Immunitat Innata

Laia  Alsina  (lalsina@hsjdbcn.org)  Secció  d’Al.lèrgia  i  Immunologia  Clínica    

V Curs d’Immunodeficiències Primàries per a Residents

27  d’Abril  de  2015  

Grup d’Imumnodeficiències de la Societat Catalana de Pediatria

  PART 1: Resposta Immune Innata.   PART 2: Immunodeficiències Primàries de la Immunitat Innata.

Esquema xerrada

Immunitat innata: definició

Conjunt d’elements del Sistema Immune que constitueixen la primera línia de defensa en front als microorganismes .

Altament eficaç: permet el control de gran part dels patògens.

  Es caracteritza per:   Estable evolutivament (invertebrats)   Estar preformada à permet una ràpida resposta (hores). Utilitza receptors “inespecífics” que reconeixen multiples patògens.   No genera memòria immunològica.   Inicia la inflamació i recluta la resposta immune adaptativa.

Actors de la immunitat innata

1. Cèl.lules: 2. Factors solubles:

Pèptids antibacterians (ex: defensines, lisozima)

Sistema del Complement

3. Sistemes de barrera: Pell, mucoses, àcid

gàstric, moc.

Problema: -Multitut de patògens (variabilitat, heterogeneitat en les seves estructures)

-El sistema immune no només ha de diferenciar entre el que és propi i el que és alié (estrany), sinó també entre el que és ”perillós” i "no perillós” (Danger signal hypothesis).

Solució: à  Sistema immune innat s’ha especialitzat en reconèixer estructures

mol.leculars compartides per la majoria de patògens à aquestes estructures es denominen "patrons mol.leculars” (PAMPs) -conservats en els patògens: solen ser elements essencials per a la supervivència del patògen

-diferents a estructures molecul.lars pròpies.

Mecanismes de reconeixement en la resposta innata

Lipopolisacárido

Gram-positivas Gram-negativas micobacterias espiroquetas

LPS* de la bicapa lipídica

Lipoproteína

Glicolípidos* Àcido micólico

Lipoarabino-manano

+ fímbrias o flagelos

Membr. celular

Mureina*

lipoproteína Fibrilas axiales

Cápsula o microcápsula*

Mol.lècules invariants dels patògens:

PAMPs (Pathogen Associated Molecular Patterns): mol.lècules conservades del metabolisme microbià com són el lipopolisacàrid (LPS), peptidoglicà (PGN), àcids lipoteicoics (LTA) i altres components de la paret bacteriana.

PAMPs: Pathogen Associated Molecular Patterns

TLR

NLR

Nat Rev Mol Cel Biol 2003; 4: 95-104

PRRs: Receptors de Reconeixement de Patró

•  Grup de receptors fonamentals per establir la resposta immune innata.

•  Son uns dels principals CENTINEL.LES del nostre organisme.

•  Evolutivament conservats (de Drosophila a mamífers).

•  S’expressen en diferents tipus cel.lulars: macròfags, CD, principalment.

TLRs: Toll-Like Receptors

Funció dels receptors Toll-like

1.  Reconèixer patógens nocius/invasors (=que han atravessat la barrera epitelial i mucosa).

els macròfags tissulars solen ser les cèl.lules centinel.les que s’activen.

2.  Generar una resposta inflammatòria que ajudará a combatre la infecció (= citocines i quemoquines)   Per atraure més macròfags, i neutròfils (fagocitosi).   Per activar els limfòcits i la resposta immune adaptativa

3.  A nivell clínic aquesta resposta inflammatòria es caracteritza per:   Signes flogòtics locals

Febre, leucocitosi, elevació de la PCR.

Toll-Like Receptors TLR

TLR-2 TLR-4

TLR-5 TLR-10 TLR-11 TLR-1 TLR-6

TLR-3 TLR-7 TLR-8 TLR-9

TLR-3 TLR-7 TLR-8 TLR-9

MEMBRANAS VESICULAS

INTRACELULARES

MEMBRANA CITOPLASMÁTICA

TLR-2 TLR-4

TLR-5 TLR-10 TLR-11 TLR-1 TLR-6

dsRNA ssRNA

VIRUS

Profilin-like molecule

PROTOZOOS

LPS lipopeptidos Flagelina

BACTÈRIES

CpG DNA

Picard. Medicine 2010

Via de senyalització dels TLRs

Part 2: Immunodeficències de la

Immunitat Innata

Classificació Immunodeficiències Primàries (IDPs). IUIS 2014

1.    IDP  COMBINADES  (dèficit  de  cèl.lules  T)  

2.   IDP  COMBINADA  AMB  MANIFESTACIONS  SINDRÒMIQUES    3.   DEFECTE  PREDOMINANT  D’ANTICOSSOS    

4.   MALALTIES  PER  DISREGULACIÓ  IMMUNE    

5.   DEFECTES  CONGÈNITS  DEL  NÚMERO  I/o  FUNCIÓ  DELS  FAGÒCITS  

6.   DEFECTES  DE  LA  IMMUNITAT  INNATA  

7.   TRASTORNS  AUTOINFLAMATORIS  (sd  febre  recurrents)  

8.   DEFECTES  DE  COMPLEMENT  

9.   FENOCÒPIES  DE  IDP  (no  mutacions  germinals:  somàZques  o  autoAc)  

Enfermedad Células afectadas

Defecto Funcional

Otros datos asociados

Herencia

Defecto Genético / Patogénesis presumible

1. EDA-ID (Anhidrotic ectodermal dysplasia with ID)

Linfocitos + Monocitos

Vía de señalización NF-κB

Displasia Ectpdérmica Anhidrótica + Defecto respuesta polisacárida

XL Mutaciones en NEMO (IKBG), modulador de la activación NF-κB

AD Mutación en IKBA que incrementa la función, dando activación de NF-κB .

2. Def IRAK4 y MyD88 Linfocitos + Monocitos

Via TIR Infecciones piógenas AR Mutaciones en IRAK4 y MyD88

3. Def HOIL1 Linfocitos + Monocitos

Vía NF-κB Inf piógenas+ autoinfl. + amilopectinosis

AR Mutaciones en HOIL1

4. WHIM (Warts, Hypogam, Infections, Myelokatehexis Syndr)

Granulocitos + Linfocitos

Incremento de la función CXCR4

Hipoγ, ↓número de linf B, niveles ↓ neutrófilos, verrugas, infecciónHPV

AD Mutaciones en CXCR4 que incrementa función

5. Epidermodisplasia Verruciformis

Keratinocitos y leucocitos

Defecto zinc en linfos

Infección por HPV (grupo B1) en piel y Ka.

AR Mutaciones en EVER1 y EVER2

6. Predisposición a inf virales Linfos T y NK Vía de IFN-α, IFN-β

Sarampion post-vacuna AR Mutaciones en STAT2

NK Def reparación ADN

Inf herpes + insuf. Adrenal + talla baja

AR Mutaciones en MCM4

7. HSE (Herpes simplex encephalitis)

SNC, Células epiteliales y leucocitos

Inducción de IFN-α, IFN-β e IFN-λ

Encefalitis única o recurrente por HerpesVirus-I

AR Mutaciones en UNC93B1

AD, AR Mutaciones en TLR3, TRIF

AD Mutaciones en TRAF3, TBK1

8. Susceptibilidad a infecciones fúngicas invasivas

Macrófagos Defecto vía CARD9

Candidiasis invasiva + dermatofitos

AR Mutaciones en CARD9

9. Candidiasis Mucocutánea Crónica (CMC)

Cél epiteliales, macrófagos

Defecto en vía IL17

CMC AR Mutaciones en IL17RA.

Linfocitos T AD Mutaciones en IL17F, STAT1 GOF

AR Mutaciones en ACT1.

10. Tripanosomiasis APOL-I Tripanosomiasis AD Mutaciones en APOL-I

11. Asplenia congénita bazo bazo Asplenia + infecciones capsulares

AD Mutaciones en RPSA

- EDA-ID XL

NEMO (NF-kB essential modulator) és un factor senyalitzador essencial per a l’activació de NF-kB (comú en diferents víes inflamatòries).

- EDA-ID AD

Mutacions en IkBA (inhibitor of NF-kB alpha) que incrementa la funció d’inhibició de la mol.lècula sobre NF-κB.

IDP amb Displasia Ectodèrmica Anhidrótica

La Displasia Ectodérmica Anhidròtica és un trastorn genètic que afecta el desenvolupament normal de dents, cabell i glàndules sudorípares.

IDP amb Displasia Ectodèrmica Anhidrótica

Perfil de susceptibilitat infecciosa dels pacients amb EDA-ID

Infeccions de repetició per: Bactèries piògenes (pneumococ, staph, pseudomones).

Pneumònies, cel.lulitis/abscessos, sepsis/meningitis, diarrea intractable.

Micobactèries (Mendelian Susceptibility to Mycobacterial Diseases o MSMD).

  90% tenen displàsia ectodèrmica, però no tots tenen defecte dental / capilar evident.

Associen IgG baixa (IgG2) + IgM

Típicament presenten un defecte de resposta humoral davant antígens polisacàrids.

Tractament dels pacients amb EDA-ID

Mortalitat sense tractament fins a 50% en la infància.

Immunoglobulines +/-ATB profilàctic.

Trasplantament de progenitors hematopoiètics.

20

IDPs via TIR (Toll-like and IL-1R Responses)

2.- IRAK-4

3.- MyD88

IRAK-4 o interleukin-1 receptor associated kinase 4.

MYD88, myeloid differentiation primary response gene 88.

Picard. Medicine 2010

Gram positive bacteria, Mycobacteria, Candida,

Trypanosoma, flagellated bacteria, Mycoplasma

Gram negative bacteria, Candida,

Trypanosoma

ssRNA virus,

dsDNA virus and

CpG motifs from

bacteria

ssRNA virus, dsRNA virus

Paísos amb pacients diagnosticats:

48 casos IRAK4-/- i 12 casos MyD88-/- (Picard, Medicine 2010) 7 casos MyD88-/- (Sullivan, JACI 2010)

Immunodeficiències Primàries Toll-IL1R (TIR): rares i de distribució mundial

Infeccions piògenes (meningitis, artritis, linfadenitis, sepsis), recurrents (70%):

Pneumococcus (70%) Staphylococcus (15%) Pseudomona (15%)

  LA INFECCIÓ INVASIVA PER PNEUMOCOC ES LA PRINCIPAL AMENAÇA I CAUSA DE MORT. amb escassa/retardada resposta inflammatòria.

Infeccions bacterianes no invasives en tracte respiratori superior (Pseudomonas aeruginosa) i pell (Staphylococcus aureus). Absència d’infeccions rellevants per virus, paràsits, i fongs. Els defectes de MyD88 i IRAK-4 són clínicament indistingibles.

Peculiaritats de les IDP per defecte de la via TIR

Edat infeccions: primers 14 anys de vida

Supervivencia

87% en els primers 2 anys de vida

No hi ha morts per

sobre dels 8 anys

Picard, Medicine 2010

Test diagnòstics

à  No es troben defectes en screening bàsic de immunitat.

à  Únic destacable és: à Elevada IgG4

(35%) i IgE (65%) à 50% tenen

defecte en la resposta IgG per pneumococ.

Picard. Medicine 2010

Estudis estimulació TIR: Mesura shedding CD62L (activitat = disminució)

CNeg- Noendotox

17,30 %

TLR4 - E. coli LPS

2,64 % 7,56%

C+ - PMA

4,68 %

C-­‐     C+   TLR1/2   TLR2   TLR3   TLR4   TLR5   TLR6/2   TLR7   TLR8   TLR9   IL-­‐1R  

No  Endotox   PMA   Pam3CSK4   HKLM   Poly(I:C)   LPS   Flagellin   FSL1   Imiquimod   ssRNA40   ODN2006   IL1b  

17,3   4,68   2,78   2,82   3,9   2,64   3,51   3,42   4,45   3,54   7,56   4,81  

TLR9 - CpG

MOB PC-253

Estudis estimulació TLR: Mesura Citocines IL-6

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Control

PC-253

E52del -/-

+ vacunació intensiva!! Picard. Medicine 2010

Tractament: profilaxi ATB +/-IGIV

IDP amb predisposició a berrugues

4.- WHIM (CXCR4)

5.- Epidermodisplasia Verruciformis (EVER1 y EVER2)

= Berrugues (HPV), Hipogammaglobulinèmia, Immunodeficiència, Mielokatexis (! neutropènia).

-debut infància amb infeccions bacterianes de repetició (OMA, pneumònia i cel.lulitis), per la neutropènia +/- hipoIgG.

-berrugues apareixen més tard, finals infància-adolescència.

Les mutacions en ambdós trasportadors de zinc indueixen susceptibilitat a la infecció per HPV.

Tractament WHIM sd

Hipogammaglobulinèmia à Immunoglobulina IV

Neutropènia à G-CSF o GM-CSF

Berrugues à resistents a tractaments habituals. Requereixen ablació amb làser.

  Control risc de malignització berrugues!

30

IDP amb Encefalitis per Herpes Simple

- HSE-AR-UNC93B1 : UNC93B1 proteína del RE 12membrane-spans, transportadora de TLRs

- HSE- AD/AR-TLR3, TRIF

- HSE- AD-TRAF3, TBK1

Mol.lècula de Senyalització de TLR3

•  Encefalitis greu per VHS-1 (HSE) generalment abans dels 10 anys d'edat.

•  No sol ser recurrent. •  Penetrància incompleta.

Diagnòstic i tractament

Diagnòstic: Estimulatió vía TLR3 i medició de la resposta inflammatòria (nivell citocines). Estudi genètic.

Tractament: Interferó alfa en el moment de la encefalitis.

IDPs amb susceptibilitat a fongs

7.- Defectes CARD9: inf. invasives

CARD9 és essencial per a la senyalizació de Dectin-1, receptor que reconeix la càpsula fúngica. 8.- Candidiasis Mucocutània Crònica-CMC (defectes via IL17)

Dectin

NEJM; 2009:361:18

Candidiasi mucocutània crònica

Infecció superficial recurrent o persistent de la pell, mucoses I ungles per Candida spp, habitualment Candida albicans, amb poca propensió a disseminació sistèmica.

És la manifestació dels defectes de la funció de IL17.   Les cèl.lules Th17 produeixen IL22 I IL17 que, conjuntament, indueixen la síntesi

de pèptids antimicrobians (defensines) per les cèl.lules epitelials   à les mutacions en IL17 ó el seu receptor causen un defecte de immunitat a

nivell epitelial à CMC.

34

Deficiency in ACT1 (AR).

Diagnòstic i tractament

  En una CMC, sempre hem de descartar primer defectes de la immunitat cel.lular, malalties endocrinològiques (DM), i malalties autoimmunes (síndrome APECED).

Diagnòstic és per estudi Th17, via IL17, i genètic.

Tractament: antifúngics de forma crònica + control del risc de desenvolupar carcinomes.

Asplènia congènita

És una IDP Autossòmica Dominant (AD) Malformació aïllada a melsa. Cardiovascular normal .

  Gen NKX2-5 / RPSA Infeccions invasives per pneumococcus, debut <12mesos, elevada mortalitat. Cossos de Howell-Jolly en extensió sang perifèrica.

Altres IDP de la immunitat innata no incloses a la classificació de 2014

Deficiències de cèl.lules NK

Dèficit aïllat de NK (limfos T i B normals):   en número (0% NK).   en funció (NK normals, defecte citotoxicitat).

Fins ara, ni defecte genètic identificat. Defecte CD16? (vs polimorfisme).

Infeccions generalment disseminades per virus (VZV, HSV, CMV, VPH, EBV).

Deficiències de cèl.lules NK

JS Orange, J Clin Invest. 2012;122(3):798–801.

Noves IDP (del S.I Innat)

1-2 infeccions greus nen amb “mala sort”?

Noves formes de IDP, amb un fenotip clínic /

susceptibilitat infecciosa més reduït.

IDP clàssiques Noves IDP

Edat presentació

infància infància

Fenotip clínic Molts episodis infecciosos Molts gèrmens diferents Retràs pondoestatural

Poques infeccions (inclús 1) Pocs gèrmens (inclús 1) Nen aparentment sà

Pronòstic Empitjorament amb edat Elevada mortalitat

Milloria després de l’adolescència Elevada mortalitat

Genètica Monogènica (AD, AR, XL) Monogènica (AD, AR, XL)

Exemples Agammaglobulinèmia SCID Neutropènia Congènita CGD

Defecte complement Defecte receptors Toll-like Defecte IFNα i IFNγ

Gràcies per la vostra atenció!