Virusinfektionen und das Immunsystem - Helmut Wieczorek
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Virusinfektionen und das Immunsystem
Helmut Wieczorek
1
Unser Immunsystem
Unterscheidung zwischen „Selbst“ und Fremd“
Schutz gegen Angriffe von außen
Viren, Bakterien, Pilze, Protozoen und Würmer
Trichinen
Herpesviren Schutz gegen Angriffe von innen
Pathologisch veränderte Zellen
Krebszelle
Lymphatische Organe
ca. 600 Lymphknoten,
Knochenmark, Thymus, Milz, Darm, Mandeln
Rhinoviren Plasmodium malariae
Leukozyten
Proteine
Candida albicans
Coronaviren
Mycobacterium tuberculosis Streptococcus pneumoniae Vibrio cholerae 2
Angeborenes Immunsystem Adaptives Immunsystem
Unspezifische Erkennung Viren Spezifische Erkennung
von Krankheitserregern von Krankheitserregern
Rasche Reaktion Langsame Reaktion
Rhinoviren
Dendritische Zellen B-Zellen
Adenoviren
Aufnahme von Antigenen in peripheren HIV Vorstadium von Plasmazellen, die
Bereichen, Antigen-Präsentation Infuenzaviren Antikörper produzieren und sezernieren
Natürliche Killerzellen T-Zellen
Coronaviren
Freisetzung lytischer Granula, Zytotoxische T-Zellen
die virusinfizierte Zellen töten 20-300 nm Pockenviren
T-Helferzellen, regulatorische T-Zellen
Kommunikation durch 100 Zytokine (Interleukine, Chemokine, Interferone)
3
Angeborenes Immunsystem
Produktion Natürliche Zytotoxische
von Interferon-α Killerzellen: T-Zellen:
und Interferon-β Töten Töten
infizierter Zellen infizierter Zellen
Virus-RNA/DNA-
Erkennung
Antikörper
Virus-Titer
Tage
Janeway (2018) Immunologie 4
Adaptives Immunsystem: B-Zellen
Antigen
B-Zell-Rezeptor
Antigen
B-Zelle
Antigen
Antikörper
Theoretisch mögliche Diversität
1013 verschiedene B-Zell-Rezeptoren = 1013 verschiedene Antikörper
Campbell (2019) Biologie Janeway (2018) Immunologie 5
Adaptives Immunsystem: T-Zellen
Helferzelle Zytotoxische Zelle
Dendritische Zelle
T-Zelle
Janeway (2018) Immunologie 6
Adaptives Immunsystem: T-Zellen
MHC (HLA) + T-Zell-Rezeptor
Antigen präsentierende Dendritische Zelle
MHC (HLA)
Helferzelle Zytotoxische Zelle
Major Histocompatibility Complex
Human Lymphocyte Antigen Peptid-Antigen
Dendritische Zelle
T-Zell-Rezeptor
T-Zelle
T-Zelle
Theoretisch mögliche Diversität
1018 verschiedene T-Zell-Rezeptoren
Janeway (2018) Immunologie 7
Coronaviren und Atemwegserkrankungen
HCoVs 229E, OC43, NL63, HKU1 SARS-CoV-2 SARS-CoV (since 2002, ca. 10% deaths)
ca. 2% deaths MERS-CoV (since 2012, ca. 35% deaths)
Replication throughout respiratory tract
Sariol (2020) Immunity 53 Asymptomatic to severe pneumonia
8
SARS-CoV-2 und Covid-19
Bronchien
Alveolarsäckchen
Luft
Alveole O2
ca. 300 Millionen
CO2 Gas-permeables
Alveolarepithel
Kapillare
Sariol (2020) Immunity 53 9
SARS-CoV-2 bindet an ACE2 der Wirtszelle
ACE2: Angiotensin converting enzyme 2
Spike protein
ACE2 interactions
Additional host interactions
Heightened protease sensitivity
0,1 μm
Alveolar
epithelial
cell
verändert nach Qing and Gallagher (2020) Trends in Immunology, 41 10ACE2 und das Renin-Angiotensin-System
Angiotensin I
AI
A II AT1
A (1-9)
Vasoconstriction
Hypertension
Cardiac hypertrophy
Garvin et al. (2020) eLife 9 11Organabhängige Expression von ACE2 Vabret et al. (2020) Immunity 52 12
Immunantwort nach Infektion mit SARS-Cov-2 Matheson and Lehner (2020) Science 369 13
Zytokinsturm
IL-1β P
IL-2 P
Cytokine production
IL-6 P
IL-17 P Excessive circulating
cytokine level
G-CSF P
IFN- P
IP-10 P
TNF-α P
IL-10 A
IL-18 A
Cytokine induced
MIP1α C „collateral damage“
MCP-1 C
IL-8 C
P: proinflammatory
A: antiflammatory
C: chemokine
Fajgenbaum,et al. (2020) N Engl J Med 383 14Bradykinin-Sturm
Analyse der Genexpression in der Lunge
AT2, Bradykinin-Way
ACE
ACE2, Renin, AT1 Vasodilation Pulmonary edema
Hyper-permeability
HA synthesis
HA degradation
Arg Pro Pro Gly Phe Ser Pro Phe Arg
Angiotensin I AT2
aktiviert
AT1
HA can absorb more
than 1,000 times its
Vasoconstriction own weight in water
Hypertension to form a hydrogel
Hyaluronic acid (HA)
Cardiac hypertrophy
Chain of 50,000 GlcA-GlcNAc-units 15
Verändert nach Garvin et al. (2020) eLife 9Covid-19: Bekannte Risikofaktoren
Alter (Immunseneszenz)
Herzkreislauferkrankungen
Diabetes
Erkrankungen des Atmungssystems
Erkrankungen der Leber
Erkrankungen der Niere
Krebserkrankungen
Geschwächtes Immunsystem
Adipositas
Rauchen
16approx.
Covid-19: kürzlich entdeckte Risikofaktoren
Autoantikörper gegen Interferone
Asymptomatic/mild Autoantibodies
0/663 (0%)
Life-threatening
101/987 (10,2%) IFN-α/β
IFN α/β secretion
x
SARS-Cov-2
Entry via ACE2
Antiviral proteins
Signal transduction
IFN-sensitive genes
Viral RNA sensing
verändert nach Bastard et al. (2020) Science 370 17Covid-19: kürzlich entdeckte Risikofaktoren
Geschlechts-abhängige Immunantwort
Männer haben ein ca. 2x höheres Sterblichkeitsrisiko als Frauen
3 IFN α/β secretion
5
SARS-Cov-2
Entry via ACE2
2 Signal transduction
4
6
1 Viral RNA sensing
Faktoren erhöht bei
/ Frauen oder Männern
verändert nach Takahashi and Iwasaki (2021) Science 371 18Wie können wir selbst unser Immunsystem stärken?
Vitamin D unterstützt das Immunsystem
Angeborene Immunität Adaptive Immunität
Aktivierung von Antigen-präsentierenden Zellen Unterstützung der T Zell-Reifung
Hemmung der Expression entzündungsfördernder Zytokine Unterdrückung von proinflammatorischen T-Zellen
Harrison et al. (2020) Calcified Tissue International 106 19Wie können wir selbst unser Immunsystem stärken?
Bewegung stimuliert das Immunsystem
Walking bout (30-45 min)
Degree and duration of change
Nieman and Wentz (2019) J. Sport and Health Science 8 20Sie können auch lesen
