Immunologie (2023-2024)

Praktisch

• 4stp (oud curriculum)
• tweede semester
• handboek: Kuby
• twee delen
  • deel 1
    • prof. Poesen
  • deel 2
    • prof. De Somer

Glossary

• Ab = As = antibody = antilichaam = antistof
• Ag = antigen
• AMP = antimicrobiele peptides
• APC = antigen presenterende cel
• BCR = B-cel receptor
• CDR = complementarity determining region
• CTL = cytotoxic T lymphocyte
• DC = dendritische cel
• GC = germinaal centrum
• IFN = interferon
• Ig = immunoglobulin (either secreted Ab or membrane bound BCR)
• IL = interleukin
• ILC = innate lymphoide cellen
• IS = immuun systeem
• L = ligand
• MAC = membrane attacking complex (C6-C9)
• MHC = major histocompatibility complex
• NK = natural killer
• PAMP = pathogen-associated molecular pattern
• PRR = pattern recognition receptors
• R = receptor
• RER = ruw ER
• TCR = T-cel receptor
• TNF = tumor necrosis family

Deel 1

1 Intro

• achtergrondinfo: tekenen van inflammatie
  • calor: warm
  • dolor: pijn
  • rubor: rood
  • tumor: zwelling
• indringer
  • pathogeen
    • virus
    • bacterie
    • fungi
    • parasieten (vooral wormen)
  • lichaamsvreemd materiaal
  • kankercel
• terminologie
  • Ab = antilichaam = antibody = antistof
  • Ag = antigen ~= indringer
• verdedigingslinies
  • fysieke natuurlijke barriere
    • huid
    • mucus
    • pH (maag, vagina)
    • epitheel met antimicrobiele proteinen
    • flora
  • aangeboren = innate immune system (eerstelijnsdefensie)
    • snel
      • minuten - uren
    • niet specifiek
  • adaptive immune system (special forces)
    • traag
      • dagen
    • geheugen
      • herhaalde infectie -> adaptatie
        • sneller
        • sterker
    • componenten
      • T cel
        • cel-gemedieerde immuunresponse
      • B cel
        • humorale = Ab-gemedieerde immuunresponse
          • Ab
            • selectief: enkel tegen antigenen
            • specifiek: 1-1 Ab-Ag
        • kloon = familie
        • klonale selectie
          • kies meest effectieve kloon -> celdeling
        • maakt antilichamen

2 Cellen en organen

Cellen

• hematopoietische stamcellen (HSC)
  • in beenmerg
  • twee cellijnen
    • lymfoide
      • leukocyten (WBC)
        • lymfocyten
          • B cel
            • beenmerg -> beenmerg -> secundair lymfoid weefsel
          • T cel
            • beenmerg -> thymus -> secundair lymfoid weefsel
      • innate lymphoide cellen (ILC)
        • natural killer (NK) cellen
    • myeloide
      • erythrocyten (RBC)
      • thrombocyten
      • leukocyten (WBC, bis)
        • granulocyten
          • (!) neutrofiel
            • meerderheid WBC
              • infectie/ontsteking -> stijging
            • leven 7-10u in bloed
            • morfologie
              • kern: gelobd (2-5)
              • ruim cytoplasma
              • granules
              • fagosoom
            • functie
              • migreren van bloed naar weefsel
                • overleven hier 2 dagen
              • in granules
                • collagenese e.d. -> weg vrijmaken in BW richting infectie
                • bactericidale stoffen -> indringers deels uitschakelen
              • bij infectie
                • aantrekken naburige neutrofielen
                • verhogen aanmaak in beenmerg
              • fagocytose
                • lyseren
                • vormt etter = pus
              • neutrophil extracellular trap (NET)
                • zie later
              • antimicrobiele peptides (AMP)
            • pathologie: asthma, allergie
          • (!) eosinofiel
            • kleine minderheid WBC
            • kleur: rood-roze
            • morfologie
              • kern: gelobd (2)
              • ruim cytoplasma
              • twee soorten granules
                • groot
                • klein
            • functie
              • tegen parasieten
          • (!) basofiel
            • kleine minderheid WBC
            • kleur: blauw-paars
            • leven 5-6u in bloed
            • morfologie
              • kern: gelobd (2)
              • twee soorten granules
              • glycogeen
            • functie
              • tegen parasieten
              • faciliteren migratie andere leukocyten
                • vasodilatie via histamine
                  • rubor, dolor, tumor, calor
                  • anti-allergie -> anti-histamine (bv. ceterizine / Zyrtec)
                • aantrekken eosinofielen, lymfocyten via cytokines
        • monocyten
      • (!) macrofagen
        • in weefsel i.p.v. bloed
        • oorsprong
          • monocyten @ bloed -> macrofagen @ weefsel
          • weefsel residente macrofagen
      • dendritische cellen (DC)
        • (ook uit lymfoide progenitor)
        • in weefsel i.p.v. bloed
        • morfologie
          • phagosomen
          • processes (uitstulpingen)
          • lysosome

• antigen presenterende cellen (APC)
  • monocyten
  • macrofagen
  • dendritische cellen
  • (B cellen)
• fagocyterende cellen
  • neutrofielen
  • monocyten
  • macrofagen
  • dendritische cellen

Organen

• primair lymfoid weefsel
  • thymus
  • beenmerg
• secundair = perifeer lymfoid weefsel
  • lymfeknopen
  • milt
  • mucosa

Thymus

• functie
  • uitrijping T cellen
• morfologie
  • medulla
    • mTEC = medullaire thymische epitheliale cellen
  • cortico-medullaire junctie (CMJ)
  • cortex
    • cTEC = corticale thymische epitheliale cellen
  • capsule

Lymfeknopen en -vaten

• lymfeknopen
  • morfologie
    • medulla
    • paracortex = T cell zone
    • cortex
      • capsule
      • B-follikels = B cell zone
      • subcapsulaire sinus
        • macrofagen
        • dendritische cellen
    • speciale bloedvaten
      • high endothelial venule (HEV)
      • grote endotheelcellen
        • dikke wand
      • toeganspoort naieve lymfocyten
        • "extravasatie"
  • functie
    • voorkomen dat infectie zich verspreidt via lymfevaten
• (lymfevaten)
  • bevat lymfe
    • WBC
    • interstitieel vocht
      • proteine-rijke
  • dunnere wand, poreuzer dan bloedvaten
    • eenlagig losmazige endotheelcellen
  • eenrichtingskleppen

Milt

• niet aangesloten op lymfevatenstelsel
• functie
  • afweer bloedgebonden (i.e., systemische) infecties
    • cf. lymfeknopen: lokaal
• morfologie
  • kapsel
  • rode pulpa
    • QA van RBC
      • opplooien
      • kerkhof
      • opruimen via macrofagen
  • witte pulpa
    • B cel follikels
      • B-cellen
    • peri-arteriolaire lymfoide sheath (PALS)
      • T-cellen
      • cf. paracortex in lymfeknopen
  • marginale zone
    • tussen rode en witte pulpa
    • bevat
      • dentritische cellen
      • macrofagen
      • marginale zone (MZ) B-cellen

Mucosa / barriere organen

• o.a. amandelen
• mucosa-associated lymphoid tissue (MALT)
  • BALT @ bronchus
  • NALT @ nasal
  • GALT @ gut
  • SALT @ skin
• zie H10

3 B cel

• adaptief immuunsysteem

Code	Aantal	Keten	const/var
$C_H1$	$2$	heavy	constant
$C_H2$	$2$	heavy	constant
$C_H3$	$2$	heavy	constant
$V_H$	$2$	heavy	variabel
$C_L$	$2$	light	constant
$V_L$	$2$	light	variabel

• B cel receptor (BCR) (!!)
  • extracellulair deel: Y-vormig
    • 2x identieke lange, heavy chains
      • 3 constante regio's
        • bepaalt superfamilie
        • vijf soorten (MAGED): $\mu, \gamma, \alpha, \delta, \epsilon$
        • vijf antistof klassen: IgM, IgG, IgA, IgD, IgE
          • klasseswitch
            • onrijpe B cel: IgM
            • rijp, rustend: IgM, IgD
            • rijp, actief: IgG, IgA, IgM
      • 1 variabele regio $V_H$
    • 2x identieke korte, light chains
      • 1 constante regio
        • twee soorten: $\kappa, \lambda$
        • twee antistof klassen: Ig_$\kappa$, Ig_$\lambda$
      • 1 variabele regio $V_L$
    • 2x antigen-bindende regio = complementarity determining region (CDR)
      • variabel deel van heavy ($V_H$) + light chains ($V_L$)
      • CDR1-3
      • bepalen specificiteit t.o.v. antigenen
    • S-S bruggen
    • constant fragment (Fc)
      • effector
  • spacer
  • hydrofoob segment: verankering in membraan
  • binden met Ag (eiwitten van indringers)
  • kunnen "afgevuurd" worden
    • membrane bound form -> secreted form
    • BCR -> Ab
    • hydrofiel segment onderaan
    • via alternative splicing

• zes effect van binding Ag-Ab
  1. neutraliseer pathogeen
     • voorbeeld: blokkeer indringer eiwitten van virus
  2. agglutinatie
     • brugvorming
     • neutraliseert ook
  3. opsoniseren
     • = labelen van indringers
     • binden aan macrofaag via FcR
  4. complement systeem activatie
     • lysis: porien in enveloppe/wand pathogeen maken
     • fagocytose
  5. antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC)
     • natural killer (NK) cel
     • trigger apoptose, o.a. bij kankercellen
  6. degranulatie
     • binden aan neutrofielen
     • granules vrijzetten
• B cel receptor complex en coreceptor
  • B cel receptor + heterodimer Ig$\alpha$, Ig$\beta$
    • covalent complex
    • via immunoreceptor tyrosine-based activation motief (ITAM)
      • intracellulaire transmissie van signalen na binding
    • CD19
      • komt in elke familie voor
    • CD21 coreceptor
      • bindt ook aan antigen via C3d
    • (CD81)

Variabiliteit van klonen

• lichte keten: V + J
  • voorbeeld voor $\kappa$:

• zware keten: V + D + J

• "keuzemenu"
• V(D)J segmenten
  • variable (V)
  • diversity (D)
    • niet bij lichte keten
  • joining (J)
• V(D)J recombinatie
  • recombinatie-signaal sequenties (RSS)
    • hangt aan elk V segment (geel stuk? -> nee)
    • structuur
      • nonameer (9 bp)
      • spacer sequenties
        • 12/23 regel
          • 12bp aan V kant <=> 23bp aan J kant
          • 12bp aan J kant <=> 23bp aan V kant
      • heptameer (7 bp)
  • recombination activating gene (RAG)
  • eiwit: RAG recombinase
    • tetrameer
      • 2x RAG1
      • 2x RAG2
    • bindt aan RSS
    • structuur
      • RAG1
        • ZnA (zink)
          • bindt aan histone 3
        • nonamer binding domain
        • core + ZnB
          • heptamer binding
          • RAG2 interaction
      • RAG2
        • core
          • DNA cleavage
          • DNA binding
  • mechanisme
    • RAG bindt aan eerste RSS
    • (binding versterkt door HMGB1/2 proteines)
    • RAG1/2 dicht bij tweede RSS
    • knip t.h.v. 5' border (leading strand aan V kant) van beide RSS
    • twee uiteinden
      • coding end aan V/J kant (hairpin)
        • open hairpin x2 a.h.v. Artemis (endonuclease)
        • 3 mogelijke resultaten
          • blunt end
          • 5' overhang
          • 3' overhang (meest voorkomend)
        • opvullen met DNA repair enzymes
          • template gebonden
          • resultaat: P nucleotides (palindroom)
        • repareer i.g.v. complicaties (te veel weggeknipt door RAG or Artemis)
          • enkel bij heavy chains
          • via DNA polymerases (Pol $\lambda$ of Pol $\mu$)
          • template onafhankelijk ("inspanningsverbintenis")
          • resultaat: N nucleotides
        • ligatie van V+J
      • signal end aan RSS kant (blunt)
        • RSS domeinen -> circular signaljoint a.h.v. "signal end joining ligates"

Celstadia B cel

• early pro-B cell
  • in beenmerg
  • heavy chains
    • D+J recombinatie (volledig)
    • V+DJ recombinatie (deel 1/2)
• late pro-B cell
  • heavy chains
    • V+DJ recombinatie (deel 2/2)
• pre-B cell
  • $\mu$ heavy chain
    • expressie van pre-BCR
      • link met surrogaat light chain
        • VpreB
          • nog niet ge-recombineerd met J en C
        • $\lambda 5$
  • celdelingen
  • light chain
    • V+J recombinatie
    • nog geen expressie
• immature B cell
  • light chain
    • expressie
  • mIgM expressie
  • negatieve selectie (vorm van centrale tolerantie)
    • doel: overactiviteit op lichaamseigen stoffen vermijden
    • klonale deletie
      • apoptose
    • receptor editing
      • reset naar vorig stadium
      • probeer opnieuw
    • defect -> autoimmuun ziektes
• in bloedbaan
• naar milt (PALS in witte pulpa)
  • merk op: PALS = T-cell zone
  • functionele maturatie
    • alternative splicing van mRNA
      • effect 1: membrane bound BCR vs gesecreteerde antistof
        • o.b.v. M (membraan) vs S (soluble) segment in C regio
        • poly adenylatie
      • effect 2: klasse switch
        • initieel enkel $\mu$ heavy chain
        • matuur: $\mu$ of $\delta$ heavy chain
  • 2 subsets van B cellen
    • T1
      • blijft in PALS
      • nog steeds negatieve selectie
    • T2
      • naar B follikels in milt
      • geen negatieve selectie meer
  • resultaat: mature, naieve B cellen
• naar lymfoide follikels
  • half life: 4.5 maand

4 Complementsysteem

Activatie complementsysteem

• C1 complex
  • C1q
    • hexameer
  • C1r2s2
    • =? 2x C1r + 2x C1s
    • ring?
• drie pathsways
  • gemeenschappelijk doel: activatie C5
  • klassieke pathway
    • IgG of IgM Ab bindt aan multivalent Ag
    • effector functie van constant deel (Fc)
    • C1q bindt aan Fc's van 2+ antilichamen
    • cascade
      • conformation change: C1r -> aC1r
        • C1s -> aC1s
          • C4 -> C4b
          • C2 -> C2a
          • C4b + C2a = C4b2a = C3 convertase
            • C3 -> C3b (+ C3a)
              • C4b2a + C3b = C4b2a3b = C5 convertase
                • C5 -> C5b (+ C5a)
                  • membrane attacking complex (MAC) = C6-C9
                    • vormt porien
  • lectin pathway
    • lijkt op klassieke pathway
    • andere trigger: binding met carbohydrates i.p.v. antigen
    • lectines
      • voorbeeld: mannose binding lectin (MBL)
      • binden aan microbiele celwand suikers
      • = pathogen-associated molecular patterns (PAMP) herkenning
    • start cascade: MBL-mannose binding
      • MBL-associated serine protease (MASP)
        • C4 -> C4b
        • C2 -> C2a
        • C3 convertase
          • ... (idem)
  • alternative pathway
    • 3 manieren
      • alternatief 1: tick-over pathway
        • continu aanmaak C3
        • spontane inactivatie via hydrolyse tot C3(H2O)
          • C3(H2O) + Factor B
            • Factor D: Factor B -> Ba + Bb
              • Bb + C3(H2O) = C3(H2O)Bb = C3 convertase
                • C3 -> C3B (+ C3a)
                  • aan oppervlak pathogeen: membraan-gebonden C3 convertase = C3bBb
                    • stabilisatie door properdine = factor P
      • alternatief 2: geen leerstof
      • alternatief 3: geen leerstof

Regeling complementsysteem

• kort halfleven C3
  • tenzij properdine
• C1 inhibitor (C1INH)
  • ring C1r2s2 komt los
• decay accelerating factors (DAF)
  • membraangebonden
  • vooral van C3 convertases
  • C4b2a -> C4b + C2a
  • C3bBb -> C3b + Bb
• Factor I
  • breekt C3b en C4b af
  • dus effect op klassieke + alternative pathway
  • details:
    • C3b -> C3c + iC3b + C3dg
    • C4b -> C4c + C4d
• CD59 = protectin
  • voorkomt recrutering C9
    • voorkomt MAC complex vorming
  • voorkomt invoeging in lichaamseigen membranen
• complement S protein = vitronectin
  • voorkomt invoeging in lichaamseigen membranen

Functies

• lysis
  • cel laten openbarsten
  • startpunt: C5b
    • MAC (C6-C9)
      • trekt meerdere C9 molecules aan -> poly C9 complex
      • membraan/enveloppe binnendringen: porien
        • osmose: water stroomt binnen
• opsonizatie
  • "flagging"
  • C3b, C4b, C1q (klassieke pathway), MBL (lectin pathway)
  • zie later (aangeboren IS)
• inflammatie
  • C3a, C5a = anaphylatoxines
    • chemotaxis (aantrekken granulocyten + monocyten + macrofagen)
    • trigger degranulatie in granulocyten

5 Aangeboren IS

Barrieres

• fysiek
  • huid
  • mucosa
• chemisch
  • pH
  • ...

Herkenning

• achtergrondinfo: microbiologie
  • gram kleuring
    • positief
      • celwand
        • membrane
        • peptidoglycan
      • o.a. S. aureus
    • negatief
      • celwand
        • inner membrane
        • peptidoglycan
        • outer membrane
        • lipopolysaccharide (LPS)
          • endotoxin
      • o.a. E. coli

• hoe lichaamvreemd herkennen
  • pathogen-associated molecular patterns (PAMPs)
    • van pathogen
    • niet in zoogdieren
  • pattern recognition receptors (PRRs)
    • functie: pathogeen profiling
    • expressie door alle cellen aangeboren IS
    • geconserveerd: identiek in alle deze cellen
    • vijf PRR families: "CRANT"-like receptor (LR)
      • CLR: C-type lectine receptor
      • RLR: Retoinezuur inducible gene-1 (RIG-1)-like receptor
      • ALR: Absent in melanoma (AIM)-like receptor
      • NLR: Nucleotide oligomerisatie domain (NOD)-like receptor
      • TLR: Toll-like receptor

Toll-like receptor (TLR)

• waar
  • extracellulaire detectie (o.a. bacteria)
    • plasma membraan
  • intracellulaire detectie (o.a. virussen)
    • endosomen
    • lysosomen
• structuur
  • exterior
    • hoefijzer vormig
    • bevat meerdere leucine rijke repeats (LRR)
    • bindingsplaats voor PAMPs
  • interior
    • Toll/IL-1 receptor (TIR)
• dimerisatie na binding
  • intracellulaire staarten komen samen
  • 3 signaal pathways
    • transcriptie factor NF-$\kappa$B
    • interferon regulatory factor (IRF)
    • MAP kinase
• familie van verschillende soorten receptoren
  • TLR2
    • ligand = peptidoglycanen -> gram positieve bacteria
    • adapter: TIRAP recruteert MyD88
    • dimeer: TLR2/6
  • TLR3
    • ligand = dsRNA -> virussen
    • adapter: TRAM recruteert TRIF
    • dimeer: TLR3/3
  • TLR4
    • ligand = lipopolysaccharide (LPS) -> gram negatieve bacteria
    • dimeer: TLR4/4

C-type lectin receptor (CLR)

• herkennen carbohydrates op wand fungi
• 3 signaal pathways: idem TLR
• induceren fagocytose
  • alternatief voor opsonisatie

NOD-like receptor (NLR)

• gelijkaardig aan TLR
  • hoefijzervormig domein
  • dimerisatie
  • LRR
  • adapter molecules: niet kennen
• enkel intracellulair (endosomaal)
• 3 signaal pathways: idem TLR
• voorbeelden: NOD1, NOD2
• ligand: peptidoglycanen (fragmenten bacteriele cel wand)
• autofagie
• NLR inflammasoom (Kuby p. 136)
  • grote complexen
  • pathogene activatoren (PAMPs)
    • bacteria
    • virussen
    • fungi
    • protozoa
  • steriele activatoren (DAMPs)
    • danger-associated molecular patterns
    • asbest, amyloid (Alzheimer)
  • caspase-1 activatie
    • procytokines -> cytokines IL-$1\beta$
  • pyroptosis
    • "kamikaze"
  • examen
    • waar komen ze voor
    • wat kunnen ze binden
    • wat wordt geactiveerd
    • wat zijn de effecten

AIM2-like receptoren (ALR)

• intracellulair: cytosolisch
• ligand: bacterieel/viraal dsDNA
• ALR inflammasoom
  • IL-$1\beta$

RIG-I-like receptoren (RLR)

• ring structuur
• intracellulair: cytosolisch
• ligand: viraal dsRNA
• helicase domein
• CARD domein + CARD filamenten
• pathways: idem TLR

Vier effector mechanismen

• figuur geen examenvraag, wel goed overzicht
• vier effector mechanismen
  • cytokines
  • fagocytose
  • apoptose
  • inflammatie

Innate immuunsysteem eiwitten: cytokines

• eiwit
• verschillende families
• enkel die in tabel te kennen
• soorten
  • anti-bacterieel
    • 
    • defensins, cathelicidin
    • interferon (IFN) $\alpha, \beta$
  • pro-inflammatoir
    • 
    • 
    • 
    • IL-1
    • IL-6
    • TNF-$\alpha$
      • tumor necrosis family (TNF)
      • aangemaakt door ...
      • effect op ...
      • (homo/hetero) TNF trimerisatie -> receptor trimerisatie
      • pathway: NF-$\kappa$B
  • varia?
    • 
    • GM-CSF
    • IL-12, IL-18
      • link met adaptief IS
    • IL-10
      • "tegengas": anti-inflammatoir
  • chemokines
    • 
    • IL-8
    • effect: chemo attractie

Fagocytose

• doelen
  • neutraliseren
  • antigen presentatie
• cellen
  • monocyten
  • macrofagen
  • dendritische cellen
  • neutrofielen
• stappen
  • PRR activatie
  • omsluiten + fagosoom vormen
  • versmelt met lysosoom -> fagolysosoom
    • pH daalt
    • enzymatische degradatie
    • anti-microbiele peptides (AMP)
      • cf. granules in neutrofielen
    • toxische effecten via oxidatie
      • reactive O/N species (ROS/RNS)
  • vernietigd
• initiatie
  • direct: PAMP bindt aan PRR
  • indirect: opsonisatie via opsonines
    • opsonines in aangeboren IS
      • complement activatie
        • klassieke pathway: C1q
        • lectin pathway: mannose-binding lectin (MBL)
      • SP-A/SP-D (collectines)
      • C-reactief proteine (CRP)
        • productie: lever
        • maat voor inflammatie
        • acute fase
    • opsonines in adaptief IS
      • IgG
      • IgA

Geprogrammeerde celdood

• doel: intracellulaire bacterien uitschakelen
• receptor activated
• drie signaal pathways
  • apoptose
    • binding TNF
  • neutrofiel extracellular traps (NET-)osis
    • NADPH oxidase
    • ROS
  • pyroptosis
    • activatie van inflammasoom via NLR
      • vrijzetting IL-$1\beta$ en IL-18

Lokale inflammatie

• rubor, calor, dolor, tumor
• pro-inflammatoire cytokines (IL1, IL6, TNF$\alpha$), chemokines (IL-8)
• vroeg stadium
  • vasculaire permeabiliteit+
  • aantrekken leukocyten
  • fagocytose
  • opruimen infectie, schade
  • init wondheling
  • activatie adaptief IS
• laat stadium = acute phase response (APR)
  • opsonines/complement+
    • MBL
    • CRP
    • complement factoren

Innate lymphoid cells (ILCs)

• familie van T en B cellen
• belangrijkste: natural killer (NK) cellen
  • "afwijkende" cel -> signaal via membraan
    • geinfecteerd door virus
    • maligne
    • stress
  • NK ontdekt signaal
  • antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC)
  • trigger apoptose
    • perforines, granzymes
  • productie cytokines
    • activatie adaptief IS

Regulering

• probleemgevallen
  • sepsis
    • infectie in bloedbaan
      • vaak gram negatief
    • immuunsysteem in overdrive
    • hoge koorts
    • HR+
    • BP-
    • -> orgaanfalen
  • chronische inflammatie
• regeling
  • positief
    • amplificatie
  • negatief
    • IL-10
• aanpassingen pathogenen
  • niet herkend door PRRs
  • voorkom/blokkeer signal pathways
  • voorkom uitschakeling
• interactie met adaptief IS
  • dendritische cel
    • antigen presentatie
    • interleukines

6 T-cel m.i.v. MHC receptoren

• onderdeel adaptief IS

T-cel receptor (TCR)

• specifiek
• altijd in membraan
  • kan niet loskomen zoals B cel receptor
• kan enkel binden aan gepresenteerde antigenen
  • niet aan vrije antigenen zoals B cel receptor
• twee extracellulaire delen
  • functie
    • antigen van dendritische cel (APC) binden
    • niet: effector
• indeling in familie/klonen
  • $\alpha\beta$-TCR (meest voorkomend)
    • beide ketens bevatten
      • variabel domein (V)
        • drie hypervariabele regios (CDR 1-3)
        • "buffet" van segmenten (cf. B cellen)
          • geen examenvraag
      • constant domein (C)
  • ($\gamma\delta$-TCR)
• combinatie met CD4 of CD8 coreceptor
  • opbouw niet belangrijk
• combinatie met CD3 receptor
  • structuur drie dimeren
  • functie: effector mechanisme
    • forforylatie van ITAMs (geel)

Major Histocompatibility Complex (MHC)

• klasse I
  • op alle cellen met kern
    • sperma, neuronen: amper
    • neutrofielen: veel
  • bindt enkel TCR met CD8 coreceptor (CD8+ T-cel)
    • 1 x 8 = 8
  • structuur
    • klein eiwit: $\beta_2$ microglobuline
    • groot eiwit: $\alpha$
      • drie externe domeinen
      • groeve tussen $\alpha$ 1 en 2
        • bodem: beta sheet
        • wanden: 2 alfa helices
        • antigen binding aan anker residues (peptide van 9 AZ)
          • 1-3, 7-9 binden aan groeve
            • vaak hydrofoob
          • 4-5: buldge -> binden aan TCR
  • welke antigenen presenteren?
    • intracellaire peptiden
      • zelf-eiwitten
      • check op gezondheid van cel
  • herkend als vreemd door CD8
    • T cel -> cytotoxische T cel ($T_C$)
    • Tc doodt antigen? cel?
  • endogene pathway
    • degradatie door proteasome
    • bindt met endogeen antigen in lumem RER
    • Golgi
    • membraan
• klasse II
  • op APCs
    • monocyten
    • macrofagen
    • DCs
  • bindt enkel TCR met CD4 coreceptor (CD4+ T-cel)
    • 2 x 4 = 8
  • structuur
    • heterodimeer (alfa 1-2, beta 1-2)
    • transmembranair
    • groeve
      • anker residues: 13-18 AZ
      • over ganse lengte?
  • welke antigenen presenteren?
    • intracellulair
  • exogene pathway
    • MHC II vanuit lumen RER
      • geinactiveerd door invariant chain in groeve
        • voorkom vroegtijdige binding
    • Golgi
      • invariant chain -> CLIP
      • HLA-DM neemt plaats CLIP in
    • fagolysosoom
      • bindt met exogeen antigen i.p.v. CLIP
    • naar membraan
• genetica
  • veel polymorfismes -> veel allel varianten
  • klinisch: matchende transplantatie donor zoeken
  • human leukocyt antigen (HLA) complex
    • (!) examen
      • Kuby p257
    • MHC klasse I locus: MHC I op alle gekernde cellen
    • MHC klasse II locus: MHC II op alle APCs
    • MHC klasse III locus
      • complement factoren (C1q, C1r, C1s, ...)
      • inflammatoire eiwitten (o.a. TNF)
  • linked groepen -> haplotype
    • hoe? loci dicht bij elkaar
    • gevolg: recombinatie (crossing over) heel uitzonderlijk
      • vader: A/B
      • moeder: C/D
      • kinderen
        • AC
        • AD
        • BC
        • BD
  • codominant
    • allelen van moeder en vader komen tot expressie in zelfde cel

• cross-presentatie
  • tussen T cel en dendritische cel
  • licensing
    • eerst aan CD4+ presenteren
    • daarna ook aan CD8+ toegelaten
    • o.b.v. cytokines

Ontwikkeling T cel

• beenmerg
• thymocyten @ thymus
  • vier (dubbel negatief, CD4-, CD8-) DN stadia
    • DN1
      • in cortico-medullaire junctie
      • multipotent
    • DN2
      • in cortex
      • commitment to T-cel lineage
    • DN3
      • in subcapsulaire cortex
      • TCR gene rearrangement
        • volwaardige beta chain
        • alpha surrogaat
        • pre-TCR
    • DN4 - in cortex - volwaardige alpha chain - dubbel positief (DP) - positieve selectie
  • single positief (SP)
    • in medulla
    • CD4+ of CD8+
    • negatieve selectie
• positieve en negatieve selectie
  • doel: balans in zelf herkennen
    • niet te sterk (auto-immuun)
    • niet te zwak
  • positieve selectie
    • selectie thymocyten die binden aan MHC-Ag complex
      • met lage affiniteit
      • doel: MHC restrictie = enkel herkennen als door MHC aangeboden
    • anders (95%): apoptose ("death by neglect")
    • vooral in cortex
    • via cTEC = corticale thymische epitheliale cellen
  • negatieve selectie (vorm van centrale tolerantie)
    • elimineert thymocyten met hoge affiniteit voor self Ag-MHC
    • doel: self tolerantie
    • anders: clonale deletie-inductie -> apoptose
    • hoe?
      • blootstelling aan veel eigen eiwitten
      • autoimmune regulator (AIRE)
        • expressie van tissue-specifieke eiwitten
    • vooral in medulla
    • via mTEC = medullaire thymische epitheliale cellen

(dendritische cel niet belangrijk)

Deel 2

7 T-cel en B-cel activatie

T-cel

• B cellen zijn dus ook APCs?

• activatie
  • na verlaten thymus
    • matuur
    • inactief tot contact met antigen via APC
      • immunologische synaps
        • centraal supramoleculair activerend complex (cSMAC)
        • perifeer supramoleculair activerend complex (pSMAC)
  • drie signaal hypothese
    • (1) TCR bindt aan MHC op APC
    • (2) co-stimulatoire signalen
      • positief
        • CD28 op T cel -> CD80/CD86 op APC
        • inducible costimulatory (ICOS): onderhoud
      • negatief
        • functie: beeindigen
        • CTLA-4
          • vanaf 24u na activatie
          • piek na 72u
          • inhibeert CD28
        • program death 1 (PD-1)
          • ook op B cellen
    • (3) cytokines
    • clonale anergie
      • signaal 1: wel
      • signaal 2: niet (door gebrek aan binding of door inhibitie)
      • belang bij perifere tolerantie (zie later)
  • alternatieve activatie: superantigenen
    • binden aan TCR (V$\beta$) + MHC II (alpha)
    • geeft "kortsluiting"
    • aspecifiek: ook als antigen zelf niet matcht op TCR
    • gevolg: massieve T cel activatie
      • toxic shock syndrome
    • exo/endo
      • exogeen: oplosbare eiwitten van bacteria
      • endogeen: membraan eiwitten van virale genen

• naieve CD4+ T helper cel differentiatie
  • trigger: "polarizerende" cytokines
    • autocrien
    • paracrien
  • voorbeelden
    • virus -> IL-12 -> $T_H 1$
    • worm -> IL-4 -> $T_H 2$
  • master gen regulator: actief
    • produceert effector cytokines
  • $T_H 1$
    • polarizerende cytokines: IL-12, IL-18, IFN-$\gamma$
    • master gen regulator: T-bet
    • effector cytokines: IFN-$\gamma$, TNF
      • activeer macrofagen
      • IgG class switch
      • diff+ tot anti-virale CD8+ killer cellen
    • functie
      • bescherm tegen intracellulaire pathogenen
        • bacteria
        • virussen
  • $T_H 2$
    • polarizerende cytokines: IL-4
    • master gen regulator: GATA3
    • effector cytokines: IL-4, IL-5, IL-13
    • functie: bescherm tegen wormen
  • TH1/TH2 cross-regulatie
    • blijf bij eerste keuze
  • $T_H 17$
    • polarizerende cytokines: TGF-$\beta$, IL-6, IL-23
    • master gen regulator: ROR$\gamma$t
    • effector cytokines
      • protectief (TGF-$\beta$, IL-6) -> IL-10
      • pathogeen (IL-23) -> IL-17A, IL-17F, IL-21, IL-22
    • functie
      • bescherm tegen extracellulaire bacteria, fungi
  • perifere $pT_{REG}$
    • polarizerende cytokines: TGF-$\beta$, IL-2
    • master gen regulator: FoxP3
    • effector cytokines: TGF-$\beta$, IL-10
    • functie: immunosupressie
      • 2e manier van down-regulation (naast negatieve co-stimulatie)
      • o.a. in placenta tijdens zwangerschap
  • TH17/pTREG cross-regulatie
    • IL-6 als schakelaar
  • folliculaire helpercel $T_{FH}$
    • polarizerende cytokines: IL-6, IL-21
    • master gen regulator: Bcl-6
    • effector cytokines: IL-4, IL-21
      • klasse switch
      • germinale centra
    • functie
      • sturen humorale immuniteit (B cellen)
  • geen leerstof
    • $T_H 9$
    • $T_H 22$

• memory T-cel subsets
  • zelf-vernieuwend vs differentiatie
  • vier soorten
    • $T_{SCM}$ stamcel
      • secundair lymfoid weefsel
    • $T_{CM}$ centraal
      • secundair lymfoid weefsel
      • snelle nieuwe activate bij blootstelling aan Ag
    • $T_{EM}$ effector
      • perifeer weefsel
      • eerstelijnsverdediging
      • terug naar effector T cel (T_EFF) bij blootstelling aan Ag
    • $T_{RM}$ permanent resident
      • meerdere weefsels
      • reageren bij herinfectie

B-cel

• herhaling: stadia
  • early pro B
  • late pro B
  • pre B
  • immature B
  • matuur + naief
    • milt
      • rode pulpa
      • witte pulpa
        • folliculaire B cel
      • marginale zone
        • marginale zone B cel
    • IgM, IgD
• plasma cel
  • B cel die antilichamen kan secreteren

Clonale selectie

• elke B cel draagt 1 specifieke Ig receptor
• stimulatie -> vormt kloon van cellen

B-cel activatie

• activatie -> effectorcel
• twee manieren
  • T-independent (TI)
    • voordeel: sneller
    • marginale zone B cellen (in milt)
    • geen T cel hulp
      • merk op: T cel zelf kan niet activeren zonder hulp (van APC, ...)
    • TI-1: binding via PRRs en BCR
      • dus B cellen hebben net als innate cellen ook PRRs (zoals TLRs)
    • TI-2: cross link BCRs
  • T-dependent (TD)
    • voordeel: specifieker
    • vooral folliculaire B cel?
    • B cel kan fungeren als APC
      • in milt, lymfeklieren
      • kleine oplosbare Ag: zelf gevangen via BCR door folliculaire B cellen
      • grotere Ag: gevangen door macrofagen (in subcapsulaire sinus) en dan overgedragen
      • endocytose via actomyosinevezels (cf. actin, myosine)
      • exogene pathway
      • presenteren op MHC II aan helper T cel
    • 3 signalen bij B-cel-T-cel binding (cf. T cel activatie)
      • BCR-Ag binding
      • coreceptor (CD40) binding met CD40 ligand (CD40L)
        • hier: B-T binding
        • ook gebruikt bij T-T
      • cytokines (IL-2, IL-4) van T naar B
    • triggert B cel activatie -> differentiatie
      • plasmacel
        • o.i.v. BLIMP-1, IRF-4
        • Ig secretie
      • vroege IgM memory B cel
      • germinale centra
        • o.i.v. Pax5, Bcl-6
        • proliferatie
        • somatische hypermutatie (SHM)
        • klasse switch recombinatie (CSR)

T-dependente immuunresponse

• stap 1) zoek Ag
• stap 2) zoek T cel
• verander chemokine receptoren op membraan om in juiste zone terecht te komen
  • CXCR5
  • CCR7

Germinaal centrum (GC)

• betere binding aan Ag -> overlevingsvoordeel voor B cel
• in secundaire lymfoide organen
• donkere zone
  • "centroblasten"
  • proliferatie
  • somatische hypermutatie (SHM)
    • doel: affiniteit verhogen
    • enzyme: AID
    • deoxy cytidine (C) -> deoxy uridine (U)
      • mogelijk lichtjes betere binding aan Ag
    • != somatische recombinatie
    • puntmutaties
• lichtere zone
  • "centrocyten"
  • differentiatie
  • folliculaire dendritische cellen (FDC)
  • klasse switch recombinatie (CSR of CRM)
    • andere Ig i.f.v. cytokine milieu
      • niet enkel IgM zoals marginale zone B cellen

Down regulatie

• onduidelijk
• minder belangrijk

B-cel geheugen

• long living (LL) plasma cellen
• onduidelijk

8 Adaptieve immuunresponse

• homeostasis: rustende, naieve lymfocyten
  • extravasatie = diapedese
    • in lymfeknopen (HEVs), milt
    • adhesiemoleculen
    • "rollen"
• contact
  • initieel: innate IS
    • eerst neutrofielen
  • hoe geraken Ag in lymfeknopen?
    • migratie door APC
      • o.b.v. chemokines
      • zoek matching T cel in paracortex
    • spontaan (o.a. malaria)
      • via bloed
      • via lymfevaten
  • eerste contact met lymfocyten (CD4, CD8, B cellen)
  • effector cellen
  • geheugen cellen
• einde
  • gebrek aan Ag
  • minder cytokines
  • apoptose
    • Fas / FasL
    • negatieve co-stimulatie: CTLA-4, PD-1

9 Effectorfuncties

Ab gemedieerde = humorale immuniteit

• target: extracellulaire pathogenen
• mechanismen (herhaling)
  • neutralisatie
  • agglutinatie
  • opsonisatie
  • activatie complement
    • cel lysis
    • inflammatie
    • opsonisatie
  • ADCC bij NK cellen
  • degranulatie
• antibody (Ab) isotypes
  • IgM
    • in primaire immuunresponse (eerste infectie)
    • lagere affiniteit
    • decavalent
    • complement activatie
    • agglutinatie
  • IgG
    • IgG1-4
    • 1,3 -> complement fixatie
    • 1 -> ADCC door NK cellen
    • binden aan Fc -> fagocytose door macrofagen
  • IgA
    • IgA1
      • monomeer
      • in serum
      • fagocytose, ADCC, degranulatie
    • IgA2
      • dimeer, polymeer
      • vooral in secreties (speeksel, darm, tranen, melkklieren)
    • neutraliseren pathogenen
    • agglutinatie
    • geen fixatie complement
    • lange halfwaardetijd
  • IgE
    • tegen wormen en protozoa
      • degranulatie van easinofielen, basofielen
    • rol in allergie, astma
    • vrijgave histamine
    • lage concentratie, groot effect
  • IgD
    • in secreties
    • binden aan basofielen en mastcellen
      • vrijzetting
        • antimicrobiele peptides
        • cytokines
        • chemokines
        • BAFF
• Fc receptoren (FcR)
  • activatie immuuncellen door Ig-FcR binding
    • meedere FcR's crosslinken -> signaal (+/-)
    • via ITAMs
  • soorten
    • Fc$\gamma$R (IgG)
      • fagocytose
      • degranulatie
      • ADCC bij NK cellen
      • inhibitie
    • Fc$\alpha$R (IgA)
      • op myeloide cellen
      • fagocytose
      • ADCC
      • inflammatoire cytokines
      • superoxide vrije radicalen
    • Fc$\varepsilon$R (IgE)
      • op granulocyten
      • release ontstekingsmediatoren
        • histamine
        • proteasen
    • Fc$\mu$R (IgM)
      • op B, T, NK cellen
    • Fc$\alpha/\mu$R (IgM > IgA)
      • B cellen
      • IgM -> fagocytose
    • PolyIgR
      • op epitheelcellen
        • maag-darm
        • luchtwegen
        • voortplanting
      • transcytosis van IgA, IgM
        • bloed -> lumen
    • FcRn: neonatale Fc receptor
      • transport maternaal Ab -> foetus
      • Ab in moedermelk -> darm
      • in volwassenen: IgG in bloed recyclen

Cel gemedieerde immuniteit

• target: intracellulaire pathogenen (incl. tumoren)
• hoe: trigger apoptose in target
• cytotoxische effectorcellen
  • cytotoxische CD8+ T lymfocyt (CTL)
    • adaptief IS
    • twee soorten
      • TC 1
        • secreteert IFN-$\gamma$
        • cytotoxins
          • perforins: maakt porien in target celmembraan
          • granzymes: serine proteasen -> DNA fragmentatie
          • ...
        • Fas-FasL gemedieerde cytolyse
          • zorgt ook voor apoptose
      • TC 2
        • in aanwezigheid van IL-4
        • secreteert IL-4, IL-5
        • cytotoxins (perforins, granzymes, ...)
        • geen Fas
  • NK T cellen
    • brug innate-adaptief
    • hebben invariante TCR
    • twee effecten
      • als helpercellen
        • productie cytokines
      • als killercellen
        • enkel Fas-FasL
    • geen geheugen
    • tegen virussen, tumors
  • NK cellen
    • innate IS
      • sneller dan CTLs
      • geen BCR of TCR -> aspecifiek
    • trigger: missing self hypothese
      • gezonde cellen: activerende + inhiberende liganden
        • o.a. MHC I als inhibitor
          • minder expressie bij virus infectie
      • verstoorde balans -> activatie NK cel
    • effect
      • cytotoxins (perforins, granzymes, ...)
      • Fas-FasL
    • licensing
      • "license to kill" nodig
      • eerst gezonde cel met MHC I tegenkomen
        • terughoudend genoeg
    • geheugen: onduidelijk
• TCR: 3 signaal hypothese
  • 1) TCR-Ag door APC op MHC I
  • 2) costimulerend signaal
  • 3) ctyokines (IL-2): proliferatie en differentiatie
• CD8+ T cel heeft hulp nodig van CD4+ T cel
  • sequentieel of simultaan: onduidelijk
  • cf. licensing

10 Barriere immuniteit

• fysiek: epitheel
  • mucosa-associated lymphoid tissue (MALT)
    • GALT: gut
      • Peyer's patches
    • BALT: bronchus
    • SALT: skin
    • NALT: nasal
    • mond
    • urinewegen
    • ...
• commensale organismen
  • homeostase
    • tolerogene dendritische cel
      • anti-inflammatoire cytokines
        • IL-10
        • TGF-$\beta$
        • differentiatie naar regulatoire T cel
    • geactiveerde dendritische cel
      • pro-inflammatoire cytokines (IL-1, IL-6, TNF-$\alpha$)
      • differentiatie naar TH1, TH17 cellen

Spijsvertering

• verder in stelsel ~ meer bacteria
• wand
  • mucosa
    • epitheel
      • enterocyten
        • herkennen microbiele PAMPs via PRR
        • cytokines+
      • goblet = slijmbekercellen
        • mucus + antimicrobiele peptides (AMP)
        • transport Ag naar APC in lamina propria
        • regulerende cytokines
      • microfold (M) cellen
        • transcytose: Ag -> DC in Peyer's patches
      • paneth cellen
        • AMP
          • defensines
          • lysozyme
          • REG3 voor gram+ bacteria
      • tuftcellen
        • cytokines i.k.v. wormen
      • stamcellen
      • intra-epitheliale lymfocyten (IEL)
    • lamina propria
      • immuuncellen
        • plasma cellen
          • IgA
        • B cellen
          • T cel dependent
          • T cel independent
  • submucosa
  • spierlaag

• infectie
  • inductie fase
    • PRR (TLR, NOD) op epitheel, APC
    • naieve T -> (type I) TH1/TH17 of (type II) TH2/TH9
    • IgG klasse switch i.p.v. IgA
  • effector fase
    • bacteria, fungi -> type 1 response
      • recrutering neutrofielen
    • worm -> type 2 response
      • recrutering eosinofielen

11 Infecties en vaccinatie

Infecties

• virussen
  • innate IS
    • complement
    • AMP
    • PAMP herkenning door PRR
      • type I interferon (IFN) expressie
      • inflammasoom
      • activatie NK cellen (ADCC)
  • adaptief IS
    • Ab gemedieerd
      • enkel doeltreffend bij extracellulaire virussen
        • voor binnendringen
        • na barsten geinfecteerde cel
      • neutralisatie
      • agglutinatie
      • opsonisatie
      • complement activering
      • fagocytose
    • cel-gemedieerde immuniteit
      • tegen intracellulaire virussen
      • CD4+ helper T cellen
        • IFN
      • CD8+ cytotoxische T cellen (CTL)
        • doodt geinfecteerde cellen
  • tegenmaatregelen virussen
    • productie IL-10 homoloog
    • veranderen eiwitten op membraan
      • drift: puntmutaties
      • shift: nieuw subtype
    • ...
• bacteria
  • extracellulair
    • Ab gemedieerd
  • intracellulair
    • TLR
      • TLR2: gram +
      • TLR4: gram -
    • NK, macrofagen, TH1 cellen
    • cel gemedieerd
  • tegenmaatregelen
    • IgA protease
    • anti-fagocytose
    • anti-complement
• parasieten
  • wormen
    • extracellulair
    • geen replicatie
    • te groot voor fagocytose
    • mucusproductie + spiercontracties -> expulsie
    • eosinofielen
    • NK cellen (ADCC)
    • TH2 response
    • IgE?
  • malaria
    • via mug -> omzeilen huid barriere
    • goed beschermd tegen Ab
      • kort in bloed
      • beschermende laag
• fungi
  • niet ernstig ziekmakend
    • tenzij immunocompromised
  • innate IS
    • PRR (CLR)
      • evasie: capsules
    • activatie complement
    • neutrofielen: fagocytose
  • adaptief IS
    • humoraal (Ab) + cellulair
    • TH1

Vaccinaties

• immunisatie
  • actief
    • doel: geheugen opbouwen
    • natuurlijke blootstelling
    • vaccinatie
      • booster vaccin
      • criteria
        • veilig
        • effectief
        • haalbare transport- en toedieningswijze
      • types
        • live attenuated
          • mazelen, bof, rubella
          • kunnen nog reproduceren
            • risico: mutatie naar pathogene vorm
            • meer bijwerkingen
            • oppassen met immunocompromised personen
          • koude ketting (bewaring, transport)
          • goed voor geheugen
            • vaak geen booster nodig
        • inactivated / killed
          • via verwarming / chemisch
            • risico
              • is inactivatie 100%?
              • chemische blootstelling
          • veiliger
          • gemakkelijke bewaring, transport
          • minder immuunreponse
            • booster nodig
        • purified macromolecules = subunit vaccins
          • glycoproteines, ...
          • kinkhoest
          • enkel T cel independent response
            • geen klasse switch
            • geen affiniteitsmaturatie
            • boosters nodig
            • oplossing 1
              • conjugaat: koppel met sterk immunogeen
                • = multivalent vaccin
            • oplossing 2
              • adjuvantia (Aluin, AS04, virosoom)
                • bevorder immuunreactie
                • vertraagde afgifte
        • recombinant vector
          • nieuw
          • gebruikt verzwakt pathogeen
            • draagt genen ander (doel)pathogeen
            • dus alle voordelen van live attenuated
              • sterke immuunreactie
          • probleem: stabiliteitsproblemen
          • o.a. gele koorts, COVID-19 (AstraZeneca)
        • DNA
          • nieuw
          • injecteer plasmiden met pathogene genen in spier
          • DNA wordt tot expressie gebracht door gastheer
          • humorale + cellulaire immuniteit
            • sterke immuunreactie
          • stabiel
  • passief
    • toedienen voorgevormd Ab
      • o.a. borstvoeding
      • antigif
    • tijdelijk
    • activeert IS niet
    • bouwt geen geheugen op

12 Allergie en hypersensitiviteit

• tegen ongevaarlijke Ag

Type 1: allergie

• humoraal: IgE
  • normaal
    • tegen wormen
    • lage concentratie
  • TH2 resppnse
• basofiel, mast cel
  • Fc$\varepsilon$R I
  • cross linking -> degranulatie
    • primair (productie al voor activatie)
      • histamine
        • receptoren
          • H1
            • vasculaire permeabiliteit+
            • gladde spier contractie (luchtwegen, darmen)
            • mucus
          • H2
            • ~H1
            • onderdrukt degranulatie
          • H3
            • NT activiteit
              • cf. slaperigheid bij Zyrtec
          • H4
            • mastcel chemotaxis
      • heparine
      • proteasen
    • secundair (productie na acivatie)
      • prostaglandines
        • 1000x krachtiger dan histamine
      • cytokines
        • IL-1, TNF-$\alpha$ -> systemische anaphylaxis
        • IL-4, IL-13 -> TH2, IgE
      • chemokines
• fasen
  • vroeg (minuten)
  • laat (uren)
    • recrutering neutrofielen, eosinofielen, TH2
  • (derde fase)
    • basofielen, fibroblasten
• effect
  • anaphylaxis
    • lokaal
      • hooikoorts, astma, eczeem, huisstofmijt, voedsel
    • systemisch
      • bijensteek, penicilline, voedselallergie
      • moeilijke ademhaling
      • BP-
      • behandeling: adrenaline (epi pen)
• test
  • huidtest
  • IgE serumspiegels
• behandeling
  • antihistaminica: blokkeer H1 receptor
  • corticosteroiden: rem innate IS
  • desensitisatie
    • herhaalde blootstelling
    • lage dosis -> opbouwen
    • doel
      • meer TH1, TREG, minder TH2 response
        • IgG i.p.v. IgE klasse switch

Type 2: Ab mediated hypersensitivity

• humoraal: IgM, IgG
• NK cellen: ADCC
• complement activatie
• vooral bij bloedtransfusie
  • moeder-baby ABO incompatibiliteit
    • klein risico
    • behandel met UV
• rhesusfactor
  • Rh+ baby bij Rh- moeder bij 2e zwangerschap
  • maternale IgG kunnen passeren via placenta
  • oplossing: RhoGAM toedienen na bevalling
    • geen B cel activatie en memory

Type 3: immune complex mediated hypersensitivity

• immuuncomplexen (Ab-Ag)
  • normaal opgeruimd door fagocytose, complement activate, ADCC
• neutrofielen
• complement activatie
• auto immuun
  • rheumatoid arthritis (RA)
  • lupus

Type 4: delayed type hypersensitivity (DTH)

• na 1-3 dagen
• celgemedieerd (T cel)
• Tc, macrofaag activatie
• stap 1: sensibilisatie door Ag
  • via APC
  • T cel response (vaak CD4+ TH1)
  • 1-2 weken
• stap 2: effectorfase (tweede blootstelling Ag)
  • TH1 inflammatoire cytokines
    • recruteren
    • activeren
      • langdurige activering macrofagen -> granuloomvorming
        • multinucleaire reuscellen
• voorbeeld
  • poison ivy: contact dermatitis
• toepassing: TBC test (ID injectie)

13 Tolerantie, autoimmuniteit, transplantatie

Tolerantie

• voorkom immuunrespons tegen (zelf) Ag
• drie methoden
  • Ag sequestratie (evasion)
    • afgesloten omgeving
      • ogen
  • centrale tolerantie (eliminatie)
    • verwijderen auto-reactieve B- en T-lymfocyten
    • tijdens ontwikkeling in primaire lymfoide organen
      • T-cel in thymus
      • B-cel in beenmerg
    • negatieve selectie (zie hoger)
      • receptor editing -> niet meer auto-reactief
    • verlaat primaire lymfoide organen in anerge status -> apoptose
    • omzetten naar T_REG (zeldzaam)
  • perifere tolerantie (inhibitoren)
    • in secundaire lymfoide organen
    • non-responsief maken of inhiberen van auto-reactieve B- en T-lymfocyten
    • fallback mechanisme
    • cellen
      • regulatoire CD4+ T cellen
        • in thymus: natuurlijke (n/t) T_REG cellen
        • in periferie na Ag inductie: geinduceerde (i/p) T_REG cellen
        • twee mechanismen
          • contact afhankelijk
            • T_REG -> inhiberend CTLA-4
          • contact onafhankelijk
            • onafh. van antigen
            • afh. van secretie cytokines
            • linked supression = bystander supression
        • hoge CD25 expressie door pTreg
      • regulatoire CD8+ T cellen
        • onduidelijk
      • regulatoire B cellen
        • IL-10 productie
      • myeloid derived supressor cells (MDSC)
        • inhiberende stoffen (IL-10, IDO, ...)
        • PD-L1 expressie

Autoimmuniteit

• falen van tolerantieprocessen
• oorzaken: Ab, T cellen, immuuncomplexen, combinatie
• orgaanspecifiek vs systemisch
  • Hashimoto's thyroiditis
    • vrouwen > mannen
    • orgaanspecifiek voorbeeld
    • Ab en gesensibiliseerde TH1 cellen specifiek voor schildklier Ag
      • o.a. thyroglobuline
    • gevolg: verstoort jodium opname -> hypothyroidie
    • type IV (DTH) response
      • macrofagen, lymfocyten, plasmacellen
      • goiter
  • lupus
    • systemisch voorbeeld
    • vrouwen >> mannen
    • auto Ab tegen DNA, histonen, ...
    • type III sensitiviteitsreactie
• oorzaak
  • multifactorieel
    • genetisch
      • HLA genen (cf. MHC)
      • TH17 genen
      • mutaties in autoimmune regulator (AIRE), FoxP3 genen
    • omgevingsfactoren
      • roken
      • obesitas
      • infectie
      • dieet
      • geografisch
• behandeling
  • ontstekingsremmers
    • corticosteroiden
    • (azathioprine)
  • orgaan wegnemen
  • blokkeer specifieke cellen
    • B-cel gericht
    • T-cel gericht
  • blokkeer ontstekingsproces
    • specifiek: cytokines
    • voorbeeld: blokkeer TNF-$\alpha$ bij rheuma, psoriasis, Crohn
  • blokkeer co-stimulatie
    • CTLA-4 toedienen
      • bindt aan CD80/86
        • normale binding CD80/86 op APC - CD28 op T cel onmogelijk
        • dus geen co-stimulatoire signalen
        • dus geen signaal
  • heilige graal: tolerantie verhogen

Transplantatie en rejectie

• begrippen
  • autograft: binnen 1 persoon
  • isograft: tussen genetisch identieke personen (bv. monozygote tweelingen)
  • allograft: tussen verschillende leden van zelfde soort
    • meeste transplantaties
    • cf. zwangerschap
    • alloreactiviteit: herken niet-zelf moleculen
  • xenograft: verschillende soorten (bv. varken -> mens)
  • histocompatible (Ag gelijk) vs -incompatible
  • HLA genotype - haplotype
• nier > lever > hart > long > pancreas
• donor matching
  • ABO bloedgroep
  • MHC matching
  • crossmatching check in labo
    • vooral vanaf 2e transplantatie
• rejectie
  • autograft: niet
  • allograft: necrosis
    • begin: geen effect want geen vascularisatie dus geen immuuncellen
    • eerste keer: na 10-14 dagen
    • volgnde keren: na 5-6 dagen
  • klinisch verloop
    • hyperactute afstoting
      • Ab gemedieerde rejectie
        • door bestaande Ab
        • activatie complement
      • vernietiging binnen 24u
    • acute afstoting
      • 7-10 dagen na transplantatie
        • sensitisatie: CD4+ en CD8+ T cellen herkennen alloAg
          • directe presentatie
            • door donor APC
            • presenteren random Ag
          • indirecte presentatie
            • door recipient APC
            • presenteren donor Ag
        • effector
          • infiltratie van lymfocyten en macrofagen
          • inflammatie en celdood
    • chronische reactie
      • na maanden en jaren
      • trigger onbekend
      • gelijkaardig aan acute afstoting
      • 10 jaar overleving niertransplant in VS: 60%

14 Immuundeficienties

Primaire = aangeboren deficienties

• genetisch defect
• categorieen
  • innate IS
  • adaptief IS
    • humoraal (B cel)
    • cel gemedieerd (T cel)
    • combinatie
    • fagocyten
    • complement
• severe combined immunodeficiency (SCID)
  • T cellen (zo goed als) afwezig
  • indirect effect op B cellen en NK cellen
  • "bubble boy"
  • behandeling
    • stamcel transplantatie
    • infectie preventie
• ontwikkelingsstoornis thymus (DiGeorge syndroom)
  • (deletie op chromosoom 22)
  • thymus als leerschool: self vs non-self
    • resultaat: vaak auto-immuun ziekten
  • behandeling
    • thymus transplantatie
    • Ig substitutie
• hyper IgM syndroom
  • X-gebonden probleem met CD40L
  • slechte communicatie helper T cel - APC
  • slechte communicatie helper T cel - B cel
    • geen T-dependente B cel activatie
      • geen germinale centra
        • geen somatisch hypermutatie (SHM)
        • geen klasse switch
      • minder geheugen cellen
      • minder plasma cellen?
    • wel nog T-independente B cel activatie
      • IgM productie -> hoge niveau's
• X-gebonden agammaglobulinemie
  • B cel deficientie
  • defect in Bruton's tyrosine kinase
    • effect op BCR singaaltransductie
    • B cel ontwikkeling stopt in pro of pre B cel stadium
  • extreem weinig IgG
  • geen andere Ig
  • behandeling
    • antibiotica
    • antistoffen
• selectieve IgA deficientie
  • geen differentiatie van IgA B cellen naar plasma stadium
• chronische granulomateuze ziekte
  • X-gebonden -> vooral mannen
  • defect in fagocytose
    • NADPH oxidatieve route
  • meer infecties
  • meer granulomen
• (mycobacteriele ziekten)
• complement deficienties
  • C4 defect
    • kans op defecten in C5-C9 -> MAC
  • alternatieve pathway falen
  • resultaat: immuuncomplex ziekten
• NK cel deficienties
• auto-immuun polyendocrinopathie en ectodermale dystrofie (APECED)
  • mutatie in AIRE gen
  • autoreactieve T cellen kunnen ontsnappen uit thymus
  • remt endocriene functie
    • hypoadrenalisme
    • hypothyreoidie
• immuundysregulatie, polyendocrinopathie, enterepathie en X-gebonden (IPEX)
  • mutatie in T_REG master regulator gen FoxP3 -> inactief
  • geen controle op autoreactieve T cellen in periferie
  • vernietigt darm, pancreas, schildklier, huid voor 2 jaar

Secundaire = verworven deficienties

• verworven hypogammaglobulinemie
  • lage Ig spiegels
  • normaal T cel count
• middelen-geinduceerde immunodeficientie
  • omgevingsfactoren
  • kankerbehandeling
    • cytotoxische geneesmiddelen
    • bestraling
• factoren
  • prematuren
  • ouderen
  • ondervoeding
  • HIV / AIDS
    • retrovirus HIV-1
    • via lichaamsvloeistoffen
      • seksueel (vaginaal, anaal)
      • bloed
      • moeder-kind
    • infiltreert naieve CD4+ T cellen
      • via CXCR4 of CCR5
    • reverse transcriptase: ssRNA -> dsDNA
    • fasen (i.f.v. T cel count)
      • acuut
        • korte piek in virale load
        • kort minder CD4+ T cel
        • onder controle door anti-HIV antilichamen en cytotoxische T cellen
      • asymptomatisch
        • kan jaren duren
        • afname CD4+ T cel
        • toename virale load
      • AIDS
        • hoge virale load
        • sterke daling CD4+ T cellen
        • opportunische infecties
    • behandeling
      • Highly Active Antiretroviral Therapy (HAART)
        • duur
        • geen remedie
        • HIV lifecycle targets
          • fusie (indringen)
          • reverse transcriptase
          • integrase (in DNA)
          • protease (uitbreken)
      • vaccin? moeilijk
        • virus muteert snel
        • risico bij trials met verzwakte variant

15 Kanker

• proto-oncogenen
• tumorsuppressorgenen
• apoptosis genen
• stadia
  • initiatie
    • potentiaal+ tot proliferatie
  • promotie
    • accumulatie van preneoplastische cellen
  • progressie
    • proliferatie
    • nieuwe mutaties
  • metastase
    • buiten oorsponkelijke locatie
• immuunresponse
  • vier groepen van Ag
    • tumor specifieke Ag (TSA, komen normaal niet voor)
      • door genen exclusief in tumoren
      • mutatie van normaal Ag
    • tumor geassocieerde Ag (TAA, kunnen ook normaal voorkomen)
      • expressie in bepaalde stadia (embryo, foetus, ...)
      • overexpressie
  • immuun editing
    • drie fases
      • eliminatie
      • evenwicht
      • ontsnappen
        • mutatie -> slechter detecteerbaar
          • CTLA-4
  • aangeboren IS
    • NK cellen
    • perforine
      • door NK cellen en CTLs
    • geactiveerde macrofagen
      • ADCC (niet bij NK cellen deze keer)
      • productie TNF-$\alpha$ -> antitumor
  • adaptief IS
    • tumor-infiltrerende lymfocyten (TIL)
      • T cel
      • NKT cel
      • NK cel
    • B cel: anti tumor Ab tegen tumorspecifiek Ag
  • cytokines
    • IFN-$\gamma$
    • IL-12
    • TNF-$\alpha$
      • complex: bevorderen of remmen
  • escapemechanisme van tumorcellen
    • verminderde MHC expressie
      • minder gevoelig voor T cellen
    • minder NK-activerende receptorliganden
      • minder gevoelig voor NK cellen
    • apoptose resistentie
      • o.a. Fas mutatie
    • slechte co-stimulatie
      • B7 op APCs
      • CD28 op T cellen (link met CD80/86 op APC)
      • gevolg: clonale anergie
• kankertherapie: immuuntherapie
  • neoadjuvant: voor behandeling
  • adjuvant: na behandeling om terugkeer te voorkomen
  • therapieen
    • chemo
    • hormonen
    • gericht
    • immuun
      • monoclonale Ab (mAb) tegen tumorcellen
        • complement
        • ADCC lysis
      • tumorspecifieke T cellen
        • in labo: expansie, opnieuw toedienen
      • CAR-T cellen
        • synthetisch
        • half BCR, half TCR
      • therapeutische vaccins
        • heractiveer bestaande response
        • kweek DCs met prostaatkanker Ag + cytokines
        • "primed" DCs opnieuw toedienen
          • CTL reactie
      • co-stimulatie
        • vooral inhiberen CTLA-4, PD-1