المحاضرة 6 - مناعة نظري

Principles x of Antibody Production

شرح الجزء 1 اضغط هنا

شرح الجزء 2 اضغط هنا

شرح الجزء 3 اضغط هنا

شرح الجزء 4 اضغط هنا

شرح الجزء 5 اضغط هنا

شرح الجزء 6 اضغط هنا

شرح الجزء 7 اضغط هنا

شرح الجزء 8 اضغط هنا

شرح الجزء 9 اضغط هنا

اسلايد المحاضرة اضغط هنا  وصلت الى نهاية صفحة 20

The blood contains two types of white blood cell or leukocyte

Phagocytes ingest bacteria by endocytosis

Lymphocytes B cell ( produce antibodies

__________________1

Antibodies

• Antibodies are proteins secreted by B cells that specifically bind to a foreign substance Antigen

• Antigens :are foreign substances that stimulate the production of antibodies

Many of the molecules on the surface of viruses and bacteria are antigens

_____________________2

Antibodies are specific- they usually bind to only one specific antigen.

• لكل antigen جسم مضاد خاص به فقط ويرتبط معه فقط 
• لان الجسم المضاد يغير مفاتيح الارتباط ( رمز الارتباط - شكله ) كي يلائم رمز او شكل الـ antigen  
• antibody - نثية
• antigen - فحل
• 1- antibody = paratope 
• 2- antigen = epitope 
• الفحل يمرض النثية

_________________3

Production of Antibodies by Lymphocytes

A lymphocyte can produce only one type of antibody so a huge number of different types are needed

• الخلية اللمفاوية نوع B تستطيع ان تنتج اجسام مضادة من نوع واحد عند مهاجمة الكائن الدخيل الجسم
• معنى هذا ان الجسم لا يستطيع الدفاع عن نفسه اذا دخل اكثر من دخيل مختلف
• اي اصيب مثلا بكورونا وبنفس الوقت اصيب ب سارس 1
• سيكون الجسم عادة جسم مضاد خاص بكورونا لكن سارس 1 لن تتلود اجسام مضادة خاصة له

Each lymphocyte has some of its antibody on its surface...

___________________4

The antigens of a pathogen bind to the antibodies in the surface membrane of a lymphocyte...

... This activates the lymphocyte.

__________________5

The active lymphocyte divides by mitosis to produce a clone of many identical cells

MITOSIS

The clone of cells starts to produce large quantities of the same antibody...

• clone - استنساخ : استنساخ كيلون الباب
• يعني لازم الـ paratope يطابق الـ epitope

... the same antibody needed to defend against the pathogen!

الصورة اعلاه كاملة للسلايد

_________________6

Most microbes have more than one antigen on their surface, so...

...they stimulate more than one type of lymphocyte...

...resulting in the production of many different antibodies.

These are called polyclonal antibodies. 

الأجسام المضادة متعددة النسائل polyclonal antibody : هي أجسام مضادة تفرزها نسائل مختلفة من الخلايا البائية ضمن الجسم. وهذه الأجسام عبارة عن مجموعة من جزيئات الغلوبيولين المناعي تتفاعل ضد مولد ضد محدد وكل منها يتعرف على حاتمة مختلفة

السلايد كامل

____________________7

كلمات واردة في المخطط

Structure of an antibody

antigen binding site

variable constant

antigen binding site

light chain

heavy chain

________________8

What is an antibody?

• Protein secreted by B-cells that specifically bind a foreign substance (antigen)

• Immunoglobulin domains

1. Immunoglobulin = antbody
2. Immunoglobulin :  الغلُوبولين المَناعِيّ  هو بروتين على شكل حرف Y الإنكليزي ويتواجد في الدم والسوائل الجسمية الأخرى في الفقاريات، ويتم استخدامه من قبل جهاز المناعة للتعرف على الأجسام الأجنبية وتحييدها مثل البكتيريا والفيروسات
3. فائدة الجسم المضاد هي التحييد وليس القتل

• CDRs = Complementarity-determining Regions 

• Fab= Fragment antigen binding
• Hinge
• Fc= Fragment crystalline
• F(ab)'2= Protease digestion still useful to bind antigen

Protease : هي مجموعة من الإنزيمات البروتينية تعمل على تحلل جزيئات البروتين الكبيرة وتجزئتها إلى بروتينات قصيرة

- Protease : يشبه اللحيم في مهمته ( كبس الجسم الماضد مع المستضد )

______________9

Stages in Antibody Production

1.Antigen presentation

2.Activation of helper T-cells

3.Activation of B-cells

4.Production of plasma cells

5.Production of memory cells

________________10

Antibody Production: The Primary Response

Step 1: Antigen Presentation

Antigen

Macrophages take in antigen by endocytosis

The macrophage processes the antigen and attaches it to a membrane protein called a MHC protein

The MHC protein is moved to the cell surface membrane by exocytosis so that the antigen is displayed on its surface.

مُعَقَّدُ التَّوافُقِ النَّسيجِيِّ الكَبير- Major histocompatibility complex

سمي هذا البروتين بهذا الاسم لانه مزود بواسمات "الذاتية "، حيث ان دوره في الجسم هو تحديد ما هو ذاتي وما هو "غريب ".

• طرد الممحصين واجب = exocytosis - MHC
• عزيزي المخرج ( ecocytosis ) اعرضلي ( display ) المستضد على الغشاء السطحي الخلوي

MHC protein

السلايد كله

تلخيص لما ورد اعلاه

ملاحظة

• histocompatibility complex class I = MHC 
• MHC = يمحص - يعني توافق نسيجي

• Enhances the destruction of infected cells by CTLs.
• prevents uninfected cells from being killed by NK cells

ملاحظة 

•  CTL =  cytotoxic T lymphocyte - CD8
• يعني بغداد بعد اعدام صدام ادمرت بالمفخخات ( تدمير الخلية المصابة )
• CTL - الكتل بعد اعدام صدام صار ابلاش

يعني باختصار

1. خلية مصابة : تقتل بواسطة CD8 
2. خلية غير مصابة : تنجوا بواسطة NK cell

______________10

Step 2: Activation of Helper T-cell

receptor

CD4+ : Helper T-cell

Helper T-cells have receptors on their cell surface membranes which can bind to antigens presented by macrophages.

• ماكرون ( macrophage ) يقدم نموذج صغير للمستضد الى لبنان ( T helper cells ) . وبعد ارسال النموذج سوف تتنشط لبنان T helper cells

Helper T-cell binds to macrophage presenting the antigen

Macrophage sends a signal to activate the helper T-cell

__________________11

Step 3: Activation of B-lymphocytes

B-cells have antibodies in their cell surface membranes

• لبنان ( T helper cells ) الان هي من ستقدم نموذج ال antigen الى B cells . وبعد ارتباط الـ antigen بال antibody االموجود على الغشاء السطحي لخلايا B cells سوف تتنشط خلايا B cells

Antigens bind to the antibodies in the surface membranes of B-cells

Antigen

Inactive B-cell

Antibody

_____________________12

An activated helper T-cell with receptors for the same antigen binds to the B-cell

SIGNAL

The helper T-cell sends a signal to the B-cell, activating the B-cell.

• بعد ان تعطى الاشارة تتفعل الخلية المرسل اليها الاشارة ايََ كانت
• الخلايا يجب ان تتواص مع بعضها كي تفهم بعضها البعض بان هناك مشكلة والمشكلة محصورة بـ antigen الموجود بين اطارات المستقبلات

_______________________13

التكاثر او الانتشار - Step 4: Proliferation

The activated B-cell starts to divide by mitosis to form a clone of plasma cells.

clone - استنساخ : استنساخ كيلون الباب

Plasma cells are activated B-cells with a very extensive network of rough endoplasmic reticulum.

•  (plasma cells = activated B cell + rough endoplasmic (ER
• للمعلومة / الشبكة الاندوبلازمية الخشنة تكون محببة لانها تحتوي على رايبوسومات وهي مسؤولة عن ازالة السمية الموجودة سواء في الدواء او الممرض ( مولد الضد - antigen ) بالاضافة الى مشاركتها في تصنيع البروتينات والدهون والكاربوهيدرات الخ ...

Plasma cells synthesis large amounts of antibody, which they excrete by exocytosis.

السلايد بالكامل

______________14

The Secondary Response: Memory Cells

• If an antigen invades your body a second time, a much faster response occurs which produces much larger quantity of the required antibody.

•When activated B-cells are dividing during the primary response, some cells stop dividing and secreting antibody and become memory cells.

س\ ما الفرق بين الاصابة الاولى والاصابة الثانية ؟

• ج\ في الاصابة الاولى يتطلب انتاج اجسام مضادة كافية لمواجهة الممرض كثير من الوقت حوالي ( 7- 15 يوم ) , حيث تنقسم الخلايا البائية عدة انقسامات لكي تتدارك الممرض وتعرف نوعه ومدى وحشيته
• الاصابة الثانية تتطلب فيها عملية انتاج الاجاسم المضادة وقت قصير لانه في الاصابة الاولى عندما تنقسم الخلايا البائية فان معضم تلك الانقسامات تتحول الى اجسام مضادة بينما خلايا تائية محدودة تتوقف عن استمرارية الانقسام وتتحول الى ذاكرة بحيث تكون مهمة مواجهة الممرض اسهل واسرع واكثر كفائة ايضا

• Large numbers of memory cells remain in the body for a long time...

....they are capable of producing large amounts of antibody very quickly when stimulated.

______________________15

Antibody Production: Summary

Summary - ملخص - الحضارة السومرية لخصت معنى الشجاعة

____________________17

Principles of antibody production

• . Clonal selection

  10¹⁵antibodies < -

 B-cells clone themselves -

• Challenge and response

- Immunity developed only when disease challenges the immune system

ماهي مبادء انتاج الاجسام المضادة

1- مبدأ الاختيار

2- مبدأ التحدي + مبدأ الاستجابة

1. مبدأ اختيار النسيلة

• انتاج اكثر من 10^{15  جسم مضاد | يعني 10 متبوعة ب 15 صفر (كوادريليوم )}
• استنساخ الخلايا البائية نفسها ( الخلية الواحدة تعطي خليتين ..الخ )

2. مبدأ التحدي والاستجابة

• يفشل الجهاز المناعي في تحدي ( مواجهة ) العامل الممرض عندما يتغلب الممرض على جهاز المناعة اي ( يتحدى ) هو الاخر جهاز المناعة كما في الايدز وغيره

ملاحظة فرق ببين

1. clonal - نسيلة
2. clone - نسخ

_______________________20

Antigen dependent maturation of B cells

Activation phase: B cell proliferation and differentiation

Recognition phase :

كلمات واردة في الصورة

Resting mature B cell

Clonal expansion : التوسع النسيلي هو العملية التي تنشأ من خلالها الخلايا الوليدة من الخلية الأم. أثناء التوسع النسيلي للخلية البائية ، يتم إنتاج العديد من النسخ من تلك الخلية البائية التي تشترك في التقارب مع نفس المستضد وخصوصياته

IgG-expressing B cell

Isotype switching : التأشيب البدالي الصنفي : هي آلية البيولوجية التي يتغير بموجبها إنتاج الأضداد ( الاجسام المضادة ) من قبل الخلية البائية من صنف معين إلى آخر مثل تحول نمط الكلوبين المناعي من igM الى اكلوبين مناعي اخر مثل igG

High-affinity Ig expressing 8 cell

Affinity maturation - نضج متقارب ( متشابه )

-High affinity IgG

Phases of the humoral immune response.

Memory B cell

لاحظ ان الخلايا البائية عندما تستمر بالانقسام تعطي 

1- خلايا بلازمية - ثم اجسام مضادة من نوع ( igM ) متصلة

2- خلايا بائية  معبرة من نوع igG تعطي بدورها( خلايا بلازمة + اجسام مضادة ) منفصلة ( isotype switching )

3- خلايا بائية معبرة عالية التشابه تكون على نوعين

4- النوع الاول ينقسم فيعطي ( خلية ابلازمية + اجسام مضادة ) iffinity maturtion

5- النوع الثاني لا ينقسم فيعطي خلايا الذاكرة memory B cell

____________________21

Classes of antibodies

 Isotype : M.A.G.E.D

معاني

• Activates complement- ينشط المكمل
• Placenta transfert - الانتقال المشيمي : في النساء الحوامل، قد تعبر الأجسام المضادة من نوع igG لمرض الذئبة المشيمة إلى الجنين. ونتيجة لذلك، قد يكون لدى الجنين معدل ضربات قلب بطيء جدًا أو فقر الدم أو انخفاض في عدد الصفائح الدموية أو انخفاض في عدد خلايا الدم البيضاء. ومع ذلك، تختفي هذه الأجسام المضادة تدريجيًا على مدى عدة أسابيع بعد ولادة الطفل، وتزول المشكلات التي تسببها باستثناء بطء معدل ضربات القلب.
• mast - بدينة - البدينة تمسي على حبيبها
• opsonization - طهي مناعي ( له علاقة بالبلعمة )
• allergic - التحسس - رج البطل يسبب حساسية

انواع الأجسام المضادة

1. الأجسام المضادة (IgG)

تقوم هذه الأجسام بالدفاع عن الجسم ضد البكتيريا والفيروسات، وتوجد في مختلف سوائل الجسم، حيث أنها الأصغر حجمًا، وبالتالي تتحرك بسهولة في الخلايا.

2. الأجسام المضادة (IgM) - العجم اول من استجاب لنداء الاستغاثة العراقية

تعد الأكبر حجمًا بين الأجسام المضادة( حجم قاسم سليماني كبير )، وتوجد في المخاط والدموع واللعاب والدم، بالإضافة إلى بعض المناطق الأخرى من الجسم.

وتنتج هذه الأجسام استجابةً للعدوى الفيروسية ( ال اسعود ) أو البكتيرية ( الصهاينة )، وتقوم بمنع الأعداء من إصابة الخلايا بضرر، كما أنه تحول دون وصولها للأعضاء الداخلية ( الاراضي الايرانية ) .

3. الأجسام المضادة (IgE)

تقوم هذه الأجسام برد فعل تجاه المواد المثيرة للحساسية، سواء الأتربة والغبار، أو الفطريات، أو الأطعمة المسببة للحساسية، وكذلك تحمي الجسم من الديدان الطفيلية.

وتوجد هذه الأجسام في الجلد والرئتين والأغشية المخاطية، كما تتوفر بنسبة قليلة في الدم.

4. الأجسام المضادة (IgA) - اجة المنبطح - حيدر العبادي

توجد هذه الأجسام بنسبة كبيرة في الأغشية المخاطية، وخاصةً في بطانة ممرات التنفس والجهاز الهضمي، كما تتوفر في الدموع واللعاب.

وتعمل هذه الأجسام ( حيدر العبادي - igA على منع دخول الأجسام الغريبة والضارة ( داعش ) إلى داخل الدورة الدموية .

5. الأجسام المضادة (IgD) - لم اجد مستقبل

هي النوع الأقل نسبة بالجسم، وتوجد بكميات صغيرة في الدم، وعادةً ما تكون موجودة مع الأجسام المضادة (IgM) على شكل مستقبلات لخلايا B ، يعني ( D.M - دم ) وتقوم بتعزيز نشاط خلايا المناعة.

___________________22

Production of monoclonal antibodies

1. Antigens injected to an animal

2. B-cells extracted from the animal

3. Tumour cells obtained

4. B-cells fused with tumour cells

antigen binding sites

5. Hybridoma cells- produce antibody

6. Antibodies are extracted and purified

يعني ببساطة

1. احقن الـ antigen داخل حيوان ( فئرة مثلا )
2. سيقوم الجسم بانتاج خلايا ابلازمية لمواجهة مولد الضد , فاقوم باستخراج هذه الخلايا البلازمية B cell ) من الفئر
3. نحصل على خلايا سرطانية من مصدر خارجي ( ليس من نفس الفئر )
4. اخلط ( اهجن ) الخلايا البلازمية ( B cell ) مع الخلايا السرطانية داخل الفئر ( في موقع ارتباط الـ ( antigen )
5. الخلايا المهجنة المخلوطة ( Hybridoma cells ) ستنتج اجسام مضادة احادية النسيلة ( monoclonal antibody )
6. استخرج الـ  monoclonal antibody واقوم بتنقيته

____________________23

Monoclonal Antibody Production

• Monoclonal Antibody Production technology was developed in 1975. Since its development it has been very important in the modern medical science with the diagnosis, therapy, research and even basic science today. It is still largely dependent upon animal testing however. Because it requires immunization of mice in order for them to create the antibodies to be grown.

فرق بين

1- polyclonal - اجسام مضادة لها اشكال مختلفة

2- monoclonal - اجسام مضادة لها شكل واحد

• . Monoclonal Antibody Production or mAb is produced by cell lines or clones obtained from the immunized animals with the substance to be studied. Cell lines are produced by fusing B cells from the immunized animal with myeloma cells. To produce the desired mAb, the cells must be grown in either of two ways: by injection into the peritoneal cavity of a suitably prepared mouse (the in vivo, or mouse ascites, method) or by in vitro tissue culture.

myeloma cell : هو مرض سرطاني يصيب الخلايا البلازمية من نوع B مما يؤدي إلى تكاثر هذه الخلايا بشكل غير طبيعي وتكدسها في نخاع العظم.

• The vitro tissue culture is the method used when the cells are places in culture outside the mouse's body in a flask.
• 
  
  
  
  

__________________24

Monoclonal Antibody Production

كلمات واردة

Immunization

Tumor cells

Antibody-forming cells

Fusion

Tissue culture

Hybridomas

Hybidromas screened for antibody production

Antibody-producing hybridomas cloned

Monoclonal antibodies isolated for cultivation

__________________25

Why this method is used!!

•  This method is used because antibodies must be formed from the immunization of the substance being studied. So antibodies must be produced. Once the antibodies are produced the animal aspect of the study can be eliminated and tissue culture can then be used.

• . When using live mice researchers have found that it is the better option because in vitro doesn't always produce adequate cell lines that are adaptive to tissue culture. Protein denaturation can occur from purification techniques and antibody activity is decreased with normal activity not represented. Also cell lines could possibly become contaminated when using in vitro technique.

__________________26

Polyclonal antibodies:

If an animal is immunized with a protein, a wide array of B cells will be stimulated to produce anti-protein antibodies.

Antibodies may be made to a number of different epitopes of the protein.

Even antibodies that bind to the same epitope may have different antigen-binding sites and bind the epitope with different affinity.

The mixture of antibodies produced in response to an antigen are referred to as polyclonal antibodies (they are produced by many different clones of B cells).

mixture of antibodies =  polyclonal antibodies

________________27

Producing polyclonal antibodies

الفرق بين الـ polyclonal و monoclonal

1- monoclonal : يؤخذ الجسم المضاد من حيوان واحد

2- polyclonal : يؤخذ من عدة حيوانات مختلفة

كلمات واردة

polyclonal antibodies containing taken out from the animals bodies

Base on the read of the amount of anabodies select animal based on their

antigen

Secreted antibodies

Polydonat arabodes from different B-cesare produced

________________________28

MONOCLONAL VS POLYCLONAL ANTIBODIES

MONOCLONAL ANTIBODIES

• Expensive to produce
• Training is required for the technology used
• Time scale is long for hybridization
• Can produce large amount of specific antibodies.
• Recognizes only 1 epitope on an antigen
• Once hybridoma is made it is a constant and renewable source. No or low batch to batch variability.

POLYCLONAL ANTIBODIES

• Inexpensive to produce
• Skills required are low
• Time scale is short
• Produces large amount of non specific antibodies.
• Recognizes multiple epitopes on anyone antigen
• Can have batch to batch variability.

السلايد بالكامل

____________________________29

Active and passive immunity

•  Active immunity: antibodies by the organism itself
• Passive immunity: antibodies received from another organism

- During pregnancy antibodies passed to the fetus

active = antigen

passive = antibody

_______________________30

Antigenic determinants

•  An antibody will recognize

- Epitope: defined segment of an antigen -

 Immunoreactivity of epitopes may depend on primary -

 secondary, tertiary or quaternary structure of an antigen

النشاط المناعي من epitopes يعتمد على 

1. primary ( توبة اوليية )
2. secondary ( توبة ثانوية )
3.  tertiary ( توبة ثالثية )
4. quaternary ( توبة رباعية )

 Define the possible applications -

 Variability of epitopes depends on the species -

• Antibodies are antigen themselves

________________________30

Commercial production of antibodies: polyclonal vs monoclonal

• Host animals ca be used to raise antibodies against a given antigen

• Slected clones from a polyclonal each recognizing a single epitope can be fused to a tumor cell (hybridoma) to proliferate indefinitely

Monoclonal Antibody Production

السلايد بالكامل

______________________31

Laboratory use of antibodies

• . Quantitation of an antigen

 RIA, Elisa -

المقايسة المناعية الشعاعية - RIA : هي تقنية فحص حساسة جداً في المختبر مستخدمة لقياس تراكيز المستضدات عن طريق استخدام أجسام مضادة.

• Identification and characterization of protein antigens

 Immunoprecipitation -

 Western blotting -

• Cell surface labelling and separation
• Localisation of antigens within tissues or cells
• . Expression librairies
• Phage display

____________________32

Elisa: Enzyme-linked immunosorbent assay

مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم - elisa : هي اختبار كيميائي حيوي يعتمد على استعمال الأجسام المضادة، والتغيير اللوني، في التعرف على وجود مادة-مستضد عادةً- في عينة ما

شرح مبسط لتقنية الايلازا

كلمات واردة

TEST PROCEDURE

▾ REACTION

coloured product

enzyme

Captured Antigen

substrate

0%

DR-70 Agen

Microffer Plate Wel

Coated with Antibody

second Ab

first Ab

anigen

Abody

Bound to DR-70

dish

Biotykated Antibody

Captured Antigen

Abody omyloted Antibody Bound to DR-10

Antibody

Color Generated by eaction of

___________________33

Western blotting

كما واردة

Gel

CONH

Cathode

1. Denatura proteine to

Mixture of protein antigens

2. Separate protein angens by SDS-patyworytamede gel electrophoresin

Power supply

Capillary

Membrane

-Gat with

3. Transfer proteins to membrane by capillary melon (blotting) or electrophoretic transfer

4 Label proteine in membrane using radiolodinated antibody specife for antigen of interest (

Antibody-labeled to

5. Use labele membrane

Autoradiography

X-ray film

____________________33

Phage display

كلمات واردة

Viral particles expressing combinatorial peptides, cDNA fragments, or antibodies

binding

amplification

binding to immobilized target

elution

washing

plating👇

amplification of individual clones👇

Test for binding of isolated clones using ELISA👇

Sequence DNA insert and deduce sequence of displayed

_________________________34

Clinical use of antibodies

1. Diagnostic

•  Detection of peptides and other molecules in various - diseases
•  Endocrine diseases: hyperinsulinemia, diabetes, hyperparatyroidism
•  Tumor antigens (p53 tumor suppressor, PSA, a-foetoprotein)
•  Antibodies against viral proteins (AIDS, hepatitis)

Therapeutic .2

• - Neutralizing antibodies
• • Anti-ErbB2 for breast and ovarian cancer
• • Anti-CD20 for B-cell non-Hodgkin's lymphoma
• • Antisera and antidotes (viruses and venoms)

3. Drug discovery

• - Identification of therapeutic targets (phage display)

________________________35

Physiological roles of antibodies

1. Protect against

• - Viral infections
• - Bacterial infections
• - Foreign bodies Antigens

2. Deleterious in

• - Autoimmune diseases
• . Reumathoid arthritis           Lupus
• . Type 1 diabetes           Croh'n disease
• 
  
• Lupus
  
  
  Croh'n disease
  
• 
  

• - Graft rejection and hypersensitivity responses

السايد كامل