Nevroimunologija

Alojz Ihan

Imunski sistem

Klinična nevroimunologija

• Nevrološke teţave, ki jih povzroča imunski odziv (avtoimunost, preobčutljivost, vnetni in protivnetni imunski odzivi, imunske pomankljivosti)

• Imunološki problemi, ki jih povzroča neustrezno delovanje ţivčevja (stres)

• Razvojne motnje ţivčevja v povezavi z okuţbami in vnetjem

• Obremenitve in škodljivosti, ki prizadenejo oba sistema (stres, okuţbe)

Imunske celice – naloge

• Receptorji za tuje molekule – antigene

• Razvoj obrazca za vrsto in jakost

imunskega odziva ali za neodzivnost

(toleranco)

• Napad na tujek – vnetje

• Imunski spomin (obnovljiv protokol za

vrsto, jakost, lokacijo imunskega odziva)

Imunske celice – receptorji za tuje

molekule – antigene

Kaj gre lahko pri imunskemu odzivu narobe – v

povezavi z ţivčevjem?

• pomankljiv imunski odziv (neobičajno hude okuţbe, zlasti oportunistične) – prirojene okvare komplementa (meningokok), protiteles (streptokoki, pnevmokoki), celične imunosti (toksoplazmoza, kriptokokoza, CMV, HSV)

• avtoimunsko vnetje (okvarjena uravnava tolerance) – multipla skleroza, Gullain-Barréjev sindrom in druge nevropatije, miastenija gravis, paraneoplastični nevrološki sindromi (PNS)

• preobčutljivostno vnetje (napačno izbran ali uravnavan imunski odziv - ?)

• avtovnetna bolezen (defekti vnetnih citokinov ali receptorjev, napr. mediteranska vročica (defekt gena MERV – nereguliran Th1 odziv); deficit alfa1 antitripsina; ALPS – defekt Fas receptorja ali liganda, defekti komplementnih inhibitorjev).

Mehanizmi centralne / periferne

tolerance

limfociti T limfociti B

Mesto razvoja

tolerance

• timus (korteks) (c)

• periferija (p)

• kostni mozeg (c)

• periferija (p)

Draţljaj za

razvoj

tolerance

c • visoko-afinitetna povezava

TCR+MHC+lastni AG

• prepoznava

multivalentega AG

p

• predstavitev AG brez

kostimulacije

• večkratna stimulacija z

lastnim AG

• prepoznava AG brez T

celične vpletenosti ali drugih

signalov

Mehanizem

tolerance

c • delecija (apoptoza)

• regulatorne T celice

• delecija (apoptoza)

• sprememba receptorja

p

• anergija

• apoptoza

• supresija

• anergija

• ne vstopanje v limfoidne

folikle

• apoptoza

Razvoj limfocitov T

• Izvor limfocitov v kostnem mozgu iz

hematopoetskih izvornih matičnih celic

• V timusu nastanejo nezreli timociti, so

CD4-CD8- dvojno negativne celice.

• Iz njih se razvijejoCD4+CD8+, ki se

spremenijo v enojno pozitivne celice.

• Tekom zorenja propade 98% T limfocitov.

Timus

Pozitivna selekcija – Negativna

selekcija

• Pozitivna selekcija - to so limfociti T, ki so sposobni povezave z

MHC. Dvojno pozitivne celice CD4+CD8+ se premaknejo v korteks

timusa. Kortikalne epitelijske celice jim predstavijo lastne antigene s

pomočjo MHC molekul. Preţivijo samo tiste celice, ki se veţejo s

primerno afiniteto, ostale celice propadejo – apoptoza.

• CD4+/CD8+ - MHC II – CD4+, CD4+/CD8+ - MHC I – CD8+

• Negativna selekcija pomeni, da so odstranjeni tisti limfociti, ki se

premočno veţejo lastne antigene na MHC. Timociti, ki preţivijo

pozitivno selekcijo migrirajo proti meji med korteksom in medulo

timusa. Ko so na meji, jim APC celice predstavijo lastne antigene

preko MHC . Timociti, ki odreagirajo premočno odmrejo – apoptoza.

Celice, ki preţivijo selekcijo postanejo naivni T limfociti. Ta proces je

pomemben za razvoj imuno tolerance in preprečuje razvoj

avtoimunih bolezni.

Uravnave imunskega odziva

• Limfopoeza v kostnem mozgu in

timusu

• Navzočnost mikrobnih molekul

(PAMP) osnovni uravnalni

dejavnik aktivacije makrofagov

(vnetja)

• Navzočnost antigena – osnovni

uravnalni dejavnik specifične

aktivacije imunskega sistema

• Homeostaza vnetnega odziva –

preprečevanje škode ob vnetju

Imunski odziv na tujek – pozitivna

povratna zanka

• Količina tujkov (antigenov) v tkivih je osnovni uravnalni mehanizem imunske aktivacije.

• Antigeni aktivirajo imunski odziv (vnetje); ko imunski odziv odstrani antigene, aktivacija preneha

• Za aktivacijo imunskega odlziva je pomembna količina tujkov, mesto vstopa tujkov, biokemijske lastnosti tujkov in poškodba tkiva ob vstopu tujkov

• Vnetni mediatorji sproţijo tudi protivnetne povratne zanke (napr. kortizol), ki omejujejo nastanek premočnega vnetja, po odstranitvi antigena hitro umirijo vnetje.

Mehanizmi imunske tolerance in specifični

tolerančni imunski odziv – toleranca na hrano

(min) 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30

pH 1.2

Pepsin

Razgrajen protein – imunsko

imunski odziv ni mogoč!

Imunski odziv in ţelodčni encimi

Rastlinske beljakovine

Protein % celotnih proteinov Stabilnost

Lipoxygenaza (Soja) < 1 <15 sec Glikolatna reduktaze (Špinača) < 1 <15 sec PEP carboksilazae (Koruza) < 1 <15 sec Kisla fosfataza (Zelje) < 1 <15 sec Sukrozna sintetaza (Koruza) < 1 <15 sec

Peyerjevi poloji in slepič

Legenda: d – epitelijski limfni vozel

L - Lumen p – primarni limfni vozel

s – sekundarni limfni vozel

c - Lieberkuhnova Kripta GALT

Celice M

Specifični tolerančni imunski odziv

Migracija APC v vranico (marginalna

cona)

• Aktivacija

spominskih

regulatornih

celic Treg

(CD25++)

• Treg z IL-10

zavirajo nastanek

Th1 in Th2

Regulatorne celice

• Naravno pojavljajoče se regulatorne T celice (nTreg) nastanejo v timusu na avtoantigene, definirane po svoji regulacijski/supresorski vlogi (in vitro in in vivo), po antigen specifični aktivaciji močno izrazijo CD25, IL-10, TGF-beta

• Prilagodljive /inducibilne regulatorne T celice (iTreg)

– razvoj na periferiji

– nastanek v poskusih (heterogena skupina)

– Treg1 (marker CD25)

– Th3 celice – marker TGF beta; nastanejo na periferiji (po aktivaciji na APC) iz celic Th0. Ne tvorijo IL-2, IFN-c, IL-4 or IL-10

Zrklo - preprečevanje vnetja

(imunska priviligiranost)

• krvno-očesna

pregrada; ni

prehoda antigenov

v bezgavke

• odsotnost

limfne drenaţe

• neoţiljenost

• tolerančni

odziv na

antigene - Treg

Avtoimunost

• Nastane zaradi nezmoţnosti organizma, da prepozna svoje lastno tkivo/celice – imunska toleranca do lastnih antigenov. Nosilci imunotolerance so limfociti B in T. Imunska toleranca do lastnih antigenov nastane v selekcijskem procesu, ki preprečuje, da bi limfociti, ki prepoznajo lastno tkivo kot nekaj tujega dozoreli in da se taki limfociti odstranijo ali se inaktivirajo – apoptoza.

• Izguba te sposobnosti nastane zaradi nenormalne selekcije ali regulacije limfocitov ali zaradi nenormalnosti, kako so lastni antigeni predstavljeni imunskemu sistemu.

• Glavno vlogo pri tem procesu imajo limfociti T. Limfociti T – celice pomagalke so glavni regulatorji imunskega odziva na proteine.

• Avtoimune bolezni pri ljudeh so povezane z MHC molekulami- HLA kompleks.

• Glavne celice, ki sodelujejo z HLA kompleksom so CD4+ limfociti T, ki so obenem tudi glavni nosilci usmerjanja produkcije avtoprotiteles.

Molekulski mehanizmi avtoimunosti

• Navzkriţna reaktivnost (cross-reactivity) in

molekulska mimikrija

Peptidi (virusni, ne-virusni) lahko posnemajo lastne

peptide in sproţijo avtoimunost

Primer: papiloma virus (HPV) in insulinski receptor

Navzkriţna reaktivnost

Sprostitev sekvestriranih antigenov

• Mielin bazični protein (krvno-moţganska bariera)

• Proteini očesnega zrkla (krvno – očesna bariera)

• Ščitnični proteini (sekvestrirani folikli)

• Proteini srčne mišice (znotrajcelični proteini)

Neobičajna ekspresija molekul MHC

Diabetes tipa I: Pankreatične celice β izraţajo

nenormalno veliko količino MHC I and MHC II (?)

MHC II – normalno jih izraţajo le APC! To lahko privede

do aktivacije TH proti peptidom celic β.

Poliklonska aktivacija (bakterijski ali virusni

poliklonski aktivatorji)

Nekatere bakterije in virusi imajo molekule,

ki z vezavo na celične proteine, ki so

vpleteni v potek celičnega signaliziranja,

povzročijo poliklonsko aktivacijo limfocitov

(napr. EBV, HPV)

Ţivalski model – miastenija gravis

• 1973: zajci, imunizirani z očiščenimi acetilholiskimi receptorji (AcR) – razvijejo miastenijo gravis

• Vzrok: nastanek protiteles proti AcR

Vnetno povzročena avtoimunost z

MBP + CFA

•CFA (Complete

Freund‟s Adjuvant) je

emulzija iz mikobakterij –

zelo močan povzročitelj

vnetja

•1 del CFA + 1 del MBP

(Mielin bazični protein)

•Nastanek EAE

Eksperimentalni avtoimunski

encefalomielitis (EAE)

• EAE povzročijo limfociti T proti MBP ali protolipidnemu proteinu (PLP), injiciranem v kompletnem Freundovim adjuvantu

• V 2-3 tednih ţivali razvijejo infiltracijo mielina z limfociti, demielinizacijo, paralizo

• Večina ţivali pogine, nekatere preţivijo in razvijejo kronično bolezen, podobno multipli sklerozi MS

• EAE model se uporablja za študij zdravil za MS

Modeli avtoimunosti

Gullain-Barréjev sindrom

• Leta 1916 prvič opisali trije fr. nevrologi (Guillain, Barré, Strohl) pri dveh vojakih

• Avtoimunska bolezen (imunski napad na periferni živčni sistem (PNS))

• Heterogen sindrom: AIDP, AMAN, AMSAN, Miller-Fisherjev sindrom

• Klinična slika: bolečina, otrplost, (parastezija), šibkost v udih, paraliza

• Sporadično

• Pojavnost: 0,4 do 4 primeri na 100.000 prebivalcev na leto

• Verjetnost, da zbolimo je 1 : 1000

• Umrljivost: 5-10%

GBS

• akutna vnetna demielinizacijska polinevropatija (AIDP) - v 85% poteka imunska reakcija na površini membrane Schwanovih celic

• v 10-15% na membrani aksona (AMAN in AMSAN)

• pri pribliţno 70% bolnikov je prisotno predhodno virusno ali bakterijsko obolenje dihal ali gastrointestinalnega trakta

Sproţilni dejavniki GBS

1. VNETJA:

A. Virusno:

CMV (11-22%)

EBV (10%)

Varicella zoster (1%)

HIV

B. Bakterijsko:

C. jejuni (23-45%)

My. pneumoniae (5%)

Haemophylus inf.

2. CEPIVA:

Steklina

Svinjska gripa

- GBS je po cepljenju

izredno redek

GM1, GM1b, GD1a

Predhodne okužbe

• 90% bolnikov s predhodno okužbo

- respratorno (60%)

- gastrointestinalno (30%)

• Povzročitelji:

Campylobacter

jejuni

32%

Cytomegalovirus 13%

Epstein-Barr virus 10%

Mycoplasma

pneumonie

5%

Molekularna mimikrija (1)

C. jejuni izraža na površini antigene,

ki posnemajo antigene na živčnih celicah

(skritje pred imunskim sistemom?)

Imunski odziv (B toleranca?)

Protitelesa proti gangliozidom

Poškodba živčnih celic

Gangliozidi

© 2005 Nature Publishing Group

• Amfifilne molekule

• Na površini živčnih celic (6% lipidov)

• Zgradba: ceramid + oligosaharid

• Biosinteza: Golgijev aparat

(sialiltransferaze, glikoziltransferaze)

• Funkcija: številne biološke funkcije

(celično prepoznavanje, adhezija, signalizacija)

• GM1, GM2, GD1a, GD1b, GQ1b

Molekularna mimikrija (2)

Gangliozidi

na živčnih celicah Lipo-oligosaharidi (LOS)

na C. jejuni

Protitelesa proti gangliozidom

• Protitelesa proti GM1

- Multifokalna motorična nevropatija, akutna motorična aksonska nevropatija (AMAN), amiotrofična lateralna skleroza (ALS)

- Podrazdera IgG1 in IgG3 (IgG2?)

• Protitelesa proti GD1a

- Senzorične in motorične nevropatije GBS, ALS

• Protitelesa proti GD1b

- Senzorične in motorične nevropatije GBS, predvsem AMAN, ALS

• Protitelesa proti GQ1b

- Miller-Fisherjev sindrom

Genetska variabilnost C. jejuni • Za sitezo LOS potrebni 3 encimi:

- sialiltransferaza CstII

- β1-1,4-N-acetilgalaktozaminil-transferaza CgtA

- β -1,3-N-acetilgalaktozaminil-transferaza CgtB

Polimorfizem na teh lokusih določi ali se bo razvil GBS ali MFS

Dejavniki razvoja avtoimunosti • Avtoimune bolezni so lahko omejene na organ -

postinfekcijski glomerulonafritis, MS ali sistemske – SLE

• Genetska nagnjenost pripomore k nastanku limfocitov , ki prepoznajo lastne molekule kot tuje. V času infekcije je omogočen dostop takim limfocitom na mesto vnetja, kjer se poveţejo z APC celicami, ki jih aktivirajo in pride do poškodbe tkiva in razvoja avtoimune bolezni.

• Z poškodbe tkiva nastanejo zaradi imunskih kompleksov, cirkulirajočih protiteles, avtoreaktivnih limfocitov T.

• Avtoimune reakcije proti enemu antigenu lahko sproţijo sproščanje ostalih antigenov in aktivacijo limfocitov, kar privede do poslabšanja bolezni in kroničnih oblik bolezni, ki se slabšajo in imajo lahko različne oblike – ŠIRJENJE EPITOPOV

Pomen napak homeostaze

vnetja za razvoj avtoimunosti!

• receptor Fas (CD95) na vnetnih celicah (akt. T, B, NK)

• vezava FasL izzove apoptozo

• Okvara mehanizma privede do avtoimunosti ali preobčutljivosti (napr uveitis, hepatitis)

ALPS – avtoimunski

limfoproliferativni sindrom

• Okvara ekspresije/delovanja apoptotičnega receptorja Fas (CD95), ki ga ob aktivaciji izpostavijo limfociti – nanj se lahko veţe Fas L(igand) kot potencialna negativna povratna zanka za aktivacijo limfocitov v določenih tkivih (napr. očesno zrklo) ali fizioloških stanjih

ALPS – klinične posledice nezavrte

uravnave limfocitne proliferacije

Nemaligna limfoprolifaracija (limfadenopatija, splenomegalija, hepatomegalija, poliklonska hiper IgG v plazmi, ekspanzija CD5+ limfocitov B, ekspanzija CD4-CD8- TCRalfa/beta+ limfocitov, ki tvorijo FasL in IL-10 (homeostatska uravnava), hiper FasL v serumu

Avtoimunost – (anemija, artritis, trombocitopenija, nevtropenija, uveitis, hepatitis, glomerulonefritis, vaskulitis)

Imunski deficit – zaradi negativnih

povratnih zank (IL-10, FasL)

Večja možnost nastanka limfomov

Sistemski negativni povratni odziv

na vnetje (ţivčno – hormonski)

• Glukokortikoidi

• Avtonomno ţivčevje – simpatični in

parasimpatični refleksi

Negativna povratna zanka vnetja -

aktivacija stresne osi

Avtoimunske bolezni in spol

Incidenca bolezni je 2- do 10-krat večja pri ženskah – povezano s

hormonskimi razlikami

Avtoimunska bolezen Ženske/Moški

Multipla skleroza 2:1

RA 3:1

Skleroderma 3:1

Sjögrenov sindrom 9:1

SLE (Lupus) 6:1

Tipe 1 diabetesa 2:1

Avtoimunost in Treg

• Motnje v delovanju Treg so bile dokazane:

– pri multipli sklerozi, avtoimunim poliglandularnem

sindromu tipa II, DM tip 1, psoriazi in miastenija gravis

• Motnje v številu Treg

– zmanjšano število in aktivnost v krvi pri revmatoidnem

artritisu (RA)

– povečano število v sinovialni tekočini pri RA

Vloga topnih molekul nTreg

• TGF-β:

– topni in vezani na membrano – neposredno in posredno zaviranje proliferacije limfocitov

– pomanjkanje TGF- β se kaţe z limfoproliferativno boleznijo

• IL-10: zelo pomemben za homeostazo imunskega sistema in regulacijo Treg

– miši s pomanjkanjem IL-10 razvijejo kronični enterokolitis

– izločajo ga T celice, monociti, makrofagi, epitelne celice

– signaliziranje preko IL-10/IL-10R inhibira proliferacijo, produkcijo citokinov, antigensko predstavljanje APC

– CD4+CD25+ T celice iz IL-10-/-

miši imajo zmanjšano sposobnost supresije

Razvoj in delovanje Treg

Funkcije Treg

• Imunotoleranca do lastnih molekul

• Supresija astme, alergij

• Toleranca do prehranskih antigenov

• Maternalna toleranca do fetusa

• Supresija AI bolezni, ki bi nastale zaradi mikrobov

• Varujejo komezalne bakterije pred odstranitvijo

• Supresija T celične aktivacije zaradi šibkih stimulusov

Podskupine Treg

nTreg iTreg TR1 iTreg Th3

Phenotype CD4+CD25int/high, CD127low CD4+CD25- CD4+CD25+ from CD25-

precursors

Other associated markers CTLA4+, GITR+, FoxP3+,

CD127low

CD25low-variable, CD45RBlow,

FoxP3-

CD25low-variable, CD45RBlow,

FoxP3+

Suppression Contact dependent, granzyme

B-dependent, makes TGF-β

Through cytokines produces IL-

10

Through cytokines, produces

TGF-β

Target cells APC and T effector cells T effector cells Not yet Identified

CD28 Involvement

Thymic development and

maintenance in periphery

Not for development or function Not involved

In vivo Role Suppression of autoreactive T

cells

Mucosal immunity,

inflammatory response

Mucosal immunity,

inflammatory response

In vitro Expansion Expandable using TCR/CD28

stimulation and IL-2

CD3, IL-10, rehnoic acid CD3, TGF-β

Markerji Treg

• CD4 Treg sestavljata dva tipa celic “naravne ” Treg celice (nTreg) , ki vseskozi izraţajo

CD25 in FoxP3 in tako imenovane adaptivne ali inducibilne Treg celice (iTreg).

• Izvor nTreg je v timusu (CD4+ celice z visokimi nivoji CD25 in transkripcijskega faktorja

FoxP3. nTreg predstavljajo 5–10% vseh CD4+ T limfocitov in so prva stopnja v razvoju

limfocitov T. So pozitivno izbrani timociti, ki imajo relativno visoko avidnost do lastnih

antigenov. Signal, ki pripomore k razvoju Treg pride po povezavi med T celičnimi

receptorji in MHC II, ki izraţajo človeku lastne peptide. Vse to se dogaja v stromi timusa,

vendar neodvisno od citokinov

• iTreg so enojno pozitivne celice – samo CD4+ celice. Spremenijo se v CD25+ in FoxP3+

Treg (iTregs) potem, ko pride do zadostne antigenske stimulacije in pod vplivom

regulatornih citokinov TGF-β, IL-10 in IL-4.

• FoxP3 je trenutno sprejet kot najboljši marker Treg. Njegova uveljavitev je pripomogla k

odkritju novih markerjev kot je CD127.

• CD127 je del heterodimernega IL-7 receptorja. CD127 se izraţa na timocitih, limfocitih B

in T progenitornih celicah, zrelih limfocitih T, monocitih. IL-7R ima pomembo vlogo pri

proliferaciji in diferenciaciji limfocitov T. Izraţanje CD127 se tekom aktivacije limfocitov T

zmanjša. Domnevajo, da se FoxP3 poveţe s CD127 promotorjem in pripomore k razvoju

Treg.

Analiza Treg celic s pomočjo

pretočnega citometra

Zrklo - preprečevanje vnetja

(imunska priviligiranost)

• krvno-očesna

pregrada

• odsotnost

limfne drenaţe

• neoţiljenost

• tolerančni

odziv na

antigene

Zrklo - vstop antigenov

• prek beločnice,

roţenice, optičnega

ţivca ali uvealnega

trakta

• uvealni trakt (ţilnica,

m. ciliaris, šarenica)

močno oţiljen - zajem

antigenov ali

mikrobov iz krvi,

Krvno očesna pregrada -

ni prehoda antigenov v bezgavke

Očesne APC preko krvi migrirajo v

vranico (marginalna cona)

• Aktivacija

regulatornih

celic T (CD25+)

• z IL-10 zavirajo

nastanek

Th1 in Th2

Imunosupresorni peptidi zrkla -

zavora aktivacije limfocitov

• alfa-melanocite

stimulirajoči

hormon

• vazoaktivni

intestinalni peptid

• peptid, soroden

kalcitoninu

• somatostatin

Velika koncentracija proteinov

FasL v zrklu

• receptor Fas (CD95) na vnetnih celicah (akt. T, B, NK)

• vezava FasL izzove apoptozo

• Okvara mehanizma privede do avtoimunosti ali preobčutljivosti v očesnem zrklu

Avtoimunske/Vnetne bolezni

Incidenca bolezni je 2- do 10-krat večja pri ženskah – povezano s

hormonskimi razlikami

Avtoimunska bolezen Ženske/Moški

Multipla skleroza 2:1

RA 3:1

Skleroderma 3:1

Sjögrenov sindrom 9:1

SLE (Lupus) 6:1

Tipe 1 diabetesa 2:1

Estrogen – induktor celic Treg

• Koncentracija estrogena se močno poveča pred ovulacijo, to inducira nastanek Treg, ki v primeru oploditve varujejo zarodek pred napadom materinih citotoksičnih celic. Ob padcu koncentracije estrogena upade tudi koncentracija Treg.

Estrogen/progesteron med menstruacijskim

ciklom

Dan

Progesteron

1 14 28 Folikularna faza Lutealna faza

Ov

ula

cija

10-11M - 10-10M

10-9M - 10-8M

Estrogen

Estrogen/progesteron med menstruacijskim

ciklom

Dan

Progesteron

1 14 28 Folikularna faza Lutealna faza

Ov

ula

cija

10-11M - 10-10M

10-9M - 10-8M

Estrogen

“Normalna” imunost

Estrogen/progesteron med menstruacijskim

ciklom

Dan

Progesteron

1 14 28 Folikularna faza Lutealna faza

Ov

ula

cija

10-11M - 10-10M

10-9M - 10-8M

Estrogen

“Normalna” imunost

Treg ↑↑

zaščita ploda

Estrogen/progesteron med menstruacijskim

ciklom

Dan

Progesteron

1 14 28 Folikularna faza Lutealna faza

Ov

ula

cija

10-11M - 10-10M

10-9M - 10-8M

Estrogen

“Normalna” imunost

Povečanje

Ig produkcija (Th2)

Občutljivost na okuţbe

Zmanjšanje

T celični imunski odziv (Th1)

Treg ↑↑

zaščita ploda

Estrogen – induktor celic Treg

• Koncentracija estrogena se močno poveča pred ovulacijo, to inducira nastanek Treg, ki v primeru oploditve varujejo zarodek pred napadom materinih citotoksičnih celic. Ob padcu koncentracije estrogena upade tudi koncentracija Treg.

• Ţenske z endometriozo na padec estrogena ne odgovorijo s padcem Treg. Posledica: endometrijske celice, ki pri vsaki ţenski ob menstruaciji retrogradno pridejo v trebušno votlino, se zaradi prisotnih Treg ne odstranijo.

Progesteron

Prvi trimester Drugi trimester Tretji trimester

Po

rod

10-8M - 10-7M

Estrogen

Glukokortikoidi

Spremembe imunskega odzivanja med

nosečnostjo

Progesteron

Prvi trimester Drugi trimester Tretji trimester

Po

rod

10-8M - 10-7M

Estrogen

Glukokortikoidi

Spremembe imunskega odzivanja med

nosečnostjo

Imunosupresija

Povečanje T reg

Ig produkcija (Th2)

Občutljivost na okuţbe

Zmanjšanje Celična imunostt (T), NK aktivnost

Prehod od odzivanja TH1 v TH2 – tolerogeno nosečniško stanje TH1-povezane bolezni (RA, MS) se izboljšajo

TH2-povezane bolezni (SLE) se poslabšajo (dodaten stimulator še prolaktin)

Estrogen - avtoimunske bolezni

• Pri primarni biliarni cirozi (PBC) so protitelesa

proti mitohondrijem najbolj specifičen znak PBC.

Bolezen se razvije pogosteje pri ţenskah

starejših od 60 let, čeprav specifična protitelesa

odkrijemo ţe pri ţenskah starih 20 – 30 let.

Estrogen je zaščitni faktor, do manifestacije

bolezni pride pri starejših ţenskah, pri katerih je

konc. estrogena ţe zelo nizka.

Treg in IPEX

• Immunodysregulation

• Polyendocrinopathy

• Enteropathy

• X-linked

IPEX

• Bolezen, ki se kaţe pri dečkih kot enteropatija,

avtoimuna endokrinopatija, dermatitis.

• Nastane zaradi mutacije gena za FOXP3.

• FOXP3 je transkripcijski faktor, ki je vpleten v

delovanje CD4+ Treg celic in velika ekspresija

pomeni, da imajo te celice veliko sposobnost

zaviranja delovanja imunskega sistema proti

lastnim celicam.

• Otroci z IPEX imajo mutiran gen za ta faktor.

Gen za tf IPEX na kromosomu

Xp11.23

IPEX

Bolezen prvič opisana 1982.

Leta 2000 opisana okvara gena.

Klinične manifestacije:

• Ţivljenjsko ogroţujoča kronična driska zaradi avtoimune

enteropatije.

• Avtoimuna endokrinopatija (neonatalni DM1 in tiroiditis)

• Dermatitis, pogosto ekcematozni.

• Coombs pozitivna hemolitična anemija, avtoimuna trombocitopenija,

avtoimuna nevtropenia.

• Infekcije.

Imunološka diagnoza

• Bolnikove CD4+CD25+Foxp3+ celice

primerjamo z istimi celicami zdravega fantka iste

starosti. Normalno je CD4+ Treg celic do 5 –

10%. Odsotnost CD4+Foxp3+ celic pomeni

odsotnost funkcije gena za FOXP3. Vendar

prisotnost CD4+Foxp3+ ne izključuje IPEX, saj

se pojavljajo missense mutacije, kjer je Foxp3

prisoten ni pa funkcionale. Zato je vedno

potrebna potrditev s pomočjo sekvence,

neodvisno od FACS analize.

Nevrogena homeostaza vnetja

• Del perifernega odgovora tkiva na poškodbo

• Efektorsko vlogo igrajo primarni aferentni ţivčni končiči (predvsem vlakna C v manjši meri tudi Aδ-vlakna)

• Povezava poteka preko različnih imuno- in nevropeptidov

• Vnetni citokini aktivirajo stresni odziv prek aferentnega vagusa

• Akutna bolečina ima protivnetne učinke

• Somatski ţivci sproščajo provnetne peptide

• Simpatikus (beta-adrenergični) in parasimpatikus delujeta protivnetno

Immune cell

Response to

Antigen

Gut

Vagus Nerve

PVN

IL-1 made in brain

IL-1 into bloodstream

NTS

suppression

CRH

Pituitary

Adrenal

Cortisol

ACTH

Imunski odziv – citokini signalizirajo moţganom,

da sproţi stresni odziv, ki zameji vnetje

CRH

Pituitary

Adrenal

Cortisol

ACTH

Stress

Amyg

CRH

PVN

Glukokortikoidi

Prevelika stimulacija osi HPA (preveč kortizola) vodi v imunosupresijo / imunoparalizo in povečano dovzetnostjo za okuţbe (napr operativni stres – bolnišnična okuţba)

Prešibka stimulacija osi HPA vodi v občutljvost na sistemski vnetni odziv

Stresni hormoni ščitijo pred vnetnimi

posledicami okuţb

• Podgane brez nadledvičnice poginejo zaradi virusnih okuţb – mehanizem je pretiran citokinski odziv (ne pa virusno breme)

Impact of CPB and cardiac surgery on circulating T-helper (CD3+

CD4+) lymphocytes in LCI and HCI-group of patients. Grosek S, Primozic J, Ihan A,

Wraber B, Gabrijelcic T, Kosin M. Intensive Care Med. 2006

T0-LCI T0-HCI

T1-LCI T1-HCI

T2-LCI T2-HCI

T3-LCI T3-HCI

0

500

1000

1500

2000

2500

Funkcije kortizola ob okuţbi

• Negativna selekcija nizkoafinitetnih klonov

limfocitov B v bezgavkah – afinitetno

dozorevanje in povečevanje avidnosti

protiteles

• Zamejevanje (pre)obseţnega sistemskega

vnetnega odlziva ob obseţnih okuţbah

Negativna povratna zanka vnetja -

aktivacija stresne osi

Sistemski vnetni in protivnetni odziv po

travmi (brez provnetnih tujkov) –

imunoparaliza zaradi kortizola in adrenalina

Paraneoplastični sindromi

• Paraneoplastični nevrološki sindromi

(PNS) so oddaljeni učinki raka na ţivčni

sistem. Pojavijo se pri pribliţno 1% vseh

pacientov z rakom. PNS lahko vključujejo

centralni ali periferni ţivčni sistem,

vključno z ţivčno-mišičnimi stiki in

mišicami.

Hipoteza o avtoimunski patogenezi

PNS

• Tumorska celica izrazi antigen, ki je enak antigenu nevronskih celic (onkonevralni antigen). Ko tumorska celica odmre, prevzame antigen lokalna dendritska celica in ga preko MHC I in II predstavi citotoksičnim T celicam in T celicam pomagalkam. CD8+ T celice prepoznajo antigen na tumorskih celicah in jih uničijo. CD4+ T celice pomagalke pa migrirajo skozi krvno-moţgansko bariero do perivsakularnih prostorov, kjer pomagajo B celicam pri tvorbi specifičnih onkonevralih protiteles in omogočijo napad citotoksičnih T celic nad nevroni

Paraneoplastični sindromi

centralnega ţivčnega sistema

• paraneoplastična cerebelarna degeneracija, paraneoplastični encefalomielitis, ki lahko vključuje cerebelarne simptome, avtonomno disfunkcijo in senzorično nevropatijo (limbični encefalitis, encefalitis moţganskega debla, cerebelitis, mielitis), paraneoplastični opsoklonus-mioklonus, z rakom in melanomom povezano retinopatijo, paraneoplastični »stiff-person« sindrom, paraneoplastična nekrotizirajoča mielopatija ter sindromi motoričnih nevronov (amiotropična lateralna skleroza (ALS), subakutna motorična nevropatija)

Paraneoplastični sindromi

perifernega ţivčnega sistema

• subakutna senzorična nevropatija,

avtonomna nevropatija, akutna senzori-

motorična nevropatija

(poliradikulonevropatija (Gullian-Barréjev

sindrom); brahialni nevritis), kronična

senzorimotorična nevropatija

(senzorimotorična nevropatije v povezavi z

malignimi monoklonskimi gamopatijami),

vaskulitična nevropatija ter nevromiotonija

Seznam diagnostično pomembnih

paraneoplastičnih protiteles.

• Anti-Hu* (ANNA-1)

• (mikrocelični ca.)

• Anti-Yo* (PCA-1)

• (ca. dojk, ginekološki ca.)

• Anti-Ri* (ANNA-2)

• (ca. dojk, jajčnikov, mikrocelični ca.)

• Anti-CV2* (CRMP5)

• (mikrocelični ca., timom)

• Anti-amfifizin*

• (ca. dojk, mikrocelični ca.)

• Anti-Ma1*

• (ca. maternice, jajčnikov, dojk, debelega črevesa)

• Anti-Ma2* (Ta)

• (ca. testisov)

• Anti-VGKC

• (timom, mikrocelični ca.)

Seznam diagnostično pomembnih

antigangliozidnih in anti-MAG protiteles.

• Anti-GM1* (IgG in/ali IgM)

• (multifokalna motorična nevropatija, amiotrofična lateralna skleroza (ALS), Guillain-Barréjev sindrom (GBS))

• Anti-asialo-GM1* (IgG in/ali IgM)

• (ALS, GBS)

• Anti-GM2* (IgG in/ali IgM)

• (GBS)

• Anti-GD1a* (IgG in/ali IgM)

• (Motorične in senzorimotorične nevropatije, ALS, GBS)

• Anti-GD1b* (IgG in/ali IgM)

• (Motorične in senzorimotorične nevropatije, ALS, GBS)

• Anti-GQ1b* (IgG in/ali IgM)

• (Motorične in senzorimotorične nevropatije, Miller-Fisherjev sindrom (MFS), GBS oftalamoplegija)

Protitelesa anti-MAG* (Z mielinom povezana glikoproteinska protitelesa)

• (Senzorimotorične ali demielinizirajoče periferne nevropatije, multipla skleroza (MS))

Nevroimunologija (zgod) = študij

MS

MS - avtoimuno

demielinizirajoče obolenje CŢS • Limfociti T, specifični za

mielin

• Migracija v ČŢS

• Lokalna vnetja, demielinizacija, okvara ţivčnih vlaken, brazgotinjenje s strani astrocitov, okvara prevajanja signalov

• največja incidenca med 20. in 40. letom; 2♀ : ♂;

• v Sloveniji preko 2.500 oseb z MS

MS – incidenca se povečuje z

oddaljenostjo od ekvatorja

Potek bolezni

1. progr. oblika s

superimponiranimi napadi

2. V 40% recidivno-remitentna

oblika v 6-10 letih v

sek.-prog. obliko

3. Primarno-prog.: začetek kasneje

(>45 let)

(10-15%)

4. Benigna oblika recidivno-

remitentne MS (20%)

Patogeneza

APC prek mol. MCH II v perif. krvi predstavijo MBP* in MOG** limfocitom Th1;

nastane trimolekularni kompleks

aktiv. limfocitov T in prehod prek HEB

v CŢS se limf. T reaktiv. prek tarčnih Ag

sproščanje proinflamatornih citokinov (TNFα, INFγ) in prek Ab posredovana aktivirana

aktivacija komplementa

1. okvara mielina

2. sproščanje nevrotrofičnih faktorjev

3. okvara HEB

nastanek DEMIELINIZIRAJOČIH PLAKOV

*MBP=mielinski bazični protein

**MOG=mielinski oligodendrocitni glikoprotein

***HEB=hemato-encefalna bariera

• DEMIEL. LEZIJE so najpog. v beli substanci v bliţini ventriklov, moţg. debla, bazalnih ganglijev in hrbtenjače, pogosto priz. tudi optični ţivec

• KLINIČNI DEFICIT je posledica kondukcijskega bloka v aksonih, ki nastane indirektno (demiel.) in direktno (zaradi toksičnih vnetnih mediatorjev, ki okvarjajo mielin)

Diagnostika

• nevrofiziološke preiskave: VEP, SSEP, BAEP

• preiskava likvorja: pleocitoza, ↑ proteini, ↑ gamaglobulini; IgG oligoklonalni trakovi na elektroforezi likvorja

• MRI: demiel. plaki periventrikularno, ki se ojačajo ob aplikaciji kontrastnega sredstva (gadolinij)

DISEMINACIJA PLAKOV V PROSTORU IN ČASU!

Likvorska diagnostika

• Določanje vrednosti osnovnih likvorskih parametrov

• Določanje koncentracije IgG v likvorju

• Citološka analiza likvorja

• Določanje OT z IEF koncentriranega likvorja na poliakrilamidnem gelu

• normalna koncentracija beljakovin v likvorju pri 70% bolnikov z MS

• blaga limfocitna pleocitoza pri 60% bolnikov z MS

• povišan deleţ IgG pri 70% bolnikov z MS

• pozitivni OT pri 87% bolnikov z MS

Zdravljenje

I. SIMPTOMATSKO: zdr. spastičnosti, bolečine,

urinarnih in črevesnih simptomov, epi napadov,

utrujenosti, depresije, tremorja/ataksije...

II. ZDRAVLJENJE ZAGONOV

III. ZDRAVLJENJE, KI VPLIVA NA POTEK

BOLEZNI

II. ZDRAVLJENJE ZAGONOV

• metilprednizolon 1g/dan i.v. 3-5 dni--------

prednizon p.o. nekaj dni

• MP:

- ↓ trajanje simptomov v času zagona

- ne vpliva na izhod bolezni in na dolgoročni potek bolezni

- lahko sčasoma izgubi učinkovitost

• za zdr. zagonov s HUJŠO PRIZ. in RETROBULB. NEVRITISA

• DELOVANJE: ↓ izločanje vnetnih mediatorjev, sprem. ekspresijo mol. MHC II, začasno zavre razgradnjo HEB

• STRANSKI UČINKI: porast telesne teţe, lunast obraz, osteoporoza, hipertenzija, katarakta, GIT krvavitve, motnje razpoloţenja

III. ZDR., KI VPLIVAJO NA

POTEK BOLEZNI

VPLIV NA:

• recidivno-remitentno MS

• sek.-progresivno MS z zagoni

• IMUNOMODULATORNA: INFβ, glatiramer acetat, IVIG

• IMUNOSUPRESIVNA: mitoksantron, azatioprin, ciklofosfamid, mikofenolat

• BIOLOŠKA TARČNA ZDRAVILA: natalizumab, idr.

• IMUNOREKONSTRUKTIVNA: transplantacija kostnega mozga, (transplantacija zarodnih celic – eksperimentalno)

INFβ

INFβ-1a: AVONEX® 30mcg 1x/teden i.m.

REBIF® 22mcg, 44mcg 3x/teden s.c.

INFβ-1b: BETAFERON® 250 mcg vsak 2.dan s.c.

DELOVANJE:

• Protivirusno,

• protivnetno,

• imunomodulatorno: inhibira aktivacijo in proliferacijo imunskih celic (specifično blokira MHC II molekule), adhezijo in migracijo celic prek HEB, ima regulatorni učinek na citokine,

• antiproliferativno.

Z zdr. moramo začeti zgodaj v poteku bolezni in ga nadaljevati neprekinjeno!

INFβ • ↓ št. zagonov za 30%,

• ↓ št. in velikost lezij na MRI glave,

• upočasni napredovanje bolezni,

• upočasni nastanek invalidnosti.*

STRANSKI UČINKI:

• simptomi podobni gripi

• spremembe na mestu injiciranja

• depresija

• abnormalnosti ščitnice

• patološki jetrni testi

• pojav nevtralizirajočih protiteles (NAbs)

*Bertolotto A. Et all. Immunogenicity of interferon beta: differences among products . J Neurol. 2004 Jun;251 Suppl 2:II15-II24

NEVTRALIZIRAJOČA PROTITELESA

(NAbs)*

• po 6-18 mesecih terapije

• ↓ terapevtski učinek

Tako klinična preskušanja kot neodvisne študije so pokazali:

• da se NAbs pogosteje pojavijo pri zdr. z IFNbeta-1b kot pri zdr. Z IFNbeta-1a

• med INFbeta-1a se NAbs pogosteje pojavijo pri uporabi Rebif-a kot Avonex-a

ZAKAJ PRIDE DO RAZLIK V IMUNOGENOSTI?

1. Razike v kvartarni strukturi (INFbeta-1b ni glikoziliran----nastajajo agregati---- ↑ imunogenost).

2. Razlike v proizvodnji, postopkih prečiščevanja in shranjevanju (posttranslacijske modifikacije) so vzrok za različno imunogenost med obema INFbeta-1a.

3. Način aplikacije, odmerek in pogostnost odmerkov:

Študije, ki so proučevale te razlike, je pogosto teţko interpretirati!

VERJETNO NA IMUNOGENOST VPLIVA KOMPLEKSNA KOMBINACIJA VSEH TEH FAKTORJEV:

a. Način aplikacije: ni jasnih dokazov, da naj bi bila i.m. administracija ↓imunogena (pri i.m. Aplikaciji INFbeta-1b so se NAbs pojavili kasneje in v manjših titrih)

b. Odmerek: ni dokazano, da ↑odmerek INFbeta ↑ pojav NAbs!!!

c. Pogostnost aplikacije: ↑pogosti odmerki naj bi ↑pojav NAbs -----tudi to ni bilo dokazano!

• Potrebno je testiranje po 12 in 24 mesecih terapije.

*Bertolotto A. Et all. Immunogenicity of interferon beta: differences among products . J Neurol. 2004 Jun;251 Suppl 2:II15-II24.

Pojav NAbs pri različnih INFbeta:

Betaferon 28-47%

Rebif 12-28%

Avonex 2-6%

Biološka razpoloţljivost IFN-β

Testiranje MxA v Sloveniji

• 2400 MS pacientov, 700 na interferonu

beta.

• Testiranje:

-pregledno: Luciferazni test (luciferase

reporter gene assay

- potrditveno, kvantitativno: Izraţanje gena

MxA »in vitro« (MxA mRNA quantification

(PCR) assay)

Luciferazni test

• Luciferazni test se uporablja za presejevnaje bolnikov z multiplo sklerozo, ki so na terapiji z interferonom (Avonex, Betaferon, Rebif).

• Učinek interferona se testira na celični liniji HL-116 (celice fibrosarkoma transficirane z luciferaznim genom – reporterski poleg gena MxA)

• Stimulacija celic z razredčinami interferona + bolnikovim serumom) (50 U/ml, 20 U/ml, 10 U/ml, 5 U/ml, 0 500 U/ml)

• Inkubacija (5 ur), dodatek luciferaznega reagenta, merjenje z luminometrom

Luciferazni test - rezultati

• Če serum pacienta ne deluje inhibitorno na ekspresijo luciferaznega gena, velja, da pacient nima NAB. V tem primeru testa ne ponavljamo, niti ne razširjamo v smislu kvantitativnega testiranja ekspresije gena MxA.

• Če serum pacienta deluje inhibitorno na ekspresijo luciferaznega gena, naredimo kvantitativno testiranje ekspresije gena MxA - na celični liniji A549 z metodo PCR v realnem času

Določanje NAb z MxA metodo PCR

• Učinek interferona se testira na celični liniji A549 (makrofagna)

• Stimulacija celic z razredčinami interferona + bolnikovim serumom) 10 IU/ml,5 IU/ml, 2,5 IU/ml, 0,625 IU/ml, 0,31 IU/ml, 0,15 IU/ml 0,07 IU/ml 0,03 IU/ml 0 IU/ml

• Izolacija RNA; RNA-cDNA transkripcija, PCR za gen MxA v realnem času; izračun titra za RNA za gen MxA

IU/ml/well IFN STD1 IFN STD2

0,125 0,094 0,093

0,25 0,156 0,136

0,5 0,327 0,331

1 0,687 0,727

2,5 1,827 2,038

5 2,23 2,182

10 2,232 2,299

Pomen NAb proti IFN-β

Glatiramer acetat

• Copaxone® 20 mg s.c./dan

• =sint. molekula, podobna MBP----

levkociti tako “napadejo” glatiramer acetat

namesto mielina

• ↓ št. relapsov

• ↓ št. novih lezij na MRI glave

• STRANSKI UČINKI: pri 15% sprem. na mestu injiciranja, bol. v prsnem

košu, tahikardija, dispnoa

Tarčna zdravila

a. NATALIZUMAB (TYSABRI®)

= monoklonsko protitelo (MAb)

veže se na integrin α4β1 na površini levkocitov

DELOVANJE: 68% ↓relapsov,

42 %↓ prizadetosti,

92% ↓ aktivnih lezij v CŢS

↓ izguba vida,

↓ kognitivnega upada,

↑kvaliteta ţivljenja*,

*Dosegljivo na: http://en.wikipedia.org/wiki/Natalizumab

KAKO LIMFOCITI Th1 pridejo prek

HEB v CŢS?

preko povezave integrinskih mol.

na levkocitih (LFA-1 in α4β1) z

adhezijskimi mol. ICAM-1 in

VCAM-1 na endotelijskih celicah

HEB

• prek α4β1 se levkociti

veţejo na VCAM-1

-------vstopajo v CŢS • Natalizumab se veţe na α4β1

in prepreči vstop levkocitov v

CŢS

▼▼α4β1

VCAM-1▲

INDIKACIJE ZA ZDRAVLJENJE Z

NATALIZUMABOM

1. bolniki, ki so imeli kljub zdravljenju z IFN-β

vsaj en zagon v letu zdravljenja in vsaj 9 T2

lezij ali 1 obarvano z Gd.

2. bolniki s hitro napredujočo in zelo aktivno MS,

ki se kaţe z 2 ali več zagoni v zadnjem letu, 1

ali več z Gd obarvanimi lezijami ali znatnim

povečanjem površine T2 lezij

DRUGA MONOKLONSKA

PROTITELESA

daclizumab (Zenapax):

• humanizirano IgG1 MAb, pridobljeno z rekomb. tehnologijo, ki se specif. veţe na α podenoto rcp IL-2, ki se izraţa na površini aktiviranih levkocitov;

• trenutno registriran za profilakso akutne zavrnitvene reakcije pri bolnikih z renalnimi transplantati*

rituximab (Rituxan):

• MAb, ki selektivno deluje na limfocite CD20+ in preko več mehanizmov povzroči eleminacijo limfocitov B (tudi kanceroznih) iz telesa---- s tem omogočena sinteza novih, zdravih populacij

• registriran za zdr. hematoloških malignomov (levkemije, limfomi), profilakso akutne zavrnitvene reakcije pri bolnikih z renalnimi transplanti in revmatoidnega artritisa;

• Poročajo tudi o učinkovitosti pri vrsti drugih avtoimunih bolezni (MS, Sjögren sy, idiopatska trombocitopenična purpura, SLE)**

alemtuzumab (Campath): http://www.youtube.com/watch?v=dK66aRy6wR8

Večina teh zdravil je v fazi 2 kliničnega preskušanja za zdravljenje MS!!

Dosegljivo na: *http://www.rocheusa.com/products/zenapax/pi.pdf

Dosegljivo na: **http://en.wikipedia.org/wiki/Rituximab

NOVE (EKSPERIMENTALNE) OBLIKE

ZDRAVLJENJA

• IMUNOMODULIRAJOČA ZDRAVILA:

- sfingolimod FTY720, teriflunomid, laquinimod,

fumaratno zdravilo BG00012

- preizkušajo se tudi KOMBINACIJE zdravil

• SPOLNI HORMONI

• sintetični KANABINOIDI

• BLOKATORJI K KANALOV (aminopiridini)

• STATINI

Vnetje in nevrodegeneracija

• Termin nevrodegeneracija pomeni

patološko stanje, ki vodi k strukturni in/ali

funkcionalni izgubi nevronov;

• V skupino nevrodegenerativnih bolezni

prištevamo bolezni specifičnih nevronov

ali specifičnih nevronskih podskupin v

striktno določenih anatomskih sistemih;

• Vse ND bolezni so progresivne in

ireverzibilne.

125

Mehanizmi nevrodegeneracije

• Napačno zlaganje (misfolding) in

agregacija proteinov

• Oksidativni stres

• Staranje ţivčevja

Zunanji dejavniki

• Prioni, virusi, strupi...

126

Napačno zlaganje proteinov

Lahko je rezultat nekega posameznega

dogodka, ali pa:

• Mutacije proteinov;

• Polimerizacije proteinov;

• Fosforilacije;

• Proteolitičnega cepljenja proteinov.

127

Primeri nevrodegenerativnih bolezni

• Alzheimerjeva bolezen

• Huntingtonova horeja

• Amiotrofična lateralna skleroza

• Parkinsonova bolezen

• Multipla skleroza

• ....

DSM-IV kriteriji za demenco

• Bolnik ima izgubo intelektualnih sposobnosti

• Ima motnje spomina

• Ima vsaj eno od naslednjih motenj: Afazijo, Apraksijo,

Agnozijo, Motnje izvršitvenih funkcij

• Motnja se ne pojavlja le med delirijem

• Ima specifično organsko motnjo, ki jo lahko

poveţemo z demenco; organsko motnjo pa lahko

predpostavimo, če izključimo duševno bolezen

129

Alzheimerjeva bolezen

130

Prvič jo je opisal Alois Alzheimer leta 1907 pri 50

letni gospe – Augustine D.;

Emil Kraepelin je bil prvi, ki je opisal to bolezen kot

„presenilno demenco,‟ v osmi izdaji učbenika

Textbook of Psychiatry, leta 1910.

Epidemiologija demenc

131

• V svetu (≥65 let) 7% (v RS 17500);

• V razvitem svetu 10% (v RS 25000);

• 60% Alzheimerjeva bolezen;

• 15% Bolezen Lewyijevih telesc;

• 10% Mešana (AD+Vaskularna);

• 5% Vaskularna;

• 5% Frontotemporalna;

• 5% Druge

Nevropatologija AB

132

Oblikovanje beta amiloidnega plaka

133

Beta amiliod je rezultat AB42

134

Beta amiloid razpada s

pomočjo encimovna AB

40 in AB 42. PDAPP

transgenične miši

proizvajajo mutantni

APP.

Hipoteza: če PDAPP

mišim damo AB42 kot

imunogen, ki naj bi

induciral anti-AB42

imunski odziv, lahko

pričakujemo redukcijo

nevropatologije vezano

na beta-amiloidne plake

.

Vloga nevroimunoloških interakcij pri

AB

Komplement

• Prva bolezen pri kateri so ugotovili, da je

komplement lahko aktiviran brez

protiteles;

• Agregirani amiloid beta je aktivator

komplementa;

• Amiloid –P, C-reaktivni protein, ki so

povišani pri AB, sta oba aktivatorja

komplementa.

135

Pentraksini

• Amiloid P in C-reaktivni protein sta

pentraksina;

• Oba sta, v predelih moţganov, kjer so

patološke spremembe tipične za AB

zvišana ;

• CRP – asociacija s poškodovanimi vlakni

v plakih;

• AP –asociacija z ekstarcelularnimi

amilioidnimi depoziti. 136

Prostaglandini

• Modulacija vnetja;

• Prekurzor – arahidonska kislina, encim-

ciklooksigenaza (COX-1 in COX-2);

• COX-1 in COX-2 – zviţana v AB

spremenjenih moţganih;

• Epidemiologija – ljudje, ki jemljejo NSAID

imajo manjšo verjetnost da zbolijo z AB.

137

Vnetni citokini in spominski

procesi

Bolniško vedenje

• Sindrom bolniškega vedenja je skupek nevrovedenjskih simptomov, ki omogoča prilagoditev v pogojih bolezni

• Simptomi: anoreksija, izguba telesne teţe, spremenjen vzorec spanja, psihomotorična upočasnjenost, utrudljivost, zmanjšanje raziskovalnega vedenja, socialni umik, zmanjšan libido, spremenjena zaznava bolečine, anhedonia.

• Pri ljudeh in ţivalih obstaja korelacija med dvigom ravni vnetnih citokinov in naštetimi simptomi, farmakološki vnos (lahko tudi periferni) IL-1,IL-6 ali TNF-α povzroči vedenjske efekte bolezni, inhibitorji signaliziranja vnetnih citokinov blokirajo vedenjske efekte bolezni

• V zadnjem času se je seznamu simptomov dodala tudi prizadetost kognitivnih sposobnosti, še posebej procesov učenja in spomina

• Vnetni citokini uravnavajo vedenje tudi pri zdravih ţivalih

Spominski procesi • Spomin je pridobljen skozi proces učenja, tekom katerega povzročijo

izkušnje trajne spremembe v ţivčnem sistemu

• Sinaptična plastičnost predstavlja osnovo ustvarjanja spomina

• Fenomen dolgoročne potenciacije LTP: Kratkotrajna visokofrekvenčna stimulacija hipokampalnih aferent povzroči stalno povečevanje njihov sinaptične moči znotraj dentatnega girusa

• Moţgani so sposobni plastičnosti na nivoju celih nevronov s pomočjo oblikovanja novih nevronov – nevrogeneza, spremembo v ravni nevrogeneze spremlja podobna sprememba v spominskem funkcioniranju

• Številne moţganske strukture so udeleţene pri različnih vrstah spomina

• Pri ljudeh je hipokampus odgovoren za deklerativni spomin (za dejstva in dogodke) in prostorsko navigacijo

• Različne paradigme omogočajo razlikovanje med hipokampalno odvisnimi in neodvisnimi spominskimi procesi

Vnetni citokini v moţganih

vplivajo na vedenjske procese

• Da bi vnetni citokini lahko vplivali na učenje in spomin, morajo doseči moţgane in vplivati na ţivčne procese.

• Vnetni citokini se izločajo periferno (imunske celice) ali v centralnem ţivčnem sistemu (nevroni in glia celice).

• Periferno izločani citokini IL-1, IL-6 ali TNF-α prehajajo preko BBB pasivno v cirkumventrikularnih organih ali z aktivnim transportom na drugih področjih.

• Citokini lahko sproţijo sintezo in sekrecijo manjših mediatrojev, ki zlahka preidejo čez BBB, kot so prostaglandini.

• IL-1 in TNF-α aktivirata aferentna vagalna vlakna. Vagotomija blokira številne centralno mediirane efekte periferne imunske aktivacije.

• Citokini direktno povzročajo spremembe v nevrotransmitorskih in nevroendokrinih sistemih vključno z monoaminergičnim sistemom in HPA osjo.

Mehanizmi vpliva vnetnih

citokinov na spominske procese

• Nevronska plastičnost: zvišane ravni IL-1 imajo škodljiv vpliv na LTP v in vivo in in vitro raziskavah, pri eksogeni aplikaciji ali enodogeni produkciji (staranje, stres). Ta vpliv mediirajo aktivirane protein kinaze in ROS.

• Po LTP se poveča izraţanje IL-1 gena, IL-1 je potreben v fizioloških ravneh za hipokampalni LTP (obrnjena U krivulja)

• Podobno so raziskave pokazale tudi za IL-6 in TNF-α

• Aktivacija HPA osi in posledično izločanje kortizola je drugi predpostavljeni mehanizem vpliva; IL-1 povzroča izločanje na vseh ravneh (CRH, ACTH in kortizola).

• Ob dvigu IL-1 se izločajo prostaglandini, in vbrizganje inhibitorjev encimov njihove sinteze COX je blokiralo vpliv IL-1 na spomin.

• Vnetni citokini vplivajo na nevronsko proliferacijo in diferenciacijo (spodbujajo razvoj astrocitov in oligodendrocitov ter blokirajo razvoj nevronov) ter izločanje nevrotrofičnih faktorjev

Vnetni citokin in demenca

• Pri bolnikih za AD ugotavljajo zvišan IL-1, IL-6 in TNF-α ter zniţan IL-1ra v CSF in serumu ter korelacijo med IL-6 in stopnjo demence

• Inhibitorji acetilholinesteraze zniţajo raven IL-1 v hipokampusu in krvi (Pollak et all., 2005)

• Bolniki za AD, ki so imeli v serumu merljivo koncentracijo IL-1beta (> 2.5 pg/ml) so imeli po 2 mesecih večji kognitivni upad, kot bolniki z nemerljivo koncentracijo (Holmes, 2003)

• Pri bolnikih z Downovim sindromov so ugotovili korelacijo med nivojem IL-6 in demenco

• Raziskava na 500 zdravih posameznikih je pokazala korelacijo med IL-6 in slušno prepoznavo, delovnim spominom in izvršitvenimi funkcijami (Marsland et al., 2006)