Wykład 13 - Immunologia transplantacyjna
RODZAJE PRZESZCZEPÓW - na wykładzie
PROBLEMY ZWIĄZANE Z ODRZUCANIEM PRZESZCZEPOW-za odrzucanie przeszczepow odpowiedzialny jest układ odpornościowy. Jest to glównie odporność nabyta natomiast mechanizmy immunologiczne biorące w tym procesie są takie same jak w odpowiedzi na mikroorganizmy inwazyjne. Zasadniczym problemem są antygeny zgodności tkankowej np.grupa krwi i glówny układ zgodności tkankowej(MHC),co stwarza różnice genetyczne miedzy osobnikami tego samego gatunku. Różnice te można zmiejszyć przeszczepiając narządy od osób spokrewnionych, wykonując typowanie tkankowe i podając leki immunosupresyjne. Przeszczepy szpiku dostarczają komórek macierzystych mogą wywoływać reakcje przeszczep przeciwko gospodarzowi(GVH).
ANTYGENY GRUPOWE KRWI-glowne antygeny grupowe krwi naleza do grupy AB0,SA obecne glownie na erytrocytach ale również na innych komorkach,a geny kodujące je wykazuja duzy polimorfizm,tj.istnieje wiecej niż jeden allel kodujący produkt genu.Wiekszosc ludzi posiada przeciwciała (aglutyniny)rozpoznające te antygeny.Osoby,których krew ma grupe A,maja przeciwciała anty-B,a osoby z grupa krwi B maja przeciwciała anty-A.Przetoczenie krwi grupy A osobie o grupie krwi B spowoduje jej odrzucenie..
ANTYGENY GŁÓWNEGO UKŁADU ZGODNOŚCI TKANKOWEJ-stanowia one glowna bariere w przeszczepianiu komorek jądrzastych glowne geny transplantacyjne są kodowane przez polimorficzne geny MHC(HLA u ludzi).W przeciwieństwie do układu ABO, kazde locus MHC może kodowac duza liczbe roznych form alelli.Odziedziczenie dwóch alleli sześciu roznych loci(A,B,C,DP,DQ,DR) powoduje, iż szanse, ze dwie osoby będą mialy takie same antygeny HLA, są bardzo male(jak 1/10 milionow). Rozne produkty alleli na narzadach/tkankach dawcy będą obce dla biorcy ,który ich nie ma, a jego ukl.odpornosciowy będzie rozwijal odpowiedz immunologiczna przeciwko tym antygenom.
SŁABE ANTYGENY ZGODNOŚCI TKANKOWEJ-istnieje wiele Ag słabych transplantacyjnych do których nalezą antygeny grupowe krwi nie zaliczane do grupy ABO i antygeny związane z chromosomem płciowym. Są pozornie „słabsze” niż antygeny MHC i prawdopodobnie pobudzają układ odpornościowy w późniejszym okresie po przeszczepieniu tkanki.
ODRZUCANIE PRZESZCZEPOW JAKO MECHANIZM ODPORNOŚCI NABYTEJ- jeżeli osobie, która odrzucila już jeden przeszczep, zostanie przeszczepiony nowy z takimi samymi antygenami transplantacyjnymi, to jego odrzucenie nastapi wczesniej. Jest to spowodowane istnieniem pamieci immunologicznej w stosunku do odrzuconych antygenow, właściwością nabytego układu odpornościowego.
MECHANIZM ODRZUCANIA PRZESZCZEPOW - odrzucanie przeszczepu zachodzi zarówno z udziałem odpowiedzi komorkowej (limfocyty T) jak i humoralnej (przeciwciała). Wieksza niezgodność to wieksza liczba antygenow ,przeciwko którym będzie indukowana odpowiedz. W odpowiedzi na obce antygeny uczestniczy zarówno odpowiedz komorkowa jak i humoralna.
ODPOWIEDŹ UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO NA AG PRZESZCZEPU: róznice genetyczne między dawcą i biorcą sprawiają, że układ odpornościowy biorcy rozpoznaje Ag przeszczepu jako obce i uruchamia reakcje odrzucenia. W przebiegu odp na Ag wyróżniamy 2 fazy:
Fazę indukcji odp (aferentną) - prezentacja i rozpoznanie obcych Ag
Fazę efektorową (eferentną) - swoiste i nieswoiste mechanizmy odpowiedzi na przeszczep, odczyn zapalny
Indukcja odp immunologicznej biorcy przez APC dawcy nosi nazwę prezentacji bezpośredniej. Peptydy pochodzące od dawcy mogą być prezentowane także przez kom biorcy - pośrednio.
Wyroznia się główne typy odrzucania przeszczepów (faza efektorowa):
1)odrzucanie nadostre - zachodzi w ciagu kilku minut lub godzin od zabiegu, jest spowodowane już istniejącymi przeciwciałami we krwi biorcy i skierowanymi przeciwko antygenom dawcy. Nieuchronnie prowadzi do jego niewydolności. Powodem najczęściej są Ab przeciwko MHC lub ABO. Podstawową role w odrzuceniu odgrywa uszkodzenie śródbłonka i utrata jgo właściwości biologicznych.
2)odrzucenie ostre - może wystąpić w ciagu pierwszych tygodni lub miesięcy po transplantacji. W odrzuconym przeszczepie znajduja się nacieki aktywowanych limfocytow i monocyty. W procesie tym mogą uczestniczyc przeciwciała, ale odrzucenie ostre przebiega glownie z udzialem limfocytow T cytotoksycznych.
3)Ostre przyspieszone - może się pojawić już po 24 godzinach od zabiegu i zazwyczaj prowadzi do niewydolności przeszczepu w ciągu 1-6 miesięcy.
3)odrzucenie przewlekle-jest stopniowa utrata funkcji przeszczepu i wystepuje w ciagu miesięcy, lat. W naciekach znajduja się znaczne ilości komorek jednojądrzastych, glownie limfocytow T. Mechanizm przewlekłego odrzucania nie jest jasny. Uczestniczy w nim zarówno odpowiedz humoralna jaki i komorkowa, istotne znaczenie ma również immunosupresja. Rowniez „słabe” antygeny zgodności tkankowej mogą indukowac odpowiedz immunologiczna, która może powodowac odrzucenie przeszczepu.
PATOGENEZA OSTREGO ODZUCENIA PRZESZCZEPU:
Decydującą rolę pełnią limf CD4+, które:
Aktywują limf T CD8+ poprzez cytokin
Indukuja odp o typie nadwrażliwości późnej z udziałem makrofagów
Bezpośredni efekt cytotoksyczny wobez kom przeszczepionego narządu przez cząsteczkę Fas.
Ab mogą uczestniczyć w odrzucaniu przeszczepu następująco:
Uszkadzając kom w następstwie aktywacjo dopełniacza
Wywołując reakcję ADCC
Nasilając odczyn zapalny przez uwalnianie czynników dopełniacza C3a i C5a
Aktywując układ krzepnięcia (zmiany naczyniowe
W formowaniu nacieku biorą też udział komórki NK, chemokiny i wiele wiele cytokin
ODRZUCANIE PRZESZCZEPOW KSENOGENICZNYCH - brak narządów u ludzi spowodował ,ze zaczęto traktować zwierzęta jako potencjalnych dawców. Odpowiednim zwierzęciem wydaje się świnia ,ze względu na wielkość narządów porównywalna do ludzkich. Pojawia się jednak problem nadostrego odrzucania spowodowany obecnością węglowodanów na powierzchni komórek świni, przeciwko którym u ludzi występują hemaglutyniny podobne do tych jak w przypadku grupy AB0.Aby temu zapobiec:
*probuje się inaktywować gen kodujący glikozylotransferaze, która odpowiada za przyłączenie reszt cukrowych.
*przenosi się do komórek świni gen, który koduje cząsteczkę hamujaca etap lityczny układu dopełniacza. Nawet gdy działania te zakonczą się sukcesem, nadal istnieje problem czasteczek MHC obecnych na komórkach świni. Stosowanie innych niż ludzkie źródeł przeszczepow stwarza jeszcze dodatkowe problemy, takie jak kwestie etyczne czy możliwość przeniesienia nieznanych wirusów.
NISZCZENIE TKANEK BIORCY PRZEZ KOMORKI DAWCY -w przeciwieństwie do niszczenia tkanki przeszczepu przez komorki biorcy, limfocyty T w przeszczepach szpiku ulegaja stymulacji spowodowanej niezgodnością w zakresie HLA,co prowadzi do rozwiniecia reakcji przeszczep przeciwko gospodarzowi(GVH).Przeszczepiony szpik jest źródłem komorek macierzystych macierzystych dlatego znalazł zastosowanie w leczeniu anemii, chorob metabolicznych noworodkow, pierwotnych niedoborow odporności i niektórych nowotworow,szczególnie białaczek.
ZAPOBIEGANIE ODRZUCENIU PRZESZCZEPOW:
Przeszczepy rodzinne: miedzy członkami tej samej rodziny istnieje wieksza zgodność w zakresie HLA. Przeszczepienie narządu rodzica dziecku daje 50% zgodności w zakresie HLA, natomiast miedzy rodzeństwem już tylko 25% zgodności.
Typowanie tkankowe-
typowanie HLA biorcy i dawcy przeszczepu wykonuje się stosując przeciwciała znakujące komorki. W jednym z najczęściej stosowanych testów stosuje się przeciwciała cytotoksyczne (zwykle mAb) skierowane przeciwko poszczególnym HLA. Zasada testu opiera się na obecności antygenów HLA na powierzchni komorki. Do zawiesiny limfocytow B(na nich znajduja się antygeny HLA klasy I i II)zarówno dawcy, jak i biorcy dodawane są swoiste przeciwciała cytotoksyczne. Przyłączenie się przeciwciał do powierzchniowych HLA w obecności dopełniacza powoduje zabicie limfocytu B. Wynik testu oceniany jest za pomoca mikroskopu. Stosujac zestaw przeciwciał można określić większość antygenow HLA.
Wiele laboratoriow wykonujących typowanie tkankowe w celu oceny antygenow HLA wprowadza metody biologii molekularnej. Opiera się one na polimorfizmie długości fragmentow restrykcyjnych(RFLP)oraz reakcji łańcuchowej polimerazy(PCR). W technikach tych okresla się sekwencje nukleotydow genow dla HLA.
* Typowanie tkankowe można również wykonywac stosując mieszana hodowle limfocytow(MLC)w której identyfikuje się glownie antygeny HLA-DR.
Proba krzyzowa-wykonuje się w celu sprawdzenia czy w surowicy biorcy znajduja się przeciwciała przeciwko HLA dawcy. Limfocyty dawcy miesza się z surowica potencjalnego biorcy. Obecność przeciwciał ocenia się na podstawie liczby zabitych komórek (z udzialem dopełniacza) lub stosując metody fluorescencyjne i cytometrie przeplywowa. Obecnosc przeciwciał jest przeciwwskazaniem do transplantacji w danym przypadku.
Immunosupresja (stan osłabionej lub zahamowanej odp immunologicznej) -w przeważające liczbie przypadkow wystepuje niezgodność w zakresie HLA i niektórych „słabych” antygenow zgodności tkankowej, dlatego układ odpornościowy biorcy powinien być poddany supresji, aby nie dopuścić do odrzucenia przeszczepu. Najczesciej stosuje się leczenie skojarzone, kortykosteroidy (blokuja migracje neutrofili:hamuja wytwarzanie IL-1,IL-6,IL-2),syntetyczne leki cytotoksyczne(zabija komorki dzielace się) i cyklosporyna (imunofiliny- hamuja wytwarzanie IL-2 i/lub zdolność odpowiadania na IL-2). Problemem podczas stosowania lekow immunosupresyjnych jest to, ze hamując odpowiedz immunologiczna przeciwko przeszczepowi zwiększają one wrażliwość na infekcje. Rzeczywiście infekcje i przypadki odrzucania są głównymi przyczynami utraty przeszczepow nerki.
Zarodek jako „przeszczep”- Zarodek ma antygeny HLA obu rodzicow Dlatego można określić go jako przeszczep alogeniczny w stosunku do komorek matki. Mechanizmy które chronia przed odrzuceniem (stan tolerancji) są przedmiotem intensywnych badan.Organizm sam hamuje proces odrzucania>dziala tu prawdopodobnie kila mechanizmow obejmujących brak ekspresji antygenow HLA na trofoblastach,absorbcje potencjalnych przeciwciał anty-HLA w łożysku i wytwarzanie czasteczek immunosupresyjnych przez łożysko.