Imunomodulancia 2014 doc. Ing. Jaroslav Chládek, Ph.D.

Imunitní odpověď Normálně fungující imunitní odpověď může úspěšně neutralizovat toxiny inaktivovat viry zničit nádorové buňky odstranit patogeny Nepřiměřená imunitní odpověď může způsobit extenzivní tkáňové poškození (hypersenzitivita) reaktivitu proti vlastním antigenům (autoimunita) oslabenou reaktivitu k patřičným cílům (imunodeficience)

Definice a dělení imunoterapie imunoterapie je jakýkoliv zákrok do imunitních mechanizmů provvedený s cílem obnovit, upravit nebo modifikovat funkce imunitního systému z imunologického hlediska rozlišujeme substituci - náhrada při nedostatku stimulaci při nedostatečné funkci modulaci - úprava k normě při potřebě komplexního ovlivnění imunitního systému

Imunomodulancia Léčiva a další látky, které mění (zesilují, zeslabují, upravují) funkci imunitního systému imunosupresiva tlumí imunitní reakci u nemocných po transplantaci orgánů nebo u pacientů s autoimunitními onemocněními imunoglobuliny - suplementace u nemocných s imunodeficitem (vrozeným, získaným) imunostimulancia stimulují imunitní systém nemocných s chronickými nebo recidivujícími infekcemi a u nádorových onemocnění

Imunosupresiva potransplantační imunosuprese a léčba autoimunitních onemocnění imunosupresiva jsou schopna vyvolat funkční deficit imunitního systému většina léčiv působí nespecificky a jejich dlouhodobé podávání vyvolává NÚ imunodeficit (infekce) riziko snížené imunitní kontroly nad vznikem nádorových onemocnění (všechna protizánětlivá léčiva snižují imunitní reakci)

Imunosupresiva rozdělení do skupin: 1/ glukokortikoidy 2/ inhibitory T-lymfocytů inhibitory syntézy IL-2 inhibitory přenosu signálu IL-2 do buňky 3/ inhibitory proliferace lymfocytů (cytostatika/cytotoxické látky) 4/ biologická léčiva, terapeutické proteiny monoklonální a polyklonální protilátky proti T-lymfocytům protilátky proti cytokinům a fúzní proteiny vážící cytokiny (falešné cirkulující receptory apod.): anti–TNFa, anti-IL….. protilátky blokující receptory pro cytokiny… další léčiva…

T-lymocyt antigen-prezentující buňka 2a/ inhibice syntézy IL-2 2b/ zablokování přenosu signálu od IL-2 receptoru 4b/ blokáda kostimulace T-lymfocytů 3/ inhibitory proliferace lymfocytů (cytostatika/cytotoxické látky) 4a/ snížení počtu T-lymf. protilátkami

glukokortikoidní receptor Mechanizmus imunosupresivního a protizánětlivého účinku glukokortikoidů po vazbě na cytoplazmatický glukokortikosteroidní receptor se přesouvají do jádra a mění genovou expresi kortikosteroid glukokortikoidní receptor transaktivace cisreprese transreprese protizánětlivé molekuly mechanizmy NÚ prozánětlivé molekuly

Mechanizmus imunosupresivního účinku glukokortikoidů ovlivňují transkripční faktory jako jaderný faktor kappa-B (NF-kB) a četné signální dráhy silně potlačují buněčnou i humorální imunitní odpověď inhibicí syntézy prozánětlivých cytokinů, chemokinů, adhezivních molekul inhibice syntézy cytokinů IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, and TNF-γ (snížení proliferace T-lymfocytů) snížená exprese IL-2 a receptoru pro IL-2 v B-lymfocytech, (snížená proliferace B lymfocytů a tvorba protilátek) snižuje se počet lymfocytů, monocytů, eozinofilů a bazofilů

Farmakoterapie glukokortikoidy farmakoterapie alergických, zánětlivých a autoimunitních onemocnění potransplantační imunosupresivní farmakoterapie jednotliví zástupci se liší farmakokinetikou a afinitou ke GK receptoru (rozdíly v dávkování) charakteristika FK: dobrá absorpce ve střevě, vazba na proteiny v plazmě, rychlý metabolizmus v játrech GK, jejich soli a estery rozpustné ve vodě se podávají při celkové léčbě p.o., i.v., i.m., s.c., nebo injekčně místně (intraartikulární aplikace depotních glukokortikoidů u osteoartrózy) a topicky (kůže, oko)

Glukokortikoidy Léčivo Hydrokortison (kortisol) 1 8 Kortison 0.8 Glukokortikoidní účinnost Mineralokortikoidní účinnost Biologický poločas eliminace (t1/2 v hodinách) Hydrokortison (kortisol) 1 8 Kortison 0.8 p.o. 8, i.m. 18 Prednison 3.5-5 16-36 Prednisolon 4 Methylprednisolon 5-7.5 0.5 18-40 Dexamethason 25-80 36-54 Betamethason 25-30 Triamcinolon 5 12-36 Aldosteron (mineralokortikoid) 0.3 200-1000 -

Glukokortikoidy Nežádoucí účinky systémově účinných KS (při dlouhodobém podávání): mineralokortikoidní hypertenze, glukokortikoidní steroidní diabetes, vlivem protizánětlivého a antianabolického účinku: zpomalení hojení ran, riziko diseminace infekce, herpetické infekce, osteoporóza, zpomalení růstu u dětí atrofie sliznic, útlum stresové reakce: osy hypofýza-nadledvinka (útlum endogenní sekrece kortikoidů, ACTH), trombóza, vředová choroba žaludku a duodena, katarakta

2/ Inhibitory T lymfocytů Léčiva snižující aktivaci a proliferaci T-lymfocytů: inhibitory syntézy IL-2 a inhibitory intracelulární signální dráhy IL-2 vedoucí k aktivaci a proliferaci T-lymf.

2/ Inhibitory lymfocytů a/ Inhibitory kalcineurinu cyclosporin A a takrolimus inhibice syntézy IL-2 kalcineurin (CaN) je fosfatáza aktivující transkripční faktor NFATc (nuclear factor of activated T-cells) po navázání komplexu Ca2+ -kalmodulin cyklosporin A (CsA) se v buňce váže na cyklofilin (CpN) a komplex inhibuje kalcineurin a tím i transkripční faktor stimulující syntézu IL-2 takrolimus (FK 506) inhibuje kalcineurin po navázání na protein FKBP je snížena syntéza IL-2, který je důležitý pro aktivaci a proliferaci T-lymfocytů cyklosporin A takrolimus

2/ Inhibitory lymfocytů b/ inhibitory fosfatázy m-TOR: sirolimus (= rapamycin), everolimus aj. zablokování intracelulárního přenosu signálu od IL-2 receptoru sirolimus (SRL) se váže na FKBP (stejně jako takrolimus) ale komplex inhibuje nikoli cyklofilin ale fosfatázu mTOR (= molecular target of rapamycin), která je aktivována signálem z receptoru pro IL-2 a řídí syntézu několika proteinů zapojených do proliferace a aktivace T-lymfocytů zablokováním intracelulárního přenosu signálu je snížena aktivace a proliferace T-lymfocytů sirolimus

Inhibitory kalcineurinu podávány perorálně zejména v udržovací imunosupresivní léčbě po orgánových transplantacích cyklosporin A je produkt houby obsažené ve vzorcích půdy (Tolypocladium inflatum) takrolimus (KF506) je makrolid z bakterie Streptomyces tsukubaensis

Inhibitory kalcineurinu Farmakokinetika: cyklosporin A takrolimus Biologická dostupnost 30% (mikronizovaný 70% ) 25 % Vazba na proteiny v plazmě lipoproteiny albumin, alfa 1-kyselý GP ery, leuko erytrocyty Metabolizmus + exkrece cytochrom P450-3A4, žluč cytochrom P450-3A4, 3A5, žluč Biol. poločas eliminace t1/2 6-9 h 12 h

Inhibitory kalcineurinu Nežádoucí účinek cyklosporin A takrolimus hypertenze častá méně častá hypercholesterolemie závažnější celkový i LDL chol. jsou u TAC nižší méně často hypolipidemika nefrotoxicita srovnatelná (endotelin, TXA2, exprese TGF-beta, MMP) gingiv. hyperplazie často méně často hirsutismus poruchy metabolismu cukrů (diabetes) ne

Inhibitory mTOR nejsou nefrotoxické sirolimus (rapamycin) izolován ze Streptomyces hygroscopicus ve vzorku půdy z Velikonočního ostrova Rapa Nui NÚ: hematologické komplikace (leukopenie a trombocytopenie), opožděné hojení ran, hyperlipidémie, infekce Pneumocystis carinii potransplantační imunosupresivní léčba

3/ nízkomolekulární inhibitory proliferace lymfocytů cytostatická/cytotoxická léčiva

3/ inhibitory proliferace lymfocytů (antimetabolity, alkylující látky)

3/ nízkomolekulární inhibitory proliferace lymfocytů azathioprin: antimetabolit, purinový analog metotrexát: antimetabolit, antifolát, analog kyseliny listové cyklofosfamid: alkylující látka mykofenolát mofetil (mykofenolát sodný), inhibitor syntézy purinů leflunomid (teriflunomid), inhibitor syntézy pyrimidinů podávány perorálně

Azathioprin proléčivo s lepší absorpcí ze střeva než jeho metabolit 6-merkaptopurin (6-MP) azathioprin je rychle přeměňován na 6-MP 6-MP je velmi rychle deaktivován oxidací (xantinoxidáza) a metylací (thiopurinmethyl transferáza) a bioaktivován na nukleotidy 6-thioguaninu mechanizmus účinku: inhibice syntézy purinů, inhibice replikace DNA (falešné nefunkční nukleotidy jsou zabudovány do DNA) není vliv na zralé T lymfocyty neselektivní, snižuje také B lymfo, NK buňky podáván jednou denně perorálně hlavní místo působení je kostní dřeň indikace: léčba nespecifických střevních zánětů (Crohnova choroba aj., potransplantační imunosuprese NÚ: útlum krvetvorby, hepatotoxicita

Metotrexát MTX je antagonista kyseliny listové (antifolát), který inhibuje syntézu redukovaných folátů (inhibicí dihydrofolát reduktázu v cyklu kyseliny listové), thymidylát syntázu (snížená syntéza DNA) a enzymy metabolizmu purinů (zvyšuje se koncentrace adenozinu, který má receptorově zprostředkovaný protizánětlivý účinek) následky jsou inhibice aktivity T-lymfocytů, snižená exprese adhezivních molekul aj. MTX je intracelulárně metabolizován na aktivní metabolity - polyglutamáty, které jsou zadržovány v buňkách (mají dlouhý biol. poločas eliminace) proto se MTX může podávat v nízké dávce (7,5-25 mg/týden) pouze jednou týdně perorálně, vyšší dávky s.c., i.m. léčba revmatoidní artritidy, psoriázy NÚ: hepatotoxicita (fibróza, cirhóza), GIT – nevolnost a průjem, bolest hlavy, útlum krvetvorby, plicní fibróza, teratogen

Alkylující látky cyklofosfamid v nízké dávce per os v léčbě závaných autoimunitních onemocnění – systémový lupus erythematosus, autoimunitní hemolytické anemie, Wegenerova granulomatóza aj NÚ: neutropenie aj.

Mykofenolát mofetil ester mykofenolát mofetil se hydrolyzuje na kyselinu mykofenolovou obě látky inhibují enzym inosinmonofosfát dehydrogenázu a tím syntézu guanosinu (= purinový nukleosid) nejsou nefrotoxické a hepatotoxické NÚ: GIT projevy leukopenie srovnatelně s azathioprinem v potransplantační imunosupresi často nahrazuje azathioprin

Leflunomid inhibuje enzym dihydroorotát dehydrogenázu a tím syntézu pyrimidinů de novo léčba reumatoidní artritidy a psoriatické artritidy potransplantační imunosuprese NÚ: teratogenita, hepatotoxicita, útlum krvetvorby

4/ biologická léčiva, terapeutické proteiny monoklonální a polyklonální protilátky proti T-lymfocytům protilátky proti cytokinům a fúzní proteiny vážící cytokiny (= falešné cirkulující receptory apod.): anti–TNFa, anti-IL2,… protilátky blokující receptory pro cytokiny… další léčiva…

Monoklonální a polyklonální protilátky proti T-lymfocytům imunodeplece - komplementem zprostředkovaná cytolýza, protilátkami-zprostředkovaná cytotoxicita a apoptóza Indikace: potransplantační indukční a antirejekční imunosupresivní léčba polyklonální protilátky: antithymocytární globulin (ATG) získávány imunizací králíků nebo koní lidskými lymfocyty odebranými z thymu ATG zvyšuje tvorbu regulačních T-lymfocytů (Treg), které potlačují funkci efektorových T-lymfocytů odpovědných za rejekci transplantátu současné režimy používají ATG jenom krátkou dobu (po 3–10 dní pro profylaxi rejekce) nebo pro léčbu steroid-rezistentních či vaskulárních rejekcí NÚ: riziko vzniku oportunních infekcí a malignit v delším odstupu od léčby, syndrom z uvolnění cytokinů projevující se horečkou, zimnicí a třesavkou, trombocytopenie a leukopenie

Monoklonální a polyklonální protilátky proti T-lymfocytům monoklonální protilátka anti-CD52 (Campath-1H, alemtuzumab): humanizovaná protilátka CD52 antigen je exprimován na 95% lymfocytů, NK buněk, makrofágů a thymocytů potransplantační indukční a antirejekční imunosupresivní léčba NÚ: kandidové infekce, CMV infekce

Monoklonální protilátky proti antigenům na T-lymfocytech blokáda kostimulace T-lymfocytů CD28 je kostimulační protein na povrchu T-lymfocytu, který po navázání CD80 a CD86 (B7, proteiny antigen prezentující buňky) zajišťuje druhý stimulující signál (první je MHC-TCR, neboli HLA 1. třídy a CD8 resp. CD4 na T-lymfocytech cytotoxických a pomocných) CTLA-4 (Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4 neboli CD152) je protein na T-lymfocytech normálně vázající CD80 a CD86 a zajišťující inhibiční signál belatacept a abetacept jsou fúzní proteiny CTLA-4 a IgG1, který se naváží na CD80 a CD86 a brání aktivaci T-lymfocytu (zesílení inhibičního signálu) léčba revmatoidní artritidy (abetacept) a potransplantační imunosuprese (belatacept)

Monoklonální protilátky blokující cytokinové receptory na T-lymfocytech blokáda proliferace a diferenciace T-lymfocytů protilátky, blokující receptor pro IL-2: IL-2Ra (CD25, T-cell activation antigen, TAC) na aktivovaných T-lymfocytech chimérická protilátka basiliximab humaninovaná protilátka daclizumab studie prokázaly snížení incidence akutní rejekce a nízký výskyt vedlejších účinků potransplantační antirejekční imunosupresivní léčba NÚ: infekce

Monoklonální protilátky a fúzní proteiny proti cytokinům: anti-TNFalfa TNF-α reguluje proliferaci a funkci T a B lymfocytů, makrofágů, NK buněk a dendritických buněk zvýšené koncentrace TNF-a se podílejí na poškození tkání při autoimunitních onemocněních antagonisté TNF-a mají výborný účinek v léčbě revmatoidní artritidy, juvenilní idiopatické artritidy, Crohnovy choroby, psoriázy, ankylosující spondylitidy (Bechtěrevova choroba) dvě skupiny léčiv: cirkulující falešné receptory (fúzní proteiny) monoklonální protilátky

Anti-TNFalfa biologická léčba Adalimumab je rekombinantní lidská monoklonální IgG1 protilátka aplikovaná s.c. Infliximab je chimerická (myší-lidská) monoklonální protilátka aplikovaná i.v. infuzí Etanercept je rekombinantní lidský fúzní protein (receptor pro TNF-a a IgG) aplikovaný s.c. problémy biologické léčby: parenterální podání cena ↑↑↑ vzácné ale závažné NÚ (infekce, nádory) nejsou dostatečné zkušenosti s bezpečností dlouhodobé léčby

Monoklonální protilátky proti interleukinům ustekinumab: lidská protilátka proti IL-12 a IL-23, léčba artritid a psoriázy anakinra: lidská rekombinantní protilátka proti receptoru pro IL-1 (antagonista na receptoru pro IL-1)

Aktivní imunizace indukce specifické imunity vůči infekčním agens nebo jejich produktům očkováním Připraveny tak, aby vyvolaly protektivní imunitní reakci s imunologickou pamětí, která zabrání rozvoji infekčního onemocnění nebo projevům toxicity produktů mikroorganismů vakcíny používané v současné době jsou léčiva, která splňují požadavky obecné a specifické bezpečnosti, imunologické účinnosti tepelné stability ze živých atenuovaných kmenů mikroorganismů apoliomyelitis, trivakcína proti spalničkám, příušnicím a zarděnkám, viry žluté zimnice

Aktivní imunizace inaktivované mikroorganismy – Bordetella pertusis, Vibrio cholerae, viry vztekliny, viry klíšťové encefalitidy upravené toxiny bakterií (toxoidy) - Corynobacterium diphtheriae, Clostridium tetani podjednotkové vakcíny, obsahující pouze určitou imunogenní část mikroorganismu – čištěné frakce virů ( Haemophilus influenzae a a b), bakterií ( pertusové antigeny, Streptococcus pneumoniae, Neiseria meningitidis, Salmonella typhi) nebo rekombinantní (HBsAg)

Substituční imunoglobulinová léčba imunoglobulinové preparáty jsou získány z krve velkého množství dárců, proto obsahují ochranné látky proti velké šíři různých infekčních chorob. Nejčastěji se tak léčí primární imunodeficity jako běžný variabilní imunodeficit – CVID a X-vázaná agamaglobulinémie. podání i.v. (IVIG) nebo s.c. sekundární imunodeficity hematologické malignity (myelom, leukemie), nedostatek imunoglobulinů způsobený chemoterapií zhoubných nádorů některé autoimunitní choroby

Specifické imunoglobuliny Rh0 (D) imunoglobulin = IgG antiD prevence RhD aloimunizace u RhD negativních žen při průniku RhD pozitivních fetálních erytrocytů do oběhu RhD negativní ženy může dojít ke stimulaci jejího imunitního systému a tvorbě protilátek „aloimunizací“. Stejnou imunitní reakci může vyvolat i transfúze antigenně inkompatibilních erytrocytů protilátky anti-D mohou způsobovat závažnou formu hemolytického onemocnění plodu i novorozence (HDFN – haemolytic of the fetus and newborn). většině případů RhD aloimunizace lze zabránit profylaktickým podáním anti-D imunoglobulinu v potřebné dávce při každé potenciálně senzibilizující události (porod, potrat)

Specifické imunoglobuliny imunoglobuliny proti infekci RSV (Respiratory syncytial virus) cytomagalovirus tetanus Varicella zoster vzteklina imunoglobuliny proti digoxinu hadím jedům (antivenins = antivenoms)

Imunomodulační látky Různé látky, působící rozličnými mechanismy, například stimulací imunitní odpověď na podané antigeny, aktivací efektorových mechanismů, nespecifickou aktivací složek imunitní odpovědi. Imunomodulancia jsou určena ke zlepšení imunitní odpovědi, a jsou užívána především k prevenci a terapii recidivujících infekcí. Tyto látky je možno dělit podle původu, například látky bakteriálního původu (např. bakteriální lyzáty), rostlinného původu (např. glukany), léčiva (např. levamizol).

Imunomodulační látky Imunomodulancia bakteriálního původu V minulosti se používaly bakteriální vakcíny (např. autovakcíny), které byly individuálně připravovány v mikrobiologických laboratořích. V současnosti se užívají především firemně vyráběné perorální bakteriální lyzáty (Boncho-vaxom, Luivac, Ribomunyl). Účinek bakteriálních lyzátů je jak nespecifický, tak i specifický Bakteriální antigeny představují přirozený imunitní podnět: zvýšená produkce sekrečního IgA, lysozymu, aktivace fagocytózy, tvorba interferonů a defenzinů, aktivace NK-buněk, podpora tvorby specifických protilátek.

Imunomodulátory extrakty thymu

Specifická alergenová imunoterapie Jde kromě důsledné eliminace kontaktu s alergenem o jediný typ kauzální léčby alergických onemocnění (zejména alergické rýmy a astmatu a alergie na hmyzí jed ) Navození tolerance k alergenům podáváním postupně zvyšujících se dávek alergenu až po dosažení dávky udržovací, která je aplikována v určených intervalech po stanovenou dobu. Léčba probíhá celoročně, většinou po dobu 5 let (minimálně 3 roky). Tato terapie sníží reaktivitu na daný alergen a zmírní tak projevy onemocnění (alergická rýma a průduškové astma, případně umožní redukci podávané symptomatické léčby). V případě alergie na včelí a vosí jed je specifická alergenová terapie jedinou léčbou, která může snížit riziko vzniku život ohrožující anafylaktické reakce po hmyzím bodnutí.

Specifická alergenová imunoterapie u alergenové imunoterapie se předpokládají různé mechanizmy účinku. jde zásah do aktivity imunitního systému vedoucí k změnám v zastoupení různých typů T lymfocytů a k úpravě rovnováhy ve prospěch mechanismů působících proti rozvoji alergické odpovědi (z přehnané Th2 buněčné odpovědi na Th1. k léčbě se používají různé typy vakcín a dvě cesty aplikace: injekční forma s aplikací podkožně (riziko anafylaxe) a sublinguální podání kapek

Cytokiny ve farmakoterapii cytokiny jsou polypeptidy a glykoproteiny s malou molekulou (< 30 kDa), které jsou uvolňovány mnoha typy buněk (výjimka je IL-2 tvořený pouze v lymfocytech) interferony, interleukiny, faktory nekrotizující nádory, hematopoetické růstové faktory, tkáňové růstové faktory, chemokiny působí většinou autokrinně nebo parakrinně (TNFalfa, IL-1 a 6 jsou výjimky) řadou mechanizmů a mají mnoho účinků

Cytokiny ve farmakoterapii často mohou za různých okolností vykazovat jak imunostimulační tak imunosupresivní působení skupiny podle účinků: protinádorové imunostimulační (IFN, TNF-a aj.) protinádorové angiostatické (angiostatin, endostatin, trombospondin 1) hojivé angiogenní (PDGF, endoteliny, VEGF) protiinfekční imunostimulační (IL-1, -2, TNF-a , G-CSF, GM-CSF, IFN) protizánětlivé (IL-4, -6, -10, TGF-b) prozánětlivé (IL-1, -6, -12, TNF-a, IFN-g)

Cytokiny ve farmakoterapii potenciálně přínosné v léčbě infekčních, zánětlivých, autoimunitních a nádorových onemocnění problematické jsou pleiotropní účinky a vzájemná provázanost cytokinů (cytokinové sítě) nežádoucí účinky akutní, chřipce podobné příznaky (horečka, třesavka, bolest svalů a hlavy) cytopenie indukce autoimunit včetně diabetu aj. terapeuticky používané cytokiny např. INF-a: Kaposi sa., chronické hepatitidy B a C, chronické leukemie INF-b: sclerosis multiplex IL-2: m. melanom hematopoetické růstové faktory G-CSF, GM-CSF: neutropenie po chemoterapii, AIDS aj.