Płytki krwi jako regulatory procesów odpornościowych

PŁYTKI KRWI JAKO REGULATORY PROCESÓW ODPORNOŚCIOWYCHNa podstawie artykułu naukowego Płytki krwi jako regulatory procesów odpornościowych, Ewa Ważna, Zakład Immunologii Klinicznej Instytutu Transplantologii Akademii Medycznej w Warszawie

Artur Nowakowski, Patrycja Góralczyk

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Nauk Medycznych

PLAN PREZENTACJI

• Płytki krwi• MPV – mikropęcherzyki uwalniane z płytek• Płytki krwi jako regulatory procesów odpornościowych• Płytki krwi jako mediatory reakcji zapalnej• Rola płytek w progresji choroby nowotworowej• Wpływ PMV na hemopoezę• Selektyna p, czynnik tkankowy, receptory płytkowe GP IIb/IIIa• Podsumowanie

2

PŁYTKI KRWI – PODSTAWOWE INFORMACJE

• Bezjądrowe fragmenty megakariocytów• Zawierają ziarnistości odpowiedzialne za proces krzepnięcia, fibrynolizy i skurczu naczyń krwionośnych• Najmniejsze składniki komórkowe krwi obwodowej• Łączą się miedzy sobą dzięki obecności białek adhezyjnych (integryna GP IIb/IIIa)• Biorą udział w interakcjach z neutrofilami, monocytami, makrofagami, fibroblastami• Uwalniają m.in. PDGF oraz selektynę P (biorą udział w reakcjach zapalnych)

3

MPV – MIKROPĘCHERZYKI UWALNIANE Z PŁYTEK

• MV i MP – krążące fragmenty błon komórkowych aktywowanych komórek eukariotycznych uwalniane do przestrzeni zewnątrzkomórkowej

PMV

• Mikropęcherzyki powstające z płytek krwi

• W swojej budowie zawierają białka, lipidy oraz MMPs• Mają liczne wyspecjalizowane receptory: glikoproteinę IIa/IIIa (CD41), Ib, IaIIa i selektynę P oraz lipidy takie jak:

sfingozyna, kwas arachidonowy• Biorą udział w: aktywacji komórek śródbłonka, stymulacji wydzielania cytokin, ekspresji czynnika tkankowego na

powierzchni komórek śródbłonka oraz chemotaksji monocytów• Oprócz tego prawdopodobnie biorą udział w przeżyciu złośliwych komórek hemopoetycznych i w zakażeniu HIV

4

MPV – MIKROPĘCHERZYKI UWALNIANE Z PŁYTEK

PMP

• Mikrocząstki powstające z PLT • Jest nośnikiem czynnika tkankowego• Tworzy nowe miejsca wbudowywania czynnika krzepnięcia VIIIa i Va• Wspomaga przejście czynnika X w Xa i protrombiny w trombinę

5

PŁYTKI KRWI JAKO REGULATORY PROCESÓW ODPORNOŚCIOWYCH

• CD154 – cząsteczka należąca do nadrodziny białek TNF-podobnych• PLT poprzez CD 154 indukują dojrzewanie komórek dendrytycznych • Umożliwia przełączenie klasy wytwarzanych przeciwciał (IgM/ IgD IgG)• Występuję także na powierzchni aktywowanych T CD4+ , komórek tucznych, limfocytów B i NK • Doświadczenia z podawaniem adenowirusa myszom (badanie wpływu CD 154 na zmianę produkcji przeciwciał)• Doświadczenie z aktywacją limfocytów T CD8+ przez PLT

• Prawdopodobnie, w sytuacjach fizjologicznych, w których liczba limfocytów B oraz T i ich odpowiedź antygenowo swoista jest osłabiona, PLT przejmują ich funkcję i powodują przekazywanie sygnału do komórki wzbudzając silną odpowiedź humoralną.

• TLR – grupa 11 receptorów biorąca udział we wczesnej odpowiedzi układu immunologicznego na wnikające patogeny.

6

PŁYTKI KRWI JAKO MEDIATORY REAKCJI ZAPALNEJ

• Liczba i agregacja PLT wzrasta w chorobach zapalnych jelit• Selektyna P ulegająca ekspresji na zaktywowanych płytkach krwi stanowi podstawę do tworzenia agregatów

płytek i leukocytów (PLAs)• Liczba PLAs wzrasta w stanach patologicznych, takich jak: choroby mieloproliferacyjne, ostre zespoły wieńcowe,

reumatoidalne zapalenie stawów, toczeń rumieniowaty układowy oraz posocznica• Aktywowane PLT mogą tworzyć skrzepliny w drobnych naczyniach powodując mikrozawał jelita, co może leżeć u

podstaw choroby Crohna.• Obecność zwiększonej ilości selektyny P stwierdzono także w chorobach stawów którym pierwotnie towarzysza

choroby jelit; nie wzrasta natomiast stężenie selektyny L- potrzebnej do kontaktu neutrofil-śródbłonek zarówno w chorobach stawów jak i zapaleniu jelita

• Przy stosowaniu azatiopryny (lek immunosupresyjny) przy zapaleniu jelita zmniejsza się ilość PLAs• Kwas acetylosalicylowy i glikokortykosteroidy stosowane w nieswoistych chorobach zapalnych jelit in vivo hamują

agregację płytek, ale nie wpływają na powstawanie PLAs• PLT prawdopodobnie przyczynia się do rozwoju reakcji zapalnej w astmie

7

ROLA PLT W PROGRESJI CHOROBY NOWOTWOROWEJ

PMV mogą ułatwiać wzrost guza pierwotnego, powstawanie przerzutów odległych oraz angiogenezę

• Transportują płytkową integrynę CD41 na powierzchnię komórek nowotworowych a w komórkach stymulują kinazozależną fosforylację białek MAPK p42/44 i AKT

• Wzmagają ekspresję metaloproteinaz macierzy typu-1• Działają chemotaktycznie, powodując silną odpowiedź ze strony komórek nowotworowych:

• Stymulują ich proliferację – powstawanie przerzutów odległych• Powodują nieprawidłową ekspresję cykliny D2• Wzmagają chemoinwazję

• Indukują ekspresję mRNA: metaloproteinazy 9, śródbłonkowego czynnika wzrostu naczyń, IL-8, czynnika wzrostu hepatocytów

• Wzmagają adhezję ludzkich, żylnych, pępkowych komórek śródbłonka• Są ważnymi cząsteczkami uczestniczącymi w przekazywaniu sygnału do wnętrza komórek, zwłaszcza do komórek

nowotworowych, modulując ich funkcje8


PMW mogą ułatwiać powstanie przerzutów odległych

• Powstawanie przerzutów jest procesem wieloetapowym, gdzie komórki nowotworowe z ogniska pierwotnego rozsiewają się do narządów odległych drogą naczyń krwionośnych, chłonnych bądź wzdłuż przebiegu nerwów

Kaskada przerzutowania:

• Angiogeneza

• Przejście przez ścianę naczynia

• Przetrwanie w krwioobiegu

• Zatrzymanie w narządzie docelowym

• Przejście przez ścianę naczynia

• Proliferacja

9


PMW mogą ułatwiać powstanie przerzutów odległych

• Do powstawania przerzutów nowotworowych i osteolizy konieczna jest obecność integryny β3

• Integryna β3 składa się z 2 podjednostek: αIIbβ3 (GP IIb/IIIa)oraz αVβ3

• Αvβ3 ulega ekspresji na wielu komórkach: osteoklastach, PLT, megakariocytach, komórkach śródbłonka nerek i łożyska

• Delecja integryny β3 powoduje:

• Dysfunkcję agregacji PLT

• Wrodzoną skazę krwotoczną

• Wysoką śmiertelność

• Osłabienie funkcji osteoklastów

10


Interakcje PLT z guzem nowotworowym, odpowiedzialne za powstawanie przerzutów nowotworowych:

• Komórki nowotworowe łączą się z płytkami, które ulegają adhezji do uszkodzonego śródbłonka naczyń i w ten sposób przyczyniają się do powstawania przerzutów odległych

• Agregacja PLT z komórkami nowotworowymi prowadzi do parakrynnej regulacji proliferacji i wzrostu komórek

• Antygeny komórek nowotworowych opłaszczone PLT mogą być chronione przed rozpoznawaniem przez układ immunologiczny gospodarza

• Komórki nowotworowe opłaszczone PLT oraz skrzep mogą mechanicznie rozsiewać komórki nowotworowe w organizmie

12

WPŁYW PLT NA HEMOPOEZĘ

PMV mogą spełniać istotną rolę w hemopoezie a także są ważnymi cząsteczkami uczestniczącymi w przekazywaniu sygnału niezbędnego do aktywacji komórek hemopoetycznych

• Liczba krążących PLT rośnie w stanach patologicznych:

• Posocznica

• Trombocytopenia wywołana heparyną (HIT)

• Leukofereza

• Leukofereza powoduje gęste opłaszczenie prekursorowych komórek hemopoetycznych cząsteczkami PMV

13


• Na powierzchni PMV poza cząsteczką CD41 (integryna αIIbβ3) oraz CD62P (selektyna P) znajdują się jeszcze inne cząsteczki adhezyjne:

• Receptor chemokin CXCR4

• Receptor trombiny PAR-1

• Antygen CD154 (ligand cząsteczki CD40)

• Płytkowy czynnik 4 (PF-4)

• Cytokinowe receptory: TNF-RI, TNF-RII, CD95

• PMV działają chemotaktycznie na prekursorowe komórki hemopoezy

• PMV hamują apoptozę oraz wzmagają proliferację i adhezję ludzkich prekursorowych komórek krwiotwórczych do fibrynogenu

• Z udziałem cząsteczki adhezyjnej CD41 (integryna αIIbβ3)14


• Jednym z wielu czynników odpowiedzialnych za pobudzanie proliferacji ludzkich prekursorowych komórek krwiotwórczych jest prawdopodobnie cząsteczka CD40 ligand (CD154), obecna na powierzchni PMV, która być może odpowiada za powrót czynności układu immunologicznego oraz hemopoezy po przeszczepieniu szpiku kostnego

• PMV dodatkowo aktywują kaskadę przekazywania sygnału do wnętrza komórki poprzez cząsteczki MAPK p42/44, PI-3K-AKT (w nowotworowych i prawidłowych komórkach hemopoezy), białko STAT, co skutkuje proliferacją i przeżyciem komórek

• PMV obecne w dużym stężeniu w tkankach, w których toczy się aktywny proces zapalny działają chemotaktycznie na komórki układu odpornościowego – monocyty, komórki NK, limfocyty T, limfocyty B i modyfikują adhezję fibrynogenu do ludzkich komórek hemo/ limfopoetycznych

15

SELEKTYNA P, TF, RECEPTORY PŁYTKOWE GP IIB/IIIA

• Aktywacja płytek krwi powoduje nie tylko agregację płytek ale także adhezję płytek do monocytów i neutrofilów, w której główną rolę odgrywa selektyna P (CD62P)

Selektyna P

• Obecna na powierzchni aktywowanych PLT łączy się ze swoim ligandem, obecnym na powierzchni leukocytów

• Poza CD62P oraz PSGL-1, inne cząsteczki adhezyjne takie jak: fibrynogen, integryna β2 biorą udział w adhezji płytek do leukocytów

• Połączenie płytek z leukocytami powoduje zmianę funkcji komórek, zaczynają one wytwarzać leukotrieny oraz prozapalne cytokiny

16


• Na powierzchni aktywowanych płytek i PMV są obecne różne receptory, umożliwiające oddziaływanie z innymi komórkami

Czynnik tkankowy (TF)

• Najważniejszy czynnik inicjujący wewnątrznaczyniowe krzepnięcie

• Bierze udział w powstawaniu czynnika VII/VIIa i aktywnego kompleksu czynnika X

• W fizjologicznych warunkach TF nie jest obecny we krwi obwodowej, natomiast ekspresję TF na powierzchni monocytów i komórek śródbłonka wzmaga obecność endotoksyn bakteryjnych oraz cytokin prozapalnych

• Aktywacja płytek jest czynnikiem niezbędnym do ekspresji TF na monocytach. Ekspresja TF na monocytach wymaga obecności CD62P

• Interakcja między płytkami a monocytami aktywuje ekspresję genu i syntezę TF

17


Czynnik tkankowy (TF)

• PLT mają na swojej powierzchni TF, który wykrywany jest również na powierzchni monocytów, po połączeniu monocytów z płytkami krwi przez CD62P

• Przeciwciała przeciwko CD62P hamują nie tylko ekspresję TF na powierzchni monocytów, po ekspozycji krwi na kolagen ale także hamują powstawanie trombiny i fibryny po aktywacji PLT

• Stwierdzono obecność TF na PLT po aktywacji kolagenem

• Przyleganie PLT do leukocytów powoduje aktywację leukocytów niezależną od obecności selektyny P, lecz wyłącznie od aktywacji płytek krwi „odsłoniętym” kolagenem

• Zauważono znaczny wzrost tworzenia połączeń leukocytów z PLT w obecności inhibitora receptorów płytkowych GP IIb/IIIa, poprzez hamowanie agregacji PLT i możliwość wiązania się PLT z innymi komórkami

• Do tworzenia połączeń PLT z leukocytami z udziałem selektyny P wymagana jest obecność jonów Ca2+ [47,69]. Połączenie jonów Ca2+ z selektyną P powoduje konformacyjne zmiany w domenie lektynowej, uwrażliwiając leukocyty na adhezję

18

PODSUMOWANIE

Coraz więcej danych wskazuje, że PLT odgrywają rolę nie tylko w krzepnięciu krwi, ale także w regulacji odpowiedzi immunologicznej i nowotworzeniu. Konieczne są dalsze badania, które mogą doprowadzić do opracowania nowych form immunomodulacji w oparciu o oddziaływania na PLT.

19

BIBLIOGRAFIA

Płytki krwi jako regulatory procesów odpornościowych (Platelet-mediated regulation of immunity)Ewa Ważna, Zakład Immunologii Klinicznej Instytutu Transplantologii Akademii Medycznej w WarszawiePostepy Hig Med Dosw. (online), 2006; 60: 265-277 www.phmd.pl e-ISSN 1732-2693

20

http://www.phmd.pl/

AUTORZY OPRACOWANIA

Artur Nowakowski, Patrycja GóralczykUniwersytet Warmińsko-Mazurski, Wydział Nauk Medycznych, Katedra Fizjologii Człowieka

21

Health & Medicine

Płytki krwi jako regulatory procesów odpornościowych