Llamas de la Bandera, Jose Antonio

Universitat Autònoma de Barcelona. Facultat de Biociències

Diposit Digital de Documents de la UAB

 INTRODUCCIÓ             OBJECTIUS  -Entendre el procés immunopatològic de l’esclerosi múltiple com a malaltia autoimmunitària a través de les cèl·lules T efectores, és a dir, quins autoantígens inicien la resposta immunitària, com s’activen aquests limfòcits T i com aquests viatgen fins al lloc d’acció al sistema nerviós central i realitzen la seva funció, en aquest cas, patològica, així com els efectes que produeixen.   -Definir les subpoblacions de cèl·lules T efectores més rellevants en l’esclerosi múltiple: com es diferencien als llinatges Th1 o Th17 (i  d’altres) i com actuen.   -Establir la xarxa de citocines que intervé en la malaltia, tot centrant-ho en l’IFN-γ (interferó tipus II γ) i la IL-17 (interleuquina 17) com a citocines crítiques, per relacionar tots els objectius anteriors.   -Finalment descriure altres mecanismes principals que donen lloc a aquesta malaltia relacionats amb Th1 i Th17.             CÈL·LULES T EFECTORES CRÍTIQUES EN LA MS I CITOCINES IMPLICADES  Les subpoblacions de cèl·lules T helper més crítiques en l’MS són les Th1 i les Th17, tot i que altres tipus de Th com les ThF i Th9, o les poblacions T- γδ o Treg també intervenen en aquesta malaltia. 5                                                        ALTRES MECANISMES QUE PODEN ESTAR IMPLICATS EN LA MS RELACIONATS AMB LES CÈL·LULES T EFECTORES                       PROCÉS  IMMUNOPATOLÒGIC DE LA MS                                           QUÈ ÉS L’ESCLEROSI MÚLTIPLE (MS)?          LIMFÒCITS T EFECTORS EN L’AUTOIMMUNITAT L’ESCLEROSI MÚLTIPLE  JOSE ANTONIO LLAMAS DE LA BANDERA. GRAU EN BIOLOGIA. FACULTAT DE BIOCIÈNCIES. UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONA. TREBALL DE FI DE GRAU 2013-2014  Autoantígens MS  Mielínics  proteïna bàsica de mielina (MBP)*, glicoproteïna oligodendrítica mielínica (MOG), glicoproteïna associada a la mielina (MAG), proteïna proteolipídica (PLP), α-enolasa, αβ-cristalina, β-arrestina, aquaporina AQP42.  * MBP  mimetisme molecular crític en MS per herpesvirus-6 humà  No mielínics  proteïnes de xoc tèrmic (HSP), proteïna S100 fixadora de calci dels astròcits, claudina (proteïna d’unions estretes), alguns antígens endotelials de la barrera hemato-encefàlica (BBB) i factors nuclears. BIBLIOGRAFIA  1. Richard P. Bunge, Mary Bartlett Bunge, And Hans Ris, Ph.D. Electron Microscopic Study of Demyelination in an Experimentally Induced Lesion in Adult Cat Spinal Cord. J. Blophysic. And Biochem. Cytol., 1960; 7 (4): 685-714  2. Abbas Mirshafiey, Mahsa Kianiaslani. Autoantigens and autoantibodies in multiple sclerosis. Iran J Allergy Asthma Immunol. 2013; 12: 292-303   3. J. M. Fletcher, S. J. Lalor, C. M. Sweeney, N. Tubridy and K. H. G. Mills. T cells in multiple sclerosis and experimental autoimmune encephalomyelitis. Clinical and Experimental Immunology. 2010; 162: 1-11   4. Richard M. Ransohoff1 and Britta Engelhardt. The anatomical and cellular basis of immune surveillance in the central nervous system. Nature Reviews. 2012; 12: 623-635  5. Franziska Petermann, Thomas Korn. Cytokines and effector T cell subsets causing autoimmune CNS disease. FEBS Letters. 2011; 585: 3747-3757    6. Amy E.Lovett-Racke, Yuhong Yang, Michael K. Racke. Th1 versus Th17: Are T cell cytokines relevant in multiple sclerosis? Biochimica et Biophysica Acta. 2011; 1812: 246–251  Diferències entre axons mielinitzats i desmielinitzats en talls transversals d’axons de medul·la espinal de gat. A la imatge de l’esquerra s’observen axons normals mielinitzats, on la membrana de l’oligodendròcit (beina de mielina) és gruixuda, compacta i altament organitzada. A la imatge de la dreta s’observen axons desmielinitzats, on la beina de mielina és molt més fina, més laxa i més desorganitzada. 1 FASES DE LA MS  En la MS s’han identificat 4 cursos clínics d’evolució:  a) RRMS (relapsing-remiting multiple sclerosis)  són brots clínics de la malaltia seguits d’una remissió.  b) SPMS (secondary progressive multiple sclerosis)  són episodis remitents-recurrents (RR) seguits d’una forma progressiva de la malaltia.  c)  PPMS (primary progressive multiple sclerosis)  és una forma progressiva des de l’inici de la malaltia. Absència de brots RR.             DISCUSSIÓ   El procés immunopatològic de desmielinització en la MS, per tant, el podríem dividir en 3 etapes:   1) En primer lloc, l’establiment de l’autoimmunitat en components mieloides del CNS, que tenen un mimetisme molecular amb components que podrien ser detectats com a patogènics pel sistema immune. Això genera cèl·lules efectores autoreactives als limfonodes que passen a la sang.   2) En segon lloc, l’entrada de les cèl·lules immunitàries al CNS a través de la barrera hematoencefàlica (BBB). Les cèl·lules T activades poden creuar fàcilment la BBB utilitzant VLA-4 (i LFA-1) com a lligand de superfície per a VCAM-1 (i ICAM-1), el qual és expressat en les cèl·lules endotelials del CNS.   3) Per últim, les reaccions immunitàries que es produeixen al CNS quan les cèl·lules T activades es troben amb els antígens específics presentats per la microglia. De les cèl·lules T helper que són re-estimulades pels autoantígens, les Th1, que produeixen IFN-γ i les Th17 que secreten IL-17 juguen un paper important en la propagació de la inflamació permetent la infiltració de neutròfils, mentre que les ThF (i Th2), que produeixen IL-4, i les Treg que secreten IL-10 i TGF-β suprimeixen els processos patològics aguts.   4) La desmielinització final es consolida a causa dels macròfags que han estat reclutats del torrent sanguini a través de la BBB, o pel TNF-α i les ROS, els quals són secretats per les Th1 i macròfags, i són tòxics per la mielina del CNS.      L’expressió de VLA4 i CCR6 sembla ser que està involucrada en les cèl·lules T efectores dels pacients amb MS, de la mateixa manera que succeeix amb l’EAE, ja que permeten l’entrada al CNS i, en el cas de les Th17, de romandre allà. De fet, en tractaments amb anti-VLA4 s’ha vist una reducció de la encefalitogenicitat.    Per tant, la recerca de les cèl·lules T efectores en la MS hauria de focalitzar-se en les vies de senyalització que defineixen els perfils Th1 o Th17, mentre que els productes obtinguts d’aquestes cèl·lules, com l’IFN-γ i la IL-17, probablement no són determinants crítics en si una cèl·lula T efectora es capaç de circular cap al CNS i produir inflamació i desmielinització o no. Trencament de la tolerància en cèl·lules T  -Nombre elevat de cèl·lules T autoreactives que no han pogut ser seleccionades negativament al timus.  -Mimetisme molecular d’antígens estranys  activen TCRs degenerats.  -Reactivitat creuada.  -Fracàs de les cèl·lules T reguladores (Treg).  Altres causes de l’autoimmunitat  -Expressió d’un al·lel concret MHC.  -Expressió inapropiada d’MHC-II  sensibilització de cèl·lules T autoreactives.  -TCRs particulars.  -Activació de cèl·lules B policlonals inespecífiques  autoanticossos. Mecanismes que generen tolerància   1) Tolerància central  deleció clonal i selecció negativa de cèl·lules autoreactives als òrgans limfoides primaris.  2) Tolerància perifèrica  inactivació o inducció d’anèrgia a cèl·lules autoreactives dels òrgans limfoides secundaris.  3) Segrest d’antígens propis en llocs on les cèl·lules autoreactives no puguin arribar. Una malaltia autoimmune consisteix en una  reacció  inapropiada  del  sistema immunitari contra components propis per part  d’autoanticossos  i  cèl·lules  T autoreactives.  El  trencament  de  la  tolerància  és  el  punt  de  partida  d’una autoimmunitat.  L’esclerosi múltiple és una malaltia inflamatòria provinent d’un procés autoimmunitari la qual produeix desmielinització i degeneració axonal dels nervis òptics, cerebrals i de la medul·la espinal.  Epidemiològicament, l’MS és més comú a l’hemisferi nord.  És una malaltia autoimmunitària sistèmica, és a dir, que la diana de les cèl·lules autoreactives són diversos autoantígens trobats al llarg de tot un sistema, en aquest cas, components mielínics (membrana dels oligodendròcits) del sistema nerviós central (CNS).  Causes MS  - Predisposició genètica, no tan sols a MHC, sinó a components del sistema immunitari en general. - Factors ambientals com exposició a retrovirus (herpesvirus)  provoquen mimetisme molecular. - Repertori de cèl·lules T i B generat a l’atzar, propi de cada individu. Lesions MS  -Es produeixen en la matèria blanca del CNS -Poden ser agudes o cròniques -Generen inflamació -A les lesions es troben cèl·lules T i macròfags     RESULTAT  DESMIELINITZACIÓ DE L’AXÓ  La beina de mielina pot ser reparada per oligodendròcits però fins a un cert punt. Com a resultat, els astròcits cicatritzaran la zona de la lesió i es produirà, en conseqüència, la pèrdua de l’axó.   Símptomes MS  Fatiga, alteracions sensitives, debilitat en les extremitats, descoordinació i falta d’equilibri, etc d) PRMS (progressive relapsing multiple sclerosis)  és una forma progressiva des de l’inici però amb brots al llarg de la malaltia.  -En les fases RR  major inflamació i resposta cel·lular, presència de cèl·lules T CD4+ a les lesions. Lesió BBB aguda i transitòria.  -En les fases progressives  menor inflamació, resposta humoral, cèl·lules B predominants a les lesions. Lesió BBB lleu però permanent. Circuit de les cèl·lules T en cas de no ser activades en el CSF  Les cèl·lules T autoreactives que han escapat dels mecanismes de tolerància arriben al CSF i són exposades a les APCs. Aquestes contenen diferents antígens provinents del CNS.   -Si la cèl·lula T no reconeix cap antigen (ja sigui propi o aliè), aquesta surt de l’espai subaracnoideu juntament amb el CSF, travessa la làmina cribosa i, a través dels conductes olfactoris aferents arriben a la mucosa nassal i drenen allà.  -Des d’aquí, les cèl·lules T utilitzen els aferents limfàtics per accedir als limfonodes cervicals profunds (DCLNs) i finalment són retornades a la sang mitjançant el conducte toràcic.  1) Presentació d’autoantígens mielínics per part de les DCs (cèl·lules dendrítiques) provinents del líquid cèfalo- raquidi  o CSF (cerebrospinal fluid) als DCLN (limfonodes cervicals profunds) a les cèl·lules T naive  autoreactives.  2)   Diferenciació de cèl·lules Th (T helper) polaritzades cap a un fenotip determinat: les ThF (fol·liculars) restaran al                . centre germinal, les Th1 i Th17 diferenciades entren a la circulació sanguínia i viatgen per tot l’organisme.  3) Arribada als plexes coroïdals  penetració cap al CSF. En el cas de les Th17, gràcies al gradient quimiotàctic de CCL20 expressat a l’epiteli dels plexes coroïdals i al receptor CCR6 de les Th17 poden travessar l’epiteli dels plexes (onada 1).  4) Viatge de les cèl·lules T pel CSF fins arribar a l’espai subaracnoideu a través de les vellositats aracnoïdees.   5) Re-estimulació de les cèl·lules T per les APCs (cèl·lules presentadores d’antigen) locals dels plexes i les meninges.  6) Secreció de citocines per part de les cèl·lules T  activació dels capil·lars subpials (propers al teixit nerviós).     13) Entrada massiva de cèl·lules T i B i altres cèl·lules mieloides (onada 2B).                14)  Migració a les zones més profundes de la matèria blanca de parènquima nerviós: DESTRUCCIÓ MIELÍNICA. 7)  Entrada de cèl·lules T circulants cap a l’espai subaracnoideu (onada 2A).  8) Re-estimulació de les cèl·lules T  per les APCs perivasculars i meníngees.  9) Expansió de cèl·lules T auto- reactives i migració cap al parènquima nerviós.  10) Re-activació per autoantígens presentats per les APCs locals del teixit nerviós (microglia).  11) Amplificació de la cascada inflamatòria a la zona  des- organització de la barrera hematoencefàlica (BBB).  12) Augment de molècules d’adhesió VCAM-1 i ICAM-1 a l’endoteli. Resum de les fases de la MS: les  DC presenten autoantígens mielínics a les T naive. Aquestes es diferencien i passen a la sang. Un cop poden travessar la BBB a causa de la seva desregulació, les cèl·lules T són re-activades al CNS per la microglia. Això permet més inflamació i, en conseqüència, reclutament d’altres cèl·lules immunes que, en conjunt, contribuiran a la desmielinització i la injuria axonal 3 . Anatomia en l’immunopatologia de la MS i circuit dels autoantígens. El CSF recull els fluids intersticials del teixit nerviós i en ell viatgen els antígens mielínics, entre d’altres. El CSF drena a la sang a través de les vellositats aracnoidees o bé travessa la làmina cribosa, arribant a la mucosa nassal a través dels nervis olfactoris aferents. Des d’aquesta mucosa, els antígens arriben via limfàtics  aferents als DCLN, on seran presentats a les cèl·lules T. 4  Th1  Requereixen de IFN-γ (interferó tipus II γ) i de la presentació de l’autoantigen per part de l’APC per tal de diferenciar-se a Th1. S’indueix a l’increment de l’expressió del factor de transcripció T-bet, el qual promourà  l’increment de l’expressió de receptors IL-12Rβ2 i del factor de transcripció STAT1. La presència de IL-12 provinent de la DC provocarà que  la cèl·lula acabi diferenciant-se a Th1, ja que ara podrà sintetitzar grans quantitats de IFN- γ, limfotoxina i TNF (factor de necrosi tumoral).  IFN- γ  Produït per  les Th1, per les NK (natural killer) i les NKT. Funció principal: encaminar la resposta  cap a un perfil cel·lular: activació de macròfags, cèl·lules NK i limfòcits citotòxics. Els macròfags ara secretaran citocines pro-inflamatòries i espècies reactives d’oxigen (ROS), tòxiques per a la mielina. També estimula la diferenciació  cap a Th1, inhibeix la resposta Th2 i promou la secreció de IgG2a (immunoglobulina G2a) en les cèl·lules B.   ThF  Productora de IL-21 i IL-4. Donaran lloc a una resposta de tipus humoral. IL-4 conduirà a un canvi d’isotip cap a IgG1. Aquesta resposta humoral es donarà en les fases progressives de la MS.  Th9  Requereix de la presència de TGF-β (factor de creixement tumoral-β) i IL-4 per esdevenir Th9. Productora de IL-9 principalment, però també IL-10.  IL-9  Potencia la funció supressora per part de les Treg i promou la proliferació de les Th17 i que aquestes s’acumulin al CNS gràcies a l’expressió de CCL20. A més, activa massivament els mastòcits de la zona  Resposta inflamatòria.  Th17  Necessiten d’un microambient de TGF-β i IL-6  que activaran els factors de transcripció ROR-γT i STAT3 per diferenciar-se a Th17. A més, la IL-23 produïda per la DC en el moment de la presentació també polaritza la T-naive cap a Th17. Aquesta Th17 podrà secretar grans quantitats de IL-17.  IL-17: IL-17A i IL-17F  IL-17 té diferents formes:  -La més crítica en MS és la IL-17A, la qual permetrà la infiltració de neutròfils al teixit gràcies a l’activació dels endotelis en la inflamació. A més, indueix la secreció de: citocines pro-inflamatòries en la microglia i altres cèl·lules de la innata; la quimiocina CCL20 per part dels astròcits, per tal d’atraure més Th17 al CNS; i les quimiocines CXCL1 i CXCL2 per permetre la infiltració de més neutròfils. IL17-A a més, fa que es produeixi ROS a l’endoteli cerebral, provocant una desorganització de les tight junctions de la BBB.   -IL-17F en canvi, tindria un paper protector en la MS. Treg Inhibeixen les respostes efectores Th1, Th2 i Th17 mitjançant la producció d’IL-10 i TGF-β. Poden ser nTreg provinents del timus o induïdes en perifèria com les Th3 o Tr1 (i d’altres)  protecció en MS. Són les responsables de les fases progressives.  IL-21 IL-21 és produïda per les T CD4+ activades majoritàriament. Promou l’expansió de les cèl·lules T i B ja activades i regula la producció de Ig. Augmenta l’activitat citotòxica de les NK.  IL-22 Produïda per les NK, NKT, les Lti (lymphoid tissue inducer cells) i les T-γδ.  Impacte sobre les cèl·lules endotelials de la BBB.  TNF Produïda per macròfags majoritàriament. Té propietats citotòxiques directes sobre els oligodendròcits.  GM-CSF GM-CSF (factor estimulador de colònies de granulòcits i macròfags). Secretat per les cèl·lules de la immunitat innata i per cèl·lules T activades. S’encarrega de la proliferació i diferenciació de macròfags, granulòcits i DC. Ajuda juntament amb IL-23 a diferenciar cap a Th17. Per tant, és crític per a la resposta inflamatòria.  -VLA4 Les cèl·lules Th1 encefalitogèniques presenten alts nivells de VLA-4, a diferència de les no encefalitogèniques.  Més facilitat per creuar la BBB.  -T-bet Les cèl·lules Th17 T-bet negatives no són encefalitogèniques mentre que les positives sí. Tot i així, hi ha mecanismes independents de T-bet que indueixen patogenicitat en les Th17.        -IL-23 IL-23 augmenta l’expressió de CCR6 en la superfície de les Th17, permetent a aquestes fer homing en el CNS. Això els hi confereix patogenicitat. Diferenciació i tràfic cap al CNS de les cèl·lules Th1 i Th17. A les figures A i C) TGF-β inhibeix T-bet, fet que provoca un fenotip no patogènic de la Th17. A la figura B) s’observa una distribució preferencial de les de les Th1 a la medul·la espinal mentre que les Th17 viatgen al cervell. 6  T- γδ  Productores d’IL-17 i IL-22 en resposta a IL-1 i IL-23, per tant, amplifiquen la resposta Th17. A més, inhibeixen la resposta Treg. Xarxa de cèl·lules i citocines que intervenen en l’esclerosi múltiple. Representació gràfica de les diferents formes d’evolució de la MS.   ENCEFALOMIELITIS AUTOIMMUNE EXPERIMENTAL (EAE)  Model animal extrapolable a l’estudi de la MS que pot reproduir molts dels aspectes clínics i neuropatològics de la malaltia.  2 mètodes per induir EAE en un animal:  a) Introduint antígens mielínics.  b) Introduint cèl·lules T autoreactives específiques d’antígens mielínics.  L’EAE permet analitzar les característiques histopatològiques de la MS i entendre el desenvolupament de la cèl·lula T durant les reaccions immunes in vivo. 

Limfòcits T efectors en l'autoimmunitat : l'esclerosi múltiple

http://ddd.uab.cat/pub/tfg/2014/125776/TFG_joseantoniollamasdelabandera.pdf

Limfòcits T efectors en l'autoimmunitat : l'esclerosi múltiple

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Diposit Digital de Documents de la UAB