Transcript Immunmoduláció

Az immunrendszert célzó
terápiák:
 Stimuláció
 Moduláció
 Szuppresszió
IMMUNOMODULÁTOROK
Az immunválasz módosítására - pozitív, vagy negatív módon
1) Bakteriális eredetű anyagok:
Freund adjuváns (CFA)-mycobacterium tuberculosis
humán: BCG (mycobacerium) – melanoma, carcinoma
Mf, T, B, Nk sejtek stimulálása, IL-1 termelés
muramyl dipeptid és származékai-kevésbé toxikus
Staphylococcus aureus – superantigen - poliklonális
Escherichia coli hőlabil enterotoxin (LT), CT - adjuváns hatás
2) Citokinek:
rekombináns fehérje (IL-1. IL-2, Epo)
citokin antagonisták:
jelátvitel gátlók
szolubilis receptorok: TNF, IL-1, IL-4
3) Ellenanyagok: pl. ellenanyagok citokinek v. citokin receptorok ellen, más membrán
molekula, receptor ellen…..
Immunmoduláció alkalmazása:
Autoimmun és allergiás betegségekben
Okozati kezelés:
 Peptid – pl. SLE hez kapcsolódó autoantigénnek megfelelő
DNS-mimotóp peptidek, epitóp peptidek
Tolerancia indukció
Patogén (autoreaktív, vagy IgE) ellenanyagtermelés
megakadályozása
Citokin hálózat szabályozása
Jelátviteli folyamatok ”
Apoptózis alapú terápiák
1. Bakteriális immunmodulátor szerek
Immunmoduláció koleratoxinszerű enterotoxinokkal
Escherichia coli hőlabilis toxin (Etx)
A alegység:
A1 (toxikus),
A2 (adaptor)
(ADP riboziláció, cAMP ,-> PKA Cl- kiáramlás,
H2O beáramlás)
B alegység (nem toxikus) - adjuváns
pentamer gyűrű- stabil nem kovalens
kapcsolat
nagy affinitás:
KD= 7-5 x 1010
Receptor: GM1 (membrán raft)
Nyálkahártyán, vagy szisztémás
bejuttatáshatékony immunogén!
Hatás: tolerancia indukció (autoag)
adjuváns
Mikor használható a kolera-szerű enterotoxin B tolerancia
indukcióra?
Betegség
antigén
prep
immunizálás
SRBC
SRBC-CtxB
p.o.
BCG
BCG-CtxB
p.o.
EAE (patkány) MBP
MBP-CtxB
p.o.
Diabetes
insulin
ins-XCtxB
p.o.
Arthritis
none
ETXB
s.c.
Diabetes
none
CTxB
i.v., i.p
(Experimental Autoimmune Encephalomyelitis - multiple sclerosis modellje)
(NOD egér)
(mucosa vakcináció)
Humán: CTB –nem toxikus, jó adjuváns, kolera elleni vakcináció
orális vakcina: inaktivált vibrio cholera +CTB  IgA , memória
Nyálkahártyán keresztül tolerancia kiváltása HSP-uveitis-ben (CTBpeptid kunjugátummal)
Etx
B alegység
Hatása a receptorral való
kölcsönhatáson alapul
•Poliklonális B aktiváció
•Proliferáció nélkül
•Több fehérje
szintézisének fokozása:
MHCII, B7, CD40, ICAM1,
IL2Ra
•Terápia: lokális ea
termelés
•TH1 –kapcsolt
betegségek,
•autoimmun betegségek
• graft kilökődés
Az endotoxin expozició hatása az allergiára és asztmára
Gram negatív baktériumok
külsősejtfalán – LPS
O-antigén: ismétlődő O-poliszaharid
(glycan polimer)
Immunstimulátor: Lipid A
konzervált a
különböző baktérium fajok özött
Adjuváns hatás -T memória kialakulás
IL12, IFNg termelés
Mikroba-gazdag környezet 
kevesebb asthma
Az LPS IL12 termelést indukáló hatása vér limfocitákban
Hasonló hatás IFNg termelésre  TH1 eltolódás, TH2 citokin termelés
visszaszoritása
atópiás immunállapot és az ehhez kapcsolt
betegségek kialakulásának megelőzése
Az endotoxin TH1 típusú választ vált ki, egyben
elnyomja az allergiához vezető TH2 választ
Fordított összefüggés: mikróbákkal való fertőzöttség illetve az
allergia és asthma előfordulása között
a házipornak, állatoknak, pasteurizálatlan tejnek kitett
gyerekek között alacsony valószínűséggel fordulnak elő
allergiás megbetegedések
Város >>> falu:
Allergia
Gyakori fertőzések gyermekközösségekben (légúti
és gyomor-, bélfertőzések)
Higénia?
„Hygiene hypothesis”
DE: az endotoxin kétélű kard, az asztma kiváltásában is szerepe
lehet
endotoxin
Időzítés,
dózis, környezeti ko-faktorok,
genetikai tényezők
endotoxin
Időzítés, környezeti faktorok, dózis, genetikai tényezők határozzák meg, hogy az
endotoxin hogyan hatCél: minimális károsítás, optimális védelem, a terápia optimatizálása fontos
2. Citokinek:
•rekombináns fehérje (IL-1. IL-2, Epo)
•citokin antagonisták: IL-1RA jelátvitel gátlók
•szolubilis receptorok: TNF, IL-1, IL-4
•specifikus , nagy affinitás,
•természetes előfordulás testnedvekben
(proteolitikus hasítás v. alternativ splicing)
•a biol. választ nem aktiválják
•neutralizálja a ligandum hatását
•relatív hosszú életidő
•kevéssé immunogén
Citokinek:
Immunmodulátor
hatás
alkalmazás, eredmény
IFNa
természetes immunitás nő
anti-tumor válasz nő
IFNb
„
IFNg
immunválaszképesség nő
„
IL-2
aktivált killer sejtek
anti-tumor hatás
IL-4
TH2 válasz nő
ellenanyag termelés nő
IL-10
TH1 választ elnyomja
sejtes citotoxicitás csökken, autoimmun
IL-12
TH1 választ erősíti
sejtes citotoxicitást növeli, anti-tumor
Fas(CD95)
CD8 citotoxicitás,
timuszban deléció
ligandum szolubilis forma graft
kilökődést, autoimmunitást gátol
TGFb
sebgyógyulást segíti,
specifikus immunválaszt csökkenti
IL-1RA
IL-1R kötődését gátolja
szeptikus sokk megelőzése,
allergiás reakciók
GM-CSF
FVS termelés nő
neutropénia
„
„
, fertőzések ellen
gyulladásgátló
Az anti-TNF-a terápia gyulladásgátló hatása
rheumatoid arthritis-ben
Anti-TNF hatásmechanizmusa RA-ban:
•
Gátolja a citokin/ chemokin produkciót
•
Csökkenti az angiogenezist
•
Gátolja a leukocyta inváziót
•
Gátolja a matrix metalloproteinázokat
3). Ellenanyagok által közvetített terápiák:
 Kórokozó eltávolítása –hiperimmun szérummal (passzív immunizálás)
(veszettség, hepatitis B, CMV, RSV, varicella/zoster)
 Fertőzés megelőzés : RSV (respiratory syncytial virus)
Toxin neutralizáció- pl. kígyóméreg, tetanusz
 Funkció gátlása: pl. véralvadás gátlása
 Sejtek eltávolítása: pl. anti-CD20 CD20+ B sejtek depléciója
Targeting célzott terápia
Ellenanyagok célpontjai lehetnek:
Sejtfelszíni receptorok
Citokinek és receptoraik:
•Graft versus host betegség (GVH)
•Malignus tumor
•Immunszuppresszió (a-MHCII, a-MHCI)
•Gyulladás
•Vérlemezke aggregáció
Az ellenanyagok alkalmazási területei:
Betegség kimutatása: malignus sejtek kimutatása-metastasis
Prognózis - membrán markerek expressziója alapján
Hiperimmun ellenanyagok: intramuscularis, intravénás alkalmazás
Autoimmun, allergiás esetek, gyulladás ellen (IVIG) – Fcg R-től függő
hatás
Helyettesítés : immunhiányos állapotok, autoimmun betegségek
Poliklonális ellenanyagok:
Nem ag specifikus immunszuppresszió
Állatok humán limfocitákkal való immunizálása: sejtes immunválasz
elnyomása:
 anti-timocita szérum, anti-timocita globulin: T sejtes választ
gátolja
 anti-limfocita szérum, anti-limfocita globulin
Limfopénia – graft (beültetetett szerv) kilökődés ellen, GVH ellen
Problémák:
standardizáció,
nem szelektív a T sejtekre
idegen fehérje –immunválasz (szérum
betegség)
ezért:
Monoklonális ellenanyagok:
 Homogén
 Szelektivitás
 Humanizált ellenanyagok – nincs ellenük immunválasz
Graft kilökődés elkerülésére:
anti CD3: T sejtpopuláció átmeneti eltávolítására, funkció kiesés de aktiválhat is!
APC és/vagy T sejt receptoraihoz kötődnek-  immunszuppresszió
MHC II
MHC I
ICAM-1
APC
B7
CD40
CD4 vagy
CD8
TCR
Nem mitogén anti-CD3
Ko-stimuláció gátlás: CTLA4-Fc
Tsejt depléció: anti-CD52 (Campath)
CD3
T sejt
LFA-1
Antigén specifikus gátlás: ag / peptid
CD28 szuperagonista -Treg nő
(„cytokin storm” Emberállatmodell)
CD28
CD40L
TNFa gátlás
IL-2 R
gyulladásgátlók
Citokin-citokin-R gátlás
Nature Reviews Cancer 2; 750-763 (2002); doi:10.1038/nrc903
LIGAND-TARGETED THERAPEUTICS IN ANTICANCER THERAPY
< previous next >
B sejt receptorok, szerepük a sejt szaporodásban és
aktivációban: potenciális terápiás lehetőségek
Benlista (belimumab)
Autoimmun
fenotípus
fehérje
változás
CD19
CD22
Bcl-2
Fas
mutation
BAFF
Lyn
SHP-1
mutation
Monoklonális ellenanyagok:
Cél:
Depletáló ellenanyagok B-sejteken
kifejeződő molekulák ellen (CD20, CD22,
and CD52).
A B sejtek túléléséhez és aktivációjához
szükséges faktorok és jelpályák gátlása
(CD40/CD40L és BLyS/BR3 jelpálya)
 maximális specifitás:
targeting
neutralizáció
szignalizáció
 minimális immunogenitás:
humanizált/humán ellenanyagok
 optimális effektor funkció:
tervezett ellenanyagok:
effektor funkciók tervezése:
ADCC - FcR
CDC - C1q kötés, komplement aktiválás
fagocitózis – FcR, CR
féléletidő - Fcn
Autoimmun betegségekben alkalmazott monoklonális ellenanyag terápiák
Ellenanyag terápiák- saját ellenanyagok lecserélése
Plazmaferezis: plazma ~50 %-át távolítják el (IgG 20 %, IgM ~50 %)
Immunkomplexek eltávolítása a keringésből:
autoimmun betegségek: szövet-specifikus IgG termelés:
pl. Goodpasture’s szindróma: tüdő, vese
(ea glomerólusok bazális membránja ellen)
myasthenia gravis (anti-acetilkolinreceptor)
Ellenanyag túltermelés: Waldenström makroglobulinémia –IgM
hideg agglutinin hemolitikus anémia -IgM
Intravénás Ig terápia, (IVIG)
Immunmodulátor, gyulladásgátló hatás
IVIG alkalmazása -példák
• Neuroimmunológiai betegségek:
demyelinizáció-val járó betegségek - komplement hatás gátlása
MS (?)
• Primer immunodeficiencia: immunhiány:
Ig < 400 mg/dl --pótlás
• Idiopátiás trombocitopénia purpura: vérlemezke kevés- IVIG gátolja a
fagocitózist
• CLL: bakteriális infekciók ellen hat
• Fertőző betegségek, toxikus sokk (100 000/ÉV) –szepszis
neutralizáló, opszonizáló ea, antibakteriális ea, fagocitózist
stimuláló
• Kawasaki betegség: krónikus vasculitis- IVIG - neutralizáló hatás,
koronária tágulatot megelőzi
IVIG alkalmazás folyt.
• HIV- poliklonálisan aktivált B sejtek –– magas auto-ellenanyag
szint
Specifikus ellenanyagok nem képződhetnek - IVIG ezt
gátolja B sejten
•Parvovirus : DNS virus, eritroid prekurzorokat támadja meg ->
lízis,
anémia, retikulocitopénia
•Szervátültetés: allo-antitest szuppresszió
•Neonatális alloimmun trombocitopénia,
•Immun trombocitopénia
α2,6 sziálsavat tartalmazó IVIG gyulladásgátló hatása - modell
gyulladásgátló mediátorok
α2,6 sziálsavat felismerő receptor: SIGN-R, emberben:DC-SIGN-dendritikus sejteken
Anthony and Ravetch, J CLin Immunol. 2010.30 suppl. S9-S14
IMMUNSZUPPRESSZIÓ
Nem kívánt immunválasz kiküszöbölésére: - Allergia
- Autoimmun betegségek
- Szervátültetés: kilökődés, GVH
Antigén specifikus immunszuppresszió – szelektív tolerancia -
a, Antigén-specifikus (pl. oralis tolerancia)
b, Nem antigén specifikus
•corticosteroidok
•CY-A, FK 506, Rapamycin,
•Sugárzás
•citosztatikumok
cél
Antigénre nem specifikus immunszuppresszió:
Kortikoszteroidok
Gyulladási reakciók gátlása - immunválasz gátlás
Mechanizmus: glukokortikoszteroid - hormon receptorokon keresztül
Természetben előforduló 21 C atomos szteroid hormon:
kortikoszteroid- >
a koleszterin metabolizmus terméke
90 % fehérjéhez kötött in vivo –kortikoszteroid kötő
globulinhoz kötve
>>5-8% albumin –hoz; lebomlás ellen
Lebontás helye: máj, 4-5 kötés, keton csoport hidrolízise,
konjugálódás: glukuronid, szulfát, 95%- át vese kiválasztja
1948: hidrokortizon (Reumatoid artitisz)
Szerkezete:
szintetikus termékek:
OH
kortizol
O
CH2OH
CH2OH
C=O
C=O
CH2OH
C=O
prednizolon
O
OH
O
O
Kortizon
CH2OH
O
OH
OH
C=O
OH
Prednizon
(4x hatásosabb mint
kortizol!)
Szteroid hormonok hatásmechanizmusa
sejtmembrán
szteroid
citoplazma
szteroid
receptor
HSP-90
sejtmag
citoplazma
sejtmag
szabályozó
elem
gén
transzkripció
mRNS
transzláció
fehérje
Hatás:

leukociták cirkulációja neutrofil granulociták száma átmenetileg nő ( 6 h)
más sejtek száma csökken (limfociták, eozonofil, bazofil, monocita)
 sejtfunkció megváltoztatása : enzim felszabadulás-nem lizoszomális 
citokin felszabadulás: IL1, IL-2, TNF, IL-6 
limfociták aktiválhatósága, APC funkció 
fagocitózis 
 gyulladás elleni hatás: gyulladás kialakulásában szerepet játszó sejtek
funkciója
 metabolikus hatás: lebomlást elősegíti, lipid, fehérje, szénhidrát,
nukleinsav
 toxicitás
A gének 1%-ának expresszióját szabályozhatja
A glukokortikoidok hatása a sejtszámra
Sejt/mm3
10,000-
4,000-
Neutrofil granulociták
2,000-
Limfociták
400-
Eozinofilok
300-
Monocyták
100-
Bazofilok
6h
12 h
24 h
A változás átmeneti.
Neutrofil: fokozott termelés a csontvelőben, + csökkent migráció
Limfocita: T> B számuk csökken, CD4> CD8
Monocitopénia: gyulladásgátló hatás, baktericid aktivitás,
fagocitózis, migráció , FCR C3R szám csökken
A kortikoszteroid terápia gyulladásgátló hatása
Számos gén aktivitását regulálják
Aktivitás
Effektus
IL-1, TNF, GM-CSF,
IL-3, IL-4. IL-5, IL-8
Gyulladás
(citokinek által
közvetített
NOS
NO
Foszfolipáz A2
Ciklooxigenáz2
Lipokortin
Prosztaglandinek,
leukotrienek
Adhéziós molekulák
Csökkent migráció
Endonukleázok indukciója
Apoptózis indukció
(limfociták, eozinofilok)
Kortikoszteroidok immunszuppresszív hatásának mechanizmusa
IkBa gén
kortikoszteroidok
Megnövekedett
transzkripció és
fehérjeszintézis
X
Citokin gén
NF-kB
IkBa
transzkripció
Nem szteroid természetű gyulladásgátlók
400 BC
aszpirin
fűzfa (Salix alba)- Hippokratesz
Szintetikus előállítás : XIX sz.,
ma USA –15x106 kg / év
Hatásmechanizmus:
ciklooxigenáz gátlásprosztaglandin termelés gátlása
• enzim aktív hely: szerin acetilálása (irreverzibilis)
• arachidonsav kötődés gátlása (reverzibilis)
Hatásmechanizmus:
Foszfolipid - sejtmembrán
aszpirin
foszfolipáz A2
arachidonsav
15 HEPTE
ciklooxigenáz
15 lipoxigenáz
PGH2
5 lipoxigenáz
lipoxin
vazodilatáció,
LTB4 antagonizmus
+ FLAP
TBX
PGI
PGE
5 HPETE
vazodilatáció
trombocita
5lipoxigenáz
LTA2
LTA4 szintáz
aggregáció
LTC4 szintáz
LTB4
LTC4
transzpeptidáz
LTD4
dipeptidáz
LTE4
simaizom kontrakció
PMN kemotaxis
érfal permeabilitás
PMN aktiválódás
citokin termelés
T sejt
”
érfal permeabilitás
A ciklosporin
(CsA) és az
FK506
T sejt aktiválódás
immunszuppresszív
szerek a
citoplazmában
hatnak.
NF-ATn szintézis,
[Ca2+]
Különböző
célmolekulákhoz
kötődnek: a
ciklofilinhez (CyP),
ill. az FK-kötő
fehérjéhez (FKBP)
A [ Ca2+] aktiválja a
calcineurint, az
NF-ATc-t aktiváló
foszfatázt,
Az aktivált NF-ATc
bejut a magba és
hozzákötődik az
NF-ATn-hez, kialakul
az aktív
transzkripciós
faktor, az NF-AT
Génátírás aktiválása
A CsA-CyP és a
FK506-FKBP
komplexek kötődnek
a calcineurinhoz,
megakadályozva
[Ca2+] általi
aktivációját, ezáltal
gátolják az NF-Atc
aktiválódását
Génátírás nem aktiválódik
A ciklosporin A és a takrolimusz immunológiai hatásai
T sejtek: Erős, szelektív, CD4+T helper sejt ellenes immunszuppresszív
hatás
IL-2, IL-3, IL-4 GMCSF, TNFa CSÖKKENT EXPRESSZIÓ
CSÖKKENT PROLIFERÁCIÓ
CSÖKKENT CALCIUM FÜGGŐ EXOCITÓZIS
CSÖKKENT APOPTÓZIS (AICD)
B sejtek:
CSÖKKENT PROLIFERÁCIÓ A T SEJTES SEGÍTSÉG HIÁNYA MIATT,
CSÖKKENT PROLIFERÁCIÓ ANTI-Ig KERESZTKÖTÉSRE,
CSÖKKENT APOPTÓZIS
Granulociták:
CSÖKKENT CALCIUM FÜGGŐ EXOCITÓZIS (szerin eszteráz
tartalmú granulumok)
Rapamycin: FK506-hoz hasonló, CD28 jelátvitelt gátol., nem Ca2+
függő
Citotoxikus szerek:
Az osztódó sejteket pusztítják el
-DNS szintézis fázisában ( azatioprin, metotrexát), vagy
-minden fázisban (ciklofoszfamid)
Specifitás?
Sejtciklusra nem
specifikus (UV,
besugárzás)
S-fázis- specifikus
(azatioprin,
metotrexát))
Sejtciklus-specifikus
(ciklofoszfamid,
klorambucil)
100 10 -
10.1 -
24 órával az antigén előtt adva
dózis
24 órával az antigén után adva
Különböző immunszuppresszív szerek hatása az ellenanyagtermelő sejtek
számára
Citotoxikus immunszuppresszív szerek szerkezete és metabolizmusa
Purin
bioszintézist
gátolja
(DNS szintézis
fázisa)
DNS alkilező
szer, nem stabil
(Minden
fázisban)
The structure and metabolism of the cytotoxic immunosuppressive drugs azathioprine and
cyclophosphamide. Azathioprine was developed as a modification of the anti-cancer drug 6-mercaptopurine;
by blocking the reactive thiol group, the metabolism of this drug is slowed down. It is slowly converted in
vivo to 6-mercaptopurine, which is then metabolized to 6-thio-inosinic acid, which blocks the pathway of
purine bio-synthesis. Cyclopho-sphamide was similarly developed as a stable pro-drug, which is activated
enzymatically in the body to phosphoramide mustard, a powerful and unstable DNA-alkylating agent.
A ciklofoszfamid hatása a limfocitákra: elsősorban a DNS szálak
keresztkötése
B sejtek általában lassabban regenerálódnak
a hatás kifejezettebb
mint T sejteken
Antigén specifikus immunszuppresszió
Rh negatív terhes anyák megelőző anti-D IgG terápiája:
ORALIS TOLERANCIA INDUKCIÓ
•Myelin bázikus protein (MBP)
•Inzulin
•Kollagén II-IV
Lokális mucosa immunrendszerre kifejtett hatás
(Th2 aktiváció, TGF ß termelődés serkentése)
Receptor-ligand kötések (CD28-B7, CD40-gp39) gátlása
Az orálisan adagolt antigén megvédhet autoimmun
betegségekkel szemben.
Experimental allergic encephalomyelitis= EAE
Szignál-terápia – szelektivitás?
(pl. tirozin kináz gátló szerek, JAK gátló PI3-Kg gátlók….)
Halál
receptor
Túlélésreceptor