Az immunrendszert clz terpik v Stimulci v Modulci

Az immunrendszert célzó terápiák: v Stimuláció v Moduláció v Szuppresszió

IMMUNOMODULÁTOROK Az immunválasz módosítására - pozitív, vagy negatív módon 1) Bakteriális eredetű anyagok: Freund adjuváns (CFA)-mycobacterium tuberculosis humán: BCG (mycobacerium) – melanoma, carcinoma Mf, T, B, Nk sejtek stimulálása, IL-1 termelés muramyl dipeptid és származékai-kevésbé toxikus Staphylococcus aureus – superantigen - poliklonális Escherichia coli hőlabil enterotoxin (LT), CT - adjuváns hatás 2) Citokinek: rekombináns fehérje (IL-1. IL-2, Epo) citokin antagonisták: jelátvitel gátlók szolubilis receptorok: TNF, IL-1, IL-4 3) Ellenanyagok: pl. ellenanyagok citokinek v. citokin receptorok ellen, más membrán molekula, receptor ellen…. .

Immunmoduláció alkalmazása: Autoimmun és allergiás betegségekben Okozati kezelés: v Peptid – pl. SLE hez kapcsolódó autoantigénnek megfelelő DNS-mimotóp peptidek, epitóp peptidek v. Tolerancia indukció v. Patogén (autoreaktív, vagy Ig. E) ellenanyagtermelés megakadályozása v. Citokin hálózat szabályozása v. Jelátviteli folyamatok ” v. Apoptózis alapú terápiák

1. Bakteriális immunmodulátor szerek

Immunmoduláció koleratoxinszerű enterotoxinokkal Escherichia coli hőlabilis toxin (Etx) A alegység: A 1 (toxikus), A 2 (adaptor) (ADP riboziláció, c. AMP , -> PKA Cl- kiáramlás, H 2 O beáramlás) B alegység (nem toxikus) - adjuváns pentamer gyűrű- stabil nem kovalens kapcsolat nagy affinitás: KD= 7 -5 x 1010 Receptor: GM 1 (membrán raft) Nyálkahártyán, vagy szisztémás bejuttatás hatékony immunogén! Hatás: tolerancia indukció (autoag) adjuváns

Mikor használható a kolera-szerű enterotoxin B tolerancia indukcióra? Betegség antigén prep immunizálás SRBC-Ctx. B p. o. BCG-Ctx. B p. o. EAE (patkány) MBP-Ctx. B p. o. Diabetes insulin ins-XCtx. B p. o. Arthritis none ETXB s. c. Diabetes none CTx. B i. v. , i. p (Experimental Autoimmune Encephalomyelitis - multiple sclerosis modellje) (NOD egér) (mucosa vakcináció) Humán: CTB –nem toxikus, jó adjuváns, kolera elleni vakcináció orális vakcina: inaktivált vibrio cholera +CTB Ig. A , memória Nyálkahártyán keresztül tolerancia kiváltása HSP-uveitis-ben (CTBpeptid kunjugátummal)

Etx B alegység Hatása a receptorral való kölcsönhatáson alapul • Poliklonális B aktiváció • Proliferáció nélkül • Több fehérje szintézisének fokozása: MHCII, B 7, CD 40, ICAM 1, IL 2 Ra • Terápia: Terápia lokális ea termelés • TH 1 –kapcsolt betegségek, • autoimmun betegségek • graft kilökődés

Az endotoxin expozició hatása az allergiára és asztmára Gram negatív baktériumok külsősejtfalán – LPS O-antigén: ismétlődő O-poliszaharid (glycan polimer) Immunstimulátor: Lipid A konzervált a különböző baktérium fajok özött Adjuváns hatás -T memória kialakulás IL 12, IFNg termelés Mikroba-gazdag környezet kevesebb asthma

Az LPS IL 12 termelést indukáló hatása vér limfocitákban Hasonló hatás IFNg termelésre TH 1 eltolódás, TH 2 citokin termelés visszaszoritása atópiás immunállapot és az ehhez kapcsolt betegségek kialakulásának megelőzése

Az endotoxin TH 1 típusú választ vált ki, egyben elnyomja az allergiához vezető TH 2 választ

Fordított összefüggés: mikróbákkal való fertőzöttség illetve az allergia és asthma előfordulása között Øa házipornak, állatoknak, pasteurizálatlan tejnek kitett gyerekek között alacsony valószínűséggel fordulnak elő allergiás megbetegedések ØVáros >>> falu: ØAllergia ØGyakori fertőzések gyermekközösségekben (légúti és gyomor-, bélfertőzések) ØHigénia? „Hygiene hypothesis”

DE: az endotoxin kétélű kard, az asztma kiváltásában is szerepe lehet

endotoxin Időzítés, dózis, környezeti ko-faktorok, genetikai tényezők endotoxin Időzítés, környezeti faktorok, dózis, genetikai tényezők határozzák meg, hogy az endotoxin hogyan hat. Cél: minimális károsítás, optimális védelem, a terápia optimatizálása fontos

2. Citokinek: • rekombináns fehérje (IL-1. IL-2, Epo) • citokin antagonisták: IL-1 RA jelátvitel gátlók • szolubilis receptorok: TNF, IL-1, IL-4 • specifikus , nagy affinitás, • természetes előfordulás testnedvekben (proteolitikus hasítás v. alternativ splicing) • a biol. választ nem aktiválják • neutralizálja a ligandum hatását • relatív hosszú életidő • kevéssé immunogén

Citokinek: Immunmodulátor hatás alkalmazás, eredmény IFNa természetes immunitás nő anti-tumor válasz nő IFNb „ IFNg immunválaszképesség nő „ IL-2 aktivált killer sejtek anti-tumor hatás IL-4 TH 2 válasz nő ellenanyag termelés nő IL-10 TH 1 választ elnyomja sejtes citotoxicitás csökken, autoimmun IL-12 TH 1 választ erősíti sejtes citotoxicitást növeli, anti-tumor Fas(CD 95) CD 8 citotoxicitás, timuszban deléció ligandum szolubilis forma graft kilökődést, autoimmunitást gátol TGFb sebgyógyulást segíti, specifikus immunválaszt csökkenti IL-1 RA IL-1 R kötődését gátolja szeptikus sokk megelőzése, allergiás reakciók GM-CSF FVS termelés nő neutropénia „ „ , fertőzések ellen gyulladásgátló

Az anti-TNF- terápia gyulladásgátló hatása rheumatoid arthritis-ben Anti-TNF hatásmechanizmusa RA-ban: • Gátolja a citokin/ chemokin produkciót • Csökkenti az angiogenezist • Gátolja a leukocyta inváziót • Gátolja a matrix metalloproteinázokat

3). Ellenanyagok által közvetített terápiák: Ø Kórokozó eltávolítása –hiperimmun szérummal (passzív immunizálás) (veszettség, hepatitis B, CMV, RSV, varicella/zoster) Ø Fertőzés megelőzés : RSV (respiratory syncytial virus) ØToxin neutralizáció- pl. kígyóméreg, tetanusz Ø Funkció gátlása: pl. véralvadás gátlása Ø Sejtek eltávolítása: pl. anti-CD 20+ B sejtek depléciója ØTargeting célzott terápia

Ellenanyagok célpontjai lehetnek: ØSejtfelszíni receptorok ØCitokinek és receptoraik: • Graft versus host betegség (GVH) • Malignus tumor • Immunszuppresszió (a-MHCII, a-MHCI) • Gyulladás • Vérlemezke aggregáció Az ellenanyagok alkalmazási területei: üBetegség kimutatása: malignus sejtek kimutatása-metastasis üPrognózis - membrán markerek expressziója alapján üHiperimmun ellenanyagok: intramuscularis, intravénás alkalmazás üAutoimmun, allergiás esetek, gyulladás ellen (IVIG) – Fcg R-től függő hatás üHelyettesítés : immunhiányos állapotok, autoimmun betegségek

Poliklonális ellenanyagok: Nem ag specifikus immunszuppresszió Állatok humán limfocitákkal való immunizálása: sejtes immunválasz elnyomása: Ø anti-timocita szérum, anti-timocita globulin: T sejtes választ gátolja Ø anti-limfocita szérum, anti-limfocita globulin Limfopénia – graft (beültetetett szerv) kilökődés ellen, GVH ellen Problémák: standardizáció, nem szelektív a T sejtekre idegen fehérje –immunválasz (szérum betegség) ezért:

Monoklonális ellenanyagok: Ø Homogén Ø Szelektivitás Ø Humanizált ellenanyagok – nincs ellenük immunválasz Graft kilökődés elkerülésére: anti CD 3: T sejtpopuláció átmeneti eltávolítására, funkció kiesés de aktiválhat is! APC és/vagy T sejt receptoraihoz kötődnek- immunszuppresszió MHC II MHC I ICAM-1 APC B 7 CD 40 CD 4 vagy CD 8 TCR üNem mitogén anti-CD 3 üKo-stimuláció gátlás: CTLA 4 -Fc üTsejt depléció: anti-CD 52 (Campath) CD 3 T sejt LFA-1 üAntigén specifikus gátlás: ag / peptid üCD 28 szuperagonista -Treg nő („cytokin storm” Ember állatmodell) CD 28 CD 40 L üTNFa gátlás IL-2 R ügyulladásgátlók üCitokin-citokin-R gátlás

Nature Reviews Cancer 2; 750 -763 (2002); doi: 10. 1038/nrc 903 LIGAND-TARGETED THERAPEUTICS IN ANTICANCER THERAPY < previous next >

B sejt receptorok, szerepük a sejt szaporodásban és aktivációban: potenciális terápiás lehetőségek Benlista (belimumab) Autoimmun fenotípus fehérje változás CD 19 CD 22 Bcl-2 Fas mutation BAFF Lyn SHP-1 mutation

Monoklonális ellenanyagok: Cél: Depletáló ellenanyagok B-sejteken kifejeződő molekulák ellen (CD 20, CD 22, and CD 52). A B sejtek túléléséhez és aktivációjához szükséges faktorok és jelpályák gátlása (CD 40/CD 40 L és BLy. S/BR 3 jelpálya) v maximális specifitás: targeting neutralizáció szignalizáció v minimális immunogenitás: humanizált/humán ellenanyagok v optimális effektor funkció: tervezett ellenanyagok: effektor funkciók tervezése: ADCC - Fc. R CDC - C 1 q kötés, komplement aktiválás fagocitózis – Fc. R, CR féléletidő - Fcn

Autoimmun betegségekben alkalmazott monoklonális ellenanyag terápiák

Ellenanyag terápiák- saját ellenanyagok lecserélése Plazmaferezis: plazma ~50 %-át távolítják el (Ig. G 20 %, Ig. M ~50 %) Immunkomplexek eltávolítása a keringésből: autoimmun betegségek: szövet-specifikus Ig. G termelés: pl. Goodpasture’s szindróma: tüdő, vese (ea glomerólusok bazális membránja ellen) myasthenia gravis (anti-acetilkolinreceptor) Ellenanyag túltermelés: Waldenström makroglobulinémia –Ig. M hideg agglutinin hemolitikus anémia -Ig. M

Intravénás Ig terápia, (IVIG) Immunmodulátor, gyulladásgátló hatás IVIG alkalmazása -példák • Neuroimmunológiai betegségek: demyelinizáció-val járó betegségek - komplement hatás gátlása MS (? ) • Primer immunodeficiencia: immunhiány: Ig < 400 mg/dl --pótlás • Idiopátiás trombocitopénia purpura: vérlemezke kevés- IVIG gátolja a fagocitózist • CLL: bakteriális infekciók ellen hat • Fertőző betegségek, toxikus sokk (100 000/ÉV) –szepszis neutralizáló, opszonizáló ea, antibakteriális ea, fagocitózist stimuláló • Kawasaki betegség: krónikus vasculitis- IVIG - neutralizáló hatás, koronária tágulatot megelőzi

IVIG alkalmazás folyt. • HIV- poliklonálisan aktivált B sejtek –– magas auto-ellenanyag szint Specifikus ellenanyagok nem képződhetnek - IVIG ezt gátolja B sejten • Parvovirus : DNS virus, eritroid prekurzorokat támadja meg -> lízis, anémia, retikulocitopénia • Szervátültetés: allo-antitest szuppresszió • Neonatális alloimmun trombocitopénia, • Immun trombocitopénia

α 2, 6 sziálsavat tartalmazó IVIG gyulladásgátló hatása - modell gyulladásgátló mediátorok α 2, 6 sziálsavat felismerő receptor: SIGN-R, emberben: DC-SIGN-dendritikus sejteken Anthony and Ravetch, J CLin Immunol. 2010. 30 suppl. S 9 -S 14

IMMUNSZUPPRESSZIÓ Nem kívánt immunválasz kiküszöbölésére: - Allergia - Autoimmun betegségek - Szervátültetés: kilökődés, GVH Antigén specifikus immunszuppresszió – szelektív tolerancia - a, Antigén-specifikus (pl. oralis tolerancia) b, Nem antigén specifikus • corticosteroidok • CY-A, FK 506, Rapamycin, • Sugárzás • citosztatikumok cél

Antigénre nem specifikus immunszuppresszió: Kortikoszteroidok Gyulladási reakciók gátlása - immunválasz gátlás Mechanizmus: glukokortikoszteroid - hormon receptorokon keresztül Természetben előforduló 21 C atomos szteroid hormon: kortikoszteroid- > a koleszterin metabolizmus terméke 90 % fehérjéhez kötött in vivo –kortikoszteroid kötő globulinhoz kötve >>5 -8% albumin –hoz; lebomlás ellen Lebontás helye: máj, 4 -5 kötés, keton csoport hidrolízise, konjugálódás: glukuronid, szulfát, 95%- át vese kiválasztja 1948: hidrokortizon (Reumatoid artitisz)

Szerkezete: szintetikus termékek: OH kortizol O CH 2 OH C=O prednizolon O OH O O Kortizon CH 2 OH OH C=O OH Prednizon (4 x hatásosabb mint kortizol!)

Szteroid hormonok hatásmechanizmusa sejtmembrán szteroid citoplazma szteroid receptor HSP-90 sejtmag citoplazma sejtmag szabályozó elem gén transzkripció m. RNS transzláció fehérje

Hatás: Ø leukociták cirkulációja neutrofil granulociták száma átmenetileg nő ( 6 h) más sejtek száma csökken (limfociták, eozonofil, bazofil, monocita) Ø sejtfunkció megváltoztatása : enzim felszabadulás-nem lizoszomális citokin felszabadulás: IL 1, IL-2, TNF, IL-6 limfociták aktiválhatósága, APC funkció fagocitózis Ø gyulladás elleni hatás: gyulladás kialakulásában szerepet játszó sejtek funkciója Ø metabolikus hatás: lebomlást elősegíti, lipid, fehérje, szénhidrát, nukleinsav Ø toxicitás A gének 1%-ának expresszióját szabályozhatja

A glukokortikoidok hatása a sejtszámra Sejt/mm 3 10, 0004, 000 - Neutrofil granulociták 2, 000 - Limfociták 400 - Eozinofilok 300 - Monocyták 100 - Bazofilok 6 h 12 h 24 h A változás átmeneti. Neutrofil: fokozott termelés a csontvelőben, + csökkent migráció Limfocita: T> B számuk csökken, CD 4> CD 8 Monocitopénia: gyulladásgátló hatás, baktericid aktivitás, fagocitózis, migráció , FCR C 3 R szám csökken

A kortikoszteroid terápia gyulladásgátló hatása Számos gén aktivitását regulálják Aktivitás Effektus IL-1, TNF, GM-CSF, IL-3, IL-4. IL-5, IL-8 Gyulladás (citokinek által közvetített NOS NO Foszfolipáz A 2 Ciklooxigenáz 2 Lipokortin Prosztaglandinek, leukotrienek Adhéziós molekulák Csökkent migráció Endonukleázok indukciója Apoptózis indukció (limfociták, eozinofilok)

Kortikoszteroidok immunszuppresszív hatásának mechanizmusa Ik. Ba gén kortikoszteroidok Megnövekedett transzkripció és fehérjeszintézis X Citokin gén NF-k. B Ik. Ba transzkripció

Nem szteroid természetű gyulladásgátlók 400 BC aszpirin fűzfa (Salix alba)- Hippokratesz Szintetikus előállítás : XIX sz. , ma USA – 15 x 106 kg / év Hatásmechanizmus: ciklooxigenáz gátlás prosztaglandin termelés gátlása • enzim aktív hely: szerin acetilálása (irreverzibilis) • arachidonsav kötődés gátlása (reverzibilis)

Hatásmechanizmus: Foszfolipid - sejtmembrán aszpirin foszfolipáz A 2 arachidonsav 15 HEPTE ciklooxigenáz 15 lipoxigenáz PGH 2 5 lipoxigenáz lipoxin vazodilatáció, LTB 4 antagonizmus + FLAP TBX PGI PGE 5 HPETE vazodilatáció trombocita 5 lipoxigenáz LTA 2 LTA 4 szintáz aggregáció LTC 4 szintáz LTB 4 LTC 4 transzpeptidáz LTD 4 dipeptidáz LTE 4 simaizom kontrakció PMN kemotaxis érfal permeabilitás PMN aktiválódás citokin termelés T sejt ” érfal permeabilitás

A ciklosporin (Cs. A) és az FK 506 T sejt aktiválódás immunszuppresszív szerek a citoplazmában hatnak. NF-ATn szintézis, [Ca 2+] Különböző célmolekulákhoz kötődnek: a ciklofilinhez (Cy. P), ill. az FK-kötő fehérjéhez (FKBP) (FKBP A [ Ca 2+] aktiválja a calcineurint, az NF-ATc-t aktiváló foszfatázt, Az aktivált NF-ATc bejut a magba és hozzákötődik az NF-ATn-hez, kialakul az aktív transzkripciós faktor, az NF-AT Génátírás aktiválása A Cs. A-Cy. P és a FK 506 -FKBP komplexek kötődnek a calcineurinhoz, megakadályozva [Ca 2+] általi aktivációját, ezáltal gátolják az NF-Atc aktiválódását Génátírás nem aktiválódik

A ciklosporin A és a takrolimusz immunológiai hatásai T sejtek: Erős, szelektív, CD 4+T helper sejt ellenes immunszuppresszív hatás IL-2, IL-3, IL-4 GMCSF, TNFa CSÖKKENT EXPRESSZIÓ CSÖKKENT PROLIFERÁCIÓ CSÖKKENT CALCIUM FÜGGŐ EXOCITÓZIS CSÖKKENT APOPTÓZIS (AICD) B sejtek: CSÖKKENT PROLIFERÁCIÓ A T SEJTES SEGÍTSÉG HIÁNYA MIATT, CSÖKKENT PROLIFERÁCIÓ ANTI-Ig KERESZTKÖTÉSRE, CSÖKKENT APOPTÓZIS Granulociták: CSÖKKENT CALCIUM FÜGGŐ EXOCITÓZIS (szerin eszteráz tartalmú granulumok) Rapamycin: FK 506 -hoz hasonló, CD 28 jelátvitelt gátol. , nem Ca 2+ függő

Citotoxikus szerek: % ellenanyagtermelő sejt Az osztódó sejteket pusztítják el -DNS szintézis fázisában ( azatioprin, metotrexát), vagy -minden fázisban (ciklofoszfamid) Specifitás? Sejtciklusra nem specifikus (UV, besugárzás) S-fázis- specifikus (azatioprin, metotrexát)) Sejtciklus-specifikus (ciklofoszfamid, klorambucil) 100 10 10. 1 - 24 órával az antigén előtt adva dózis 24 órával az antigén után adva Különböző immunszuppresszív szerek hatása az ellenanyagtermelő sejtek számára

Citotoxikus immunszuppresszív szerek szerkezete és metabolizmusa Purin bioszintézist gátolja (DNS szintézis fázisa) DNS alkilező szer, nem stabil (Minden fázisban) The structure and metabolism of the cytotoxic immunosuppressive drugs azathioprine and cyclophosphamide. Azathioprine was developed as a modification of the anti-cancer drug 6 -mercaptopurine; by blocking the reactive thiol group, the metabolism of this drug is slowed down. It is slowly converted in vivo to 6 -mercaptopurine, which is then metabolized to 6 -thio-inosinic acid, which blocks the pathway of purine bio-synthesis. Cyclopho-sphamide was similarly developed as a stable pro-drug, which is activated enzymatically in the body to phosphoramide mustard, a powerful and unstable DNA-alkylating agent.

A ciklofoszfamid hatása a limfocitákra: elsősorban a DNS szálak keresztkötése B sejtek általában lassabban regenerálódnak a hatás kifejezettebb mint T sejteken

Antigén specifikus immunszuppresszió Rh negatív terhes anyák megelőző anti-D Ig. G terápiája:

ORALIS TOLERANCIA INDUKCIÓ • Myelin bázikus protein (MBP) • Inzulin • Kollagén II-IV Lokális mucosa immunrendszerre kifejtett hatás (Th 2 aktiváció, TGF ß termelődés serkentése) Receptor-ligand kötések (CD 28 -B 7, CD 40 -gp 39) gátlása

Az orálisan adagolt antigén megvédhet autoimmun betegségekkel szemben. Experimental allergic encephalomyelitis= EAE

Szignál-terápia – szelektivitás? (pl. tirozin kináz gátló szerek, JAK gátló PI 3 -Kg gátlók…. ) Halál receptor Túlélésreceptor