Transcript 2. Pascaline Nguiekom

TESINA
PARADIGMI IMMUNOLOGICI
DOTT.SSA PASCALINE NGUIEKOM
2° ANNO BIOCHIMICA CLINICA
A.A. 2010/2011
ENTRY OF DIABETOGENIC T CELLS
INDUCES CHANGES THAT LEAD TO
AMPLIFICATION OF THE CELLULAR
RESPONSE
PATOLOGIE AUTOIMMUNI
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Gruppo di patologie caratterizzate dall’inefficienza dei meccanismi
di tolleranza nei confronti degli antigeni “self”.
Consequenza malfunzionamento del sistema immune (SI) con
risultato infiammazione e distruzione dei tessuti.
Risposta immune mediata da autoanticorpi e linfociti T autoreattivi.
Organo-specifico e sistemico.
Diabete di tipo I (IDDM), tiroidite autoimmune, lupus eritematoso
sistemico (LES), artrite reumatoide, encefalomielite autoimmune.
Colpiscono 5% della popolazione mondiale ( distribuzione
geografica maggiore nei paesi industrializzati).
Hanno un impatto notevole sul sistema sanitario pubblico.
DIABETE DI TIPO I (IDDM)
• Patologia autoimmune organo- specifico caratterizzata
dalla distruzione progressiva e altamente selettiva delle
cellule delle isole di langerhans beta pancreatiche (unica
fonte di insulina dell’organismo) in soggetti
geneticamente predisposti.
• Più comune patologia autoimmune e metabolica dell’età
pediatrica.
• Diabete detto “giovanile”: 5-15 anni.
• La sintomatologia è legata alle consequenze della
insulina deficienza in seguito alla distruzione progressiva
e irreversibile delle cellule beta pancreatiche: alterazione
dell’omeostasi glicemico.
STORIA NATURALE DELL’IDDM
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Fattori Genetici: HLA
Fattori ambientali: alimentazione,
infezioni virali,….
• Sistema immune.
• Cellule beta pancreatiche.
a/La malattia è molto complessa ed
è caratterizzata da: fase
asintomatica (insulite) che può
durare anni, fase anticorpale, fase
sintomatica (insulina deficienza).
b/E necessaria la coesistenza dei
fattori ambientali e genetici
affinchè si sviluppi la malattia.
c/ la mancanza di una completa
concordanza per la malattia nei
gemelli omozigoti, pone in rileevo
l’importanza dei fattori ambientali.
FATTORI GENETICI
• Suscettibilità su base genetica è legata al complesso
HLA.
• Aplotipi: HLA-DR3 e/o DR4 (90-95% pazienti con
diabete tipo I).
• Aplotipo DQ: mancanza di un residuo di acido aspartico
nella posizione 57 della catena beta di DQ conferisce
suscettibilità all’IDDM.
• Test di tipizzazione HLA: mediante indagini sierologiche
(antigenei presenti sui linfociti) , molecolare (geni
dell’HLA a livello del DNA) e sequenziamento ( metodo
di tipizzazione ad alta risoluzione , quando quelle
sierolgiche e molecolari sono ambigue).
• La predisposizione genetica non basta per lo sviluppo
della malattia!
FATTORI AMBIENTALI
• Alimentazione :
svezzamento-flora
batterica intestinaleinfezione da
enterovirus.
• I’intestinale
rappresenterebbe la
via d’ingresso dei
virus.
• Altri fattori : UV,
ormoni….
• INFEZIONI virali:
Coxsachie B:
mimetismo: P2-C e
GAD( cellule beta).
Aspetti Anatomopatologici delle
isole pancreatiche nell’IDDM.
• L’IDDM è una patologia
autoimmune cellulomediata del pancreas.
• Insulite:infiltrazione
linfocitaria delle isole di
Langerhans.
. L’infiltrato e la presenza di
autoanticorpi sono
caratteristiche comuni della
fase iniziale. Indicano una
base immunologica
dell’IDDM.
SISTEMA IMMUNITARIO al livello
delle isole pancreatiche nell’IDDM
• Risposte leucocitarie:
Linfociti B,
TCD4/CD8,NK,cellule
dendritiche,macrofagi.
• Risposte umorali e
molecolari
Anticorpi:
GADA
IA2A
IAA
ICA
ANTIGENI:
GAD
IA-2
insulina
Cellule
insulari
INGRESSO DELLE CELLULE T
nelle isole pancreatiche
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Modelli animali:
-Il ruolo dei linfociti T nella patogenesi delle malattie autoimmuni è stato
estensivamente studiato nei modelli animali a livello del sistema nervoso
centrale (SNC).
-I linfociti T autoreattivi hanno un ruolo cruciale nelle patologie del SNC,
come la Sclerosi Multipla.
-il trasferimento di questi linfociti in questi animali genera una risposta
autoimmune: encefalomielite autoimmune.
- Joan Govern: autoimmune T cell responses in the central nervous system.
Nat Rev immunol, 209; 9(6).393.doi: 10.1038/nri2550.
Questi linfociti T autoreattivi specifici sono localizzati nei tessuti del SNC
contenenti APC presentanti proteine antigeniche tessuti specifici.
. Nell’IDDM, l’intensità della risposta cellulare è direttamente proporzionale al
numero di LT presenti nella sede di infiammazione.
.L’entrata dei LT specifici diabetogenici stimola un rapido cambiamento nelle
cellule beta pancreatiche,cellule dendritiche ed endoteliali dei vasi
sanguigni.
CAMBIAMENTI CELLULARI:
citofluorimetria a flusso
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Aumento dell’espressione di molecole di adesione
entro 24h dall’entrata dei LT nelle isole pacreatiche
(FIGURA).
A livello delle cellule endoteliali, cellule dendritiche,
e beta cellule pancretiche.
Ruolo nell’adesione delle cellule all’endotelio e
facilitano la loro migrazione per diapedesi.
Il reclutamento dei linfociti e monociti che insieme
alle citochine,chemochine secrete dalle varie cellule
amplificano la risposta infiammatoria.
Up regulation di ICAM-1 si osserva sia a livello
delle cellule attivate: endoteliali e beta pancreatiche.
Hanno come ligando LFA-1 presente sulle cellule T.
Le cellule T attivate esprimono molecole di
adesione, recettori per le chemochine e integrine.
Inoltre secernono citochine proinfiammatorie.
Le cellule dendritiche mature esprimono le molecole
B7-1 e B7-2 implicate nell’adesione e regolazione
delle cellule T.
Le cellule beta pancreatiche sono intensivamente
positive per ICAM-1 entro 24h. Presentano anche
un’aumentata espressione di molecole MHC I.
Il processso infiammatorio è molto
complesso.Questi cambiamenti si osservano in tutte
le cellule infiammatorie : LB, macrofagi, cellule NK.
L’aumentata risposta molecolare è basata sui
cambiamenti transcrizionali a livello cellulare:
meccanismi di trasduzione.
INTERAZIONI MOLECOLARI
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Nelle sedi di infiammazione si
osservano le diverse componenti
molecolari:
CITOCHINE,MOLECOLE DI
ADESIONE, CHEMOCHINE.
Le cellule endoteliali attivate
(citochine) esprimono anche la Pselettina (molecola di adesione).
Cellula T grazie al suo ligando
interagisce con le ICAM.
Le cellule endoteliali modificano
la loro morfologia e i rapporti con
le membrane basali al fine di
faciltare l’extravasione della
cellula T.Inoltre producono e
secernono chemochine che
attirano altre cellule dal sangue
verso le sedi di infiammmazione:
monociti e LT.
Risposta Immune nell’IDDM:
RIASSUNTO 1
RISPOSTA IMMUNE
RIASSUNTO 2
CAMBIAMENTI
DELL’ESPRESSIONE GENICA
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Vari meccanismi di trasduzione del segnale
portano a cambiamenti a livello del
citoplasma, che sono trasmessi al nucleo
per modulare l’ESPRESSIONE GENICA.
Una delle vie che sono state meglio
caratterizzate, è quella che stimola
l’attivazione di NF-kB (fattore di trascrizione
nucleare), il quale trasloca nel nucleo per
participare alla trascrizione genica.
Up regloation di vari geni.
Vengono indotte la trascrizione di molecole
importanti: citochine, chemochine e
molecole di adesione.
Analisi mediante PCR-RT e MICROARRAY
si può quantificare il numero di geni presenti
dopo l’ingresso delle cellule T diabetogenici.
Questi cambiamenti trascrizionali
avvengono già nelle fasi di attivazione,
migrazione e penetrazione dei delle cellule
T.
MICROARRAY: analisi
dell’espressione genica
• Up regulation della
trascrizione dei geni per
CXCL10 (chemochina).
• Una delle citochine
importante nelle patologie
autoimmune è l’IFN-γ,un
potente attivatore dei
macrofagi.
• Up regulation dei geni per
l’ IFN-γ.
FUTURO
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L’IDDM è una patologia autoimmune che si presenta quando si arriva alla
fase dell’insulina deficienza.
Distruzione delle cellule beta pancreatica è in questa fase irreversibile.
La fase di insulite è asintomatica e può durare anni.
La tipizzazione del HLA ci dà informazione solo sulla predisposizione
genetica. Che peso ha?
La concordanza per la malattia non è completa nei gemelli omozigoti.
Forte impatto sul sistema sanitario pubblico considerando l’esordio in età
pediatrica.
I fattori ambientali sono quelli su cui sono orientati molti studi del futuro:
Epigenetica
BIOLA M JAVIERRE: environmental Triggers and Epigenetic
deregulation in autoimmune disease. December 26, 2011.
Gli effetti dei fattori ambientali sull’espressione genica e sulla funzione delle
cellule immunitarie.
Per i diabeti che hanno come unica terapia l’insulina, si potrebbe intervenire
con il TRAPIANTO delle cellule beta pancreatiche
CENNI: TRAPIANTO DELLE
CELLULE BETA PANCREATICHE
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La terapia comunemente usata è l’INSULINA.
Shuzi zhang, hehua Dai et al: Promoting long-term surval of insulin-producting cell grafts
that differentiate from adipose tissue-derived stem cells to cure type 1 diabetes. December
2011.
Hongjun Wang Chiara Attanasio et al:Induction of protective genes leads to islet survival and
funzion. September 2011.
Cellule pancreatiche posso derivare da varie cellule: midollo osseo, staminali embrionali,
epatiche, staminali pancreatiche, del tessuto adiposo.
Studi su animali mettono in evidenza mediante PCR-RT e immunofluorescenza l’espressione di
insulina e C-peptide dopo il trapianto da parte delle Cellule adipose, indicando la loro completa
funzione.
Nuove strategie hanno come scopo la prevenzione dell’apoptosi ( soprattutto immediatamente
dopo il trapianto) , la riduzione o eliminazione del rigetto immune e ricorrenza
dell’autoimmunità.
Induzione di geni protettivi( espressi nelle isole pancreatiche fisiologicamente)
farmacologicamente o mediante transferimento di geni per promuovere la sopravvivenza delle
cellule, quindi protettivi contro l’apoptosi.
La prevenzione dell’apoptosi delle cellule beta può avvenire via il meccanismo NF-kB:
trascrizione genica.
RIdurre la risposta proliferatrice linfocitaria e incrementare la proporzione delle cellule T effettrici.
Studi su animali sottoposti a terapia antiinfiammatoria ed a farmaci induttori della trascrizione dei
geni protettivi, hanno evidenziato la non insorgenza della malattia agendo sulla fase insulite .
Prevenire il rigetto del trapianto mediante terapia immunosoppressiva.