IMUNOLOGIE
Oborová rada Předseda oborové rady: Doc. RNDr. Vladimír Holáň, DrSc. Ústav molekulární genetiky AV ČR Flemingovo nám. 2, 166 37 Praha 6 tel: 220 183 226 fax: 224 310 955 e-mail:
[email protected] Výkonný místopředseda: Doc. RNDr. Ludmila Tučková, DrSc. Členové: Prof. MUDr. Jiřina Bartůňková, DrSc. (2. LF UK) MUDr. Marie Černá, CSc. (3. LF UK) Mgr. Jan Černý, Dr. (Př F UK) RNDr. Karel Drbal, PhD. (ÚMG AV ČR) Doc. RNDr. Vladimír Holáň, DrSc. (ÚMG AV ČR) Prof. RNDr. V. Hořejší, CSc. (ÚMG AV ČR) MUDr. Helena Marečková, CSc. (1. LF UK) Doc. MUDr. L. Prokešová, CSc. (1. LF UK) Prof. RNDr. B. Říhová, DrSc. (MBÚ AV ČR) Doc. MUDr. Ilja Stříž, CSc. (IKEM Praha) Prof. MUDr. H. Tlaskalová, DrSc. (MBÚ AV ČR) RNDr. L. Tučková, DrSc. (MBÚ AV ČR) Prof. MUDr. Jiří Vencovský, CSc. (Revmatologický ústav Praha)
Akreditovaná pracoviště oprávněná školit studenty v doktorském studijním programu imunologie: PřF UK, 1. LF UK, 2. LF UK, 3. LF UK, ÚMG AV ČR, MBÚ AV ČR, IKEM MZ ČR, Revmatologický ústav MZ ČR Charakteristika oboru Obor studuje mechanismy imunitních reakcí na buněčné a molekulární úrovni za normálních a patologických stavů. Doporučená literatura k rigorózní zkoušce v oborové radě imunologie Je předložen pouze omezený výběr knižních publikací, které jsou vydávány v nových a nových edicích, a které nejlépe vyhovují pro získání velmi dobrého přehledu. Specializovanější publikace nejsou uvedeny, je plně v kompetenci školitele uložit patřičnou literaturu ke studiu s ohledem na zaměření doktoranda.
Učebnic imunologie je řada, za didakticky nejvhodnější jsou považovány tyto: Hořejší V., Bartůňková J.: Základy imunologie, 3. vydání, 2005 (možno zapůjčit v knihovně biologické sekce PřF UK, Viničná 7, Praha 2). Janeway et al.: Immunobiology, 6th edition, 2004 (možno zapůjčit v knihovně biologické sekce PřF UK, Viničná 7, Praha 2). Tlaskalová-Hogenová H., Holáň V., Bilej M.: Buněčné a molekulární základy imunologie (skriptum), Česká imunologická společnost, 2003. Doporučené učebnice pro molekulární a buněčnou biologii: Lodish et al.: Molecular Cell Biology, 5th ed., 2003 (4th ed., 1999 dostupné volně na: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=mcb.TOC ) Alberts et al. Molecular Biology of the Cell. 4th ed, 2002. (dostupné volně na: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=mboc4.TOC&depth =2)
Tématické okruhy pro rigorózní zkoušku:
A. Imunologie I. Základní komponenty a principy imunitního systému Přirozená a specifická imunita Hematopoeza, vývoj buněk imunitního systému Vývoj a funkce T lymfocytů Pomocné T lymfocyty Cytotoxické T lymfocyty Vývoj a funkce B lymfocytů NK a NKT buňky Dendritické buňky Vývoj a funkce myeloidních buněk Ontogeneze imunity Lymfatické orgány Imunitní systém kůže Mukózní imunitní systém Základní rysy protilátkových odpovědí Základní rysy reakce antigenu s protilátkou, afinita a avidita Reakce imunitního systému na zánět Mechanismy eliminace autoreaktivních lymfocytů Imunologická paměť Regulace imunitní odpovědi – obecné principy Regulační (supresorové) T lymfocyty Regulace imunitní odpovědi pomocí protilátek; idiotypová síť Regulace imunitních reakcí pomocí nervového a endokrinního systému
Fylogeneze imunity Mechanismy imunologické tolerance Vztah a spolupráce přirozené a specifické imunity Mechanismy humorální a celulární cytotoxicity II. Molekulární mechanismy imunitních dějů Antigenně nespecifické (přirozené) obranné mechanismy (receptory, efektorové mechanismy) Buněčné složky přirozené imunity a jejich funkce Rozpoznávání mikrorganismů buňkami a molekulami přirozené imunity Proteiny a peptidy s antimikrobni aktivitou Antigenně specifické receptory lymfocytů - struktura a funkce Struktura a exprese genů kódujících imunoglobuliny a T buněčné receptory Vývoj B lymfocytů a selekce repertoáru jejich receptorů - molekulární mechanismy Vývoj T lymfocytů a selekce repertoáru jejich receptorů – molekulární mechanismy Buňky prezentující antigen - molekulární mechanismy jejich funkce Zpracování a prezentace antigenů T lymfocytům Mechanismy přenosu signálu povrchovými receptory lymfocytů; "pozitivní" a "negativní" signály; "aktivace" T a B lymfocytů Struktura a funkce sekretovaných imunoglobulinů Reakce antigenu s protilátkou Struktura a funkce MHC glykoproteinů Biologický význam polymorfismu MHC glykoproteinů Adhezivní molekuly leukocytů Kostimulační molekuly Mechanismy recirkulace lymfocytů, "homing" Efektorové mechanismy buněčné imunity Efektorové mechanismy humorální imunity Efektorové mechanismy cytotoxických T lymfocytů a NK buněk Struktura a funkce základních Fc receptorů Struktura a funkce komplementových receptorů Cytokiny, chemokiny a další rozpustné imunoregulační molekuly Struktura a funkce receptorů pro cytokiny Komplementová kaskáda; regulace komplementového systému III. Fyziologické a patofyziologické aspekty imunity Mechanismy vzniku zánětu; mediátory zánětu Lokální a slizniční imunita – základní charakteristiky, rozdíly od systémových reakcí Imunologický význam kojení Imunodeficity - příčiny, typy, principy terapie Primární imunodeficity Získané (sekundární) imunodeficity Imunopatologické reakce doprovázející fyziologické imunitní odpovědi Autoimunitní onemocnění – příčiny, typy, terapie Autoimunitní onemocnění způsobená převážně protilátkami Autoimunitní onemocnění způsobená převážně T lymfocyty Orgánově specifické autoimunitní choroby Orgánově nespecifické autoimunitní choroby Imunopatologické reakce (přecitlivělosti) obecně: typy, mechanismy, možnosti terapie Imunopatologické reakce s převažující úlohou IgE Imunopatologické reakce s převažující úlohou IgG a IgM
Imunopatologické reakce založené na imunokomplexech Imunopatologické reakce oddáleného typu Lymfoproliferativní onemocnění Mechanismy protiinfekční imunity (specifika pro různé typy patogenů) Imunopatologické důsledky obrany proti infekci Mechanismy úniku mikroorganismů před imunitními reakcemi Mechanismy tkáňového poškození patogeny a imunopatologickými reakcemi Protinádorová imunita-nádorové antigeny, mechanizmy Mechanizmy úniku nádorů imunitě Imunoterapie – základní principy a přístupy (stimulace, suprese) Antigenně specifická imunomodulační terapie (vakcíny, pasivní imunizace, specifická imunosuprese) Adjuvancia a mechanismy jejich působení Experimentální modely imunopatologických stavů Transplantační imunologie - principy, terapeutické přístupy Xenotransplantace Imunologicky privilegovaná místa Imunologický vztah matky a plodu Reakce štěpu proti hostiteli IV. Metody Příprava a charakterizace protilátek Základní separační techniky (chromatografické, elektroforetické) Interakce antigenu s protilátkou, afinita, avidita a jejich měření, kvalitativní a kvantitativní průkaz Principy a použití radioimunochemických a enzymoimunologických metod Monoklonální protilátky - příprava, vlastnosti, použití, terapie Metody přípravy a analýza různých typů leukocytů Průtoková cytofluorometrie: principy a použití Imunohistologické a imunocytologické techniky Detekce autoprotilátek Kultivace a stimulace buněk in vitro Funkční metody studia B lymfocytů Funkční metody studia T lymfocytů Funkční metody studia fagocytů Metody typizace MHC (HLA) antigenů Mutantní, transgenní a "knock-out" myši - použití v imunologii
B. Molekulární a buněčná biologie . I. Viry a priony 1) obecná charakteristika virů (nebuněčnost, závislost na živé buňce, struktura)
2) vlastnosti RNA virů (struktura virionů, zástupci, strategie využívání RNA, patogeny) 3) DNA viry (struktura virionů, zástupci, patogeny, onkoviry, typy uspořádání DNA) 4) retroviry (struktura virionů, životní cyklus, reverzní transkripce, onkogenní viry) 5) HIV (virion, životní cyklus, mechanismus AIDS, principy chemoterapie) 6) priony (mechanismy vzniku infekčních prionů, epidemiologie prionových chorob)
II. Rozdíl mezi eukaryotickou a prokaryotickou buňkou
7) rozdíly v organizaci genetického aparátu (počet genů, jaderná membrána, struktura chromozómů) 8) kompartmentace vnitřního prostoru (organely, cytoskelet, metabolismus, buněčná stěna) 9) vznik eukaryotní buňky (endosymbiotická teorie, genomy organel, evoluce metabolismů)
III. Biochemie buňky 10) typy chemických vazeb v buňce (kovalentní, iontová, vodní můstky, van der Waalsovy, hydrofobní) 11) mastné kyseliny a steroidy (nasycené a nenasycené, deriváty, hormony) 12) aminokyseliny (struktura, typy a vlastnosti postranních řetězců, peptidická vazba, S-S můstky) 13) nukleotidy (struktura, principy párování, cyklické verze) 14) enzymy (principy katalýzy, aktivační energie, reakční rovnováha, příklady enzymů, regulace) 16) oxidace a redukce (princip, NAD a NADP, oxidoredukční systémy, donory a akceptory e-) 17) ATP (struktura, AMP, ADP, hydrolýza, místa a mechanismy syntézy) 18) glykolýza (lokalizace, fermentace, propojení s Krebsovým cyklem) 19) Krebsův cyklus (lokalizace, logika, produkty, propojení s dýchacím řetězcem) 20) dýchací řetězec (lokalizace, logika, komplexy, konečné produkty) IV. Bílkoviny 21) primární struktura proteinů (kde a jak vznikají, S-S můstky, vliv na vyšší struktury) 22) sekundární struktura proteinů ( helix a list, proteinové domény) 23) terciární struktura proteinů (mechanismy sbalování, chaperony) 24) kvartérní struktura proteinů (logika tvorby a příklady proteinových komplexů, self-assembly) 25) metabolický obrat proteinů (proteosyntéza vs. degradace, proteazómy) 26) postranslační modifikace bílkovin (glykosylace, fosforylace, acylace, prostetické skupiny) 27) membránové proteiny (místo vzniku, typy asociace s membránou, příklady) 28) protilátky (typy struktur, princip vazby na antigen, avidita vs. afinita) V. Obecné principy molekulární genetiky 29) struktura a funkce DNA (dvojšroubovice, antiparalelita, nukleotidy, princip párování, lokalizace) 30) rozdíl mezi DNA a RNA (nukleotidy, struktura, typy, vlastnosti) 31) chromozómy (struktura, funkce, centromery, telomery, homologní, typy chromatinu, nukleozóm) 32) replikace DNA (lokalizace, princip, enzymy, vedoucí a opožďující vlákno, problém konců) 33) mitóza (fáze, mitotické chromozómy, regulace, ploidie, cykliny) 34) meióza (homotypické a heterotypické dělení, ploidie, logika redukce chromozomů, rekombinace) 35) reparace DNA (proč? a jak?, thyminové dimery, zlomy, depurinace a deaminace, telomeráza) 36) rekombinace (homologní rekombinace, meióza – crossing over, VDJ rekombinace) 37) transkripce (polymerázy, lokalizace, typy RNA, regulace, komplementarita) 38) mRNA (rozdíl eukaryota vs. prokaryota, struktura, čepička, poly-A konec, sestřih) 39) translace (tRNA, ribozóm, aminoacyl-tRNA syntetázy, logika, lokalizace, genetický kód) 40) regulace genové exprese (proč?, úrovně regulace, promotory, enhancery, silencery, stav chromatinu) 41) genomy (počty genů v genomech, evoluce genomů, kódující a nekódující sekvence) VI. Struktura a funkce buňky 42) struktura membrány (dvojvrstevnost, amtipatie, laterální difůze, fosfolipidy, steroidy, proteiny) 43) funkce membrány (semipermeabilita, kompartmentace, asymetrie, transportéry, receptory) 45) logika buněčné kompartmentace (typy organel, topologický vztah mezi membránovými organelami)
46) jaderná membrána (transport jádro-cytosol, jaderný pór, vztah k ER, dynamika během mitózy, laminy) 47) mitochondrie (DNA, elektron transportní řetězec, uncoupling proteiny, protonový gradient) 49) endoplasmatické retikulum (drsné vs. hladké, postranslační modifikace proteinů, syntéza lipidů) 50) signální sekvence proteinů (logika adresování bílkovin, SRP, mechanismus transportu přes membránu) 51) Golgiho systém (lokalizace, funkce, glykosylace, sorting molekul do různých destinací) 52) lysozómy (endocytóza, klatrin, kyselé pH, hydrolázy, manóza 6-fosfát receptor 53) endocytóza a exocytóza ( princip, endozómy - časné, klatrin, recyklující, pozdní, regulace exocytózy) 54) MHC I a ER (mechanismus plnění MHC I peptidy, transportéry peptidů, transport k plasm. membr.) 55) MHC II a endozómy (mechanismus plnění MHC II peptidy, invariantní řetězec, pozdní endosomy) 56) srovnání jednotlivých typů cytoskeletu (logika stavby, shody a odlišnosti ve struktuře a funkci) 57) mikrotubuly (tubulin, , , , + a – konec, centriola, dělící vřeténko, typy mikrotubulů, funkce) 58) mikrofilamenty (aktin, + a – konec, struktura, membránový aktin, svalový aktin, myoziny) 59) intermediální filamenta (buněčná specifita, stavba, keratiny, vimentin, desmin, neurofilamenta, laminy) 60) molekulární motory (kineziny, dyneiny, myoziny, kde využity, jak poháněny, mechanismus pohybu) VII. Mezibuněčná signalizace 61) typy mezibuněčné signalizace (autokrinní, parakrinní, endokrinní, závislé na buň. kontaktu, synaptické) 62) typy receptorů (povrchové vs. intracelulární, kinázy, cyklázy, iontové kanály, asociované molekuly) 63) typy signalizačních molekul (oxid dusnatý, oxid uhelnatý, steroidy, peptidy, proteiny, prostaglandiny…) 64) typy druhých poslů (cyklické GMP a AMP, Ca2+, diacylglycerol, inositol fosfáty) 65) typy signalizačních drah (receptory spojené s G-proteiny, iontovými kanály, kinázovou aktivitou) 66) receptory spřažené s G-proteiny (trimerní G-protein, struktura receptorů, cAMP, cGMP, PKA, diacylglycerol, fosfolipáza C- , IP3, Ca2+, PKC, kalmodulin) 67) receptory využívající enzymatickou aktivitu (receptorové tyrosin-kinázy, tyrosin-kinázy asociované s receptory, receptorové tyrosin-fosfatázy, receptorové serin/threonin-kinázy, receptorové guanylyl-cyklázy) 68) přenos signálu pomocí protein-tyrosinkináz (receptorové PTK, autofosforylace, dimerizace, SH2 domény, adaptorové proteiny, kinázy rodiny Src, PLC- , Ras proteiny, MAP- kinázová dráha, PI 3-kináza) VIII. Buněčný cyklus a programovaná buněčná smrt 69) definice buněčného cyklu (G1, G2, M, S fáze, interfáze, modifikace, délka) 70) regulace buněčného cyklu (kontrolní body, příklady sensorů – Rb protein a p53, Cdk, cykliny) 71) maligní zvrhnutí (mechanismy vzniku rakovinné buňky, klíčové faktory a molekuly) 72) apoptóza (definice, apoptóza vs. nekróza, kaspázy, role mitochondrií, Fas, Bcl-2, fosfatidylserin) 73) apoptóza v imunitním systému (mechanismus cytotoxicity, negativní selekce, makrofágy a apoptotická tělíska)
IX. Mezibuněčné interakce 74) mezibuněčná spojení (pevná spojení, adhezivní spojení, desmosomy, hemidesmosomy, gap junctions, konexiny) 75) mezibuněčná adheze (cadheriny, cateniny, CAM, selektiny, desmosomy, gap junctions) 76) extracelulární matrix (fibroblasty, glykosaminoglykany, hyaluronany, proteoglykany, kolageny, fibronektin, , laminin, metaloproteázy, integrity, FAK) X. Metody 77) sekvenování nukleových kyselin (mechanismy, typy, tzv. automatický sekvenátor) 78) RNA interference (malé interferující RNA, umlčování genové exprese) 79) gene array (fluorescenční značení DNA, izolace RNA a reverzní transkripce, hybridizace) 80) FACS (princip průtokové cytofluorometrie, sortování, aplikace) 81) hybridomová technologie (imunizace, myelomová buňka, selekce 82) centrifugace (rovnovážná, gradientová, separace organel, určování molekulových hmotností) 83) chromatografie (princip, typy, afinitní chromatografie s využitím protilátek) 84) isoelektrická fokusace a SDS-elektroforéza 85) hmotnostní spektrometrie (použití, výhody, omezení) 86) detekce DNA a RNA (fluorescenční a radioaktivní sondy, in situ hybridizace) 87) bloting (typy membrán, Southern, Northern a Western blotting) 88) klonování DNA (restrikční endonukleázy, vektory, amplifikace) 89) PCR (logika, princip, termostabilní DNA polymerázy, primery, real time PCR) 90) x-ray krystalografie (proč krystalizace proteinů, logika určení 3D struktury bílkovin) 91) kvasinkový dvouhybridní systém (použití, logika, omezení) 92) transgenní, knock-out a knock-in organismy (ES buňky, homologní rekombinace, využití) 93) světelná mikroskopie (rozlišovací schopnost, fluorescenční mikroskopie, konfokální mikroskopie) 94) elektronová mikroskopie (rozlišovací schopnost, skenovací vs. transmisní, výhody, nevýhody) 95) GFP (logika, in vivo studie, fúzní proteiny, odstíny, FRAP, FRET)
Zpřesněné zásady postgraduálního (doktorandského) studia oboru imunologie Cílem doktorandského studia je příprava nových kvalitních vědeckých pracovníků, jejichž úroveň bude v zásadě srovnatelná s nositeli titulu PhD ve vyspělých zemích. Oborová rada postgraduálního studia (PGS) v oboru imunologie proto přijala několik zásad: 1. Uchazeč o PGS si musí ještě před přijímacím pohovorem najít školitele, který schválí nebo navrhne vhodné téma dizertační práce. 2. K přijímacímu pohovoru se uchazeč dostaví spolu se školitelem nebo jeho zástupcem. Během pohovoru musí uchazeč prokázat alespoň základní znalosti imunologie, molekulární a buněčné biologie a angličtiny. Uchazeč by měl být připraven přesvědčivě seznámit přijímací komisi se záměrem, cílem a časovým programem dizertační práce a zvláště pak musí být schopen (popř. s podporou školitele) prokázat, že téma dizertační práce je vědecky dobře podložené a experimentálně zvládnutelné. 3. Školitel nese hlavní zodpovědnost za průběh PGS a vedení dizertační práce. Určuje (v souladu s obecnými pravidly PGS) rozsah odborné teoretické přípravy a dbá na to, aby dizertační práce měla náležitou vědeckou úroveň. Na vyžádání oborové rady poskytuje písemně, alespoň jednou ročně, zprávu o průběhu PGS. 4. Doktorand (účastník interního PGS) musí během svého studia složit požadovanou zkoušku z angličtiny a odbornou rigorózní zkoušku. K rigorózní zkoušce se doktorand přihlašuje na studijním oddělení příslušné fakulty. 5. Oborová rada organizuje semináře, na nichž doktorandi prezentují výsledky své práce a
referují o významných recentních výsledcích publikovaných v odborné literatuře. 6. Dizertační práce musí zahrnovat výsledky, které byly publikovány (nebo přijaty k publikaci) nejméně ve třech článcích v mezinárodních recenzovaných odborných časopisech. Uchazeč musí být prvním autorem alespoň jedné z těchto publikací a jeho podíl na všech těchto publikacích (bez ohledu na pořadí autora) musí být vědecky významný. Tuto podmínku nelze nahradit jinou formou publikace (sjezdové sdělení, abstrakt). Oborová rada si vyhrazuje právo posoudit, zda časopisy, v nichž byly práce publikovány, splňují alespoň minimální kvalitativní požadavky (nenulový impaktový faktor). Je zřejmé, že ke splnění této podmínky bude ve většině případů potřeba, aby doktorand měl základní experimentální zkušenosti se zpracovaným tématem ještě před započetím PGS (diplomová práce, studijní pobyt), nebo aby dizertační práci obhajoval s určitým nezbytným časovým odstupem po rigorózní zkoušce. Při obhajobě musí uchazeč prokázat dobré znalosti předmětu své práce v širších souvislostech moderní imunologie. Dizertační práci je možno předložit ve dvou formách: 1. V klasické formě s následujícími oddíly: literární úvod a přehled dané problematiky vymezení cíle práce popis použitých experimentálních metod včetně statistických přehled dosažených, náležitě dokumentovaných a adekvátně statisticky zhodnocených vlastních výsledků diskuse metodických postupů a výsledků, včetně srovnání s literaturou závěry a zhodnocení cílů práce 2. Jako soubor nejméně tří publikovaných prací (resp. prací přijatých do tisku) doplněný 20-30 stránkovým textem, který přehledně zpracuje řešenou problematiku v širších souvislostech, kriticky zhodnotí dosažené výsledky a jejich význam pro další případně navazující práce. Dizertační práce předkládaná touto formou musí být řádně svázána a na přijatelné formální úrovni. Poznámky: Oborová rada bude klást důraz na to, aby dizertační práce přinášely skutečně nové vědecké poznatky. Účelem PGS není "studovat" tři roky jakýkoli pseudoproblém, sepsat pak jakousi dizertační práci a získat titul, který bude sloužit jako ozdoba jména. Zárukou určité alespoň minimální vědecké kvality by mělo být to, že výsledky práce musí být publikovány po recenzním řízení v mezinárodní vědecké literatuře (viz bod 6). Je tedy ve vlastním zájmu uchazečů o PGS, aby si vybírali školitele, kteří dávají určitou záruku, že práce pod jejich vedením bude mít náležitou vědeckou kvalitu.
