MOLECULAR  MEDICINE——


THE  IMMUNE  SYSTEM


From  the  DVDs  I  have  from  THE  TEACHING  COMPANY— 2007


DAVID  SADAVA  Ph.D.


Quote:


MY  OPENING  STORY  IS  ABOUT  SMALLPOX.


I’M  GOIN G  TO  READ  TO  YOU  FROM  A  LETTER——


FINDING  SMALLPOX  COULD  BE  SPREADING  MUCH,  AND  FEARING  THAT  NO  PRECAUTION  COULD  PREVENT  IT  FROM  RUNNING  THROUGH  OUR  ENTIRE  ARMY,  I  DETERMINE  THAT  OUR  TROOPS   SHOULD  BE  INOCULATED.  SHOULD  THE  DISEASE  RAGE  WITH  IT’S  USUAL  VIRULENCE,  WE  SHOULD  HAVE  MORE  TO  DREAD  FROM  IT,  THAN  FROM  THE  SWORD  OF  THE  ENEMY.


THIS  LETTER  WAS  WRITTEN  BY  THE  COMMANDER  IN  CHIEF  OF  THE  USA  CONTINENTAL  ARMY  TO  HIS  CHIEF  PHYSICIAN,  DATED  JANUARY  6  -  1777.


IN  THE  PREVIOUS  YEAR  SMALLPOX  HAD  RAGED  GENERAL  GATE’S  NORTHERN  ARMY.  OF  10,000  TROOPS,  OVER  HALF  OF  THEM  GOT  SMALLPOX,  AND  THE  MILITARY  CAMPAIGN  HAD  TO  BE  SUSPENDED  FOR  A  MONTH.


THE  LETTER  FROM  WASHINGTON  KNEW  WHEREOF  HE  WROTE.


AS  A  TEENAGER  WASHINGTON  TOOK  HIS  HALF  BROTHER  LAURENCE  TO  BARBADOS,  HOPING  IT  WOULD  HELP  HIS  BROTHER  WITH  HIS  TURBOCAIOSIS.


WELL  THE  TRIP  DID  NOT  DO  MUCH  FOR  LAURENCE,  BUT  WASHINGTON  CAME  BACK  WITH  A  MILD  CASE  OF  SMALLPOX.


AS  A  SURVIVER  OF  THIS  OFTEN  LETHAL  DISEASE,  GEORGE  HAD  DEVELOPED  A  HIGH  RESPECT  FOR  IT!


A  CENTURY  BEFORE  SMALLPOX  HAD  DEVASTATED  THE  NATIVE  POPULATION  OF  THE  COLONIES.  


IN  1775-76  IT  HAD  INCAPACITATED  AN  ARMY  SENT  TO  LAY  SEIGE  ON  QUEBEC,  AT  THE  TIME  A  NON-INDEPENDENT  COLONY,  HOPING  TO  CONVINCE  THE  CANADIANS  TO  JOIN  THE  UNION.


WASHINGTON  HAD  HEARD  ABOUT  INOCULATION.  


IN  BOSTON - COTTEN  MATHER [1663-1728]  HAD  WATCHED  HIS  3  CHILDREN  NEARLY  DIE  OF  SMALLPOX.


THEN  A  SLAVE  OF  MATHER  FROM  AFRICA,  NAMED  ONESIMAS,  TOLD  HIM  IN  HIS  COUNTRY  PEOPLE  WERE  PROTECTED  BY  PUTTING  SOME  DRY  PUSS  OF  THE  POX  ON  A  CUT  IN  THE  SKIN.     


IN  1721  SOME  SAILORS  INADVERTENTLY  BROUGHT  SMALLPOX  TO  BOSTOM.  AN  EPIDEMIC  BEGAN.  MATHER  CONVINCED  A  PHYSICIAN  ZABDIEL  BOYLSTON [1676-1766]   TO  INOCULATE   SOME  NORMAL  UN-DISEASED  PEOPLE,  IN  THE  WAY  HIS  SLAVE  HAD  DESCRIBED.  BOYLSTON   DID  SO,  FIRST  ON  TWO  SLAVES  AS  WELL  AS  HIS  OWN  SON;  WHEN  IT  WORKED  HE  DID  IT  ON  MANY  OTHERS.  THE  RESULT  WAS  THAT  PARTICULAR  SMALLPOX  EPIDEMIC  WAS  GREATLY  STEMED  IN  BOSTON.


THE  OUTBREAK  IN  1777,  THE  LETTER  I  READ  TO  YOU  FROM  WASHINGTON,  WAS  THE  FIRST  KNOWN  INOCULATION  OF  AN  ARMY  AND  IT  WORKED  PRETTY  WELL.


THE  COLONIST  ARMY  WON  THE  REVOLUTIONARY  WAR.


SMALLPOX   CLAIMED  ABOUT  300  MILLION  LIVES  IN  THE  20TH  CENTURY.


IT’S  ALWAYS  TILL  RECENTLY  BEEN  A  SERIOUS  DISEASE.


IN  1967  ALONE,  50  MILLION  CASES  WERE  DETECTED  AND  2  MILLION  DEATHS.


[I  WAS  INOCULATED  IN  1961  WHEN  I  CAME  TO  CANADA,  IT  WAS  THE  LAW.  BUT  I  NEVER  HEARD  THAT  SMALLPOX  HIT  CANADA  IN  THE  1960s - Keith Hunt]


1997  HOWEVER  INOCULATION  THAT  HAD  BEEN  DONE  WORLDWIDE  SINCE  THE  1960s  LED  TO  THE  ERADICATION  OF  SMALLPOX  FROM  PUBLIC  HEALTH.


ONE  OF  THE  GREAT  SUCCESSES  OF  PUBLIC  HEALTH.


[WAS  IT  REALLY  INOCULATION  THAT  BROKE  THIS  DISEASE?  OR  WAS  IT  THAT  IT  RAN  ITS  COURSE,  AND  DISAPPEARED?  A  QUESTION  I  PERSONALLY  HOLD,  BUT  THE  MEDICAL  SYSTEM  WANTS  TO  HOLD-UP  AS  A  GREAT  SUCCESS  FOR  INOCULATION  -  Keith Hunt]


NOW  ONE  OF  A  SERIES  OF  EVENS  IN  THE  IMMUNE  SYSTEM - THE  SYSTEM  THAT  FIGHTS  OFF  DISEASE,  IS  INVOLVED  IN  THIS  STORY  OF  GEORGE  WASHINGTON  AND  SMALLPOX.


SMALLPOX  IS  CAUSED  BY  A  VIRUS  WITH  GENOME  OF  DNA,  AND  ONLY  INFECTS  HUMANS.


SO  STOPPING  IT  FROM  TRANSFERRING  FROM  HUMAN  TO  HUMAN,  IT  COULD  BE  STOPPED.


IF  EVERYONE  WAS  INOCULATED  THE  VIRUS  WOULD  HAVE  NOWHERE  TO  GO.


[I  DOUBT  EVERYONE  IN  THE  WORLD  WAS  INOCULATED  IN  THE  70s  THROUGH  TO  THE  90s,  THEY  WOULD  LIKE  TO  BELIEVE  THAT,  BUT,  DURING  THE  1960s  I  NEVER  HEARD  MUCH  ABOUT  IT  AT  ALL  IN  CANADA;  IT  DID  NOT  SEEM  TO  INVADE  CANADA,  AND  THERE  WAS  NOT  THE  WORLD-TRAVEL  AS  IT  IS  TODAY,  PEOPLE  BEING  INFECTED  FROM  BEING  IN  ANOTHER  COUNTRY  AND  BRINGING  IT  BACK  TO  CANADA - Keith Hunt]


WE  KEEP  SOME  VIRUS  ON  HAND  IN  CASE  SOME  OTHER  VIRUS  MUTATES  TO  SMALLPOX.


[AND  BY  THE  TIME  THEY  GOT  IT  OUT  OF  STORAGE  TO  THE  PEOPLE,  MILLIONS  WOULD  HAVE  COME  DOWN  WITH  IT…. AND  LIKE  ALL  ATTACKS  OF  VIRUSES  TO  HUMANS,  SOME  DIE  AND  SOME  FIGHT  IT  OFF  THROUGH  A  STRONG  IMMUNE  SYSTEM  -  Keith Hunt]


THERE  ARE  SOME  VIRUSES  THAT  AFFECT  ANIMALS,  SO  WE  WORRY  ABOUT  THAT.  


THE  VACCINE  IS  KEPT  UNDER  LOCK  AND  KEY.


BACK  TO  GEORGE  WASHINGTON.  HE  PROBABLY  CAUGHT  IT  FROM  BEING  AROUND  A   VICTIM  OF  SMALLPOX  ON  HIS  TRIP  TO  BARBADOS,  AND  BREATHING  IN  DROPLETS  WHICH  CONTAIN  THE  VIRUS.  IT  IS  QUITE  CONTAGIOUS.  AFTER  2  WEEKS  HE  PROBABLY  GOT  A  SEVERE  RASH,  AND  THE  REMAINS  OF  IT  PROBABLY  SCARED  HIM  FOR  LIFE  -  LITTEL  SPOTS  ON  THE  FACE.  WE  HAVE  NO  PAINTING  OF  A  YOUNG  GEORGE  WASHINGTON.  HE  DID  NOT  BECOME  FAMOUS  UNTIL  IN  HIS  40s.


ABOUT  30%  GET  PNEUMONIA,  SERIOUS  INFECTIONS  AND  DEATH  SOON  FOLLOWS.


FOR  WASHINGTON  THE  IMMUNE  SYSTEM  FOUGHT  OFF  THE  VIRUS  IN  MANY  STEPS.


[SO  THE  PROFESSOR  ADMITS  SOME  PEOPLE  FIGHT  IT  OFF  THROUGH  THEIR  IMMUNE  SYSTEM,  AS  DID  GEORGE  WASHINGTON - Keith Hunt]


THIS  IS  WHAT  HAPPENS——


AFTER  THE  VIRUS  ENTERS  THE  BODY  SOME  WHITE  BLOOD  CELLS  CALLED  “PHAGOCYTE” - “PHAGO”  MEANS— EAT!  IT  ENGULFS  THE  VIRUS,  DIGESTS  IT  INTO  SMALL  PIECES,   CHOP  IT  UP.  THEN  THEY  PRESENT  SOME  OF  THESE  SMALL  PIECES  ON  THEIR  OUTSIDE  SURFACE.  THEN  OTHER  “T  CELL”  RECOGNIZE  THESE  SMALL  PROTEIN  PIECES  OF  THE  VIRUS,  AND  THIS  SETS  IN  MOTION  A  SERIES  OF  EVENTS.


ANOTHER  CELL  CALLED  “KILLER  T  CELLS”  COME  IN  AND  DESTROY  THE  LITTLE  VIRUS  PIECES  AND  ANY  CELL  CONTAINING  THEM .


WE  CALL  THIS  THE  “T  CELL  IMMUNE  SYSTEM.”


THEN  STILL  OTHER  WHITE  CELLS  CALLED  “B  CELLS”  MAKE  ANTIBODY  PROTEINS  THAT  WILL  BIND  UP  ANY  VIRUS  CELLS  OUTSIDE  THE  BODY  LIKE  IN  THE  BLOOD.  THE  B  CELLS  MAKE  A  HUGE  ARMY  THAT  BINDS  UP  THE  BAD  GUYS.


A  TWO  PRONGED  DEFENCE  SYSTEM


FIRST:  THE  CELLULAR  RESPONSE  TO  CHOP  UP  THE  VIRUS  AND  KILLER  T  CELLS  TO  BIND  AND  DESTROY.


SECOND:  THE  B  CELLS  TO  BIND  UP  THE  VIRUS  THAT  MAYBE  IN  THE  BLOOD.


AFTER  THIS  TWO  PRONGED  ATTACK  ON  THE  VIRUS,  THE  JOB  DONE,  THE  FIGHTING  CELLS  DIE,  ALL  BUT  A  SMALL  CONTINGENT  OF  THE  ARMIES  REMAIN.  THESE  ARE  SPECIFICALLY  ARMED  AGAINST  SMALLPOX.  THEY  ARE  READY  TO  BATTLE  INCASE  A  NEW  INFECTION  COMES  ALONG.


IT’S  A  STANDING  ARMY  OF  T  AND  B  CELLS.


THESE  ARE  CALLED  MEMORY  CELLS.


THEY  WERE  BEHIND  THE  INOCULATION  OF  THE  CONTINENTAL  ARMY.  WHEN  DEAD  SMALLPOX  PUSS  WAS  PUT  ON  THE  CUT  OF  THE  AMY  SOLDIERS,  AND  IT  LOOKED  ENOUGH  LIKE  THE  REAL  LIVE  VIRUS,  IT  PROVOKED  THE  IMMUNE  SYSTEM  TO  SEND  IN  THE  TWO  ARMIES.  SO  THE  ARMIES  REPRODUCED  ENOUGH  OF  THE  T  AND  B  CELLS  TO  FIGHT  THIS  IMAGINARY  DISEASE.  IT  WAS  NOT  A  REAL  INFECTION  AT  THE  TIME.  ONCE  THE  ARMIES  FOUGHT  THIS  IMAGINARY  WAR  THEY  DIED  OFF,  BUT  FOR  A  FEW  “MEMORY”  CELLS,  READY  TO  MAKE  WAR  IF  A  NEW  INFECTION  OF  SMALLPOX  CAME  ALONG.  THE  STANDING  ARMY  WAS  READY  TO  DO  BATTLE.


THAT’S  MY  INTRODUCTION  TO  THE  IMMUNE  SYSTEM.  


I  WILL  TALK  ABOUT  THE  CELLS  IT  HAS,  T  AND  B  AND  THE  MOLECULES  IT  HAS— ANTIBODIES.


THEN  HOW  IT  IS  CONTROLLED  GENETICALLY— HIGHLY  UNUSUAL  FORM  OF  CONTROL.


THEN  HOW  WE  CAN  MANIPULATE  THIS  IN  GENETICAL  MEDICINE.


FIRST— THERE  ARE  TWO  THINGS  THE  IMMUNE  SYSTEM  RECOGNIZES— NON  BODY  THINGS;  THINGS  NOT  A  PART  OF  THE  HUMAN  BODY.  ANYTHING  FROM  THE  OUTSIDE— CHEMICALS,  VIRUSES,  THAT  ARE  NOT  YOU.  IT  RECOGNIZES  NON-SELF  AGENTS.


SECOND— IT  THEN  DESTROYS  NON-SELF  AGENTS  BEFORE  THEY  CAN  DO  HARM.


THERE  ARE  THREE  TYPES  OF  CELLS  THAT  ARE  MAJOR  PLAYERS— ALL  WHITE  CELLS.


FIRST  “T”  CELLS— THEY  RECOGNIZE  THE  NON-SELF  PIECES  AND  PUT  OUT  HANDS  TO  TAKE  HOLD  OF  NON-SELF  CELLS.


SOME  OF  THESE  T  CELLS  SIGNAL  OTHER  T  CELLS  TO  GO  ATTACK  AND  KILL  NON-SELF  CELLS.


THEN  THE  THIRD  TYPE  OF  CELLS  ARE  THE  “B”  CELLS.


AND  B  CELLS  ARE  STIMULATED  TO  MAKE  PROTEINS  THAT  BIND  UP  THE  INVADING  NON-SELF  CELLS  IN  THE  BLOOD.


THERE  ARE  THREE  TYPES  OF  MOLECULES  THAT  PLAY  AN  IMPORTANT  PART  IN  THE  IMMUNE  SYSTEM.


THEY  ARE  ANTIGENS,  ANTIBODIES,  T  CELL  RECEPTORS.  


FIRST— ANTIGENS


ANTIGENS  ARE  NON-SELF  SUBSTANCES,  NOT  IN  YOUR  BODY.  A  VIRUS  IS  AN  ANTIGEN.  ANTI— AGAINST  GENES.  THE  BODY  IS  THEN  PROVOKED  INTO  ACTION  TO  DESTROY.


WHAT  PROVOKES  THE  IMMUNE  SYSTEM;  SMALL  CHEMICAL  FORMATIONS,  ONLY  IN  THE  INVADER,  NOT  IN  US.  SO  IT  IS  A  PARTICULAR  ARRANGEMENT  WE  DO  NOT  HAVE  IN  OUR  BODY.  A  VIRUS  MAY  HAVE  MANY  OF  THESE  GROUPINGS  OF  ATOMS  WE  DON’T  HAVE.  A  VIRUS  MAY  PROVOKE  MANY  DIFFERENT  IMMUNE  RESPONSES,  BECAUSE  OF  THESE  DIFFERENT  GROUPING  OF  ATOMS  IN  THE  VIRUS.


SOME  OF  THESE  GROUPINGS  MAY  LOOK  LIKE  WHAT  WE  HAVE  IN  US.  SO  THAT  PART  OF  THE  VIRUS  DOESN’T  PROVOKE  A  RESPONSE  FROM  THE  IMMUNE  SYSTEM.  BUT  THE  VIRUS  WILL  HAVE  GROUPINGS  UNIQUE  TO  THE  VIRUS  AND  WILL  PROVOKE  A  RESPONSE  FROM  OUR  IMMUNE  SYSTEM.


ANTIBODIES— ARE  MADE  BY  THE  B  CELLS  THAT  BIND  TO  ANTIGENS.    


SINCE  ANTIGENS  ARE  A  CHEMICAL  GROUPING  WITH  CERTAIN  SHAPES,  THEN  ANTIBODIES  ARE  A  PROTEIN  THAT  FITS  IT.  A  3RD  DIMENSIONAL  SHAPE  OF  ANTIBODIES  ARE  DESIGNED  TO  FIT  THE  ANTIGENS.


SO  LOCK  AND  KEY— THE  B  CELLS  CAN  ONLY  MAKE  ONE  SPECIFIC  ANTIBODY  THAT  FITS  THE  ANTIGEN.


EACH  B  CELL  MAKES  ITS  OWN  SPECIFIC  TYPE  ANTIBODY.


NOW  WAIT  A  MINUTE;  HERE’S  THE  PROBLEM,  THERE  ARE  MILLIONS  OF  POTENTIAL  ANTIBODIES,  ONE  FOR  EVERY  POSSIBLE  GROUPING  OF  ANTIGENS,  THAT  WHICH  IS  NOT  SELF.


T  CELL  RECEPTORS— THE  3RD  MOLECULE  I  WANT  TO  INTRODUCE.  THEY  ARE  PROTEINS  LIKE  ANTIBODIES,  ON  THE  SURFACE  OF  A  T  CELL,  AND  THEY  ARE  GOING  TO  BIND  TO  A  PIECE  OF  ANTIGEN  ON  THE  SURFACE  OF  THE  PHAGOCYTE [WHICH  CHOPS  UP  THE  VIRUS].


THERE  HAS  TO  BE  MILLIONS  OF  RECEPTORS  TO  CLAMP  HOLD  OF  MILLIONS  OF  ANTIGEN  FRAGMENTS  PRESENTED  BY  THE  PHAGOCYTE.


HOW  DOES  THIS  SPECIFICALLY  ARISE?


THE  WAY  IT  HAPPENS  IS  FIRST  OF  ALL  BY  CLONAL  SELECTION  OF  B  AND  T  CELL  SPECIFICITY.  THERE  ARE  MILLIONS  OF  T  CELLS  MADE,  AND  MILLIONS  OF  B  CELLS,  EACH  WITH  THEIR  OWN  RECEPTORS  TO  BIND  TO  ANTIGENS.  WHEN  THE  ANTIGEN  IS  PRESENTED  THE  ONLY  RECEPTORS  MADE  IS  THE  ONE  THAT  WILL  BIND  TO  THAT  ANTIGEN.


PHAGOCYTE  CHOPS  UP  THE  VIRUS  ANTIGENS  AND  STICKS  A  PIECE  OUT  FROM  ITS  SURFACE.  THE  T  CELLS  CRUISING  AROUND  HAS  A  RECEPTOR  TO  FIT  THE  ANTIGEN  PIECE.  NOW  THE  T  CELL  MAKES  AN  ARMY  OF  THE  RECEPTOR  WHICH  FITS  THE  PIECE  OF  ANTIGEN.


CLONES  ARE  MADE  OF  THAT  PARTICULAR  T  CELL.


BY  THE  SAME  TOKEN  MILLIONS  OF  B  CELLS  EXIST,  AND  WHICH  MAKES  A  SPECIFIC  ANTIBODY,  THE  ONE  WHICH  WILL  FIT  TO  THE  ANTIGEN,  SO  CLONING  OF  THAT  PARTICULAR  B  WITH  THAT  SPECIFIC  ANTIBODY.


THE  REST  OF  THEM  WILL  HANG  AROUND  BUT  ULTIMATELY  THEY  WILL  DIE.


AFTER  THE  T  AND  B  RESPONSE  IS  OVER,  90%  WILL  DIE  OFF,  AND  A  SMALL  ARMY  IS  THERE  IN  STORAGE,  IF  THAT  VIRUS  AND  ANTIGEN  COMES  BACK  TO  ATTACK  THE  HUMAN  BODY.  THEY  ARE  CALLED  “MEMORY  CELLS.”


[IF  YOU’VE  HEARD  THIS  ALREADY,  WELL  YES  HE  REPEATS  HIMSELF,  AND  WILL  AGAIN  SHORTLY…. GUESS  REPEATING  DOES  GET  THE  MESSAGE  TO  YOU - Keith Hunt]


HOW  IS  THIS  UNDER  GENETIC  CONTROL?      


THE  GENETIC  CONTROL  OF  THE  IMMUNE  SYSTEM  IS  HIGHLY  UNUSUAL.


HERE’S  THE  CHALLENGE.


THERE  ARE  MILLIONS  OF  T  AND  B  CELLS— EACH  MAKING  AN  ANTIBODY  FOR  AN  ANTIGEN— WHICH  CAN  ALSO  BE  IN  THE  MILLIONS.  FOR  EVERY  ANTIGEN  THERE  MUST  BE  ANTIBODIES  TO  FIT  THAT  ANTIGEN.


SO  GEORGE  WASHINGTON  AND  YOU  MAKE  CONSTANT  T  AND  B  CELLS  THAT  WILL  RESPOND  TO  SMALLPOX  LONG  BEFORE  YOU  ARE  EVER  EXPOSED  TO  THAT  VIRUS.


[WOOOO….I’M  A  LITTLE  OFF  HIS  TARGET  HERE.  IF  THEY  ARE  ALREADY  DOING  STUFF  WELL  BEFORE  THAT  VIRUS  HITS  YOU,  THEN  WHY  GET  VACCINATED - Keith Hunt]


I  AM  MAKING  ANTIBODIES,  T  CELL  RECEPTORS  THAT  WILL  BIND  UP  HIV — I’VE  NEVER  BEEN  EXPOSED  TO  IT.


HERE’S  THE  PROBLEM  WITH  THAT  TYPE  OF  MODEL:


THIS  ASSUMES  THERE  ARE  MILLIONS  OF  GENES,  THEN  EACH  ONE  OF  THEM  CODING  FOR  SPECIFIC  T  CELL  RECEPTORS  OR  SPECIFIC  B  CELL  RECEPTORS,  AN  ANTIBODY  THAT  WILL  BIND  UP  THAT  PARTICULAR  ANTIGEN.


CAN’T  BE,  JUST  CAN’T  BE!


WE  KNOW  FROM  HUMAN  GENOME  SEQUENCING  WE  HAVE  A  MEASLY  24,000  GENES.  I  SAID  WE  COULD  DO  MORE  WITH  THEM  FOR  REASONS  I’VE  GIVEN  IN  ANOTHER  LECTURE.


BUT  THAT  NOWHERE  COMES  CLOSE  TO  MILLIONS  AND  MILLIONS  OF  CHEMICAL  GROUPINGS  THAT  CAN  COME  FROM  VIRUSES.


SO  WE  CAN’T  HAVE  ONE  GENE  FOR  EACH  PROTEIN— ONE  GENE  FOR  EACH  PROTEIN  RECEPTOR— ONE  GENE  FOR  ONE, TWO, THREE, FOUR,  AND  UP  TO  MILLIONS.


WE  JUST  DON’T  HAVE  ENOUGH  DNA  TO  DO  THAT.


THE  SOLUTION  IS  VERY  INTERESTING!


WE  HAVE  SUB-GENES  THAT  CODE  FOR  ANTIBODY  OR  T  CELL  RECEPTORS.


CONSIDER  A  PROTEIN  THAT  HAS  4  DIFFERENT  REGIONS  IN  IT—  REGION  A,  B,  C,  D.


IF  WE  WANT  TO  MAKE  16  DIFFERENT  PROTEINS  HERE——


SUBGENES   A    B    C    D

ALLELES      2     2     2     2  =  16


ALTERNATE  SPLICING  TOGETHER  AT  messengerRNA  LEVEL  FOR  DIFFERENT  PROTEINS.


NOW  WE  HAVE  SPLICING  AT  DNA  LEVEL.


ANTIBODY  PROTEIN— TWO  HEAVY  CHAINS  AND  TWO  LIGHT  CHAINS.


IT’S  A   Y   SHAPE.


THE  ENDS  ARE  WHAT  BINDS  TO  THE  ANTIGEN.


HEAVY  CHAIN


SUBGENES         A      B      C      D

ALLELES            300   10     5       2


DNA— COMBINE  THEM— TOTAL  POSSIBILITIES  =  30,000


TOTAL  NUMBER  OF  ALLELES  IS  317


NOT  MUCH  DNA  TO  MAKE  30,000  PROTEINS.


LIGHT  CHAIN


SUBGENES A      B      C      D

ALLELES           300   1       5      2


TOTAL  POSSIBLE  =  3,000


CHAINS LIGHT HEAVY 3,000        X    30,000


TOTAL  =  90  MILLION


DIFFERENT  POSSIBLE  PROTEINS  CAN  BE  MADE  FROM  A  TOTAL  OF  625  ALLELES  IN  DNA.


SO  A  LITTLE  DNA  CUT  AND  SPLICED  AND  LOTS  OF  DIFFERENT  ANTIBODIES!


THE  SAME  THING  HAPPENS  IN  MAKING  T  CELL  RECEPTORS.


A  DNA  SHUFFLE!


IT’S  A  GENETIC  SHUFFLE— GOING  ON  ALL  THE  TIME  TO  MAKE  T  AND  B  CELLS  TO  BIND  TO  ANY  POSSIBLE  CHEMICAL  GROUPING  OF  ANYTHING  THAT  IS  NOT  SELF.


WE  ARE  CONSTANTLY  MAKING  ANTIBODIES  AND  T  CELLS,  RECEPTORS,  TO  THINGS  WE  HAVE  NEVER  SEEN,  OR  NEVER  EVEN  BEEN  INVENTED  YET!  


[WOW….SO  IF  THAT’S  THE  CASE  WHY  BOTHER  WITH  VACCINES?  SEEMS  LIKE  FROM  ALL  THIS  OUR  IMMUNE  SYSTEM  IS  PREPARING  FOR  ANYTHING  THAT  MAY  COME  ALONG,  EVEN  FOR  THINGS  NOT  YET  INVENTED - Keith Hunt]


VACCINES  AND  ANTIBODIES


VACCINES  MAKE  USE  OF  MEMORY  CELLS.  AFTER  INFECTION  THE  T  AND  B  CELLS  DIE  OFF,  EXCEPT  FOR  A  FEW,  THEY  STAY  AROUND  AND  ARE  MEMORY  CELLS.


PEOPLE  WHO  HAVE  HAD  THE  FLU  WILL  NOT  GET  IT  AGAIN  IN  THE  SAME  YEAR.  YOU  HAVE  BUILT  UP  MEMORY  CELLS  AGAINST  THAT  STRAIN  OF  FLU.  IF  IT  TRIES  TO  INVADE  YOU  AGAIN,  YOUR  STANDING  ARMY  WILL  KNOCK  IT  OUT - IT  WILL  NOT  DO  MUCH  DAMAGE  TO  YOU.


A  VACCINE  IS  DEFINED  AS  A  DEAD  ANTIGEN - IT  PROVOKES  AN  IMMUNE  RESPONSE  TO  BUILD  AN  ARMY  TO  FIGHT  IMAGINARY  INVADERS,  SOMETHING  NOT  SELF.  [HE’S  REPEATING  WHAT  HE’S  ALREADY  TOLD  US  A  FEW  TIMES  -  Keith Hunt]


SOME  GOOD  ARMY  CELLS  REMAIN,  TO  FIGHT  ANOTHER  BATTLE  SHOULD  THE  INVADING  VIRUS  COME  AGAIN  TO  DO  BATTLE [YA  ABOUT  3  TIMES  HE’S  ALREADY  TOLD  US - Keith Hunt]


THE  MEMORY  CELLS  STAND  THERE  TO  FIGHT  THE  ANTIGEN  IF  IT  COMES [WELL  I  GUESS  REPEATING  GETS  THE  MESSAGE  ACROSS - Keith Hunt]


A  VIRUS  CAN  MUTATE— NOW  A  NEW  VARIANT  COMING  IN—  MEMORY  CELLS  DON’T  RECOGNIZE  IT.  THAT’S  WHY  WE  GET  A  VACCINE  SHOT  EVERY  YEAR.


[YES  THERE  ARE  NOW  AT  LEAST  100  DIFFERENT  FLU  VIRUSES;  THEY  GUESS  IN  MAKING  A  VACCINE  WHICH  STRAIN  WILL  COME— OFTEN  THEY  ARE  WRONG.  MANY  STILL  DIE  OF  THE  FLU  EACH SEASON  IT  COMES.  A  STRONG  IMMUNE  SYSTEM  IS  THE  ANSWER.  I  HAVE  NEVER  HAD  A  FLU  SHOT  IN  MY  ENTIRE  LIFE  OF  77  YEARS.  I’VE  HAD  THE  FLU  ONCE  AS  A  KID,  AND  ONCE  AS  AN  ADULT  IN  JANUARY  1975—  NEVER  HAD  IT  SINCE.  AND  I  ONLY  GOT  IT  IN  1975  AFTER  A  VOAGE  ACROSS  THE  ATLANTIC  AND  WAS  SEA  SICK  FOR  5  DAYS— MY  IMMUNE  SYSTEM  WAS  WEAK - Keith Hunt]


THE  FLU  VIRUS  MUTATES  AND  THE  IMMUNE  SYSTEM  DOES  NOT  RECOGNIZE  IT.


[NOW  IF  WE  ARE  MAKING  MILLIONS  OF  T  AND  B  CELLS,  AS  ALREADY  EXPLAINED,  FOR  EVEN  THINGS  THAT  HAVE  NOT  BEEN  INVENTED  YET,  WHY  BOTHER  WITH  VACCINES - Keith Hunt]


ANTIBODIES  ARE  SO  SPECIFIC  THEY  WILL  BIND  TIGHTLY  TO  THEIR  TARGET— ANTIGENS,  IN  ANY  KIND  OF  CONTEXT  OF  CHEMICAL  SOUP.  WE  COULD  HAVE  5,000  ANTIGENS  IN  A  GROUP  AND  THE  ANTIBODY  WILL  ZERO  IN  ON  THE  SPECIFIC  ANTIGEN  THAT’S  THERE— A  LOCK  AND  KEY.


[YES  HE’S  EXPLAINED  ALL  THIS  BEFORE,  BUT  I  GUESS  SAYING  IT  MORE  THAN  ONCE  GETS   IT  ACROSS.  ACTUALLY  GOD  DOES  THE SAME  THING  IN  HIS  WORD— REPEATS  GIVE  IT  ALL  EMPHASIS.  AGAIN  IF  WE  ARE  MAKING  STUFF  BY  THE  MILLIONS,  WHY  BOTHER  WITH  A  VACCINE - Keith Hunt]


ROSALYN  YALOW  AND  SOLOMON  BERSON  USED  THIS  PROPERTY  OF  SPECIFICITY  TO  INVENT  THE  IMMUNOASSAY.  IN  THIS  SYSTEM  AN  ANTIBODY  IS  TAGED  WITH  COLOR  FOR  DETECTION.  AFTER  THE  ANTIBODY  GLUES  TO  ITS  TARGET— ANTIBODY  TO  ANTIGEN.  THEY  ARE  SEPARATED.  WE  CAN  MEASURE  HOW  MUCH  IS  THERE.  


IT  IS  EXTREMELY  SENSITIVE.  WE  CAN  MEASURE  HORMONES  AS  NEVER  BEFORE.


FROM  THIS  WE  HAVE  DERIVED  THE  PREGNANCY  TEST  NOW  USED  REGULARLY  BY  WOMEN  WHO  WANT  TO  KNOW  IF  THEY  ARE  PREGNANT.


WHAT  IS  MADE  BY  A  NEWLY  FORMING  EMBERO  IS  A  SUBSTANCE  CALLED  “HUMAN  CHORIONIC  GONADOTROPIN” [HCG].


THIS  UNIQUE  HORMONE  IS  RELEASED  IN  BLOOD  AND  URINE,  AND  SO  WE  CAN  TEST  FOR  IT  WITH  A  HOME  PREGNANCY  KIT.


AMINOACA  IS  THE  NAME  GIVEN  FOR  SUCH  TESTING.


AMINOACA  IS  USED  FOR  NEWBORNS  FOR  HYPOTHYROIDISM— ELIMINATING  THEIR  PROBLEM  OF  MENTAL  RETARDATION.


ROSALYN  AND  SOLOMON  WON  THE  NOBEL  PRICE  FOR  DEVELOPING  THIS  TECHNOLOGY.


THESE  ANTIBODIES  CAN  BE  USED  TO  BIND  ON  CANCER  CELLS.  THEY  CAN  BE  USED  TO  ZERO  IN  ON  THE  CANCER  CELLS,  A  DIRECT  TARGET  TO  HIT  AND  KILL.


WE  HAVE  NOW:


HERCEPTIN— BREAST  CANCER


ERBITUX— COLON  CANCEER


RITUXAN— LYMPHOMA  CANCER


THEY  ARE  ANTIBODIES  UNIQUELY  BINDING  TO  CANCER  TUMOR  CELLS.  


BINDING  INITIATES  CELL  DEATH.


End Quote



[I  STILL  HAVE  TO  SAY  AGAIN,  A  REPEAT  TO  GIVE  EMPHASIS.  IF  WE  ARE  MAKING  MILLIONS  OF  T  AND  B  CELLS  FOR  THINGS  THAT  MAY  COME  AGAINST  US  AND  FOR  THINGS  NOT  YET  INVENTED.  WHY  DO  WE  NEED  VACCINES.  HOW  CAN  WE  CREATE  A  VACCINE  AGAINST  STUFF  WE  HAVE  NOT  YET  HAD  COMING  AGAINST  US,  AND  STUFF  NOT  YET   INVENTED? 


DID  A  VACCINE  ERADICATE  SMALLPOX  OR  DID  SMALLPOX  KILL  ITS  MILLIONS  AND  MORE  MILLIONS  OF  PEOPLE  ABLE  TO  FIGHT  IT  OFF  LIKE  IN  GEORGE  WASHINGTON’S  CASE?  ONCE  IT  KILLED  AND  WAS  KILLED  BY  THE  REST  OF  PEOPLE  FIGHTING  IT  OFF,  SMALLPOX  HAD  NO  PEOPLE  TO  INFECT— IT  DIED  AWAY.


IT  IS  JUST  A  FACT  OF  HISTORY,  NOT  ALL  VIRUSES  KILL  EVERYONE  IT  COMERS  IN  CONTACT  WITH.  EVEN  THE  BLACK  PLAUGE  DID  NOT  CONTINUE,  IT  DIED  ALSO  AND  NOT  FROM  PEOPLE  BEING  VACCINATED  AGAINST  IT.


IN  MY  COMMENTS  ON  VACCINE  I  AM  NOT  TEACHING  YOU  NOT  TO  GET  VACCINATED.  THAT  DECISION  IS  ENTIRELY  YOUR  DECISION.  I’M  JUST  COMMENTING  ON  THINGS  THE  PROFESSOR  HAS  SAID,  AND  WONDERING  HOW  IT  CAN  ALL  BE  THOUGHT  ABOUT  IN  THE  CONTEXT  OF  VACCINES - Keith Hunt]


………………………………………