  • anderes Cytokin bewirkt entgegengesetzten Effekt
29
Q

Wie funktioniert die Differenzierung von naiven T Zellen durch Cytokine?

A
  • Viren/Bakterien stimulieren APCs zur Sekretion von IL-12
  • IL-12 regt NK-Zellen zur IFN-y Produktion an
  • durch IL-12 und IFN-y differenzieren naive T Zellen zu Th1 Zellen
  • andere Pathogene wie Würmer induzieren die Freisetzung von IL-4 z.B. durch NKT-Zellen
  • naive T Zellen differenzieren zu Th2 Zellen
30
Q

Beschreibe wie fehlgesteuerte Cytokinantworten tödlich ausgehen können

A
  • Leishmanien werden durch Th1-Reaktion eliminiert (Makrophagen Aktivierung durch IFN-y)
  • BALB/c Mäuse bilden eine Th2-Antwort aus > induziert durch IL-4 sterben, wenn unbehandelt
  • Behandlung mit anti-IL-4 Ak verhindert Th2 Entwicklung > Mäuse entwickeln schützende Th1 Antwort
31
Q
A

Immunologie (15 decks)

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