Imunopatologické reakce Ústav imunologie UK 2.LF a FN Motol

Imunopatologické reakce - definice Reakce analogické fyziologickým, které jsou původně používány k eliminaci patogenů, ale za určitých okolností vedou k poškození vlastních tkání zevní antigen -- alergie, imunopatol. důsledky infekcí vnitřní antigen ---autoimunitní onemocnění Příčiny: povaha antigenu (alergen, autoantigen, nadměrné množství, nepřiměřená doba působení) genetické vlivy - poruchy regulace imunitní reakce (Th1/Th2, polymorfismus cytokinů...)

Klasifikace dle Coombse a Gela I. typ - časná přecitlivělost II. typ - cytotoxická reakce III.typ- imunokomplexy IV. typ-pozdní přecitlivělost

Reakce I.typu - časná přecitlivělost

Reakce II. typu - cytotoxická Podtyp II - funkční ovlivnění cílové struktury: stimulace inhibice neutralizace

Reakce III. typu -imunokomplexová

Reakce IV.typu- pozdní přecitlivělost Th1 IFNg IL-2 Podtyp IV - buněč- ná cytotoxicita aktivace CD8+ cytotoxických lymfocytů destrukce tkání (perforin, cytokiny) Systémová forma- Septický šok CD8+ TNF TNF

Ústav imunologie 2.LF UK a FN Motol, Praha AUTOIMUNITA Ústav imunologie 2.LF UK a FN Motol, Praha

Autoimunita - definice Schopnost imunitního systému reagovat s vlastními tkáněmi Základní vlastnost imunitního systému: Schopnost rozpoznat škodlivé/neškodné Autoimunita fyziologická Autoimunita poškozující, autoimunitní choroby. Selhání schopnosti rozpoznat škodlivé/neškodné, selhání mechanismů tolerance

Centrální tolerance pozitivní selekce - T lymfocyty CD4+CD8+ rozpoznávající HLA/peptid na APC se střední afinitou jsou zachovány a diferencují se do CD4/8, eliminovány jsou lymfocyty se slabou afinitou k HLA/peptid negativní selekce - T-lymfocyty rozpoznávající autoantigeny s vysokou afinitou jsou eliminovány

Periferní tolerance klonální anergie- funkční neodpovídavost lymfocytů indukovaná rozpoznáním antigenu klonální delece - fyzická eliminace autoreaktivních klonů klonální ignorance - neschopnost lymfocytů T rozpoznat autoantigen suprese - regulace autoreaktivních lymfocytů jinými imunokompetentními buňkami

Mozaika a kaleidoskop autoimunity redundance mechanismů udržujících toleranci - selhání jednoho nevede obvykle k onemocnění - kombinace faktorů vnitřních a vnějších kombinace různých autoimunitních projevů v rámci jedince

Subpopulace CD4+ ly Th Th0 Th1 Th2 Th17 Th3 Treg TGF- IL-10, TGFb IFN-y IL-12 IL-10,? ? IL-4 Th1 Th2 Th17 Th3 Treg TGF- IL-10, TGFb CD4+CD25+ Foxp3+ IFN- LF IL-2 IL-4 IL-5 IL-6 IL-13 IL-17 buněčná imunita humorální imunita inhibice imunitní reakce, hojení

Autoimunitní reakce Humorální - autoprotilátky Mechanismy poškození - II.typ (cytotoxická reakce, funkční -stimulace,inhibice), III. typ-imunokomplexy. Přímá účast v patogenezi/diagnostický marker Vysoký titr, vysoká afinita, IgG Buněčná - autoreaktivní T lymfocyty Mechanismy poškození - IV. Typ (granulomatózní zánět, Th1 cytokiny, cytotoxická buněčná reakce) Diagnosticky nepoužitelné Od fyziol. T ly se nedají odlišit

Autoimunitní choroby Orgánově lokalizované Systémové Orgánově nespecifické autoprotilátky Orgánově specifické Orgánově specifické autoprotilátky nebo autoreaktivní T lymfocyty Orgánově lokalizované nespecifické autoprotilátky

Mozaika a kaleidoskop autoimunity redundance mechanismů udržujících toleranci - selhání jednoho nevede obvykle k onemocnění - kombinace faktorů vnitřních a vnějších kombinace různých autoimunitních projevů v rámci jedince

Systémové autoimunity I.

SLE - motýlový exantém mladé ženy kožní příznaky CNS postižení glomerulonefritidy artralgie, únava poruchy KO- trombo- cytopenie, AIHA poruchy menstruace, sterilita, aborty ds-DNA, ENA (Sm,SS-A) snížení C3,C4

Revmatoidní artritida Pierre-August Renoir, 1841-1919

Systémové autoimunity II.

Dermatomyositis - typické kožní léze často paraneoplastický projev - ca prsu, GIT, plic

Systémová sklerodermie

Bechtěrevova choroba

Laboratorní diagnostika autoprotilátek - nepřímá IF (P-ANCA)

Orgánově lokalizovaná autoimunitní onemocnění I.

Orgánově lokalizovaná autoimunitní onemocnění II.

Orgánově lokalizovaná autoimunitní onemocnění III.

Orgánově specifická autoimunitní onemocnění I.

Orgánově specifická autoimunitní onemocnění II.

Orgánově specifická autoimunitní onemocnění III.

Orgánově specifická autoimunitní onemocnění IV.

Incidence autoimunit RA - 1-3% Sjogrenův sy 1/20 000 5-7% populace Vaskulitidy 1/100 000 Celkově autoimunitní choroby 5-7% populace

Faktory ovlivňující vznik autoimunitních chorob Vnitřní genotyp / HLA geneticky podmíněné ID (IgA, CID, CVID, WA, C1,2,4), geny kódující cytokiny, geny pro apoptózu hormony Zevní spouštěcí faktory infekce UV léky jiné chemikálie (včetně potravy) stresové faktory- neuroendokrinní osa

„Knock-out“ myši jako model genetického podílu na vzniku autoimunitních chorob lpr/lpr - APO1/Fas gld/gld - FasL CTLA-4 IL-2

Rodinný výskyt autoimunitních chorob - příklady z ambulance

Příklady monogeneticky podmíněných autoimunit Deficit Apo-1 Fas Deficit AIRE Mutace NOD2/CARD 15 Autoim lymfoproliferativní syndrom (typ I) Autoim polyglandulární syndrom typ I EOS (Blauův syndrom, juvenilní sarkoidóza) Účast modifikujících genů

Mozaika autoimunity

Mechanismy účasti infekce uvolnění sekvestrovaných antigenů dostupnost skrytých determinant zvýšenou expresí HLA ektopická exprese HLA pod vlivem zánětlivých cytokinů molekulární mimikry, analogy/mimotopy redistribuce intracelulárních molekul na povrch buňky posun ve spektru produkce cytokinů aktivace okolních lymfocytů

Mechanismy působení UV záření (Modifikace autoantigenů) selhání kontroly autoreaktivních T lymfocytů jinými T lymfocyty CD4+ TLI (Vysoké dávky 42,5 Gy a frakcionované 17x2,5) - indukce orgánově specifických autoimunitních onemocnění u myší - prevence adoptivním transferem lymfocytů - CD4+

Mechanismy účasti léků a chemických látek Periferní - modifikace autoantigenů (isoniazid, hydralaziny) hapteny (metyl-dopa) centrální účinek na lymfoidní buňky (penicilamin) Reakce na cizorodý materiál, aktivace makrofágů, produkce cytokinů (Si)

Složky potravy a autoimunita Gluten - celiakie kravské mléko - diabetes I.typu? L-tryptofan, olej - eosinofilní fasciitis L-canavanin - SLE aromatické aminy - potravinářské barvivo, šampóny - SLE nasycené tuky - různé (kyslíkové radikály)

Léky a autoimunitní choroby beta-blokátory, hydantoináty, Prokainamid (inhibice DNA metyl-transferázy) D- penicilamin, hydralazin, orální kontraceptiva, isonizaid (acetylace) Biologická terapie – anti TNF indukce autoprotilátek (ds- DNA, histony, kardiolipin), vzácněji klinických příznaků

Chemické sloučeniny a autoimunitní choroby N-nitroso-sloučeniny (diabetes I.typu) hydraziny (aromatické aminy) - SLE SiO2 (silikóza, vaskulitis, SLE, sklerodermie, RA, D-PM, glomerulonefritis) silikonové polymery (sklerodermie, SLE, RA)

Fáze vzniku autoimunitního onemocnění Fáze vnímavosti Fáze iniciace Fáze propagace Fáze regulace Fáze rezoluce nebo progrese Fáze ireverzibilního poškození

Fáze vnímavosti V této fázi je porušen stav tolerance, nebo snížen normální práh vzniku imunitní reakce. Tento stav lze bohužel diagnosticky velmi těžko odhalit, dá se však zčásti předpokládat např. na základě rodinné anamnézy. Z laboratorních parametrů lze například vyšetřit určité haplotypy HLA, které jsou asociovány s vnímavostí k autoimunitním chorobám, teoreticky také polymorfismy různých výše popsaných genů. DM I.typu – rizikový haplotyp HLA DQA1-DQB1 *0501-*0201/*0301-*0302 Bechtěrevova nemoc – HLA B27.

Fáze iniciace Obvykle bez klinických příznaků, známky autoimunitní reakce, např. různé autoprotilátky v séru. Spouštěcím faktorem této fáze je celá řada faktorů zejména vnějších. Autoimunitní laboratorní syndrom - autoprotilátky lze odhalit buď v rámci náhodného laboratorního vyšetření při zcela nespecifických klinických obtížích, nebo v rámci preventivního vyšetřování, např. v rodinách s genetickou zátěží autoimunitních chorob (např. autoprotilátky proti ostrůvkům pankreatu u příbuzných diabetiků I. typu, antikardiolipinové Ab – SLE, PBC- autoprotilátky proti mitochondriálním antigenům již desítky let před vznikem onemocnění) V této fázi nejsou obvykle ještě přítomné známky zánětlivého poškození cílových tkání. Ty nastávají až v další fázi propagace.

Fáze propagace Autoimunitní reakce provázená zánětem (imunopatol.reakce), objektivně prokazatelné poškození cílových buněk, tkání nebo orgánů, s příslušnými klinickými známkami. Objevují se autoprotilátky specifické pro určitý typ autoimunitního onemocnění (např. anti-Sm autoprotilátky, anti-dsDNA u pacientů se SLE).

Fáze regulace V předchozí fázi propagace jsou zároveň aktivovány regulační mechanismy, které mohou ještě buď spontánně nebo s pomocí protizánětlivé či imunosupresivní léčby rozvoj onemocnění zastavit. Cílem léčebných zásahů je tuto fázi udržovat tak, aby nedocházelo k progresi onemocnění a k ireverzibilnímu poškození orgánů (spontánní remise/léčebně indukovaná remise).

Fáze rezoluce nebo progrese Předchozí fáze regulace se může vyvíjet u různých jednotlivců v závislosti jak na jejich genetické výbavě, tak na základě případných vnějších zásahů včetně léčebných, různými směry: Spontánní remise a zastavení (trvalé nebo alespoň přechodné) autoimunitního procesu Progrese onemocnění při selhání regulačních mechanismů. “Determinant spreading” - rozvoj autoimunitní reakce proti více autoantigenům Kaleidoskop autoimunity - selhání tolerance vůči různým orgánům a tkáním (např. vznik autoimunitních polyglandulárních syndromů v případě autoimunitních orgánově specifických onemocnění, nebo manifestaci dalších autoimunitních projevů– např. u pacientů se SLE vznik autoimunitní hemolytické anémie, autoimunitní trombocytopenie atd.). Výrazná zánětlivá reakce v cílových orgánech. Cílem léčebných zásahů je zastavit fázi progrese a vrátit ji do fáze regulace/remise.

Fáze ireverzibilního poškození V důsledku zánětlivého poškození imunopatologickými mechanismy dojde k trvalému poškození cílových orgánů (např. zničení Lanhgerhansových ostrůvků u diabetiků I. typu, žláz s vnitřní sekrecí u autoimunitních glandulárních syndromů, ledvinných glomerulů u pacientů s poškozením ledvin, ankylozám kloubů u revmatoidní artritidy atd.). Selhání životně důležitých funkcí může vést i ke smrti pacienta. Autoimunitní reakce v této fázi obvykle vyhasíná a dochází k vymizení autoprotilátek/autoT ly. Zánětem poškozené funkční tkáně jsou nahrazeny nefunkčním vazivem. V rámci selhání procesů tolerance u dotyčného jedince může dojít k projevům autoimunitního zánětu v jiných, dosud nepoškozených orgánech. Některé choroby – např. diabetes I. typu – jsou diagnostikovány až v této fázi: všechny předchozí fáze proběhnou asymptomaticky, autoimunitní zánětlivý proces zničí buňky produkující inzulin a klinicky se nemoc projeví až nedostatkem produktu zničených buněk (diabetické koma) Léčebné zásahy v této fázi spočívají v symptomatické terapii nahrazující zničené tkáně (substituce příslušnými hormony, kloubní náhrady, transplantace orgánů apod.).

Diagnóza autoimunitního onemocnění NO: klinické příznaky, RA, OA (spouštěcí faktory), Laboratorní vyšetření - imunologické (diagnóza autoimunity,specifikace podtypu autoimunity - prognóza, terapie) Laboratorní vyšetření biochemické, hematologické a zobrazovací metody - posouzení aktivity choroby, funkční a morfologické poškození orgánů (aktuálnost terapie) Včasná diagnóza může být prevencí ireverzibilního poškození

Léčba autoimunit -idea - obnovení autotolerance orální indukce tolerance vůči známému autoantigenu (kolagen II, uveální antigen, MBP-kopolymer IV) manipulace Th1/Th2/Th3 (anti/cytokinová terapie, modulace antigenem) korekce definovaných imunodeficitů

Minimalizace známých spouštěcích faktorů Léčba autoimunit - praxe Systémové - nespecifická imunosuprese (kortikoidy, cytotoxické látky (alkylační látky - cyklofosfamid, analoga purinů - azathioprin, mykofenolát, antimetabolity - metotrexát, antibiotika- cyklosporin A, tacrolimus), ATG, monokl. protilátky Orgánově specifické - nespecifická imunosuprese u endokrinopatií - substituční léčba produktu žlázy zničené autoimunitním procesem Minimalizace známých spouštěcích faktorů