LÁNYI ÁRPÁD PhD PERIFÉRIÁS TOLERANCIA REGULÁTOR T-SEJTEK.

Az előadások a következő témára: "LÁNYI ÁRPÁD PhD PERIFÉRIÁS TOLERANCIA REGULÁTOR T-SEJTEK."— Előadás másolata:

1 LÁNYI ÁRPÁD PhD PERIFÉRIÁS TOLERANCIA REGULÁTOR T-SEJTEK

2 A SAJÁT/NEM SAJÁT MEGKÜLÖNBÖZTETÉSE központi kérdés az immunológiában IMMUNVÁLASZTOLERANCIA REGULÁTOROKEFFEKTOROK Immun-homeosztázis AUTOIMMUN BETEGSÉGEK KRÓNIKUS GYULLADÁS IMMUNDEFICIENCIÁK PERZISZTENS INFEKCIÓK TUMORKÉPZŐDÉS

3 Kulcskérdések: Mi nem működik optimálisan autoimmun betegségek esetén? Hogyan lehetne kezelni az autoimmun kórképeket? Hogyan lehetne kialakítani és fenntartani aktív toleranciát átültetett szervekkel szemben? Milyen szerepet játszanak a regulátor T-sejtek az immunválaszban? Allergiás reakciók? A fenti kérdések megválaszolásához ismernünk kell a regulátor T-sejtek biológiáját!!! A SAJÁT/NEM SAJÁT MEGKÜLÖNBÖZTETÉSE központi kérdés az immunológiában

4 CENTRÁLIS TOLERANCIA

5 PERIFÉRIÁS TOLERANCIA A TCR-en keresztüli aktiváció ko-stimuláció hiányában funkcionális válaszképtelenséghez, anergiához vezet. A saját antigének nagy affinitással történő kötése vagy többszörös antigén stimulus apoptózishoz vezet (intrinsic – Bim-mediált apoptózis; extrinsic – aktiváció (Fas) indukált sejthalál). A regulátor T limfociták CD4+ T-sejtek, melyek feladata az immunválasz szupressziója és a sajáttal szembeni tolerancia fenntartása.

6 REGULÁTOR T-SEJTEK

7 Napjainkra a regulátor T-sejtek kutatása központi kérdéssé vált az immunológiában. Az utóbbi években számos Treg populációt azonosítottak, például CD4+ IL-10 termelő Tr1 sejteket, TGF-β-termelő Th3 sejteket, CD8+CD28-T-sejteket, HLA-E- specifikus CD8+T-sejteket stb. Az előadás keretében a legtöbbet kutatott és legjobban karakterizált CD4+ CD25+FOXP3+ regulátor T-sejteket ismerhetjük meg. Egységes nevezéktan hiányában az előadás során a következő megnevezéseket és rövidítéseket használjuk (egyéb nevek zárójelben):  Treg: FOXP3+ regulátor T-sejtek általában  Tímusz-eredetű regulátor T-sejtek/tTreg (természetes/nTreg)  Perifériás regulátor T-sejtek/pTreg (adaptív/indukálható/a/iTreg)  In vitro generált regulátor T-sejtek/iTreg NEVEZÉKTAN

8 REGULÁTOR T-SEJTEK LÉTEZÉSÉT IGAZOLÓ KORAI KÍSÉRLETI MODELLEK Tímusz-eredetű regulátor T-sejtek (Sakaguchi S.) Funkció: Saját antigénekkel szembeni tolerancia fenntartása Patológiás és fiziológiás immunválasz negatív regulációja TOLERANCIA Egerekben a tímusz eltávolítása a születést követő 2-4. napon autoimmun ovárium destrukció Felnőtt patkány tímuszának eltávolítása + röntgen sugárzás thyreoditis CD4+ T-sejtek transzferével mindkét fenotípus kivédhető, ami egy szupresszor populáció létezését igazolja. Treg sejtek depléciója? Markerek???? A sajáttal szembeni tolerancia domináns és szupresszor sejtek tartják fent.

9 REGULÁTOR T-SEJTEK ÉS SEJTFELSZÍNI MARKEREIK AZONOSÍTÁSA DEPLÉCIÓS KÍSÉRLETEKKEL Sakaguchi et al. showed in Ann rev immun. 2004 Nude (tímusz nélküli) egér + normál CD4+ T-sejtek Nincs autoimmunitás Nude egér + CD5-depletált CD4+ T-sejtek (ellenanyag+komplement) Autoimmunitás gyomor, pajzsmirigy petefészek, herék TregTeffektor

10 FOXP3: TÖBB, MINT MARKER A FOXP3-nak kulcsszerepe van a tolerancia fenntartásában. A FOXP3 ektopikus expressziója naiv egér CD4+ T-sejtekben szupresszív fenotípust alakít ki és olyan Treg-asszociált molekulák, mint a CD25, CTLA-4, GITR expresszióját indukálja. Ezen receptorok expressziója humán CD4+ T- sejtek esetében is korrelál a FOXP3 expresszióval. doi:10.1038/nri3650

11 FOXP3 DEFICIENCIA:IPEX Immun diszreguláció, poliendokrinopátia, enteropátia, X-kapcsolt szindróma  Poliendokrinopátia: az endokrin mirigyeket érintő sokrétű rendellenesség.  A leggyakoribb az 1-es típusú diabetes mellitus, ami az első pár hónapban kifejlődik.  Autoimmun pajzsmirigy betegség (alul- vagy túlműködés).  Enteropátia: súlyos diarrhea, gyakran az első tünet, gátolt növekedés.  Dermatitis.

12 Prurigós plakkok (a) Ekcéma-prurigo (b) Extenzív bőrbetegség díffúz psoriasis-os plakkokkal(c,d) Atópiás dermatitis, vérző ajkak (e) DOI 10.1111/j.1365-2133.2008.08835.x

13 FOXP3 DEFICIENCIA:IPEX Immun diszreuláció, poliendokrinopátia, enteropátia, X-kapcsolt szindróma  Poliendokrinopátia: az endokrin mirigyeket érintő sokrétű rendellenesség.  A leggyakoribb az 1-es típusú diabetes mellitus, ami az első pár hónapban kifejlődik.  Autoimmun pajzsmirigy betegség (alul- vagy túlműködés).  Enteropátia: súlyos diarrhea, gyakran az első tünet, gátolt növekedés.  Dermatitis.  Gyakoriak a vért érintő autoimmun rendellenességek: anémia, trombocitopénia, neutropénia.  A szindróma érintheti a májat és a veséket (tubuláris nefropátia).  A legtöbb páciens férfi.  Az IPEX súlyos formája kezelés nélkül 2 éves kor előtt letális (enyhébb formában a túlélés 20-30 év, az enyhébb forma előfordulása ritka).  Kezelés: hematopoetikus őssejt transzplantáció (HSCT).

14 A REGULÁTOR T-SEJTEK DIFFERENCIÁCIÓJA ÉS JELLEMZÉSE

15 TÍMUSZ-EREDETŰ REGULÁTOR T-SEJTEK (tTreg) A FOXP3 expresszióhoz szükséges: TCR jelátvitel A saját antigén/MCHII komplexet nagy aviditással kötő TCR: A potenciálisan autoreaktív klónoknál nagyobb szenzitivitás a saját antigénekkel szemben Ko-stimuláció Csökkent Treg szám CD28 és CD80-CD86-deficiens egerekben. Citokin-mediált szignálok IL-2 T REG DIFFERENCIÁCIÓ

16 A Hassall testek denditikus sejtek aktivációján keresztül elősegítik a CD4+CD25+ regulátor T-sejtek fejlődését a humán tímuszban Watanabe et al. Nature 436, 1181 T REG DIFFERENCIÁCIÓ doi:10.1038/nature03886

17 A szisztémás és szövet-specifikus autoimmunitás regulációja Folyamatos TCR aktiváció TÍMUSZ-EREDETŰ REGULÁTOR T-SEJTEK (tTreg) A Tregek fejlődéséhez szükséges: TCR jelátvitel A saját antigén/MCHII komplexet nagy aviditással kötő TCR: A potenciálisan autoreaktív klónoknál nagyobb szenzitivitás a saját antigénekkel szemben. Ko-stimuláció Csökkent Treg szám CD28 és CD80-CD86-deficiens egerekben. Citokin-mediált szignálok IL-2 T REG DIFFERENCIÁCIÓ

18 PERIFÉRIÁS REGULÁTOR T-SEJTEK (pTreg) T-SEJTEK (pTreg) Alacsony erősségű TCR szignál Szuboptimális DC aktiváció Szubimmungén antigén dózis Míg a CD28 szignálok elengedhetetlenek a tTregek fejlődéséhez, az erős ko-stimuláció gátolja a pTregek differenciációját. Citokin-mediált szignálok IL-2, TGF-β T REG DIFFERENCIÁCIÓ FOXP3+pTreg CD4+FOXP3+pTreg Szövet-specifikus vagy nem saját antigén

19 The life of regulatory T cells Iris K. Gratz, Michael D. Rosenblum, and Abul K. Abbas Ann. N.Y. Acad. Sci. (2013) 1–5 AZ EFFEKTOR ÉS REGULÁTOR T-SEJTEK FEJLŐDÉSE SZOROSAN ÖSSZEKAPCSOLÓDIK T REG DIFFERENCIÁCIÓ

20 Lokális immunszupresszió Mukozális, orális, fetális-maternális tolerancia CD4+FOXP3+pTreg Szövet-specifikus vagy nem saját antigén PERIFÉRIÁS REGULÁTOR T-SEJTEK (pTreg) T-SEJTEK (pTreg) Alacsony erősségű TCR szignál Szuboptimális DC aktiváció Szubimmungén antigén dózis Míg a CD28 szignálok elengedhetetlenek a tTregek fejlődéséhez, az erős ko-stimuláció gátolja a pTregek differenciációját. Citokin-mediált szignálok IL-2, TGF-β ATRA A TGF-β-val szinergisztikusan hat. Képes elősegíteni a pTregek fejlődését még erős ko-stimulációs szignálok mellett is. T REG DIFFERENCIÁCIÓ

21 STAT6 IRF4 GATA3 STAT1 Tbet STAT3 RORγ FOXP3 Th17 IL-17 Th2 IL-4 IL-5 IL-13 Th1 IFN-γ Tfh IL-21 IL-4 Bcl6 CXCR3 CXCR5CCR6 CCR4 FUNKCIONÁLIS PLASZTICITÁS A pTregek a lokális környezethez transzkripciós reguláció révén adaptálódva képesek a különböző típusú gyulladások gátlására. Treg-specifikus T-bet/GATA3 dupla deficiencia súlyos autoimmun kórképet idéz elő. Treg-specifikus Stat3 deficiencia fatális intestinalis gyulladást okoz. IRF4 deficiencia Tregekben autoimmun limfoproliferatív betegséghez vezet. Cxcr5 -/- vagy Bcl6 -/- Tregek képtelenek a germinális centrum reakciók kontrollálására. A pT REG SEJTEK AKÁR EFFEKTOR SEJTEKKÉ IS KONVERTÁLÓDHATNAK! A pTregek képesek részben fölvenni a target sejt fenotípusát. Ez a funkcionális plaszticitás elengedhetelen a regulációhoz.

22 A konvencionális T-sejtek aktivációt követően tranziesen expresszálják a FOXP3-at. Az expresszió alacsony szintű és szupresszióhoz nem elég. A FOXP3-at expresszáló sejtek három populációja: CD25+CD45RA-FOXP3lo (nem szupresszív aktivált T-sejt) CD25+CD45RA+FOXP3lo (naiv Treg) CD25hiCD45RA-FOXP3hi (effektor Treg) AZ ÁLLANDÓ SZUPRESSZÍV FUNKCIÓHOZ STABIL ÉS MAGAS FOXP3 EXPRESSZIÓ SZÜKSÉGES A FOXP3+ T-SEJTEK HETEROGÉNEK BÁR A FOXP3 A REGULÁTOR T-SEJT FEJLŐDÉSI VONAL MARKERE EXPRESSZIÓJA NEM KIZÁRÓLAGOS

23 SZÁMOS JELÁTVITELI ÚTVONAL EGYÜTTMŰKÖDÉSE SZÜKSÉGES A FOXP3 EXPRESSZIÓ INDUKCIÓJÁHOZ ÉS FENNTARTÁSÁHOZ doi:10.1038/nri2474

24 A FOXP3 EXPRESSZIÓ EPIGENETIKUS REGULÁCIÓJA doi: 10.3389/fimmu.2013.00169 Klasszikus TATA és CAAT boxok a promoter régióban CNS2: T REG -SPECIFIKUS DEMETILÁLT RÉGIÓ (TSDR) STABIL FOXP3 EXPRESSZIÓ FENNTARTÁSA CNS2-deficiencia: A FOXP3 expresszió indukciója sem a tímuszban sem a periférián nem érintett, DE az expresszió nem stabil. FOXP3 kötőhely. CNS1 (konzervált nem kódoló szekvenciák): TGF-β szenzor CNS1 deficiencia: Nincs szövet-specifikus autoimmunitás DE Csökken a pTreg differenciáció Th2- típusú mukozális gyulladások Megnövekedett embrió reszorpció p CNS3: NF-κB transzkripciós faktorok a CNS3-hoz kötődve facilitálják a promoter aktivitását. A CNS3 deficiens egerek a Tregek csökkent repertoárától eltekintve egészségesek. Parciális demetiláció

25 ÖSSZEFOGLALÁS CD4+CD25+FOXP3+ REGULÁTOR T-SEJTEK TÍMUSZ-EREDETŰ T REG Saját antigén-specifikus TCR Stabil FOXP3 expresszió Szisztémás autoimmuntitás kontrollja PERIFÉRIÁS T REG Saját vagy nem saját antigén-specifikus TCR Funkcionális plaszticitás Lokális immunszupresszió

26 IN VITRO GENERÁLT REGULÁTOR T-SEJTEK (iT REG ) Egér iTreg: Naiv CD4+ T-sejtek + TGF-β - IL-2, CD3, CD28 stimuláció: FOXP3 expresszió és szupresszív fenotípus in vitro (proliferáció) és in vivo (autoimmunitás gátlása FOXP3 mutáns egérben, scurfy: 2bp inszerció a FOXP3 génben, limfoproliferatív szindróma, 3-5 hetes korban letális). Humán iTreg: Naiv humán CD4+FOXP3- T-sejtek TCR stimulációja TGFβ és IL-2 jelenlétében FOXP3 expressziót indukál AZONBAN a humán iTregek nem mutatnak szupresszív fenotípust. Restimuláció: IL-2, IFN-γ termelés. Köldökzsinórvérből származó naiv CD4+T-sejtek esetén az eredmény hasonló. IL-10, D3 vitamin, IDO, ATRA, epigenetikus modifikáció?

27 Az IL-2 kettős szerepe a T-sejt válaszban Az immunválasz indukciójaAz immunválasz regulációja Kérdés: Mi lenne a következménye az IL-2 vagy az IL-2 receptor eliminációjának? Meglepő konklúzió IL-2 knock out egerek vizsgálata után: Az IL-2-nek az immunválasz regulációjában van nem redundáns szerepe (generalizált autoimmun betegség). A humán CD25 deficiencia egy IPEX-szerű szindrómát okoz. Jellemző a szövetek ( tüdő, máj, bél, csont) atrófiával és gyulladással kísért extenzív limfocitás infiltrációja. A CD25 deficiens timocitákban a magas bcl-2 expresszió következtében az apoptózis gátolt, ami az autorektív klónok expanzióját eredményezi. AZ IL-2 MEGLEPŐ BIOLÓGIÁJA

28 A T REG SEJTEK ÖSSZETÉTELÉNEK VÁLTOZÁSA AZ ÉLET SORÁN  A humán tímuszban már a gesztáció 13. hetében differenciálódnak a T-sejtek. A köldökzsinórvérben túlnyomó többségben naiv Tregek találhatók (CD45RA+). Ugyanakkor egy kis számú effektor Treg (CD45RA-CD45RO+ FOXP+hi) jelenléte a perifériás szövetekben zajló Treg aktivációra utal. A fetális Tregeknek a sajáttal szembeni tolerancia fenntartása mellett szerepe van a fetális- maternális tolerancia kialakításában.  A naiv Tregek CD4+T-sejtekhez viszonyított aránya az életkorral csökken: Köldökzsinórvér: 4-10% Fiatal felnőttek: 1-4% Idős személyek: 0.5-1.5%  Az effektor Tregek aránya az életkorral korral nő: Köldökzsinórvér: 0-0.5% Fiatal felnőttek: 1-2.5% Idős személyek: 1-4%  A tímusz involúció következtében a T-sejt differenciáció a korral csökken, de nem szűnik meg teljesen.

29 A REGULÁCIÓ MECHANIZMUSAI

30 CD45RA/RO FOXP3 TGF-βIL-10 CTLA-4 CD80/86 CD39 ATP CD73 AMP GITRL GITR TCR complexCD4 MHCII/ANTIGÉN CCR, CXCR CCL CXCL CD127 low/- CD49d - IL-2 - T REG -ASSZOCIÁLT MOLEKULÁK α-láncβ-lánc CD25 CD122 IL-2 IL-2R LAG3 CD62L GlyCAM-1 CD34 MadCAM-1

31 IMMUNSZUPPRESSZÍV CITOKINEK TGF-β: GGátolja a T-sejt proliferációt és az effektor funkciókat. SSzupresszálja a makrofágok, a neutrofilek és az endotél sejtek aktivációját. SStimulálja az IgA antitestek termelését. (Az IgA a mukozális immunitás fontos eleme.) EElősegíti a gyulladásos reakciókat követő szövetregenerációt (stimulálja a kollagén szintézist és az angiogenezist). AA membrán-kötött TGF-β által kifejtett gátlás kontakt dependens. TTGF-β deficiencia: progresszív szindróma, egereknél 2 hetes korban letális.

32 IL-10: GGátolja az aktivált dendritikus sejtek és makrofágok IL-12 termelését, valamint a ko-stimulátorok és az MHCII molekulák expresszióját. ÖÖrökletes IL-10 vagy IL-10R deficiencia: súlyos colitis (egy éves kor előtt). EEgerekben az IL-10 minden sejtet vagy csak a Tregeket érintő deléciója szintén súlyos colitist idéz elő. AAz IL-10-nek fontos szerepe van a nyálkahártyákat érintő gyulladásos reakciók kontrollálásában, különösen a gastrointestinális traktusban. AAz Epstein-Barr vírus egy humán IL-10 homológ gént hordoz. A virális IL-10- nek a humán IL-10-hez hasonlóan immunszupresszív hatása van (vírus evolúció, túlélési előny).

33 CITOLÍZIS A Treg-mediált citolízis a CD18 adhéziós molekula segítségével granzim A és perforin közvetítésével történik. doi:10.1038/nri2343

34 CITOKIN HIÁNY OKOZTA APOPTÓZIS doi:10.1016/j.immuni.2009.04.010 Az IL-2-nek esszenciális szerepe van a Treg homeosztázisban. A Tregek magasan expresszálják a nagy affinitású IL-2 receptor mindhárom komponensét (IL-2R—CD25, CD122, CD132), így hatékonyan versengenek az IL-2-ért. Az IL-2 hiány gátolja a konvencionális T-sejtek proliferációját és Bim-mediált (intrinsic) apoptózishoz vezet. METABOLIKUS SZUPRESSZIÓ

35 RÉSKAPCSOLATOKON KERESZTÜLI cAMP TRANSZFER DOI: 10.1002/eji.201141578 TregTeff A regulátor T-sejtekben magas intracelluláris cAMP szint alakul ki. A FOXP3 gátolja a Pde3b gén működését. (a cAMP-t degradáló foszfodiészteráz). A FOXP3 szupresszálja az ADCY9-et (adenilil cikláz) gátló miR-142-3p-t. Az ICER gátolja az NFAT transzkripcióját, a proteinnel pedig komplexet alkotva akadályozza annak működését. Az NFAT target gének átíródása így gátlódik (pl. IL-2). A cAMP CTLA-4 expressziót indukál. A cAMP elősegíti az ICER expresszióját (inducible cAMP early repressor).

36 ADENOZIN Extracelluláris ATP AMP Ektonukleozid trifoszfát difoszfohidroláz (E-NTPDáz) ADENOZIN Ekto-5’-nukleotidáz Teff PRO-INFLAMMATORIKUS STIMULUS Adenozin 2A receptor METABOLIKUS SZUPRESSZIÓ P2X P2Y cAMP

37 DENDRITIKUS SEJTEKEN KERESZTÜLI REGULÁCIÓ DOI: 10.1002/eji.201343862

38 DENDRITIKUS SEJTEKEN KERESZTÜLI REGULÁCIÓ LAG-3 doi:10.1016/j.immuni.2009.04.010 A limfocita aktivációs gén-3 (LAG-3, CD223) egy CD4-homológ transzmemrán protein, amely nagyobb affinitással köti az MHCII-t, mint a CD4. A LAG-3/MHCII kötődés az SHP1 indukciója révén gátolja a DC aktivációt. MHCII-t az effektor T-sejtek is expresszálnak, így a LAG-3 kötődés közvetlenül is gátolhatja a T-sejt aktivációt.

39 CTLA-4 Blokkolás „Down” reguláció Transzendocitózis A CTLA-4 elősegíti a Foxo3 transzkripciós faktor nukleáris lokalizációját, ami szupresszálja az IL-6-ot és a TNF-et kódoló gének expresszióját. Az IDO (indolamin-2,3-dioxigenáz) indukciója szintén CTLA-4 dependens. DENDRITIKUS SEJTEKEN KERESZTÜLI REGULÁCIÓ  Az IDO katalizálja az esszenciális aminosav L- triptofán N- formilkinureninné való átalakulását, ami a triptofán katabolizmus első és egyben sebességmeghatározó lépése.  Az effektor T-sejtek triptofán hiányában nem képesek mitózisra és a G1 fázisban maradnak.  A triptofán metabolitjai (kinurenin, kinolinsav, pikolinsav) toxikusak a CD8+ és CD4+ Th1 sejtekre. TNF doi:10.1038/ni.1818

40 CTLA-4 DEFICIENCIA  A CTLA-4 deléciója egerekben szisztémás autoimmun betegséget okoz.  A CTLA-4 Treg-specifikus deléciója is elég a fatális rendellenesség kialakulásához.  A humán CTLA-4 mutációja haploinsufficienciát eredményez, ami komplex immun diszregulációs szindróma kialakulásával jár.  Számos, korábban CVID-vel (Common variable immunodeficiency) diagnosztizált páciens CTLA-4 mutációt hordoz.  A CTLA-4 haploinsufficiencia extenzív T-sejt infiltrációval jellemezhető. Az érintett szervek között van például a bél, a tüdők, a csontvelő, a központi idegrendszer, a vesék.  Enteropátia, hipogammaglobulinémia, granulomatózus limfocitás intersticiális tüdőbetegség, légúti infekciók, splenomegália, thrombocitopénia, hemolitikus anémia, limfadenopátia, psoriasis, thyroiditis, arthritis.

41 10.1038/nm.3746 CTLA-4 HAPLOINSUFFICIENCIA Infiltráció és limfadenopátia CTLA-4 mutációt hordozó páciensekben. (a,b) Duodenalis biopszia, CD4 festés. (c) Mellkas CT. A nyilak a granulomatózus limfocitás infiltrációt jelzik. (d) Pulmonáris biopszia, CD4 festés: limfoid fibrotikus léziók. (e) Medencetájéki MRI: megnagyobbodott nyirokcsomók (nyilak, 4cm) (f) Csontvelő biopszia, CD4 festés. (g) Cerebellum MRI, kontrasztanyag: gadolinium (h) Cerebellaris lézió, CD3 festés. Méretarányok: 50 μm (a,b,d,f,h), 20 mm (c) és 50 mm (e).

42 POTENCIÁLIS TERÁPIA CTLA-4 HAPLOINSUFFICIENCIA

43 ÖSSZEFOGLALÁS doi:10.1038/nri2343 A regulátor T-sejtek több mechanizmus szinergisztikus működtetése révén kontrollálják az immunválaszt

44 REGULÁTOR T-SEJTEK AZ IMMUNTERÁPIÁBAN

45  Rapamycin: mTOR inhibitor, elősegíti a Tregek expanzióját. A kezelés hatására megnövekszik a Tregek száma tüdő- vagy veseátültetést követően.  Anti-timocita globulin (ATG): T-sejt-depletáló poliklonális antitest, egerekben elősegíti a Tregek differenciációját. CTLA-4-Ig-vel és rapamycinnel kombinálva gátolja az allograft kilökődését bőr allograft modellben.  Cyclosporin A, tacrolimus: Kalcineurin inhibitorok. Standard dózisban alkalmazva gátolják a Tregeket. Atópiás dermatitis-ben szenvedő páciensek kezelése alacsony dózisú kalcineurin inhibitorokkal: IL-2 termelés, megnövekedett Treg szám. FARMAKOTERÁPIA

46  IL-2/IL-2 monoklonális antitest komplex: Egerekben 10X Treg expanzió, rezisztencia autoimmun encephalomyelitis-szel szemben, gátolt allograft kilökődés Langerhans-sziget transzplantáció esetén. Klinikai kísérlet (1-es fázis): subcutan IL-2 krónikus GVHD kezelésére: a naponta alacsony dózisban adott IL-2-t a páciensek jól tolerálták, Treg expanzió és a GVHD-t illetően javulás tapasztalható.  „Off-cell” hatás A Tregeket stimuláló kísérleti szerek aktiválhatják a konvencionális T-sejteket is. Klinikai kísérlet (1-es fázis): TGN1412 – szuper-agonisztikus anti-CD28 antitest – masszív „citokin vihar”, szeptikus sokk-szerű állapot. FARMAKOTERÁPIA

47 SEJTTERÁPIA Az intezív kutatás fókuszában az autoimmun betegségek és a GVHD kezelése áll Mivel a CD25 és FOXP3 expressziója nem kizárólagos, számos egyéb markert használnak az izolációhoz. CD127+ CD49d+ sejtek depléciója. CD25+CD45RA+FOXP3lo (naiv Treg) Könnyen expandálódnak és FOXP3+ effektor Treg sejtekké differenciálódnak. Donor APC

48 A autoimmun betegségek a Tregek nem megfelelő működésével hozhatók összefüggésbe  A Langerhans-sziget-specifikus konvencionális T-sejtek kontrolljának hiánya 1-es típusú diabetes mellitust (DM1) eredményez.  FOXP3+ Tregek hiányában a DM1 kockázata jelentősen megnő.  Egérkísérletekben Treg transzferrel a DM1 kivédhető.  Klinikai kísérlet: DM1: Kor: 8-16 év, autolog CD4+CD25highCD127−Treg infúzió a diagnózist követő pár héten belül: 2 héttel a kezelést követően a szükséges exogén inzulin dózis az összes páciens (10) esetében csökkent. Néhány hónappal a kezelés után: 8 páciens - klinikai remisszió, ebből 2 páciens esetében egyáltalán nem szükséges exogén inzulin. A T REG SEJTEK KLINIKAI FELHASZNÁLÁSA

49 Transzplantáció  Hematopoetikus őssejt transzplantáció (HSCT) Graft versus host betegség Az immunszupresszív terápia ellenére, a transzplantációt követő gyulladás gyakran szövetkárosodáshoz vezet. Folyamatban lévő klinikai kísérletek bíztató eredményekkel szolgálnak CD4+CD25+ Tregek használatát illetően.  Szervátültetés Kilökődés Allogén bőr graft modell: Nude egér+Treg/CD25- T-sejt - gátolt graft kilökődés. The ONE Study: I/II-es fázisú klinikai kísérlet: számos sejttípus, köztük a regulátor T-sejtek felhasználhatóságának vizsgálata élődonoros veseátültetés során. A T REG SEJTEK KLINIKAI FELHASZNÁLÁSA

50 A FOXP3+ Tregek gátolják a hatékony tumorellenes immunválaszt  CD4+CD25+FOXP3+ Tregek nagy számban vannak jelen a tumorokban és a környező nyirokcsomókban.  A csökkent CD8+T-sejt/ CD4+CD25+FOXP3+ Treg arány a tumorokban rossz prognózist vetít előre.  Számos egérmodellben a Tregek deplécióját követően hatékony tumorellenes immunválasz alakul ki.  Humán perifériás CD4+ T-sejtek – CD4+CD25+ T-sejtek depléciója – in vitro stimuláció – tumor antigén-specifikus T-sejtek expanziója. A T REG SEJTEK KLINIKAI FELHASZNÁLÁSA

51  Tisztaság A CD25/FOXP3 expresszió nem kizárólagos. A FOXP3 CNS2 régiójának metilációs státusza indikálhatja a sejtkultúra tisztaságát és stabilitását.  Hatékonyság Számos Treg-asszociált regulációs mechanizmus ismert. Az in vitro proliferációs assay-k nem feltétlenül alkalmasak a sejtkultúra szupresszív potenciájának meghatározására. Például rapamycin jelenlétében expandált, in vitro assay-ben effektív Tregek in vivo xeno-GVHD modellben nem bizonyultak hatékonynak. Specifikus hatékonyság tesztelő rendszerek kifejlesztésére van szükség. A T REG TERÁPIA KOCKÁZATAI

52  Stabilitás (az infúziót követően) A FOXP3+ T-sejtek elveszíthetik a FOXP3 expressziót. Az “ex-FOXP3” sejtek konvencionális T-sejtekké alakulva patogének lehetnek. IL-2 terápia támogathatja a Tregek stabilitását.  Mellékhatások Infekciók, neoplasia Érdekes módon Treg terápiára alapozott GVHD prevenciós klinikai kísérletekben fokozott immunválasz tapasztalható opportunista patogénekkel szemben. Számos tanulmány a Tregek tumor ellenes immunválaszt szupresszáló tulajdonságára hívja fel a figyelmet. A T REG TERÁPIA KOCKÁZATAI

53 VÉGE

54 PERIFÉRIÁS TOLERANCIA A TCR-en keresztüli aktiváció ko-stimuláció hiányában funkcionális válaszképtelenséghez, anergiához vezet. A saját antigének nagy affinitással való kötése vagy többszörös antigén stimulus apoptózishoz vezet (intrinsic – Bim-mediált apoptózis; extrinsic – aktiváció (Fas) indukált sejthalál). A regulátor T limfociták CD4+ T-sejtek, melyek feladata az immunválasz szupressziója és a sajáttal szembeni tolerancia fenntartása.

55 REGULÁTOR T-SEJTEK ÉS SEJTFELSZÍNI MARKEREIK AZONOSÍTÁSA DEPLÉCIÓS KÍSÉRLETEKKEL Sakaguchi et al. showed in Ann rev immun. 2004 Nude (tímusz nélküli) egér + normál CD4+ T-sejtek Nincs autoimmunitás Nude egér + CD5-depletált CD4+ T-sejtek (ellenanyag+komplement) Autoimmunitás gyomor, pajzsmirigy petefészek, herék TregTeffektor

56 A szisztémás és szövet-specifikus autoimmunitás regulációja Folyamatos TCR aktiváció TÍMUSZ-EREDETŰ REGULÁTOR T-SEJTEK (tTreg) A Tregek fejlődéséhez szükséges: TCR jelátvitel A saját antigén/MCHII komplexet nagy aviditással kötő TCR: A potenciálisan autoreaktív klónoknál nagyobb szenzitivitás a saját antigénekkel szemben. Ko-stimuláció Csökkent Treg szám CD28 és CD80-CD86-deficiens egerekben. Citokin-mediált szignálok IL-2 T REG DIFFERENCIÁCIÓ

57 Lokális immunszupresszió Mukozális, orális, fetális-maternális tolerancia CD4+FOXP3+pTreg Szövet-specifikus vagy nem saját antigén PERIFÉRIÁS REGULÁTOR T-SEJTEK (pTreg) T-SEJTEK (pTreg) Alacsony erősségű TCR szignál Szuboptimális DC aktiváció Szubimmungén antigén dózis Míg a CD28 szignálok elengedhetetlenek a tTregek fejlődéséhez, az erős ko-stimuláció gátolja a pTregek differenciációját. Citokin-mediált szignálok IL-2, TGF-β ATRA A TGF-β-val szinergisztikusan hat. Képes elősegíteni a pTregek fejlődését még erős ko-stimulációs szignálok mellett is. T REG DIFFERENCIÁCIÓ

58 A FOXP3 EXPRESSZIÓ EPIGENETIKUS REGULÁCIÓJA doi: 10.3389/fimmu.2013.00169 p Parciális demetiláció

59 Klasszikus TATA és CAAT boxok a promoter régióban CNS1 (konzervált nem kódoló szekvenciák): TGF-β szenzor CNS1 deficiencia: Nincs szövet-specifikus autoimmunitás DE Csökken a pTreg differenciáció Th2- típusú mukozális gyulladások Megnövekedett embrió reszorpció CNS2: T REG -SPECIFIKUS DEMETILÁLT RÉGIÓ (TSDR) STABIL FOXP3 EXPRESSZIÓ FENNTARTÁSA CNS2-deficiencia: A FOXP3 expresszió indukciója sem a tímuszban sem a periférián nem érintett, DE az expresszió nem stabil. FOXP3 kötőhely. CNS3: NF-κB transzkripciós faktorok a CNS3-hoz kötődve facilitálják a promoter aktivitását. A CNS3 deficiens egerek a Tregek csökkent repertoárától eltekintve egészségesek.

60 METABOLIKUS SZUPRESSZIÓ RÉSKAPCSOLATOKON KERESZTÜLI cAMP TRANSZFER DOI: 10.1002/eji.201141578 TregTeff A regulátor T-sejtekben magas intracelluláris cAMP szint alakul ki. A FOXP3 gátolja a Pde3b gén működését. (a cAMP-t degradáló foszfodiészteráz). A FOXP3 szupresszálja az ADCY9-et (adenilil cikláz) gátló miR-142-3p-t. Az ICER gátolja az NFAT transzkripcióját, a proteinnel pedig komplexet alkotva akadályozza annak működését. Az NFAT target gének átíródása így gátlódik (pl. IL-2). A cAMP CTLA-4 expressziót indukál. A cAMP elősegíti az ICER expresszióját (inducible cAMP early repressor).

61 CTLA-4 A CTLA-4 elősegíti a Foxo3 transzkripciós faktor nukleáris lokalizációját, ami szupresszálja az IL-6-ot és a TNF-et kódoló gének expresszióját. Az IDO (indolamin-2,3-dioxigenáz) indukciója szintén CTLA-4 dependens. DENDRITIKUS SEJTEKEN KERESZTÜLI REGULÁCIÓ  Az IDO katalizálja az esszenciális aminosav L- triptofán N- formilkinureninné való átalakulását, ami a triptofán katabolizmus első és egyben sebességmeghatározó lépése.  Az effektor T-sejtek triptofán hiányában nem képesek mitózisra és a G1 fázisban maradnak.  A triptofán metabolitjai (kinurenin, kinolinsav, pikolinsav) toxikusak a CD8+ és CD4+ Th1 sejtekre. TNF doi:10.1038/ni.1818

62 Blokkolás „Down” reguláció Transzendocitózis