Information

Hvor og hvordan opbevares information om patogenimmunitet i en celle?

Hvor og hvordan opbevares information om patogenimmunitet i en celle?



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.

Hvis alt DNA'et bliver brugt, hvordan ville cellen så være i stand til at lagre ny information om patogener i DNA? Det er som en fuld harddisk, der ikke kan holde mere. Så komprimerer cellen bare informationen om patogenerne og justerer så bare den eksisterende information om patogenerne?


Det eneste, kroppen gør, er at producere et væld af celler, der kan genkende enkelte antigener. Hver gang du støder på patogener, nogle af disse naiv celler kontakter antigen, der kan aktivere dem. Den aktiverede klon replikerer sig selv og dannes effektor celler, der kan håndtere patogener.

Efterhånden som infektionen fjernes, og populationen af ​​effektorceller begynder at trække sig sammen (dvs. mange dør eller bliver anergiske), gennemgår nogle af dem ændringer, som ændrer deres migrationsmønster og levetid. Nogle kan blive i det væv, der oprindeligt blev inficeret som vævsresident hukommelse celler. Nogle hjem tilbage til lymfeknuden og hænge der som central hukommelse celler. Slægten påvirkes i høj grad af kemiske signaler, der produceres af vævet og andre immunceller i nærheden.

Ved genmøde af det samme patogen, hvis det har nogle af de samme antigene determinanter som den oprindelige infektion, er disse hukommelsesceller allerede kendt for at være specifikke for dem. At støde på det samme antigen vil få disse hukommelsesceller til at gennemgå endnu en omgang klonal ekspansion, der producerer flere effektorceller og yderligere hukommelsesceller, så processen kan gentages. Disse hændelser kan være begrænset af telomerlængde eller hæmmende molekyler, som en advarsel.

Nøgleforståelsen er, at den immunologiske hukommelse faktisk er lagret i repertoire af langlivede hukommelsesceller, og er til dels resultatet af rekombinationshændelser ved T- eller B-cellereceptor-locuset under deres modning, før de frigives som naive celler.

Se: Abbas (2014). Cellular and Molecular Immunology, 8th ED., mange forskellige kapitler.


Du beder om et kursus i immunologi, som er alt for langt til at medtage her. Du har flere misforståelser. Kort og forsimplet svar, informationen er ikke lagret i én celle, men i billioner, hver med et enkelt stykke patogeninformation. Inden for hver celle er informationen lagret i DNA, som i netop disse celletyper kan modificeres. Din harddisk analogi, som de fleste sådanne analogier, er fuldstændig vildledende, og du bør opgive den. Der er flere introduktioner til adaptiv immunitet online; du kan finde en (såsom her, her eller her) nyttig.


Hvordan immunsystemet husker vira

Når en virus kommer ind i kroppen, opfanges den af ​​visse celler i immunsystemet. De transporterer virussen til lymfeknuderne, hvor de præsenterer dets fragmenter, kendt som antigener, til CD8+ T-celler, der er ansvarlige for kontrol af virusinfektioner. Hver af disse celler bærer en unik T-cellereceptor på overfladen, som kan genkende visse antigener. Imidlertid matcher kun meget få T-cellereceptorer et givet viralt antigen.

For at bringe infektionen under kontrol og maksimere forsvaret mod virussen, begynder disse få antigenspecifikke T-celler at dele sig hurtigt og udvikle sig til effektor-T-celler. Disse dræber virusinficerede værtsceller og dør derefter af sig selv, når infektionen er fjernet. Nogle af disse kortlivede effektorceller - ifølge den almindeligt accepterede teori - bliver til hukommelses-T-celler, som varer ved i organismen på lang sigt. Hvis det samme patogen kommer ind i kroppen igen, er T-hukommelsesceller allerede til stede og klar til at bekæmpe angriberen hurtigere og mere effektivt end under det første møde.

Hukommelsesceller og deres oprindelse

"Den fremherskende videnskabelige opfattelse siger, at aktiverede T-celler først bliver til effektorceller og først derefter gradvist udvikler sig til hukommelsesceller," siger Dr. Veit Buchholz, specialist i mikrobiologi og arbejdsgruppeleder ved Institut for Medicinsk Mikrobiologi, Immunologi og Hygiejne ved TUM. "Efter vores mening er det dog ikke tilfældet. Det ville betyde, at jo flere effektorceller der dannes efter kontakt med patogenet, jo flere hukommelsesceller ville blive." Buchholz og hans kolleger observerede imidlertid et andet hændelsesforløb og har nu offentliggjort deres resultater i tidsskriftet Naturimmunologi.

"Vi undersøgte de antivirale immunresponser som følge af individuelle aktiverede T-celler i mus og sporede afstamningen af ​​de efterfølgende hukommelsesceller ved hjælp af single-celle skæbnekortlægning," rapporterer førsteforfatter Dr. Simon Grassmann. "Baseret på disse eksperimenter var vi i stand til at vise, at visse 'T-cellefamilier', der stammer fra individuelle celler, danner op til 1000 gange mere 'hukommelse' end andre. Disse langsigtede dominerende T-cellefamilier bidrog dog kun lidt til størrelsen af det indledende immunrespons, som var domineret af effektorceller afledt af andre kortlivede T-cellefamilier."

På niveau med individuelle celler blev det derfor tydeligt, at udviklingen af ​​effektor- og hukommelsesceller adskiller sig på et meget tidligere stadium end tidligere antaget: "Allerede i den første uge efter konfrontationen med patogenet så vi store forskelle i transkriptomerne af opdagede T-cellefamilier," siger Lorenz Mihatsch, også en førsteforfatter af undersøgelsen. "Normalt på dette tidspunkt af immunresponset er CD8+ T-celler beriget med molekyler, der hjælper med at dræbe virusinficerede celler. Vi fandt dog ingen indikation af disse cytolytiske molekyler i de langsigtede dominerende T-cellefamilier. I stedet var de allerede gearet udelukkende til hukommelsesudvikling på dette tidlige stadium."

Optimering af vacciner

Disse resultater kan være med til at forbedre vaccineudviklingen i fremtiden, siger Veit Buchholz: "For at generere et optimalt immunrespons gennem vaccination er kroppen nødt til at producere så mange hukommelsesceller som muligt. Til det formål er det vigtigt at have en præcis forståelse hvordan individuelle T-celler er programmeret." Buchholz' undersøgelse kan også vise sig nyttig til at hjælpe med at opdage hurtigere, om en ny vaccine er effektiv. "For at bestemme den langsigtede styrke af et immunrespons, kunne det være nyttigt at måle antallet af hukommelsesprækursorer inden for et par dage efter administration af en vaccine," siger Buchholz.


Cellemedieret immunitet: aktiv og passiv | Immunologi

I denne artikel vil vi diskutere om cellemedierets aktive og passive immunitet.

1. Aktiv immunitet:

På grundlag af erhvervet immunitet kan aktiv immunitet være naturlig eller kunstig.

jeg. Naturlig aktiv immunitet:

Det skyldes enten en klinisk eller en tilsyneladende subklinisk infektion af en mikrobe efter gentagen eksponering for små doser af den inficerende organisme, som passerer ubemærket.

En sådan immunitet er normalt langvarig og spiller en vigtig rolle i forebyggelsen af ​​epidemier, men varigheden af ​​immuniteten varierer med patogenet.

For eksempel poliomyelitis, skoldkopper, influenza osv.

ii. Kunstig aktiv immunitet:

Det er den resis­tance, der frembringes ved vaccination. Vaccinerne er præparater af levende, svækkede eller dræbte mikroorganismer eller deres antishygener eller aktive materialer afledt af dem (f.eks. toksoider).

2. Passiv immunitet:

Resistensen, der induceres i modtageren ved overførsel af præformede (færdiglavede) antistoffer mod infektiøst middel eller toksin i en anden vært, kaldes passiv immunitet.

Karakteristika ved passiv immunitet:

En modtagers immunsystem spiller ikke nogen aktiv rolle i passiv immunitet. Der er ingen antigen stimulus. I stedet indgives præformede antistoffer. Beskyttelsesmekanismen træder i kraft umiddelbart efter overførsel af antistoffer. Immuniteten er forbigående og varer normalt i dage eller uger, kun indtil de passivt overførte antistoffer er metaboliseret og elimineret.

Ingen sekundær type respons forekommer i passiv immunitet. Fordi, når et fremmed antistof indgives anden gang, elimineres det hurtigere end oprindeligt.

Efter første indsprøjtning og shytion af et antistof, såsom immunhesteserum, sker elimineringen kun ved metabolisk nedbrydning, men under efterfølgende injektioner af hesteserum er eliminationen meget hurtigere, da det kombineres med antistoffer mod hesteserum, der ville være blevet produceret efter dets indledende injektioner . Denne fac­tor for immuneliminering begrænser nytten af ​​gentagen passiv immunisering.

Fordel ved passiv immunitet:

Da passiv immunitet virker med det samme, kan den anvendes, når øjeblikkelig immunitet ønskes.

Typer af passiv immunitet:

(i) Naturlig passiv immunitet:

Det er resis­tance, der passivt overføres fra mor til foster og spædbørn. For eksempel overførsel af vand-anti-og-skystof (IgA) til fosteret trans-placentalt og til spædbarnet gennem mælk (kolostrum).

(ii) Kunstig passiv immunitet:

Det er den resistens, der passivt overføres til en modtager ved administration af antistoffer. Midlerne, der anvendes til dette formål, er hyperimmune sera af animalsk eller menneskelig oprindelse og poolede humane gamma glo­bulin eller rekonvalescent sera.

For eksempel bruges anti-stivkrampeserum (ATS) præ­pareret fra hyperimmuniserede heste og poolet humant gamma globulin eller rekonvalescent sera til passiv immunisering mod viral hepatitis A.


Mikrobiel eksponering øger immuniteten over for patogener, der genkendes af TLR2, men øger modtageligheden for cytokinstorm gennem TLR4-sensibilisering

Mikrobiel eksponering kan definere et individs basale immuntilstand. Samhusning af specifikke patogenfrie (SPF) mus med dyrebutiksmus, som huser adskillige infektiøse mikrober, resulterer i globale ændringer i immunsystemet, herunder øgede cirkulerende fagocytter og forhøjede inflammatoriske cytokiner. Hvordan disse forskelle i den basale immuntilstand påvirker den akutte reaktion på systemisk infektion er uklart. Samhusede mus udviser øget beskyttelse mod virulent Listeria monocytogenes (LM) infektion, men øget morbiditet og dødelighed til polymikrobiel sepsis. Samhusede mus har flere TLR2+ og TLR4+ fagocytter, hvilket øger genkendelsen af ​​mikrober gennem mønstergenkendelsesreceptorer. Imidlertid er responsen på en TLR2-ligand dæmpet i cohouse-mus, hvorimod responsen på en TLR4-ligand er meget amplificeret, hvilket tyder på et grundlag for det distinkte respons på Listeria monocytogenes og sepsis. Vores data illustrerer, hvordan mikrobiel eksponering kan øge immunresponset på ikke-relaterede udfordringer, men også øge risikoen for immunopatologi fra en alvorlig cytokinstorm.

Nøgleord: Listeria monocytogenes Toll-lignende receptorer infektion mikrobiom fysiologisk mikrobiel eksponering polymikrobiel sepsis.

Copyright © 2019 Forfatterne. Udgivet af Elsevier Inc. Alle rettigheder forbeholdes.


Hovedtekst

Grundlæggende begreber om immunologisk hukommelse

Oprettelse af en hukommelse kræver, at en begivenhed ændrer status quo på en måde, der fortsætter ud over selve begivenheden. For immunsystemet omfatter begivenheder, der inducerer hukommelse, infektioner med vira og bakterier samt vaccinationer. Disse udfordringer udløser immunresponser, der kan efterlade et fodaftryk af deres forekomst, som derefter kan vare ved i årtier. Fordelt over de mange år af vores liv, vil vi støde på mange smitsomme trusler, nogle en gang og andre flere gange. Men hvis det første møde skabte en immunologisk beskyttende tilstand, der varer ved, kan disse gentagne eksponeringer passere stort set ubemærket og producere ingen eller meget milde symptomer på infektion. I løbet af den første (eller primære) reaktion, "klarer vores immunsystem, hvordan man neutraliserer den invaderende organisme, og denne viden bevares som immunologisk hukommelse, hvilket giver vedvarende beskyttelse mod patogenet, dette er immunitet. Immunitet kan eksistere som et skjold, der fungerer til at blokere infektion i starten, eller det kan være reaktivt, udløst til hurtig handling ved genudsættelse for et patogen, der har undgået eller overvældet skjoldet. At have immunhukommelse over for et patogen betyder dog ikke nødvendigvis at have immunitet mod geninfektion nogle gange, immunresponser er rettet mod irrelevante mål på patogenet, og nogle gange kan de beskyttende komponenter i immunhukommelsen formindskes til et punkt af ikke-funktionalitet. At vide, om og hvor længe hukommelsen giver immunitet og kravene til at generere og opretholde en sådan hukommelse, hvad enten det er fra infektion eller vaccination, er udfordrende, men kritiske spørgsmål, der skal besvares for at forstå, hvordan man forebygger infektion.

Hukommelse er et kardinaltræk ved såkaldte adaptive immunresponser, som er dem, der involverer lymfocytter, nøgleceller i immunsystemet. Når en infektion udløser et lymfocytrespons, inducerer det et lille antal allerede eksisterende B- og T -celler (to typer lymfocytter) til at formere sig, hvilket skaber en lille hær af celler, der er specifikke for, og dermed i stand til at bekæmpe, smittestoffet. B- og T -celler udløses til at reagere ved at genkende en del af patogenet gennem deres antigenreceptorer med en vis styrke. Hver B-celle og T -celle udtrykker på deres overflade en antigenreceptor, der er forskellig fra alle andre, således at alle mulige angribere har deres egne, allerede eksisterende, matchende B- og T -celler klar til at reagere, hvis og når det er nødvendigt. Under responsen induceres nogle patogenspecifikke B-celler til at differentiere og udskille deres antigenreceptorer i blodet i form af antistoffer (Abs), som cirkulerer gennem kroppen og binder til patogenet, der udløste responset, uanset hvor det forekommer. Når først patogenet er blevet dæmpet, og responsen effektivt er overstået, dør de fleste patogenspecifikke B- og T -celler, men et lille antal af disse nylige kombattants𠅋-celler, T -celler og Ab-udskillende plasmaceller (PC'er)& #x02014vedvarer som specialiserede, langlivede immunhukommelsesceller.

Når vores immunsystem reagerer på infektion, bruger vores immunsystem information fra patogenet til at bestemme omfanget og sammensætningen af ​​responsen for effektivt at bekæmpe patogenet, hvilket minimerer de energimæssige omkostninger ved responsen og risikoen for sideskade på sig selv. Dette inkluderer udvælgelse for de B-celler med den højeste bindingsstyrke (affinitet) for deres specifikke mål (antigener) på patogenet. Det er blandt disse �ste af de bedste”, at immunhukommelsesceller rekrutteres. Ideelt set ville geninfektion med et patogen ikke kræve et gentaget immunrespons, da Abs udskilt af persisterende pc'er kunne binde til patogenet og blokere dets livscyklus i starten. Disse patogenspecifikke abs ville fungere som et skjold mod geninfektion. Hvis mængden af ​​Abs i cirkulationen falder, eller hvis patogenet varierer fra den oprindelige infektion, er skjoldet muligvis ikke beskyttende, og en genkøring af responsen vil være påkrævet. Denne reaktion, der udløses af genudsættelse for det samme eller et nært beslægtet patogen, bruger hukommelses B- og T -cellerne, og inkorporerer informationen erhvervet i det første svar ved at starte med celler, der allerede er blevet udvalgt som værende stærkt reaktive. Dette forspring gør hukommelsesreaktioner hurtigere, større og med højere affinitet end den oprindelige reaktion, hvilket muliggør hurtig negation af patogenet, ofte før symptomer udvikler sig.

I betragtning af at et immunrespons er en kamp på liv eller død for et patogen, har mikrober udviklet mekanismer til at undgå eller minimere genkendelse af immunsystemet, og mange demonstrerer co-evolution med immunresponser. For eksempel kan et vellykket Ab-respons mod en virus fokusere på et specifikt mål, kaldet en epitop. Hvis en virus muterer epitopen, så den ikke længere genkendes effektivt af Abs, kan varianten undslippe og være i stand til at inficere andre individer uanset deres immunitet over for den oprindelige stamme. Dette kunne forhindres, hvis der var tilstrækkelig bredde af genkendelse blandt hukommelsescellerne til at reagere på varianten. Selvom det at skabe en hukommelse om det oprindelige patogen er en afgørende del af immunitet, bør immunhukommelsen have både specificitet og evnen til at tilpasse sig potentiel diversificering af dens mål.

Alsidighed gennem mangfoldighed: arbejdsdeling i 𠇊ntistofhukommelse”

En af de mest effektive immunforsvarsmekanismer i vores krop er udskillelsen af ​​abs med høj affinitet. En del af effektiviteten af ​​Abs er, at i løbet af en infektion forbedres deres affinitet til antigen (bindingsstyrke), og klassen eller isotypen (immunoglobulin [Ig]M, IgG, IgA, IgE) ændres, hvilket gør Abs i stand til bedre at binde til og neutralisere patogener. Isotype refererer til den sektion af Ab'et, der ikke direkte binder antigen, men snarere udløser andre immuneffektorfunktioner, såsom aktivering af komplementkaskaden eller binding til receptorer på immunceller for at dirigere patogenreaktioner. Forskellige isotyper aktiverer forskellige effektorfunktioner. Forbedringer i B-celleaffinitet forekommer i specialiserede, forbigående, mikroanatomiske strukturer kaldet germinale centre (GC'er), som udvikler sig i de sekundære lymfoide organer såsom lymfeknuder og milt efter en immunbelastning og er centrale for produktionen af ​​immunologisk hukommelse (Figur & #x000a01 ). Kort efter infektion eller vaccination interagerer aktiverede patogen-specifikke CD4+ T -celler og B-celler. T -cellerne dirigerer B-cellerne til at proliferere, at skifte klassen af ​​deres antigenreceptor (overfladebundet Ab), at etablere en GC og for en brøkdel af disse B-celler at differentiere til den oprindelige form for Ab-sekretion celler kaldet plasmablaster (PB'er). PB'er vises inden for få dage efter infektionen og udskiller abs i blodet og dermed i hele kroppen, som afspejler den indledende, bedst tilgængelige respons på patogenet (Figur ਁ, venstre). B-cellerne fremmer differentieringen af ​​T -cellerne til specialiserede T-follikulære hjælper (Tfh)-celler, der derefter styrer B-cellernes adfærd i immunresponset.

Generering af beskyttende antistof-medieret hukommelse: germinal center-reaktionen

Starten af ​​en GC-respons finder sted i et sekundært lymfoid organ. Efter T-B-celleinteraktion prolifererer B-celler hurtigt, ændrer deres Ab-klasse (isotype, f.eks. IgM til IgG eller IgA) og giver anledning til tidlige PB'er, der producerer lavaffinitets-Ab. På samme tid vil nogle celler forlade immunresponset for at blive præ-GC MBC'er. Resterende B-celler fortsætter med at initiere og deltage i GC-reaktionen, hvor iterative cyklusser af proliferation, mutation og selektion øger den gennemsnitlige antigenbindingsstyrke af B-cellereceptorerne (affinitetsmodning). Under hele responsen vil nogle B-celler differentiere til kortlivede PB'er (udskiller de nu affinitetsmodnede Abs), langlivede pc'er og MBC'er. Ved tilbagekaldelse, og hvis PC-afledte Abs er utilstrækkelige til beskyttelse, kan både præ-GC og GC-afledte MBC'er hurtigt differentiere til PB'er eller initiere sekundære GC-responser sammen med mTfh.

Ab, antistof PB, plasmablast PC, plasmacelle MBC, hukommelse B celle GC, germinal center Tfh, follikulær hjælper Tꃎll mTfh, follikulær hjælperhukommelse Tꃎll.

Inden for GC'er prolifererer B-celler hurtigt og, bemærkelsesværdigt nok, muterer de bevidst DNA'et, der koder for den epitopbindende komponent af deres antigenbindende receptor, hvilket potentielt ændrer dets affinitet. Dette sker som gentagne cyklusser af proliferation, mutation og selektiv overlevelse af de B-celler med forbedret bindingsaffinitet til antigen (figurਁ, i midten). Denne "selektion af de bedst egnede" fortsætter i varigheden af ​​responsen eller indtil antigenreceptorbindingsstyrken når et maksimum, hvilket betyder, at B-celleaffiniteten forbedres, efterhånden som responsen skrider frem. Det er vigtigt, at B-cellemutation og -selektion i GC giver mulighed for at modvirke flugtforsøg, som patogener kan foretage ved at mutere deres mål for Ab-responset. GC'er giver gradvist anledning til to former for langlivet �-hukommelse”: cirkulerende hukommelses-B-celler (MBCs) og pc-udskillende højaffinitets-Ab (figurਁ, til højre). Derudover differentierer nogle Tfh-celler til langtidshukommelse Tfh (mTfh), og fuldender de tre grene af GC-afledt hukommelse, der giver lagdelt, Ab-medieret beskyttelse mod geninfektion.

Pc'er produceret af GC ligger i sidste ende i milt og knoglemarv (BM), hvor de kan overleve i specialiserede nicher i perioder på år til årtier, og kontinuerligt udskille abs uafhængigt af patogentilstedeværelse. Disse cirkulerende Abs vil være beskyttende, så længe mængden er tilstrækkelig til at neutralisere et patogenpodestof uden at aktivere en immunreaktion og uden at der udvikles symptomer (Figurਂ)— mængden afhængig af Ab-affinitet såvel som størrelsen af ​​inokulum. Hvad der styrer PC'ernes persistens og dermed varigheden af ​​Ab-produktionen, er stort set ukendt, men der er en stærk sammenhæng mellem typen af ​​immunrespons og holdbarheden af ​​de pc'er produceret virusinfektioner typisk producerer meget langlivede PC'er, mens vacciner baseret på virussens komponenter (underenhedsvacciner) har en tendens til at have en mindre lang levetid. Derudover, og uanset om Abs er neutraliserende eller ej, vil PC-afledte Abs dekorere målet (opsonisere), hjælpe med genkendelse af andre komponenter i immunsystemet og om nødvendigt fremme et sekundært immunrespons (Figurਂ). Disse resultater dikteres til en vis grad af isotypen af ​​Abs bundet til patogenet, da forskellige Ab-klasser aktiverer forskellige aspekter af immunresponset. Ab-klasseskift styres af opløselige mediatorer (cytokiner), der udskilles af CD4 + T -cellerne, der “help” B-cellerne i de tidlige stadier af responsen (Figurਁ). Cytokinprofilen af ​​CD4 + T -celler, etableret under deres indledende aktivering, er baseret på invariante karakteristika af patogenet og infektionen. Ved at programmere CD4 + T -celler ved hjælp af patogenets attributter, afspejles information om patogenet i klassen af ​​Abs, som B-cellerne, PB'erne, MBC'erne og pc'erne producerer. På denne måde rekrutteres immunsystemets mest nyttige effektoregenskaber for hver infektion uafhængigt af Ab-specificitet og affinitet. Ab-klassen påvirker også Ab-halveringstid og vævsfordeling.

Beskyttende mekanismer for antistof-medieret hukommelse under geninfektion

I en infektion, der primært kontrolleres af Abs, afhænger beskyttende immunitet af mængden og kvaliteten af ​​tilgængelige Abs, MBC'er og mTfh-celler. Tilstedeværelsen af ​​tilstrækkeligt store mængder af neutraliserende abs vil resultere i steriliserende immunitet, hvilket ophæver kravet om tilbagekaldelsesrespons. Hvis produktionen af ​​neutraliserende abs er utilstrækkelig eller er aftaget og dermed overskrides af patogenbelastningen, vil der opstå en infektion. De resterende neutraliserende Abs vil stadig begrænse omfanget af infektion, og både neutraliserende og ikke-neutraliserende Abs vil lette initieringen af ​​sekundære immunresponser ved at øge synligheden af ​​patogenet til IS (opsonisering). Hvis cirkulerende abs er faldet til under effektive niveauer, kan den indledende patogenindtrængning forekomme stort set ukontrolleret, hvilket resulterer i en infektion med øget hastighed og størrelse, før MBC'er og mTfh-celler kan yde beskyttelse via et tilbagekaldelsesrespons. I nogle tilfælde kan Ab-hukommelsen forsvinde fuldstændigt, hvilket resulterer i modtagelighed for fuld infektion og krav om et primært immunrespons.

Ab, antistof PB, plasmablast MBC, memory B celle GC, germinal center mTfh, follikulær hjælperhukommelse Tꃎll.

I modsætning til fastsiddende pc'er recirkulerer MBC'er gennem kroppen og kan hurtigt aktiveres efter geninfektion for at producere Ab-udskillende PB'er eller initiere sekundære GC'er (Figurਁ). Dette kan forekomme, hvis mængden af ​​Abs i cirkulation er utilstrækkelig til at blokere den nye infektion, eller hvis infektion er af en variant af det oprindelige patogen, der er undsluppet genkendelse af de eksisterende, meget specifikke Abs. MBC'er kan reagere på varianter, fordi de som population besidder et bredere spektrum af affinitet og reaktivitet, end der er til stede i de langsigtede udskilte Abs, selv inkorporerer den initiale reaktivitet (Figurਁ, venstre). MBC'er kan hurtigt initiere en sekundær GC-reaktion og producere PB'er, som vil udskille Abs, der vil fremme antigenindfangning og feed forward for at amplificere de sekundære reaktioner. Disse nye GC'er kan også drive forbedret affinitet til variantpatogenet, hvilket producerer friske MBC'er og pc'er med forbedret specificitet og affinitet for den nye udfordring. Hvor langlivede pc'er er formindsket til det punkt, at Abs er utilstrækkelige til at neutralisere immunitet (Figurਂ), starter responsen med MBC'er, der har en højere affinitet og er hyppigere end i det første respons, så der etableres beskyttende mængder Abs af den korrekte klasse er betydeligt hurtigere end i det indledende svar. mTfh'er fungerer som MBC'er, idet deres tilstedeværelse øger sandsynligheden for og hastigheden for sekundære Ab-responser. Mekanismen for patogengenkendelse af CD4 + T -celler er meget forskellig fra B-cellers, idet den er afhængig af lineære proteindeterminanter, der for det meste er forskellige fra Abs' genkendelsessteder. Den forbundne, men distinkte genkendelse af B-celler og CD4+ T -celler, der bekæmper det samme patogen, fremmer bredden og fleksibiliteten af ​​responsen, giver modstandsdygtighed mod immunundvigelse og tilbyder et sikkerhedstjek af uhensigtsmæssige immunresponser, hvilket maksimerer sandsynligheden for at opretholde immunitet (Figur & #x000a02 ).

Hukommelse formet af infektion og vaccination

At sikre værtens overlevelse er hovedmålet for et immunrespons, og dannelsen af ​​hukommelse er underordnet infektionsforløbet. For eksempel, hvis medfødte forsvarsmekanismer er tilstrækkelige til at holde en infektion i skak, så vil et adaptivt immunrespons sandsynligvis ikke blive udløst, og som et resultat opnås der muligvis ikke varig immunitet. Dette kommer på bekostning af værtens modtagelighed for geninfektion og afspejler en strategi for patogener til at blive ved med at cirkulere uden behov for tilpasning. Når et adaptivt immunrespons påbegyndes, styres udvælgelsen af ​​Ab-mål på patogenet af deres fysiske egenskaber og værtens immunrepertoire (mangfoldigheden af ​​antigengenkendelsesreceptorer). Ikke alle epitop er målet for et Ab-respons, og mange vira og bakterier har udviklet sig til at skjule deres mest sårbare områder, hvilket hindrer effektive neutraliserende immunresponser. Så at have Abs, der er specifikke for et patogen, indebærer ikke immunitet, Abs skal rettes mod passende mål, som bevares uændret af patogenet. For eksempel genererer influenzavirusinfektion Ab-reaktioner, der retter sig mod adskillige virale epitoper, hvoraf nogle vil blokere infektion, mens andre gør lidt. For at influenzastammen kan spredes med succes, skal den ændre de steder, der er målene for neutraliserende abs, men den kan efterlade de resterende mål uændrede. Selvom influenzaspecifikke abs kan være til stede, kan de således ikke blokere værtsinfektion. Der er en vigtig advarsel til dette: at undgå neutralisering ved at ændre et sted, der er målrettet af immunresponset, er kun muligt i det omfang, at ændringen ikke interfererer med patogenets livscyklus. Ofte er strukturer eller proteiner, der er kritiske for patogenets livscyklus, invariante og bevarede på tværs af beslægtede virale stammer. Abs, der genkender sådanne mål, kan således give beskyttelse mod flere varianter og omtales som bredt neutraliserende (BN)-Abs. Som vi har diskuteret, kan patogener skjule disse steder, hvilket betyder, at BN-Abs ofte ikke genereres eller kun genereres efter langvarig infektion, da disse skjulte epitoper kan kræve mange runder af B-cellemutation og -selektion i GC for at opnå Abs med tilstrækkelig affinitet til at være neutraliserende. Måske paradoksalt nok opstår muligheden for immunsystemet til at generere BN-Abs ikke, hvis Abs, der er målrettet mod andre epitoper, hurtigt neutraliserer infektionen (Figurਃ A).

Immunresponskinetik påvirker Ab-diversitet, affinitet og hukommelsesdannelse

(A) Den indledende mangfoldighed af B-celle-reaktiviteter, der deltager i et immunrespons, er høj, mens deres antigenbindingsaffinitet generelt er lav. I løbet af denne præ-GC-fase differentierer præ-GC MBC'er og kortlivede PB'er (producerer abs med lav affinitet). Når først GC-reaktionen begynder, resulterer affinitetsbaseret selektion i en stigning i Ab-affinitet, mens diversiteten af ​​målrettede epitoper falder. Dette skyldes begrænset tilgængelighed af ressourcer (f.eks. antigen, Tꃎll-hjælp), der favoriserer dominante epitoper, som Abs med høj affinitet hurtigt kan genereres til. Når først GC'en når maksimal Ab-affinitet, begynder responsen at re-diversificere, hvilket nu tillader flere subdominante epitoper at blive målrettet. Sandsynligheden for at generere neutraliserende Abs med høj affinitet stiger hurtigt under den første fase af GC-reaktionen, men BN-Abs kræver ofte forlængede immunresponser på grund af deres epitoper er subdominante. Responsoutputtet er som trinvist: tidligt, hurtig PB-generering og MBC-differentiering, mens senere, når affiniteten øges, langlivet pc-generering.

(B) Immunresponset efter vaccination er normalt kortvarigt, med størrelsen afhængig af individets immunsystem. For at opnå vaccineeffektivitet hos en stor del af befolkningen, anvendes der ofte boostervaccination, der genkalder de allerede genererede hukommelsesceller. Den øgede størrelse og varighed af en sekundær respons forbedrer hukommelsesgenerering til punktet af tilstrækkelig kvantitet og kvalitet til beskyttelse.

GC, germinal center Ab, antistof BN-Ab, bredt neutraliserende Ab MBC, memory B celle mTfh, follikulær hukommelse Tꃎll PB, plasmablast PC, plasmacelle. ( ∗ når de fleste mTfh differentierer er stadig stort set ukendt)

En anden vigtig parameter for immunresponset, og derfor immunologisk hukommelse, er infektionsstedet, såsom luftveje, blod eller tarm. For Abs kan dette afspejles i valg af isotype (f.eks. udskilles IgA overvejende i slimhinden, mens IgG cirkulerer i blod og lymfekredsløb) og hukommelsessted PC persistens (tarm, milt, BM). Patogener fuldender ikke nødvendigvis hele deres livscyklus på ét sted, og både stedet og mekanismen for den første indtræden kan være uafhængig af resten af ​​infektionen. Derfor kan generering af et immunrespons, der forhindrer infektion i at ske, ikke nødvendigvis opnås ved et immunrespons, der retter sig mod en infektion i et sent stadium, da indtræden i værten på det tidspunkt ikke er et kriterium for værtens overlevelse.

Mange karakteristika ved et immunrespons bestemmes af typen af ​​infektion, men forskellighed i vigtige immunsystemkomponenter og aldersrelateret immundysfunktion kan føre til variabilitet i immunresponset hos hvert individ til det ene patogen. I en ekstrem form kan en virus være kontrolleret af én persons immunsystem, men være dødelig for en anden. Mere generelt betyder det, at der vil være variation inden for en population i kvaliteten og kvantiteten af ​​immunresponset på et patogen, en variabilitet der også vil forekomme som respons på vaccination. At finde den rigtige vaccineformulering og vaccinationsplan for at sikre en stærk og langvarig respons, der inducerer beskyttende immunhukommelse hos så mange individer som muligt, er afgørende for vaccinens succes (Figurਃ B). Vacciner givet i fravær af infektion kan bruge leveringsplaner, der fremmer langvarige immunresponser for at opnå langvarig beskyttende immunitet, da værtsoverlevelse på det tidspunkt ikke kræver hurtig udryddelse af patogenet. Mens nuværende vaccinationsstrategier kan generere holdbar hukommelse hos langt de fleste individer, er der grupper såsom ældre og immunsupprimerede, der viser dårlige immunresponser på både vaccination og infektion, hvilket ofte hænger sammen med at være mest udsat for alvorlig sygdom, som det i øjeblikket er eksemplificeret af coronavirus sygdom 2019 (COVID-19). Ved at analysere reaktioner på infektion ved vi, at immunitet, der opererer gennem Abs, skal omfatte Ab-reaktivitet, der (1) begrænser patogenets livscyklus, (2) aktiverer andre komponenter i immunsystemet, der er udviklet til at negere patogenet, (3) distribueres til passende dele af kroppen, (4) har tilstrækkelig affinitet til, at relativt lave mængder Abs vil være effektive til at neutralisere et patogenpodestof, og ideelt set (5) bør produceres i mange år.

At huske SARS-CoV-2: hvad vi ved indtil videre

Immunitet mod infektion kræver en passende form for immunologisk hukommelse på tidspunktet for geneksponering. For et patogen, der primært kontrolleres af Abs, kan dette enten være tilstrækkeligt Abs i kropsvæsker til at undertrykke infektion i starten, eller det kan være hukommelse B og T -celler, der kombinerer for hurtigt at producere PB'erne, som derefter vil udskille beskyttende Abs. De centrale spørgsmål med hensyn til immunitet over for alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infektion er som følger. Fører infektion eller vaccination til produktion af immunhukommelse, der vil neutralisere fremtidig infektion? Og hvor længe varer beskyttelsen, og er den i stand til at genkende varianter af SARS-CoV-2, der opstår i befolkningen?

Vi er stadig tidligt i at karakterisere immunresponser på SARS-CoV-2 og dets vaccinekandidater, hvilket betyder, at vi mangler de systematiske befolkningsundersøgelser, der er nødvendige for at bestemme det fulde omfang af beskyttelse, som tidligere infektion eller vaccination giver. Det er opmuntrende, at bekræftede rapporter om geninfektion er meget sjældne, og abs induceret af enten infektion eller vaccinekandidater omfatter kendte neutraliserende specificiteter. Der er al mulig grund til at være optimistisk med hensyn til immunitet mod SARS-CoV-2, der udvikler sig fra infektion og fra vaccination. Langt de fleste mennesker, der kom sig efter SARS-CoV-2-infektion, udviklede Tꃎll- og B-cellehukommelse. The MBCs found in recovered patients up to 6 months post infection produced Abs that neutralized SARS-CoV-2, indicating that they could produce PCs secreting protective Abs when re-stimulated. Remarkably, one recent study noted that MBCs increased in number and affinity in the 6 months post infection, implying an ongoing immune response despite the apparent clearance of the virus. Despite these findings, the novelty of SARS-CoV-2 means that uncertainty remains as to the durability of Ab production, reflected in contrasting studies noting decline or sustained production of Abs. But even if Ab amounts diminish over time, it appears very likely that persistent MBCs and Tꃎlls will rapidly produce additional, even improved, Abs on re-exposure. Definitive assessment of these aspects of immunity will require examination of COVID-19 patients several years post recovery, measuring specific Abs and memory B and Tꃎlls and correlating these with re-infection.

Understanding the requirements for Abs to neutralize SARS-CoV-2 is of major importance in predicting immunity following either infection or vaccination. If SARS-CoV-2 infection takes a severe course, GC formation is impaired, which will impact affinity maturation and memory quality and quantity, but it is unclear if this occurs during mild or asymptomatic infection. Having said that, the Ab structure required for neutralizing SARS-CoV-2 may not be particularly complex, as several of the reported neutralizing Abs contained few mutations, suggesting that they can be generated in relatively short-term GCs. Another encouraging aspect is that coronaviruses “proofread” their relatively large genome to maintain integrity, thereby limiting diversification, which is in contrast to most other RNA viruses that continuously evolve by mutating their genome. Nevertheless, some naturally occurring and experimental SARS-CoV-2 variants did circumvent neutralization by specific Abs while retaining infectivity. Importantly, these cases did not represent escape from the totality of anti-SARS-CoV-2 Abs present in serum of recovered patients but rather from a single species of Ab. While this emphasizes the value of the diversity of the immune response to SARS-CoV-2, it also shows why monitoring closely the viral strains circulating in communities is critical so as to adjust vaccines if required.

Recap

A hallmark of immune responses to pathogens is to create a memory of the response, which is the persistence of small numbers of pathogen-specific B and Tꃎlls and the PCs that secrete pathogen-specific Abs. Immune memory may block future infections without symptoms developing either by continued production of neutralizing Abs from long-lived PCs or, if that Ab amount diminishes, by recalling memory B and Tꃎlls to rapidly produce new PBs and thus restore high-affinity, neutralizing Abs in circulation. Protection from infection is also generated through vaccination, relying also on the continued or restored production of pathogen-specific, neutralizing Abs. The key challenges in establishing protective immune memory to a pathogen are producing high-affinity neutralizing Abs, maintaining production of such Abs, and counteracting any ongoing variability of the pathogen. The immune system has evolved to address these issues in the generation of memory, including affinity maturation in GCs, potentially life-long survival of PCs in specialized niches, and breadth of reactivity in MBCs. While these attributes frequently occur in response to infection, establishing PC𠅊nd thus Ab—longevity through vaccination remains inconsistent. Overall, however, the prospects of widespread immunity to SARS-CoV-2, either by infection or by vaccination, appear to be very strong, with durability being the remaining unknown that can only be answered with time.


How does your immune system store information on previous pathogens?

As a student, cells are often 'humanized' in class. Teacher said today that cells can recognize ɿoreign'. What is the mechanism behind this? Is it stored in genetic material? What's the chemistry behind it?

You should read up on the Major Histocompatibility Complex (MHC) molecules, which helps differentiate 'self' from 'non-self'. Wikipedia is a good place to start. The short answer is, yes it's genetic.

The cells that 'store' information of pathogens you've previously had an immune reaction to are called Memory Cells, and can either be B or T cells. T and B cells are part of your immune system, and each one has receptors on its cell membrane.

Each T and B cell will have a different shaped receptor on its surface, and a receptor will bind to a pathogen which matches the shape of that receptor. Different shapes are produced by combining the DNA which codes for the receptor in different permutations.

When your T or B cell receptors bind to a pathogen, that specific B or T cell (with its specific receptor) will multiply, meaning you produce a large number of cells with the same receptor in order to recognise and combat the infection. Also, some of the cells produced will become B or T memory cells, which remain in your body even after the infection is dealt with. These memory cells will retain that receptor specific to that bacteria/virus, and will allow you to fight it off quicker the next time you get infected. This is also how vaccines work.

Thank you so much! Do memory cells self proliferate?

Someone will likely write a more detailed response, but here's an encapsulated version from a graduate student studying immunology:

From the human perspective. One part of your immune system can recognize "foreign" in general but the cells have no memory. This is called innate immunity, and involves recognizing certain molecular patterns that are associated with pathogens. These cells do not need to be taught that a certain molecule is foreign as they express the receptors to recognize those foreign molecules right from the start. The presence of the genes for these receptors is likely due to natural selection driven by increased survival through disease resistance. Specific, unchanging genes code for these receptors. Immune cells in this category include macrophages, neutrophils, and natural killer cells. Innate immunity is the "first responder" to most insults/injuries to your body, but it has a limited amount of firepower.

The other arm of the immune system is called adaptive immunity it can recognize very specific "foreign" molecules and can become better at recognizing them through repeated exposure. This type of immunity includes T and B lymphocytes. I'm necessarily leaving out a ton of detail in terms of how these cells develop and function. T and B cells have a surface receptor that is used for recognition of other molecules which may or may not be "foreign". Unlike the surface receptors used by innate immune cells (the same type of receptor is identical on every immune cell), certain parts of these receptors have variable amino acid sequences that change the properties of the receptor (shape, charge, hydrophobicity, bulkiness). This in turn changes which molecule will bind best to the receptor. The consequence is that each T or B cell is unique and recognizes a different molecule than all the others. There are specific genes that code for the variable part of the receptor, and it's easiest to think of them as being structured like colored building blocks. You need one each of red, blue, and green to make the receptor, but there are potentially millions of alternative ways that your set of red, blue, and green gene blocks can be combined randomly to ultimately make the receptor. The fact that only certain combinations of red, blue, and green will result in immune cell recognition of, say, ragweed pollen is why only some people are allergic to ragweed. The repertoire of red, blue, and green "blocks" you have depends on what you inherit from your parents, and this is in part why allergies and autoimmunity can run in families.

Now, for "foreign" versus "self" recognition: This depends on your adaptive immunity. Autoimmune diseases are the result when something goes wrong, and your adaptive immune cells start reacting to "self" molecules. There are lots of ways for this to happen, and I won't go into that now. Normally, when each T or B cell is first formed, it is essentially shown a lineup of all the "self" molecules in your body that it could possibly encounter. If the very specific molecule that a given T or B cell recognizes with its receptor happens to be "self" then that cell immediately undergoes apoptosis so it doesn't start attacking any healthy, normal cells that happen to have that molecule. The end result of this selection process is that you should have only T and B cells capable of recognizing things that don't belong in your body. It's possible that you will never encounter some of the molecules that your cells can recognize or that some of the molecules they can recognize don't actually exist. Usually, the molecules recognized are harmful (bacteria, viruses, parasites) or associated with damage/injury (cancer), and your adaptive immune cells will respond to protect you. Other times, the molecules are things from your environment (pollen, cat hair, peanuts) that are not harmful. However, if you have T and B cells that recognize one or more of those harmless things then you will experience an immune response that we refer to as an allergy.


Laboratory of Immune System Biology

The major research activities of Laboratory of Immune System Biology (LISB) are focused on the basic genetics, molecular biology, and cell biology of the immune system, as well as on human disease informed by these more basic studies. How dysregulation of the immune system results in immunodeficiencies, autoimmunity, inflammation, allergy, chronic infections, and lymphoproliferative diseases and what strategies might be valuable for therapeutic or vaccine development related to these conditions as well as cancer are important topics of interest, as is the behavior of the meta-organism (the combination of the host and the commensal microbiota).

A key aspect of LISB research is the development and application of systems and quantitative approaches to dissect how the molecules, cells, and commensals studied by LISB investigators together shape emergent immune system behavior. Modern technology now allows the analysis of immune responses and host-pathogen interactions at a global level, across scales ranging from molecular interactions to intracellular signaling and gene regulatory networks to individual cell behavior to the functioning of a tissue, an organ, and the whole organism. The challenge is to organize and integrate this information to extract biological insights that can help enhance our understanding of how the immune system operates in health or disease or how pathogens affect their hosts. To move towards these goals, LISB scientists seek to collect detailed quantitative as well as qualitative data on the state, organization, and operation of the immune system to develop computational models (mechanistic, statistical, and machine-learning) that can be used to predict the behavior of a complex biological system, uncover the components involved, and help explain the mechanistic basis for physiological and pathological responses to infection or vaccination or to design new therapies or vaccines.

Achieving this goal requires an interdisciplinary effort, and LISB is designed to address this challenge. Although it is composed of independent laboratories, the LISB is intended to operate in many of its research efforts as an integrated group of scientists and support staff. Although it has been established within NIAID, it is expected to play a major role in fostering the growth of immunology and systems biology efforts across the National Institutes of Health (NIH) through its development of software tools for complex systems modeling, new experimental paradigms, advanced imaging modalities, high-throughput screening efforts, and novel approaches to microbiome analysis. LISB members are involved in an extensive web of formal and informal interactions with other intramural NIH scientists and with extramural groups in the United States and abroad that have a common interest in a systems approach to biology in general and immunology in particular.


B- og T-celler

Lymfocytter, som er hvide blodlegemer, dannes sammen med andre blodlegemer i den røde knoglemarv, der findes i mange flade knogler, såsom skulder- eller bækkenknogler. De to typer lymfocytter af det adaptive immunrespons er B- og T-celler. Om en umoden lymfocyt bliver til en B-celle eller T-celle afhænger af, hvor i kroppen den modnes. B-cellerne forbliver i knoglemarven for at modnes (deraf navnet &ldquoB&rdquo for &ldquobonemarrow&rdquo), mens T-celler migrerer til thymus, hvor de modnes (deraf navnet &ldquoT&rdquo for &ldquothymus&rdquo).

Figur (PageIndex<1>): T-celle af SEM: Dette scanningselektronmikrografi viser en T-lymfocyt. T- og B-celler kan ikke skelnes ved lysmikroskopi, men kan differentieres eksperimentelt ved at sondere deres overfladereceptorer.


Cellens molekylære biologi. 4. udgave.

Vores adaptive immune system saves us from certain death by infection. An infant born with a severely defective adaptive immune system will soon die unless extraordinary measures are taken to isolate it from a host of infectious agents, including bacteria, viruses, fungi, and parasites. Indeed, all multicellular organisms need to defend themselves against infection by such potentially harmful invaders, collectively called pathogens. Invertebrates use relatively simple defense strategies that rely chiefly on protective barriers, toxic molecules, and phagocytic cells that ingest and destroy invading microorganisms (microbes) and larger parasites (such as worms). Vertebrates, too, depend on such innate immune responses as a first line of defense (discussed in Chapter 25), but they can also mount much more sophisticated defenses, called adaptive immune responses. The innate responses call the adaptive immune responses into play, and both work together to eliminate the pathogens (Figure 24-1). Unlike innate immune responses, the adaptive responses are highly specific to the particular pathogen that induced them. They can also provide long-lasting protection. A person who recovers from measles, for example, is protected for life against measles by the adaptive immune system, although not against other common viruses, such as those that cause mumps or chickenpox. In this chapter, we focus mainly on adaptive immune responses, and, unless we indicate otherwise, the term immune responses refers to them. We discuss innate immune responses in detail in Chapter 25.

Figure 24-1

Innate and adaptive immune responses. Innate immune responses are activated directly by pathogens and defend all multicellular organisms against infection. In vertebrates, pathogens, together with the innate immune responses they activate, stimulate adaptive (more. )

The function of adaptive immune responses is to destroy invading pathogens and any toxic molecules they produce. Because these responses are destructive, it is crucial that they be made only in response to molecules that are foreign to the host and not to the molecules of the host itself. The ability to distinguish what is udenlandsk from what is selv in this way is a fundamental feature of the adaptive immune system. Occasionally, the system fails to make this distinction and reacts destructively against the host's own molecules. Sådan autoimmune diseases can be fatal.

Of course, many foreign molecules that enter the body are harmless, and it would be pointless and potentially dangerous to mount adaptive immune responses against them. Allergic conditions such as hayfever and asthma are examples of deleterious adaptive immune responses against apparently harmless foreign molecules. Such inappropriate responses are normally avoided because the innate immune system calls adaptive immune responses into play only when it recognizes molecules characteristic of invading pathogens called pathogen-associated immunostimulants (discussed in Chapter 25). Moreover, the innate immune system can distinguish between different classes of pathogens and recruit the most effective form of adaptive immune response to eliminate them.

Any substance capable of eliciting an adaptive immune response is referred to as an antigen (antilegeme generator). Most of what we know about such responses has come from studies in which an experimenter tricks the adaptive immune system of a laboratory animal (usually a mouse) into responding to a harmless foreign molecule, such as a foreign protein. The trick involves injecting the harmless molecule together with immunostimulants (usually microbial in origin) called adjuvants, which activate the innate immune system. Denne proces kaldes immunization. If administered in this way, almost any macromolecule, as long as it is foreign to the recipient, can induce an adaptive immune response that is specific to the administered macromolecule. Remarkably, the adaptive immune system can distinguish between antigens that are very similar—such as between two proteins that differ in only a single amino acid, or between two optical isomers of the same molecule.

Adaptive immune responses are carried out by white blood cells called lymphocytes. There are two broad classes of such responses𠅊ntibody responses og cell-mediated immune responses, and they are carried out by different classes of lymphocytes, called B cells and T cells, respectively. I antibody responses, B cells are activated to secrete antibodies, which are proteins called immunoglobulins. The antibodies circulate in the bloodstream and permeate the other body fluids, where they bind specifically to the foreign antigen that stimulated their production (Figure 24-2). Binding of antibody inactivates viruses and microbial toxins (such as tetanus toxin or diphtheria toxin) by blocking their ability to bind to receptors on host cells. Antibody binding also marks invading pathogens for destruction, mainly by making it easier for phagocytic cells of the innate immune system to ingest them.

Figure 24-2

The two main classes of adaptive immune responses. Lymphocytes carry out both classes of responses. Here, the lymphocytes are responding to a viral infection. In one class of response, B cells secrete antibodies that neutralize the virus. In the other, (more. )

In cell-mediated immune responses, the second class of adaptive immune response, activated T cells react directly against a foreign antigen that is presented to them on the surface of a host cell. The T cell, for example, might kill a virus-infected host cell that has viral antigens on its surface, thereby eliminating the infected cell before the virus has had a chance to replicate (see Figure 24-2). In other cases, the T cell produces signal molecules that activate macrophages to destroy the invading microbes that they have phagocytosed.

We begin this chapter by discussing the general properties of lymphocytes. We then consider the functional and structural features of antibodies that enable them to recognize and neutralize extracellular microbes and the toxins they make. Next, we discuss how B cells can produce a virtually unlimited number of different antibody molecules. Finally, we consider the special features of T cells and the cell-mediated immune responses they are responsible for. Remarkably, T cells can detect microbes hiding inside host cells and either kill the infected cells or help other cells to eliminate the microbes.

  • Lymphocytes and the Cellular Basis of Adaptive Immunity
  • B-celler og antistoffer
  • The Generation of Antibody Diversity
  • T Cells and MHC Proteins
  • Helper T Cells and Lymphocyte Activation
  • Referencer

By agreement with the publisher, this book is accessible by the search feature, but cannot be browsed.


West African Centre for Cell Biology of Infectious Pathogens, University of Ghana

The mission of The West African Centre for Cell Biology of Infectious Pathogens, University of Ghana (WACCBIP) is to conduct cutting-edge research and spearhead innovation to g uide development of new approaches to disease diagnosis, prevention, and control. The priority patho gens include protozoans causing diseases such as malaria and trypanosomiasis Mycobacteria, causing tuberculosis and Buruli ulcer other bacteria causing gastro-intestinal and blood infections and viruses, including HIV, rotaviruses, Influenza, and Dengue. For each of the priority diseases/pathogens, research is organized into five themes:

  • disease pathogenesis and immunity,
  • pathogen genomics/bioinformatics,
  • host genetics/genomics, host/pathogen interactions,
  • molecular diagnosis, molecular epidemiology for surveillance,
  • target discovery for drug and vaccine development.

There are also emerging themes in etiology of febrile illnesses in children, maternal health, and human genetics (infectious and non-communicable).

Continuously improving our research environment, WACCBIP has developed a Core facility to serve as a hub for collaboration among scientists in the sub-region with access to modern research equipment for analysis of samples and other services at reasonable cost.

Services to provided by the Core include high-throughput multi-color flow cytometry and cell-sorting, mass spectrometry, gene expression assays, primer synthesis, and expression and purification of proteins. In addition, the WACCBIP Core operates a laboratory supplies store, and build capacity and expertise for servicing and repair of equipment.

The WACCBIP Core facility also include a biomedical high-performance computing unit (BHPCU) to provide access to cluster computing services, and scientific software for data analyses, modeling/simulation, and information dissemination.

The Site Director

Professor Gordon Awandare Associate Professor/Director
Mobile: +233 54 371 7697
[email protected] [email protected]

Prof. Awandare is the Director of West African Center for Cell Biology of Infectious Pathogens ( WACCBIP ). His research focuses on the pathogenesis of Plasmodium falciparum malaria in children. There are two main branches of investigations, namely the role of the host immune response on one hand, and the mechanisms used by the parasite to propagate itself and cause disease. From the perspective of the host, we have been investigating the production of inflammatory mediators and the relationship between genetic variation in innate immune response genes and susceptibility to severe malaria in children. Our research on the Plasmodium parasite is aimed at gaining a better understanding of the mechanisms used for invasion of red blood cells. Therefore, a substantial aspect of our research efforts focus on characterizing the sialic acid-independent pathways of invasion and identifying novel receptors and ligands involved.

Site Mentors

Dr. Osbourne Quaye
Mobil: +233 (0) 303 933 223
[email protected]

Dr. Osbourne Quaye is the Head of the Virology Laboratory of the West African Centre for Cell Biology of Infectious Pathogens (WACCBIP) and very much interested in all viruses as pathogens. His research group currently works on gastrointestinal viruses including rotaviruses, noroviruses and adenoviruses to understand the influence of sanitation and zoonotic transmission on disease burden, virus diversity, and vaccine efficacy. The group also works on HIV latency and drug discovery, host genetic polymorphisms in hepatitis B, C and D infections, and the surveillance of filoviruses in bats, Epstein Barr and yellow fever viruses. Dr. Quaye is a Senior Lecturer at the Department of Biochemistry, Cell and Molecular Biology and the Head of Monitoring and Evaluation at WACCBIP, University of Ghana, Legon. He has an M.Phil. degree from the University of Ghana, Legon and a Ph.D. from the Georgia State University, Atlanta, GA. His research carrier as a Molecular Virologist started at the Centers for Disease Control and Prevention (CDC), Atlanta, GA as a Microbiologist in Molecular Virology.

Dr. Elvis K Tiburu
Mobile: +233 (0) 55 958 5194
[email protected] [email protected]

Dr. Elvis K. Tiburu obtained his PhD from Miami University specializing in Biophysics in 2004. He then went to Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Institutes of Medicine in Boston, USA to pursue postdoctoral training in Professor Jerry Goopman’s Laboratory. After three years at Beth Israel Deaconess Medical Center, he joined the Center for Drug Discovery, Northeastern University as an Assistant Research Professor. His responsibility at the time was to investigate the structure of G-protein coupled receptors and identify key binding sites for drug discovery purposes to treat drug abuse patients. He was a Visiting Scholar in 2012 to the Department of Biomedical Engineering, sponsored by the Carnegie Corporation of New York. During his stint as Visiting Scholar, he helped developed Graduate programs in the School of Engineering Sciences. After six months in Ghana, he returned to the USA and was later invited to join the faculty at the Department of Biomedical Engineering to help develop young talents in the field. He is currently the Head of Department of the Department of Biomedical Engineering. His research interest spans from structural biology to nanomaterials for drug delivery and includes

  • Structural Biology (NMR and EPR studies of macromolecules)
  • Developing nanomaterials for cancer treatments
  • Developing diagnostic tools for early detection of disease states
  • Developing biological Interface materials for infectious disease prevention
  • Natural products isolation and characterization
  • Targeted drug design and release

Dr. Elvis K Tiburu has been actively involved in University wide activities including the organization of Grant Writing Workshops to encourage young scientists to develop skills in Grantsmanship. He is a member of various interviewing panels to identify talented young Scientists to pursue postdoctoral training in other Universities. He is also a regular reviewer of Agencies and Donor sponsored grants. He has over 40 peer reviewed publications and several conference abstract proceedings. He was the Vice- and President of the Ghana Biomedical Convention from 2015 to 2017.

Yaw Asare Afrane
Mobil: +233 (0) 54 228 6113
[email protected]

Yaw Asare Afrane is trained in malaria vector and parasite biology and epidemiology with over 15 years of research experience in vector borne diseases. The focus of his research is on the ecology of malaria vectors and the Plasmodium parasite they transmit. He is currently studying how insecticide resistance affects the fitness of African malaria vectors and their vectorial capacity. Further, he is studying the interaction between resistant malaria vectors and anti-malaria drug tolerant malaria parasites to understand the potential for parasites to evolve drug tolerance by studying genetic variation. His studies are funded through an NIH/NIAD RO1 (R01AI123074). He has authored 45 peer-reviewed publications.


Se videoen: Mitose meiose (August 2022).