Mecanismos generales de mantenimiento de la

tolerancia a lo propio y autoinmunidad

Dra Marisa Jorfén

EDUCACIÓN CLÍNICA PERMANENTESERVICIO DE CLÍNICA MÉDICA

HOSPITAL JUAN BAUTISTA ALBERDI SECRETARIA DE SALUD MUNICIPALIDAD DE ROSARIO

Mayo de 2009

Antígeno

• Proteicos

• No proteicos: glúcidos, lípidos, ADN

ELEMENTOS DE LA I. INNATA• CÉLULAS: - neutrófilos - eosinófilos - basófilos - monocitos – macrófagos - NK

• FACTORES SOLUBLES: - interferones tipo I: y

- citoquinas pro-inflamatorias: IL-1, IL-6, TNF- IL-12, IFN-

- sistema de complemento: conjunto de proteínas plasmáticas

PMN

RRP

R endocíticos: - R LPS (CD14)

- R scavenger (LDLox)

- R tipo lectina (CLR)

R de señalización: R Toll (TLR)

NLR

RLH

Moléculas solubles (opsoninas):

- colectinas : MBL, SP-A, SP-D

- ficolinas

- pentraxinas: SAP, CRP, (PTX)3

- - PAMPPAMP:: patrones molecul. asociados a patógenos patrones molecul. asociados a patógenos

- - DAMPDAMP- HMGB1- HMGB1

- Acido úrico- Acido úrico

- ACAMPACAMP: : patrones molec. asociados a céls. patrones molec. asociados a céls.

apoptóticasapoptóticas

Ganglio

Señales de daño

Aumenta expresión CCR7

Aumento producción IL-12

Aumento expresión moléculas CMH y co-estimulatorias

Maduración CDMaduración CD

co-estimulación

B7-CD28

CD40-CD40L

Th

CPA

MHC-péptido-TCR

IL-2

Proliferación

Presentación antigénica y expansión clonal

Diferenciación a célula efectora

CPA

Th0

Th1

Th2

IL-2

IFN-

IL-4

IL-5

IL-6

Citoquinas Th2: IL-4, IL-5, IL-6

PROTEINA NATIVA

RESPUESTA DE ANTICUERPOS

¿Qué es lo propio?

¿Qué ven los LT?¿Qué ven los LT?

- péptidos inmunodominantes, presentados por moléculas del MHC

IGNORANCIAIGNORANCIA

péptidos crípticos

¿Y los LB?¿Y los LB?

- Proteínas solubles o sobre una membrana celular

- Ag T-independientes

Discriminación propio- no propio: contexto pro o anti-inflamatorio

Ag T-dep y T independientes

LPS

Polisacáridos

ADN

Colágeno

Deleción o eliminación clonal

Anergia: inactivación funcional

Edición del receptor: - cambio de cadena ligera en LB

- cambio de cadena alfa en TCR

Supresión activa: células reguladoras

Intrínseca

Extrínseca

Mecanismos de inducción de toleranciaMecanismos de inducción de tolerancia

Ignorancia: - péptidos crípticos (secuestro molecular)

- sitios privilegiados (secuestro anatómico)

- muy bajas dosis de antígeno

- ausencia de colaboración T

Mecanismos de inducción de toleranciaMecanismos de inducción de tolerancia

Apoptosispoblación DPcTEC - CD

Apoptosispoblación SPmTEC – CD

TRAs

AIRE: gen regulador autinmune

TOLERANCIA CENTRAL - TIMOTOLERANCIA CENTRAL - TIMO

• Antígenos ubiquos expresados en timo

• Antígenos específicos a las CPA intratímicas

• Antígenos que llegan al timo por circulación, solubles o asociados a células migrantes

• pGE: expresión génica promiscua en mTEC

Epitopes disponibles en timo para la selección del repertorio

Tolerancia cental - M.O.

• 55-75% son autorreactivos: I, ADN, ANA

• Muchos son eliminados por deleción o Edición del receptor (80-96%)

LES y AR activos sin tratamiento: alta frecuencia autorreactividad en transicionales y naive

Probables mecanismos:

• Probable alteración recombinación secundaria: AR

• Alteración señalización BCR: LES

Hiperactivación generalizada de la célula B:

- 50% de pacientes: aumento BLyS

- Disminución FcRIIB

* Deleción

* Anergia

* Exclusión folicular

* Edición del receptor

Ausencia de colaboración T

Mecanismos propios

TOLERANCIA PERIFERICA DE TOLERANCIA PERIFERICA DE LINFOCITOS BLINFOCITOS B

Control tolerancia periférica

LES: Aumento BAFF: citoquina que aumenta la

supervivenciade LB

AR: células T reguladoras no funcionales

no producen IL-10, TGF-

BMZ

B 2 (convencionales) (FO)

B 1

Subpoblaciones de células B

BAZO

1.- Repertorio BCR sesgado a:

- constituyentes de paredes bacterianas (ej.:polisacáridos)

- componentes propios senescentes: lipoproteinas de baja densidad oxidizadas

2.- Responden rápidamente al desafío antigénico, probablemente a antígenos T-independientes

3.- También participan en respuesta a antígenos T-dependientes (proteinas)

BMZ

Células B1- 5% del pool total de LB

- Origen controvertido: a partir de HSC fetal o en el bazo (Ag driven) - Autorenovación

- Muchos tejidos: cavidades pleural y peritoneal, bazo, intestino

- IgM hi IgDlow. Repertorio menos diverso que células B2

- Son efectoras de la Inmunidad Innata

- Responden fundamentalmente a antígenos No proteicos

- B1a: CD5+ (IgM espontánea, por ej. Neumococo o autoAc naturales)

- B1b:CD5-

Naturaleza del antígenoNaturaleza del antígeno: soluble (propio: sistémico) (mono o bi-valente)

DosisDosis: altas

bajas y en general repetidas

Vía de administraciónVía de administración: e.v.

oral

Adyuvante:Adyuvante: contexto inflamatorio discriminación

entre lo propio y lo no propio

Teoría del “peligro”Teoría del “peligro”

Influencia del antígeno: Influencia del antígeno: factores que favorecen la toleranciafactores que favorecen la tolerancia

Tolerancia central: presentación de antígeno propio en

timo SELECCIÓN (-)

Tolerancia periférica:

- Captación de antígeno propio soluble o células

apoptóticas en ausencia de inflamación.

- Migración al ganglio regional e inducción de:

- anergia

- deleción de células T respondedoras

- generación o expansión de células T reguladoras

APC TOLEROGÉNICASAPC TOLEROGÉNICAS

IL-10

TGF- IL-12

TLR

En Ganglio

Patrones moleculares asociados a células apoptóticas

(Mf, CD)

Fagocitosis células apoptóticas

No estimulan receptores Toll

Fagocitosis células apoptóticasEl reconocimiento de células apoptóticas depende de la expresión de moléculas que le permiten ser diferenciadas de las células vivas.: 1) moléculas modificadas, por ej. por oxidación; 2)neoexpresión; 3)relocalización en membrana de moléculas intracelulares: fosfatidilserina, nucleosomas, ADN, proteinas residentes en retículo endoplásmico

La fagocitosis de células apoptóticas gatillan un programa anti-inflamatorio

Potencial terapéutico de CD tolerogénicas

Objetivos: prevenir o tratar enfermedades autoinmunes o inducir supervivencia prolongada de transplantes

1).- Uso de CD inmaduras o detenidas en su maduración farmacológicamente (corticoides, Vit.D3, IL-10, TGF-,etc.)

2).- CD modificadas genéticamente para expresar moléculas supresoras

Deleción clonal(alta dosis de Ag)

anerg ia clonal(falta de coestimu lación)(alta dosis de antígeno)

Th3

Tr1

CD4+CD25+

linfocitos T reguladores(dosis bajas)

M EC A N ISM OS D E IN D U C C ION

Principal factor determinante del tipo de respuesta:

DOSIS DE ANTIGENO

Secreción citocinas supresoras:

TGF-, IL-4, IL-10

SUPRESIÓN “BYSTANDER”

Poco frecuente

TOLERANCIA ORALTOLERANCIA ORAL

Enfermedades autoinmunes tratadas Enfermedades autoinmunes tratadas por inducción de tolerancia oralpor inducción de tolerancia oral

Ensayos clínicos en humanosEnsayos clínicos en humanos

Esclerosis múltipleEsclerosis múltiple Mielina bovina

Artritis reumatoideaArtritis reumatoidea Colágeno tipo II pollo o bovino

Diabetes tipo IDiabetes tipo I Insulina humana

UveítisUveítis Antígeno S bovino

• Producidas mayoritariamente en el timo

• 5-10% de las células T CD4+ periféricas

•Fenotipo: TCR

CD4+CD25+

Foxp 3+

Expresan constitutivamente CTLA-4

Expresan TGF- de membrana

Previenen el desarrollo de autoinmunidad, pero también modulan la respuesta inmune a infecciones, antígenos tumorales y de transplante

CÉLULAS T REGULADORAS NATURALESCÉLULAS T REGULADORAS NATURALES (nTreg CD4+CD25+Foxp3+) (nTreg CD4+CD25+Foxp3+)

La presencia de linfocitos autorreactivos no siempre La presencia de linfocitos autorreactivos no siempre

significa enfermedadsignifica enfermedad

Linfocitos autorreactivos y autoanticuerpos se encuentran Linfocitos autorreactivos y autoanticuerpos se encuentran

regularmente en individuos sanos, sugiriendo un rol en la regularmente en individuos sanos, sugiriendo un rol en la

homeostasishomeostasis

La autoinmunidad se vuelve patogénica cuando la La autoinmunidad se vuelve patogénica cuando la respuesta autoinmune es respuesta autoinmune es persistentepersistente y la células y la células autoagresoras se vuelven autoagresoras se vuelven incontrolablesincontrolables. .

De respuesta autoinmune a enfermedad autoinmune

Para que haya enfermedad autoinmune clínica se necesita la concurrencia de:

Factores cualitativos:Factores cualitativos:

Predisposición genética

Linfocitos autorreactivos que reconozcan el autoAg

Factores precipitantes que conducen a la activación de LT o LB: - infecciones

Factores cuantitativos:Factores cuantitativos:

cantidad suficiente de material celular destruído

Fenómenos inflamatorios

Factor de transcripción que regula la expresión

de algunos antígenos específicos de tejido: controla la deleción

Mutaciones de Aire:

APECEDAPECED (Sindrome poliendócrino autoinmune tipo 1)

AIRE: gen regulador autinmune

Linfocitos vírgenes autoreactivos

Defectos en la deleción por presentación defectuosa:

Secuestro molecular (PEPTIDO CRIPTICO): - antígeno pobremente procesado

- unión de baja afinidad con la molécula MHC

• Secuestro geográfico (SITIOS PRIVILEGIADOS)

•El antígeno no está presente el los OL 2º

• Defecto en apoptosis: falla la presentación cruzada

IGNORANCIA

Nucleosoma

Spliceosome

Formado por:

- snARN, rico en uridina

- protinas nucleares pequeñas: snRNP

(“snurps”):

- otras proteínas

Sm

Ac antiRNP

Ac anti-Sm

ARN citoplásmico

ARN nuclear

RIBONUCLEOPROTEINAS

Necrosis secundaria

Adyuvantes endógenos

Déficit de remoción células apoptóticas:

- se asocia a autoinmunidad sistémica - antígenos crípticos ubicuos (prot. nucleares- neoantígenos (lípidos oxidizados)

Ácido úrico

HMPGB1

Ej. Típico: LESEj. Típico: LES

Déficit de C1q y otrasDéficit de C1q y otras

Mecanismo: por inmunocomplejos

DAMPSDAMPS

Apoptosis y autoinmunidad• Un defecto en la remoción de células apoptóticas puede llevar a autoinmunidad sistémica

C1q y DNase1 contribuyen al la remoción exitosa de células apoptóticas y cromatina derivada de células necróticas

• La insuficiente remoción de células apoptóticas lleva a la necrosis secundaria con la consiguiente liberación de señales de peligro que contribuyen a la inflamación y consecutivamente a la iniciación de la reacción autoinmune

Apoptosis y autoinmunidad

• Las células que mueren son antigénicas pero no inmunogénicas en ausencia de adyuvantes

• Los adyuvantes activan a las CPA

• Los adyuvantes usualmente son componentes microbianos. Algunas moléculas endógenas tienen funciones adyuvantes: urato monosódico, la proteina HMGB1

Papel de la inmunidad innata

Base de la respuesta inmune: activación de las CPA

- Autoinmunidad sistémica: diferentes vías de activación

- Dependen de la presencia de IFN tipo I: y

Mayores productoras: pCD

Receptores Tollendosomales

(ds) ARN (ss) ARN rico en uridina

Motivos CpG

Azúcares de la cadena básica

TLR 9

Motivos CpG:

más frecuentes en bacterias y no metilados en el (ss)ADN (muy mitogénicos para células B)

en humanos están suprimidos y altamente metilados

Azúcares de la cadena básica de ADN

Desoxiribosa en común entre patógeno y huésped

ADNnucleótido

nucleósido

Inmunológicamente inerte en condiciones homeostáticas

Endosoma

ADN adyuvante

Cel dendrítica plasmocitoide Citoplasma

Núcleo

INMUNIDAD INNATA Y AUTOINMUNIDAD

IFN tipo I contribuye a las manifestaciones de

enfermedades autoinmunes, por ej. LES tienen

aumentado el IFN-alfa sérico

Estímulos endógenos estimulan receptores Toll, promoviendo la

producción de Interferónes de tipo I por célullas dendríticas y activación

de las céluas B.

INFECCIONESINFECCIONES

Mecanismos que pueden conducir a autoinmunidad:

Inflamación o activación “bystander”

Activación policlonal

Liberación de autoantígenos por destrucción de

tejido

Mimetismo molecular

FORMAS DE MIMETISMO MOLECULAR

1.1. Homología en la secuenciaHomología en la secuencia:

Los casos mejor documentados son:

- Fiebre Reumática (proteínas)

- Sdrome de Guillain-Barré (carbohidratos)

ReglaRegla: respuesta inmune a un determinante antigénico de un Ag : respuesta inmune a un determinante antigénico de un Ag extraño reacciona en forma cruzada con un deter. antigénico extraño reacciona en forma cruzada con un deter. antigénico propiopropio críptico. críptico.

3.3. Reconocimiento Reconocimiento degenerado del LTdegenerado del LT: las células T pueden reconocer péptidos no relacionados

FORMAS DE MIMETISMO MOLECULAR

2.- Mínima similitud en los residuos2.- Mínima similitud en los residuos

DIVERSIFICACIÓN DEL EPITOPEDIVERSIFICACIÓN DEL EPITOPE

Mecanismo de perpetuación de la respuesta inflamatoria

Ocurre en enfermedades autoinmunes sistémicas y órgano-específicas

Generación de autoanticuerpos que no reaccionan en forma cruzada con el inmunógeno

Discriminación propio- no propio: contexto pro o anti-inflamatorio

- PAMP:- PAMP: patrones molecul. asociados a patógenos patrones molecul. asociados a patógenos

- DAMP- DAMPHMGB1HMGB1

HSPHSP

Acido úricoAcido úrico

- ACAMP: - ACAMP: patrones molec. asociados a céls. patrones molec. asociados a céls. apoptóticasapoptóticas