Imunitní odpověď při infekci virem hepatitidy B. J. Uhlíř

Transkript

1 Imunitní odpověď při infekci virem hepatitidy B J. Uhlíř

2 Základní body 1. Časná odpověď přirozené a adaptivní imunní odpovědi v závislosti na kinetice virové replikace akutní fáze 2. Charakteristika HBV-specifické T-buněčné odpovědi v chronickém stádiu infekce 3. Je možné navození účinné protektivní anti-virové odpovědi u pacientů v chronickém stadiu onemocnění??

3 Základní body 1. Časná odpověď přirozené a adaptivní imunní odpovědi v závislosti na kinetice virové replikace akutní fáze 2. Charakteristika HBV-specifické T-buněčné odpovědi v chronickém stádiu infekce 3. Je možné navození účinné protektivní anti-virové odpovědi u pacientů v chronickém stadiu onemocnění??

4 Infikovaná buňka Virus 1. Typ I IFN (a-b) exprese 3. T- a B- cell aktivace CTL Přímé rozpoznání virem infikovanýchbuněk Helper T cells Rozvoj imunní odpovědi CTL Th1 Th2 NK cells idc 2. NK aktivace DC maturace B cells Blokace rozšiřování viru - Ab produkce B Adaptivní odpověď: finální a perzistentní kontrola infekce mdc mdc Přirozená odpověď: Časná kontrola virové infekce maturace adaptivní imunity

5 Kinetika virové replikace a HBV-imunitní odpovědi časně po infekci Bertoleti and Gehring, J General Virol 87, (26)

6 %IFNg %IFNg %CD69 %NKG2D %CD69 %NKG2D KINETIKA PŘIROZENÉ IMUNNÍ ODEZVY NK buňky HBV DNA HBV DNA copies/ml FENOTYP NK NKT NKG2D CD69 FUNKCE NK NKT Cr release Normalized 51 Cr release IFNg Týdny od HBsAg detekce (Fisicaro P. et al submitted)

7 MoA interferonů typu I

8 Antivirový efekt interferonu a Široký antivirový efekt je vysvětlován expresí více než 2 proteinů indukovaných interferonem alfa, které inhibují různé biochemické cesty využívané viry při reprodukci Mx protein (blokuje syntézu mrna) PKR (Protein kináza R ) fosforylace ElF 2 -inhibice translace) apoptóza 2,5,-oligoadenylát syntetása aktivace RNAázy L (latentní endonukléáza) degradace virové mrna

9 Normalized Expression Normalized Expression indukce genové exprese - HBV- vs HCV HBV HBV indukuje slabou genovou aktivitu ( stealth virus ) Viremia (% max) Chimp HCV HCV indukuje výraznou genovou aktivitu a silnou odpověď A Chimp Viremia (% max) PNAS 11:6669, 24.

10 Kinetika virové replikace a HBV-specifické adaptivní odpovědi časně po infekci Webster G, R. et al, Hepatology 32, (2) HBsAg HBV-DNA CD8+ T cells %tet nd 1 1 HBV-DNA CD4+ T cells nd Týdny infekce Webster G, R. et al, Hepatology 32, (2)

11 %CD56+CD3-IFNg+ %CD8/4+IFNg+ %IL2+ %IFNg+ HBV DNA KINETIKA ADAPTIVNÍ IMUNNÍ ODETVY (Fisicaro P. et al submitted).6 IFNg HBV DNA copies/ml CD8 IFNg CD4 IFNg IL CD8 IL2 CD4 IL CD8 IFNg CD4 IFNg NK IFNg Týdny od HBsAg detekce

12 Liver HBV DNA (%) Liver HBV DNA (%) Liver HBV DNA (%) CD8+ buňky představují hlavní efektorový mechanismus zodpovědný za odstranění viru a za patogenézi onemocnění během akutní fáze 1 kontrol Ab Liver HBV DNA salt salt (U/l) Ch bez deplece 1 1 CD4 Ab Liver HBV DNA salt salt (U/l) Ch CD4 deplece CD8 Ab Liver HBV DNA salt salt (U/l) Ch. 162 CD8 deplece Týdny infekce 24 (Thimme R. et al J. Virol. 77, 68-76, 23)

13 Charakterizace specifických CD4 (Th) lymfocytů CD4 (pomocné T-lymfocyty) několik epitopů indukuje aktivaci Th infekční proces imunodominantní sekvence 5-69 core epitope (stimulace Th asi u 9% testovaných pacientů). vakcinace envelope -specifické Th Diference v imunogenicitě e-ag při vakcinaci a během přirozené infekce naznačuje jinou cestu aktivace imunity během přirozeho procesu infekce a při vakcinaci (prezentace antigenu, syntetické/ přírodní adjuvans...) Zdá se, že dominantní odpověď na nukleokapsidový antigen koreluje se schopností eradikovat vir; doposud není moc známo o efektu Th odezvy na epitopy přítomné na polymeráze či X proteinu...

14 Charakterizace specifických CD8 (cytotoxických) T-lymfocytů CD8(cytotoxické T-lymfocyty) Vyšší CD8 odpověď u spontánně mizející formy Perzistuje desítky let po vyléčení akutní formy onemocnění Existuje i po vyléčení chronické fáze Sekvence core epitope reprezentuje imunodominantní epitop CD8 lymfocytů Mutace v této oblasti je spojena s inhibicí CD8 lymfocytů se specifitou k tomuto epitopu a vyskytuje se u pacientů s chronickou hepatitidou B. Specifické CD8 proti core epitopu nebyly nalezeny u pacientů v chronické fázi bez ohledu na profil onemocnění, a to v případě, že HBV DNA 1 7 kopií/ml (v tomto případě jsou přítomny pouze CD8 se specifitou proti polymeráze a e- epitopům; vykazují minimální antivirový efekt)

15 Role Cytotoxických lymfocytů a trombocytů Pracovní model Hepatocytes BLOOD VESSEL Iannacone M et al. Nature Medicine 25, PNAS 28

16 Role Cytotoxických lymfocytů a trombocytů Pracovní model Hepatocytes BLOOD VESSEL Iannacone M et al. Nature Medicine 25, PNAS 28

17 Role Cytotoxických lymfocytů a trombocytů Pracovní model Hepatocytes BLOOD VESSEL Iannacone M et al. Nature Medicine 25, PNAS 28

18 Role Cytotoxických lymfocytů a trombocytů Pracovní model Hepatocytes BLOOD VESSEL Iannacone M et al. Nature Medicine 25, PNAS 28

19 Role Cytotoxických lymfocytů a trombocytů Pracovní model Hepatocytes BLOOD VESSEL Iannacone M et al. Nature Medicine 25, PNAS 28

20 Role Cytotoxických lymfocytů a trombocytů Pracovní model Hepatocytes BLOOD VESSEL Iannacone M et al. Nature Medicine 25, PNAS 28

21 Role Cytotoxických lymfocytů a trombocytů Pracovní model Hepatocytes BLOOD VESSEL Iannacone M et al. Nature Medicine 25, PNAS 28

22 Role Cytotoxických lymfocytů a trombocytů Pracovní model Hepatocytes BLOOD VESSEL Iannacone M et al. Nature Medicine 25, PNAS 28

23 Role Cytotoxických lymfocytů a trombocytů Pracovní model Hepatocytes BLOOD VESSEL Iannacone M et al. Nature Medicine 25, PNAS 28

24 salt (U/l) CTL number (liver) Anti-platelet terapie redukuje jaterní poškození inhibicí usídlování CTL v játrech Aspirin 5 mg/kg/day i.p. Clopidogrel 2 mg/kg/day i.p. 3,2 Liver disease 2 X 1 5 Virus-specific CD8 + T cells 2,4 1.5 X 1 5 1,6 1 X X 1 4 NaCl Diluent + CTL Asp/Clo + CTL Asp/Clo NaCl Diluent + CTL Asp/Clo + CTL Asp/Clo Clin. Vaccine Immunol. 14:1532, 27.

25 Začíná HBV- DNA clearance prostřednictvím imunitních mechanismů 3 Objevuje se jaterní poškození způsobené eliminací infikovaných buněk cytopatickým mechanismem 4 1 2, 1 HBV ALT 1, Časná indukce přirozené imunity 1 2 Účinná a včasná indukce adaptivní imunity

26 HBV INFECTION Akutní fáze Intenzivní, T1 orientované, multispecifická odpověď akutní fáze 4 Dlouhotrvající protektivní odpověď 3 2 AKUTNÍ FÁZE 1 % Lysis 3 2 REGENERAČNÍ FÁZE (2 let od uzdravení) 1 POLIMERASE X CORE ENVELOPE

27 Základní body 1. Časná odpověď přirozené a adaptivní imunní odpovědi v závislosti na kinetice virové replikace akutní fáze 2. Charakteristika HBV-specifické T-buněčné odpovědi v chronickém stádiu infekce 3. Je možné navození účinné protektivní anti-virové odpovědi u pacientů v chronickém stadiu onemocnění??

28 Kinetika virové replikace a HBV-specifické odpovědi eradikace - chronicita

29 Stimulační Index CD4-ZPROSTŘEDKOVANÁ ODEZVA NA HBV ANTIGENY U PACIENTŮ V AKUTNÍ A CHRONICKÉ FÁZI HBV INFEKCE Chronická Spontánně mizející Evoluce infekce Urbani S et al., Hepatology 25

30 D Sfc / 1 x 6 PBMC D Sfc / 1 x 6 PBMC Specifická CD8 odpověď v akutní a chronické fázi HBV infekci (ELISPOT analysis with 56 synthetic 8-1 mer peptides) Acute phase 6 months follow-up S months follow-up S1 S S1 S5 Dlouhotrvající chronická HBV infekce Patient 1 Patient 2 Patient S1 S S1 S S1 S5

31 % HBV tetramer + cells/cd8+ GPT HBV-SPECIFICKÁ CD8 AKTIVITA Chronická fáze Self-limited % 1,5 1 Ex-vivo,7,6,5,4,3,2,1 Ex-vivo,5 4% In vitro ND,7,6,5,4,3,2,1 In vitro 2 1 ND Patients Time points CORE ENV ENV ENV POL POL Boni C. et al. Hepatology 4, 289, 24 and Urbani S et al., Hepatology 25

32 Dysfunkce HBV-T buněk možné příčiny Vysoká virová replikace (HBeAg-HBsAg) Dysfunkce HBV-T buněk T reg suprese Neadekvátní funkce Dendritických buněk Mikroprostředí jater

33 ALT % IFN-g + cells/cd4 HBV-DNA IFNg + T cells/totalt cells ALT % IFN-g + cells/cd4 HBV-DNA % IFN-gamma pos T cells Negativní korelace mezi T-buněčnou imunitou a virovou náloží/aktivitou onemocnění ,, 5,, 4,, 3,, 2,, 1,, R 2 =.2226 p = Log1 HBV-DNA UI/ml ,6, 1,4, 1,2, 1,, 8, 6, 4, 2, P.3-1x x1 6 >1x1 6 HBV-DNA copies/ml (Boni C at al. J. Virol. 27)

34 Chronická HBV infekce Vysoká antigenní nálož Vyčerpání T-buněčné odpovědi T buněčná Snížená odpovídavost ZTRÁTA IMUNOLOGICKÉ KONTROLY NAD VIREM

35 Regulatory T cells: suppreseion antigen-reaktivních T-lymfocytů TCR MHC APC Effector T MHC CD8/86 CTL-4 TCR CD4 TCR TGF-b T reg CD25 Effector T IL-1 GITR Fox P3

36 % CD25FOXP3+/ CD4+ % CD25FOXP3+/ CD4+ Treg (CD25+/CD4+) vztah ke stavu CHB Self-limited akutní fáze Patient 1 Patient 2 Patient 3 Patient Týdny Vývoj do chronicity Týdny 3,, 2,, 1,, HBV DNA Copies/ml

37 Efekt dendritických buněk (PD-1/PD-L1 Pathway) PD-L1 Dendritická buňka Liver cells PD-1 T lymphocyt Up-regulace během HBV infekce T cell inaktivace a Barber DL et al. Nature 26; 439 :682-7

38 Mikroprostředí jater Mikroprostředí jater má některé specifické rysy, které favorizují indukci tolerance proliferace a aktivace CD8 T-lymfocytů je snížena po aktivaci jaterními APC ve srovnání s jinými APC hepatocyty exprimují až 1x méně MHC-třídyI, zvýšená apoptóza aktivovaných T-lymfocytů přes FasL exprimovaném hepatocyty; hepatocyty jsou velice odolné proti perforin/granzym likvidaci)

39 HBV Self-limited infekce Chronická infekce Intenzivní, Th1 multispecifická odezva akutní fáze Nedostatečná odpověď přirozené imunity Dlouhotrvající protektivní odpověď Progresivní a perzistentní kolaps adaptivní imunity

40 Základní body 1. Časná odpověď přirozené a adaptivní imunní odpovědi v závislosti na kinetice virové replikace akutní fáze 2. Charakteristika HBV-specifické T-buněčné odpovědi v chronickém stádiu infekce 3. Je možné navození účinné protektivní anti-virové odpovědi u pacientů v chronickém stadiu onemocnění??

41 T cell frequency Obnovení HBV-Specifické CD4 odpovědi po snížení virové nálože u HBeAg+ pacientů Je možné navození účinné protektivní anti -virové odpovědi snížením virové nálože antivirotiky?? 1:5, 1:1, 1:15, 1:2, 1:25, < 1:3, 1:5, 1:1, Start of treatment :15, 1 1:2, 1:25, 1 < 1:3, WEEKS Boni et al. J.Clin.Invest.1998;12:968

42 POTENTIÁLNÍ TERAPIE CHRONICKÉ HEPATITIDY B Snížení virové nálože antivirotiky Transfer plně funkčních, specifických T-lymfocytů. Modulace funkce dendritických buněk PD-1/PD-L1 blokáda + Terapeutická vakcinace Aplikace vybraných cytokinů Modulace apoptózy ELIMINACE HBV