Программа семинаров и самостоятельной работы студентов факультета естественных наук Курс 4-й, 7 cеместр Учебно-методический комплекс Новосибирск, 2013 Учебно-методический комплекс «Спецсеминар по иммуногенетике»

Скачать 0.88 Mb.

Название	Программа семинаров и самостоятельной работы студентов факультета естественных наук Курс 4-й, 7 cеместр Учебно-методический комплекс Новосибирск, 2013 Учебно-методический комплекс «Спецсеминар по иммуногенетике»
страница	4/7
Дата публикации	15.04.2015
Размер	0.88 Mb.
Тип	Программа

100-bal.ru > Право > Программа

1 2 3 4 5 6 7

Ксенотрансплантации

Ситуация в мире с дефицитом донорских органов. В нашей стране лишь около 30% пациентов из листа ожидания доживают до трансплантации.

История ксенотрансплантаций с античного периода - (1000 до Р.Х.): обнаружение восстановленных зубов у человеческих мумий из костей животных. Начало 17 века - пересадка костей черепа собакам, кожи лягушек при лечении ожогов и язв у человека, почек обезьян человеку. Работы российского хирурга-трансплантолога В. Демихова. В 1950 году в СССР ученый Владимир Демихов успешно пересадил голову одной собаки на тело другой. Двухголовая собака прожила около месяца.

Главная проблема ксенотрансплантаций – иммунологическое отторжение донорской ткани или органа. Механизмы развития иммунного ответа при ксенотрансплантациях.

Какие применяют ксенотрансплантации:

Кожу свиньи активно используют в пластической хирургии. Иммунная система человека не реагируют на содержащиеся в ней белки, и отторжения пересаженных тканей не происходит.
Нервные клетки, взятые из свиных эмбрионов и введенные в поврежденный спинной мозг человека, могут вернуть полностью парализованному человеку частичный контроль над своим телом.
Ксенотрансплантация хрящевой и костной ткани
Ксенотрансплантация твердой оболочки мозга

Этические и теологические проблемы ксенотрансплантаций. Проблема и угроза ксенозов при ксенотрансплантациях - реальная основа распространения вирусов животных в человеческой популяции. Опасность заражения человека при ксенотрансплантации прионовыми агентами. Использование трансгенных животных, сингенных с человеком по генам тканевой совместимости.

Иммуногенетика репродукции млекопитающих

Роль иммунной системы на стадии выбора брачного партнера. Снижение привлекательности самцов , зараженных инфекционными агентами или при активации иммунной системы неинфекционными антигнами. Роль гаплотипа МНС в выборе брачного партнера. Роль иммунных эффекторных механизмов для успешной имплантации плода. Роль лимфоцитов децидуальной оболочки – натуральных киллеров, Т-лимфоциов и макрофагов. Роль молекул HLA на ранних этапах беременности. Для вынашивания полуаллогенного плода имеет место взаимное иммуноадаптирование организма плода в организме матери. Ведущая роль механизмов врожденного иммунитета в иммунопривилегии плода. Беременность тотально аллогенным плодов при использовании новых репродуктивных биотехнологий – ЭКО – экстракорпоральное оплодотворение при использовании донорских яйцеклеток и сперматозоидов. Разнообразие механизмов иммунопривилегии плода:

Участие МНС на всех этапах репродуктивного процесса – выбор сексуального партнера в соответствии с гаплотипом МНС, как физиологические запреты, препятствующие появлению МНС-гомозиготного потомства, реализующиеся на уровне невынашивания беременности и другой акушерской патологии. Плацента – уникальное образование, в котором представлены клетки двух генетически разнородных организмов – матери и плода. Плод как полуаллогенный (или полностью аллогенный у суррогатной матери) трансплантат. Беременность - результат сложного взаимодействия между организмом матери и плодом. Относительность трофобластного барьера. Механизмы толерантности матери к АГ плода. Феномен беспорядочной экспресии тканеспецифических белков в медуллярных эпителиальных клетках тимуса. Эффект микрохимеризма – проникновение клеток плода в циркуляцию матери и заселение органов, в том числе, тимуса. Цитокиновый профиль беременных, способствующий сохранению плода. На клетках трофобласта не экспрессируются (или слабо экспрессируются) классические молекулы МНСI. Это единственные из ядросодержащих клеток организма, которые не экспрессируют МНСI. Механизм отсутствия экспрессии МНСI связан особенностями транспорта цитозольных пептидов, препятствующих встраиванию их в молекулы МНСI. Без этого МНСI не могут быть экспрессированы на поверхности клеток. В тоже время на клетках трофобласта выявлены неклассические молекулы МНСI – у человека это HLA-E и HLA-G. Они не участвуют в представлении АГ Т-лимфоцитам, но их распознают рецепторы клеток врожденного иммунитета NK и Тγδ. После распознавания указанные клетки генерируют ингибирующие сигналы для цитолитической активности Ткиллеров. Исключительно важной для сохранения плода является роль растворимых изоформ HLA-G, которые блокируют рецепторы NK, а также подавляют секрецию ИНФγ цитотоксическими Т-лимфоцитами и усиливают ими секрецию ТФРβ. Показано, что HLA-G синтезируется самой бластоцистой и что только эмбрионы, секретирующие растворимую изоформу HLA-G, способны к имплантации.
Толерантность матери к АГ плода объясняют два механизма: 1) Недавно открытый феномен беспорядочной экспресии тканеспецифических белков в медуллярных эпителиальных клетках тимуса безусловно обеспечивает иммунологическую толерантность плода, но только к АГ матери, но не отца. 2) В последние годы стало известно, что в процессе беременности наблюдается так называемый эффект микрохимеризма – клетки плода проникают в циркуляцию матери и заселяют органы, в том числе, тимус. При этом в тимусе на основе иммунного распознавания непрерывно происходит делеция материнских Т-лимфоцитов, распознающих АГ плода и происходит генерация Трег, обеспчивающих периферические механизмы толерантности. После родов происходит освобождение организма матери от клеток плода. Однако фетальный микрохимеризм может поддерживаться в печени и мозге матери в органах, в которых клетки плода малодоступны иммунной системе. В дальнейшем это может быть причиной тяжелых патологических проявлений.
В результате активного действия клеток трофобласта за счет его цитокинов в децидуальной оболочке формируется специфическое иммунное микроокружение, защищающее плод. Эндометрий в узком временном промежутке (имплантационное окно) чувствителен к адгезивному воздействию бластоцисты. Здесь многое зависит от благоприятного фона со стороны иммунной системы матери. В первые недели беременности в децидуальной оболочке в основном накапливаются NK (80 %) и макрофаги (10 %). Показано, что они концентрируются в месте имплантации, и, хотя и секретируют цитокины, но обладают ограниченной цитолитической активность. Как уже было сказано, активность их блокируется молекулами HLA-G. При беременности в децидуальой оболочке матки значительно увеличивается количество Тγδ-лимфоцитов, они как известно способны распознавать неклассические МНС антигены плода. Однако эти клетки, также как и макрофаги, секретируют ИЛ-10, ИЛ-11 и ТФРβ, подавляющие иммунитет.регуляторная роль макрофагов в плаценте. В-лимфоциты в децидуальной оболочке отсутствуют. У беременных, начиная с 1 триместра, увеличивается содержание в периферической крови Т-регуляторов. На их долю приходится 14% всех CD4+ лимфоцитов децидуальной оболочки.
Еще одним механизмом, обеспечивающим толерантность матери, является индукция клетками трофобласта апоптоза потенциально опасных для плода материнских лимфоцитов по Fas зависимому пути.
На границе соприкосновения клеток матери и плода клетками трофобласта секретируются растворимые вещества с иммуносупрессирующей активностью.
Самые ранние этапы беременности контролируются прогестероном, хорионическим гонадотропином и другими гормонами, обладающими иммуннодепрессивной активностью. Прогестерон и эстрадиол регулируют в мукозальной иммунной системе транспорт иммуноглобулинов, уровни цитокинов, распределение клеточных популяций, презентацию антигенов и т. д. в процессе репродуктивного цикла: оплодотворение, имплантация, беременность, роды.
На процесс имплантации и инвазии трофобласта влияют многие регуляторные и провоспалительные цитокины, муцины, компоненты комплемента, молекулы адгезии, матриксные металлопротеиназы. Все это создает иммунологический фон с преобладанием Тх2, благодаря чему становится возможной продукция блокирующих факторов, скрывающих антигены трофобласта от иммунной системы матери. Большая роль при этом отводится ТФРβ, обладающему иммунносупрессивной активностью в отношении иммунокомпетентных материнских клеток.
Существенную роль в предотвращении отторжения плода придают белку ТJ6, который присутствует в высочайших концентрациях при имплантации и сохраняется на высоком уровне в течение всей беременности. У женщин с нормально протекающей беременностью он постоянно присутствует на поверхности И-лимфоцитов. Напротив, экспрессия NJ6 на циркулирующих NK связана с неблагоприятным исходом беременности. Прогестерон стимулирует выработку ТJ6.
Существенное внимание уделяется также роли апоптоза при бременности как важнейшего механизма инвазии трофобласта и трансформации децидуальной ткани. Ограничение материнского иммунного ответа достигается связыванием FasL, на поверхности клеток трофобласта с рецепторами Fas на активированных лимфоцитах матери. Нарушение апоптоза ассоцируется с патологическими изменениями слизистой оболочки матки и реализацией аутоиммунных механизмов осложнений беременности.
Локально иммунная привилегия плаценты обеспечивается также иммунносупрессивной молекулой 2,3-дэоксигеназой, уменьшающей содержание триптофана ниже порога нормального функционирования Т-лимфоцитов, а также Трег. Содержание Трег в достигает максимума в 2-м триместре беременности, в зоне непосредственного децидуальной оболочки с тканями плода на их долю приходится 14% от числа всех Т-лимфоцитов.
Что касается роли АТ при развитии беременности, то их количество возрастает до максимума в поздние сроки. Прежде всего – это АТ на эпитопы HLA. Они не только не играют никакой деструктивной роли, но предохраняют плод от повреждения факторами клеточного иммунитета матери. Единственный пример повреждения плода материнскими антителами – это гемолитическая болезнь новорожденных, вызываемая антителами против резус фактора – Rh.
Однако говорить о беременности как о иммунодефицитном состоянии вряд ли возможно, так как у беременных сохранен и гуморальный и клеточный иммунный ответ.
Ведущей системой иммунитета материнского организма, определяющей механизмы иммунной привилегии плода является врожденный иммунитет.

Вакцины. Прошлое, настоящее и будущее.

История развития вариоляции и вакцинации – история зарождения иммунологии. Работы Э. Дженнера и Луи Пастера. Принципы вакцинации по Пастеру. Иммунологическая память как основа вакцинирования. Пассивная иммунизация (естественная и искусственная). Активная иммунизация (естественная и искуственная).

Типы вакцин:

Живые аттенуированные
Инактивированные (убитые)
Синтетические, содержащие очищенные компоненты микроорганизмов
Рекомбинантные, полученные методами генной инженерии
Антиидиотипические вакцины
Комбиниованные вакцины
Генетические, или ДНК-вакцины
Съедобные вакцины
Терапевтические вакцины

Принципы топической иммунизации. Лимфоидные образования слизистых оболочек. Морфологические особенности – наличие фолликулярно-ассоциированного эпителия, специальных М клеток. М клетки захватывают антигены из просвета кишечника или дыхательных путей и доставляют их в ниже расположенную лимфоидную ткань. Между эпителием и фолликулом – сеть дендритных клеток и тканевых макрофагов, первыми контактирущими с преодолевшим эпителиальным барьером антигеном. Они далее представляют антиген Т- лимфоцитам. Система секреторного IgA слизистых. Антибактериальные, антивирусные и антиаллергенные свойства IgA.

Энтеральные, или мукозальные вакцины. Адъюванты мукозальных вакцин – мутантные формы холерного токсина, липопротеины, синтетические компоненты сапрофитных микроорганизмов.

Адъюванты в составе вакцин. Масляные эмульсии – адъюванты Фрейнда и монтаниды. Липосомы. Экзосомы. Осложнения при применении вакцин.

Неэффективность классических натуральных (убитых и аттенуированных живых вакцин на основе целых микроорганизмов) в отношении хронических инфекционных заболеваний и неопластических процессов. Сложность и параллельная вовлеченность множества молекулярных систем, обеспечивающих иммуносупрессию, а, следовательно, выживание и распространение вирусов в организме. Использование генно-инженерных вакцин – упрощенных моделей возбудителей не обнаруживает преимуществ перед натуральными вакцинами. Все это свидетельствует о формировании патологической иммунной привилегии.

Коллизии и надежды вакцинологии.

Замечательные успехи вакцинологии достигнуты с самоограничивающимися инфекциями, которые приходят и уходят. Попытки осуществить профилактику таких хронических инфекций, как ВИЧ, гепатиты, туберкулез, которые приходят и остаются, т. е. персистируют в организме, терпят неудачу. У таких возбудителей превосходно развиты системы ускользания от факторов иммунитета.

Поражает изощренность природы в отношении царства вирусов – выбор генетического материала (все возможные формы РНК и ДНК) и его реализации в клетке хозяина, распространение по всем живым организмам, установление различных отношений с хозяином, молекулярная мимикрия и другие приемы, обеспечивающие ускользание от атаки иммунной системы хозяина. Хроническая вирусная инфекция как форма существования вируса и хозяина, сложилась в процессе эволюции. Средств ускользания вируса от иммунной системы столько, сколько вирусов и направлены они на дезорганизацию иммунной системы. Превосходство в скорости размножения вирусов и мутации их генома над темпами развертывания защитных реакций. Вирусы обусловливают дезорганизацию работы сотен генов хозяина.

В настоящее время иммунологи не располагают знанием, как формируется специфический иммунный ответ организма, пораженного такими инфекциями, и знанием как преодолеть возникающую патологическую иммунную толерантность и привилегию.

Ожидаемые события в развитии вакцинопрофилактики в ближайшие 20 лет.

Возрастание применения прививок против инфекционных заболеваний, применение вакцин для профилактики и иммунотерапии соматических, аллергических, аутоиммунных и онкологических болезней. В рамках среднесрочного прогноза в качестве приоритетных целей признается разработка вакцин против ВИЧ-инфекции, венерических заболеваний, малярии, туберкулеза, конструирование вакцин для защиты от биотеррористических актов. Долгосрочный прогноз ставит задачи усовершенствование имеющихся и создание новых вакцин даже против тех инфекций, которые в настоящее время не представляют опасности, использование достижений геномики, протеомики и молекулярной иммунологии, создание нового поколения адъювантов, расширение работ по получению модификаторов функций врожденного иммунитета и сигнальных путей этих рецепторов, создание неинъекционных способов вакцинации, нановакцин и т. п.

Использование модификаторов толл-подобных рецепторов клеток врожденного иммунитета и их сигнальных путей для повышения эффективности вакцинации. Разработка агонистов толл-подобных рецепторов семейства CpG для применения в качестве адъювантов при некоторых онкологических заболеваниях. Вакцины для иммунотерапии хронических неинфекционных заболеваний и вредных привычек

ДНК-вакцины – современное состояние и перспективы

ДНК-вакцины. История разработки ДНК-вакцин 1990-5 гг. Первая ДНК-вакцина создана против гриппа учеными фирм «Мерк» и «Викал».

Методы получения ДНК-вакцин:

Генетическая конструкция в качестве ДНК-вакцины содержит ген, кодирующий антигенный белок (или несколько антигенов), специфичный для данного патогена, и генетические элементы, необходимые для экспрессии целевого гена в клетках человека. Ее клонируют в плазмиду. Такая плазмидная ДНК вводится в бактериальные клетки, чтобы наработать достаточное количество копий, а затем после очистки – в организм реципиента.
Введенная ДНК акцептируется клетками организма, попадает в ядро и находится там как кольцевая нереплицирующаяся эписома, а закодированные в генах белки экспрессируются
Чужеродные белки, производящиеся клетками организма-хозяина, процессируются протеосомами и представляются клетками иммунной системы, вызывают специфический имммунный ответ
Синтезируемые чужеродные белки могут также высвобождаться во внеклеточное пространство. Такие антигены вызывают в основном развитие гуморального иммунного ответа

Методы введения ДНК-вакцин – внутримышечный, подкожный, введение сорбированных на микроскопических золотых гранулах с помощью генного пистолета, с помощью микроконтейнеров, состоящих из биодеградируемых полимеров, а также в спреях.

Особенности и механизм развития иммунного ответа при введении ДНК-вакцин. Ответ врожденной ветви иммунитета на антиген, синтезирующийся при экспрессии введенной генетической конструкции. Роль Толл-подобных рецепторов. Бактериальная (плазмидная) ДНК способна активировать факторы врожденного иммунитета путем индукции провоспалительных цитокинов – ИНФ и ИЛ-12. Плазмидный вектор – эффективный адъювант при ДНК-вакцинации. Иммуностимулирующий эффект плазмидной ДНК, составляющей каркас ДНК-вакцин за счет неметилированных цитозин-фосфат-гуанин (CpG) –динуклеотидов, распознаваемых Толл-рецептором 9. Что выступает в качестве АПК при ДНК-вакцинации? Возможна ли прямая трансфекция дендритных клеток? Процессинг и презентация антигена. Развитие иммунного ответа по Тх1 типу. Способы усиления эффективности ДНК-иммунизации – включение в плазмиду генов цитокинов, костимулирующих факторов (В7-1,CD40 и др.).

Преимущества генетической иммунизации ДНК вакцинами:

Можно не опасаться реверсии вакцины к вирулентной патогенной форме и распространения инфекционной вакцины в популяции
При ДНК вакцинации нарабатываются более высокоаффинные антитела
Антитела и активированные Т-лимфоциты образуются только к интересующему белку, а не примесям, совыделяемым при обычном способе получения антигена
Антиген презентируется иммунной системе в нативной конформации
Их можно относительно легко и быстро приготовить в больших количествах
Они не требуют никаких специальных условий транспортировки или хранения
Значительно дешевле по сравнению с обычными вакцинами

Использование ДНК-вакцинации для научно-исследовательских целей:

Получаемые таким способом антитела актуальны для использования в проточной цитометрии, а также для диагностических и терапевтических целей
Для получения моноклональных антител гибридомной технологией, получение библиотеки одноцепочечных антител фаговым дисплеем
Внося мутации в ген, кодирующий белок-антиген, можно получить антитела, различающие аллельные варианты белка или штаммы вируса.

Близкими к ДНК вакцинам по механизму действия являются дендритные вакцины. Дифференцировка дендритных клеток, захват, процессинг и презентация антигенов. Презентация экзогенных, эндогенных антигенов. Кросспрезентация и презентация небелковых антигенов. Созревание и миграция дендритных клеток. Роль дендритных клеток в активации Т-лимфоцитов и в поддержании Т-клеточной памяти. Взаимодействие дендритных клеток с лимфоцитами врожденной системы иммунитета. Роль дендритных клеток в поддержании иммунологической толерантности и ее срыве. Заболевания, связанные с нарушением функций и дифференцировки дендритных клеток.

Выделение и культивирование дендритных клеток для конструирования дендритных вакцин. Методы получения клеточных вакцин на основе дендритных клеток. Методы трансфекции дендритных клеток.

1 2 3 4 5 6 7

	Учебно-методический комплекс Новосибирск 2015 Учебно-методический... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов VI курса факультета естественных наук, направление подготовки 020400 68 «Биология...		Учебно-методический комплекс новосибирск 2013 Министерство образования и науки РФ Основы информационной культуры : учебно-методический комплекс / сост. Н. А. Проходова, Э. С. Бауман; ред. Т. Н. Широкова. – Новосибирск...
	Учебно-методический комплекс предназначен для студентов I курса факультета... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов I курса факультета естественных наук, направление подготовки 020201 «Биология...		Учебно-методический комплекс предназначен для студентов IV курса... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов IV курса факультета естественных наук, направление подготовки 03. 01 «Биология...
	Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 1 курса факультета... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 1 курса факультета естественных наук, направление подготовки 020400 «Биология...		Учебно-методический комплекс для студентов юридического факультета... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов юристов ОмГУ. В нем представлены программа дисциплины «Криминалистика», нормативные...
	Учебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания... ...		Учебно-методический комплекс Москва 2013 Учебно-научная серия «Библиотека... Политическая глобалистика: Учебно-методический комплекс. — М.: Макс пресс, 2013. — 95 c
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Макроэкономика» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оптимальных решений» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных, практических и лабораторных...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «судебная медицина» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Искусствоведение» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Медиапсихология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психология стресса» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...

Похожие: