Как образуются антитела. Иммунная реакция. Иммунная «память»

1.

Как образуются антитела.
Иммунная реакция.
Иммунная «память».
Лекция 8

2. В-клетки с оригинальным рецептором существуют не в единственном числе, а в виде семейства (клона) клеток. У клеток клона Ig-рецепторы одинако

В-клетки с оригинальным рецептором
существуют не в единственном числе,
а в виде семейства (клона) клеток.
У клеток клона Ig-рецепторы одинаковые.
Клон 1
Клон 2
Клон 3

3. Клоны В клеток-близнецов, имеющих одинаковые Ig рецепторы, возникают в костном мозге

Клон –
~ 100-1000 клеток

4.

pro-B cell
pre-B cell
В костном мозге, в процессе рождения
новых В клеток их предшественники
размножаются, а уже готовые В клетки
прекращают делиться и расселяются
в лимфоидные органы, где остаются в
покое в течение лет, пока не встретятся
с соответствующим антигеном.
Поэтому не одна клетка, а целое
семейство (клон) В клеток имеет один и
тот же рецептор для узнавания антигена.
naïve B cell

5.

Рождаясь в костном мозге,
В клетки расселяются по всему
организму, во все лимфоидные
образования –
лимфатические узлы, миндалины,
Пейеровы бляшки и селезенку.
Довольно много В клеток
циркулирует в крови (~ 2 x 109).
В лимфоидной ткани
В клетки остаются без каких-либо
изменений в течение лет, пока с их
рецепторами не свяжется какоелибо чужеродное вещество.

6.

В-клетки живут
в фолликулах
лимфатических узлов

7.

МИНДАЛИНА

8.

Стенка кишки

9.

СЕЛЕЗЕНКА

10.

Что происходит, когда чужая субстанция
связывается с рецепторами В клетки

11.

Бактерии
Внешняя среда
Фибробласт
Дендритная клетка
Макрофаг
Лимфатический узел
(миндалина, Пейерова бляшка)

12.

В клетка, рецепторы которой «схватили» антиген,
начинает секретировать огромное количество
молекул, подобных рецепторам
Black box

13.

Чужое
При попадании в организм
чужеродных веществ,
например, компонент микроба,
происходит селективное
размножение лимфоцитов,
рецепторы которых способны
связать данное вещество

14.

После связывания антигена
лимфоциты не только размножаются,
но и качественно изменяются

15.

Лимфоцит
Сканирующая электронная
микроскопия
Трансмиссионная электронная
микроскопия

16.

Лимфоцит > Лимфобласт > Плазмабласт

17.

Плазматическая клетка

18.

19. Шероховатый ретикулум

20. Органеллы клетки

21.

В клетка
Плазматическая
клетка

22.

Ig на клеточной
мембране
Ig в цитоплазме

23.

B cell
MEMBRANE
Ig

24.

Plasma cell

25.

РЕЦЕТОР В-КЛЕТКИ

26.

Как устроен С-конец Ig мембранного и секреторного
Секреторная форма
Мембранная форма

27. Figure 4-16

Механизмы образования мембранного и секреторного Ig
Figure 4-16

28.

В клетка
Плазматическая
клетка

29.

Paul Erlich
ТЕОРИЯ БОКОВЫХ ЦЕПЕЙ

30.

Антиген
Селекция клеток,
имеющих подходящий
рецептор антигена
Чужое
Размножение клеток
(пролиферация)
Созревание клеток
(дифференцировка)
Синтез и секреция
антитела
Антитело

31.

32.

33.

34. Плазматическая клетка живет ~ 3 дня, успевает произвести ~ 1012 молекул Ig

100 - 1000 100000 - 1000000
клетки клона, размножающегося в ответ на антиген
1 мг/мл = 1 г/л
накапливается в крови при
интенсивной продукции антител
1 г –моль ~ 100000 г
1 г/л = 10-5M ~ 1018 молекул
1 клетка произвела ~ 1012 молекул Ig

35.

Клетка, секретирующая антитела, за 1 час может создать
столько молекул антитела, что «насытит» объем геля,
в 105 – 106 раз больше объема самой клетки
<
1000 мкм
>

36.

Вокруг каждой клетки, секретирующей антитело,
возникает зона размером до 1 мм, которую можно прокрасить

37.

На любой антиген реагирует не одна В клетка, а целая группа клонов
В клеток, имеющих разные рецепторы

38.

Антиген
Ig-рецептор

39.

Каждая чужеродная субстанция
имеет несколько оригинальных эпитопов,
которые могут связаться
с рецепторами В клеток разных клонов

40.

Один эпитоп может
связываться
с рецепторами В клеток
разных клонов

41.

Организм запоминает чужеродный антиген, чтобы при повторной
встрече справиться с ним быстрее и с меньшими потерями.
Как происходит запоминание молекулярного узора
конкретного антигена?

42.

Не все В клетки, связавшие антиген,
превращаются в плазматические клетки

43.

Селекция клеток,
имеющих подходящий
рецептор антигена
Размножение клеток
(пролиферация)
Созревание клеток
(дифференцировка)
Плазматические клетки
В клетки «памяти»

44.

Иммунная память
Запоминание чужого антигена происходит
путем увеличения количества клеток,
имеющих рецепторы к этому антигену

45.

1
2
3
Time after immunization (weeks)

46.

Не только количество клеток памяти обеспечивает
усиленную и ускоренную иммунную реакцию
в ответ на повторное вторжение антигена.
Этому способствует и значительное улучшение
качества клеточных рецепторов,
связывающих данный антиген.

47.

Антиген
Ig-рецептор

48.

49.

50.

Прочность связывания антитела с антигеном
называется «аффинность антител»
Все реакции антиген-антитело обратимы, поэтому они подчиняются закону действующих масс,
что позволяет рассчитать аффинность как константу равновесия

51.

52.

В процессе иммунной реакции антитела становятся
все более совершенными ловушками данного антигена
Антитело
Антиген

53.

54.

AID, activation-induced cytidine deaminase – фермент,
который дезаминирует цитидин, превращая его в урацил
Цитозин
Урацил
у
АТАГАТЦГА
ТАТЦТАГЦТ
Репарация такого повреждения ДНК может приводить к
точечным мутациям в complementarity determining regions
CDR1, CDR2, CDR3
Вероятность соматических мутаций в CDR
делящейся В клетки выше ~ в 1 млн раз,
чем в других участках генома

55.

Соматические гипермутации в V-генах Ig

56.

Соматические гипермутации в V-генах Ig

57.

В-клетки, которые плохо держатся за
антиген, отваливаются от фолликулярной
дендритной клетки и лишаются
интерлейкина-7, что приводит к их гибели
В-клетки, прочно держащиеся за антиген,
живут и размножаются, получая
интерлейкин-7 от фолликулярной
дендритной клетки

58.

Антиген длительно остается представленным на поверхности
фолликулярных дендритных клеток

59.

Локализация антигена в лимфоидном фолликуле.
Антиген остается там в течение 1,5 месяцев или дольше,
если иммунной системе не удалось избавиться от него

60.

Фолликулярные дендритные клетки (желтые)
в фолликуле

61.

В ПЕРВЫЕ ДНИ ИНФЕКЦИИ АНТИТЕЛА НЕСОВЕРШЕННЫ.
В ПРОЦЕССЕ ИНФЕКЦИИ ИММУННАЯ СИСТЕМА
ПРОВОДИТ ТОНКУЮ ПОДСТРОЙКУ СВЯЗЫВАЮЩИХ СВОЙСТВ АНТИТЕЛ
АФФИННОСТЬ АНТИТЕЛ ПОВЫШАЕТСЯ В 10,000 РАЗ!
Антиген
Антиген
Антитело
Антитело

62.

В процессе иммунной реакции, происходящей от одной до многих недель,
организм вырабатывает одно и то же антитело в разных вариантах (изотип).
Зачем организму делать разные типы одного и того же антитела?

63.

64.

65.

Разные изотипы антител выполняют разные функции

66.

Содержание в крови и время жизни
разных изотипов иммуноглобулинов

67.

Строение генов легкой и тяжелой цепей Ig

68.

69.

Рецепторы В клеток мономерные IgM и IgD
Ig на клеточной
мембране
Ig в цитоплазме

70.

Рецепторы В клеток –
мономерные
IgM и IgD
Переключение изотипа Ig

71.

Строение генов легкой и тяжелой цепей Ig