immuny4.pdf

IMMUNOLOGIA TRANSPLANTACYJNA

I. GŁÓWNY UKŁAD ZGODNOŚCI TKANKOWEJ

(major histocomatibility complex, MHC)

jedno z kluczowych odkryć immunologii,

zasadnicza rola w prezentacji Ag, inicjacji i fazie efektorowej odpowiedzi immunologicznej,

szereg genów charakteryzujących się wybitnym polimorfizmem,

Nobel '80, Dausset, Snell & Benacerraf,

kompleks genów na ramieniu krótkim chromosomu 6, -1/1000 genomu, 3.5 miliona bp,

cząsteczki MHC są glikoproteinami

ąsteczki MHC klasy I

występują na powierzchni wszystkich komórek jądrzastych /w niewielkich ilościach -

również na erytrocytach/,

• występują głownie na limfocytach B, makrofagach, komórkach dendrytycznych,

Langerhansa, nabłonkowych grasicy /konstytucjonalnie/,

• po pobudzeniu lub pod wpływem cytokin, np. INF-γ lub TNF-α pojawiają się na powierzchni

pobudzonych limfocytów T, komórkach śródbłonka (u człowieka obecne na komórkach

śródbłonka naczyń serca i nerek), nabłonka jelitowego, fibroblastach, mioblastach,

keratynocytach,

A. Budowa cząsteczek MHC klasy I

- cząsteczki MHC klasy I są zbudowane z 2. łańcuchów; lekkiego i ciężkiego,

połączonych ze sobą niekowalencyjnie.

1. łańcuchem lekkim, identycznym we wszystkich cząsteczkach MHC klasy I jest zawierająca 100 AA /12 kD/ b2-

mikroglobulina /gen poza MHC w chromosomie 15/,

2. łańcuch ciężki ( a), 44 kD składa się z:

a) N-terminalnego fragmentu zewnątrzkomórkowego, składającego się z 3. domen -

tworzących pętle (α 1 , α 2 , α 3 )

· zewnętrzne domeny α 1 , i α 2 zawierają cukry i cechują się polimorfizmem,

· domena α 3 przypomina budową część stałą łańcucha H Ig, bez polimorfizmu,

b) krótkiego fragmentu hydrofobowego /~20 AA/ w błonie komórkowej,

c) krótkiego fragmentu hydrofilowego /~20-40 AA/ w cytoplazmę komórki.

B. Budowa cząsteczek MHC klasy II

- cząsteczki MHC klasy I są zbudowane z 2. łańcuchów a i b, o podobnej budowie,

połączonych ze sobą niekowalencyjnie.

1. część zewnątrzkomórkowa /N-terminalna/ obu łańcuchów składa się z 2. domen,

2. domeny zewnętrzne a1 i b2 cechują się polimorfizmem i tworzą rowek dla prezentacji antygenu.

C. Geny układu zgodności tkankowej

1. produkty genów układu HLA można podzielić na:

· cząsteczki klasy I: HLA-A, -B i -C oraz niepolimorficzne HLA-G, -F i -E,

· cząsteczki klasy II: HLA-DP, -DQ i -DR,

· cząsteczki klasy III (3. składowe układu dopełniacza: C2 i C4 kodowany przez geny A

i B oraz czynnik B) ,

2. w skład kompleksu wchodzą również geny kodujące: 21-hydroksylazę, TNF-α i -β, białka szoku

termicznego, białka transportujące.

3. zjawisko niezrównoważenia sprzężeń;

w teorii allel HLA-A0101 /16%/ i allel HLA-B0801 /9%/ winny współistnieć w

haplotypach z częstością -1.4%

w praktyce częstość występowania wynosi 8.8%,

ąsteczki MHC klasy

· dodatnie niezrównoważenia wyjaśnia się tym, że osobnicy z HLA-A1, -B8 i DR3

charakteryzują się wzmożoną reaktywnością immunologiczną co skutkuje dwojako;

· przewaga w walce z czynnikami infekcyjnymi,

· częstsza autoimmunizacja.

4. nadrodzina genów immunoglobulinowych (molekuły MHC słabo wiążą Ag)

D. Związki między układem HLA i występowaniem określonych

chorób

- posiadanie określonych antygenów HLA może wiązać się ze zwiększonym lub -

zmniejszonym ryzykiem rozwoju pewnych chorób (w tym wielu autoimmunizacyjnych)

1. Próby wyjaśnienia:

• atypowa ekspresja antygenów HLA klasy II.

• reakcje krzyżowe,

• zakażenia wirusowe /HLA jako receptor dla wirusa/,

• zakażenia bakteryjne (Ag bakteryjne bardzo podobne do epitopów HLA, np.

paciorkowcowe białko M)

• sąsiedztwo genów dla składowych układu dopełniacza.

2. przykłady istotnych statystycznie korelacji pomiędzy układem HLA a chorobami:

względne ryzyko = chorzy z Ag x kontrola bez Ag/chorzy bez Ag x kontrola z Ag

ryzyko > 1 oznacza związek

choroba HLA względne ryzyko

zskk B27 90

celiakia DR3 73

zespół Reitera B27 36

podostre zapalenie tarczycy B35 17

wrodzona hiperplazja nadnerczy B47 15.4

przewlekłe aktywne zapalenie wątroby DR3 14

opryszczkowe zapalenie skóry

DR3 13.5

choroba Addisona

DR3 3.8

ch. Gravesa - Basedowa

DR3 3.7

- najczęstsze korelacje: B27, DR3. DR4. DR5, - najsilniejsze kojarzenie chorób z B27, w

przypadku zzsk wykrycie Ag ma znaczenie diagnostyczne

E. Słabe antygeny zgodności tkankowej

(minor histocomatibility antigens)

zdolne do indukowania limfocytów Tc i odpowiedzi transplantacyjnej z odrzuceniem

przeszczepu allogenicznego, nawet przy całkowitej zgodności MHC,

heterogenna i nieprecyzyjnie zdefiniowana grupa, często określana jako Ag zgodności

tkankowej nie kodowano przez MHC,

słabe? - niektóre z tych Ag indukują odpowiedz silniejszą niż określone Ag MHC,

najczęściej nie indukuje syntezy Ab,

są rozpoznawalne przez limfocyty T w połączeniu z MHC jak Ag wirusowe,

uważa się, że produkt każdego polimorficznego genu po połączeniu się z MHC może

indukować odpowiedz transplantacyjną,

na dowód u ludzi odrzucanie przeszczepu nerek u HLA zgodnego rodzeństwa w, ciągu 10 -

15 latach po przeszczepie w 20 30% przypadków,

nietypowy Ag przekazywany przez matkę /Mta/ kodowany przez gen mitochondrialny.

w jej skład wchodzą geny kodujące: immunoglobuliny, TCR, cząsteczki MHC, CD3γ,δ,

i ε, CD4 i CD8, CD2 /LFA-2/, cząsteczki adhezyjne ICAM-1, -2 i N-CAM, poly-IgR i Fc

IgGR - typu I, II, III, IL-1R i inne.

cukrzyca typ I

DR3 9

F. Funkcja układu MHC

WIĄZANIE I PREZENTOWANIE ANTYGENU LIMFOCYTOM T,

• heterozygota ma większe szanse lepszej odpowiedzi na Ag mikroorganizmów,

• choroby zakaźne o dużej śmiertelności głównym czynnikiem sprzyjającym polimorfizmowi

• sugestie o sprzyjających rozwojowi zarodka różnicach pomiędzy MHC matki i płodu (duża

zgodność HLA rodziców to wzrost ryzyka poronień),

G. Metody identyfikacji MHC

1. serologiczne

a) posługiwanie się surowicami od:

· wieloródek,

· wielokrotnych biorców krwi,

· biorców przeszczepów allogenicznych,

· specjalnie uczulonych ochotników,

b) zastosowanie MoAb

2. komórkowe

a) mieszana hodowla limfocytów (MLC)

· dla identyfikacji MHC klasy II, głównie DR

b) wtórna MLC

· dla identyfikacji w krótszym czasie

3. Typowanie genowo

a) hybrydyzacja,

b) polimorfizm długości fragmentów restrykcyjnych.

c) genomic fingerprinting.

ew. poprzedzone amplifikacją materiału genetycznego w reakcji łańcuchowej

polimerazy (PCR)

H. Znaczenie Identyfikacji antygenów HLA

1. dobór dawcy przeszczepu,

2. dochodzenie ojcostwa.

· grupa krwi, białka surowicy, izoenzymy erytrocytarne i HLA => 99.7% szans

wykluczenia ojcostwa u niesłusznie pozwanego.

· genomic fingerprinting wyklucza pokrewieństwo na poziomie 5x10 -19 ,

3. kryminalistyka

4. paleogenetyka i inne.

II.TRANSPLANTOLOGIA

A. Rodzaje przeszczepów:

a) biostatyczne - nie zawierają żywych komórek (kości, chrząstki, ścięgna, powięzi,

nerwy obwodowe, rogówka)

b) biowitalne - zawierają żywe komórki, tkanki, narządy, a doświadczalnie całe

organizmy, które podejmują w organizmie biorcy swoje fizjologiczne funkcje,

a) ortotopowe - w anatomicznie prawidłowym położeniu,

b) heterotopowe - w anatomicznie dowolnym miejscu.

a) autologiczne - wykonane w obrębie jednego organizmu, dawca jest jednocześnie jego

biorcą,

b) syngeniczne - pomiędzy osobnikami identycznymi genetycznie; bliźniętami

jednojajowymi lub osobnikami należącymi do tego samego wsobnego szczepu

zwierząt.

c) allogeniczne - pomiędzy genetycznie różnymi osobnikami tego samego gatunku

d) ksenogeniczne:

pomiędzy osobnikami należącymi do dwóch różnych gatunków,

gdy przeszczep dotyczy osobników gatunków spokrewnionych

filogenetycznie (mysz-szczur, pawian-szympans) nazywany jej niekiedy

przeszczepem heterologicznym.

B. Faza indukcji odpowiedzi transplantacyjnej

– wraz z wykonaniom przeszczepu rozpoczyna się faza indukcyjna odpowiedzi

immunologicznej

– jest to reakcja z udziałom limfocytów T (myszy nude nie odrzucają przeszczepów a swoistą

odporność na przeszczep można przenieść na osobnika syngenicznego za pomocą

limfocytów a nie surowicy uczulonych zwierząt)

– kluczowe znaczenie w tej fazie mają komórki prezentujące antygen znajdujące się w

przeszczepie (dawniej określano jako leukocyty pasażerskie, komórki dendrytyczne

narządów litych lub komórki Langerhansa w skórze),

– drugą grupą komórek indukujących odpowiedź transplantacyjną są limfocyty Th aktywowano

przez APC dawcy bądź własne APC prezentujące Ag przeszczepu,

– pobudzone limfocyty Th, po proliferacji i różnicowaniu wspomagają przekształcanie

spoczynkowych limfocytów Tc, limfocytów B w komórki efektorowe, aktywują makrofagi i

angażują do odpowiedzi inne komórki naciekające przeszczep.

C. Mechanizm rozpoznawania Ag allogenicznych

- alloreaktywność jest zjawiskiem heterogennym i może polegać na:

1. rozpoznawaniu obcego Ag w kontekście allogenicznej cząsteczki MHC, silnie naśladującej autogeniczną

cząsteczkę MHC,

2. bezpośrednim reagowaniu z allogenicznym Ag MHC o większym niż własny stopniu dopasowania,

D. Faza efektorowa odpowiedzi transplantacyjnej

- proces odrzucania przeszczepu może mieć różną dynamikę i zależy od warunków w

układzie dawca-biorca

1. nadostre odrzucanie przeszczepu

• w ciągu minut po przeszczepie,

• mikrozakrzepy naczyń => ostre, nieodwracalne niedokrwienie i martwica,

• u biorców posiadających Ab przeciwko Ag MHC klasy I,

• po wielokrotnych przetoczeniach krwi lub w wyniku przebytych ciąż.

2. ostre odrzucanie przeszczepu

· w kilka dni do kilku tygodni po przeszczepie,

· gęste nacieki komórkowe w przeszczepionej tkance, głównie w obrębie naczyń

krwionośnych.

3. przewlekłe odrzucanie przeszczepu

związane z odkładaniem się pod śródbłonkiem naczyń Ig i składowej C3 dopełniacza.

SKŁADOWA KOMÓRKOWA ODPOWIEDZI TRANSPLANTACYJNEJ

• w nacieku przeszczepu stwierdza się limfocyty T, makrofagi, granulocyty, komórki tuczne i

plazmocyty,

• limfocyty T stanowią tylko 1% komórek nacieku !!!

a) limfocyty Tc

· pobudzane IL-2, IL-12 (czynnik dojrzewania limfocytów Tc), IL-4, IL-5, IL-6 i INF-γ,

· działają bezpośrednio cytotoksycznie wobec komórek posiadających obce Ag MHC

klasy I,

· jest to duży, ale nie wiodący udział w reakcjach odrzucania,

· funkcje cytotoksyczne mogą przejawiać subpopulacje Th po pobudzeniu limfokinami

wobec komórek o obcych Ag MHC klasy II.

b) nadwrażliwość typu późnego

inicjowana przez Th

nieswoiste, inicjowane przez cytokiny /INF-7, GM-CSF, TNF-α, IL-4/

modyfikowanych mechanizmami supresyjnymi, stanowiącymi punkt wyjścia dla zjawisk

tolerancji transplantacyjnej

włączanie do odpowiedzi makrofagów i granulocytów,

· naciekanie i przyleganie leukocytów do śródbłonka naczyń za

pośrednictwem molekuł adhezyjnych (integryny, selektyny i adresyny) np.

za pośrednictwem ICAM-1 i VCAM-1 do LFA-1 i VLA-4 na śródbłonku

naczyń żylnych odrzucanego przeszczepu serca,

· udział czynników chemotaktycznych,

· komórki nacieku niszczą komórki przeszczepu za pośrednictwem:

- TNF-a,

- IL-1,

- rodniki tlenowe i azotowe,

- proteazy,

- ADCC.

c) naturalne komórki cytotoksyczne (NK)

jako jedne z pierwszych w nacieku,

pewny udział w reakcji odrzucania przeszczepu szpiku,

mogą niszczyć przeszczep w obecności swoistych Ab w reakcji ADCC,

SKŁADOWA HUMORALNA ODPOWIEDZI TRANSPLANTACYJNEJ

- Th stymulują aktywowanie Ag limfocyty B do proliferacji, różnicowania i syntetyzowania Ab

a) destrukcja tkanek przeszczepu w ADCC,

b) aktywacja układu d opełniacza,

=> agregacja płytek krwi powstawanie zakrzepów

=> nadostre odrzucanie przeszczepu

UDZIAŁ CYTOKN W ODPOWIEDZI TRANSPLANTACYJNEJ

1. 1. aktywują odpowiedz transplantacyjną:

a) w procesie prezentacji Ag =>IL-6 i IL-1

b) aktywacja Tc => IL-2, IL-12, IL-4, IL-5, IL-6, INF-γ

c) aktywacja NK => IL-2,

d) proliferacja limfocytów B => IL-4, IL-5, IL-2,

e) różnicowanie limf. B do komórek plazmatycznych => IL-5, IL-6, INF-γ, IL-2, IL-4

2. hamują odpowiedź transplantacyjną:

IL-10 i TGF-β

3. nasilają i indukują ekspresję Ag MHC:

- INF-γ (najsilniej), TNF-α, i IL-4

E. Monitorowanie odrzucania p r zes z c ze p u

prognoza reakcji odrzucania polega na:

1. ocenie funkcji przeszczepianiego narządu

2. badaniach histologicznych - biopsja

· nacieki

· ekspresja Ag MHC

3. badaniu syntezy cytokin i poziomów ich receptorów;

ELISA, hybrydyzacja in situ, West blotting.

F. Zapobieganie odrzucaniu przeszczepu

1. jak najlepszy dobór w układzie dawca-biorca

· liczba możliwych HLA kodowanych w obrębie jednego haplotypu = 70000,

· przy dwóch chromosomach = 700002,

· przy istniejących niezrównoważonych sprzężeń jest to liczba dużo mniejsza jednak

szansa na identyczność haplotypu HLA jest minimalna,

· zgodność doboru wzrasta wśród spokrewnionych dawców,

· banki danych ze sprawnym obiegłem informacji,

· przeszczep szuka biorcy

2. immunosupresja ( idealny lek immunosupresyjny w transplantologii to taki, który działa na

alloreaktywne limfocyty T biorcy i bez wpływu na pozostałe funkcje układu odpornościowego)

a) cyklosporyna A - lek 1. rzutu,

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: