Možnosti zevního ovlivnění imunitního systému J. Ochotná

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

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

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)

Nespecifická imunosupresivní léčba 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

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

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…)

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

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

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

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

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

Obrana proti extracelulárním patogenům

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

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

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

Obrana proti intracelulárním patogenům

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 IFNg produkují 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

Obrana proti virům

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.)

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

efektorové TC lymfocyty 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.

Obrana proti mnohobuněčným parazitům

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

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

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)

Aktivace mastocytu

Protinádorová imunita

Maligní transformace Nádorové buňky 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 ...

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

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

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.)

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)

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)

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-)