Informácie

Aký je rozdiel medzi aktívnou a neaktívnou T pomocnou bunkou?

Aký je rozdiel medzi aktívnou a neaktívnou T pomocnou bunkou?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

1- Sú všetky neaktívne T pomocné bunky "T pamäťové bunky"? 2- Existuje niečo ako aktívne T pamäťové bunky? 3- Všimol som si, že existuje aj tretí typ pomocných T buniek, ale neviem, ako sa to volá. Používajú sa na začiatku procesu humorálnej odozvy (viažu sa na počiatočné APC bunky a potom sa delia za vzniku aktívnych pomocných t buniek a neaktívnych t pamäťových buniek). Ako sa líšia od aktívnych a neaktívnych T pomocných buniek?


T pomocná bunka

The T pomocné bunky (Th bunky), taktiež známy ako CD4+ bunky alebo CD4-pozitívne bunky, sú typom T buniek, ktoré hrajú dôležitú úlohu v imunitnom systéme, najmä v adaptívnom imunitnom systéme. Ako naznačuje ich názov, "pomáhajú" aktivite iných imunitných buniek uvoľňovaním cytokínov, malých proteínových mediátorov, ktoré menia správanie cieľových buniek, ktoré exprimujú receptory pre tieto cytokíny. Tieto bunky pomáhajú polarizovať imunitnú odpoveď na príslušný druh v závislosti od povahy imunologického poškodenia (vírus vs. extracelulárna baktéria vs. intracelulárna baktéria vs. helmint vs. huba vs. prvok). Všeobecne sa považujú za nevyhnutné pri prepínaní triedy protilátok B-buniek, pri prelomení krížovej tolerancie v dendritických bunkách, pri aktivácii a raste cytotoxických T-buniek a pri maximalizácii baktericídnej aktivity fagocytov, ako sú makrofágy a neutrofily.

Zrelý Th bunky exprimujú povrchový proteín CD4 a sú označované ako CD4+ T bunky. S takýmito CD4+ T bunkami sa vo všeobecnosti zaobchádza tak, že majú vopred definovanú úlohu pomocných T buniek v imunitnom systéme. Napríklad, keď bunka prezentujúca antigén zobrazuje peptidový antigén na proteínoch MHC triedy II, CD4+ bunka pomôže týmto bunkám prostredníctvom kombinácie bunkových interakcií (napr. CD40 (proteín) a CD40L) a prostredníctvom cytokínov.

CD154, tiež nazývaný CD40 ligand alebo CD40L, je bunkový povrchový proteín, ktorý sprostredkúva funkciu pomocníka T buniek v procese závislom od kontaktu [1] a je členom superrodiny molekúl TNF. Viaže sa na CD40 na bunkách prezentujúcich antigén (APC), čo vedie k mnohým účinkom v závislosti od typu cieľovej bunky. CD154 pôsobí ako kostimulačná molekula a je obzvlášť dôležitý na podskupine T buniek nazývaných T folikulárne pomocné bunky (TFH bunky). [2] Dňa TFH CD154 podporuje dozrievanie a funkciu B lymfocytov zapojením CD40 na povrch B lymfocytov a tým uľahčuje komunikáciu medzi bunkami. [3] Defekt v tomto géne vedie k neschopnosti podstúpiť zmenu triedy imunoglobulínov a je spojený so syndrómom hyper IgM. [4] Neprítomnosť CD154 tiež zastavuje tvorbu zárodočných centier, a preto zakazuje dozrievanie afinity protilátok, čo je dôležitý proces v adaptívnom imunitnom systéme, ktorý umožňuje tvorbu protilátok s vysokou afinitou, ktoré chránia pred budúcou výzvou patogénmi.

Dôležitosť pomocných T-buniek možno spoločne vidieť z HIV, vírusu, ktorý primárne infikuje CD4+ T bunky (ale je schopný infikovať ďalšie dôležité bunky imunitného systému, ako sú makrofágy, ktoré exprimujú CD4). V pokročilých štádiách infekcie HIV vedie strata funkčných CD4+ T buniek k symptomatickému štádiu infekcie známemu ako syndróm získanej imunodeficiencie (AIDS). Keď sa HIV včas zistí v krvi alebo iných telesných tekutinách, správne dodržiavanie antiretrovírusovej liečby zabráni progresii HIV do AIDS a umožní telu prirodzene obnoviť svoj vlastný počet buniek CD4 (malá časť jedincov je schopná dosiahnuť predĺženú kontrolu vírusovej záťaže bez významného poklesu hladín T-buniek v priebehu času bez pomoci antiretrovírusovej terapie, ktorí sú označovaní ako „elitní kontrolóri" alebo „dlhodobí neprogresori"). HIV je príkladom sekundárnej imunodeficiencie. Primárne imunodeficiencie sú genetické stavy, ktoré vedú k imunologickým defektom, ktoré bránia adekvátnemu odstráneniu infekcií, a deficity T buniek sú obzvlášť zničujúce. Jedným príkladom je SCID (závažná kombinovaná imunodeficiencia), ktorá má mnoho príčin a mení sa v presnom fenotype v závislosti od príčiny. Zatiaľ čo väčšina foriem SCID vedie k absencii línií T aj B buniek, atypický SCID je charakterizovaný (čiastočne) normálnou hladinou B buniek, ale hlbokým deficitom T buniek. Avšak kvôli nedostatku pomocných T buniek majú B bunky výrazne narušenú funkciu. [5]

Je dôležité pochopiť, že sledovanie Th Bunky ako monolitická imunologická entita je mylné, pretože sú extrémne rôznorodé, pokiaľ ide o funkciu a ich interakciu s partnerskými bunkami (toto je rozvedené nižšie). Vo všeobecnosti sú zrelé naivné T bunky (tie, ktoré prešli kontrolnými bodmi vývoja v týmuse, ale ešte sa nestretli s ich príbuzným antigénom) stimulované profesionálnymi antigén prezentujúcimi bunkami, aby získali efektorový modul. Tieto sú definované prítomnosťou transkripčného faktora určujúceho líniu (alebo líniu špecifikujúceho) (tiež nazývaného hlavný regulátor, hoci tento výraz bol kritizovaný za to, že je príliš reduktívny). [6] Strata funkcie v línii špecifikujúcej transkripčný faktor vedie k absencii zodpovedajúcej triedy pomocných T buniek, čo môže byť zničujúce pre zdravie hostiteľa. Napríklad konvenčné regulačné T bunky (Treg bunky) sú definované expresiou FoxP3 (Forkhead Box P3) a strata funkcie tohto transkripčného faktora má za následok stav nazývaný syndróm IPEX (imunodysregulačná polyendokrinopatia enteropatia spojená s X) syndróm, ktorý je charakterizovaný nekontrolovanými imunitnými odpoveďami, ktoré spôsobiť vážne poškodenie tkaniva, ako aj fulminantné autoimunitné ochorenie (všimnite si, že ide o autoimunitné ochorenie a nie len prítomnosť autoreaktivity), pretože táto populácia pomocných T buniek nie je prítomná, aby ich tlmila. V niektorých prípadoch môže dôjsť k mutácii straty funkcie viac pred transkripčným faktorom špecifikujúcim líniu. Napríklad pri syndróme Hyper IgE existuje mutácia v géne STAT3, ktorý je zodpovedný za indukciu transkripčného faktora RORyT v reakcii na kombináciu TGF-β a buď IL-6 alebo IL-21, ktorý špecifikuje TH17 buniek. V dôsledku absencie týchto buniek majú pacienti závažné plesňové infekcie a majú ťažkosti reagovať na pyogénne bakteriálne patogény (hoci majú aj iné imunologické defekty, pretože STAT3 sa podieľa aj na iných signálnych dráhach). [7] Nedostatok STAT3 tiež ohrozuje schopnosť vytvárať TFH bunky. [8]


Pochopenie toho, ako funguje imunitný systém

Exogénne antigény často prichádzajú do kontaktu s kožou alebo sa dostávajú cez dýchacie cesty, tráviaci trakt a genitálne otvory a sliznice. Môžu tiež preniknúť do obehu priamo cez rany.

Špecifická a nešpecifická obrana

Ďalšie stručné otázky a odpovede nižšie

2. Aké sú dve skupiny obranných mechanizmov organizmu proti cudzím alebo škodlivým činiteľom? Aký je medzi nimi rozdiel?

Telo má mnoho obranných mechanizmov proti cudzorodým patogénom. Tieto mechanizmy sú rozdelené do dvoch skupín: špecifické mechanizmy a nešpecifické mechanizmy. Špecifické mechanizmy sú súčasťou imunitného systému a pozostávajú z humorálnej imunitnej odpovede a bunkovej imunitnej odpovede, ktoré produkujú protilátky a obranné bunky proti špecifickým antigénom, resp. Nešpecifické mechanizmy bojujú všeobecne proti akémukoľvek typu antigénu (nie sú špecifické) a je v nich zahrnutý rad obranných mechanizmov, ako je kožná bariéra proti cudzorodým látkam, hlienový a ciliárny epitel dýchacích ciest, zápal (zápalová odpoveď) a pôsobenie nešpecifických proteínov a obranných buniek (ako sú interferóny a makrofágy).

Vyberte akúkoľvek otázku a zdieľajte ju na FB alebo Twitteri

Stačí vybrať (alebo dvakrát kliknúť) na otázku, ktorú chcete zdieľať. Vyzvite svojich priateľov na Facebooku a Twitteri.

Definícia zápalu a zápalový proces

3. Čo je zápal?

Zápal je počiatočnou reakciou nešpecifického obranného systému proti útokom na telo (útoky môžu byť spôsobené infekčnými parazitmi, chemickou kontamináciou, traumou, fyzikálnymi faktormi ako teplo a oheň, autoimunita atď.). Počas zápalu je séria nešpecifických leukocytov prítomných v obehu priťahovaná k miestu poranenia v snahe zničiť škodlivé látky a izolovať postihnutú oblasť tkaniva.

4. Ako funguje zápalový mechanizmus?

Keď dôjde k poraneniu tkaniva, uvoľní sa histamín a iné vazoaktívne látky (nazývané mediátory zápalu), čo spôsobí vazodilatáciu a zvýši prietok krvi do postihnutého miesta. Granulocytové leukocyty prítomné v krvi sú priťahované k miestu poranenia látkami známymi ako chemotaktické faktory, ktoré sú uvoľňované poškodeným tkanivom a aktívnymi granulocytmi v danej oblasti. Granulocyty opúšťajú kapiláry diapedézou, to znamená pomocou pseudopodov. Makrofágy prítomné v oblasti sú tiež aktivované. Tieto bunky zaplavujú extracelulárny priestor postihnutej oblasti v snahe zabiť alebo eliminovať škodlivé látky, zabrániť nekróze tkaniva a izolovať poškodené tkanivo.

5. Čo je hnis?

Hnis je pozostatkom zápalovej reakcie. Obsahuje zmes fragmentov mŕtvych leukocytov, infekčných agens (všeobecne baktérie) a tkanív.

6. Aká je súvislosť medzi zápalom a horúčkou?

V oblasti tkaniva, kde dochádza k zápalu, sa uvoľňujú bakteriálne toxíny, cytokíny, prostaglandíny, interleukíny a endotelíny. Tieto látky vstupujú do obehu a dostávajú sa do centrálneho nervového systému, ktorý potom vedie k zvýšeniu telesnej teploty.

7. Aký typ obranných buniek baktérie priťahujú a spôsobujú množenie počas zápalového procesu? Ako sa nazýva odpadový materiál produkovaný zápalom vyvolaným bakteriálnou infekciou?

Hlavnými leukocytmi, ktoré sa množia a podieľajú sa na zápalovej reakcii proti bakteriálnym infekciám, sú neutrofily. Pri tomto type zápalu je zvýšená hladina týchto buniek v krvi, čo je klinický stav známy ako neutrofília.

Pri bakteriálnom zápale tvoria úlomky mŕtvych baktérií, mŕtve neutrofily a tkanivo hnis.

8. Aký typ obranných buniek stimuluje infekcia červami k množeniu?

Hlavnými leukocytmi, ktoré sa množia a podieľajú sa na obrane proti infekciám červami, sú eozinofily. Pri tomto type zápalu je hladina týchto buniek v krvi zvýšená, čo je klinický stav známy ako eozinofília.

Eozinofily sú tiež zvýšené pri alergických stavoch.

9. Aký typ obranných buniek stimulujú vírusové infekcie k množeniu?

Hlavnými leukocytmi, ktoré sa množia a podieľajú sa na obrane proti vírusovým infekciám, sú lymfocyty. Pri tomto type zápalu je hladina týchto buniek v krvi zvýšená, čo je klinický stav známy ako lymfocytóza.

Prehľad imunitného systému – diverzita obrazu: lymfocyty

Imunitná odpoveď

10. Aký obranný mechanizmus začne fungovať, keď zápal nedokáže zastaviť infekciu?

Ak zápalový záchvat nestačí na zastavenie infekčného procesu, telo sa spolieha na špecifickú obranu, imunitnú odpoveď (humorálnu a bunkovú), ktorú vykonávajú lymfocyty.

11. Aký je rozdiel medzi humorálnou špecifickou imunitnou odpoveďou a bunkovou špecifickou imunitnou odpoveďou?

Humorálna špecifická imunitná odpoveď je obranný systém tvorený protilátkami, obrannými proteínmi vylučovanými lymfocytmi, ktoré napádajú cudzie látky s vysokým stupňom špecifickosti. Bunková špecifická imunitná odpoveď je obranný systém, v ktorom špecifické lymfocyty (bunky) priamo napádajú iné cudzie bunky a agens.

Definícia antigénu

12. Čo je to antigén?

Antigén je akákoľvek látka, častica alebo infekčné agens, ktoré sú v tele rozpoznané ako cudzie. Kontakt antigénu s telom spúšťa obrannú reakciu proti antigénu (nešpecifickú, špecifickú alebo oboje).

Humorálna imunitná odpoveď a protilátky

13. Ktoré bunky sú zodpovedné za tvorbu protilátok?

Bunky, ktoré produkujú protilátky, alebo skôr bunky humorálneho imunitného systému, sú B lymfocyty (B bunky).

14. Čo sú imunoglobulíny?

Imunoglobulín je alternatívny názov pre protilátku. Imunoglobulíny sú komplexné proteíny, ktoré obsahujú nemennú časť a variabilnú časť a ktoré sú tvorené štyrmi polypeptidovými reťazcami. Variabilná časť každého imunoglobulínu je zodpovedná za vysokú špecifickosť väzby antigén-protilátka.

15. Ako fungujú protilátky na neutralizáciu antigénov?

Protilátky alebo imunoglobulíny uľahčujú deštrukciu antigénov. Priťahujú fagocytujúce leukocyty, spúšťajú útok špecifických obranných molekúl (aktivácia komplementového systému) a priamo neutralizujú toxicitu niektorých antigénov.

Imunitná pamäť

16. Ako môže byť telo, ktoré predtým prišlo do kontaktu s antigénom, imunizované proti budúcim infekciám tým istým pôvodcom?

Tento jav sa nazýva imunitná pamäť. Keď sa antigén dostane do kontaktu s bunkami humorálneho imunitného systému prvýkrát, B lymfocyty, ktoré sú producentmi špecifických imunoglobulínov proti tomuto antigénu, sa rozmnožia a po niekoľkých dňoch syntetizujú svoje protilátky. Toto sa nazýva primárna odpoveď. Niektoré z týchto špecifických B lymfocytov zostávajú v obehu po dlhú dobu, niekedy počas celého života jedinca, a stávajú sa pamäťovými bunkami imunitného systému. Keď bude telo v budúcnosti vystavené rovnakému antigénu, tvorba protilátok bude rýchlejšia a intenzívnejšia, pretože imunitný systém je už pripravený reagovať proti tomuto antigénu. Toto sa nazýva sekundárna odpoveď.

17. Ako sa môže imunitná pamäť podieľať na účinnosti vakcín a alergických reakcií?

Vakcíny sú kontrolované inokulácie fragmentov infekčných agens alebo inaktívnych infekčných agensov na vyvolanie primárnej imunitnej odpovede, tvorby špecifických pamäťových B lymfocytov proti antigénu. Preto telo produkuje imunoglobulíny a je pripravené ničiť antigény, keď je vystavené novým infekciám týmito činidlami.

Pri alergiách je humorálny imunitný systém senzibilizovaný (tvorí protilátky a špecifické pamäťové B lymfocyty) proti bežným látkam prostredia, ktoré sú nesprávne rozpoznané ako antigény. Napríklad látky pochádzajúce z peľu, prachové častice, zlúčeniny prítomné v potravinách alebo liekoch atď. môžu byť rozpoznané ako antigény, čím sa spustí primárna odpoveď a vytvorí sa proti nim imunitná pamäť, ktorá sa potom stane príčinou alergie. Čím viac je jedinec týmto látkam vystavený, tým intenzívnejšia je imunitná reakcia.

IgE protilátky, ktoré spôsobujú alergiu, sa viažu na receptory leukocytov nazývané mastocyty, ktorých cytoplazma je plná histamínových granúl. Väzba protilátka-mastocyt spôsobuje, že tieto bunky uvoľňujú do obehu veľké množstvo histamínu, stimuluje zápal a vytvára alergické symptómy a prejavy. Z tohto dôvodu sa alergie liečia antihistaminikami, liekmi, ktoré blokujú histamínovú reakciu. Exacerbované alergické reakcie, ako je precitlivenosť na niektoré lieky, ako je penicilín a sulfáty, môžu spôsobiť anafylaktický šok, závažný klinický stav, ktorý niekedy končí smrťou.

Bunková imunitná odpoveď

18. Ako rozdielne sú účinky protilátok proti baktériám a vírusom? Prečo sa aktivuje bunková imunitná odpoveď v prípade chronickej vírusovej infekcie?

Protilátky humorálneho imunitného systému pôsobia proti extracelulárnym látkam, ako sú toxíny alebo baktérie, ale nie sú aktívne vo vnútrobunkovom priestore a nedokážu účinne bojovať proti vírusom.

V prípade vírusovej infekcie (a tiež rakovinových alebo prekanceróznych buniek) imunitný útok vykonáva bunkový imunitný systém, prostredníctvom ktorého T a NK (natural killers) lymfocyty ničia špecifické bunky a vírusy.

19. Ako prebieha bunková imunitná odpoveď?

Lymfocyty, ktoré sa podieľajú na bunkovej imunitnej odpovedi, sú T lymfocyty. T lymfocyty možno rozdeliť do troch hlavných typov: cytotoxické T lymfocyty (cytotoxické T lymfocyty), pomocné T lymfocyty (pomocné bunky) a supresorové T lymfocyty. Cytotoxické bunky sú efektormi systému, čo znamená, že priamo napádajú iné bunky, ktoré sú rozpoznané ako cudzie (napríklad bunky húb, bunky infikované vírusmi, neoplastické bunky, bunky štepu atď.). Pomocné bunky a supresorové T lymfocyty pôsobia ako regulátory systému uvoľňovaním látok, ktoré stimulujú a inhibujú imunitný účinok T a B lymfocytov. Po primárnej imunitnej odpovedi zostávajú v obehu aj pamäťové T lymfocyty, aby poskytli rýchlejšiu a účinnejšiu reakciu v prípade budúcich infekcií.

20. Aké sú bunky imunitného systému prezentujúce antigén?

Antigén prezentujúce bunky imunitného systému, tiež známe ako APC bunky, sú bunky, ktoré vykonávajú fagocytózu a trávenie cudzích (telu cudzorodých) mikroorganizmov a neskôr vystavujú antigény odvodené z týchto mikroorganizmov na vonkajšej strane ich plazmatickej membrány. . Tieto spracované antigény potom rozpoznávajú lymfocyty, ktoré aktivujú imunitnú odpoveď. Niekoľko typov buniek, ako sú makrofágy, môže pôsobiť ako bunky prezentujúce antigén.

Aktívna a pasívna imunizácia

21. Čo je pasívna a aktívna imunizácia? Aký je rozdiel medzi týmito typmi imunizácie z h adiska trvania ich ochrany? 

Aktívna imunizácia znamená, že keď antigén prenikne do tela, spustí sa primárna imunitná odpoveď a produkcia pamäťových lymfocytov a protilátok, ktoré potom zabezpečia rýchlejšiu a účinnejšiu imunitnú obranu počas budúcich infekcií rovnakým antigénom. Pasívna imunizácia je, keď sa imunoglobulíny proti antigénu vstreknú do tela, aby poskytli ochranu v prípade, že sa telo nakazí antigénom.

Aktívna imunizácia má tendenciu trvať dlhšie ako pasívna imunizácia, pretože pri aktívnom type zostávajú v obehu okrem protilátok aj špecifické pamäťové lymfocyty. Pri pasívnej imunizácii je trvanie ochrany rovnaké ako trvanie protilátok v obehu.

22. Prečo je materské mlieko dôležité pre imunitnú ochranu bábätka?

Okrem toho, že je materské mlieko nutrične dôležité, podieľa sa na obrane dieťaťa pred infekčnými agens. Krátko po pôrode matka produkuje tekutejšie mlieko nazývané kolostrum, ktoré je bohaté na imunoglobulíny (protilátky). Tieto protilátky nie sú absorbované cirkuláciou dieťaťa, ale skôr pokrývajú vnútorný povrch čriev dieťaťa, napádajú možné antigény a sťažujú množenie patogénnych baktérií v orgáne.

23. Ako sa vyrábajú protijedy? Prečo sú antijedy príkladom pasívnej imunizácie?

Protijedy sa získavajú nasledujúcim procesom: jed (antigén) sa vstrekuje do iných cicavcov, ako napríklad u koní, tieto zvieratá vytvárajú špecifické protilátky proti antigénu, krv zo zvierat sa odoberá a čistí, aby sa získali protilátky a tento materiál obsahujúci protilátky sa protijed. Keď je človek infikovaný antigénom, je mu podaný špecifický protijed a dochádza k pôsobeniu proti antigénu.

Protijedy možno podávať aj ako preventívne opatrenie a keďže v podstate pozostávajú zo špecifických imunoglobulínov proti nejakému antigénu, tento proces je príkladom pasívnej imunizácie.

24. Aký je rozdiel medzi homológnymi a heterológnymi imunoglobulínmi?

Homológne imunoglobulíny sú ľudské (z rovnakého druhu) imunoglobulíny. V prípade očkovania zvierat, ako napríklad pri veterinárnych postupoch, sa ošetrujú homológne imunoglobulíny z krvi zvierat rovnakého druhu, ako je liečené zviera. Heterológne imunoglobulíny sa získavajú zo zvierat rôznych druhov od zvierat, ktorým budú injekčne podané.

Homológne imunoglobulíny sú bezpečnejšie, pretože sa zbierajú od jedincov rovnakého druhu ako jedinca, ktorému budú injikované, a preto je riziko, že protilátky budú rozpoznané ako cudzie a spustia imunitnú odpoveď, nižšie. Heterologické imunoglobulíny sú náchylnejšie na zničenie protilátkami jednotlivca.

Ako fungujú vakcíny

25. Čo je prirodzená aktívna imunizácia a umelá aktívna imunizácia?

Prirodzená aktívna imunizácia je, keď predchádzajúca prirodzená infekcia indukuje primárnu imunitnú odpoveď, vytvárajú sa špecifické pamäťové bunky a jedinec sa stáva imúnnym voči novým infekciám spôsobeným antigénom. To sa deje pri chorobách, ktoré postihnú ľudí len raz za život, ako sú mumps a ovčie kiahne.

O umelú aktívnu imunizáciu ide vtedy, keď je primárna imunitná odpoveď spôsobená inokuláciou špeciálne pripravených antigénov jedincovi. To je prípad vakcín.

26. Prečo sú vakcíny vyrobené z pôvodcu ochorenia alebo jeho fragmentov?

Cieľom vakcín je umelo vyvolať špecifickú primárnu imunitnú odpoveď (a výslednú tvorbu protilátok a pamäťových buniek) pre danú infekciu alebo ochorenie, aby sa v budúcnosti jedinec imunizoval proti infekciám patogénom.

Keďže každá protilátka nepôsobí proti rôznym antigénom, ale pôsobí iba proti svojmu špecifickému antigénu, je nevyhnutné, aby sa imunitný systém dostal do kontaktu s antigénom, proti ktorému je imunizácia určená. Rozpoznanie špecifických molekulárnych častí každého antigénu spôsobí, že imunitný systém produkuje špecifickú variabilnú časť imunoglobulínov na napadnutie tohto antigénu. Preto na vyvolanie aktívnej imunizácie je potrebné naočkovať telo malými časťami infekčného agens alebo celým agensom (mŕtvym alebo inaktivovaným).

27. Aké typy antigénnych látok môžu tvoriť vakcíny?

Vakcíny môžu byť zložené z mŕtvych agensov choroby, inaktivovaných agensov choroby, inaktivovaných toxínov alebo fragmentov infekčného agens.

Príklady niektorých vakcín a ich typ antigénnych činidiel sú: BCG, inaktivované tuberkulózne bacily, vakcína proti tetanu, inaktivovaný toxín proti záškrtu, inaktivovaný toxín proti detskej obrne Salkova vakcína, vakcína proti mŕtvej obrne proti detskej obrne Sabinova vakcína, oslabený (inaktivovaný) poliovírus.

28. Prečo ešte neexistuje dlhotrvajúca vakcína proti bežnej nádche?

Vírusy, ktoré majú vysokú mieru mutácií, ako napríklad vírus spôsobujúci prechladnutie, ľahko obchádzajú pôsobenie vakcín proti nim. Po primárnej imunitnej odpovedi (prirodzenej alebo umelo vyvolanej) proti vírusu sa počas ďalšej sezóny infekcie objavia nové kmene rezistentné voči mutantom a ochrana získaná imunitnou odpoveďou z poslednej sezóny sa stratí. (Dá sa povedať, že tento vysoký počet mutácií je formou „imunizácie“, ktorú tieto vírusy objavili.)

29. Prečo sa vakcíny používajú pri prevencii, ale nie pri liečbe infekcií? Prečo sa séra proti jedu môžu používať v prevencii a liečbe?

Vakcíny sa pri liečbe infekcií nepoužívajú, pretože závisia od primárnej imunitnej odpovede, ktorá trvá približne týždeň a nie je taká intenzívna a účinná. Na druhej strane séra proti jedu sa naočkujú do obehu a používajú sa ako okamžitá liečba, pretože sú vyrobené z veľkého množstva imunoglobulínu (protilátok), ktoré sú účinné proti príslušnému špecifickému jedu.

30. Čo je DNA vakcína?

DNA vakcína alebo DNA vakcinácia je vakcinačná technológia založená na genetickom inžinierstve. Pri DNA vakcinácii sa do buniek jedinca, ktorý má byť imunizovaný, vloží rekombinantný plazmid (vektor) obsahujúci gén špecifického antigénu, ktorý je súčasťou daného patogénneho agens. Tieto bunky potom začnú produkovať antigén, ktorý spúšťa primárnu imunitnú odpoveď a teoreticky sa jedinec stane imunizovaným proti tomuto antigénu.

Autoimunita

31. Ako sa nazývajú stavy, pri ktorých je imunitný systém jedinca pôvodcom chorôb? Aké sú niektoré príklady týchto podmienok?

Ochorenia spôsobené pôsobením vlastného imunitného systému jednotlivca sa nazývajú autoimunitné ochorenia.

Autoimunitné ochorenia sa objavujú, keď imunitný systém produkuje protilátky alebo obranné bunky, ktoré napádajú bunky, tkanivá a orgány vlastného tela. Napadnuté bunky alebo tkanivá imunitný systém nesprávne rozpozná ako antigény. Reumatoidná artritída, lupus, sklerodermia, vitiligo, pemfigus, diabetes mellitus I. typu, Crohnova choroba (chronický zápal čreva), myasthenia gravis, Gravesova choroba, Hashimotova choroba atď., to všetko sú príklady autoimunitných chorôb.

Teraz, keď ste dokončili štúdium imunitného systému, máte tieto možnosti:


Umelé vektory

Ďalším konvenčným prístupom pri navrhovaní vakcín je umelé vytvorenie nosiča alebo „vektora“, ktorý dokáže dodať špecifické časti vírusu adaptívnemu imunitnému systému, ktorý sa potom naučí zacieliť na tieto časti a poskytne ochranu.

Táto imunita sa dosiahne vystavením vášho tela molekule, ktorá podnieti systém k tvorbe protilátok, antigénu, ktorý sa stane cieľom imunitnej odpovede. Vakcíny proti SARS-CoV-2 sú zamerané na špikový proteín na povrchu častíc koronavírusu – proteíny, ktoré umožňujú vírusu napadnúť bunku.

3. Rekombinantné vírusy

Rekombinantný vírus je vektor, ktorý kombinuje cieľový antigén z jedného vírusu s „chrbticou“ iného – nepríbuzného – vírusu. V prípade SARS-CoV-2 je najbežnejšou stratégiou umiestnenie koronavírusových spike proteínov na kostru adenovírusu.

Rekombinantné vírusy sú dvojsečná zbraň: správajú sa ako živé oslabené vírusy, takže rekombinantná vakcína prichádza s potenciálnymi výhodami vyvolania silnej reakcie imunitného systému, ale aj potenciálnymi nákladmi spôsobenými umelou infekciou, ktorá môže viesť k závažným symptómom. .

Rekombinantná vakcína nemusí vyvolať adekvátnu imunitnú odpoveď u ľudí, ktorí boli predtým vystavení adenovírusom, ktoré infikujú ľudí (niektoré spôsobujú bežnú nádchu), čo zahŕňa jedného kandidáta vyvinutého spoločnosťou CanSino Biologics v Číne a „Sputnik V“ z ruského Gamaleya National Research. Centrum – obe sú vo fáze III klinických skúšok a majú licenciu na použitie v armáde.

Aby sa maximalizovala šanca na vyvolanie imunitných reakcií, niektoré vakcíny sú postavené na vírusoch z iných druhov, takže ľudia nebudú mať žiadnu už existujúcu imunitu. Najznámejším kandidátom je „AZD1222“, lepšie známy ako „ChAdOx1 nCoV-19“ alebo jednoducho „oxfordská vakcína“, pretože bola navrhnutá vedcami z Oxfordskej univerzity a bude vyrobená spoločnosťou AstraZeneca. AZD1222 je založený na šimpanzom adenovíruse a zdá sa, že je 70% účinný pri prevencii Covid-19.

Niektoré rekombinantné vírusy sa môžu replikovať v bunkách, iné nie – známe ako „replikačne kompetentné“ alebo „replikačne nekompetentné“. Jeden kandidát na vakcínu, ktorý obsahuje replikujúci sa vírus, vyvinutý farmaceutickým gigantom Merck, je založený na víruse vezikulárnej stomatitídy (VSV), ktorý infikuje morčatá a iné domáce zvieratá.

4. Vírusom podobné častice

Častica podobná vírusu alebo VLP je štruktúra zostavená z vírusových proteínov. Podobá sa vírusu, ale neobsahuje genetický materiál, ktorý by umožnil replikáciu VLP. V prípade SARS-CoV-2 VLP samozrejme obsahuje spike proteín.

Jedna vakcína s časticami podobnými koronavírusu (Co-VLP) od spoločnosti Medicago prešla skúškami fázy I, aby sa otestovala jej bezpečnosť, a vstúpila do fázy II, aby sa otestovala jej účinnosť.

Aj keď sa v súčasnosti vyvíja málo VLP pre Covid-19, táto technológia je dobre zavedená a používa sa na výrobu komerčných vakcín proti ľudskému papilomavírusu (HPV) a hepatitíde B.


9-2. Ozbrojené pomocné T bunky aktivujú B bunky, ktoré rozpoznávajú rovnaký antigén

Protilátkové reakcie závislé od T-buniek vyžadujú aktiváciu B-buniek pomocnými T-bunkami, ktoré reagujú na rovnaký antigén, čo sa nazýva spojené rozpoznávanie. To znamená, že predtým, ako môžu byť B bunky indukované, aby vytvorili protilátku proti infikujúcemu patogénu, CD4 T bunka špecifická pre peptidy z tohto patogénu musí byť najprv aktivovaná, aby produkovala príslušné ozbrojené pomocné T bunky. K tomu pravdepodobne dochádza interakciou s dendritickou bunkou prezentujúcou antigén (pozri časť 8-1). Hoci epitop rozpoznávaný ozbrojenou pomocnou T bunkou musí byť spojený s epitopom rozpoznávaným B bunkou, tieto dve bunky nemusia rozpoznávať identické epitopy. V kapitole 5 sme skutočne videli, že T bunky dokážu rozpoznať vnútorné peptidy, ktoré sú celkom odlišné od povrchových epitopov na rovnakom proteíne, ktorý rozpoznávajú B bunky. V prípade zložitejších prírodných antigénov, ako sú vírusy, T bunka a B bunka nemusia ani rozpoznať ten istý proteín. Je však kľúčové, aby peptid rozpoznávaný T bunkou bol fyzikálnou súčasťou antigénu rozpoznávaného B bunkou, ktorá tak môže produkovať vhodný peptid po internalizácii antigénu naviazaného na jej B bunkové receptory.

Napríklad rozpoznaním epitopu na vírusovom proteínovom obale môže B bunka internalizovať kompletnú vírusovú časticu. Po internalizácii je vírusová častica degradovaná a peptidy z vnútorných vírusových proteínov, ako aj obalové proteíny môžu byť zobrazené molekulami MHC triedy II na povrchu B-buniek. Pomocné T bunky, ktoré boli aktivované skôr pri infekcii makrofágmi alebo dendritickými bunkami prezentujúcimi tieto vnútorné peptidy, môžu potom aktivovať B bunku na tvorbu protilátok, ktoré rozpoznávajú obalový proteín (obr. 9.3).

Obrázok 9.3

B bunky a pomocné T bunky musia rozpoznávať epitopy rovnakého molekulárneho komplexu, aby mohli interagovať. Epitop na vírusovom obalovom proteíne je rozpoznávaný povrchovým imunoglobulínom na B bunke a vírus je internalizovaný a degradovaný. Odvodené peptidy (viac.)

Špecifická aktivácia B bunky T bunkou senzibilizovanou na rovnaký antigén alebo patogén závisí od schopnosti antigén-špecifickej B bunky koncentrovať vhodný peptid na svojich povrchových molekulách MHC triedy II. B bunky, ktoré viažu konkrétny antigén, sú až 10 000-krát účinnejšie pri zobrazovaní peptidových fragmentov tohto antigénu na svojich molekulách MHC triedy II ako B bunky, ktoré antigén neviažu. Ozbrojené pomocné T bunky tak pomôžu len tým B bunkám, ktorých receptory viažu antigén obsahujúci peptid, ktorý rozpoznávajú.

Požiadavka na spojené rozpoznávanie má dôležité dôsledky pre reguláciu a manipuláciu s humorálnou imunitnou odpoveďou. Jedným z nich je, že prepojené rozpoznávanie pomáha zabezpečiť sebatoleranciu, ako bude popísané v kapitole 13. Dôležitou aplikáciou spojeného rozpoznávania je návrh vakcín, ako sú vakcíny používané na imunizáciu dojčiat proti Haemophilus influenzae typu B. Tento bakteriálny patogén môže infikovať výstelku mozgu nazývanú meningy, čo spôsobuje meningitídu a v závažných prípadoch neurologické poškodenie alebo smrť. Ochranná imunita voči tomuto patogénu je sprostredkovaná protilátkami proti jeho kapsulárnemu polysacharidu. Although adults make very effective thymus-independent responses to these polysaccharide antigens, such responses are weak in the immature immune system of the infant. To make an effective vaccine for use in infants, therefore, the polysaccharide is linked chemically to tetanus toxoid, a foreign protein against which infants are routinely and successfully vaccinated (see Chapter 14). B cells that bind the polysaccharide component of the vaccine can be activated by helper T cells specific for peptides of the linked toxoid (Fig. 9.4).

Obrázok 9.4

Protein antigens attached to polysaccharide antigens allow T cells to help polysaccharide-specific B cells. Haemophilus influenzae type B vaccine is a conjugate of bacterial polysaccharide and the tetanus toxoid protein. The B cell recognizes and binds (more. )

Linked recognition was originally discovered through studies of the production of antibodies to haptens (see Appendix I, Section A-1). Haptens are small chemical groups that cannot elicit antibody responses on their own because they cannot cross-link B-cell receptors and they cannot recruit T-cell help. When coupled at high density to a carrier protein, however, they become immunogenic, because the protein will carry multiple hapten groups that can now cross-link B-cell receptors. In addition, T-cell dependent responses are possible because T cells can be primed to peptides derived from the protein. Coupling of a hapten to a protein is responsible for the allergic responses shown by many people to the antibiotic penicillin, which reacts with host proteins to form a coupled hapten that can stimulate an antibody response, as we will learn in Chapter 12.


Glycan-specific TH cell responses by DC-SIGN

DC-SIGN (DC-specific ICAM3-grabbing non-integrin also known as CD209) is expressed by subepithelial DC subsets, including CD1c + DCs and inflammatory DCs, as well as certain macrophage subsets, and is the most extensively studied CLR 17 (Table 1). Although activation of DC-SIGN by carbohydrates does not induce cytokine expression, it modulates signalling pathways that are induced by other PRRs. Many intracellular pathogens, such as mycobacteria, viruses and fungi, bind DC-SIGN via mannose-containing structures, and DC-SIGN also recognizes extracellular pathogens, such as parasites and Helicobacter pylori, via fucose-containing pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) 17 . In addition to triggering DC-SIGN, these pathogens simultaneously trigger other PRRs, including TLRs and/or cytosolic receptors, and it is the cooperation between these signalling pathways that promotes protective TH1 a TH17 cell responses to intracellular pathogens or TH2 and TFH cell responses to extracellular pathogens (Fig. 3).

In immature dendritic cells (DCs), the cytoplasmic tail of DC-SIGN (DC-specific ICAM3-grabbing non-integrin) is bound by the adaptor protein LSP1 and the so-called RAF1 signalosome, consisting of CNK1, KSR1 and RAF1 (Ref. 54). a | Following recognition of mannose- containing pathogens (such as Candida albicans or mycobacteria) by DC-SIGN, various proteins are recruited to the signalosome that regulate the activation of RAF1. GTPase leukaemia-associated RHO guanine nucleotide exchange factor (LARG) activates the GTPases RAS and RHOA 37,54,111 . Binding of GTP–RAS to RAF1 initiates RAF1 activation by releasing intramolecular autoinhibition. Next, GTP–RHOA activates PAK1, which phosphorylates (P) RAF1 at Ser338. RAF1 is fully activated by Tyr340/341 phosphorylation through an unidentified SRC kinase 54 . The pathway downstream of RAF1 has yet to be fully delineated (indicated by a dashed arrow), but results in the phosphorylation at Ser276 and acetylation (a) of nuclear factor-κB (NF-κB) subunit p65 (Ref. 37). p65–p50 complexes are activated by simultaneous ligation of Toll-like receptors (TLRs). Acetylated p65 has an enhanced transcription rate and is more stable, which increases the expression of its target genes, promoting T helper 1 (TH1) and TH17 cell differentiation. b | Following recognition of fucose-containing pathogens, such as parasites and Helicobacter pylori, the RAF1 signalosome is displaced. LSP1 remains bound to DC-SIGN and becomes phosphorylated on Ser252 by MK2, which is activated by a simultaneously triggered pattern-recognition receptor (PRR). Phosphorylated LSP1 enables the assembly of a fucose-specific signalosome, consisting of IκB kinase subunit-ɛ (IKKɛ) and the de-ubiquitinase CYLD. CYLD continuously de-ubiquitylates B cell lymphoma 3 (BCL-3), preventing its nuclear accumulation. IKKɛ activation via fucose signalling leads to phosphorylation and deactivation of CYLD, which allows nuclear translocation of ubiquitylated BCL-3. Nuclear BCL-3 can positively and negatively regulate NF-κB complexes, and overall this pathway results in the modulation of TLR-induced cytokine and chemokine expression profiles to promote TH2 cell responses 57 . IKKɛ also phosphorylates the transcription factor signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) on Ser708 and Ser727 (Ref. 11). Following the induction of type I interferon receptor (IFNAR) signalling by TLR-induced interferon-β (IFNβ), JAK1-mediated phosphorylation of STAT1 at Tyr701 leads to STAT1–STAT2 dimerization, the formation of the IFN-stimulated gene factor 3 (ISGF3) complex with IFN-regulatory factor 9 (IRF9) and its translocation into the nucleus. This complex enhances the expression of interleukin-27 p28 subunit (IL-27p28), which is crucial for IL-27-mediated T follicular helper cell (TFH cell) differentiation 11 . CCL, CC-chemokine ligand LPS, lipopolysaccharide.

DC-SIGN–mannose interactions direct TH1 a TH17 cell responses. DC-SIGN recognizes a diverse array of mannose PAMPs: Mycobacterium tuberculosis a Mycobacterium leprae express mannose-capped lipoarabinomannan (ManLAM) structures many different viruses, including HIV-1, Ebola virus and hepatitis C virus, have envelope glycoproteins that contain high-mannose structures and the cell wall of many different fungi contains the polycarbohydrate mannan 17 (Table 1). These PAMPs also trigger PRRs such as TLR2, TLR4 and dectin 1, thereby activating p65–p50 transcriptional complexes and, consequently, a cytokine expression programme that results in the transcription of pro-inflammatory cytokines such as IL-12p35, IL-12p40 and IL-6 (Refs 30,37,54). DC-SIGN constitutively binds to RAF1 as part of the so-called RAF1 signalosome. Simultaneous activation of DC-SIGN and other PRRs results in the activation of RAF1 (Refs 30,54,55) and the subsequent phosphorylation and acetylation of NF-κB subunit p65 at Ser276 (Ref. 37) this enhances TLR-induced transcription of IL12A, IL12B a IL6 (Ref. 37), and the resultant increased production of active IL-12p70 promotes TH1 cell responses 54 (Fig. 3a). Hoci IL1B is not directly induced by p65, the phosphorylation of p65 at Ser276 by RAF1 (triggered by DC-SIGN and also by dectin 1 in response to C. albicans) sequesters RELB into inactive RELB–p65 dimers, thus preventing RELB–p52-mediated inhibition of IL1B transcription 30 . This is important in fungal infections for which the activation of RAF1 by both dectin 1 and DC-SIGN promotes both TH1 a TH17 cell responses through the upregulation of IL-6, IL-1β and IL-23 (Refs 30,54) (Fig. 3a). Little is known about the signalling by mouse homologues of DC-SIGN, but it has been shown that in mice infected with M. tuberculosis, triggering of the DC-SIGN homologue SIGNR3 (also known as CD209D) similarly activates RAF1, and SIGNR3 signalling cooperates with TLR2 signalling to induce pro-inflammatory cytokine expression and protective immunity 56 . Thus, mannose signalling by DC-SIGN activates a pro-inflammatory cytokine programme via RAF1 activation.

DC-SIGN–fucose interactions direct TH2 and TFH cell responses. In contrast with mannose PAMPs, the recognition of fucose PAMPs by DC-SIGN elicits adaptive TH2 and TFH cell responses, resulting in humoral immunity 11,57 . These differences in adaptive immune programming probably reflect differences in mannose and fucose binding to the carbohydrate recognition domain of DC-SIGN 58 . Fucose binding induces conformational changes that lead to the displacement of the RAF1 signalosome from DC-SIGN, enabling the assembly of a different signalling complex termed the fucose signalosome 57 (Fig. 3b). DC-SIGN recognizes a wide range of fucose PAMPs, including Lewis X antigen (Le x ) from Schistosoma mansoni, fucosylated N,N′-diacetyllactosamine (LDNF) antigens from Fasciola hepatica and Le y from H. pylori 17,57 . H. pylori can switch on and off the expression of Lewis antigens on lipopolysaccharide (LPS), and it therefore expresses LPS with or without Le y interestingly, Le y+ LPS, in contrast with Le y− LPS, induces TH2 cell responses via DC-SIGN signalling 59 (Table 1).

Assembly of the fucose signalosome, which consists of the serine/threonine kinase IκB kinase subunit-ɛ (IKKɛ) and the de-ubiquitinase CYLD, leads to the activation and nuclear translocation of the atypical NF-κB family member, BCL-3 (Ref. 57) (Fig. 3b). BCL-3 is unable to modulate transcription by itself however it forms a complex with p50–p50 dimers, which have a high affinity for DNA, and replaces TLR- or RIG-I-like receptor (RLR)-induced p65–p50 transcriptional complexes from promoter regions 60 . The effects of BCL-3–p50–p50 complexes on transcription depend on the context of the entire promoter 61,62 . Binding of BCL-3–p50–p50 to either the IL12A alebo IL12B promoter represses transcription and thus represses IL-12p70 expression, which skews TH cell responses away from a TH1 and towards a TH2 cell profile 57 . TH2 cell responses are further enhanced by the BCL-3–p50–p50-mediated expression of two TH2 cell-attracting chemokines, CC-chemokine ligand 17 (CCL17) and CCL22 (Ref. 57). Indeed, specific fucose PAMPs from S. mansoni, F. hepatica a H. pylori have been shown to induce TH2 cell responses in a BCL-3-dependent manner 57 . S. mansoni-derived PAMPs also induce OX40L expression (a marker for DCs primed for TH2 cell differentiation), possibly via DC-SIGN 63 .

Fucose-specific DC-SIGN signalling also leads to the expression of IL-27 (Ref. 11), which promotes TFH cell differentiation (Fig. 3b). Notably, the expression of this cytokine is independent of BCL-3 activation, but depends on crosstalk with IFNAR signalling triggered by IFNβ induced via other PRRs 11 . Furthermore, IKKɛ in the fucose signalosome cooperates with IFNAR signalling to induce formation of the IFN-stimulated gene factor 3 (ISGF3) transcriptional complex 11 , which positively regulates the expression of IL-27. Simultaneous induction of both TH2 and TFH cell responses by parasitic fucose-containing PAMPs via DC-SIGN leads to robust protective long-term humoral immunity. When TH cells were induced to differentiate in vitro by human DCs primed with fucose PAMPs, these TH cells provided cognate help to B cells and induced class switching, the production of IgG and prolonged survival 11 .

Moreover, fucose-specific signalling might also be important in immune tolerance, as DC-SIGN + macrophages 64 strongly upregulate IL-10 expression in response to fucose ligands, resulting in the induction of regulatory T cells (Table 1). The induction of immunity or tolerance in response to fucose-specific PAMPs might be dependent on the DC or macrophage subset, or on the co-ligation of different PRRs.


3.2.3 Transport across cell membranes

Príležitosti na rozvoj zručností

The basic structure of all cell membranes, including cell-surface membranes and the membranes around the cell organelles of eukaryotes, is the same.

The arrangement and any movement of phospholipids, proteins, glycoproteins and glycolipids in the fluid-mosaic model of membrane structure. Cholesterol may also be present in cell membranes where it restricts the movement of other molecules making up the membrane.

Movement across membranes occurs by:

  • simple diffusion (involving limitations imposed by the nature of the phospholipid bilayer)
  • facilitated diffusion (involving the roles of carrier proteins and channel proteins)
  • osmosis (explained in terms of water potential)
  • active transport (involving the role of carrier proteins and the importance of the hydrolysis of ATP)
  • co-transport (illustrated by the absorption of sodium ions and glucose by cells lining the mammalian ileum).

Cells may be adapted for rapid transport across their internal or external membranes by an increase in surface area of, or by an increase in the number of protein channels and carrier molecules in, their membranes.

Students should be able to:

  • explain the adaptations of specialised cells in relation to the rate of transport across their internal and external membranes
  • explain how surface area, number of channel or carrier proteins and differences in gradients of concentration or water potential affect the rate of movement across cell membranes.

Required practical 3: Production of a dilution series of a solute to produce a calibration curve with which to identify the water potential of plant tissue.

Required practical 4: Investigation into the effect of a named variable on the permeability of cell-surface membranes.

Students could plot the data from their investigations in an appropriate format.

Students could determine the water potential of plant tissues using the intercept of a graph of, eg, water potential of solution against gain/loss of mass.


What's the difference between mRNA vaccines and conventional ones?

Fox News Flash top headlines for November 23

Fox News Flash top headlines are here. Check out what's clicking on Foxnews.com.

New gene-based technology has proven effective in the development of two promising coronavirus vaccine candidates.

Both pharmaceutical giant Pfizer and biotechnology company Moderna have used messenger RNA (mRNA) when creating their respective vaccine candidates, both of which have proven over 90% effective in late-stage clinical trials. (Pfizer, which was the first to announce the results of its vaccine, recently applied for emergency approval for its vaccine from the U.S. Food and Drug Administration.)

New gene-based technology has proven effective in the development of two promising coronavirus vaccine candidates. (iStock)

The mRNA technology is “21st-century science,” one expert recently said. The vaccines are the fastest to ever be developed, and, if they are able to end the pandemic, could bring about a new era of vaccine development the technology could be used to better existing vaccines and create new ones for a range of diseases.

"I think the use of mRNA shows promise. It continues to be studied in the field of cancer treatments. The key will be how does this new technology compare in terms of safety and efficacy compared to older technologies," said Dr. John Whyte, the chief medical officer of the health care website WebMD, in an email to Fox News.

"For instance, AstraZeneca is using a traditional vaccine development approach using an adenovirus that has been modified. Although news reports state less effectiveness than Pfizer and Moderna, we will have to see how long immunity lasts for both types of vaccine. Also, if the logistics are too hard — very low temperatures — that might prevent further use of mRNA," he continued. (Indeed: there are concerns that Pfizer's vaccine candidate's low-temperature storage requirement could be a logistical snag, as the vaccine must be stored at temperatures of minus 70 degrees Celsius or below. Breaking the cold chain could render the vaccine useless.)

However, "it does appear promising and if the mRNA vaccine for COVID lives up to its hype, it will revolutionize the way we develop vaccines," added Whyte.

But how does mRNA technology — mRNA is a subtype of RNA — differ from a conventional vaccine?

Unlike conventional vaccines, which are produced by growing weakened forms of a virus in chicken eggs or certain mammalian cells in a lab, RNA vaccines only require the pathogen’s genetic code.

RNA vaccines also have the advantage of speed. It takes roughly a week to develop an experimental batch of an RNA vaccine, while a conventional vaccine can take months, as this process requires “collecting the viruses, adapting them to grow in the lab” before shopping them worldwide, according to Pfizer.

And time is of the essence when it comes to COVID-19, which has already claimed more than 250,000 American lives to date with more than 276,000 fatalities expected by December.

There are also biosafety benefits of RNA vaccines, according to the company, which notes that “no virus is needed to make a batch of an RNA vaccine.” Rather, only a small amount of virus is needed for gene sequencing and vaccine testing, where conventional vaccines require scientists to grow “large quantities of virus” to produce each batch of vaccine.

Perhaps most importantly, RNA vaccines arguably create a stronger immune response to certain viruses and diseases than those of the traditional sort.

As Pfizer notes, RNA is “injected into the body and enters cells, where it provides instructions to produce antigens,” or a piece of the virus. The cell then “presents the antigens to the immune system, prompting T-cell and antibody responses that can fight the disease.”

In conventional vaccines, an antigen is injected into the body. The immune system then produces antibodies to this antigen, so if the body ever comes across this specific pathogen in the future, it’s already armed with tools to fight it off.

Lastly, researchers are hopeful that RNA vaccines will be able to be “scaled and standardized” unlike conventional vaccines, which require a “bespoke production process, including complex purification and testing,” says Pfizer.

While both Pfizer and Moderna have used mRNA technology, the Oxford-AstraZeneca vaccine, another top coronavirus vaccine candidate, does not use mRNA technology. It instead involves an inactivated common cold virus isolated from chimpanzees, altered with genes to express the spike protein of the SARS-CoV-2 virus.

Fox News' Alexandria Hein and Kayla Rivas contributed to this report.


T-cell activation

T cells are generated in the Thymus and are programmed to be specific for one particular foreign particle (antigen). Once they leave the thymus, they circulate throughout the body until they recognise their antigen on the surface of antigen presenting cells (APCs). The T cell receptor (TCR) na obidvoch CD4 + helper T cells a CD8 + cytotoxic T cells binds to the antigen as it is held in a structure called the MHC complex, on the surface of the APC. This triggers initial activation of the T cells. The CD4 and CD8 molecules then bind to the MHC molecule too, stabilising the whole structure. This initial binding between a T cell specific for one antigen and the antigen-MHC it matches sets the whole response in motion. This normally takes place in the secondary lymphoid organs.

(Credited: Shutterstock - Juan Gaertner)
Postava 1. Interaction between T cell and dendritic cell

Okrem tohoto TCR binding to antigen-loaded MHC, both helper T cells a cytotoxic T cells require a number of secondary signals to become activated and respond to the threat. In the case of helper T cells, the first of these is provided by CD28. This molecule on the T cell binds to one of two molecules on the APC – B7.1 (CD80) alebo B7.2 (CD86) – and initiates T-cell proliferation.

This process leads to the production of many millions of T cells that recognise the antigen. In order to control the response, stimulation of CD28 by B7 induces the production of CTLA-4 (CD152). This molecule competes with CD28 for B7 and so reduces activation signals to the T cell and winds down the immune response. Cytotoxic T cells are less reliant on CD28 for activation but do require signals from other co-stimulatory molecules such as CD70 and 4-1BB (CD137).

T cells must recognise foreign antigen strongly and specifically to mount an effective immune response and those that do are given survival signals by several molecules, including ICOS, 4-1BB a OX40. These molecules are found on the T-cell surface and are stimulated by their respective ligands which are typically found on APCs. Unlike CD28 and the TCR, ICOS, OX40 and 4-1BB are not constitutively expressed on T cells. Likewise, their respective ligands are only expressed on APCs following pathogen recognition. This is important because it ensures T cells are only activated by APCs which have encountered a pathogen and responded. Interaction of the TCR with peptide-MHC in the absence of co-stimulation switches the T cells off, so they do not respond inappropriately.

Obrázok 2 Schematic of early T cell activation. The T cell encounters a dendritic cell (DC) bearing its cognate peptide in an MHC molecule, and binds the peptide-MHC though CD3 and CD4 or 8. Subsequently, co-stimulation occurs through DC-bound CD86, CD80, OX40L and 4-1BBL. This induces full activation and effector function in the T cell.

Signal Three

Once the T cell has received a specific antigen signal and a general signal two, it receives more instructions in the form of cytokines. These determine which type of responder the cell will become – in the case of helper T cells, it will push them into Th1 type (cells exposed to the cytokine IL-12), Št2 (IL-4), or IL-17 (IL-6, IL-23). Each one of these cells performs a specific task in the tissue and in developing further immune responses.

The resulting cell population moves out to the site of the infection or inflammation in order to deal with the pathogen. Other cells present at the tissue site of inflammation– such as neutrophils, mast cells, and epithelial cells – can also release cytokines, chemokines, short peptides and other molecules which induce further activation and proliferation of the T cells.


Adaptive Immunity and the Immunoglobulin Superfamily

Adaptive immunity is stimulated by exposure to infectious agents and recruits elements of the immunoglobulin superfamily.

Učebné ciele

Describe the role of immunoglobulins in the adaptive immune response, specifically in humoral immunity

Kľúčové informácie

Kľúčové body

  • The concept of adaptive immunity suggests de novo generation in each individual of extremely large repertoires of diversified receptors and selective expansion of receptors that match the antigen /pathogen.
  • Adaptive immune receptors of T and B lymphoid cells belong to the immunoglobulin superfamily and are created by rearrangement of gene segments.
  • Immunoglobulins are glycoproteins in the immunoglobulin superfamily that function as antibodies.

Kľúčové pojmy

  • cytokine: Any of various small regulatory proteins that regulate the cells of the immune system.

Precision of Immunoglobulin

Adaptive immunity is stimulated by exposure to infectious agents and increases in magnitude and defensive capabilities with each successive exposure to a particular microbe. The defining characteristics of adaptive immunity are specificity for distinct molecules and an ability to “remember” and respond more vigorously to repeated exposures to the same microbe.

The components of adaptive immunity are lymphocytes and their products. There are two types of adaptive immune responses: humoral immunity a cell-mediated immunity. These are driven by different elements of the immune system and function to eliminate different types of microbes. Protective immunity against a microbe may be induced by the host ‘s response to the microbe or by the transfer of antibodies or lymphocytes specific for the microbe. Antibodies or Immunoglobulins bind antigens in the recognition phase and the effector phase of humoral immunity.

The Immunoglobulin Superfamily

Immunoglobulins are produced in a membrane -bound form by B lymphocytes. These membrane molecules function as B cell receptors for antigens. The interaction of antigens with membrane antibodies on naive B cells initiates B cell activation. These activated B cells produce a soluble form of immunoglobulin that triggers effector mechanisms to eliminate antigens.

B cell activation: When a B cell encounters its triggering antigen, it gives rise to many large cells known as plasma cells. Every plasma cell is essentially a factory for producing an antibody. Each of the plasma cells manufactures millions of identical antibody molecules and pours them into the bloodstream.

These antibodies are part of a larger family called the immunoglobulin superfamily. The immunoglobulin superfamily (IgSF) is a large group of cell surface and soluble proteins that are involved in the recognition, binding, or adhesion processes of cells. Molecules are categorized as members of this superfamily based on structural features shared with immunoglobulins, which are also known as antibodies. They all possess a domain known as an immunoglobulin domain alebo zložiť. Members of the IgSF include cell surface antigen receptors, co-receptors, and co-stimulatory molecules of the immune system, molecules involved in antigen presentation to lymphocytes, cell adhesion molecules, certain cytokine receptors, and intracellular muscle proteins. They are commonly associated with roles in the immune system.


Pozri si video: Активная, реактивная и полная мощность. Что это такое, на примере наглядной аналогии. (November 2022).