IMUNOLOGIE V ZUBNÍM LÉKAŘSTVÍ 2. Strukturální charakteristika imunitního systému (Prof. J. Lokaj, 2018) IMUNOLOGIE V MEDICÍNĚ Fyziologický a patogenetický princip: imunologická diagnostika, imunoterapie, imunomodulace imunologická prevence chorobných stavů (vakcinace) Lékařská specializace: alergologie a klinická imunologie Specializace ostatních pracovníků v lékařství: vyšetřovací metody v imunologii a alergologii lékařská biopatologie – imunologie Bach J. F.: N Engl J Med 2002; 347: 911-920 Inverzní vztah mezi incidencí infekčních a imunologických chorob v letech 1950 - 2000 Bach J-F: N Engl J Med 2002; 347: 911- 920 Začátek imunologie jako samostatné disciplíny Imunologie se zrodila jako nezávislá disciplína v r. 1880, kdy L. Pasteur, na základě jasného úspěchu Jennerovy vakcinace záměrně oslabil virulenci původce slepičí cholery a prokázal, že tato kultura nevyvolá onemocnění, ale imunitu proti němu. V r. 1881 úspěšně použil Bac. anthracis k imunizaci ovcí proti anthraxu a v r. 1886 úspěšně naočkoval devítiletého chlapce J. Meistera proti vzteklině; použil vysušenou míchu z králíků, infikovaných „fixním virem“. Imunitní systém jako „šestý smysl“ IMUNOSENSORY-IMUNORECEPTORY Zakodované v zárodečné linii Vzniklé somatickými mutacemi Pattern recognition receptors,PRR TCR, BCR MOLEKULÁRNÍ MOTIVY (VZORCE) ANTIGENY-EPITOPY „T“,„B“ „ARCHETOPY“ exogenní (PAMP), endogenní (DAMP) Systém vrozené imunity Systém adaptivní imunity Imunitní systém je součástí fyziologického řádu organismu nervový systém metabolismus endokrinní systém IMUNITNÍ SYSTÉM genom mikrobiom epigenetické vlivy Tři fáze imunitní reakce • Neindukovaná, nespecifická reakce Bezprostřední, během 0-4 hodin: preformované faktory (kožní a slizniční bariéry, pH, lysozym a jiné enzymy) • Indukovaná, omezeně specifická reakce Odvíjí se během 4- 96 hodin: aktivace komplementového systému, fagocytóza, cytotoxicita, zánětlivá reakce • Indukovaná adaptivní reakce-specifická po 96 hodinách: tvorba protilátek, efektorové lymfocyty T (Tc, Th) Major histocompatibility complex (MHC) Human leukocyte antigens complex (HLA) - chromosom 6, - geny kodují molekuly, histokompatibilitní antigeny, které jsou nutné především pro aktivaci a funkci T a B lymfocytů, - hlavní biologická úloha je při presentaci antigenů - diagnostické využití: transplantace, riziko chorob Charakteristika genů MHC • Dvě třídy: MHC I a MHC II Kodují membránové proteiny (antigeny) MHC I: HLA-A, HLA-B, HLA-C MHC II: HLA-DR, HLA-DP, HLA-DQ • Polymorfismus: Geny MHC jsou nejpolymorfnějšími geny v genomu • Kodominantní exprese: Každý jedinec má dvě alely (od obou rodičů); označují se číslicemi (např. HLA-A2, HLA-B5, HLA-DR3 …) • Soubor MHC alel na chromosomu se nazývá haplotyp Charakteristika molekul (antigenů) MHC • Molekuly MHC I třídy jsou přítomny na všech jaderných buňkách(tedy ne na erytrocytech!) • Molekuly MHC II třídy jsou přítomny na buňkách imunitního systému (buňky předkládající antigen – dendritické buňky, makrofágy, B-lymfocyty), dále na buňkách endotelových a na epitelu thymu. • Exprese molekul MHC I je na většině buněk zvýšena působením IFN, TNF, LT (tedy při vrozených imunitních reakcích) • Expresi molekul MHC II na buňkách presentujících antigen, vaskulárních endotelových buňkách, ale i na jiných buňkách (ne však na neuronech) zvyšuje IFNg Vztah antigenů HLA k chorobám (pacienti v %, kontroly v %, relativní riziko) M. Buc, 1997 • Narkolepsie: HLA-DQ6 (100 – 25 - 297,0) • M. Bechterev: HLA-B27 (96 – 9 – 87,4) • Celiakie: HLA-DR7/DR3 (34 – 1 - 60,0) HLA-DQ2 (100 – 72 – 38,5) • Juvenilní diabetes mellitus: HLA-DR3/4 (32 – 1 – 47,0) • Revmatoidní arthritida: HLA-DR4 (50 – 19 – 4) cizí odcizené chybějící nebezpečné Komplementový systém Histamin, eikosanoidy Antimikrobiální peptidy Cytokiny vč. interferonů Proteiny akutní fáze Přirozené protilátky Imunoglobuliny Lymfocyty B Lymfocyty T Buňky NK, NKT, ILC Buňky předkládající Ag Profesionální fagocyty Mastocyty Endotelové buňky Epitelové buňky ELIMINACE PROTEKCE PAMĚŤ TOLERANCE PARALÝZA PATOLOGIE KOMPONENTY IMUNITNÍHO SYSTÉMU Downloaded from: StudentConsult (on 15 July 2006 09:09 AM) © 2005 Elsevier Základními operačními jednotkami adaptivní imunity jsou lymfocyty T a B Klonální selekční teorie (F. M. Burnet) Postuláty klonální selekční teorie • Každý lymfocyt má jeden typ receptoru s jedinečnou specificitou • Buňky, které vznikly z aktivovaných lymfocytů proliferací a diferenciací mají receptory stejné specificity. • Lymfocyty, které mají receptory pro tělu vlastní antigeny jsou v časném stadiu vývoje lymfoidních buněk odstraněny a tudíž v repertoáru zralých lymfocytů chybí („forbidden clones“) • Interakce mezi epitopem antigenu a receptorem schopným ji vázat vede k aktivaci lymfocytu (nutný je však ještě „druhý“ signál) Hozumi N, Tonegawa S: Evidence of somatic rearrangement of immunoglobulin genes coding for variable and constant regions Proc Natl Acad Sci USA 1976; 73: 3628-32 VÝVOJ A SELEKCE B- LYMFOCYTŮ Kostní dřeň Negativní selekce autoreaktivních buněk VÝVOJ A SELEKCE T LYMFOCYTŮ Thymus Krevní obraz: leukocyty Odběr krve do EDTA (nesrážlivá) Leukocyty dospělí: 4,0 – 9,0 x 109/L 4-7 let: 5,5 – 15,5 x 109/L novorozenci: 9,0 – 30,0 x 109/L Diferenciální krevní obraz Dospělí Děti Kojenci Tyčky do 5% do 6% do 8% Granulocyty neutrofilní 40–70% 25-60% 17-60% eosinofilní do 4% 1-5% 1-5% basofilní do 1% do 1% do 1% Monocyty do 7% 1-6% 1-6% Lymfocyty 25-45% 25-50% 20-70% Izolace mononukleárních buněk z krve K identifikace lymfocytů i ostatních buněk imunitního systému se používají monoklonální protilátky Monoklonální protilátky: C. Milstein, G. Köhler (Nobelova cena 1984) Monoklonální protilátky jsou tvořeny hybridomy in vitro • Linie myelomových buněk, které jsou metabolicky defektní (HGPRT-hypoxanthin-guanin phosphoribosyltransferase) – nerostou v mediu HAT (hypoxanthin, aminopterin,thymidin) a nesekretují imunoglobuliny. Jsou „nesmrtelné“. • Normální buňky B (imunizovaných myší) přinášejí těmto myelomovým buňkám enzymy, které jsou nezbytné pro syntézu DNA a umožňují růst v mediu HAT. Fúzí B- buněk a buněk myelomových vznikne „hybridom“. Hybridomy produkují monoklonální protilátky. Monoklonální protilátky nemodifikované: (muronomab-CD3; Orthoclone, OKT3) modifikované: chimerické (V-domény myší) humanizované (CDR oblasti myší) lidské radioimunokonjugáty, onkotoxiny Nomenklatura monoklonálních protilátek • -mab (přípona pro monoklonální protilátky nebo jejich fragmenty) • -umab (lidské) -omab (myší) • -ximab (chimerické) -zumab (humanizované) (další složky názvu mají vyjadřovat „terče“ : např. virové-vir, nádorové –tum, imunologické –lim, kardiovaskulární – cir, neurologické –ner apod.) Typy monoklonálních protilátek používaných k terapii Hohlfeld R et al. (2005) Drug Insight: using monoclonal antibodies to treat multiple sclerosis Nat Clin Pract Neurol 1 34-44 [doi: 10.1038/ncpneuro0016] CD klasifikační systém (Paříž 1982) CD= cluster of differentiation: Molekuly buněčných membrán prokazované monoklonálními protilátkami metodikou průtokové cytometrie (tč. asi 400 CD znaků, umožňujících posouzení vývojového stadia buněk a jejich aktivace). Odběr nesrážlivé krve (EDTA) Lymfocyty T: CD3+ (58-85%) Th: CD3+CD4+ (30-60% z CD3+) Tc: CD3+CD8+ (15-35% z CD3+) Lymfocyty B: CD19+ (7-23%) Buňky NK: CD16+CD56+ (6-20%) lymfocyty monocyty granulocyty granularita velikost CD3 CD19 CD3 CD4 CD3 CD8 Základní subpopulace lymfocytů B BCR: IgM – Iga,Igb – CD19 B-1B buňky (minoritní subpopulace B-buněk v pleurální a peritoneální dutině, částečně ve střevě, tvoří „přirozené protilátky“) B-2B buňky (predominantní populace B-buněk přítomná ve slezině a v lymfatických uzlinách tvořená v kostní dřeni v průběhu života) ZÁKLADNÍ SUBPOPULACE BUNĚK T (CD3+) Tab Th (CD3/CD4+) Th1 (IFNg, TNF, LT, IL-2, IL-3, GM-CSF) Th2 (IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-13) Th17 (IL-17,IL-21, IL-22; IFNg, IL-10…) Tc (CD3/CD8+) Treg (CD4/CD25+ …) Tgd (CD3+, CD4-, CD8+aa) ----------------------------------------------------- NKT (C3+,TCRab; Va24-Ja18 a Vb11) poznávají glykolipidové antigeny s CD1 aktivované produkují cytokiny (vč. IFNg a IL-4) Th1, Th2 a Th17 lymfocyty Cytotoxické CD8+ T lymfocyty • Zabíjejí buňky exprimující peptidy virových antigenů, které jsou asociovány s molekulami MHC I. třídy • Granula obsahují granzym a perforin • Perforin usnadňuje granzymu vstup do cytoplasmy cílové buňky a granzym iniciuje několik cest apoptózy • CD8+ dále sekretuje IFN gama REGULAČNÍ BUŇKY T (Treg) Konstituční Treg přirozené, nTreg, (CD3+CD4+CD25+ FOXP3) samostatná populace vznikající v tymu, neproliferují při polyklonální stimulaci, tlumí reakce T-, B- NKa dendritických buněk přímým kontaktem Indukované iTreg (CD3+CD4+, IL-10, TGF-b) vznikají při imunitní reakci, v podstatě jsou subpopulací lymfocytů Th, tlumí buňky Th1, Th2, ale i jiné buňky prostřednictvím cytokinů PAMĚŤOVÉ BUŇKY T T central memory, Tcm; T effector memory, Tem; Tissue resident memory T cells, Trm Centrální paměťové buňky (CCR7+, CD62L+) jsou v sekundárních lymfatických orgánech, vykazují nízkou cytolytickou aktivitu a omezenou schopnost migrace; jsou nejúčinnější při systémových infekcích Periferní (efektorové) paměťové buňky (CCR7-, CD62-) jsou v nelymfoidních tkáních (plíce, kůže, tuková tkáň), jsou cytolytické a mají výrazný cirkulační potenciál; jejich lokalizace umožňuje bezprostřední reakci na infekce v periferních tkáních Tkáňové rezidentní paměťové buňky jsou v tkáních, nerecirkulují, mají protekční i regulační vlastnosti Primární a sekundární lymfatické orgány LYMFATICKÁ UZLINA Vyšetření lymfatických uzlin Zvětšení lymfatických uzlin v důsledku imunitní reakce na antigen infiltrace zánětlivými buňkami (lymphadenitis) infiltrace a proliferace maligních buněk při imunologických (SLE, RA) a metabolických chorobách U zdravých dospělých osob bývají axilární a inguinální uzliny hmatné (v průměru 1 cm). V dětství je reakce lymfatických uzlin běžná. U dospělých do 30 let je asi 80% lymfadenopatií benigních, u osob nad 50 let jen asi 40%. Diagnostický význam při infekci HIV Slezina Vyšetření sleziny U zdravých osob slezinu nenahmatáme Hyposplenismus: vrozená asplenie stavy po splenektomii Význam vakcinace proti pneumokokům! Splenomegalie: hyperplasie buněk imunitního systému (infekce) porušení průtoku krve (cirhóza jater, trombózy) maligní procesy (primární i sekundární) autoimunitní procesy (RA-Felty, SLE, hematol.) extramedulární hematopoéza Mucosa-associated lymphoid tissues (MALT) Základní spojení mezi systémem přirozené a adaptivní imunity představují DENDRITICKÉ BUŇKY Populace lidských dendritických buněk • Myeloidní (dermis, dýchací cesty, střevo, thymus, slezina, játra, lymfoidní tkáně) • Plasmacytoidní (lymfoidní orgány, játra, plíce, kůže) • Langerhansovy (epidermis, slizniční epitel) presentace antigenů – adaptivní imunitní reakce, podpora vrozené imunity (interakce s NK, NKT, Tgd) jsou morfologicky podobné lymfocytům („velké granulární lymfocyty“, LGL), nefagocytují, nemají adherenční schopnosti specialisují se na zabíjení abnormálních vlastních buněk organismu nápadných nízkou expresí MHC molekul (např. infikovaných viry, intracelulárními bakteriemi, nádorové buňky) cytotoxické nástroje NK buněk – perforin a granzym – podobně jako u CD8+ cytotoxických buněk jejich cytotoxická aktivita je jednak přirozená, jednak může být zprostředkována protilátkami vázanými na FcR III (CD16), ADCC ovlivňují vrozenou i adaptivní imunitu svými cytokiny, především IFNg a TNFa NK (Natural Killer) buňky Buňky NK Aktivace NK-buněk je regulována souhrou signálů, které vycházejí z aktivačních a inhibičních receptorů. • Inhibiční receptory (KIR) se váží na molekuly MHC I, které jsou přítomny na většině zdravých buněk. • Aktivační receptory (KAR) poznávají heterogenní skupinu ligandů, které se objeví na buňkách v důsledku stresu, maligní konverse, virové infekce. Řada genů, které ovlivňují funkci NK, jsou shluknuty na chromosomu 12 („natural killer gene complex – NKC“) Downloaded from: StudentConsult (on 19 July 2006 06:34 AM) © 2005 Elsevier Buňky NKT • Imunofenotypově i funkčně podobné NK a T • Přítomny v periferní krvi, slezině, játrech, lymfatických uzlinách, kostní dřeni, thymu • Aktivované migrují do míst infekce nebo zánětu • Receptor má charakter „semi-invariantního“ abTCR (Va24/Ja18 – Vb11) • Poznávají glykolipidové nebo lipidové struktury presentované na nepolymorfní CD1 molekule (lysofostatidylcholin je autoantigenem pro lidské NKT) PROFESIONÁLNÍ FAGOCYTY Polymorfonukleární leukocyty (neutrofilní granulocyty) „mikrofágy“ (I. Mečnikov) Mononukleární fagocyty (v krvi i ve tkáních) „makrofágy“ (I. Mečnikov) • Neutrofilní granulocyty a eosinofilní granulocyty • Monocyty a makrofágy • Fyziologická funkce: » 1. pohlcení - ingesce » 2. nitrobuněčné zabití - cidie » 3. odstranění - eliminace • Antimikrobiální systémy: » 1. závislý na kyslíku » 2. nezávislý na kyslíku Fagocytóza FAGOCYTOSA Zabíjecí mechanismy fagocytujících buněk Reaktivní metabolity kyslíku (H2O2, HOCl-, hydroxylový radikál, superoxidový aniont, singletový kyslík(O2) Reaktivní dusíkové metabolity (NO, NO2) Hydrolázy: proteázy, lipázy, DNAsy,RNAsy Nízké pH Lysozym Lactoferin Defenziny – antimikrobiální polypeptidy Metody vyšetření fagocytárních funkcí Chemotaxe: vyšetření chemotaxe pod agarózou Ingesce: ingresce metakrylávých partikulí Tvorba reaktivních metabolitů kyslíku: NBT (INT) test, chemiluminiscence, redukce tetrarhodamidu „burst test“ Vyšetření exprese b2-integrinů (adhesivních molekul) Mikrobicidní aktivita in vitro Mastocyty Lokalizovány perivaskulárně a v blízkosti neuronů Jsou aktivovány IgE a antigeny, imunokomplexy, cytokiny, anafylatoxiny, hormony, neurotransmitery Sekretují řadu vasodilatačních a prozánětlivých mediátorů – preformovaných (histamin, kininy, proteasy) i nově syntetizovaných (leukotrieny, prostaglandiny, NO, cytokiny –zejm. TNFa) Jsou jednou z nejvýznamnějších součástí vrozených obranných imunitních mechanismů. Komplementový systém starobylý pilíř imunity Václav Tomášek: Bakteriologie (Vysokoškolské rukověti, řada spisů lékařských , Melantrich, 1938) „Komplement jest součást normálních sér živočišných vyznačující se tím, že se váže na sensibilisované antigeny a rozpouští je, jsou-li k tomu způsobilé. Schopnost fixace jest obecnou vlastností komplementu, schopnost lysy jest účinek specielní. Podle povahy rozpuštěného antigenu rozeznává se účinek hemolytický a bakteriolytický. Jest pravděpodobno, že funkcí komplementu jsou ještě jiné účinky sera, např. účinek opsonisační záležející v tom, že serum připravuje bakterie k fagocytose. Komplement je činitel nespecifický, je obsažen v seru normálním a jeho účinnosti nepřibývá v průběhu imunisace.“ Fyziologie komplementového systému mikrobicidní účinky zánětotvorné působení regulace adaptivní imunity ovlivňování buněk, orgánů a systémů Evoluční aspekty komplementového systému a hemostázy Hlavní proteolytické kaskády krve – komplement a koagulace – začínají v evoluci společně. Např. „živá fosilie“, charakteristický členovec, podkovovitý krab z doby před 500 miliony lety, využívá integrovaného systému koagulace a komplementu k zábraně vykrvácení i k obraně proti infekci. Evoluční aspekty V průběhu vývoje došlo k rozrůznění: savci reagují na poranění a nebezpečí vykrvácení aktivací hemostázy, zatímco antimikrobiální obrana je zprostředkována imunitními mechanismy vrozenými a později adaptivními. Přesto řada pozorování svědčí, že hemokoagulace a aktivace trombocytů má stále vztah k obraně protiinfekční, že některé původní funkce zůstávají zachovány. Jednota komplementového, koagulačního, fibrinolytického a kininového systému • Vycházejí z prapůvodní společné dráhy • Jsou organizovány jako proteolytická kaskáda každý enzym je přítomen v plasmě v inaktivní formě jako proenzym (zymogen), je aktivován limitovanou proteolýzou, uvolňující z prekurzorové molekuly aktivní faktor • Aktivační procesy jsou regulovány pozitivní i negativní zpětnou vazbou • Aktivace jednoho systému ovlivňuje systémy ostatní • Jsou integrální součástí vrozené imunity Komplement – koagulace – fibrinolýza Komplementový systém základní složky C3 C1 C4 C2 C5 C6 C7 C8 C9 Properdin Faktor B Faktor D MBL MASP 1,2,3 Ficolin L,H,M Regulační proteiny komplementu Receptory pro komplement Aktivace komplementového systému Komplement jako imunoreceptor Klasická dráha aktivace C1q – imunokomplexy (Fc-Ig) CRP vázaný na ligand fosfatidylserin v membráně apoptotických buněk, některé viry a G- bakterie C1 r,s – C4-C2-C3 … Komplement jako imunoreceptor Lektinová dráha aktivace MBL – MASP – C4–C2–C3 … MBL (manose-binding lectin) reaguje především s terminálními zbytky manosy, ale i jiných cukrů, např. N-acetyl-D- glukosaminem. Ficoliny – MASP1,2,3 – C4-C2-C3 … jsou receptory pro acetylové skupiny cukrů Komplement jako imunoreceptor Alternativní dráha aktivace Standardní model: Aktivace je zahájena kovalentní vazbou C3b, který je tvořen spontánní hydrolysou thioesterové vazby C3, na proteinové, sacharidové, lipidové struktury mikroorganismů i na jiné povrchy. Properdin jako imunoreceptor: Properdin zahajuje aktivaci tím, že se nekovalentně váže na terčové struktury (zymosan, Neisseria gonorrhoeae, králičí erytrocyty) pak angažuje solubilní C3b (Spitzer D et al. J Immunol 2007; 179: 2600-2608) Čtvrtá cesta aktivace komplementu? Aktivace C5 trombinem • Byla prokázána v experimentu na „C3-knock-out myších“, u nichž se netvoří C3-konvertáza. • Inkubace trombinu s lidským C5 vede k tvorbě C5a. Huber –Lang M et al.: Generation of C5a in the absence of C3: new complement activation pathway (Nat Med 2006; 12: 682-687) Komplementový systém (regulační proteiny komplementu) C1 INH (váže se na C1r a C1s oddělujíce je od C1q) Faktor I (štěpí C3b a C4b využívaje faktoru H, C4BP, MCP a CR1 jako kofaktorů) Faktor H (váže C3b a vyřazuje Bb) C4BP (C4-binding protein, váže C4b C-3 konvertázu AP) a vyřazuje C2) Properdin (stabilizuje Vitronectin (brání vazbě C5b-9 na membrány a polymerizaci C9) Clusterin (brání vazbě C5b-9 na membrány a polymerizaci C9) Karboxypeptidáza N (inaktivuje C3a a C5a, štěpí C-term. arginin) Solubilní Komplementový systém (regulační proteiny komplementu) CR1-CD35 (urychluje rozklad CP i AP C3-konvertáz) MCP-CD46 (membrane cofactor protein – kofaktor pro I) DAF-CD55 (decay accelerating factor, urychluje rozklad CP i AP C3- a C5- konvertáz ) Protectin-CD59 (blokuje vazbu C9 a brání tvorbě MAC) CRIg (váže se na C3b a inhibuje AP C3 a C5 konvertázy) Vázané na membrány buněk Komplementový systém (receptory pro komplement – CR) CR1 (CD35) – vazba C3b a C4b, transport a klírens imunokomplexů, fagocytóza CR2 (CD21) – vazba C3d, C3dg, iC3b, CD23, IFNg, EBV, aktivace B- lymfocytů CR3 (CD11b/CD18) – vazba iC3b, ICAM-1, LPS, fibrinogenu, koagulačního faktoru X, mikrobních proteinů; fagocytóza CR4 (CD11c/CD18) – vazba iC3b, fibrinogenu; fagocytóza CRIg – vazba C3b, iC3b, C3c; fagocytóza, inhibice aktivace T- lymfocytů Komplementový systém (receptory pro komplement – CR) C1qRp (CD93) - fagocytóza cC1qR (calreticulin) – fagocytóza, respirační vzplanutí, odstraňování apoptotických buněk gC1qR – chemotaxe C3aR – prozánětlivá aktivace C5aR (CD88) – prozánětlivá aktivace C5a, C3a, C4a: „anafylatoxiny“ C5a je 20x účinnější než C3a a 2500x účinnější než C4a degranulace mastocytů a basofilů chemoatraktans (hlavně neutrofilů) zvyšují expresi CR3 na neutrofilech a ICAM-1 na endotelu stimulace degranulace a respirační vzplanutí neutrofilů zvýšení exprese adhesivních molekul a makrofázích, zvýšení sekrece IL-1 a IL-6 stimulace proliferace aktivovaných lymfocytů T Komplement v patogenéze chorob • Deficience funkčních proteinů C-systému • Poruchy regulace aktivace C-systému • Persistentní aktivace C-systému • Únik mikroorganismů před účinky komplementu • Nefunkčnost C-systému u maligních procesů • CR jsou receptory i pro mikroorganismy a viry Vrozené deficience C-systému (Speth C et al, 2008) C1 (SLE, bakteriální infekce) 50-100 C4 (SLE, bakteriální infekce) 20-50 C2 (SLE, bakteriální infekce) > 1000 C3 (bakteriální infekce) 20-50 C1-INH (hereditární angioedém) > 10 000 B 0 D (bakteriální infekce) < 5 P (meningokokové infekce) > 100 Vrozené deficience C-systému (Speth C et al, 2008) H (meningokokové infekce >100 glomerulonefritis MPGN II atypický hemolytický uremický syndrom, věkem podmíněná makulární degenerace) I (bakteriální infekce) 20-50 Karboxypeptidáza (angioedém, urtika) <5 C5 (meningokokové infekce) 20-50 C6,C7,C8 (meningokokové infekce) cca po 100 C9 (meningokokové infekce) >1000 Hereditární angioedém HAE 2012-2015 142 pacientů s diagnózou HAE v ČR (HAE 1 typu 123 pacientů; HAE 2 typu 19 pacientů) Centrum Počet pacientů FNUSA Brno - Ústav klin. imunolog. a alergolog. 67 FN Motol - Ústav imunologie 36 FN Plzeň - Ústav imunologie a alergologie 18 FNHK - ÚKIA 16 FNKV Praha - Odd.alergologie a klin. imunologie 4 VFN Praha - Ústav imunologie a mikrobiologie 1 Celkem 142 R. Hakl: Centrum pro diagnostiku a léčbu HAE, ÚKIA FN u sv. Anny Brno Lokalizace ataky 38,0% 26,4% 9,3% 7,9% 4,5% 3,6% 2,3% 2,3% 1,3% 1,2% 1,0% 2,3% 0% 20% 40% 60% Břišní (N = 635) Končetinová (N = 441) Obličejová (N = 155) Břišní + Končetinová (N = 133) Edém laryngu (N = 76) Jiné (N = 61) Končetinová + Jiné (N = 38) Končetinová + Edém laryngu (N = 38) Břišní + Jiné (N = 22) Obličejová + Edém laryngu (N = 20) Obličejová + Končetinová (N = 16) Ostatní (N = 38) n = 1673 atak R. Hakl: Centrum pro diagnostiku a léčbu HAE, ÚKIA FN u sv. Anny Brno Spouštěcí faktor Mechanické dráždění (N = 160) Stres (N = 155) Infekce v posledním týdnu (N = 60) Menstruace (N = 42) Stomatologický zákrok (N = 10) Lékařský instrumentální zákrok (N = 6) Jiné (N = 51) Neznámo (N = 1080) Neuvedeno (N = 109) 0% 20% 40% 60% 80% 100% Ataky (%) 9,6 % 9,3 % 3,6 % 2,5 % 0,6 % 0,4 % 3,0 % 64,6 % 6,5 % n = 1673 atak R. Hakl: Centrum pro diagnostiku a léčbu HAE, ÚKIA FN u sv. Anny Brno Účinky C1-INH (Kuklínek P, Hanzlíková J: Hereditární angioedém, Medical Tribune, 2013) Strategie léčby HAE Paroxysmální noční hemoglobinurie Porucha regulace tvorby komplexu atakujícího membránu (MAC) – deficience CD59 (membránový inhibitor reaktivní lýzy) – podmiňuje zvýšenou citlivost erytrocytů ke komplementu a vede k intravaskulární hemolýze. Příčina: mutace genu PIG-A, kodujícího fosfatidylinositolglykan A, který zprostředkovává vazbu asi 40 proteinů v buněčné membráně vč. DAF(CD55) a CD59. Další hemolytické stavy zprostředkované komplementem • Hemolyticko-uremický syndrom (HUS) trombotická mikroangiopatie, která vede k mechanické intravaskulární hemolytické anemii, konsumpci trombocytů, terminálnímu orgánovému selhání ledvin (sporadický-typický-, E. coli produkující Shiga-toxin, atypický -vrozený, mutace genů pro komplement,H,I,B,C3) • Choroba z chladových aglutininů (CAD) • Paroxysmální chladová hemoglobinurie Ovlivnění aktivity C-systému jako možnost imunoterapie • C1-inhibitor • Ovlivnění C3 a C5 konvertáz CR1 (CD35)-complement receptor type 1 DAF (CD55)-decay-accelerating factor MCP (CD46)-membrane cofactor protein • Ovlivnění komplexu atakujícího membránu (MAC) CD59 • Inhibice C5 Humanizované monoklonální protilátky (Pexelizumab, Eculizumab) C1-INH: terapeutické využití • Substituce hereditární angioedém (HAE) • Modulace aktivity C-systému sepse, septický šok syndrom cévní propustnosti (vascular leak syndrom) akutní infarkt myokardu syndrom mozkové ischemie Komplement a léčba chorobných stavů Monoklonální protilátky proti C5 (pexezilumab, eculizumab) paroxysmální noční hemoglobinurie, syndrom mozkové ischemie, infarkt myokardu, koronární bypass, náhrada chlopně, revmatoidní artritida, dermatomyositis, membranosní nefritida Možnosti modulace komplementového systému (Reis ES et al: Clin Immunol 2015) Studium komplementového systému je stále aktuální a přitažlivé Úloha v protimikrobní imunitě. Účast při fyziologickém i patologickém zánětu. Zapojení do intracelulární signalizace, která ovlivňuje aktivaci, diferenciaci i proliferaci buněk. Ovlivnění adaptivní reaktivity lymfocytů T a B Modulace komplementového systému slibuje praktické využití v medicíně.