Tolerancja immunologiczna.
Autotolerancja.
Autoagresja.

Seminarium 8

Autotolerancja

Limfocyty autoreaktywne i

autoprzeciwciała stanowią prawidłową

składową układu odpornościowego, w

większości wypadków nie prowadząc

do rozwoju choroby

autoimmunizacyjnej.

Dzieje się to dzięki zjawisku

autotolerancji

Swój czy obcy?

Teoria sygnału
niebezpieczeństwa

(danger signal) – Polly Matzinger



decyzja o tym, czy rozpocząć

odpowiedź immunologiczną na dany

antygen czy go „zlekceważyć” nie

zostaje podjęta w zależności od tego

czy jest to antygen własny czy obcy,

ale w zależności od tego, czy jest on

postrzegany jako zagrażający

zdrowiu i życiu organizmu, czy jako

nieszkodliwy



niezbędny jest zatem dodatkowy

sygnał, nazwany

„sygnałem

niebezpieczeństwa” („danger

signal”),

który komórka

prezentująca antygen musi

otrzymać, aby taką decyzję podjąć.

Teoria sygnału
niebezpieczeństwa



"układ odpornościowy odróżnia
bezpieczne od niebezpiecznego”, a nie
„swoje od obcego”



do powstania odpowiedzi
immunologicznej konieczne są:



prezentacja antygenu



sygnał niebezpieczeństwa, który
pozwala na prawidłową interpretację
zaistniałej sytuacji

Sygnały
niebezpieczeństwa:



sygnały endogenne



białka szoku cieplnego (HSP)



cytokiny



reaktywne formy tlenu (reactive oxygen species -

ROS)



substancje uwalniane z uszkodzonych komórek np.

nukleotydy



sygnały egzogenne – wzorce molekularne

związane z patogenami (PAMP)



dwuniciowy RNA



lipopolisacharyd ścian bakterii gramujemnych (LPS)

Teoria sygnału
niebezpieczeństwa

(danger signal) – Polly Matzinger

Mechanizmy autotolerancji

CENTRALNE

OBWODOWE

•selekcja
negatywna
(delecja
klonalna)
limfocytów B i T

•delecja
klonalna

•ignorancja
(sekwestracja

antygenu)

•anergia
klonalna

•aktywna
supresja

Centralne mechanizmy
autotolerancji

Dojrzewanie limfocytów T



Głównym celem procesów
zachodzących w grasicy
jest wytworzenie takich
limfocytów T, które:



będą miały prawidłowo
zbudowany receptor TCR
(tzn. taki, który będzie
rozpoznawać antygeny
prezentowane przez własne
cząsteczki MHC)



nie będą rozpoznawały
własnych antygenów.



g

ra

s

ic

a





k

re

w





s

zp

ik



komórka macierzysta
hematopoezy

wspólna komórka
progenitorowa
limfopoezy

prekursor limfocytu T
(komórka potrójnie
negatywna)

CD25

+

CD44

+

c-Kit

+

CD25

+

CD44

+

c-Kit

+

CD25

+

CD44

+

c-Kit

+

CD4

-

CD8

-

TCR/CD3

-

migracja do grasicy

prekursor limfocytu T
(komórka potrójnie
negatywna)

CD25

+

CD44

+

c-Kit

+

CD4

-

CD8

-

TCR/CD3

-

prekursor limfocytu T
(komórka potrójnie
negatywna)

rearanżacja genów TCR

a

k

ty

w

a

c

ja

R

A

G

1

i

2

proT

D

β

J

β

CD25

+

CD44

+

c-Kit

+

CD4

-

CD8

-

TCR/CD3

-

TCR

β

prekursor limfocytu T
(komórka potrójnie
negatywna)

rearanżacja genów TCR

a

k

ty

w

a

c

ja

R

A

G

1

i

2

proT

wczesne
preT

D

β

J

β

V

β

D

β

J

β

preT

α

CD25

+

CD44

+

c-Kit

+

CD4

-

CD8

-

TCR/CD3

-

CD3

+

preT

α

TCR

β

TCR

β

prekursor limfocytu T
(komórka potrójnie
negatywna)

rearanżacja genów TCR

a

k

ty

w

a

c

ja

R

A

G

1

i

2

proT

wczesne
preT

D

β

J

β

V

β

D

β

J

β

preT

α

CD25

+

CD44

+

c-Kit

+

CD4

-

CD8

-

TCR/CD3

-

CD3

+

preT

α

TCR

β

TCR

β

selekcja β

wyłączenie alleliczne

apoptoza
70% preT !!!

czy nastąpiła prawidłowa

rearanżacja TCR

β

?

selekcja β

wyłączenie alleliczne

czy nastąpiła prawidłowa

rearanżacja TCR

β

?

V

β

D

β

J

β

V

α

J

β

CD4

+

CD8

+

TCR

β

TCR

α

selekcja β

wyłączenie alleliczne

selekcja
pozytywna

śmierć
z zaniedbania

90% tymocytów!!!

proliferacja

późne preT
podwójnie dodatnia

MHC klasy I i II

próba wytworzenia
prawidłowego
łańcucha α poprzez
wymianę segmentu
genu V na nowy

selekcja β

wyłączenie alleliczne

selekcja
pozytywna

śmierć
z zaniedbania

proliferacja

MHC klasy I i II

restrykcja MHC

CD4

+

CD8

+

TCR

β

TCR

α

późne preT
podwójnie dodatnia

selekcja
pozytywna

restrykcja MHC

CD4

+

CD8

+

selekcja
negatywna
(delecja klonalna)

czy TCR rozpoznaje własne

MHC?

limfocyt albo CD4

+

albo

CD8

+

CD4

+

TCR

β

TCR

α

lub
CD8

+

TCR

β

TCR

α

nie rozpoznaje
antygenu

rozpoznaje ze
słabym
powinowactwem

rozpoznaje z
dużym
powinowactwem

CD4

+

CD8

+

dziewicze limfocyty T

Obwodowe mechanizmy
autotolerancji

Kiedy DC „unieszkodliwia”
a kiedy aktywuje limfocyt
T?



bardziej podatne na delecję są limfocyty o

wyższym powinowactwie do kompleksu

MHC-peptyd



jeśli DC otrzyma sygnał aktywujący poprzez

interakcję ligandu dla cząsteczki CD40 na

limfocycie Th z CD40 na DC, dojdzie do

aktywacji limfocytu autoreaktywnego T

CD8+ i potencjalnej autoimmunizacji



niespecyficzna aktywacja DC (cytokiny: IL-

1, TNF czy IFN-)

(delecja klonalna)

Ignorancja
= sekwestracja antygenu



sekwestracja



anatomiczna



Molekularna



Gdy autoantygeny nie
dostają się do krwi bo sa
oddzielone śródbłonkiem
to przeżyją limfocyty na
nie reaktywne

Epitopy dominujące i
ukryte

Anergia

Anergia klonalna



jeśli limfocyt dziewiczy stymulowany
jest tylko za pośrednictwem TCR –
wejdzie w stan anergii



stan ten charakteryzuje się brakiem
wytwarzania IL-2 i proliferacji w
odpowiedzi na antygen



nasilenie procesu waha się od
obniżenia poziomu ekspresji TCR aż do
śmierci komórki

Aktywna supresja

(działanie komórek regulatorowych)

Co może wyindukować
proces
autoimmunizacyjny?



czynniki endogenne



czynniki egzogenne

Czynniki genetyczne



haplotyp MHC (głównie klasy II)
np.:



HLA-DR4  reumatoidalne zapalenie

stawów



HLA-DQ8  cukrzyca typu 1



HLA-DR2 stwardnienie rozsiane



brak niektórych składników
dopełniacza (np. C1q, C4  SLE)

Czynniki genetyczne o
potwierdzonym związku z SLE

NEJM, 2008

Zaburzenia funkcji
komórek regulatorowych



brak równowagi pomiędzy komórkami

autoreaktywnymi a „trzymającymi je w

ryzach” limfocytami regulatorowymi



uniezależnienie mechanizmów

efektorowych od komórek regulatorowych

poprzez selekcję limfocytów

autoreaktywnych o wysokim

powinowactwie do autoantygenu oraz

poprzez wpływ wysokiego stężenia cytokin

prozapalnych obecnych w chorych

tkankach

Co stanowi większe
zagrożenie
autoimmunizacją



autoreaktywny limfocyt B



autoreaktywny limfocyt T

?

Hormony płciowe



żeńskie hormony płciowe:
estrogeny i progesteron, mogą



w niskich stężeniach (a więc poza
ciążą) nasilać wytwarzanie IFN- przez

limfocyty,

promując odpowiedź Th1



w wysokich stężeniach, tak jak to się
dzieje w ostatnim trymestrze ciąży,

mogą

działać immunosupresyjnie

Hormony płciowe



kobiety stanowią aż 60-75% chorych na

RZS, SM czy miastenię, a ponad 80%

chorych na SLE, chorobę Gravesa, chorobę

Hashimoto czy twardzinę układową



ciężarne, chore na SM czy RZS, zauważają

niekiedy w ciąży złagodzenie przebiegu

choroby (najczęściej w ostatnim

trymestrze) i jej nawrót po porodzie



mężczyźni chorzy na RZS mają niższe

stężenie testosteronu niż mężczyźni zdrowi

„Przełamanie” ignorancji



uraz

 uszkodzenie tkanek

ujawniające antygeny ukryte za
barierami anatomicznymi



zapalenie

 wzrost stężenia IFN-

i TNF prowadzący do zwiększenia
prezentacji antygenów (w tym
antygenów „ukrytych”)

Czynniki infekcyjne



rozwój chorób
autoimmunizacyjnych
często poprzedzają
infekcje



jeden i ten sam limfocyt T
może rozpoznawać różne
peptydy prezentowane w
kontekście różnych
cząsteczek MHC

Czynniki infekcyjne
– teoria mimikry
molekularnej



zakażenie wirusem lub bakterią
mającymi epitopy wykazujące
podobieństwo do antygenów gospodarza
może prowadzić do aktywacji limfocytów
autoreaktywnych i rozwoju odpowiedzi
na własne antygeny (np. gorączka
reumatyczna, choroba Guillaina-Barre)

Czynniki infekcyjne
– superantygeny



Zarówno bakterie jak i
wirusy mogą
oddziaływać jako tak
zwane poliklonalne
aktywatory proliferacji
limfocytów

Czynniki infekcyjne – źródła
sygnału niebezpieczeństwa
(TLR)



DC dojrzewające pod wpływem
stymulacji TLR stają się “odporne”
na supresyjny efekt limfocytów
Treg, co potencjalnie może
prowadzić do przełamania
tolerancji na autoantygeny



aktywacja TLR działa jako „sygnał
niebezpieczeństwa” dla DC

Stan zapalny

Czynniki infekcyjne –
podsumowanie

Czynniki środowiskowe



UV  toczeń układowy rumieniowaty



krzem, chlorek winylu  twardzina



dym papierosowy, rozpuszczalniki
organiczne  zespół Goodpasture’a



leki (hydralazyna, prokainamid,
hydantoina)  toczeń

Choroby
autoimmunizacyjne

Choroby
autoimmunizacyjne



schorzenia o przewlekłym
przebiegu



charakteryzują się okresami
zaostrzeń i remisji



cierpi na nie ok. 5% populacji



liczba zachorowań wzrasta

Dewiacja immunologiczna



populacje

limfocytów Th1 i

Th2 są

antagonistyczne

(Th1 hamują

odpowiedź Th2 i

vice versa)



inna nazwa tego

zjawiska to

rozdwojona

tolerancja

Th1

Th2

Choroby

autoimmunizacyjne

z przewagą

odpowiedzi

komórkowej

z przewagą

odpowiedzi

humoralnej

•choroba Hashimoto

•cukrzyca typu 1

•stwardnienie rozsiane

•łysienie plackowate

•bielactwo

•pęcherzyca

•miastenia

•choroba Gravesa-

Basedowa

•niedokrwistość

hemolityczna

•toczeń układowy

rumieniowaty

Choroby
autoimmunizacyjne

narządowo swoiste

układowe

występowanie danego

autoantygenu

ogranicza się do

konkretnego narządu

lub typu komórek

autoantygen

występuje

powszechnie w

ustroju, a zmiany

chorobowe mają

charakter

wielonarządowy

np.:
cukrzyca
stwardnienie rozsiane
pęcherzyca zwykła

np.:
toczeń układowy
rumieniowaty
twardzina układowa
reumatoidalne zapalenie

stawów

Patomechanizm chorób
autoimmunizacyjnych

Choroba Gravesa-
Basedowa

Choroba Gravesa-
Basedowa

Choroba
Gravesa-
Basedowa

Miastenia gravis

przeciwciała przeciw
receptorom cholinergicznym
płytki nerwowo mięśniowej
mogą pojawić się w
przebiegu grasiczaka

Miastenia gravis

Toczeń układowy rumieniowaty
(SLE)

Toczeń układowy rumieniowaty

– choroba kompleksów
immunologicznych

Autoprzeciwciała w SLE

NEJM, 2008

Patofizjologia



Czynnikami uszkadzającymi w SLE są przeciwciała i

kompleksy antygen-przeciwciało.



Krążące kompleksy odkładane są w ścianie naczyń i

kłębuszkach nerkowych, prowadząc do uszkodzenia

tych tkanek (w procesie odkładania w tkankach mają

znaczenie: wielkość, rozpuszczalność, stężenie,

zdolność wiązania składowych dopełniacza ze strony

kompleksów, a ze strony układu siateczkowo-

śródbłonkowego- zdolność usuwania kompleksów z

krążenia.



Można stwierdzić obecność przeciwciał przeciw

erytrocytom, leukocytom, płytkom, co powoduje

spadek liczby tych komórek.

Etiopatogeneza



Czynnik indukujący dotąd nieznany



Predyspozycje genetyczne - rodziny z

wrodzonym

niedoborem składowych

dopełniacza

, częstsza obecność

antygenów zgodności tkankowej

HLA-DR2 i

HLA-DR3

u chorych.



Estrogeny

mogą modulować pojawienie się

tocznia - ułatwiają aktywację limfocytów B.



Promieniowanie UV-

indukcja uwolnienia

keratynocytów skórnych IL-1, wpływającej

na zaburzenia aktywacji limfocytów B.

Objawy kliniczne SLE – skóra



typowa

wysypka na twarzy

z zajęciem

policzków i nosa, o kształcie motyla u
50% chorych, nasilająca się pod
wpływem promieniowania słonecznego;



łysienie plackowate -

dotyczy 70%

chorych;



rumień dłoni

oraz zapalenie naczyń

skórnych prowadzące do owrzodzeń.

SLE

Kryteria rozpoznania SLE

1.

Rumień twarzy w kształcie motyla.

2.

Rumień krążkowy.

3.

Nadwrażliwość na światło.

4.

Owrzodzenia jamy ustnej.

5.

Zapalenie lub ból stawów - dotyczące co najmniej dwóch stawów, bez

nadżerek w obrazie RTG

6.

Zapalenie błon surowiczych - opłucnej lub osierdzia, stwierdzone w

wywiadzie lub w chwili badania.

7.

Zmiany w nerkach - utrzymująca się proteinuria powyżej 0,5 g/dobę

i/lub obecność wałeczków nerkowych w moczu.

8.

Zaburzenia neuropsychiatryczne - napady drgawek lub psychoza (po

wykluczeniu przyczyn polekowych, metabolicznych, mocznicy).

9.

Zaburzenia hematologiczne - anemia hemolityczna z retykulocytoza

lub limiopenia (poniżej 1500 w 1 mm3), lub leukopenia (poniżej 4000 w 1

mm3), lub trombocytopenia (poniżej 100 000 w 1 mm3)

10.

Zaburzenia immunologiczne - obecność komórek LE lub przeciwciał do

nDNA, lub przeciwciał do Sm, lub fałszywie dodatnie serologiczne testy

kiłowe przy ujemnym teście na immobilizację krętków.

11.

Przeciwciała przeciwjądrowe - w mianie uznanym za nieprawidłowe,

badane metoda immunofluorescencji lub inna odpowiednia

Stwardnienie rozsiane

DEMIELINIZACJ
A

Reumatoidalne

zapalenie stawów

(RZS)

Reumatoidalne zapalenie
stawów (RZS)

punkty, w których

może rozwinąć się

RZS

łuszczka

reumatoidaln

a w stawie

Zespół Sjögrena

„suche oko”
uszkodzenia
rogówki i zapalenie
spojówek

suchość w
jamie ustnej
uszkodzenia
zębów



uszkodzeniu ulegają
komórki ślinianek
oraz gruczołów
łzowych.



nazwa pochodzi od
nazwiska
szwedzkiego okulisty
Henrika Sjögrena
który po raz
pierwszy opisał ten
zespół w 1933 roku

Twardzina układowa
(Sclerodermia systemica)



Charakteryzuje się

zmianami zapalnymi,

naczyniowymi, zwłóknieniem

gł. okolicy

koniuszków palców oraz zajęciem wielu narządów.



Występuje rzadko, rocznie rozpoznaje się 5-10

nowych zachorowań na 1 mln mieszkańców.



3-4 razy częściej chorują kobiety.



Pierwsze objawy pojawiają się między 30. a 50.

r.ż.

Objaw Raynauda



napadowy skurcz naczyń

pod wpływem zimna lub

stresu, spadek przepływu

krwi wywołuje zblednięcie

palców lub sinicę z

towarzyszącym

zdrętwieniem i bolesnością,

powrót ukrwienia powoduje

zaczerwienienie



występuje jako samodzielna

jednostka chorobowa lub

jest pierwszym objawem

twardziny

skurcz
naczyń

sinica

Sklerodaktylia w twardzinie



Skóra jest zajęta u 90%

pacjentów;



stwardnienie jest

symetryczne



najczęściej zmiany

pojawiają się dystalnie i

stopniowo przechodzą

na ramiona, tułów i szyję



skóra jest napięta,

błyszcząca i nadmiernie

pigmentowana, trwale

połączona z tkanką

podskórną



twarz przybiera wygląd

maskowaty;

Terapia chorób
autoimmunizacyjnych

Odra a zespół nerczycowy



1947 – Blumberg i Cassidy

opisali częściową lub całkowitą

remisję u 5 chorych z zespołem

nerczycowym krótko po

zakażeniu wirusem odry



1948 – Janeway i wsp. zakazili

wirusem odry 12 dzieci chorych

na oporny na leczenie zespół

nerczycowy. U 8 wystąpiła

całkowita remisja, u 1 doszło do

częściowej remisji, u 3 nie

stwierdzono żadnej reakcji.

Strategie leczenia



substytucja (np. terapia insuliną)



przeszczep narządu (np. trzustki, nerek)



leczenie immunosupresyjne

(antygenowo-nieswoiste)



terapia antygenowo-swoista



podawanie autoantygenu drogą

doustną/donosową



podawanie APL (zmienionych ligandów

peptydowych)



szczepionka/przeciwciała przeciwko

autoreaktywnym TCR

Anakinra



rekombinowany

antagonista receptora

dla IL-1 (IL1-Ra)

uzyskiwany z modyfikowanych

genetycznie bakterii E. coli

(transfekcja plazmidem)



od ludzkiego

antagonisty różni się

dodatkową metioniną

wstawioną na N-końcu

łańcucha peptydowego

Anakinra



wykazuje działanie
przeciwzapalne



wskazania



reumatoidalne
zapalenie stawów

gdy inne leki są
nieskuteczne

Funkcje
glikokortykosteroidów

Mechanizm
y działania
glikokortyk
osteroidów

Molekularne
podstawy
działania
glikokortyko
steroidów

Przeciwciała monoklonalne



humanizowane MAb przeciwko

integrynie α4 –

NATALIZUMAB

–

stosowane w SM i chorobie

Leśniowskiego-Crohna



chimeryczne MAb przeciwko TNFα –

INFLIXIMAB

– stosowane w ZZSK,

RZS, chorobie Leśniowskiego-

Crohna



humanizowane MAb przeciwko TNFα

–

ADALIMUMAB

– stosowane w RZS

TNF w
reumatoidalny
m zapaleniu
stawów

Terapia SLE – „punkty
uchwytu”

Działania niepożądane
terapii immunosupresyjnej



zwiększona częstość infekcji (w tym

poważnych infekcji zagrażających

życiu)



zwiększona częstość występowania

nowotworów



niewydolność nerek, przerost

dziąseł, zespół Cushinga itp. – w

zależności od stosowanego

preparatu

Zespół
Cushinga