IMMUNTOXIKOLÓGIA Dr. Biró Anna

1. IMMUNTOXIKOLÓGIADr. Biró Anna Országos Kémiai Biztonsági Intézet Budapest ELTE, TTK, 2011

2. IMMUNTOXIKOLÓGIA Az immuntoxikológia a munkahelyi, környezeti és terápiás expozíció hatására az immunrendszerben bekövetkező módosító hatásokat vizsgálja.

3. Környezeti hatások Életmód Munkahelyi ártalom Immunrendszer működésének zavara Fertőzés iránti hajlam fokozódása Krónikus, nem fertőző betegségek kialakulásának esélye nő Daganati kockázat növekedése

4. Az expozíció hatására kialakuló immunológiai eltérések korai kimutatása PRIMER PREVENCIÓ

5. Elsődleges és másodlagos nyirokszervek Immunbiológia, Erdei et al

6. Antigén mindazok a struktúrák (sejtek, molekulák) amelyeket az immunrendszer felismer Antigén lehet: • baktérium • vírus • daganatos sejt • fehérje • szénhidrát • fémion • mesterséges kémiai anyag Haptén: önmagában nem vált ki immunválaszt, de valamilyen makromolekulához kapcsolódva már igen

7. A vér alakos elemeinek eredete Immunbiológia, Erdei et al

8. Az adaptív immunválasz fázisai Immunbiológia, Erdei et al

9. Limfocitapopulációk effektor funkciói Immunbiológia, Erdei et al

10. A természetes és az adaptív immunrendszer PATOGÉNEK INVÁZIÓJA TERMÉSZETES IMMUNRENDSZER ADAPTÍV IMMUNRENDSZER Barrierek: bőr, nyálkahártya Szolubilis elemek: CRP, SAP, MBL, komplement rendszer Sejtes elemek Sejt-közvetitett immunitás (T sejtek) Ellenanyag-közvetített immunitás (B sejtek) NK sejtek CD5+B sejtek g/d T sejtek Fagociták pl. makrofágok neutrofil granulociták

11. A természetes és az adaptív immunrendszer TERMÉSZETES IMMUNRENDSZER ADAPTÍV IMMUNRENDSZER • nem specifikus • rögtön reagál • nincs memória • 1-2 hét amíg kialakul az immunválasz • specifikus • memóriasejtek alakulnak ki • második találkozásra gyorsan reagál A kettő egymásra épül, nem válnak szét

12. Tumorellenes immunválasz • Daganatos elfajulást okozhatnak: • Kémiai karcinogének (benzol) • Sugárzás (UV, ionizáló sugárzás) • Vírusok (RSV) • A tumorossá fajult sejtek felismerése és elpusztítása is az immunrendster feladata, melyben a sejtközvetített immunitásnak jut fő szerep. • Citotoxikus T sejtek • NK sejtek

13. Példák immuntoxikus anyagokra rágcsálóban és emberben

14. Immuntoxicitási tesztek laboratóriumi állatokon Tesztelt fajok ØElsősorban rágcsálók Vizsgálati Rendszerek ØSzisztémás hatás ØLokális hatás Kezelés ØOrális ØDermális ØSzem • OECD Guidelines for the Testing of Chemicals • „A 14 vagy 28 napos szubakut orális toxicitás vizsgálata rágcsálókon” • kvalitatív és kvantitatív vérkép • lép hisztopatológiai vizsgálata • „90 napos szubakut orális toxicitás vizsgálata rágcsálókon” • kvalitatív és kvantitatív vérkép • lép,tímusz,nyirokcsomó,csontvelő hisztopatológiai vizsgálata

15. Immuntoxicitási tesztek laboratóriumiállatokon • Nem funkcionális vizsgálatok (1. lépcső) • Kvalitatív és kvantitatív vérkép • Szervsúlyok (tímusz, lép, nyirokcsomók) • Hisztopatológiai elváltozások (tímusz, lép, elvezető és messzebb elhelyezkedő nyirokcsomó, Peyer-plakk, stb) • Szérum immunglobulin (IgG,IgM,IgE,IgA) szint mérése • Combcsontból származó csontvelő sejtek abszolút száma és megoszlása • Leukocita szám a bronchoalveoláris mosófolyadékban, peritoneális üregben és bőrben • Leukocita felszíni antigének vizsgálata

16. Hexaklórbenzol hatása az immunológiai paraméterekre (1. lépcső )

17. Immuntoxicitási tesztek laboratóriumiállatokon • Funkcionális vizsgálatok (2. lépcső) • Makrofágok fagocitáló képességének vizsgálata • NK sejtek citolitikus aktivitásának mérése • Elsődleges (IgM) és másodlagos (IgG) antigén-specifikus ellenanyag válasz meghatározása • B sejt proliferáció mitogén ( pl. LPS) hatására • T sejt proliferáció mitogén (Concanavalin A vagy fitohemagglutinin) hatására • Citotoxikus T limfociták citolitikus aktivitásánakvizsgálata • Késői típusú hiperszenzitivitási teszt (pl. szenzitizáció BCG-vel, majd előhívás tisztított fehérjével. Kiértékelés a talp vagy fül duzzanatának mérésével)

18. Immuntoxicitási tesztek laboratóriumiállatokon • Funkcionális vizsgálatok (2. lépcső) • Host rezisztencia modellek vizsgálata: • Baktériumok ellen (Listeria monocytogenes, Streptococcus törzsek, kiértékelés hisztopatológia vagy elhullás alapján) • Vírusok ellen (Citomegalovírus, influenza) kiértékeléshisztopatológia vagy elhullás alapján) • Tumorok ellen (tumorsejtek injektálása, kiértékelés a metasztázisok száma alapján) • Autoimmun modellek: indukált vagy spontán autoimmun betegségek előfordulását és súlyosságát befolyásolja-e az adott anyag.

19. Az immunrendszert károsító anyagok Az immuntoxikus anyagok támadáspontja széleskörű: Øbefolyásolhatják bármely immunsejt képződését, érését, osztódását, differenciálódását Økárosíthatják az immunsejtek működését Økárosíthatják az immunrendszer szabályozását Az immunrendszer funkciójára hathatnak: Øgátlólag (immunszuppresszió) Øserkentőleg (immunstimulálás)

20. Normal Az immunrendszer egyensúlya Immunszuppresszió Immunstimuláció Hiperszenzitivitás -gyulladás -allergia -asztma Autoimmunitás Fertőzésekre és daganatos megbetegedésekre hajlamosíthat

21. Az immuntoxikus anyagok hatásai: • Ølehetnek közvetlenül toxikusak • Økiválthatnak antigén-specifikus választ • túlérzékenységi reakciók • autoimmun betegségek • gyulladásos folyamatok, szöveti roncsolás • (bármely szerv érintett lehet: • légzőszervek, bőr, emésztőrendszer, • urogenitális szervek,ízületek • központi idegrendszer)

22. A túlérzékenységi reakciók

23. Allergia megnyilvánulási formái Allergiát okozhatnak: szénanátha asztma csalánkiütés ekcéma ödéma ételallergia Pollen Penész Antibiotikumok Platina sói FormaldehidOrganofoszfát növényvédők

24. Autoimmunitás • Alapvetően a „saját” elleni immunitást jelenti. • Akkor fordul elő, amikor az immunrendszer megtámadja a saját sejtjeit, szöveteit. De! • Az immunrendszer felismeri és különbséget tesz a „saját” illetve az „nem-saját”között • Mindig vannak a szervezetben autoagresszív klónok, de ezeket a szervezet kordában tartja: eliminálja, illetve a saját struktúrákkal szemben tolerancia alakul ki • Autoimmun folyamatokban ez a tolerancia szűnik meg

25. Autoimmun betegség • Lehet szervspecifikus, ilyenkor olyan struktúra/molekula ellen irányul az autoimmunitás, mely egy-egy sejtre vagy szövetre jellemzőek • Autoimmun diabetes -hasnyálmirigy inzulin termelő β sejtek • Sjögren szindróma – nyál és könnytermelő mirigyek • Lehet szisztémás, amikor a megtámadott molekula sokféle sejten jelenik meg • SLE –szisztémás lupus eritematosus – sejten belüli struktúrák ellen termelődnek ellenanyagok • RA – reumatoid artritis

26. Autoimmun betegségeket okozhatnakérzékeny egyénekben: SLE: Szisztémás lupus eritematusus

27. SLE: Szisztémás lupus eritematusus

28. Autoimmun betegségeket okozhatnakérzékeny egyénekben:

29. Autoimmun betegségeknemi eloszlása

30. Ösztrogének és Autoimmunitás

31. Fontosabb immuntoxikus anyagok I.

32. Fontosabb immuntoxikus anyagok II.

33. Fontosabb immuntoxikus anyagok III.

34. Toxikus anyag Előfordulás Antibiotikum por Gyógyszeripar Citosztatikumok Onkológiai osztályok, gyógyszertárak Fémek Fémfinomítás, fémfeldolgozás Formaldehid Textilipar, laboratórium Oldószerek, pl. benzol Kőolajipar Peszticidek Mezőgazdaság Policiklusos aromás szénhidrogének (PAH), pl. benz(a)pirén, 3-metilkolantrén Fosszilis üzemanyagok égéstermékeivel szennyezett levegő Toxikus anyagok előfordulása a munkahelyen/ környezetben

35. WHO által ajánlott immuntoxicitási tesztek 1.Vérkép (kvalitatív, kvantitatív) 2. Humorális immunválasz -elsődleges ellenanyag válasz fehérje antigén ellen, pl influenza oltás -szérum immunglobulin koncentráció 3.Limfocita szubpopulációk meghatározása vérből 4. Sejtközvetített immunválasz - késői típusú hiperszenzitivitási reakció 5. Autoantitestek és gyulladás - autoantitest titer -C-reaktív protein 6.Természetes immunitás -NK-sejt ölőképesség -fagocitózis mérése 7.Klinikai laboratóriumi vizsgálat

36. Limfocita szubpopulációk meghatározása: T limfociták (CD3+) Helper T limfociták (CD3+/CD4+) Citotoxikus T sejtek (CD3+/CD8+) B limfociták (CD19+) NK sejtek (CD3/CD56+) Aktivációs markerek vizsgálata: CD25 –IL2 receptor CD71-transzferrin receptor Vizsgált paraméterek Leukociták ölőképességének vizsgálata reaktív oxigén intermedier termelés alapján

37. Immunfenotípus meghatározása és reaktív oxigén intermedier termelés mérése fagocitózis Reaktív oxigén gyökök termelése Granulocita aktiváció Monocita „Bursttest” Limfocita -kontroll -fMLP -E.coli -PMA T limfocita Counts B limfocita NK sejt CD3 Counts Citotoxikus T Helper T CD3 CD3 CD3 CD19 CD4 CD8 CD56

38. Vizsgálati csoportok

39. Limfocita szubpopulációk változása Th általában emelkedik Tc általában csökkent Th:Tc arány nő

40. Aktivációs antigének változása A limfociták aktiváltsága fokozódik CD25, CD71, CD8+/CD25+

41. Befolyásoló tényezők • Genetikai tényezők (MHC haplotípus, enzim polimorfizmus) • Kor akkumulált hibák (DNS, sejtek), gyerek≠felnőtt ≠idős • Nem (autoimmunitás nő>férfi, ösztrogén) • Betegség,fertőzés • Gyógyszerek (immunszuppresszív, immunstimuláns) • Stressz (akut, krónikus) • Életmód: • dohányzás • táplálkozásiszokások • alkohol • drog