Doğal ve edinsel immün yanıt arasında geçiş: doğal öldürücü hücreler Prof.Dr.Günnur Deniz DETAE, İmmünoloji AD, [email protected] Mikrooraganizma nedir? Çıplak gözle görülmeyen, tek hücreli canlılar yararlı - zararlı mikroorganizmalar Zararlı mikroplar kızamık virüsü çocuk felci grip uçuk hepatit B AIDS verem Çevremizde pek çok mikrop yaşamaktadır. Bakteri ve virüs olarak tanımlanan mikropların vücudumuz tarafından yabancı olarak tanınmasını sağlayan küçük maddelere ‘antijen’ denir. Antijenler mikropların tanınmasında “anahtar” rol oynar. Antijen İmmün sistem hücresi Reseptör Antijen Vücudumuzu hastalık yapan mikroplardan koruyan savunma sistemine ‘immün sistem’ denir. Konağın, kendisinden farklı yapıya sahip maddeleri yabancı olarak algılaması ve ondan kurtulmak için çeşitli savunma mekanizmalarını harakete geçirmesi, “bağışıklık-immünite” Mikroplar İnnate immünite – doğal bağışıklık Adaptif immünite - edinsel bağışıklık mikrop Edinsel immünite Doğal immünite Epiteliyal barier Antikorlar B Fagositler T Efektör T NK 0 saatler 6 12 1 günler 3 5 NK hücreleri Doğal öldürücü hücreler 1970, Lösemili ikizlerde özgün hücresel anti-tümör yanıt araştırmalarında “background litik” aktivite Endojen spontan sitotoksik aktivite Natural Killer - NK aktivitesi Large Granular Lymphocytes (LGL) Sitoplazma/çekirdek oranı yüksek Azurofilik granüller Sitolitik ve non-sitolitik Hücre gelişimi Kendini yenileyen kök hücre Myeloid öncül Lenfoid öncül Pluripotent kök hücre Timus B lenfosit Eritroid KOU Megakaryosit Eritrosit Trombosit Bazofil KOU Bazofil Eozinofil KOU Eozinofil Doğal öldürücü hücre (NK) T lenfosit Granülosit-monosit KOU Granülosit Monosit NK Kemik iliği Dolaşım Dokularda lokalizasyon Lenfoid dokulardaki dağılımı Timus - Dalak +++ Kemik iliği ± Peritoneal sıvı +++ Lenf nodları ± Kan +++ “Thymus independence “ • Timus’dan bağımsız gelişim • T hücreleri ortak Yüzey antijen ekspresyonu Sitolitik aktivite ve sitokin üretimi CD= cluster of differentiation Farklılaşma Kümesi İnsan lökosit antijenlerine karşı antikorların sınıflandırılması Bir CD-numarası aynı insan antijenini saptayan tüm antikor klonlarını içerir Ör: CD34 mab-klonları: Q Bend 10, 581, Immu-133 14.5 günlük fetal timus CD3-4-8Timositler TİMUS CD3+THR+ Olgun T TİMUS DIŞI CD3-16+56+ Olgun NK YÜZEY BELİRTEÇLERİ NK sipesifik CD56 NK1.1, NK1.2 Myelomonositik hücrelerle ortak CD11b/CD18 (CR3) CD16 (FcγRIII) Lenfoid hücrelerle ortak CD2 CD8 (LGL-%30, rat-%100, mouse-%0) CD11a/CD18 (LFA-1) CD25 (IL-2R) Aktivasyon belirteçleri CD69, CD94, CD38 Fenetopik özellikleri Büyüklük 12-15µm Sitoplazmik granüller + Böbrek şekilli nukleus + Adherans Fagositoz Asit fosfotaz + Non-spesifik esteraz + B-glukronidaz + Peroxidaz TdT CD3-, CD4-, CD16+, CD56+, CD8±, sIg- PBL-NK hücreleri • PBL’in %5-15 • MHC bağımsız? • Spontan litik aktivite • Sekonder yanıt oluşmaz • Kemik iliği kökenli • Timus bağımsız • Yüzey Ig ekspresyonu negatif • Non-adherent ve non-fagositik • NK hücre sayısı Hücre yüzey belirteçleri • NK hücre fonksiyonları Sitotoksik aktivite Sitokin salınımı CD56 CD16 CD3 NK Antikorlar hedef hücre yüzeyindeki Antijenlere bağlanır NK hc yüzeyindeki CD16 Fc reseptörleri hc bağlı antikorları tanır CD16 bağlanması degranulasyonu tetikler Tümör hc apoptosis ile ölür NK hücre fonksiyonları Tümör hücre büyümesinin kontrolü Mikrobial infeksiyonların kontrolünde Viral infeksiyonlar Parazitler, Mantar, Bakteri İmmünoregülasyon özellikler Sitokin üretimi Hematopoetik sitem hücre büyüme ve farklılaşma Allograft rejeksiyonu Hastalıklarda GvH gelişiminde Aplastik annemi/nötropeni Diabet Gastrointestinal hastalıklar NK hücre fonksiyonları • Sitotoksite • Sitokin ve kemokin sekresyonu • Temasa bağlı hücre kostimülasyonu NK NK Enfekte hc lizisi Virüs, bakteri, mantar enfekte, tümör hc NK Hedef hücre NK Missing-self hipotezi NK hücre – MHC sınıf I negatif otolog hücreleri tanır ve yok eder İki reseptör hipotezi NK hücrelerinin öldürme yeteneği farklı reseptör tipleri tarafından üretilen aktivasyon ve inhibisyon sinyalleri arasındaki denge ile sağlanır Perforin ve granzim aracılı Ligand induced reseptor aracılı (Fas-FasL) Sitokinler w Hücreler arası iletişimde rol oynayan soluble proteinler veya glikoproteinler w Bir sitokin – bir çok hücre tarafından üretilebilir – bir çok hücreye etki edebilir w Bir hücre farklı sitokinleri üretebilir w Sekrete ve hücre içi olarak saptanabilir stimulus SİTOKİN SİNYAL İLETİMİ BİYOLOJİK ETKİLER OTOKRİN SİTOKİN SİTOKİN PARAKRİN ENDOKRİN SİTOKİN SİRKÜLASYON NK hücre sitokinleri IFN-γ TGF-β1 TNF-α IL-3 IL-5 IL-10 IL-13 CSF-1 GM-CSF İmmün regülasyonda NK Tip I IFN, IL-15, IL-12, IL-18 IFN-γ, TNF IFN-γ IFN-γ, TNF Nature Immunol, 2008 Sitokinlerin NK aktivitesi üzerine etkisi in-vitro IFN-α,-β IFN-γ IL-1 IL-2 IL-3 IL-4 IL-12 IL-15 IL-18 ↑ ± ± ↑ → ↓ ↑ ↑ ↑ in-vivo ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ? ↑ ↑ ↑ TEDAVİDE SİTOKİNLERİN KULLANIMI • IL-12 • I L-18 • IFN-α NK sitokin üretimi ⇑ NK sitotoksisitesi ⇑ Temasa bağlı hücre kostimülasyonu CD40L T veya B hücreleri ile iletişimde kostimülatör moleküller NK OX40L DH stimülasyon NK T veya B hücrelerine kostimülatör sinyal iletimi Sitokin salınımı X Kontrol dışı enfeksiyon NK Enfekte hücre X Sitotoksisite Sitokin salınımı NK İmmün hücre (T, B, Dh) Sitotoksisite Diğer immün hücrelerin regülasyonu NK Doku hasarı Normal doku Sitotoksisite NK hücre yetersizlikleri • NK hücre yokluğu CD16 CD56 CD57 CD16+CD56+ CD16+CD57+ • NK hücre aktivitesinin yokluğu • sitotoksik aktivite • sitokin üretimi Bilinen gen mutasyonu, izole NK hücre yetersizliği CD16 yokluğuna bağlı NK hücre yetersizliği Fenotip: CD16 eksikliği Gen mutasyonu: FCGR3A Etkilenen protein: CD16 (FcγRIIIa) NK hücre sayısı: normal Enfeksiyonlar: HSV, EBV Sitotoksite: normal/azalmış ADCC: normal Sitokin yanıtı: yok Bilinen gen mutasyonu olan hastalıklarda NK hücre yetersizliği X-linked SCID Otozomal çekinik SCID Metabolik SCID Bloom sendromu Fanconi anemisi Çıplak lenfosit sendromu Chediak-Higashi sendromu IL-12 reseptör eksikliği Bilinmeyen gen mutasyonu, izole NK hücre yetersizliği Sayısal NK hücre yetersizliği Fenotip: bilinmiyor Gen mutasyonu: bilinmiyor Etkilenen protein: bilinmiyor Enfeksiyonlar: CMV, Mb, HSV NK hücre sayısı: yok Sitotoksite: yok ADCC: yok Sitokin yanıtı: yok Bilinmeyen gen mutasyonu olan hastalıklarda NK hücre yetersizliği Kronik yorgunluk sendromu Değişken immün yetersizlikler Kronik mukokütanöz kandidiasis