ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑ 15/4-11-2015 Κ. Γαϊτανάκη ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Ι. ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ ΙΙ. ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ: ΚΛΑΣΙΚΟ, ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΜΟΝΟΠΑΤΙ ΛΕΚΤΙΝΩΝ ΙΙΙ. ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ MAC IV. ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ V. ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΡΑΣΕΙΣ VI. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ 1890:Γ.Ι.Π. J. Bordet, βακτήριο χολέρας: ο αντιορός προβάτου λύει τα βακτήρια, η θέρμανσή του τον απενεργοποιεί Προσθήκη φυσιολογικού ορού--> ανάκτηση ικανότητας λύσης ΑΡΑ ΣΤΟΝ ΟΡΟ ΥΠΑΡΧΟΥΝ: αντισώματα + θερμοευαίσθητες ουσίες που συμπληρώνουν τη δράση τους ΣΗΜΕΡΑ γνωρίζουμε ότι το σύστημα αποτελείται από τουλάχιστον 30 πρωτεϊνες (διαλυτές και δεσμευμένες) Έχουν δραστικότητα τόσο στην έμφυτη όσο και την επίκτητη χυμική ανοσία Μετά την έναρξη, συμβαίνουν καταρράκτες αντιδράσεων

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Η ενεργοποίηση του συμπληρώματος, που αποτελείται από μεγάλη ομάδα πρωτεϊνών, προκαλεί ένα καταρράκτη αντιδράσεων των συστατικών του, που παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξουδετέρωση του αντιγόνου. Τα τρία μονοπάτια ξεκινούν με διαφορετικούς τρόπους, όμως οδηγούν σε μια κοινή τελική ακολουθία, με τελικό προϊόν το σύμπλοκο μεμβρανικής επίθεσης (Membrane Attack Complex, MAC) που συμμετέχει στην κυτταρική λύση.

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Οι πρωτεΐνες και γλυκοπρωτεΐνες συντίθενται κατά κύριο λόγο στα ηπατοκύτταρα, αλλά και στα μονοκύτταρα του αίματος, τα μακροφάγα των ιστών και τα επιθηλιακά κύτταρα της γαστρεντερικής και ουρογεννητικής οδού. Αποτελούν το 5% του κλάσματος των γ-σφαιρινών. Κυκλοφορούν στον ορό ως ζυμογόνα ή προένζυμα

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Διάφορα συστατικά απενεργοποιούνται γρήγορα αν δεν αλληλεπιδράσουν με τα επόμενα στην ακολουθία συστατικά τους. C1-C9 = συστατικά Με μικρό γράμμα τα προϊόντα, τα μικρά ως a και τα μεγάλα ως b (με εξαίρεση εκείνα του C2). Τα μεγάλα τμήματα δεσμεύονται στο στόχο κοντά στη θέση δράσης, ενώ τα μικρά διαχέονται στο χώρο και μπορούν να προκαλέσουν φλεγμονώδη αντίδραση δεσμευόμενα σε κατάλληλους υποδοχείς. Όσα έχουν ενζυμική δράση παριστάνονται με μια γραμμή πάνω στον αριθμό και το σύμβολο.

ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ Συμβολίζονται Με αριθμούς (π.χ. C1-C9) Με σύμβολα (π.χ. Παράγοντας D) Με όρους Τα ενεργά πεπτιδικά θραύσματα δίνονται με μικρά γράμματα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το μικρότερο θραύσμα ονομάζεται «α» και το μεγάλο «β» Μόνη εξαίρεση αποτελεί το C2α Τα μεγάλα θραύσματα δεσμεύονται στο στόχο κοντά στη θέση ενεργοποίησης, ενώ τα μικρά διαχέονται στο χώρο και μπορούν να προκαλέσουν φλεγμονώδη αντίδραση με δέσμευση σε κατάλληλους υποδοχείς Τα θραύσματα αλληλεπιδρούν το ένα με το επόμενο για να φτιάξουν σύμπλοκα. Σύμπλοκα με ενζυμική δραστικότητα συμβολίζονται με παύλα π.χ. C4b2a.

C1 Σύμπλοκο που αποτελείται από το C1q, 2 μόρια C1r και 2 μόρια C1s (C1qr2s2)ιόντα ασβεστίου C1q 18 πολυπεπτιδικές αλυσίδες, ενωμένες ανά τρεις (Α, Β, C). Στέλεχος (ελικοειδής δομή)-Κεφαλή (σφαιρική δομή) C1r C1s

C1

ΑΝΟΣΟΣΦΑΙΡΙΝΕΣ ΠΟΥ ΕΠΑΓΟΥΝ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ IgM (+++) IgG (+)

ΔΟΜΗ ΙgM

ΕΝΑΡΞΗ ΜΟΝΟΠΑΤΙΩΝ

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΠΟΥ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΥΝ ΣΤΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΗΣ C5 ΚΟΝΒΕΡΤΑΣΗΣ C1q C1r C1s Δεσμεύεται στο Fc των ΙgM και IgG Πρωτεάση σερίνης (ενεργοποιεί το C1s) Πρωτεάση σερίνης (ενεργοποιεί τα C4, C2) C4 C4a C4b Aναφυλατοξίνη Σχηματίζει σύμπλοκο με το C2, που σπάει από το C1s για να δώσει C4b2a C2 C2a C2b Πρωτεάση σερίνης Άγνωστη δράση C3 C3a C3b Αναφυλατοξίνη Δεσμεύεται στο C4b2a, για να δώσει C5 κονβερτάση

ΚΛΑΣΙΚΟ ΜΟΝΟΠΑΤΙ

Εναλλακτικό μονοπάτι Περιλαμβάνει 4 πρωτείνες: C3, B, D και προπερδίνη Δεν απαιτεί αντίσωμα για την έναρξη Το C3 του ορού (με ασταθή θειολεστερικό δεσμό) υδρολύεται σποραδικά, σε C3a και C3b. Το C3b δεσμεύεται σε ξένα αντιγόνα. Η μεμβράνη των κυττάρων του ξενιστή είναι πλούσια σε σιαλικό οξύ που αδρανοποιεί το C3b. Το C3b δεσμεύεται στα ξένα αντιγόνα, στον παράγοντα Β και τον παράγοντα D. O D διασπά τον Β σε Βa και Bb και παράγει C3Bb, με δράση C3 κονβερτάσης. Αυτοκαταλυτική δράση της C3 κονβερτάσης  C3bBb3b C5 κονβερτάση

Έναρξη του εναλλακτικού μονοπατιού Παθογόνα Μη παθογόνα Gram- βακτήρια - IgG, IgA, IgE LPS -Ετερόλογα ερυθρά Gram+ βακτήρια -Ανιονικά πολυμερή Τειχοϊκό οξύ -Αγαρόζη, ινουλίνη Μύκητες και ζύμες (τοίχωμα) Ιοί και μολυσμένα κύτταρα Καρκινικά κύτταρα Παράσιτα

Η ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΟΔΟΣ- ανεξάρτητη από αντισώματασυστατικό μη ειδικής ανοσίας C3b δεσμεύεται σε ξένα επιφανειακά αντιγόνα ή στα κύτταρα του ξενιστή (σιαλικό οξύ) Μεμβράνες κυττάρων θηλαστικών – υψηλά επίπεδα σιαλικού οξέος απενεργοποίηση C3b Βακτηριακά ή μυκήτων κυτ τοιχ, ιικά έλυτρα ενεργό C3b  σύνδεση με παρ. Β (Mg2+)

D Πρωτεάση σερίνης: διασπά τον Β ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΜΟΝΟΠΑΤΙ: ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΠΟΥ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΥΝ ΣΤΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΗΣ C5 ΚΟΝΒΕΡΤΑΣΗΣ C3 C3a Πεπτιδικός μεσολαβητής φλεγμονής (αναφυλατοξίνη) C3b Δεσμεύει τον παράγοντα Β, σχηματίζοντας σύμπλοκο που διασπάται από τον παράγοντα D για να παράγει C3bBb Β Βa Άγνωστη δράση Βb Πρωτεάση σερίνης: C3bBb, δρα ως C3 κονβερτάση, που παράγει C5 κονβερτάση D Πρωτεάση σερίνης: διασπά τον Β Προπερδίνη Δεσμεύει και σταθεροποιεί το C3bBb

Μονοπάτι των λεκτινών Οι λεκτίνες είναι πρωτεϊνες που συνδέονται με υδατάνθρακες Το μονοπάτι των λεκτινών δεν απαιτεί Ab Ενεργοποίηση από δεσμευμένη με μανόζη λεκτίνη (Μannose-Binding Lectin) MASP:ΜΒL-associated serine proteaseC4

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΠΟΥ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΥΝ ΣΤΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΩΝ C3 ΚΑΙ C5 ΚΟΝΒΕΡΤΑΣΩΝ ΚΛΑΣΙΚΟ ΛΕΚΤΙΝΗΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ Πρόδρομα C4+C2 C4+C2 C3+B Ενεργή πρωτεάση C1s MASP D C3 κονβερτάση C4b2a C4b2a C3bBb C5 κονβερτάση C4b2a3b C4b2a3b C3bBb3b C5-δεσμ.συστατικό C3b C3b C3b

Αποτροπή σχηματισμού της C3 κονβερτάσης DAF decay accelerating factor, HRF homologous restriction factor, MIRL membrane inhibitor of reactive lysis

ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ MAC

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Λύση κυττάρων, βακτηρίων και ιών Οψωνισμός, που επάγει φαγοκυττάρωση ειδικών αντιγόνων Δέσμευση σε ειδικούς υποδοχείς πάνω στα κύτταρα του Α.Σ. συγχρονίζοντας την ενεργοποίηση της ανοσολογικής απόκρισης όπως είναι η φλεγμονή και η έκκριση ρυθμιστικών μορίων που ενισχύουν ή τροποποιούν ανοσολογικές αποκρίσεις Ανοσολογική κάθαρση, που αφαιρεί ανοσολογικά σύμπλοκα από την κυκλοφορία και τα αποθηκεύει στο ήπαρ και το σπλήνα

ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ (μεσολαβητής χυμικής απόκρισης) Λύση κυττάρων, βακτηρίων και ιών Οψωνισμός (φαγοκυττάρωση αντιγόνων) Επαγωγή φλεγμονής και έκκριση ανοσορυθμιστικών μορίων Κάθαρση ανοσοσυμπλεγμάτων στο σπλήνα και το ήπαρ ΦΛΕΓΜΟΝΗ

ΘΑΝΑΤΩΣΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

ΦΛΕΓΜΟΝΩΔΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗ Τα μικρά θραύσματα C3a, C4a, C5a (αναφυλατοξίνες) δεσμεύονται σε υποδοχείς μαστοκυττάρων --> έκκριση ισταμίνης αγγειοσυστολή αυξημένη διαπερατότητα ΟΨΩΝΙΣΜΟΣ Αg C3b (οψωνίνη) καλύπτει τα ανοσοσύμπλοκα και ειδικά αντιγόνα Φαγοκύτταρα έχουν υποδοχείς συμπληρώματος (CR1, CR3, CR4) που δεσμεύουν τα C3b, C4b, iC3b ΕΞΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗ ΙΩΝ ΔΙΑΛΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΑΝΟΣΟΣΥΜΠΛΟΚΩΝ Δέσμευση των ανοσοσυμπλόκων στα ερυθροκύτταρα μέσω CR1 τα οδηγεί στο σπλήνα και το ήπαρ όπου αποδεσμεύονται και στη συνέχεια φαγοκυτταρώνονται

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ C3b ΚΑΙ ΤΟΥ Αb ΣΤΟΝ ΟΨΩΝΙΣΜΟ

ΚΑΘΑΡΣΗ ΑΝΟΣΟΣΥΜΠΛΟΚΩΝ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΙΑΦΥΓΗΣ ΔΥΣΤΥΧΩΣ ενδοκυττάρωση του MAC από καρκινικά κύτταρα και ανάκτηση ωσμωτικής ισορροπίας

ΑΝΕΠΑΡΚΕΙΕΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ Ομοζυγωτικές ανεπάρκειες για τα πρώιμα συστατικά της κλασικής οδού (C1q, r, s, C2, C4) ασθένειες που προκαλούνται από ανοσοσυμπλέγματα: ΣΕΛ, σπειραματονεφρίτιδες, αγγειίτιδες [C3b] Ανεπάρκειες του παράγοντα D κ προπερδίνης μολύνσεις Neisseria Ανεπάρκειa της MBL λοιμώξεις αναπνευστικού, πυογόνα βακτήρια [συχνότερη σε άτομα με ΣΕΛ , φορείς ηπατίτιδας Β] Ανεπάρκειa C3  σοβαρές κλινικές επιπτώσεις – επαναλαμβανόμενες βακτηριακές λοιμώξεις Ανεπάρκειa C4  αυξημένος κίνδυνος εμφάνισης ΣΕΛ Ομοζυγωτικές ανεπάρκειες για συστατικά του MAC  επαναλαμβανόμενες μηνιγγιτιδοκοκικές κ γονοκοκκικές λοιμώξεις Neisseria Ανεπάρκειa του αναστολέα του C1 ρυθμίζει την ενεργοποίηση της κλασικής οδού, 1/1000, κληρονομικό αγγειοοίδημα (σε υποδόριους ιστούς, στο περιτόναιο, στην ανώτερη αναπνευστική οδό)

ΠΑΡΟΞΥΣΜΙΚΗ ΝΥΚΤΕΡΙΝΗ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΝΟΥΡΙΑ (paroxysmal nocturnal hemoglobinuria, PNH) Ανεπάρκεια ρύθμισης της ενεργοποίησης  αυξημένη ευαισθησία των RBCs σε λύση Χρόνια αιμολυτική αναιμία, παν-κυτταροπενία, φλεβική θρόμβωση ΑΙΤΙΑ: Γενική ανεπάρκεια στη σύνθεση πρωτεϊνών της κυτταρικής μεμβράνης που επηρεάζει την έκφραση ρυθμιστών του συμπληρώματος: DAF και MIRL (αναστολείς της κυτταρικής λύσης: μέσω απενεργοποίησης της C3 κονβερτάσης ή αναστολής της δέσμευσης στο C9) Χρόνιο νόσημα με μέσο χρόνο επιβίωσης 10-15 χρόνια (ηπατική φλεβική θρόμβωση+ανεπάρκεια μυελού των οστών) ΑΞΙΟΠΕΡΙΕΡΓΟ: Δύο διαφορετικές πρωτεΐνες εμπλέκονται στην παθογένεια της νόσου [<1/100.000] ΟΦΕΙΛΕΤΑΙ  ανεπάρκεια στη μετα-μεταφραστική τροποποίησή τους που «επιτρέπει» την πρόσδεση στη μεμβράνη (απουσία γλυκολιπιδικών προσδετών) ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ του μονοκλωνικού αντισώματος Eculizumab έναντι του C5  αναστολή σχηματισμού MAC.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Erdei A et al. (1991) Immunol. Today 12: 332 Frank MM & Fries LF (1991) Immunol. Today 12: 322 Morgan BP & Walport MJ (1991) Immunol. Today 12: 301 Perimutter DH & Colten HR (1986) Ann. Rev. Immunol. 4: 231 Reid KBM & Day AJ (1989) Immunol. Today 10: 177