Межфакультетский учебный курс «Иммунитет и здоровье человека» Лекция 2 Зачем знания по иммунобиологии нужны небиологам? Принципы иммунологического распознавания Сергей Артурович НЕДОСПАСОВ 17 сентября 2014 г. План лекции и некоторые вопросы для зачета 1. Что такое иммунитет. 2. Что происходит с человеком, у которого есть генетические дефекты в иммунной системе. 3. Что такое микробиота и с чем ее едят. 4. Врожденная и адаптивная ветви иммунной системы. 5. Разделение иммунных реакций и механизмов на гуморальные и клеточные. 6. Принципы иммунологического распознавания. Иммунитет – значение слова от латинского immunitas — освобождение, избавление, независимость, неподверженность Иммунитет – значение слова налоговый иммунитет юридический иммунитет дипломатический иммунитет Иммунитет Способность организма распознавать и удалять «чужое». Иммунитет Способность организма распознавать и удалять «чужое». А также ЗАПОМИНАТЬ такую встречу! Иммунная система Возникла в эволюции для защиты от инфекций, существует у всех живых организмов Иммунная система Возникла в эволюции для защиты от инфекций, существует у всех живых организмов (ВКЛЮЧАЯ БАКТЕРИИ и РАСТЕНИЯ) Иммунная система Механизмы распознавания и «удаления» (эффекторные функции) различны. Последние требуют очень строгой регуляции. Зачем все это знать небиологам? (кроме тех задач, которые поставил Ректорат) 1. Разбираться в иммунологических аспектах заболеваний. 2. Отличать неработающие «лекарства». 3. Понимать ограниченность/вред антибиотиков. 4. Грамотнее выбирать партнера. 5. Лучше подготовиться к материнству. 6. Знать правду о прививках. David, the bubble boy (1971-1984) Успехи медицины могут «компенсировать» эволюционный отбор Генетика: один из главных способов получения новых знаний по иммунологии Больные первичными иммунодефицитами (редкие, как правило, рецессивные мутации, вызывающие заболевания). Модельные организмы (на них возможны подходы как «прямой», так и «обратной» генетики). Огромная часть наших знаний по иммунологии получена в экспериментах с мышами: «нокаутные» и трансгенные технологии произвели революцию в биологии Микробиота Внутри каждого из вас (в кишечнике) более 1014 бактерий (до 1000 видов) – примерно в 10 раз больше, чем всех клеток в вашем организме! Снаружи каждого из вас (на коже) около 1012 бактерий. Защитные пептиды (дефензины) - один из многих компонентов иммунной системы и гомеостаза Глаза β-Defensins Лёгкие β-Defensins Cathelicidins Почки β-Defensins Мочеполовая система α-Defensins β-Defensins Cathelicidins Кожа β-Defensins Рот Histatins β-Defensins Кишечник α-Defensins Микробиота Взаимодействие с симбиотическими микроорганизмами необходимо для «настраивания» иммунной системы. (Партнеры могут невольно обмениваться микробиотой). При нарушении состава микробиоты могут развиваться предрасположенности к различным заболеваниям. Увлечение антибиотиками крайне опасно. «Гигиеническая гипотеза» (или «в грязи теплее…») Прогресс в области санитарии и гигиены привел к резкому увеличению аллергии в развитых странах. Это связано в тем, что в отсутствии детских бактериальных и паразитарных инфекций иммунная система по умолчанию настраивается на тип реакций, приводящих к аллергии. Начаты попытки лечения аллергии глистами Основоположники by William Pearce Эдвард Дженнер (1749-1823) by Albert Edelfelt Луи Пастер (1822-1895) Неизвестный художник Роберт Кох (1843-1910) Главные парадигмы: 1. Врожденный – приобретенный (адаптивный) 1. Гуморальный – клеточный. Корифеи Пауль Эрлих (1854-1915) Нобелевская премия 1908 г. за гуморальную теорию иммунитета Илья Ильич Мечников (1845-1916) Нобелевская премия 1908 г. за клеточную теорию иммунитета Эволюция иммунитета Иммунологическое распознавание – центральная проблема иммунологии Пример «паттерн»-распознавания «Микробное чужое» или «паттерны патогенности»: устройство клеточной стенки различных бактерий * * *Липополисахарид *Липоарабиноманнан Пример распознавания по принципу «отсутствия своего» Генетический локус МНС (HLA) – самый полиморфный локус в геноме человека и ключ к иммунологическому распознаванию МНС и иммунологическое разнообразие Если в этой аудитории нет идентичных (однояйцевых) близнецов, то у ВСЕХ из вас иммунная система отличается! В частности, это может проявиться при индивидуальном ответе на вирусную или бактериальную инфекции. На уровне популяции это разнообразие дает преимущество: кто-то выживет! МНС как «молекулярный пароль» для NK клеток 1. Молекулы собственного МНС экспрессируются на поверхности практически всех клеток организма. 2. NK клетки «по умолчанию» атакуют и убивают любые собственные клетки, которые утратили экспрессию МНС. 3. Одна из стратегий вирусов состоит в блокировании экспрессии МНС. 4. Раковые клетки часто теряют МНС. МНС, запах и выбор 1. Особи женского пола по запаху склонны выбирать партнера с наиболее дивергентным МНС. 2. Применение противозачаточных таблеток нарушает эту преференцию. 3. Гены МНС, от которых идет отчет «свое-чужое», передаются от отца. Распознавание “чужого в контексте своего” и - последствия Тест на усвоение материала: 1. Незнакомое ожерелье, знакомая шея. 2. Знакомое ожерелье, знакомая шея. 3. Незнакомое ожерелья, незнакомая шея. 4. Знакомое ожерелье, незнакомая шея. Первичная функция антитела – быть рецептором на В лимфоцитах антиген Рецептор/антитело Поверхность В лимфоцита Антитела – растворимая часть В клеточного рецептора (адаптивный иммунитет) Heavy chain Constant region, Fc Light chain ≈ 8 nm VL Variable region, Fv VH Принципы иммунологического распознавания 1. «Микробное чужое» - макрофаги, нейтрофилы. Врожденный иммунитет. 2. «Отсутствие своего» (молекулярный пароль) – NK клетки, врожденный иммунитет (убивают «по умолчанию»). 3. «Чужое в контексте своего» - Т лимфоциты. Приобретенный (адаптивный) иммунитет. ЕСТЬ ПАМЯТЬ. 4. Распознавание антигена рецепторами В лимфоцитов – приобретенный (адаптивный) иммунитет. ЕСТЬ ПАМЯТЬ.