Humorale Immunität I. Überblick Immunsystem Immunologie für Studierende der Biologie & Molekularmedizin Konzepte der Immunologie Erlangen  WS 2007/2008 Humorale Immunität I. Überblick Immunsystem Hans-Martin Jäck Division of Molecular Immunology Department of Internal Medicine III Nikolaus-Fiebiger-Zentrum University of Erlangen-Nürnberg Zunächst möchte ich mich ganh herzlich bei den Organisatoren Prof. Thoni aus Würzburg und Prof. Schett aus Erlangen für Einladung und die Firma Roche für die hervorragende Organsiation dieser wunderbaren Veranstaltung bedanken. Ich werde Ihnen heute einen Überblick über die B-Lymphozyten und ihre Bedeutung für einerseits die humorale Immunität und anderseits für die Pathogenese von Autoimmunerkrankungen geben. Dabei werde ich folgende Themengebiete mit Ihnen diskutieren Universitätsklinikum Erlangen

THEMEN Überblick: Immunität Entdeckung der humoralen Immunität Antikörper - Struktur und Funktion B-Zellreifung und Antikörper-Repertoire Generierung von T-Zell-Liganden (MHC) Etablierung der humoralen Immunität SKRIPTE unter http://www.molim.uni-erlangen.de

IMMUNITÄT Angeborene Induzierte Immunität Barrieren gegen Pathogene Immunsystem Das Immunsystem ist eine Abwehrmaschinerie lebender Organismen gegen Pathogene und fremde Substanzen, auch Antigene genannt. Immunität Die Komponenten des Immunsystems bilden Barrieren, die ein Individuum gegen Pathogene schützen (Immunitas, lat.: ‚BEFREIUNG VON LASTEN‘). mechanisch (Haut, Flimmerhaare…) Chemisch (saurer pH im Magen…) Immunologisch (Zellen, Antikörper, Mediatoren) Barrieren gegen Pathogene Induzierte Immunität Angeborene

Die zwei Äste des Immunsystemes Angeborene Immunität (Innate Immunity) Induzierte Immunität (Adaptive Immunity) Sehr alt (Pflanzen, Tiere) Schon präsent (angeboren) → schnelle Antwort (Stunden) Limitierte Erkennung chemicher Muster (Pattern), deshalb relativ unspezifisch Wenige mustererkennende Rezep- toren (Toll-like-Rezeptoren = (TLR) Kein Gedächtnis e.g., Komplement, Makrophagen Nur in Vertebraten Muss induziert werden → langsame Antwort (Tage) Unbegrenzte und spezifische Erkennung spezifischer Struk- turen Milliarden verschiedener spezifischer Ag-Rezeptoren Immungedächtnis !!!!! B- and T-Zellen, Antikörper

Kinetik der Immunantwort Ausmaß der Antwort Angeborne Immunität T-Killerzellen (CTL) Immun- globuline Titer des Pathogens 0 5 10 15 Tage nach Infektion

Induzierte Immunität – Organe Lymph- knoten Peyer'sche Plaques Milz Appendix Tonsilen Lymph- Knoten Sekundäre lymphatische Organe  Induktion der spezifischen, adaptiven Immunantwort (Generierung von Effektorzellen) Knochen- mark Thymus Primäre lymphatische Organe  Reifung und Selektion funktioneller Lymphozyten

Induzierte Immunität – Lymphozytenentwicklung Bone marrow, fetal liver CD4+ T cell Thymus CD8+ Hematopoietic stem cell Monocyte Erythocyte B cells Blood, spleen, lymph node, gut e.t.c

Spezifische Komponenten Induzierte Immunität - Komponenten Spezifische Komponenten Antigen-Rezeptoren Vom Ort der Infektion über Blut oder Lymphe in periphä- res lymphatischer Organs Dendritische Zelle B T (CD8) T (CD4) Naive Zellen Ag BZR Plasma THelfer TKiller Effektor- zellen MHC II MHC I Lymphokine Effektor- Moleküle TZR Humorale Immunität Zelluläre Immunität

B TH T-B-Kooperation (gekopplte Erkennung = linked recognition) Antigen with epitopes IL2/4/5 Gekopplete Erkennung: B- und T-Zellepitop müssen auf dem gleichen Antigen lokalisiert sein ILR CD40 1 BCR CD40L 2 MHC II + Peptid Proliferation Differenzierung TCR TH B Immunologic synapse CD40/CD40L deficiency → Hyper-IgM Syndrome I

Anatomie und Physiologie der adaptiven Immunantwort Lymphknoten CD4-T CD8-T MHC II MHC I DZ TK T-Zellzone Dendritische Zelle (DZ) Plasmazelle Gedächtnis-B B-Zellzone TH B Infektion

Kooperation: Angeborene und adaptive Immunität AK TH1 TH1 aktiviert Makrophagen Bakterium FcR IFN-γ AK opsonisiert Pathogen Makrophage Komponenten der angeborenen Immunität entfernen Pathogen mit Hilfe von Komponenten der adaptiver Immunität

Zusammenfassung – Immunologie und Immunität Immunologie oder Immunbiologie Wissenschaft der Abwehrmechanismen des Körpers gegen fremde Substanzen (Antigene) und Krankheitserreger sowie der Störungen dieser Abwehr- mechanismen Immunsystem Besteht aus vielen über den gesamten Organismus verteilte Zellen, lösliche Komponenten und Organe (deshalb ‚System‘). Bildet Barrieren und somit die Grundlage für die Immunität eines Individuums gegen einen Krankheitserreger (Mikroorganismen) und entartete Zellen (Tumoren) Immunität Schutz ist vorhanden !!!!! (Immunitas, lat.: ‚Befreiung von Leistungen/Lasten‘). Barrieren: Angeboren und erworben (adaptiv)