Možnosti zevního ovlivnění imunitního systému

1. Možnosti zevního ovlivnění imunitního systému J. Ochotná

2. Kauzální léčba a) Transplantace kmenových buněk • Při závažných vrozených poruchách imunitního systému (některá lymfoproliferativní a myeloproliferativní onemocnění) • Komplikace : infekční komplikace reakce štěpu proti hostiteli • Získání kmenových buněk - odběrem z lopaty kosti kyčelní - z pupečníkové krve - z periferní krve po stimulaci GM-CSF

3. b) Genová terapie • Pomocí vhodného expresního vektoru je do lymfocytů nebo kmenových buněk vnesen funkční gen, který nahrazuje nefunkční gen • Použito jako léčba některých případů SCID

4. Substituční léčba • Autologní transplantace kmenových buněk po chemoterapii a radioterapii • Intravenózní léčba imunoglobulíny (pochází z plazmy dárců krve) • Substituce C1 inhibitoru u hereditárního angioedému • Substituce erytropoetinu u pacientů s chronickým renálním selháním • Substituce G-CSF u agranulocytózy (Kostmannova syndromu)

5. Imunomodulace = léčebný postup směřující k úpravě narušených imunitních funkcí Nespecifická imunosupresivní léčba • Nespecifická = postihuje nejen nežádoucí autoreaktivní a aloreaktivní lymfocyty, ale i ostatní složky imunity (riziko snížení antiinfekční a protinádorové imunity) • Používá se u léčby autoimunitních chorob, závažných stavů alergií a u orgánových transplantací

6. Nespecifická imunosupresivní léčba • kortikoidy - protizánětlivý, imunosupresivní účinek - blokují aktivitu transkripčních faktorů - potlačují expresi genů (IL-2, IL-1, fosfolipáza A, MHCgpII, adhezivních molekuly…) - inhibice uvolnění histaminu z bazofilů - vyšší koncentrace indukují apoptózu lymfocytů • imunosupresiva zasahující do metabolismu DNA - azathioprim, cyklofosfamid, methotrexát

7. imunosupresiva selektivně inhibující T lymfocyty - imunosupresivní ATB: cyklosporin A, tacrolimus, rapamycin (potlačuje expresi IL-2 a IL-2R v aktivovaných T lymfocytech) - monoklonální protilátka anti-CD3 (imunosuprese po transplantacích, léčba rejekčních krizí) • imunoglobuliny v imunosupresivní indikaci - polyspecifické intravenózní imunoglobuliny (inhibice B lymfocytů, antiidiotypová aktivita, inhibice syntézy cytokinů, neutralizace toxinů, inhibice aktivace a účinku komplementu…)

8. Protizánětlivá a antialergická léčba • nesteroidní protizánětlivé léky inhibitory cyklooxygenázy (potlačení tvorby prostaglandinů) a inhibitory leukotrienů • antihistaminika- blokují H1 receptor - snižují expresi adhezivních molekul - snižují sekreci histaminu... • inhibitory zánětlivých cytokinů - antagonista receptoru pro IL-1 - monoklonální protilátky proti TNF - thalidomid (inhibitor TNF) • enzymoterapie - z enzymové směsi má hlavní účinek trypsin a bromelain - protizánětlivý a imunomodulační efekt

9. Nespecifická imunostimulační léčba • syntetické imunomodulátory • Methisoprinol (Isoprinosine) – užíván u virových infekcí s těžším nebo recidivujícím průběhem • bakteriální extrakty a lyzáty • Broncho-Vaxom - prevence recidivujících infekcí dýchacích cest • Ribomunyl • produkty imunitního systému • IL-2 - renální adenokarcinom • IFNa, IFNb - virové hepatitidy, některé leukemie • Erytropoetin - léčba anémie u pacientů s renálním selháním • G-CSF, GM-CSF – neutropenie • Transfer faktor (dialyzát z leukocytů dárců krve) • Thymové hormony

10. Antigenně specifická imunomodulační léčba • specifická imunomodulace = navození imunitní reakce či tolerance vůči určitému antigenu a) aktivní imunizace = použití antigenu k vyvolání imunitní reakce, která může později chránit před patogenem nesoucím daný antigen (nebo antigen jemu podobný) • imunizace vakcinami vyrobenými z inaktivovaných nebo oslabených mikroorganismů nebo jejich antigenů (polysacharidová pouzdra, toxiny) • vzniká dlouhotrvající imunita • aktivována buněčná i protilátková imunita • podání injekční, orální • profalyktická • riziko vyvolání infekce nebo anafylaktických reakcí

11. b) pasivní imunizace • přirozená - přestup mateřských protilátek do krve plodu • terapeuticky - použití zvířecích protilátek proti různým toxinům (hadí jedy, tetanický toxin, botulotoxin) • profylakticky - lidský imunoglobulín z imunizovaných jedinců (hepatitida A, vzteklina, tetanus) - anti-RhD protilátky - zabránění imunizace matky RhD+ plodem • poskytuje dočasnou (3 týdny) specifickou humorální imunitu • riziko vyvolání anafylaktických reakcí

12. c) specifická imunosuprese = navození tolerance vůči určitému antigenu • probíhají klinické studie • navození tolerance perorálním podáním antigenu – léčba některých autoimunitních onemocnění • alergenová imunoterapie (pyly, hmyzí jedy) d) protinádorové vakciny • jako nadějný se jeví postup imunizace dendritickými buňkami

13. Obrana proti extracelulárním patogenům

14. Obrana proti extracelulárním baktériím a jednobuněčným parazitům • gram-negativní, gram-pozitivní koky, bacily; jednobuněční parazité • k jejich eliminaci je nezbytná opsonizace (C3b, lektiny, protilátky...) • neutrofilní granulocyty jsou do místa infekce lákány chemotakticky (C5a, C3a a chemotaktické produkty bakterií) • pohlcené bakterie jsou likvidovány mikrobicidními systémy (produkty NADP-H oxidázy, hydrolytické enzymy a baktericidní látky v lysozomech) • produkce prozánětlivých cytokinů fagocyty (IL-1, IL-6, TNF), které indukují zvýšení teploty, metabolickou odpověď organismu a syntézu proteinů akutní fáze

15. v pozdějších fázích infekce jsou stimulovány antigenně specifické mechanismy • plazmatické buňky produkují nejprve IgM, po izotypovém přesmyku produkují IgG1 nebo IgA (opsonizace) • sIgA brání před infekcemi střevními a respiračními bakteriemi • bakterie s polysacharidovým pouzdrem mohou vyvolat T-independentní produkci protilátek IgM (po navázání na bakterii aktivují klasickou cestu komplementu) • po infekci přetrvávají IgG, IgA (protektivní účinek) a paměťové T a B lymfocyty

17. v obraně proti bakteriálním toxinům se uplatňují neutralizační protilátky (Clostridium tetani a botulinum...) • "nepřímé toxiny"- bakteriální lipopolysacharid (LPS) stimuluje velké množství monocytů k uvolnění TNF, který může vyvolat septický šok • infekcemi extracelulárními bakteriemi jsou ohroženi především jedinci s poruchami funkce fagocytů, komplementu a tvorby protilátek

18. Obrana proti intracelulárním patogenům

19. Obrana proti intracelulárním bakteriím, plísním a jednobuněčným parazitům • intracelulární parazitismus je dán schopností mikroorganismů uniknout mikrobicidním mechanismům fagocytů • mykobakterie, některé kvasinky a plísně • makrofágy, které je pohltily produkují IL-12 → diferenciace TH1, které produkují IFNg a membránový TNF→ aktivace makrofágů a indukce iNOS • plazmatické buňky pod vlivem IFNgprodukují IgG2; imunokomplexy obsahující IgG2 se váží na Fc receptory makrofágů a tím je stimulují • v obraně proti intacelulárním parazitům, kteří unikají z fagolysozómu se uplatňují TC lymfocyty • infekcemi intracelulárními mikroorganismy jsou ohroženi jedinci s některými poruchami funkcí fagocytů a s defekty T lymfocytů

20. Obrana proti virům

21. Obrana proti virům • interferony - v infikovaných bb. je indukována produkce IFNa a IFNb(brání replikaci viru a v neinfikovaných bb. navozují tzv. antivirový stav); IFNg stimuluje přeměnu makrofágů v aktivované (iNOS) • NK buňky - ADCC (Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity) = cytotoxická reakce závislá na protilátkách; rozpozná-li NK lymfocyt buňku opsonizovanou IgG pomocí svých stimulačních Fc receptorů CD16 dojde k aktivaci cytotoxických mechanismů (degranulaci) • infikované makrofágy produkují IL-12 (silný aktivátor NK bb.)

22. v obraně proti cytopatickým virům se nejvíce uplatňují protilátky • sIgA na sliznicích blokují adhezi virů (obrana proti respiračním virům a enterovirům) • neutralizační protilátky IgG nebo IgM aktivují klasickou cestu komplementu, který je schopný některé viry lyzovat • IgA a IgG vzniklé při virové infekci mají preventivní efekt při sekundární infekci

23. efektorové TClymfocyty v přímém kontaktu ničí infikované buňky a produkují cytokiny, které inhibují replikaci virů • některé viry se po infekci integrují do hostitelského genomu, kde perzistují po léta (varicella zoster, EBV, papilomaviry) • těmito infekcemi jsou ohroženi jedinci s imunodeficity lymfocytů T a s kombinovanými poruchami imunity • zvýšená náchylnost k herpetickým infekcím u jedinců s dysfunkcí NK bb.

24. Obrana proti mnohobuněčným parazitům

25. Obrana proti mnohobuněčným parazitům • kontakt mastocytů, bazofilů a eosinofilů s antigeny parazita • stimulace TH2 pod vlivem IL-4 (mastocyty a další APC stimulované parazitem) • TH2 stimulují B lymfocyty s BCR specifickým pro parazitární antigeny • pod vlivem IL-4 izotypový přesmyk v IgE

26. IgE se váží na FceRI mastocytů a bazofilů ("antigenně specifické receptory") • navázání multivalentního antigenu ( mnohobuněčného parazita) pomocí IgE na vysokoafinní Fc receptor pro IgE (FcRI) • agregace několika molekul FcRI • iniciace degranulace mastocytu ( fúze cytoplazmatických granulí s povrchovou membránou a uvolnění jejich obsahu) • aktivace metabolismu kyseliny arachidonové (leukotrien C4, prostaglandin PGD2) - amplifikace zánětlivé reakce

27. zahájení produkce cytokinů (TNF, TGF, IL-4,5,6…) mastocytem • v pozdějších stádiích se aktivují TH1 a jsou produkovány protilátky dalších tříd • eosinofily fagocytují komplexy parazitárních částic s IgE prostřednictvím svých receptorů pro IgE • eosinofily proti parazitům používají extracelulární baktericidní látky uvolněné z granulí (eosinofilní katoinický protein, proteázy)

28. Aktivace mastocytu

29. Protinádorová imunita

30. Maligní transformace • porucha regulace buněčného dělení a regulace "sociálního" chování buněk • nekontrolovatelná proliferace, diseminace do jiných tkání • mutace v protoonkogenech a antionkogenech Nádorové buňky • neomezený růst (ztráta kontaktní inhibice) • růst i bez stimulace růstovými faktory • nesmrtelnost (nádorové buňky se nedělí jen po omezený počet generací jako normální buňky) • často změněný počet chromosomů i časté chromosomální přestavby • TSA ...

31. Nádorové antigeny a) Antigeny specifické pro nádory (TSA) • Komplexy MHC gp I s abnormálními fragmenty buněčných proteinů - chemicky indukované nádory - leukémie s chromozomálními translokacemi • Komplexy MHC gp s fragmenty proteinů onkogenních virů - nádory vyvolané viry (EBV, SV40, polyomavirus) • Abnormální formy glykoproteinů - sialylace povrchových proteinů nádorových buněk • Idiotypy myelomů a lymfomů - klonotypické TCR a BCR

32. b) Antigeny asociované s nádory (TAA) • nachází se i na normálních buňkách • odlišnosti v kvantitě, časové či místní expresi • pomocné diagnostické markery 1) Onkofetální antigeny • na normálních embryonálních bb. a některých nádorových bb. • -fetoprotein (AFP) - hepatom • karcinoembrionální antigen (CEA) - karcinom tlustého střeva 2) Melanomové antigeny • MAGE-1, MELAN-A

33. 3) Antigen HER2/neu • receptor růstového faktoru epiteliálních bb. • karcinom mléčné žlázy 4) EPCAM • adhezivní molekula epiteliálních bb. • metastázy karcinomů 5) Diferenciační antigeny leukemických bb. • přítomny na normálních bb. vývojové řady leukocytů • CALLA -akutní lymfoblastické leukémie, (CD10 pre-B bb.)

34. Protinádorové imunitní mechanismy Imunitní dozor • nádorové buňky běžně vznikají ve tkáních a jsou eliminovány T lymfocyty (pravděpodobně nesprávná hypotéza) Obranná imunitní reakce • nádorové bb. jsou slabě imunogenní • vzniká, jsou-li nádorové antigeny prezentovány T lymfocytům dendritickými buňkami aktivovanými v zánětlivém prostředí • jsou-li nádorové buňky rozpoznány, mohou se na obraně podílet nespecifické mechanismy (neutrofilní granulocyty, makrofágy, NK bb.) i antigenně specifické mechanismy (protilátky aktivující komplement či zprostředkující ADCC, TH1 a TC)

35. s nádorem asociované antigeny jsou zpracovány APC a rozpoznány T lymfocyty v komplexu s HLA I. a II. třídy za poskytnutí kostimulačních signálů • převaha TH1 (IFN,TNF) • specifická buňkami zprostředkovaná cytotoxická reaktivita - TC • jsou aktivovány i TH2 → podpora B lymfocytů → nádorově specifické protilátky (podílejí se na ADCC) • nádorové bb. jsou cytotoxicky ničeny NK buňkami (ADCC) působením perforinů nebo indukcí apoptózy (FasL)

37. Mechanismy odolnosti nádorů vůči imunitnímu systému • vysoká variabilita nádorových bb. • nízká exprese nádorových antigenů • sialylace • nádorové bb. neposkytují kostimulační signály → anergie T lymfocytů • některé protinádorové látky mají stimulační účinky • produkce faktorů inaktivujících T lymfocyty • exprese FasL → apoptóza T lymfocytů • inhibice funkce či životnosti dendritických bb. (NO, IL-10, TGF-)