1. TThhee CCoommpplleemmeenntt
SSyysstteemm
AAnnddrreeww EE TThhoommppssoonn MMDD FFRRCCPPCC
FFeellllooww iinn RRhheeuummaattoollooggyy
UUnniivveerrssiittyy ooff BBrriittiisshh CCoolluummbbiiaa

2. OOvveerrvviieeww
 TThhee ccoommpplleemmeenntt ssyysstteemm iiss ppaarrtt ooff tthhee
iinnnnaattee iimmmmuunnee ssyysstteemm ((vvss aaddaappttiivvee))
 IItt iiss nnaammeedd ““ccoommpplleemmeenntt ssyysstteemm”” bbeeccaauussee iitt
wwaass ffiirrsstt iiddeennttiiffiieedd aass aa hheeaatt--llaabbiillee
ccoommppoonneenntt ooff sseerruumm tthhaatt ““ccoommpplleemmeenntteedd””
aannttiibbooddiieess iinn tthhee kkiilllliinngg ooff bbaacctteerriiaa
 IItt iiss nnooww kknnoowwnn tthhaatt iitt ccoonnssiissttss ooff oovveerr 3300
pprrootteeiinnss aanndd ccoonnttrriibbuutteess 33 gg//LL ttoo oovveerraallll
sseerruumm pprrootteeiinn qquuaannttiittiieess

3. ““CCllaassssiiccaall”” PPaatthhwwaayy
 BBeeggiinnss wwiitthh aannttiibbooddyy bbiinnddiinngg ttoo aa cceellll ssuurrffaaccee aanndd eennddss
wwiitthh tthhee llyyssiiss ooff tthhee cceellll
 TThhee pprrootteeiinnss iinn tthhiiss ppaatthhwwaayy aarree nnaammeedd CC11--CC99 ((tthhee oorrddeerr
tthheeyy wweerree ddiissccoovveerreedd aanndd nnoott tthhee oorrddeerr ooff tthhee rreeaaccttiioonn))
 WWhheenn ccoommpplleemmeenntt iiss aaccttiivvaatteedd iitt iiss sspplliitt iinnttoo ttwwoo ppaarrttss
– aa –– ssmmaalllleerr ooff tthhee ttwwoo
– BB –– llaarrggeerr ppaarrtt aanndd uussuuaallllyy tthhee aaccttiivvee ppaarrtt ((eexxcceepptt wwiitthh ffaaccttoorr 22))
 RReemmeemmbbeerr 33 KKeeyy WWoorrddss
– AACCTTIIVVAATTIIOONN
– AAMMPPLLIIFFIICCAATTIIOONN
– AATTTTAACCKK

4. ““CCllaassssiiccaall PPaatthhwwaayy””
 AACCTTIIVVAATTIIOONN
– CC11qq ppoorrttiioonn ooff CC11 aattttaacchheess ttoo tthhee FFcc ppoorrttiioonn ooff
aann aannttiibbooddyy
– OOnnllyy IIggGG aanndd IIggMM ccaann aaccttiivvaattee ccoommpplleemmeenntt
– OOnnccee aaccttiivvaatteedd CC11ss iiss eevveennttuuaallllyy cclleeaavveedd wwhhiicchh
aaccttiivvaatteess CC44 aanndd CC22
– CC44bb && CC22aa ccoommee ttooggeetthheerr ttoo ffoorrmm tthhee CC44bb22aa
wwhhiicchh iiss tthhee CC33 ccoonnvveerrttaassee
– CC33 ccoonnvveerrttaassee aaccttiivvaatteess CC33 ttoo CC33aa aanndd CC33bb

5. ““CCllaassssiiccaall PPaatthhwwaayy””
 AACCTTIIVVAATTIIOONN
– CC33aa bbiinnddss ttoo rreecceeppttoorrss oonn bbaassoopphhiillss
aanndd mmaasstt cceellllss ttrriiggggeerriinngg tthheemm ttoo
rreelleeaassee tthheerree vvaassooaaccttiivvee ccoommppoouunnddss
((eennhhaanncceess vvaassooddiillaattiioonn aanndd
vvaassooppeerrmmeeaabbiilliittyy))
– CC33aa iiss ccaalllleedd aann aannaapphhyyllaattooxxiinn
– CC33bb sseerrvveess aass aann ooppssoonniinn wwhhiicchh
ffaacciilliittaatteess iimmmmuunnee ccoommpplleexx cclleeaarraannccee

6. ““CCllaassssiiccaall PPaatthhwwaayy””
 AAMMPPLLIIFFIICCAATTIIOONN
– EEaacchh CC11ss ccrreeaatteess mmaannyy CC44bb aanndd CC22bb
ffrraaggmmeennttss
– EEaacchh CC44bbCC22aa ccrreeaatteess mmaannyy CC33bb ((aaccttiivvaatteedd
CC33))
– EEaacchh CC33bb ggooeess oonn ttoo ccrreeaattee mmaannyy MMeemmbbrraannee
AAttttaacckk CCoommpplleexxeess
– EExxaammppllee
 11 CC11SS mmaakkeess 110000 CC44bbCC22bb
 110000 CC44bbCC22bb mmaakkeess 1100,,000000 CC33bb
 1100,,000000 CC33bb mmaakkeess 11,,000000,,000000 MMAACC

7. ““CCllaassssiiccaall PPaatthhwwaayy””
 AATTTTAACCKK
– MMoosstt CC33bb sseerrvveess aann ooppssoonniinn ffuunnccttiioonn
– SSoommee CC33bb bbiinnddss ttoo CC44bbCC22aa ttoo ffoorrmm tthhee
CC55 ccoonnvveerrttaassee CC44bbCC22aaCC33bb
– CC55 ccoonnvveerrttaassee cclleeaavveess CC55 lleeaaddiinngg ttoo tthhee
ffoorrmmaattiioonn ooff tthhee MMeemmbbrraannee aattttaacckk
CCoommpplleexx ((CC55--CC66--CC77--CC88--CC99))
– TThhee MMAACC ““ppuunncchheess hhoolleess”” iinn cceellll wwaallllss
rreessuullttiinngg iinn llyyssiiss

8. CC24C1q
2a
42bb
4a
CC33aa bbiinnddss ttoo rreecceeppttoorrss oonn
bbaassoopphhiillss aanndd mmaasstt cceellllss
ttrriiggggeerriinngg tthheemm ttoo rreelleeaassee
tthheerree vvaassooaaccttiivvee ccoommppoouunnddss
((eennhhaanncceess vvaassooddiillaattiioonn aanndd
vvaassooppeerrmmeeaabbiilliittyy)) --
AANNAAPPHHYYLLAATTOOXXIINN
C3-convertase
C3
C3a
C3b
C5-Convertase
C5
C5bC5a
CC55aa iiss aa::
11.. PPootteenntt aannaapphhyyllaattooxxiinn
22.. CChheemmooaattttrraaccttaanntt ffoorr
nneeuuttrroopphhiillss
C7
C8
C6
C9
CCllaassssiiccaall
PPaatthhwwaayy

9. ““AAlltteerrnnaattiivvee PPaatthhwwaayy””
 RReeqquuiirreess nnoo ssppeecciiffiicc rreeccooggnniittiioonn ooff
aannttiiggeenn iinn oorrddeerr ttoo ccaauussee aaccttiivvaattiioonn

10. ““AAlltteerrnnaattiivvee PPaatthhwwaayy””
 AACCTTIIVVAATTIIOONN
– SSppoonnttaanneeoouuss ccoonnvveerrssiioonn ffrroomm CC33 ttoo CC33bb
ooccccuurrss iinn bbooddyy
– NNoorrmmaallllyy,, CC33bb iiss vveerryy sshhoorrtt lliivveedd aanndd
qquuiicckkllyy iinnaaccttiivvaatteedd bbyy pprrootteeiinnss oonn tthhee
ssuurrffaaccee ooff tthhee bbooddyy’’ss oowwnn cceellll wwaallllss
– HHoowweevveerr,, bbaacctteerriiaa oorr ootthheerr ffoorreeiiggnn
mmaatteerriiaall mmaayy llaacckk tthheessee ssuurrffaaccee pprrootteeiinnss
aalllloowwiinngg CC33bb ttoo bbiinndd aanndd ssttaayy aaccttiivvee

11. ““AAlltteerrnnaattiivvee PPaatthhwwaayy””
 AAMMPPLLIIFFIICCAATTIIOONN
– FFaaccttoorr BB bbiinnddss ttoo CC33bb
– FFaaccttoorr BB iiss tthheenn cclleeaavveedd bbyy ffaaccttoorr DD iinnttoo
BBaa aanndd BBbb
– CC33bbBBbb rreemmaaiinnss wwhhiicchh aaccttss aass aa CC33
ccoonnvveerrttaassee ((CC33  CC33aa aanndd CC33bb))
– CC33bbBBbbCC33bb iiss ffoorrmmeedd wwhhiicchh aaccttss aass aa CC55
ccoonnvveerrttaassee

12. ““AAlltteerrnnaattiivvee PPaatthhwwaayy””
 AATTTTAACCKK
– CC55 iiss cclleeaavveedd ttoo CC55aa aanndd CC55bb
– CC55bb tthheenn ssttaarrttss tthhee aasssseemmbbllyy ooff tthhee
MMeemmbbrraannee AAttttaacckk CCoommpplleexx

13. C3CaC33b
Anaphylatoxin
B
D
Bb Ba
C3
C3-Convertase
C5-Convertase C3aC3b
C5
C5b C5a
AAlltteerrnnaattiivvee
PPaatthhwwaayy
C7
C8
C6
C9

14. Summary -- AAccttiivvaattiioonn
 CCoommpplleemmeenntt ccaann bbee aaccttiivvaatteedd bbyy tthhee
bbiinnddiinngg ooff aannttiibbooddyy ((CCllaassssiiccaall)) oorr bbyy tthhee
aaddhheerraannccee ooff CC33bb ttoo ffoorreeiiggnn mmaatteerriiaall
((AAlltteerrnnaattiivvee))
 TThhee ttwwoo ppaatthhwwaayyss ccoonnvveerrggee aatt tthhee ffoorrmmaattiioonn
ooff tthhee CC55 ccoonnvveerrttaassee ((CC44bb22aa33bb oorr
CC33bbBBbbCC33bb))
 TThhee ffiinnaall ccoommmmoonn ppaatthhwwaayy iiss tthhee ffoorrmmaattiioonn
ooff tthhee mmeemmbbrraannee aattttaacckk ccoommpplleexx

15. SSuummmmaarryy -- FFuunnccttiioonn
 OOppssoonniizzaattiioonn –– CC33bb
 CChheemmoottaaxxiiss –– CC55aa ((aattttrraaccttss
nneeuuttrroopphhiillss))
 IInnccrreeaasseess vvaassooddiillaattiioonn &&
ppeerrmmeeaabbiilliittyy ooff ccaappiillllaarryy bbeeddss vviiaa
mmaasstt cceellll aanndd bbaassoopphhiill aaccttiivvaattiioonn –– CC33aa
&& CC55aa ((AAnnaapphhyyllaattooxxiinnss))
 CCeelllluullaarr LLyyssiiss vviiaa tthhee MMAACC

16. Laboratory MMeeaassuurreess
 CC33 –– QQuuaannttiittaattiivvee mmeeaassuurree ((nneepphheelloommeettrryy))
 CC44 –– QQuuaannttiittaattiivvee mmeeaassuurree ((nneepphheelloommeettrryy))
 CCHH5500
– FFuunnccttiioonnaall aassssaayy ooff eennttiirree CCllaassssiiccaall PPaatthhwwaayy
– MMeeaassuurreess tthhee aabbiilliittyy ooff tthhee ppaattiieennttss sseerruumm ttoo llyyssee
5500%% ooff aa ssttaannddaarrdd ssuussppeennssiioonn ooff sshheeeepp
eerryytthhrrooccyytteess ccooaatteedd wwiitthh rraabbbbiitt aannttiibbooddyy
– AA llooww CCHH5500 ssuuggggeessttss eeiitthheerr
 CCOONNSSUUMMPPTTIIOONN OOFF CCOOMMPPLLEEMMEENNTT CCOOMMPPOONNEENNTTSS
 DDEEFFIICCIIEENNCCYY OOFF CCOOMMPPLLEEMMEENNTT CCOOMMPPOONNEENNTTSS
 AAHH5500

17. The Role ooff CCoommpplleemmeenntt iinn
tthhee RRhheeuummaattiicc DDiisseeaasseess
 TThhee DDoouubbllee EEddggeedd SSwwoorrdd!!
 NNeeeeddeedd ffoorr pprrooppeerr hhaannddlliinngg ooff iimmmmuunnee
ccoommpplleexxeess
 AAllssoo mmeeddiiaatteess ttiissssuuee ddaammaaggee,, eessppeecciiaallllyy iinn
tthhee sseettttiinngg ooff aauuttooaannttiibbooddiieess aanndd eexxcceessssiivvee
iimmmmuunnee ccoommpplleexx ffoorrmmaattiioonn
 JJuusstt aass tthhee ccoommpplleemmeenntt ssyysstteemm ccaann ddeessttrrooyy
aa mmiiccrroobbee,, iitt ccaann llyyssee aanndd eerryytthhrrooccyyttee,,
pphhaaggooccyyttoossee aa ppllaatteelleett,, oorr ddiissrruupptt aa
bbaasseemmeenntt mmeemmbbrraannee

18. AAuuttooiimmmmuunniittyy aanndd IInnhheerriitteedd
CCoommpplleemmeenntt DDeeffiicciieenncciieess
 IInnhheerriitteedd ddeeffiicciieenncciieess ooff ccoommpplleemmeenntt
ccoommppoonneennttss ccaann rreessuulltt iinn aauuttooiimmmmuunniittyy,,
eessppeecciiaallllyy SSLLEE
– CC11qq ddeeffiicciieennccyy –– 9900%% hhaavvee SSLLEE
– CC44 ddeeffiicciieennccyy –– 7755--8800%% hhaavvee SSLLEE
– CC22 ddeeffiicciieennccyy –– 1100--4400%% hhaavvee SSLLEE
 EEaarrllyy aaggee ooff oonnsseett,, pprroommiinneenntt ccuuttaanneeoouuss
mmaanniiffeessttaattiioonnss,, aanndd pprreesseennccee ooff aannttii--RRoo
aannttiibbooddiieess aarree ffeeaattuurreess ssuuggggeessttiivvee ooff aa
ccoommpplleemmeenntt ddeeffiicciieennccyy

19. AAuuttooiimmmmuunniittyy aanndd IInnhheerriitteedd
CCoommpplleemmeenntt DDeeffiicciieenncciieess
QUIZ TIME
 HHooww ddooeess SSLLEE ffoorrmm wwiitthh ccoommpplleemmeenntt
ddeeffiicciieenncciieess??
 Q: Dendritic Cells present antigen with MHC Class I or MHC
Class II?
 A: MHC Class II – It is an APC (antigen presenting cell)
 Q: MHC Class II molecules present antigen derived from
intracellular or extracellular processes?
 A: Extra-cellular (e.g. apoptotic cells)
 Q: MHC Class II molecules stimulate CD4 or CD8 cells
 A: CD4 (IIx4=8, Ix8=8)
 Q: In this scenario with the APC being a dendritic cell – the CD4
T-lymphocyte it interacts with is a Th1 or Th2?
 A: Th1 is chiefly involved in cellular mediated immunity and Th2
is chiefly involved in humoral mediated immunity – Th2
– FFaaiilluurree ttoo cclleeaarr aauuttooaannttiiggeennss ((aappooppttoottiicc cceellllss))
– IImmmmaattuurree ddeennddrriittiicc cceellllss uuppttaakkee tthhee aannttiiggeenn iinn tthhee
pprreesseennccee ooff iinnffllaammmmaattoorryy ccyyttookkiinneess ccaauussiinngg tthheemm
ttoo mmaattuurree iinnttoo aannttiiggeenn pprreesseennttiinngg ddeennddrriittiicc cceellllss ––
PPrreesseennttss ttoo TT--CCeellll
– AAuuttoorreeaaccttiivvee BB--CCeellllss ttaakkee uupp aannttiiggeenn ffrroomm
aappooppttoottiicc cceellllss aanndd ((wwiitthh tthhee hheellpp CCDD44++ TThh22--CCeellllss))
ttrraannssffoorrmm iinnttoo ppllaassmmaa cceellllss tthhaatt sseeccrreettee
aauuttooaannttiibbooddyy

20. Indirect LLaabboorraattoorryy uusseess ooff
CCoommpplleemmeenntt –– DDeetteeccttiioonn ooff
IImmmmuunnee CCoommpplleexxeess
 CC11qq bbiinnddiinngg AAssssaayy
– NNoorrmmaallllyy CC11qq hhaass aa vveerryy wweeaakk aaffffiinniittyy ffoorr
mmoonnoommeerriicc IIggGG aanndd IIggMM
– WWhheenn IIggGG oorr IIggMM aarree ppaarrtt ooff aann iimmmmuunnee ccoommpplleexx
tthhee FFcc ppoorrttiioonn uunnddeerrggooeess aa ccoonnffoorrmmaattiioonnaall
cchhaannggee
– TThhiiss rreessuullttss iinn aa mmuucchh hhiigghheerr aaffffiinniittyy ffoorr CC11qq
– TThhiiss tteesstt iiss aann EELLIISSAA wwhhiicchh llooookkss ffoorr iimmmmuunnee
ccoommpplleexxeess iinn aa ppaattiieennttss sseerruumm ccaappaabbllee ooff
bbiinnddiinngg CC11qq

21. Indirect LLaabboorraattoorryy uusseess ooff
CCoommpplleemmeenntt –– DDeetteeccttiioonn ooff
IImmmmuunnee CCoommpplleexxeess
 RRaajjii CCeellll PPrreeppaarraattiioonn
– RRaajjii cceellllss aarree aa hhuummaann llyymmpphhoobbllaassttooiidd cceellll ddeerriivveedd ffrroomm aa
ppaattiieenntt wwiitthh BBuurrkkiitttt’’ss llyymmpphhoommaa
– TThheeyy aarree uunniiqquuee bbeeccaauussee
 TThheeyy hhaavvee ssuurrffaaccee rreecceeppttoorrss ffoorr CC11qq,, CC33bb,, CC33bbii,, aanndd CC33dd
 LLaacckk ooff ssuurrffaaccee iimmmmuunnoogglloobbuulliinn
 SSuurrffaaccee IIggGG rreecceeppttoorrss aarree llooww iinn nnuummbbeerr aanndd aavviiddiittyy
– TThheerreeffoorree,, iimmmmuunnee ccoommpplleexxeess ccoonnttaaiinniinngg ccoommpplleemmeenntt ccaann
bbiinndd ttoo ssuurrffaaccee rreecceeppttoorrss oonn RRaajjii CCeellllss!!
– TThhiiss ccaann tthheenn hheellpp ttoo ddeetteecctt iimmmmuunnee ccoommpplleexxeess ccaappaabbllee ooff
bbiinnddiinngg ccoommpplleemmeenntt
– SSeennssiittiivvee tteesstt,, hhoowweevveerr,, wwaarrmm rreeaaccttiivvee aannttii--llyymmpphhooccyyttee
aannttiibbooddiieess aanndd aannttii--ddss--DDNNAA aannttiibbooddiieess mmaayy ccaauussee ffaallssee
ppoossiittiivvee rreessuullttss