Генетика иммунитета Медицинская генетика. Генетика иммунитета. - презентация

1 Генетика иммунитета Медицинская генетика. Генетика иммунитета

2 П/п Оценочное средствоСТОИМОСТЬ (Балл) ИТОГО 1 Посещение лекций х 1 = 12 б 2 Посещение семинаров х 1 = 12 б 3 Ответы на контрольные вопросы х 2 = 28 б 4 Доклад/ реферат х 1 = 15 б 5Тесты х 2 = 40 б ИТОГО 107 баллов Бонусы (реплики, решение проблемных заданий) баллов – ОТЛИЧНО баллов – ХОРОШО баллов – УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО менее 51 баллов – НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА (экзамен)

3 ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ Лекция 1

4 Рекомендуемая литература 1.Хаитов, Р.М. Иммунология / Р.М. Хаитов. - М.: ГЭОТАР-Медиа, с. 2.Литвин, С. Иммуногенетика человека: Основные принципы и клиническое значение. В 2 т. Т.1. / Литвин С., Спаркс Р., Уинн Г. - М. : Мир, с. 3.Литвин, С. Иммуногенетика человека: Основные принципы и клиническое значение. В 2 т. Т.2. / Литвин С., Спаркс Р., Уинн Г. - М. : Мир, с. 4.Лекции-презентации по дисциплине «Медицинская генетика. Генетика иммунитета» и рекомендации для подготовки к занятиям. Сайт кафедры генетики (genetics.kemsu.ru) Раздел учебно-методические материалы 5. Аудио лекция (части 1 - 3):

5 термин «Иммуногенетика» предложили в 1936 г. Малькольм Роберт Ирвин (M. R. Irwin ) и Л. Дж. Коул (L.J. Cole) IRWIN, M.R. and COLE, L.J. (1936) Immunogenetic studies of species and of species hybrids in doves, and the separation of species- specific substances in the backcross. J. Exp. Zool. 73: термин «Иммуногенетика» предложили в 1936 г. Малькольм Роберт Ирвин (M. R. Irwin ) и Л. Дж. Коул (L.J. Cole) IRWIN, M.R. and COLE, L.J. (1936) Immunogenetic studies of species and of species hybrids in doves, and the separation of species- specific substances in the backcross. J. Exp. Zool. 73:

6 Определение термина Иммуногенетика Иммуногенетика – раздел иммунологии, изучающий генетические основы становления и развития иммунных реакций

7 Генетика гистосовместимости Зародилась в 1930-е годы. Основные вопросы охватывают структуру и функции молекул МНС Геномная организация иммуноглобулинов и Т-клеточных рецепторов Зародилась в 1960-е годы. Рассматривает вопросы генетического контроля формирования Ig иTCR Генетика аллоантигенов Основы заложены в 1910 году. Рассматривает вопросы формирования и наследования тканевых аллоантигенов Предмет иммуногенетики

8 Методы иммуногенетики Иммуногенетика, комплексная научная дисциплина, сочетающая методы Иммуногенетика, комплексная научная дисциплина, сочетающая методы: иммунологии молекулярной биологии генетики микробиологии химии Иммуногенетика, комплексная научная дисциплина, сочетающая методы Иммуногенетика, комплексная научная дисциплина, сочетающая методы: иммунологии молекулярной биологии генетики микробиологии химии

9 Молекулярная иммуногенетика Клеточная иммуногенетика Изучает механизмы клеточных взаимодействий при развитии иммунного ответа. Охватывает генетику МНС и TCR. Изучает механизмы гуморального иммунитета. Подразделяется на генетику антигенов и генетику иммуноглобулинов. Разделы иммуногенетики

10 История науки ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 1

11 Предыстория вопроса Эмиль Беринг Emil A. von Behring ( ), Германия премия 1902 г. за открытие антитоксинов, впоследствии антител Эмиль Беринг Emil A. von Behring ( ), Германия премия 1902 г. за открытие антитоксинов, впоследствии антител

12 Предыстория вопроса Роберт Кох Robert Koch ( ), Германия премия 1905 г. за исследования туберкулеза Роберт Кох Robert Koch ( ), Германия премия 1905 г. за исследования туберкулеза

13 Предыстория вопроса Пауль Эрлих Paul Ehrlich ( ), Германия премия 1908 г. премия 1908 г. (совместно с И.И.Мечниковым) за гуморальную теорию иммунитета Пауль Эрлих Paul Ehrlich ( ), Германия премия 1908 г. премия 1908 г. (совместно с И.И.Мечниковым) за гуморальную теорию иммунитета

14 Предыстория вопроса премия 1908 г. Илья Ильич Мечников ( , Россия) премия 1908 г. за открытие защитной роли фагоцитоза и клеточную теорию иммунитета премия 1908 г. Илья Ильич Мечников ( , Россия) премия 1908 г. за открытие защитной роли фагоцитоза и клеточную теорию иммунитета

15 Предыстория вопроса Карл Ландштейнер Karl Landsteiner ( ), Австрия премия 1930 г. за открытие групп крови и фундаментальную книгу The Specificity of Serologic Reactions Карл Ландштейнер Karl Landsteiner ( ), Австрия премия 1930 г. за открытие групп крови и фундаментальную книгу The Specificity of Serologic Reactions

16 Предыстория вопроса Фрэнк Бернет F. Macfarlane Burnet ( ), Австралия Питер Медавар Peter В. Medawar ( ), Великобритания премия 1960 г. за исследования по искусственной индукции иммунологической толерантности Фрэнк Бернет F. Macfarlane Burnet ( ), Австралия Питер Медавар Peter В. Medawar ( ), Великобритания премия 1960 г. за исследования по искусственной индукции иммунологической толерантности

17 Предыстория вопроса Родни Портер Rodney R. Porter ( ), Великобритания Джеральд Эдельман Gerald M. Edelman (1929), США премия 1972 г. за установление химической структуры антител Родни Портер Rodney R. Porter ( ), Великобритания Джеральд Эдельман Gerald M. Edelman (1929), США премия 1972 г. за установление химической структуры антител

18 Предыстория вопроса Бару Бенацерраф Baraj Benacerraf (1920), США, Жан Доссе Jcan Dausset (1916), Франция и Джордж Д. Снелл George D. Snell ( ), США премия 1980 г. за открытие генов и структур поверхности клеток главного комплекса гистосовместимости Бару Бенацерраф Baraj Benacerraf (1920), США, Жан Доссе Jcan Dausset (1916), Франция и Джордж Д. Снелл George D. Snell ( ), США премия 1980 г. за открытие генов и структур поверхности клеток главного комплекса гистосовместимости Жан Доссе Бару Бенацерраф Джордж Снелл

19 Предыстория вопроса Нильс Йерне Niels К. Jerne ( ), Великобритания премия 1984 г. за разработку теории идиотипических сетей Йерне разработал метод количественного подсчета антителообразующих клеток. Сформулировал основную идею иммунологии – идею клональности лимфоцитов, следовательно, клональности любого иммунного ответа. Нильс Йерне Niels К. Jerne ( ), Великобритания премия 1984 г. за разработку теории идиотипических сетей Йерне разработал метод количественного подсчета антителообразующих клеток. Сформулировал основную идею иммунологии – идею клональности лимфоцитов, следовательно, клональности любого иммунного ответа.

20 Предыстория вопроса Сузуму Тонегава Susumu Tonegawa (1939), Япония премия 1987 г. за работы по молекулярной биологии генов иммуноглобулинов, обеспечивающих огромное разнообразие антигенсвязывающих участков молекул антител Сузуму Тонегава Susumu Tonegawa (1939), Япония премия 1987 г. за работы по молекулярной биологии генов иммуноглобулинов, обеспечивающих огромное разнообразие антигенсвязывающих участков молекул антител

21 Предыстория вопроса Питер Доэерти Peter Doherty (1940), США и Рольф Цинкернагель Rolf Zinkernagel (1944), Швейцария премия 1996 г. за открытие двойного распознавания в иммунологии природной функции молекул главного комплекса гистосовместимости Питер Доэерти Peter Doherty (1940), США и Рольф Цинкернагель Rolf Zinkernagel (1944), Швейцария премия 1996 г. за открытие двойного распознавания в иммунологии природной функции молекул главного комплекса гистосовместимости

22 Предыстория вопроса Стенли Прусинер Stenly Prusiner, США премия 1997 г. за открытие прионов – возбудителей инфекций нового типа К прионным инфекциям относят возбудителей губчатого энцефалита – бешенства коров, заразного и для человека, всколыхнувшего Европу в гг. Первые публикации С. Прусинера на эту тему были сделаны в 1982 г. Стенли Прусинер Stenly Prusiner, США премия 1997 г. за открытие прионов – возбудителей инфекций нового типа К прионным инфекциям относят возбудителей губчатого энцефалита – бешенства коров, заразного и для человека, всколыхнувшего Европу в гг. Первые публикации С. Прусинера на эту тему были сделаны в 1982 г.

23 Иммунитет. Основные положения ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 1

24 Словарик Иммунная система – функционально взаимосвязанный комплекс органов, тканей, клеток, специфических белков и регуляторных компонентов, обеспечивающих защиту организма от экзогенных и эндогенных антигенов Иммунный ответ (способ реагирования иммунной системы) – комплексная стадийная реакция иммунной системы организма, индуцированная антигеном и направленная на его элиминацию Иммунная система – функционально взаимосвязанный комплекс органов, тканей, клеток, специфических белков и регуляторных компонентов, обеспечивающих защиту организма от экзогенных и эндогенных антигенов Иммунный ответ (способ реагирования иммунной системы) – комплексная стадийная реакция иммунной системы организма, индуцированная антигеном и направленная на его элиминацию

25 «АРСЕНАЛ» иммунной системы по уровням организации Уровень Примеры Системный Иммунная Органный Лимфоидные органы (тимус, костный мозг, лимфоузлы, селезенка и др.) Тканевой Лимфоидная ткань Клеточный Лимфоциты, макрофаги, лейкоциты, тромбоциты и др. Молекулярный Антитела, комплемент, цитокины, лизоцим и др. Субмолекуляр. Гены Ig, TCR, MHC и др.

26 Лимфоидные органы Красный костный мозг источник всех типов клеток крови, дифференцировка В-лимфоцитов Тимус дифференцировка Т-лимфоцитов Миндалины, лимфоузлы, селезенка и др. – контроль областей внедрения АГ Красный костный мозг источник всех типов клеток крови, дифференцировка В-лимфоцитов Тимус дифференцировка Т-лимфоцитов Миндалины, лимфоузлы, селезенка и др. – контроль областей внедрения АГ

27

28 Клетки и молекулы

29 Организация иммунной системы ЛИМФОИДНЫЕ ОРГАНЫ КЛЕТКИ ГЕНЕРАЦИЯ И ОБУЧЕНИЕ СИНТЕЗ И СЕКРЕЦИЯ МОЛЕКУЛЫ АНТИГЕН КОНТРОЛЬ ОБЛАСТЕЙ ВНЕДРЕНИЯ В ОРГАНИЗМ ФАГОЦИТОЗ, ЦИТОТОКСИЧНОСТЬ НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ, ОПСОНИЗАЦИЯ, ЛИЗИС

30 Формы иммунитета ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 1

31 Врожденный видовой, базируется на филогенетически «древних» биологических реакциях Приобретенный адаптивный, использует эволюционно «новые» биологические механизмы Узконаправлен Предназначен для уничтожения патогенов Универсален Предназначен для уничтожения любых чужеродных структур Неспецифичен Распознает общие для патогенов структуры Высокоспецифичен Распознает «свое-чужое» Отсутствует «иммунологическая память» Имеется «иммунологическая память

32

33 Виды иммунного ответа по механизмам по направленности по контакту с АГ по охвату организма гуморальныйклеточный антибактериальный, антитоксический, противовирусный, противопаразитарный, противоопухолевый первичныйвторичный местныйсистемный

34 Первичный память отсутствует Вторичный память имеется Формируется при первом контакте с антигеном Формируется при повторном контакте с антигеном Фаза распознавания антигена длительная Фаза распознавания антигена короткая Время нейтрализации антигена от суток… Время нейтрализации антигена от часов…

35

36 Иммунный ответ: гуморальный Кооперативная реакция иммунной системы индуцированная антигеном АГ взаимодействует с В-лимфоцитами и подвергается переработке АПК. В- и Т-клеточные эпитопы антигена стимулируют В- и Т-лимфоциты к избирательной пролиферации и дифференциации. В результате В результате: образуются плазматические клетки, происходит биосинтез специфических АТ, формируются В-клетки памяти. Кооперативная реакция иммунной системы индуцированная антигеном АГ взаимодействует с В-лимфоцитами и подвергается переработке АПК. В- и Т-клеточные эпитопы антигена стимулируют В- и Т-лимфоциты к избирательной пролиферации и дифференциации. В результате В результате: образуются плазматические клетки, происходит биосинтез специфических АТ, формируются В-клетки памяти.

37

38

39 Иммунный ответ: клеточный Кооперативная реакция иммунной системы, индуцированная АГ. Реализуется Т-системой иммунитета. АГ подвергается процессингу АПК.АГ подвергается процессингу АПК. Пептиды (Т-клеточные эпитопы) в комплексе с молекулами II класса презентируются Т-лф.Пептиды (Т-клеточные эпитопы) в комплексе с молекулами II класса презентируются Т-лф. В результате: образуются эффекторные (Т- киллеры, Т-эффекторы ГЗТ ), регуляторные (Т-хелперы, Т-супрессоры) Т-лимфоциты и Т-клетки памяти. Эффекторные механизмы направлены на элиминацию антигена. Кооперативная реакция иммунной системы, индуцированная АГ. Реализуется Т-системой иммунитета. АГ подвергается процессингу АПК.АГ подвергается процессингу АПК. Пептиды (Т-клеточные эпитопы) в комплексе с молекулами II класса презентируются Т-лф.Пептиды (Т-клеточные эпитопы) в комплексе с молекулами II класса презентируются Т-лф. В результате: образуются эффекторные (Т- киллеры, Т-эффекторы ГЗТ ), регуляторные (Т-хелперы, Т-супрессоры) Т-лимфоциты и Т-клетки памяти. Эффекторные механизмы направлены на элиминацию антигена.

40

41

42 ТИПЫ ИММУНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЦЕПТОРОВ Антигенраспознающие рецепторы 1.Т- лимфоцитов 2. В- лимфоцитов 3. Антиген- представляющие рецепторы МНС Способность иммунной системы распознавать «СВОЕ – ЧУЖОЕ» и давать дифференцированный ответ, обеспечивается тремя основными классами иммунологически значимых молекул. Способность иммунной системы распознавать «СВОЕ – ЧУЖОЕ» и давать дифференцированный ответ, обеспечивается тремя основными классами иммунологически значимых молекул.

43

44

45 1. Иммунная система организована по принципу единой сети. Способна к возбуждению (иммунному ответу), обучению, запоминанию (иммунная память) и торможению (иммунологическая толерантность). 2. Специфичность реагирования иммунной системы определяется: генетической детерминированностью, ауторегуляторной способностью и кооперацией иммунокомпетентных клеток.

46 Генетика иммунных реакций ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 1

47 Основные положения Иммунитет человека контролируется 2190 генами, состоящими из 166 миллионов нуклеотидных пар. Это 6% от всего генома.Иммунитет человека контролируется 2190 генами, состоящими из 166 миллионов нуклеотидных пар. Это 6% от всего генома. 633 гена являются неактивными, то есть кодируемые ими белки никогда не синтезируются в клетках иммунной системы. 633 гена являются неактивными, то есть кодируемые ими белки никогда не синтезируются в клетках иммунной системы. Дефекты 130 генов могут провоцировать развитие нарушений иммунитета.Дефекты 130 генов могут провоцировать развитие нарушений иммунитета. Иммунитет человека контролируется 2190 генами, состоящими из 166 миллионов нуклеотидных пар. Это 6% от всего генома.Иммунитет человека контролируется 2190 генами, состоящими из 166 миллионов нуклеотидных пар. Это 6% от всего генома. 633 гена являются неактивными, то есть кодируемые ими белки никогда не синтезируются в клетках иммунной системы. 633 гена являются неактивными, то есть кодируемые ими белки никогда не синтезируются в клетках иммунной системы. Дефекты 130 генов могут провоцировать развитие нарушений иммунитета.Дефекты 130 генов могут провоцировать развитие нарушений иммунитета.

48 Основные положения Функционирование иммунной системы основано на перестройках генетического материала в локусах, заключающих в себе последовательности генов.Функционирование иммунной системы основано на перестройках генетического материала в локусах, заключающих в себе последовательности генов. В процессе дифференцировки B- и T- лимфоцитов на уровне их геномной ДНК имеет место перенос последовательностей нуклеотидов, кодирующих полипептидные цепи иммуноглобулинов и Т-клеточных рецепторов.В процессе дифференцировки B- и T- лимфоцитов на уровне их геномной ДНК имеет место перенос последовательностей нуклеотидов, кодирующих полипептидные цепи иммуноглобулинов и Т-клеточных рецепторов. Функционирование иммунной системы основано на перестройках генетического материала в локусах, заключающих в себе последовательности генов.Функционирование иммунной системы основано на перестройках генетического материала в локусах, заключающих в себе последовательности генов. В процессе дифференцировки B- и T- лимфоцитов на уровне их геномной ДНК имеет место перенос последовательностей нуклеотидов, кодирующих полипептидные цепи иммуноглобулинов и Т-клеточных рецепторов.В процессе дифференцировки B- и T- лимфоцитов на уровне их геномной ДНК имеет место перенос последовательностей нуклеотидов, кодирующих полипептидные цепи иммуноглобулинов и Т-клеточных рецепторов.

49

50