Alimentatie nutritie	Asistenta sociala	Cosmetica frumusete	Logopedie	Retete culinare	Sport

RASPUNSUL IMUN (IMUNOGENEZA)

sanatate

+ Font mai mare | - Font mai mic

 

Macrofagele exprima receptori prin care ataseaza pe suprafata lor segmentul carboxiterminal (Fc) al Atc. Prin intermediul Atc. care adera la suprafata sa, macrofagul isi apropie Atg. fixat la celalalt pol al moleculei anticorpului. Se creaza astfel, conditia optima pentru fagocitarea Atg.

Fixarea si activarea complementului impreuna cu atasarea si fagocitarea complexelor Atg - Atc reprezinta cele doua mecanisme prin care se realizeaza eliminarea Atg. (Fig.21).

Ig reprezinta o situatie unica in biologie pentru ca sunt in acelasi timp si anticorpi si antigene (prin natura lor proteica se comporta ca imunogene care provoaca aparitia unor Atc anti - Ig). Acestia recunosc diversi epitopi ai moleculelor de lanturi H si L.

Exista trei feluri de epitopi (determinanti antigenici) distribuiti in anumite zone precise ale moleculei (Fig.22).

Fig. 22 Antigenitatea imunoglobulinelor (Ig)

1. Epitopi care determina specificitatea de specie (izotipica). Clasele de Ig sunt identice din punct de vedere antigenic pentru toti indivizii speciei sgr. isos (egal)+tupos (forma, amprenta)t. Izotipurile sunt determinate de lanturile H. Antigenicitatea izotipica poate fi exploatata in practica pentru prepararea de reactivi. Ig umane injectate unui iepure se comporta ca antigene. Animalul dezvolta o reactie imuna in urma careia se va produce anticorpii anti-Ig umane. Serul animalului imunizat a primit numele de 'antiser' deoarece reactioneaza in vitro (prin anticorpii sai anti-Ig) cu Ig din serul uman.

Cu ajutorul unui astfel de antiser se poate evidentia prezenta Ig umane in diverse umori sau fixate pe suprafata unor celule. Pe acest principiu functioneaza testul Coombs direct (TCD) care evidentiaza Atc. fixati pe Atg eritrocitare. In practica medicala TCD serveste pentru identificarea unor imunizari posttransfuzionale sau pentru diagnosticul anemiilor hemolitice autoimune si al bolii hemolitice a nou-nascutului.

2. Epitopii specifici pentru indivizii unei specii (allotipuri) (gr. allos = altul + tupos). Acesti epitopi sunt exprimati pe regiunile constante ale lanturilor gama (sistemul A2m) sau kapa (sistemul Km).

Allotipurile sunt comandate de gene somatice si se transmit dupa legile mendeliene. Datorita expresiei acestor allotipuri, Ig difera din punct de vedere antigenic de la un individ la altul: administrate la alti indivizi ai speciei, Ig unei clase (izotip) pot genera in anumite conditii sinteza de anticorpi anti-allotip. Foarte rar, incompatibilitatea dintre allotipuri pot genera reactii post transfuzionale.

3. Epitopi care sunt specifici numai pentru moleculele de Ig, elaborate de o clona celulara (idiotipuri): un individ va elabora familii de molecule de Ig care exprima fiecare alt idiotip s(gr.idios (particular) + tupos (forma)t

JACQUES OUDIN (1963) a demonstrat existenta idiotipurilor intr-un experiment pe iepuri cu identitate allotipica. El a administrat unui iepure un Atg. (X), apoi a separat Atc. anti-X si i-a administrat la alt iepure. In mod neasteptat, cel de-al doilea animal a dezvoltat Atc. anti-anti-X, sugerand ca moleculele anti-X poseda structuri antigenice particulare si individuale, altele decat specificitatea allotipica. Determinantii idiotipici sunt plasati la nivelul regiunilor hipervariabile ale lanturilor H si L. S-a demonstrat ulterior ca un individ normal ar dispune de mai multe sute de mii de idiotipuri diferite. distribuite pe Ig serice si pe receptorii pentru antigen ai limfocitelor B si T. Raspunsul la antigenul X nu s-ar limita numai la productia de Atc. specifici, deoarece acestia prin determinantii lor idiotipici (care se comporta ca antigene) ar declansa si productia unor anticorpi anti-idiotip (anti-Id₁). Acestia la randul lor vor genera molecule de anti-anti-idiotip (anti -Id₂) care in continuare vor duce la productia unor anti -Id₃, s.a.m.d. Daca admitem foarte schematic ca situsurile combinative ale unui Atc. ('paratopii') reproduc 'in negativ' configuratia spatiala a Atg. si ca aceleasi situsuri combinative contin si idiotipurile generatoare de anti-Id, putem concepe doua aspecte caracteristice ale acestei reactii in lant:

a) anti-Id₂ pot prezenta un grad mare de identitate cu Atc. initiali anti-X si deci posibilitatea de recunoastere a Atg;

b) configuratia paratopurilor ce intra in compunerea anti-Id₁ ar putea fi extrem de asemanatoare cu Atg. insusi. Atc. anti-Id₁ s-ar comporta deci ca un fel de 'imagine interna' a Atg., ceea ce inseamna ca in interiorul sistemului imunitar sunt reproduse elemenete ale lumii exteriroare organismului. Aceasta retea de interactiuni, in care mai sunt implicate si celulele limfoide B si T (prin idiotipurile exprimate de receptorii lor pentru Atg.) creaza un sistem de reglare foarte flexibil (teoria retelei idiotipurilor conceputa in 1974 de NIELS JERNE).

1.3. Biosinteza si catabolismul imunoglobulinelor

Biosinteza imunoglobulinelor se realizeaza in interiorul plasmocitului, prin formarea independenta a lanturilor H si L la nivelul ribozomilor, fiecare lant fiind codificat de o gena separata in interiorul celulei secretoare. Poliribozomii cu 7-8 unitati ribozomale sintetizeaza lanturile. Asamblarea lanturilor polipeptidice se face la nivelul reticulului endoplasmatic plasmocitar.

Procesul de sinteza a imunoglobulinelor se supune legii cibernetice a conexiunii inverse (Feedback) in sensul ca la un prag inalt de concetratie biosinteza este inhibata, iar in cazul scaderii nivelului de imunoglobuline in umori, procesele de sinteza sunt accelerate.

Degradarea moleculelor de imunoglobuline sau catabolizarea lor, exprimata ca 'timp de injumatatire' (T 1/2) este un proces fiziologic care permite inlocuirea permanenta a moleculelor imbatranite cu altele tinere cu mentinerea unui nivel constant al lor in organism. Exista o relatie direct proportionala intre rata de catabolizare (K), concentratia de imunoglobulina (A) si timpul (T) exprimat in zile, relatia fiind K=A/T, in care K este rata de catabolizare intr-o singura zi. Deci T 1/2 este cu atat mai lung cu cat rata sa de catabolizare, este mai mica. Dar in afara de rata de catabolizare T 1/2 mai este dependent si de clasa de imunoglobuline, de specia animala, de viteza de sinteza a moleculelor, respectiv de nivelul concentratiei lor in ser, etc. Pentru determinarea valorii acestui timp, moleculele sunt marcate radioactiv, de regula cu ¹²⁵I, dupa care se urmareste prezenta iodului in organism. Asa s-a determinat ca la om T 1/2 a IgM este de 5,1 zile, iar la IgG de 22 zile. La soarece, animal cu greutate corporala mica si cu o activitate metabolica intensa, T 1/2 a IgG este de numai 3,9 zile, in timp ce la animalele cu greutate corporala mare, valoarea lui este mult mai mare.

Procesul de degradare al Ig se realizeaza la nivelul ficatului precum si la nivelul altor organe bogate in sistem reticulo-histiocitar.

Mecanismele care stau la baza catabolizarii moleculelor de imunoglobuline nu sunt bine cunoscute fapt pentru care au fost emise diferite ipoteze prin care se incearca explicarea lor.

O ipoteza a 'catabolizarii selective', sustine ca molecula de imunoglobulina, atunci cand imbatraneste, isi modifica conformatia devenind straina de organism. Acesta are preformati anticorpii care recunosc moleculele modificate, se combina cu ele, formand complexe care sunt fagocitate si eliminate din organism de catre celulele din seria monocitar-macrofagica. O alta ipoteza a receptorilor de protectie, sustine ca celulele din seria monocitara care catabolizeaza imunoglobulinele, au receptori de membrana pentru Fc. Celulele pot lega moleculele din ser fie direct, fie prin intermediul acestor receptori. Moleculele fixate la receptori sunt trecute prin filtrul celular si eliminate extracelular fara a fi distruse de catre celula. Moleculele fixate, odata ajunse in celula in lipsa protectiei pe care o confera receptorii, sunt atacate de catre 'protein-disulfid-reductaza', o enzima care desface legaturile dintre lanturile H sau dintre H si L. Lanturile odata eliminate devin susceptibile la actiunea catepsinelor care le vor descompune in continuare pana la nivel de aminoacizi.

La hipergamaglobulinici, deci in exces de molecule de imunoglobuline, T 1/2 scade la jumatate fata de valoarea normala (cca. 12 zile), iar la hipogamaglobulinici creste de aproximativ 3 ori fata de normal (cca 70 zile). Catabolizarea claselor IgM si IgA nu este influentata de concentratia lor in ser.

1.4. Dinamica imunoglobulinelor in raspunsul imun umoral

In cazul unei stimulari antigenice, organismul va reactiona prin sinteza de Atc., acest raspuns fiind cunoscut sub denumirea de raspuns primar. Prima categorie de anticorpi specifici care apar sunt anticorpii IgM, a caror crestere este de 80 molecule/sec. si au tendinta de epuizare rapida. Ulterior apare IgG a caror crestere este lenta si progresiva, cu tendinta deseori de descrestere. Daca organismul revine in contact cu acelasi Atg. apare raspunsul secundar (reactia anamnestica) in care cresterea IgM este neglijabila si se epuizeaza rapid, in timp ce anticorpii IgG cresc intens si rapid, atingand un nivel ridicat si persistent, urmata de scaderea lenta pana la un anumit prag de protectie imuna reziduala.

Diferentele intre raspunsul imun primar si cel secundar constau in scurtarea timpului de aparitie a efectorilor imuni si titrul mult mai ridicat al acestora, indiferent de doza de antigen reinoculata. (Fig.23).

Raspunsul secundar se bazeaza pe persistenta in organism a limfocitelor de memorie care, la al doilea stimul antigenic, sunt responsabile de promtitudinea si intensitatea raspunsului imun.

Fig. 23 Dinamica imunoglobulinelor in raspunsul imun primar

si secundar

1.5. Unele paticularitati privind imunoglobulinele la animale

La diferite specii de animale, imunoglobulinele inregistreaza variatii in ce priveste antigenicitatea, greutatea moleculara, viteza de sedimentare, proportia lor in diferite umori, variatii conditionate de o mare diversitate de factori ca: specia, rasa, varsta, starea de intretinere, anotimpul, etc.

Taurinele si ovinele au urmatoarele caracteristici in ce priveste imunoglobulinele.

NORHEIM si col. (1985) au cercetat relatia intre continutul in imunoglobuline si varsta, zona geografica, anotimp, tehnologia de crestere si starea epizootologica a efectivelor si au observat valorile maxime ale IgG serice in perioada august-octombrie si minime primavara (martie-mai). Efectul anotimpului asupra cantitatii de imunoglobuline a fost mai pregnant la vitei in varsta de 31-90 zile. Continutul in imunoglobuline a fost influentat in sens pozitiv la cresterea viteilor in grup si pe asternut si in sens negativ la tinerea lor in boxe individuale, alaturi de vacile mame si de absenta asternutului.

Tabelul 5

Imunoglobulinele la bovine

* g/100 ml; + = reactie pozitiva;

0 = reactie cu caracter absent;

? = necunoscut.

Zona geografica a influentat in mod constant concentratia serului in imunoglobuline. Autorii opineaza ca titrul de IgG seric ar putea constitui un indicator uzual al influentei factorilor ecologici asupra sanatatii viteilor.

La varsta de 100 zile, concetratia serului in IgG se stabilizeaza itrucatva la 18 mg/ml, fiind mai putin supus variatiilor in functie de factorii de mediu.

Desi s-a reusit izolarea si identificarea clasei IgE de origine bovina, totusi, la bovine si ovine clasele IgE si IgD au fost putin studiate.

Tabelul 6

Imunoglobulinele la ovine

* g/100 ml; + = reactie pozitiva;

0 = reactie cu caracter absent;

? = necunsocut.

Bubalinele sunt apropiate in ce priveste clasele si subclasele de imunoglobuline de taurine.

Cabalinele au acelasi echipament in imunoglobuline existent la om si celelalte specii animale, dar cu unele deosebiri caracteristice pentru aceasta specie. Cabalinele par sa aiba mai multe izotipuri, fiind astazi admise la aceasta specie cel putin sase clase.

IgT reprezinta o clasa specifica ecvinelor, care a fost initial considerata ca fiind analoaga cu IgA a altor specii, de aceea poate fi intalnita in lucrari mai vechi si sub notatia IgAT. Ulterior, s-a dovedit insa a fi mai apropiata de IgG decat de IgA; lanturile ei usoare sunt antigenic identice cu cele ale IgG; In privinta compozitiei in aminoacizi a fractiunilor Fc se constata insa o diferenta fata de IgG (14 aminoacizi la IgT, fata de 19 la IgG). Masa moleculara a IgT este de 150000 da.

IgB, descrisa si sub simbolul AI (agregating imunoglobulinis), reprezinta, ca si IgT, o alta imunoglobulina specifica ecvinelor, careia fortele inonice ii asigura un slab grad de agregare. Masa ei moleculara este de 160 000 da., iar coeficientul de sedimentare variaza intre 7 S si 19 S.

Datele privind IgD si IgE la cabaline sumt sumare si neconcludente.

Suinele poseda in umorile organismului izotipurile clasice de imunoglobuline; studii mai detaliate au fost realizate privind IgG,IgM, IgA si intr-o masura mai redusa IgE.

Pasarile contin in umori aceleasi clase de imunoglobuline ca si mamiferele. IgG si IgM au fost identificate in sange ca principalii anticorpi serici, iar IgA in secretii, majoritatea lucrarilor referindu-se la prezenta ei in bila.

Valorile imunoglobulinelor, releva faptul ca IgA si IgM sunt prezente in tubul digestiv al embrionului si provin mai degraba din albus decat din galbenus. IgG din intestin pare sa-si aiba originea in galbenus si sa ajunga in embrion prin lichidul amniotic, in care in a 12-a zi este inca absenta, dar poate fi detectata in a 17-a zi de viata.

Datele de mai sus sugereaza o analogie intre modalitatile de transfer vertical pasiv a imunoglobulinelor la pasari cu cea de la mamifere.

1.6. Anticorpii monoclonali. Tehnica hibridomului.

Serurile, contin mai multi anticorpi in functie de determinantii (epitopii) antigenului. Deci, serurile conventionale 'clasice' sunt policlonale, avand si anticorpi inutili de balast. Inconvenientul serurilor policlonale care contin mai multi Atc., consta in nespecificitatea unor reactii si imposibilitatea de a recunoaste antigenii comuni. Deasemenea mai intervin si alte dificultati:

Ø      dificultatea de a discrimina diversele tipuri de virusuri sau bacterii (virusul herpetic I de virusul herpetic II);

Ø      dificultatea de a discrimina hormoni care au fragmente comune (hormonul foliculostimulant hipofizar -FSH, de hormonul gonadotrop corionic uman-HCG);

Ø      dificultati in dozajul imunologic al medicamentelor (digoxina si teofilina) care dau reactii incrucisate datorita produsilor lor de metabolism;

Ø      lipsa de omogenitate din cauza reactivitatii individuale a producatorului de ser.

S-a nascut in felul acesta ideea unui ser monospecific.

1.6.1. Tehnici de preparare a anticorpilor monoclonali

G. KOHLER si C.MILSTEIN (1975 Cambridge) cautand structura sau modalitatea fuzionarii celulare 'in vitro' ajung printr-o fericita intamplare sa descopere principiul prepararii anticorpilor monoclonali. In formarea anticorpilor monoclonali intervin doua celule: limfocitul B luat din splina de soarece, imunizat contra hematiei de oaie care se cloneaza si se ajunge la o clona specifica si celula mielomatoasa de soarece (linia P3).

Principiul producerii anticorpilor monoclonali consta in fuzionarea acestor doua celule. In ceea ce priveste necesitatea de fuzionare si de participarea fiecaruia dintre celule la edificarea anticorpilor monoclonali, limfocitul B vine cu informarea antigenica iar celula mielomatoasa vine cu doua proprietati:

Ø      celula mielomatoasa produce Ig, dar totdeauna de un singur tip (de obicei IgG);

Ø      aceasta celula are capacitatea de diviziune practic infinita (nu i se deceleaza modificari de cariotip nici dupa 20 de generatii).

Se obtine in acest mod o celula noua de tip 'himera' denumita hibridom (Fig.24). Pentru obtinerea limfocitului de tip B utilizat in reactia de fuzionare s-a utilizat ca Atg. hematia de oaie, care a fost purificata de o serie de epitopi ce nu erau specifici lasandu-i-se numai epitopii ce confera specificitatea stricta pentru acest Atg. S-a inoculat acest Atg. direct in splina la soarece.

Dupa un anumit timp, necesar formarii de Atc. (7 - 14 zile) se preleveaza limfocite din splina. Celulele mielomatoase se obtin prin inocularea soarecilor cu uleiuri minerale intraperitoneal obtinandu-se mieloame (cancere ale sistemului imunitar) si implicit linii mielomatoase murine (linii X₆₃; NS₁; MSO₁; etc.).

Fig. 24 Schema simplificata de producere a anticorpilor monoclonali

Urmeaza partea cea mai dificila, hibridarea, adica punerea in contact a limfocitului normal cu celula mielomatoasa. Fuziunea celulara se face prin doua modalitati:

- a) in prezenta polietilenglicolului;

- b) prin electrofuziune.

Prin metoda cu polietilenglicolul numai un limfocit dintr-o populatie de 200 000 este capabil de fuzionare.

In metoda electrofuziunii rata de fuzionare creste la 80% si aceasta presupune existenta unui ecran microscopic in care se evalueaza apropierea celulelor limfocitare de cele mielomatoase.

In momentul in care in campul microscopic se observa mai multe apropieri se face o descarcare de curent electric in lichid, producand fuzionarea celulelor.

Momentul urmator consta in clonarea celulelor fuzionate pentru a gasi si a alege numai ser monoclonal cu Atc. specifici.

Celula hibridom are mostenire de la celula mielomatoasa capacitatea de a sintetiza un singur Atc. Clonarea celulelor fuzionate are loc pe mediul HAT (hipoxantina- aminoterina- timidina).

Celulele hibridom se mentin in conditii de laborator pe culturi de tesuturi si se inoculeaza intraperitoneal la soarecii 'nuzi' care sunt lipsiti de timus si nu au par. Acestia nu au nici un fel de aparare imunologica. In urma inocularii celulelor mentionate, acestia fac tumori limfomatoase iar lichidul ascitic recoltat de la subiectii in cauza este foarte bogat in anticorpi monoclonali. In esenta modelul Kohler-Milstein de obtinere a celulei hibridom propune urmatoarele etape:

Ø      purificarea antigenelor cu obtinerea epitopilor specifici;

Ø      inocularea antigenului purificat la soareci;

Ø      scoaterea splinei si recoltarea limfocitelor B la 7 - 14 zile de la inoculare;

Ø      hibridarea ( fuziunea limfocitului cu celula mielomatoasa);

Ø      clonarea celulelor fuzionate pe mediul HAT;

1.6.2. Aplicatiile in practica ale Atc. monoclonali.

Anticorpii monoclonali prezinta o serie de avantaje deosebite in diagnosticul foarte divers imunologic. De ex.:

Ø      diferentierea tipurilor de bacterii sau virusuri, strans inrudite;

Ø      identificarea chlamidiilor;

Ø      identificarea rapida si specifica a germenilor din diareile nou-nascutilor;

Ø      identificarea salmonelelor in timp scurt (2 ore) din alimente (procedeul clasic durand 6 zile);

Ø      identificarea virusurilor respiratorii sincitiale;

Ø      dozarea progesteronului;

Ø      depistarea si supravegherea unor celule maligne in special din colon si rect;

Ø      pentru identificarea populatiilor si subpopulatiilor de limfocite, etc.

In vederea diagnosticului se prepara 'kitt-uri' de Atc. monoclonali de catre diverse societati farmaceutice occidentale, cifra de afaceri in acest sector atingand nivelul de 500 mil.$. Dificultatile obtinerii Atc. monoclonali, pe langa cele tehnice, sunt legate in primul rand de gasirea epitopilor specifici.

1.7. Citokinele (monokine si limfokine)

Efectul de cooperare T-B poate fi demonstrat in culturi in care cele doua populatii celulare sunt separate de o membrana cu pori foarte fini. Suplimentarea mediului de cultura cu diverse populatii celulare induce activarea sau inhibitia acestora. Reiese ca celulele implicate in reactia imuna pot comunica intre ele prin factorii solubili care poseda anumite activitati biologice.

Mcf. si LfT sunt surse principale de citokine. De aceea produsele acestor celule mai sunt denumite si monokine sau, respectiv, limfokine.

Monokinele si limfokinele sunt secretate numai de celule activate fie specific (in urma contactului cu Atg.), fie nespecific (de catre diverse citokine). Activarea prin citokine a celulelor implicate in raspunsul imun atrage dupa sine recrutarea unui numar mare de celule la locul conflictului cu Atg. si implicit amplificarea reactiei de aparare. Aceasta interactiune intre diferite celule a dus la formarea termenului de 'interleukine' pentru regruparea acestor limfokine si monokine care induc relatii reciproce de stimulare intre celulele partenere.

Citokinele sunt glicoproteine si cu toate ca exista anumite familii de substante care au un precursor comun, ele se deosebesc de Ig, deoarece nu poseda nici aceeasi structura moleculara de baza si nici nu demonstreaza o homologie importanta a secventelor lor de aminoacizi cu acele ale Ig.

Citokinele nu sunt specifice: mai multe celule diferite pot secreta dupa stimularea antigenica sau nespecifica o aceeasi substanta; substanta respectiva poate actiona pe mai multe tipuri celulare carora le induce activitati biologice diferite.

Majoritatea citokinelor actioneaza asupra celulelor-tinta de o maniera analoaga celei a hormonilor peptidici: fixarea pe un receptor specific membranei, activarea unui mesager secundar intracelular care transmite semnalul la nucleu si induce astfel aparitia efectului biologic specific.

Numarul si densitatea receptorilor pe suprafata celulelor tinta sunt bine determinate. Efectul biologic al citokinelor nu este in mod necesar corelat cu numarul receptorilor exprimat pe celula. Afinitatea receptorului pentru ligandul sau fiziologic poate avea un rol important in acest sens.

1.7.1. Interleukinele

Principalele substante din aceasta clasa sunt:

IL 1 secretata de celule prezentatoare de Atg. (Mcf., celule Langerhans), granulocite.

Productia de IL 1 creste substantial dupa activarea celulelor monocito-macrofage. Aceasta activare poate fi indusa dupa:

endocitarea Atg. (in cadrul procesului de 'prezentare' a acestuia)sau

prin actiunea altor citokine asupra Mcf. (IL2, IFN gama).

IL 1 actioneaza pe mai multe substraturi celulare. Contribuie la activarea limfocitelor B si T. Pentru ca aceasta activare sa se produca este nevoie ca asupra limfocitelor sa opereze simultan mai multe semnale. IL 1 ar furniza unul dintre acestea. Ca raspuns la stimulare, limfocitele vor secreta si alte limfokine (IL 2, IL 3, IFN gama.). Stimuleaza productia de prostaglandina din celulele endoteliale prin intermediul careia induce febra. Stimuleaza hepatocitele sa produca proteine de faza acuta cu rol in apararea nespecifica cum ar fi proteina C-reactiva. Mareste capacitatea functionala a granulocitelor si mobilizarea lor chemotactica.

IL 2 T-cell growth factor): este produsa in special de LfTh. Secretia IL 2 necesita doua semnale: Atg. (prezentat pe suprafata Mcf.) si IL 1. In stare de repaos LfTh exprima pe membrana un numar mic de receptori pentru IL 2. Dupa receptarea semnalelor de activare se produce initial o crestere rapida a numarului R IL 2, dupa care are loc secretia de IL 2. Aceasta va actiona asupra propriei celule producatoare (efect autocrin) si asupra altor celule T pe care le activeaza nespecific. Se pare ca IL 2 activeaza toate tipurile de subpopulatii T (Th, Ts, Tc) care raspund identic prin exprimare R IL 2 si proliferare. In plus, IL 2 activeaza si alte celule (LfB, Mcf., celulele NK) si ar determina cresterea activitatii 'killer' a limfocitelor.

Glucocorticoizii inhiba productia de IL 2, prin intermediul inhibarii secretiei de IL 1 de catre Mcf.

IL 3 este produsa de LfT activate de Atg. si are efecte functionale multiple. Din cauza ca promoveaza proliferarea 'in virto' a celulelor stem multipotente si eritroide (din care rezulta formarea de colonii celulare) a primit si numele de 'multi-CSF' (CSF - colony stimulating factor). Rolul sau in imunitate este neclar: se pare ca ar contribui indirect la diferentierea LfT si la cresterea activitatii citotoxice a macrofagelor. La acestea se mai adauga efectele asupra sistemului hematopoietic care furnizeaza majoritatea celulelor auxiliare cu rol in aparare.

IL 4 ar actiona ca factor de proliferare a LfB (de aici si vechea denumire a substantei: BCGF₁-(B-cell growth factor 1). Actioneaza intr-o etapa a activarii LfB, cand aceste celule exprima receptorii sai specifici si poate induce secretia de IgG₁ (o subclasa de IgG care apare rareori in raspunsul imun). In plus ar putea conferi activitate citotoxica macrofagelor normale si ar induce proliferarea mastocitara.

IL 5 (BCGF II-B cell growth factor II) ar induce la soareci proliferarea LfB si secretia de IgM, IgG si IgA. La om rolul IL 5 este incomplet elucidat. Este un produs al limfocitelor T (un astfel de factor a fost izolat din culturile de celule T umane stimulate cu HTLV-1 (Human T-cell lymphoma/leukemia virus I).

IL 6 produsa de Mcf. actioneaza sinergic cu IL 3 asupra celulelor stem multipotente ale hematopoiezei. Este implicata in activarea LfT si in inducerea productiei proteinelor de faza acuta. Sinteza IL 6 este stimulata de IL 1.

IL 7 este produsa de celulele stromale ale maduvei osoase. Induce diferentierea limfocitelor foarte tinere (pre-B) dar nu are efecte asupra limfocitelor B mature.

IL 8 a fost cunoscuta la `nceput ca un factor proteic de activare a neutrofilelor, face parte din familia chemokinelor (citokine pro-inflamatorii). Astazi se stie ca IL-8 este o citokina produsa de monocite, macrofage, neutrofile, LT, celulele endoteliale, epiteliale si fibroblaste ca raspuns la o varietate de stimuli care include LPS, TNF-alfa, IL-1, IL-7 precum si `n cazurile de hipoxie. Are proprietate de chemotactism asupra neutrofilelor, bazofilelor, LT, efecte proinflamatoare ( degranularea neutrofilelor si bazofilelor, stimularea metabolismului oxidativ si aderentei PMN) si angiogenetice (neoformare de vase sanguine). De asemenea determina sporirea actrivitatii enzimelor lizozomale si exprimarea receptorilor pentru complement.

IL 9 este un factor de proliferare pentru LT si mastocite, fiind secretata de LT activate (CD4⁺) si T cu memorie. Rolul biologic este multiplu, prin actiunea asupra LB, LT, precursorilor hematopietici si mastocitelor. La nivelul LB ea stimuleaza productia de IgG, IgE (sinergism cu IL-4) iar al LT amplifica proliferarea LT din sangele periferic, fiind totodata un stimulator al precursorilor eritropoietici (alaturi de EPO), hematopoietici si al diferentierii mastocitelor ( mai ales `n parazitozele intestinale).

Actiunea IL-9 se manifesta `mpreuna cu alte limfokine produse de celulele Th 2 ca IL-3, IL-4 si IL-10. Receptorii pentru IL 9 sunt prezenti pe diferite celule cum ar fi Th, clone celulare de limfoame, macrofage si mastocite.

IL 10 a fost descrisa `n 1989, produse de clone de celule Th₂ ce inhiba sinteza de citokine de catre un alt set de clone Th₁.

Cand a fost identificata, i s-a atribuit rolul de factor inhibitor al sintezei unor citokine proinfalamtorii produs de limfocitele Th2. ~n prezent se stie ca interleukina 10 (IL-10) este produsa de mai multe tipuri de celule: LT CD4⁺ si CD8⁺ ( `n repaus si cu memorie), LB, monocite, eozinofile, mastocite, celule epiteliale bronsice, unele tipuri de celule canceroase etc. Efectele biologice sunt pleiotrope imunomodulatoare: pe de o parte anti-inflamatoare si imunosupresoare, iar pe de alta imunostimulatoare.

Se poate spune ca principalele actiuni biologice ale IL-10 sunt cele inhibitorii asupra activitatii monocitelor/ macrofagelor, ale LTh1 si antiinflamatorii.

IL 11 a fost identificata `n supernatantul unei linii celulare de maduva osoasa.

Interleukina 11 (IL-11) este secretata de LT si are efecte stimulatoare asupra LB. Exista date care sugereaza ca IL-11 `n conjunctie cu IL-3 induce formarea precursorilor megacariocitari prin cresterea lor numerica si `n dimensiuni. De asemenea este activata proliferarea si productia de Ig de catre LB.

IL 12 a fost izolata `n 1989 si reuneste structural elemente `ntalnite la alte citokine. IL-12 este o citokina heterodimerica de 70 kDa care este produsa de APC profesioniste ( macrofage, celule dendritice, LB activate) si are o dubla actiune- proinflamatorie si imunoreglatoare.

IL 13 descoperita aproape concomitent cu IL-12 are functii "de tip Il-4", dar mai putin pregnante. Ea este o proteina de 10 kDa produsa de LT CD4⁺ (Th0, Th1, Th2) si CD8⁺ activate, care actioneaza la nivelul LB si monocitelor/macrofagelor.

IL 14 a fost identificata `n 1991; este produsa de LT si stimuleaza LB activate ( dar nu si pe cele `n repaus). ~n schimb inhiba sinteza de Ig `n cazul `n care LB este activat de mitogeni (ConA, PHA)

IL 15 a fost descrisa `n 1994, independent de doua grupe de cercetatori ca analog functional al IL-2), capabil sa stimuleze LT si NK. Sursa principala de Il-15 `n organism o constituie placenta, dar este exprimata consecutiv si `n alte tesuturi ( plaman, ficat, rinichi, inima, muschi striati) sau celule (monocite/macrofage, celule stromale medulare, epiteliale). Asemanator situatiei `nmtalnite la IL-13, Il-15 ar putea fi o forma alternativa a IL-2 necesara `n limfopoieza si/sau modularea raspunsului imun, avand `n plus activitate de proliferare a mastocitelor.

IL 16 este produsa de LT (Tc CD8⁺ si CD4⁺), mastocite, eozinofile, celule epiteliale din caile respiratorii, are actiune proinflamatorie si imunomodulatoare. Ea este chemoatractanta pentru celulele CD4⁺ (LT monocite) si eozinofile, recrutandu-le la locul inflamatiei. Stimuleaza exprimarea receptorului pentru IL-2, IFN gamma si a celulelor de adeziune la matricea extracelulara a monocitelor si eozinofilelor.

IL 17 este o citokina identificata recent, care are activitate de stimulare a secretiei de citokine proinflamatoare, chemokine si prostaglandine de catre fibroblasti, celule epiteliale si endoteliale si a exprimarii moleculelor de adeziune de catre aceste celule. Efectele ei inflamatoare sunt similare cu cele ale TNF si LT. ~n plus are efecte hematopoietice, argumeteaza producerea de Il-6, G-CSF si de neutrofile.

IL 18, sinonime: factor de inductor al sintezei de IFN gamma (IGIF-IFN gamma- inducing factor, IL-1 gamma). Il-18 a fost descoperita de echipa lui Okamura `n 1995 ca o consecinta a capacitatii acesteia de a induce producerea de IFN gamma la soarecii cu soc endotoxic. IL-18 are o greutate moleculara de 18,3 kDa.

~n prezent se considera ca aceasta citokina este un nou membru al familiei de citokine si anume Il-18

IL-18 este exprimata larg, dar nu universal, pe diferite tipuri tisulare, fiind detectata `n pancreas, rinichi, muschi scheletic, ficat, plaman, os (osteoblaste) si piele (keratinocite). A fost identificat si receptorul pentrul IL-18 (IL-18R) care este exprimat mai ales `n splina, timus, leucocite, ficat, plaman, inima, intestin, prostata si placenta (dar nu si `n creier), muschi scheletici, rinichi, pancreas.

Il-18 actioneaza, asemanator IL-12, ca un factor stimulator asupra LTh1 si are un efect de activare a celulelor NK.

1.7.2. Interferonii

IFN gama este produs de LfT.IFN gama face parte dintr-o familie de substante cu activitate imunomodulatorie, antivirala si antitumorala.

IFN gama este implicat in urmatoarele activitati: actioneaza sinergic cu alte citokine in inducerea productiei de Atc. si sporeste activitatile de tip citotoxic ale Mcf, LfT si celulelor NK asupra celulelor transformate.(Fig.25)

1.7.3. Factorii de necroza tumorala

Limfotoxina (TNF beta) inrudita cu factorul precedent este produsa de limfocitele T activate si are efecte citolitice asupra celulelor tinta (tumorale, straine sau alterate de agresiunea antigenica).

Factorul de necroza tumorala (TNF alfa = tumor necrosis factor alfa) sau 'casectina' este produsa de macrofage. Pe lamga efectul de distrugere a celulelor tumorale 'in vitro', TNF alfa coopereaza sinergic cu IL 2 in urmatoarele activitati: activarea chimiotaxiei si a functiei de bactericidie a granulocitelor, activarea limfocitelor T (care la randul lor vor produce IL 2 si IFN gama si alti factori stimulatori), reglarea productiei de anticorpi, eliberarea activa de proteine de faza acuta din hepatocite.

Fig.25. Schematizarea efectelor IFN asupra mai multor categorii de celule.

1.7.4. Neuroleukinele sunt substante care permit examinarea noilor interactiuni intre sistemul nervos si reteaua de citokine.

Proteina murina matura, comportand 588 acizi aminati este un factor de crestere pentru anumiti neuroni. Ea este produsul glandelor salivare, muschiului striat, creierului, dar mai ales al limfocitelor T stimulate prin lectine. Din punct de vedere imunologic, in mod cert, neuroleukina joaca un rol impreuna cu IL 4 si IL 5 in activarea expansiunii clonale a celulelor B. In mod curios, ea prezinta o foarte mare homologie cu o enzima (fosfoexoza izomeraza) importanta in glicoliza.

1.7.5. Factorii de stimulare ai coloniilor celulare

CSF (Factorul stimulator de colonii)

Numeroase citokine sunt capabile, printre alte activitati sa stimuleze cresterea uneia sau mai multor linii hematopoietice. Acest lucru este evident in cazul IL 3, dar si in cazul IL 1, IL 6, IL 7.

Ultimele 3 sunt considerate in acest caz drept CSF, avand acelasi titru ca si IL 3, dar fara a fi disociat decat dintr-o ratiune de nomenclatura.

GM -CSF (factorul stimulator al coloniilor de granulocite si macrofage)

El se defineste ca o citokina care stimuleaza proliferarea liniilor precursoare pentru macrofage si granulocite. El activeaza in mod egal si polimorfonucleare mature.

La om, el reprezinta un lant polipeptidic de 127 acizi aminati, cu care proteina murina prezinta 50% homologie.

Gena corespondenta comporta 3 introni si a fost localizata pe regiunea q₂₃-q₃₁ a bratului lung al cromozomului 5 de la om.

Este produs in principal, de macrofage, el putand fi in mod egal produs de catre anumite linii de celule tumorale, de celule stromale ale maduvei osoase prin limfocitele T activate, fibroblaste si celulele endoteliale.

G-CSF (factorul stimulator al coloniilor de granulocite)

Acest factor stimuleaza in mod particular linia precursoare de granulocite.

El reprezinta un lant de 177 aminoacizi, fara sa prezinte homologii cu GM -CSF sau IL-3. Gena corespondenta este localizata pe bratul lung (q_11,2-q₂₁)al cromozomului 17 la om.

M-CSF sau CSF-1 (factorul stimulator al coloniilor de macrofage)

Acest factor stimuleaza proliferarea liniei precursoare a monocitelor.

Proteina matura contine 224 aminoacizi. Homologia cu proteina murina este probabil crescuta (de ordinul 78% pe o parte a secventei). Gena corespondenta comporta 10 exoni la om si este localizata la nivelul regiunii q₃₃ ml al bratului lung al cromozomului 5.

M-CSF poate fi produs de fibroblaste, celule endoteliale sau macrofage.

1.7.6. Prostaglandinele

Sunt compusi biologici activi, produsi practic de catre toate tesuturile si celulele care au suferit un proces de stimulare la nivelul membranei plasmatice. Sunt sintetizate local `n cantitati foarte mici si actioneaza scurt timp datorita metabolizarii lor rapide.Sunt printre cele mai raspandite si active substante din natura, prezenta lor fiind semnalata de la vietuitoare inferioare pana la specii din lumea vegetala.

Pe baza structurii si activitatii lor biologice s-au descris mai multe clase de PG : PGA, C,D,E,F,H, I iar `n cadrul acestor clase exista molecule cu una sau doua duble legaturi notate ca molecule de tip 1 sau 2. De exmplu, se vorbeste de PGE1 si PGE2

O sursa importanta de PG sunt acizii grasi nesaturati, hidrolizabili si polioxigenati, care contin un inel de ciclopentan si au un schelet de baza alcatuit din acid prostanoic. Acesta sub influenta fosfolipazelor, se transforma `n acid arahidonic care este un precursor al tuturor moleculelor de prostaglandine. Sub influenta lipooxigenazelor, are loc formarea de leucotriene (LT), substantele cu implicatii majore `n desfasurarea proceselor inflamtorii.

Initial s-a considerat ca PG au efect fiziologic predominant asupra muschilor netezi si `n inducerea proceselor inflamatorii. Ulterior, s-a demonstrat clar ca au multiple functii biologice: intervin `n fiziologia muschilor netezi, `n transmiterea influxului nervos, `n interactiuni hormonale si implicit `n procesele imune.

Prostaglandinele influenteaza comportarea celulei, inducand schimbari `n functiile membranei, careia `i altereaza compozitia `n lipide, proteine si glicoproteine, inducand schimbari `n fluiditatea si permeabilitatea membranei.

1.7.7. Factorii de transformare a cresterii (TGF

TGF formeaza o familie de citokine produse de LT activate de catre antigene si de catre celulele mononucleare activate bacterian. Cuprind doua tipuri de proteine notate cu si formand citokinele TGF- si TGF-

TGF- este implicata `n cresterea si diferentierea celulelor mezenchimale si epiteliale.

TGF- este principalul factor de transformare a cresterii avand o actiune stimulatoare sau inhibitoare asupra celulelor tinta, `n functie de tipul celular si de interactiunea cu alti factori celulari. TGF- moduleaza cresterea, diferentierea si activitatea LB, TLTh, LTc, celulelor NK si LAK

TGF-β inhiba activarea celulelor NK precum si productia de citokine a LT, fiind considerata o citokina importanta cu rol imunosupresor al expansiunii celulare excesive `n cadrul raspunsului imun.

Descoperirea citokinelor are o mare importanta fundamentala. Ea a demonstrat ca in cadrul raspunsului imun se produce de fapt o comutare de la un mecanism dirijat in mod specific de Atg. la un sistem universal de reglare de tip hormonal.

Deoarece citokinele actioneaza ca imunomodulatori, dirijarea activitatii lor ar putea conastitui noi linii de terapie mai dezvoltate la boala neoplazica.

Ø      adminstrarea de IL 2 ar duce in anumite conditii la selectarea unor celule cu potential citotoxic antitumoral ('lymphokyne activated killer cells'= LAK). In ciuda unor rezultate promitatoare la bolnavi cu cancer avansat, metoda ramane limitata de efectele toxice ale IL 2 (produce grave tulburari ale permeabilitatii capilare cu anazarca);

Ø      diversi IFN preparati prin inginerie genetica sunt utilizati cu succes in mai multe afectiuni neoplazice: leucemia cu celule paroase, limfoame cutanate, leucemia granulocitara cronica, sarcomul Kaposi secundar sindromului SIDA; in hepatita cronica activa tratamentul cu IFN, grabeste eliminarea virusurilor HBs si HBc; in asociere cu acyclovir IFN constituie tratamentul de selectie al keratitei herpetice;

Ø      unele boli autoimune ar fi corelate cu o activare dezorganizata a LfT. Recent s-a descoperit o substanta extrasa dintr-o ciuperca Cyclosporina A) care este capabila sa inhibe selectiv LfT fara efecte secundare asupra hematopoiezei. Pe aceste baze s-a conceput administrarea Cy-A in aplazia medulara idiopatica. Cy-A mai are un domeniu de aplicare major: la receptorii de grefe de organ pentru stapanirea fenomenelor de respingere.

2. EFECTORI CELULARI AI IMUNITATII

Celulele limfocitare sunt responsabile de specificitatea reactiilor imunologice.

In sanul populatiei limfocitare se disting doua subpopulatii cu functii distincte: limfocitele T care asigura imunitatea celulara si limfocitele B care asigura imunitatea umorala.

In favoarea limfocitului ca celula 'omniprezenta' in procesul de imunitate specifica, pledeaza o serie de argumente de ordin filogenetic, ontogenetic, clinic si experimental.

Argumente de ordin filogenetic. Procesele de aparare specifica, nu apar decat la speciile de animale la care apar celule, care morfologic pot fi identificate ca limfocite (incepand cu ciclostomii).

Argumente de ordin ontogenetic. In cursul dezvoltarii embrionare, fetusul la vertebrate nu castiga imunitate specifica, decat in momentul cand apar primele celule limfocitare. La caine de exemplu, raspunsul imun apare in a 40 zi de viata fetala, cand limfocitele apar in timus si in alte organe limfoide (maduva osoasa si ganglionii limfatici).

Argumente de ordin clinic. S-a constatat ca in sindromul de deficit imunitar secundar la om ( Sindroamele Glazmann-Riniker si Good), nu pot fi decelate, la individul bolnav, celulele cu aspect limfocitar. Sindromul de deficit imunitar, se traduce prin lipsa oricarui raspuns imunitar, dupa o stimulare antigenica.

Argumente de ordin experimental. Soarecii expusi in mod experimental unei iradieri (Rx) cu doze subletale, fac o aplazie limfocitara, consecutiva iradierii. Aceasta aplazie este insotita de lipsa oricarui raspuns imunitar fata de o incitatie antigenica.

2.1 Ontogeneza limfocitelor

Diferentierea LfB si T are loc in OLC si parcurge mai multe etape care se caracterizeaza prin aparitia succesiva a unor molecule functionale in citoplasma sau sprafata celulara. Celulele maturate parasesc OLC si se distribuie in zonele B si respectiv T-dependente din OLP (homing), gratie unor receptori specifici de suprafata. Fenomenul de homing caracterizeaza Lf. pe toata durata vietii lor: un LfB, de exemplu, care paraseste un ganglion si circula in organism se va aseza in alt teritoriu limfoid dar tot intr-o zona B-dependenta. Celulele mature imunocompetente, care au parasit OLC si nu au intalnit inca Atg. specific sunt denumite 'virgine'. Dupa intalnirea cu Atg. aceste celule sufera o serie de transformari morfologice si structurale care se finalizeaza cu o mitoza. Celulele 'transformate' au o talie foarte mare si citoplasma intens bazofila. Ele au fost denumite celule 'blastice' (deoarece au o infatisare asemanatoare cu elementele medulare tinere -'blastice'- din care se formeaza celulele sanguine) sau 'imunoblasti'. Prin mitoza imunoblastii genereaza 2 celule-fiice diferite: una va parcurge pana la completare programul de maturatie al liniei celulare respective si va deveni celula efectoare a raspunsului imun (RI), cealalata va ramane identica cu celula-mama persistand ca 'celula de memorie'. Compartimentul celulelor de memorie au o importanta functionala deoarece asigura mentinerea clonelor specifice pentru Atg. Fenomenul transformarii blastice poate fi reprodus 'in vitro' daca Lf. cultivate sunt incubate cu Atg. sau cu lectine vegetale (denumite si substante mitogene). Fitohemaglutinina si Concanvalina A stimuleaza transformarea blastica a LfT. Pokeweed mitogen produce transformarea si a LfT si a LfB. Testul de transformare blastica este curent utilizat in clinica pentru testarea functiei limfocitelor.

Maduva osoasa este sediul CSL care provin din diferentierea CS multipotente. CSL sunt bipotente: genereaza LfB si T. La mamifere si la om joaca un rol de organ burso-echivalent de diferentiere si de maturare a LfB. (Fig. 26)

Schema generala a distributiei celulelor limfoide

^* CSL - celule stem limfoide

Fig26. Ontogeneza limfocitelor B si T

2.2. Ontogeneza limfocitelor B

a) etapa medulara (independenta de Atg). Evenimentul initial care anunta angajarea CSL in diferentierea catre linia B este rearanjarea genelor pentru lanturile H de Ig, care se materializeaza prin aparitia de lanturi miu intracitoplasmatice (c

Rearanjarile incep pe ambii cromozomi 14, dar se finalizeaza numai pe unul singur impiedicand astfel producerea de lanturi cu specificitati diferite in aceeasi celula. Ulterior se rearanjeaza si genele pentru lanturile L (K) si astfel se asambleaza in citoplasma molecule complete de IgM (cIgM). Celulele c si cIgM⁺ au fost denumite 'pre-B'. Intr-o etapa ulterioara IgM devine exprimata pe suprafata (sIgM) (celulele B imature). sIgM poate functiona ca receptor pentru Atg. si se presupune ca celulele B imature pot reactiona cu Atg. proprii daca moleculele de Ig exprimate pe suprafata sunt corespunzatoare. Aceasta interactiune nu ar reproduce modelul celulelor mature (transformarea blastica, mitoza, etc.) ci ar fi urmata de desprinderea IgM de pe suparafata. Deoarece LfB imature nu pot reface aceste sIg, ele vor ramane in continuare inactive. Acest fenomen de selectie negativa ar preveni dezvoltarea unor clone autoreactive si ar putea sta la baza tolerarii selfului. Celulele care nu au fost facute nereactive continua sa se maturizeze. In cursul maturarii sunt achizitionate pe suprafata si alti markeri: Atg. CMH de clasa I si II (DR), CR₁, CR_2,, RF_cγ. LfB 'virgine' care parasesc MO exprima pe suprafata 2 molecule de sIg: IgM + IgD. Unele celule B sufera in procesul de maturare o comutare a sintezei IgM in alta clasa de Ig. In acest caz, grupul de gene VDJ care fusesera asamblate anterior cu o gena CH miu, ajunge sa se cupleze cu alte gene CH (Cgama sau Calfa, de exemplu). Noua Ig produsa de celula are deci acelasi idiotip cu IgM originala. Procesul de comutare explica variatiile sintezei Atc. in raspunsul imun: in raspunsul primar domina secretiile de IgM; in raspusurile secundare, Atc. dominanti apartin altor clase cu aceeasi specificitate (IgG sau IgA in exemplele citate).

b) etapa dependenta de Atg.

Dupa intalnirea cu Atg. specific, LfB mature sufera procesul de transformare blastica in urma caruia vor genera celule de memorie si plasmocite efectoare.

Plasmocitul reprezint stadiul terminal al ontogenezei LfB(Fig.27).

~n acest proces LfB pierd sIg [i vor exprima in schimb al]i markeri de suprafa] ('plasma cell antigens'): PCA₁ [i PCA₂.

Celulele de memorie sunt celule de repaos, ins se activeaz rapid dup orice reantalnire cu Atg. specific reluand ciclul de mai sus (Fig.28 [i 29).