Roztroušená skleróza - modelové imunopatologické onemocnění. Ústav klinické imunologie a alergologie LF UK a FN Hradec Králové

Transkript

1 Roztroušená skleróza - modelové imunopatologické onemocnění Jan Krejsek Ústav klinické imunologie a alergologie LF UK a FN Hradec Králové

2 ochrana zánět poškození

3 imunitní systém exogenní signály nebezpečí endogenní signály nebezpečí / poškození narušení homeostázy genetická determinace zánět regulační (homeostatické) mechanismy fyziologický zánět úzdrava patofyziologický zánět nemoc

4 genetická predispozice bezpečné v. nebezpečné polymorfismy epigenetika vlastní v. cizí bezpečné vzory nebezpečné vzory endogenní exogenní tolerance (autoimunita) aktivace

5 paradigma self/non-self safe/danger vlastní / cizí bezpečné/nebezpečí formulováno v 50tých letech specifická imunita T, B lymfocytární fenomen rozpoznání detailních antigenních struktur TcR, BcR, imunoglobuliny indukce tolerance vlastního klonální expanze T a B lymfocytů formulováno v 90tých letech vrozená imunita s přispěním dalších buněk těla identifikace signálů nebezpečí/poškození omezenou množinou receptorů PRR prozánětové aktivity

6 exogenní signály nebezpečí přímý efekt mikrobiální PAMPs jiné (stres) poškození endogenních struktur chemické (potrava, vnější prostředí) poškození (modifikace) endogenních struktur fyzikální (UV záření, ionizující záření) poškození genetického aparátu vznik (uvolnění) endogenních signálů nebezpečí (DAMPs)

7 endogenní signály nebezpečí zesílení tvorby oxidativní stres hypoxie tlumení tvorby antioxidační systémy denaturace konformace enzymová modifikace glykace změna kompartmentalizace stresové bílkoviny proteasom lysosom ph

8 endogenní signály nebezpečí alarminy prozánětové, zesílená prezentace antigenů, rozvoj specifické imunity HMGB1, S-100, defenziny, katelicidiny, EDN, IL1, IL-33 stresové proteiny hsp 60, 70, 90 gp96 chemické podněty ROS, NOS, K + (intra), uráty, Ca pyrofosfáty ATP (extra) alterované struktury dsrna, misfolded proteiny, hydrofobní úseky, fibronektin, agregované bílkoviny, konformačně změněné bílkoviny (β amyloid, protein τ) štěpy bílkovin (fibrinogen, hyaluronan), kalprotektin, oxidativně (enzymaticky) změněné lipoproteiny, lipidy, galektiny adjuvans Al(OH) 3 poškození buněk při aplikaci vakciny uvolnění endogenních nebezpečných vzorů

9

10 keratinocyty mobilizace kostní dřeně POŠKOZENÍ epitel endotel imunocyty alarminy HMGB-1 S-100s defenziny katelicidiny EDN IL-1, 33 etc. predc idc diferenciace zpracování a prezentace Ag DC astrocyty migrace

11 Th2 Th1 Th2 Treg Th1 Th17

12 imunoregulační subsety CD4 + T - lymfocytů

13 diferenciace Th1 NK buňky naivní T lymfocyty mikrobi dendritické buňky IFNγ IL12 makrofágy IL12 STAT4 STAT1 IFNγ T bet cytotoxická reakce T bet amplifikace Th1 Th1 IFNγ aktivace makrofágů (granulom) Th1 Th1 Th1

14 funkce Th1 CD4 + T - lymfocytů Tc IFNγ Th1 lymfocyty B lymfocyty CYTOTOXICITA IFNγ IFNγ Fc receptory AKTIVACE MAKROFÁGŮ (subset M1) OPSONIZACE A FAGOCYTÓZA

15 diferenciace Th17 naivní T lymfocyty bakterie, houby IL6 IL1 dendritické buňky TGFβ IL6 TGFβ RORγt RORγt IL21 zánět obranný a poškozující amplifikace IL23 TH17 TH17 TH17 TH17 TH17 bariérové funkce

16 funkce Th17 CD4 + T - lymfocytů IL-17, 22 buňky exprimující receptor pro IL-17, 22 imunitní buňky a buňky tkání (epitel, endotel) TH17 lymfocyty IL-17, 22 buňky exprimující receptor pro IL-17, 22 (epitel, endotel, fibroblasty, synovie) G-CSF, GM-CSF, CXCL1, CXCL8, TNF, IL-1 IL-6, CXCL10 aktivace neutrofilů zánět anti-mikrobiální peptidy (alarminy) zvýšení barierové funkce

17

18 diferenciace subsetů CD4 + T - lymfocytů dendritická buňka IFNγ, IL-12 T-bet, Stat4 Th1 lymfocyty (IFN-γ) IL-4 GATA-3, Stat6 Th2 lymfocyty (IL-4) naivní CD4 T lymfo TGFβ + IL-6 ROR-γt, Stat3 TGFβ, IL-2 FoxP3, Stat5 Th17 lymfocyty (IL-17) regulační T lymfocyty

19

20 genetická predispozice epigenetika imunopatologie proměnné endogenní exogenní specifická imunita T, B fenomén autoimunita vrozená imunita narušená tolerance identifikace signálů nebezpečí centralní periferní exogenní endogenní vzájemné ovlivnění ztráta homeostatických mechanismů choroba

21 sclerosis multiplex - základní paradigma ústřední úlohu v patogenezi MS má: ale: - specifická (buněčná) imunita - autorektivní T (B) lymfocyty rozpoznávající imunogenní složky myelinové pochvy - specifická T lymfocytární imunita vyžaduje zpracování a prezentaci antigenů buňkami vrozené imunity - vrozená imunita identifikuje "signály nebezpečí" (DAMPs)

22 sclerosis multiplex iniciace poškození genetická, epigenetická dispozice infekční inzult metabolické alterace toxické poškození abnormální průběh buněčné smrti (nekróza, apoptóza, pyroptóza, autofagie, další)

23 AGE - endogenní signály nebezpečí - zvýšeny stárnutím, diabetes, MS, AD RAGE - oligodendrocyty v MS - srage zvýšeny v MS RAGE stimulovány: - oxidačním stresem - prozánětovými cytokiny HMGB1 - vazebný protein pro DNA - uvolněn z poškozených buněk - slouží jako DAMP s funkcí alarminu - přítomen v lézích MS - ligand pro RAGE

24

25 aktivace B lymfocytů tří signálový model aktivace TH2 CD40L CD4 TcR II. signál (imunologická synapse) HLA II. III. signál (signály nebezpečí) TLR CD40 zpracování Ag internalizace Ag NRL NFκB TLR CD79b I. signál (Ag nativní) antigen CD79a signální kaskáda aktivace

26

27 oxidační stres chemická modifikace molekul poškození buněčných organel translokace (uvolnění) nitrobuněčných molekul apoptóza autofagie endogenní signály poškození (nebezpečí) DAMPs identifikace DAMPs prostřednictvím PRR zánětová reakce

28 oxidativní fosforylace kritická pro energetický mechanismus buňky oxidační stress antioxidační systémy humorální buněčné

29 enzymové systémy NADPH oxidasa mitochondriální malfunkce redox děje závislé na iontech kovů reaktivní produkty O 2 (oxidativní stress) inflamasom chemické modifikace nukleových kyselin, lipidů, bílkovin DAMP ovlivnění biologie transkripčních faktorů ovlivnění ubiquitin/proteasomové degradace

30 aktivace inflamasomu

31 apoptóza nekróza pyroptóza autofagie pyronekróza

32 přežití buňky autofagie smrt buňky

33 indukce autofagie

34 ischemie/ reperfuse ZÁNĚT aberantní mitochondrie NADPH oxidasa přírodní látky: polyfenoly zelenina curcumin resveratrol katechiny stimulace O 2, N 2 stress anti O 2, N 2 stress Nrf 2 transkripční faktor chemické substance: dimetyl fumarát BG-12 stimulace detoxikace cytoprotekce protizánětové působení neuroprotektivní působení

35 Nrf 2 a neurodegenerativní nemoci experimentálně prokázána protektivní úloha Nrf 2 : - Alzheimerova choroba - Parkinsonova nemoc - amyotrofická laterální skleróza - roztroušená skleróza

36 Nrf 2 a protizánětové působení inhibice NFκB snížení exprese TNFα snížení exprese IL1β indukované inflamasomem modulace apoptózy snížení aktivace astrocytů a mikroglií

37 oxidační stres a aktivace inflamasomu

38

39

40 Nrf 2 a transkripce stresových genů oprava (rozklad) poškozené DNA oprava (chaperony), rozklad (proteasom) abnormálních proteinů normalizace energetického metabolismu antioxidační účinky hem-oxigenasa (HO-1) glutathion transferasa thioredoxin ferritin protizánětové účinky vychytávací receptory detoxikace

41 mechanismus působení BG12 BG12 transkripční faktor Nrf2 protizánětové účinky cytoprotektivní účinky indukce homeostatických mechanismů regulace signální dráhy NFκB snížení tvorby prozánětových cytokinů zesílení tvorby protizánětových cytokinů zesílení integrity BBB reparace aberovaných mitochondrií zesílená antioxidační kapacita protekce proti toxickým látkám protekce proti demyelinizaci a excitotoxicitě snížená infiltrace CNS imunocyty snížená aktivace mikroglií a astrocytů přesmyk od Th1/Th17 k Treg

42

43 migrace buněk imunitního systému chemoatraktanty: exogenní endogenní mikrobiální PAMP štěpy komplementu sfingomyelin de novo ceramid chemokiny sfingosin P sfingosin-p

44

45

46 roztroušená skleróza současné paradigma: zánět zprostředkovaný lymfocyty Th1, Th17 možné příští paradigma: ztráta bezprostředních kauzálních souvislostí jednotlivých komponent systému

47 autoimunita, imunopatologie minulý model současný model komplexní fuzzy model jednoduchá karteziánská kauzalita postmoderní mozaika všechno je možné

48

49