Μηχανισμοί Γένεσης Αυτοάνοσων Νοσημάτων Μ Μηχανισμοί Γένεσης Αυτοάνοσων Νοσημάτων   Μ. Μανουσάκης, MD, PhD Παθολογική Φυσιολογία Ιατρική Σχολή Παν/μιου Αθηνών

Οξεία & χρόνια φλεγμονώδης διεργασία Οργανοειδικά – Συστημικά ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ Οξεία & χρόνια φλεγμονώδης διεργασία Οργανοειδικά – Συστημικά Πολύμορφη έκφραση Από ασθενή σε ασθενή Κλινική βαρύτητα: υποκλινική  απειλούσα την ζωή Πορεία: εξάρσεις και υφέσεις Εξέλιξη Εφιππεύοντα σύνδρομα

ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ: - δεν είναι σπάνια - γενικός επιπολασμός: 3-5% ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ: - δεν είναι σπάνια - γενικός επιπολασμός: 3-5% Νόσος Θυρεοειδίτιδα Νόσος Grave Ρευματοειδής αρθρίτιδα Κοιλιοκάκη Σύνδρομο Sjogren Πέμφιγα ΣΔ τύπου Ι ΣΕΛ Σκλήρυνση κατά πλάκας Επιπολασμός 1.0-2.0 % 0.5-1.1 % 0.8 % 0.2-1.1 % 1.0-1.6 % 0.5-3.0 % 0.2-0.4 % 0.1 %

ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ Πολύπλοκη αιτιολογία Πολυπαραγοντική παθογένεια Εκδήλωση: Γενετικό υπόστρωμα (πολυγονιδιακό) + Περιβαλλοντικοί παράγοντες Αντιγονο‑καθοδηγούμενη διεργασία (επίκτητη ανοσία) κεντρικός ρόλος: Τ λεμφοκύτταρα (Th1) Β λεμφοκύτταρα Αντιγονο-παρουσιαστικά κύτταρα Ρυθμιστικά Τ λεμφοκύτταρα Άλλα κύτταρα (επαγωγή φλεγμονής , παρουσίαση αντιγόνων?) Ρόλος μηχανισμών φυσικής ανοσίας

ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ (παραδείγματα) Αυτοάνοση βλάβη κυρίως από αυτοδραστικά αντισώματα Νόσος του Grave Αυτοάνοση θρομβοπενία Αυτοάνοση αιμολυτική αναιμία Πέμφιγα Βαρεία μυασθένεια Αυτοάνοση βλάβη κυρίως από κυτταροτοξικά Τ-λεμφοκύτταρα ΣΔ τύπου Ι Σκλήρυνση κατά πλάκας Αυτοάνοση βλάβη από μεικτούς μηχανισμούς ΣΕΛ Αυτοάνοση θυρεοειδίτιδα Ρευματοειδής αρθρίτιδα Σύνδρομο Sjogren

Αυτοάνοσων αντιδράσεων Αυτοάνοσων νοσημάτων Μηχανισμοί γένεσης Αυτοάνοσων αντιδράσεων Αυτοάνοσων νοσημάτων Ανεπάρκεια ρυθμιστικών μηχανισμών επίκτητης ανοσίας (μηχανισμοί ανοσοανοχής - αποτροπής αυτοανοσίας) Δυσλειτουργία μηχανισμών φυσικής ανοσίας

ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ Οι ιστικές βλάβες επιτελούνται με κλασσικούς ανοσολογικούς μηχανισμούς ιστικής καταστροφής Τύπου ΙΙ : κυτταροτοξικότητα δια αντισώματος Τύπου ΙΙΙ : βλάβη μέσω ανοσοσυμπλεγμάτων Τύπου V : Τ κυτταρο-εξαρτώμενη (… στο επόμενο μάθημα)

Τύπος υπερευαισθησίας Ανοσοπαθολογικοί μηχανισμοί Μηχανισμοί ιστικής βλάβης Τύπου ΙΙ (κυτταροτοξικότητα μέσω αντισώματος): IgM, IgG αντισώματα κατά κυτταρικών στοιχείων επιφανείας Οψωνοποίηση και φαγοκυττάρωση των κυττάρων Ενεργοποίηση συμπληρώματος, Fc υποδοχέων και λευκοκυττάρων Τύπου ΙΙΙ (βλάβη από ανοσοσυμπλέγματα): ανοσοσυμπλέγματα κυκλοφορούντων αντιγόνων και IgM, IgG αντισωμάτων Ενεργοποίηση συμπληρώματος, Fc υποδοχέων και λευκοκυττάρων Τύπου V (Τ κυτταρο-εξαρτώμενη): CD4: επιβραδ. υπερευαισθησία CD8: κυτταρόλυση Ενεργοποίηση ΜΦ -φλεγμονή μέσω κυτταροκινών Άμεση κυττ/τοξικότητα - φλεγμονή μέσω κυτταροκινών

ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ: προαπαιτούμενα Αναγνώριση αυτοαντιγόνων από λεμφοκύτταρα (Τ, Β) Βλάβη ή δυσλειτουργία ιστών Η παρουσία μόνο αυτοδραστικών κυττάρων δεν αρκεί Φλεγμονή/ αυτοάνοση αντίδραση είναι χρόνια-επίμονη

Χρόνια αρθρίτιδα Lyme: Λοιμώδες ή αυτοάνοσο νόσημα ? H αρθρίτιδα δεν υποχωρεί με αντιβίωση Τα βακτήρια B. burgdorferi και τα αντιγόνα τους συνήθως μη ανιχνεύσιμα Συσχέτιση με DR4 (DRB1*0401) Αναγνώριση επιφανειακού αντιγόνoυ OSP-A της B. burgdorferi από Τ λεμφοκύτταρα του αρθρικού υγρού διασταυρωτή αντίδραση με ανθρώπινο LFA-1

Αυτοδραστικά Β -λεμφοκύτταρα ≠ Αυτοάνοσο νόσημα Αυτοδραστικά Β κύτταρα υπάρχουν στο φυσιολογικό ρεπερτόριο “Φυσικά αυτοαντισώματα” Συνήθως IgM, χαμηλής συγγένειας, πολυ-δραστικά Εμπλέκονται στην πρώιμη άμυνα και κάθαρση αυτοαντιγόνων Προστατευτικά κατά αυτοάνοσων φαινομένων λύκου Δυνητικά παθογόνα αυτοδραστικά Β κύτταρα υπάρχουν στο φυσιολογικό ρεπερτόριο Χρειάζονται Τ-κυτταρική βοήθεια για να επάγουν νόσο Η κεντρική ανοσοανοχή κατά την Β κυτταρική ανάπτυξη είναι ατελής Αυτοαντισώματα: σε λοιμώξεις (παροδικά) και κατά το γήρας

Αυτοδραστικά Τ- λεμφοκύτταρα ≠ Αυτοάνοσο νόσημα Μερικά αυτοαντιδραστικά Τ κύτταρα είναι «ρυθμιστικά» (Treg) CD4+CD25+ Δυνητικά παθογόνα αυτοδραστικά T κύτταρα υπάρχουν στο φυσιολογικό ρεπερτόριο Φυσιολογικά ευρίσκονται κάτω από έλεγχο Είναι δυνατόν να ενεργοποιηθούν και να προκαλέσουν νόσο Η κεντρική ανοσοανοχή (θύμος) είναι ατελής

T-ρυθμιστικά λεμφοκύτταρα (T regulatory cells, Tregs) Καταστέλλουν τις ανοσολογικές αποκρίσεις, επαγωγή ανοσολογικής ανοχής Δραστικά Τα λεμφοκύτταρα B λεμφοκύτταρα Μονοκύτταρα/Μακροφάγα Έκφραση CD4+CD25+, μεταγραφικός παράγοντας Foxp3 Κατασταλτικές κυτταροκίνες TGFβ, IL-10 Αυτοδραστικότητα Ρόλος στα: Αυτοάνοσα νοσήματα Αλλεργίες Λοιμώξεις Νεοπλασίες Επίσης: Β-ρυθμιστικά λεμφοκύτταρα ….

Γενετικό υπόστρωμα (πολυγονιδιακό) + Περιβαλλοντικοί παράγοντες ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ Εκδήλωση: Γενετικό υπόστρωμα (πολυγονιδιακό) + Περιβαλλοντικοί παράγοντες

Γενετικό υπόστρωμα (πολυγονιδιακό) + Περιβαλλοντικοί παράγοντες ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ Εκδήλωση: Γενετικό υπόστρωμα (πολυγονιδιακό) + Περιβαλλοντικοί παράγοντες

ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΑΣΗ ΑΥΤΟΑΝΟΣΩΝ ΝΟΣΗΜΑΤΩΝ Ουσιαστικά όλα τα Α.Ν. εμφανίζουν γενετική προδιάθεση όπως υποδεικνύεται από μελέτες οικογενειών και την αυξημένη συχνότητα σε μονοζυγωτικά δίδυμα Ο αυξημένος κίνδυνος σε αδέλφια ( ~15-20) επιτρέπει μελέτες γενετικής χαρτογράφησης Συνήθως MHC II (HLA –DR, DQ) (~200 γονίδια) MHC II-συσχετιζόμενα γονίδια (σύνδεση δυσισορροπίας): πιθανά υποκρύβει και άλλες συσχετίσεις

ΤΑ ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ ΕΙΝΑΙ ΠΕΡΙΠΛΟΚΑ ΓΕΝΕΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Συσχέτιση με πολλαπλά γονίδια Σχετικά μικρή επιρροή καθενός συσχετιζόμενου γονιδίου Κανένα γονίδιο δεν είναι αρκετό ή αναγκαίο από μόνο του για την εκδήλωση μιας νόσου Γενετική πολυμορφία Επίσταση (αλληλεπίδραση γονιδίων) Άλλα “μη-αυτοάνοσα” γονίδια πιθανά τροποποιούν την έκφραση του εκάστοτε αυτοάνοσου νοσήματος

Τα γονίδια MHC II είναι σημαντικά για την ευπάθεια σε ΑΝ Στον ΣΔ-Ι: το 50% του γενετικού κινδύνου καθορίζεται από τα γονίδια MHC II (best single predictor) DRB1 *0301(DR3) *0401(DR4) *0405(DR4) *0403(DR4) *1501(DR2) DQA1 DQB1 *0501 0201 (DQ2) *0301 0201 (DQ8) *0102 0602 (DQ6) Συσχέτιση με ΣΔ-τύπου Ι Ισχυρά θετική Ουδέτερη Ισχυρά αρνητική ΗΠΑ: το 50% των παιδιών που εκδηλώνουν ΣΔ-Ι φέρουν DQ2/DQ8 σε σύγκριση με το 2.4% του γενικού πληθυσμού

Τα μόρια MHC συνδέουν πεπτίδια μέσα στην σχισμή

Τα γονίδια MHC II είναι σημαντικά για την ευπάθεια σε ΑΝ ΡΑ: κοινοί επίτοποι (shared epitopes) DR4, DR1, DRD1: κοινές αλληλουχίες ΑΑ (θέσεις 65-75 β αλυσίδας) HLA-DRB1 *0401(DR4) *0404(DR4) *0101(DR1) *0401/0404 Άλλα MHC Γεν. πληθ. Απόλυτος κίνδυνος 1 σε 35 1 σε 20 1 σε 80 1 σε 7 1 σε 580 1 σε 125 RR 4.7 5.0 2.3 >30

Υποθετικός μηχανισμός συσχέτισης MHC II με ΡΑ Παρουσίαση πεπτίδιου σε αυτοδραστικά CD4+ Τ κύτταρα στην περιοχή ιστικής βλάβης (αρθρικός υμένας) Ο «κοινός επίτοπος» συμπεριλαμβάνει την περιοχή πρόσδεσης πεπτιδίου Επίδραση στην επιλογή CD4+ Τ κυττάρων στον θύμο Αυξημένη επιλογή αυτοδραστικών CD4+ Τ κυττάρων Μειωμένη επιλογή ρυθμιστικών CD4+ Τ κυττάρων

Σύγχρονη κατανόηση της γενετικής συμμετοχής στα αυτοάνοσα νοσήματα Νέες χαρτογραφήσεις ασθενών (ΣΕΛ, ΣΔ-Ι, ΡΑ) Πρόοδος στην ταυτοποίηση γονιδίων Γενετικοί χειρισμοί (>100…) σε πειραματικά ζωικά πρότυπα: Το υπόστρωμα είναι σημαντικό διερεύνηση νέων γονιδίων

ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΙ ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ Το ανοσολογικό σύστημα έχει εξελιχθεί για την προστασία κατά των λοιμώξεων Αυτό απαιτεί: Εκτεταμένη ποικιλομορφία (και έντονη ρύθμιση) Πιθανότατα αναπόφευκτη επιπλοκή: οι αυτοάνοσες αποκρίσεις είναι συχνές

Ενεργοποίηση των Τ κυττάρων: Πρότυπο δύο μηνυμάτων Bretscher P, Cohn M. Science 1970 Ανέργεια ή Απόπτωση T + APC Μήνυμα 1 Αντιγονο-ειδικό (λειτουργική απευαισθητοποίηση) (εξάλειψη) Απρόσφορη ενεργοποίηση παραγωγή IL-2 & κλωνική αύξηση T + APC Μήνυμα 1 Αντιγονο-ειδικό TcR MHC Β7 CD28 Μήνυμα 2 Συνενεργοποίηση Αποτελεσματική ενεργοποίηση TcR CD28

Γενετικό υπόστρωμα (πολυγονιδιακό) + Περιβαλλοντικοί παράγοντες ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ Εκδήλωση: Γενετικό υπόστρωμα (πολυγονιδιακό) + Περιβαλλοντικοί παράγοντες

ΡΟΛΟΣ ΛΟΙΜΩΞΕΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΥΤΟΑΝΟΣΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΑΔΡΑΝΟΠΟΙΗΣΗ ή ΕΞΑΛΕΙΨΗ ΑΠΚ Αυτo-Ag ΑΝΟΣΟ ΑΝΟΧΗ Αυτοδραστικό Τ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΚ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ Τ-ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΑΠΚ Αυτo-Ag ΑΠΚ Αυτοδραστικό Τ ΑΥΤΌ ΑΝΟΣΙΑ μικροοργανισμός ΙΣΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗ

MOΡΙΑΚΗ ΜΙΜΗΣΗ ΡΟΛΟΣ ΛΟΙΜΩΞΕΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΥΤΟΑΝΟΣΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ Ενεργοποίηση αυτοδραστικού Τ-κυττάρου που αναγνωρίζει διασταυρούμενα “ξένο” αντιγόνο Πρόσληψη & παρουσίαση ξενο-αντιγόνου ΑΠΚ ΑΠΚ Αυτοδραστικό Τ ΑΥΤΌ ΑΝΟΣΙΑ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΚ μικροοργανισμός ΙΣΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗ

ΣΗΜΑΣΙΑ TOY KYTΤΑΡΙΚΟΥ ΘΑΝΑΤΟΥ ΣΤΗΝ ΕΠΑΓΩΓΗ ΑΥΤΟΑΝΟΣΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ Τα νεκρωτικά κύτταρα ως πηγή αυτοαντιγόνων Ειδική τροποποίηση κυτταρικών στοιχείων από την αποπτωτική/ νεκρωτική διεργασία Δράση πρωτεασών (κασπάσες) Αποκάλυψη “κρυπτικών” επίτοπων Μηνύματα “κινδύνου”: επάγουν ενεργοποίηση ΑΠΚ (ενεργοποίηση έμφυτης ανοσίας, παραγωγή φλεγμονωδών κυτταροκινών, επαγωγή αντιγονικής παρουσίασης, ωρίμανση δενδριτικών κυττάρων)

Tύποι κυτταρικού θανάτου (http://www.celldeath.de/encyclo/aporev/aporev.htm) NECROSIS Induced by: heat,  blood flow,  ΑΤΡ, mechanical injury Following apoptosis (secondary necrosis) APOPTOSIS (classic apoptosis) Sructured procedure Induced by: inflammation, radiation, microorganisms Apoptosis: Cell shrinking Chromatin condensation Formation of apoptotic bodies Removed by phagocytosis Anti-inflammatory cytokines No inflammation Necrosis: Cell swelling Cells become leaky Spreading of cell components to surrounding tissue (DAMPs) Release of modified proteins (new antigen epitopes) Pro-inflammatory cytokines Inflammation , Necroptosis, Pyroptosis Whats the importance of that?

Κάτω από φυσιολογικές συνθήκες, στους ιστούς δεν ανευρίσκεται ούτε αποπτωτικό ούτε νεκρωτικό υλικό, λόγω της γρήγορης απομάκρυνσής του από: Μακροφάγα Πολυμορφοπύρηνα Ανώριμα DCs

The fate of apoptotic & necrotic cells Increased apoptosis & necrosis: cell damage dysfunctional autophagy cell-penetrating autoabs The fate of apoptotic & necrotic cells Healthy efficient degradation by serum factors efficient clearance by phagocytes SLE & SS impaired clearance impaired degradation apoptotic cells secondary necrotic cells release of modified antigens (DAMPs) inflammatory innate immunity reaction inhibitory IgG autoabs lack of IgM opsonins “shielding” autoabs increased intrinsic DAMP sensing Manoussakis et al, PLoS One, 2014 Fragoulis et al, J Autoimm. 2014

Φαγοκυτταρική σύναψη Αποπτωτικά σήματα Mόρια γεφυροποίησης Βρες-με (“find-me”) “Φαγοκυττάρωσε-με” (“eat-me”) “Ανέξου-με” (“tolerate-me”) Mόρια γεφυροποίησης Υποδοχείς φαγοκυττάρωσης Fadeel et al, 2003

Ανεπαρκής κάθαρση & αυτοανοσία Ζωικά μοντέλα με  κάθαρση αποπτωτικών κυττάρων Έλλειψη C1q: ANA, αντι-dsDNA, σπειραματονεφρίτιδα Έλλειψη MFG-E8: ANA, αντι-dsDNA, σπειραματονεφρίτιδα Στα ζωικά πειραματικά πρότυπα για ΣΕΛ: MLR, lpr, gld για ΣΔ-Ι, σύνδρομο Sjogren (γενετικοί πολυμορφισμοί συσχετίζονται με ανθρώπιν, ΣΕΛ) Botto et al, 1998, Hanayama et al, 2004, Gresham et al,1991, Marée et al 2008

Defective phagocytosis of apoptotic cells by peripheral blood monocytes of SS and SLE patients (but not RA) ApoCell-phagocytosis by peripheral blood monocytes ApoCell--phagocytosis index 100 1000 HBD (n=28) RA (n=13) SS (n=26) SLE (n=27) Decreased ApoCell-phagocytosis (2SD below HBD): 0.0% 50.0% 51.9%  p=0.01,   p=0.0001 ApoCell-phagocytosis by MDM 100 1000 HBD (n=10) SS (n=9) SLE ApoCell- phagocytosis Index Decreased ApoCell-phagocytosis (2SD below mean HBD): 0.0% 44.4% 70.0% 200 400 600 ApoCell-phagocytosis by healthy blood monocytes ApoCell-phagocytosis index HBD sera (n=17) RA sera (n=10) SS sera (n=26) SLE sera (n=23) Decreased ApoCell-phagocytosis (2SD below mean HBD): 0.0% 84.6% 78.3%  p=0.0001 Figure 1: SS as well as SLE patients manifest decreased ApoCell-phagocytosis by peripheral blood monocytes. RA patients displayed similar levels of ApoCell-phagocytosis with HBD. [median, range] HBD [234, 139-289], RA [225, 193-289] SS [179, 119-338], SLE [180, 47-308]. Comparisons with HBD or RA groups;  p=0.0002,   p<0.0001. Manoussakis et al 2014 34

Marked amounts of undegraded extra-cellular DNA in the salivary glands of SS patients anti-dsDNA ToPro (nuclei) WGA (cell membranes) Vakrakou et al, J. Autoimmunity, 2018

Granulocytes and monocytes of SS and SLE patients manifest increased phagocytosis of necrotic cell material (SNEC) HBD (n=28) RA (n=10) SS (n=21) SLE (n=29) 1 10 100 1000 10000 SNEC-Phagocytosis Index Granulocytes  Monocytes  HBD (n=28) RA (n=10) SS (n=21) SLE (n=29) 1 10 100 1000 10000 SNEC-Phagocytosis Index Comparative assessments of SS and SLE pts, and RA as controls Increased SNEC-phagocytosis (2SD above mean HBD): 0% 66.7% 79.3% 0% 77.3% 86.2% Fragoulis, et al, 2014 36

Μειωμένη ενεργότητα της Dnase1 σε συστημικά αυτοάνοσα νοσήματα συσχέτιση με παραγωγή αυτοαντισωμάτων, σπειραματονεφρ/δα νόσος από ανοσοσυμπλέγματα Σε ασθενείς με ΣΕΛ και σύνδρ. Sjogren, άλλα όχι σε ασθενείς με ρευματοειδή αρθρίτιδα ή σκληρόδερμα. Ελαττωματική αποδόμηση του νεκρωτικού υλικού και των ΝΕΤs. Η ενεργότητα της Dnase1 στον ορό του αίματος συσχετίζεται αντίστροφα με την κλινική δραστηριότητα του ΣΕΛ ή του σύνδρ. Sjogren . Οφείλεται σε κυκλοφορούντες αναστολείς (αντισώματα κατά Dnase1 και κατά νεκρωτικού υλικού) Zychlinsky et al, 2010, Fragoulis et al, 2014 nephritis But involvement of serum DNase I in the pathogenesis of lupus nephritis remained elusive since administration of DNase I to patients with lupus nephritis did not have impact on the disease activity (112). Even the origin of serum DNase I is not well established. Just one recent set of data suggested liver as an organ secreting DNase I (192). At the same time little is known Γονιδίωλα ποντίκια (knock out) Dnase1:  συμπτώματα ανθρώπινου ΣΕΛ: ΑΝΑ, αντισώματα κατά διπλής έλικος DNA και νουκλεοσωμάτων, νόσος από ανοσοσυμπλέγματα, σπειραματονεφρ/δα. (Napirei, 2000) 37

Αυτοανοσία – Αυτοάνοσο νόσημα Ανοσολογικό σύστημα: Πολύμορφο ρεπερτορίο αντιγονο-ειδικών λεμφοκυττάρων Κατά ποικίλων αντιγόνων Τυχαία γένεση Ανάγκη αποφυγής αυτοάνοσης αναγνώρισης Μηχανισμοί ανοσοανοχής Κεντρική – Περιφερική Εξάλειψη ή λειτουργική απενεργοποίηση Καταστολή-Ρύθμιση

ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ H αυτοάνοση προσβολή προκύπτει από την δυσλειτουργία των φυσιολογικών μηχανισμών επαγωγής ανοσολογικής ανοχής

ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ  ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΠΑΘΟΓΟΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ  ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΠΑΘΟΓΟΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Διάκριση “εαυτού” από “ξένο” (Burnet, Lederberg, Medawar, 1952) φύση & προέλευση του αντιγόνου διαδικασία “εκμάθησης” του Α.Σ. Αναγνώριση “κινδύνου” (P. Mantzinger, 1994) το “πλαίσιο”: κατάσταση ενεργοποίησης των ΑΠΚ έκλυση “μηνυμάτων κινδύνου” φλεγμονή: απόκριση σε ιστική βλάβη, νέκρωση ή κυτταρ. στρες (λοίμωξη ή τραύμα)

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΒΑΣΗ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΩΝ ΑΠΟΚΡΙΣΕΩΝ Διάκριση “εαυτού” από “ξένο” Αναγνώριση “κινδύνου” ΠΡΟΒΛΕΠΕΙ: Μηχ/σμους απάλειψης ή μη-δημιουργίας αυτοανοσίας ΠΡΟΒΛΕΠΕΙ: Μηχ/σμους ρύθμισης αυτοανοσίας

ΑΥΤΟΑΝΟΣΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Διαταραχή των μηχανισμών ανοσολογικής ανοχής Επαγωγή ανοσολογικών αποκρίσεων κατά στοιχείων του “εαυτού” ΓΕΝΕΣΗ ΑΥΤΟΑΝΟΣΩΝ ΝΟΣΗΜΑΤΩΝ Επίμονη επαγωγή αυτοάνοσων αποκρίσεων Ανεπάρκεια των ρυθμιστικών μηχανισμών

ΑΠΟΦΥΓΗ ΑΥΤΟΑΝΟΣΩΝ ΑΠΟΚΡΙΣΕΩΝ: Μη απόκριση κατά “ίδιων”αντιγόνων Α. ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗ ΑΓΝΟΙΑ  Παθητικό φαινόμενο Περιορισμός αντιγόνου (antigen sequestration) π.χ. οφθαλμοί, γεννητικά όργανα, εγκέφαλος, μιτοχονδριακό DNA Β. ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗ ΑΝΟΧΗ Ενεργητικό φαινόμενο που προκύπτει μετά από προηγηθείσα έκθεση στο αντιγόνο Είναι δυνατόν να αφορά “ίδιο” ή “ξένo” αντιγόνο

χαμηλή ή μη λειτουργική έκφραση αυτοαντιγόνου AΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗ ΑΓΝΟΙΑ χαμηλή ή μη λειτουργική έκφραση αυτοαντιγόνου τοπικά οριοθετημένη έκφραση (ιστικός φραγμός) μη αναγνώριση από κυκλοφορούντα αντιγονο-ειδικά Τ λεμφοκύτταρα Αποτέλεσμα: δεν λειτουργούν οι μηχανισμοί ανοσοανοχής (απάλειψη ή ανεργεία)

“Συμπαθητική οφθαλμία”

ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗ ΑΝΟΧΗ (ενεργητικό φαινόμενο) Μηχανισμοί επαγωγής και διατήρησης ανοσοανοχής: Εξάλειψη αυτοδραστικών λεμφοκυττάρων Ρύθμιση Ρυθμιστικά Τ- και Β-λεμφοκύτταρα Ενδοκυττάριοι μηχανισμοί καταστολής ενεργοποίησης

ΕΞΑΛΕΙΨΗ ΑΥΤΟΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΛΕΜΦΟΚΥΤΤΑΡΩΝ Ενεργητικός μηχανισμός Αντιγονοειδικός ερεθισμός χωρίς συνενεργοποίηση Ενδοθυμική (κεντρική) Περιφερική

Τ κύτταρα Ωρίμανση στον θύμο Τ κύτταρα Ωρίμανση στον θύμο Τ θυμοκύτταρα Φλοιός θύμου αδένα Διπλά αρνητικά CD3+/CD4-/CD8- Διπλά θετικά CD3+/CD4+/CD8+ Εξειδικευμένα μονά θετικά CD3+/CD4-/CD8+ CD3+/CD4+/CD8- Μυελός θύμου αδένα Θετική και αρνητική κλωνική επιλογή (TcR)

Τ κύτταρα Ωρίμανση στον θύμο - Κλωνική εξάλειψη Τ κύτταρα Ωρίμανση στον θύμο - Κλωνική εξάλειψη CD4+ ή CD8+ μονά θετικά Τ θυμοκύτταρα Εξάλειψη (απόπτωση) Μηδενική ή χαμηλή συγγένεια για αντιγόνο/MHC Υψηλή συγγένεια για αντιγόνο/MHC Επιβίωση Ενδιάμεση συγγένεια για αντιγόνο/MHC  έξοδος στην περιφέρεια

Ενεργοποίηση των Τ κυττάρων: Πρότυπο δύο μηνυμάτων Bretscher P, Cohn M. Science 1970 Ανέργεια ή Απόπτωση T + APC Μήνυμα 1 Αντιγονο-ειδικό (λειτουργική απευαισθητοποίηση) (εξάλειψη) Απρόσφορη ενεργοποίηση παραγωγή IL-2 & κλωνική αύξηση T + APC Μήνυμα 1 Αντιγονο-ειδικό TcR MHC Β7 CD28 Μήνυμα 2 Συνενεργοποίηση Αποτελεσματική ενεργοποίηση TcR CD28

Τ κύτταρα - Ενεργοποίηση Συνδιέγερση: Διεγερτικά & ανασταλτικά μηνύματα Yao et al. Nature Reviews Drug Discovery, 130–146, 2013

SEQUENTIAL COSTIM SIGNALS ΑΝΤΙΓΟΝΟΠΑΡΟΥΣΙΑΣΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ B7h CD40 PD-L1/PD-L2 B7.1/ B7.2 B7.1/ B7.2 CD40L PD-1 CD28 CTLA-4 ICOS T ΛΕΜΦΟΚΥΤΤΑΡΟ

Συνδιεγερτικά μόρια

Συνενεργοποιητικές πρωτείνες CD28/CTLA4/B7 Ενεργοποιημένο T κύτταρο Απενεργοποίηση T κυττάρου Ήρεμο T κύτταρο 1 2 CTLA4 CTLA4 TcR TcR B7 CD28 CD28 TcR CD28 MHC/Ag MHC/Ag B7 B7 MHC/Ag ΑΠΚ ΑΠΚ ΑΠΚ Συνενεργοποιητικές πρωτείνες CD28/CTLA4/B7

ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗ ΡΥΘΜΙΣΗ Ανέργεια (λειτουργική απευαισθητοποίηση) Ανέργεια (λειτουργική απευαισθητοποίηση) σήμα-1 χωρίς σήμα-2 Κατασταλτικές κυτταροκίνες (TGFb, IL-10) Κατασταλτικά μόρια επιφανείας (CTLA4, PD1) Μόρια επαγωγής απόπτωσης (πχ Fas) Ρυθμιστικά Τ λεμφοκύτταρα (CD4+CD25+)

ΕΓΓΕΝΕΙΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΥΤΟΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗΣ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΟΙ “Γνώθι σαυτόν” κάθαρση παθογόνων στοιχείων μνήμη “Παν μέτρον άριστον” ενίσχυση περιορισμός

ΑΣΤΟΧΙΑ ΤΩΝ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΤΟΥ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΥΤΟΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗΣ ΑΥΤΟΑΝΟΣΟ ΝΟΣΗΜΑ

Βασικά μηνύματα Η αναγνώριση του “εαυτού” αποτελεί συστατική διεργασία του ανοσολογικού συστήματος Στο φυσιολογικό ανοσολογικό σύστημα: Υπάρχει συνεχής παραγωγή αυτοδραστικών Β και Τ κυττάρων Η ύπαρξη αυτοδραστικότητας δεν σημαίνει κατ’ ανάγκη αυτοάνοσο νόσημα Οι λοιμώξεις είναι δυνατόν να επάγουν την διάσπαση της ανοσολογικής ανοχής Η ανεπαρκής διαχείριση των αποπτωτικών/νεκρωτικών κυττάρων δημιουργεί συνθήκες χρόνιας φλεγμονής (“σήματα κινδύνου”, μηχανισμοί έμφυτης ανοσίας) Αυτοάνοσα νοσήματα: εγγενής δυσλειτουργία των μηχανισμών ανοσολογικής ρύθμισης