AZ ALLO-REAKTÍV IMMUNVÁLASZ A TRANSZPLANTÁCIÓS ANTIGÉNEK ELLEN IRÁNYUL –A fő transzplantációs antigéneket a klasszikus MHC gének kódolják –A minor transzplantációs antigéneket bármely polimorf gén kódolhatja –A vércsoport antigének szövet specifikus transzplantációs antigének A T SEJTEK A SAJÁT MHC ALLOTÍPUSOK JELENLÉTÉBEN NEVELŐDNEK A NEM SAJÁT, IDEGEN MHC ALLOTÍPUSOKAT A T LIMFOCITÁK IDEGENKÉNT ISMERIK FEL A NEM KOMPATIBILIS SZÖVET KILÖKŐDÉSÉT ELSŐSORBAN A T SEJTES IMMUNVÁLASZ VÁLTJA KI AZ NK SEJTEK ÉS AZ ELLENANYAGOK ÁLTAL KÖZVETÍTETT EFFEKTOR FUNKCIÓK IS RÉSZT VESZNEK A KILÖKŐDÉSI REAKCIÓBAN TRANSZPLANTÁCIÓS IMMUNOLÓGIA

HLA-A HLA-B HLA-C anyai HLA-C HLA-B HLA-A apai

1.Az elsődleges T sejt készlet zöme MHC-specifikus (V gének) 1-2% egy allotípusra 2.A T sejt készlet fókuszálása a saját MHC felismerésre) 3.A felesleges klónok eltávolítása 4.Az önveszélyes klónok eltávolítása 5.KÖZPONTI TOLERANCIA 6.A T sejt készlet fókuszálása az idegen felismerésre 7.Egyénre szabott optimalizált T sejt készlet a periférián 8.A CD4 és a CD8 részt vesz a pozitív szelekcióban αβTCR CD4+ CD8+ A T LIMFOCITÁK SZELEKCIÓJA A TÍMUSZBAN Tok alatti terület Kéreg Kéreg/velő határ IL-7 függő osztódás β+preTα CD4-CD8- DN CD4+CD8+ DP Velő TCRαβ TCR- sMHC+sP sMHC+iP iMHC+iP  szelekció – szelekció  – AICD nincs  PERIFÉRIÁS TOLERANCIA AICD – aktiváció indukált apoptózis

The activation of naiv T cell requires costimultaion Costimulatory molecules are expressed only in professional antigen presenting cells

PAMP DAMP Innate recognition:

Primary T cell activation I Activation of Naiv lymphocytes

kereszt prezentáció Hogyan ismerik fel a T-sejtek az intracelluláris patogéneket, ha a professzionális APC-k nem fertőződtek

Naiv T-sejt antigén felismerése a nyirokcsomókban T-sejt osztódás Differenciáció A differenciált effektor T-sejtek a keringésbe kerülnek Effektor T-sejtek felismerik az antigént A periférián Az effektor T- sejtek és leukociták a periférián az antigén helyére vándorolnak (a naiv, illetve az effektor T-sejtek más- más sejtfelszíni molekulákat, adhézios molekulákat, kemokin receptorokat fejeznek ki. )

IMMUNOLÓGIAI MEMÓRIA – T SEJTEK Naiv T sejt Effektor T sejt citokin termelés citotoxicitás Centralis Memoria T sejt Effektor T sejt Előzetesen aktivált, részlegesen differenciált sejttípus CCR7+, keringésben (vér, limfoid szövetek) Aktivációra magas osztódó képesség Gyors differenciáció effektor sejtté Effektor Memoria T sejt Effektor T sejt Előzetesen aktivált, részlegesen differenciált sejttípus Legközelebb az effektor állapothoz CCR7-, vérben és szövetekben Lassú osztódó képesség, gyors effektor funkció Citokinek tartják fenn: IL-7, IL-15

Th-sejt AZ EXOGÉN ANTIGÉN BEMUTATÁSI ÚT ZÁRTNYITOTT Ii+αβ CLIP DMA/B MHC-II + Ag peptid MHC-II + saját peptid Az MHCII gyakran MHC eredetű peptideket prezentál!

AZ ALLO-REAKTÍV IMMUNVÁLASZ A TRANSZPLANTÁCIÓS ANTIGÉNEK ELLEN IRÁNYUL –A fő transzplantációs antigéneket a klasszikus MHC gének kódolják –A minor transzplantációs antigéneket bármely polimorf gén kódolhatja –A vércsoport antigének szövet specifikus transzplantációs antigének A T SEJTEK A SAJÁT MHC ALLOTÍPUSOK JELENLÉTÉBEN NEVELŐDNEK A NEM SAJÁT, IDEGEN MHC ALLOTÍPUSOKAT A T LIMFOCITÁK IDEGENKÉNT ISMERIK FEL A NEM KOMPATIBILIS SZÖVET KILÖKŐDÉSÉT ELSŐSORBAN A T SEJTES IMMUNVÁLASZ VÁLTJA KI AZ NK SEJTEK ÉS AZ ELLENANYAGOK ÁLTAL KÖZVETÍTETT EFFEKTOR FUNKCIÓK IS RÉSZT VESZNEK A KILÖKŐDÉSI REAKCIÓBAN TRANSZPLANTÁCIÓS IMMUNOLÓGIA

KÖVETELMÉNYEK A transzplantátum bevitele úgy, hogy a normál működés biztosítva legyen A gazdaszervezet (HOST) és a transzplantátum (GRAFT) egészséges működésének védelme A befogadó szervezet immunrendszerének gátlása annak megelőzésére, hogy a beültetett szövet (graft) ellen kialakuló immunválasz következtében kilökődési reakció induljon el  a recipiens immunfolyamatainak gátlása SZERV, SZÖVET, SEJT ÁTÜLTETÉS CÉL: Beteg, kóros, károsodott vagy elhasznált szervek pótlása Életmentő lehet Ugyanakkor immunválaszt válthat ki

AUTOLÓG SZERV, SZÖVET VAGY SEJT TRANSZPLANTÁTUM Bőr, izom, őssejt, dendritikus sejt, porc VÉRÁTÖMLESZTÉS Csontvelő eredetű hematopoetikus őssejt (HSC) autograft isograft SZINGÉN ALLOGÉN Vese, cornea, máj, szív, tüdő Csontvelő eredetű hematopoetikus őssejt (HSC) allograft

6 hónap A transzplantátum gyors kilökődése antigén-specifikus memória válasz eredménye A GRAFT KILÖKŐDÉS SPECIFIKUS IMMUNREAKCIÓ EREDMÉNYE Elsődleges kilökődés egér törzs 10 nap Másodlagos kilökődés egér törzs 3 nap - MEMÓRIA Elsődleges kilökődés egér törzs 10 nap Naív egér Limfocita transzfer immunizált egérből

A kilökődés 3 fázisa:

A hiperakut kilökődést az előzetesen jelenlévő ellenanyagok grafthoz való kötődése okozza Vércsoport ellenes donor ellenanyagok Érfali endotéliumhoz kötődve gyulladást, érelzáródást okoz Graft elszíneződés, bevérzés

A transzfúziós reakciót ellenanyagok közvetítik –A vörösvérsejtek nem fejeznek ki MHC-I és -II fehérjéket –Számuk lényegesen magasabb, mint a limfocitáké Az A, B, 0 antigeneket az erek endotél sejtjei is kifejezik (vaszkularizált szervek) Az endotél sejtek vércsoport antigénjeihez kötődő ellenanyagok aktiválják a komplement rendszert –II típusú túlérzékenységi reakció (hiperszenzitivitás) –Hiperakut rejekció – megfordíthatatlan, elkerülendő Anti – HLA ellenanyagok –Ismételt terhesség, vérátömlesztés, előzetes transzplantáció –Cross match: a recipiens szérumának vizsgálata a donor limfocitákkal Panel reaktív ellenanyag (PRA) – a pozitív reakció % Komplement aktiváció Áramlási citometria – érzékenyebb Szeparált T és B sejtek az MHC-I és MHC-II specifikus ellenanyagok vizsgálatára class II specific antibodies –Anti – MHC-I B és T limfocitákkal is reagál –Anti – MHC-II csak B-limfocitákkal reagál A VÉRCSOPORT ANTIGÉNEK ÉS A HLA-SPECIFIKUS ELLENANYAGOK A KOMPLEMENT AKTIVÁLÁS RÉVÉN HIPERAKUT KILÖKŐDÉSI REAKCIÓT VÁLTANAK KI

SZERV, SZÖVET VAGY SEJT TRANSZPLANTÁCIÓ ALLOGÉN Szerv kilökődés Host versus graft HVG Korai akut, memória/effektor T-sejtek Késői akut kilökődés: A betegben és a szervben is szövet károsodás történik, veszély jelek hatására gyulladást vált ki és növeli az MHC kifejeződést. Az immunválaszt CD4 and CD8 T-sejtek közvetítik. Az effektor mechanismusok hasonlóak a IV típusú túlérzékenységi reakcióhoz. A szervátültetés előtt a betegeket immunoszupresszív kezelés vagy T-sejt ellenes ellenanyagokkal készítik fel a szerv átültetésre.

Donor Graft APC Recipiens T Recipiens T Donor peptid Recipiens peptid DIREKT PREZENTÁCIÓ Recipient Host APC Recipiens T Recipiens T Donor peptid INDIREKT PREZENTÁCIÓ A GRAFT EREDETŰ PEPTIDEK BEMUTATÁSA A RECIPIENS T SEJTJEI SZÁMÁRA A GRAFT EREDETŰ APC ELTÁVOLÍTÁSA CSÖKKENTI A KILÖKŐDÉSI REAKCIÓT Host Versus Graft reakció HVG Elhalt szöveti sejtek és oldott fehérjék felvétele (MHC)

Normal cell Infected cell T RECOGNITION OF CORRECT MHC – PEPTIDE COMPLEXES BY THE SPECIFIC T-CELL Most or all allo-MHC is recognized/ only a few MHC present the forigne peptides 1-10% of the T cells recognize allo-MHC 0,001-0,1% of the T cells recognize forigne peptides

A kilökődő graft megduzzad, mély vörös bevérzések és szürke területek jelzik a nekrotizáló szövetet Vese graft kilökődés direkt allo-felismerés következtében Az akut kilökődés napok alatt alakul ki Vese graft dendritikus sejtekkel DC-k a lépben T- sejteket aktiválnak T-sejtek a vérből a graftba vándorolnak Effektor T sejtek a graftot károsítják

Indirekt prezentáció Allo-ellenanyagok krónikus kilökődést okoznak amit az indirekt útvonal közvetít DCB

RECIPIENS T SEJTEK AZ ALLOGRAFT ÉS A SAJÁT APC ÁLTAL BEMUTATOTT ANTIGÉNEK Idegen MHC + bármely peptid Idegen MHC + saját peptid Saját MHC + idegen peptid Saját MHC + idegen MHC-eredetű peptid AZ ALLOTÍPUS SPECIFIKUS IMMUNVÁLASZ MOLEKULÁRIS HÁTTERE A BEFOGADÓ SZERVEZET T SEJTJEINEK NAGY HÁNYADA AKTIVÁLÓDIK

Limfociták és plazmasejtek a vese tubulusok körül. Az immunszuppresszió (CSA) felfüggesztésekor léphet fel. AKUT KILÖKŐDÉS T limfociták a miokardiumban jelölt anti-CD3 ellenanyaggal festve. VESE TRANSZPLANTÁCIÓ SZÍV TRANSZPLANTÁCIÓ AZ ÁTÜLTETETT SZÖVET KILÖKŐDÉSÉT ELSŐSORBAN AZ MHC- SPECIFIKUS T LIMFOCITÁK KÖZVETÍTIK, DE A PLAZMASEJTEK IS JELEN VANNAK Plazma sejtek T sejtek

Krónikus kilökődés – hónapok alatt A transzplantált szövet erei ellen irányul. Érfal vastagodáshoz és a lumen szűküléséhez vezet. E: endotél EL: elastikus lamina SMC: sima izom M: makrofág G: granulocita T: alloreaktív T

Intersticiális fibrózis és krónikus gyulladás. A vese artériák a krónikus vaszkuláris rejekció miatt megvastagodtak és fibrotikusak. Az akut kilökődéssel szemben nem kezelhető, hónapokkal, évekkel az átültetés után jelenik meg. KRÓNIKUS KILÖKŐDÉS Vese intersticiális fibrózis krónikus vaszkuláris kilökődést követően

HIPERAKUT KILÖKŐDÉS – első órák –Xenograft vagy AB0 inkompatibilis graft esetén –Természetes szénhidrát specifikus IgM ellenanyagok Gal-α1-3Gal a xenograft endothel sejtjein –Ellenanyagok, amelyek előzetes vérátömlesztés, terhesség vagy transzplantáció során képződtek – anti-MHC –Komplement és véralvadási rendszer –NK sejt – közvetítette IgG-függő ADCC –Nekrotikus szövet károsodás KORAI AKUT REAKCIÓ – 2 – 5 nap –A citotoxikus T limfociták előzetes szenzitizálódása esetén - memória –IgG-közvetítette ADCC –Nekrotikus szövet károsodás KÉSŐI AKUT ÉS KRÓNIKUS REAKCIÓ – 7 – 21 nap (hónap /év) –Th1 – mediált sejtes immunválasz –Késői túlérzékenységi reakció - DTH Fibrozis Simaizomsejtek proliferációja Atherosclerosis –Citotoxikus T limfociták aktivációj –anti-HLA ellenanyagok, gyulladás A SZÖVET KILÖKŐDÉS MECHANIZMUSAI

A recipiens vagy a donor alloreaktív T sejtjei kevert limfocita reakcióval (MLR) mutathatók ki

CYCLOSPORIN A (CSA) ÉS TACROLIMUS (FK506) INAKTIV AKTÍV Defoszforiláció NF-AT transzlokáció a sejtmagba Gén aktiváció Citokinek és aktivációs molekulák CSA és FK506 gátolja IL-2

A transzplantátum kilökődésének egyéb lehetőségei FTY720 (Fingolimod): Myriocin gomba toxin szintetikus analógja Sphingosin-szerű szerkezet Az S1P receptor agonistája, módosítja a T-sejtek vándorlását, Megrekednek a nyirokcsomókban A perifériás T sejtek száma csökken, de nem okoz jelentős T-sejt károsodást Monoclonal antibodies: T cell, B cell deletion, blockage of costimulation, inhibition of inflammation, plasma ferezis

AZ ÁTÜLTETHETŐ SZERVEK KORLÁTOZOTT HOZZÁFÉRÉSE Állati szervek – Xenogén transzplantáció Xenograft FŐEMLŐSÖK – vírus fertőzések átadása Sertés – azonos szerv méretek – hiperakut kilökődés „Természetes” anti-pig ellenanyagok az emberi vérben Szénhidrátokat ismernek fel a sertés endotél sejteken Galactosyl α-1,3-galactosyl β-1,4-N- acetylglucosaminyl (Gal) Aktiválja a komplement rendszert – sejt pusztulás Human decay acceleration factor (DAF) transzgénikus mini-sertés KO - α-1,3-galactosyl transferase – 6 months survival

SZERV, SZÖVET VAGY SEJT TRANSZPLANTÁCIÓ ALLOGÉN Csontvelő Transplant rejection Host versus graft HVG Graft versus Host GVH GVHD Előkezelés Tumor terápia Deficiencia korrekció Autoimmun betegségek

A recipiens immunrendszerét gátolják – γ-besugárzás, gyógyszeres –Nincs kilökődási reakció, HVG A donor csontvelői érett T limfocitái felismerik a befogadó szervezet szöveteit –Graft versus host reakció, GVH – minden szövet ellen –Akut autoimmun reakció, végzetes lehet –Az érett T limfociták eltávolítása megakadályozza a GVH reakciót –Methotrexate és cyclosporin A gátolja a GVHD –Az érett T limfociták eltávolítása kedvezőtlenül hat a graft megtapadására és gátolja a leukémia ellenes hatást valamint fokozza a kilökődési reakció elindulását A CSONTVELŐ ÁTÜLTETÉS A TRANSZPLANTÁCIÓ KÜLÖNLEGES ESETE A donor hematopoietikus és immunrendszerét ültetik át a befogadó szervezetbe

Graft versus host reaction GVH Graft versus host disease – GVHD Krónikus és szisztémás A csontvelői érett T sejtek reagálnak a recipiens sejtjeivel A donor T sejtek eltávolítása megelőzi a GVHD A donor T sejtek eltávolítása csökkenti az anti–leukémia hatást Ilyen probléma nem merül fel a SCID betegek korrekciós átültetésekor CSONTVELŐ ÁTÜLTETÉS Recipiens APC Graft-donor T Graft-donor T Recipiens peptid Graft versus Host reakció

A donor és recipiens HLA allotípusainak minél jobb egyezése meghatározza az átültetés sikerét –Csökkenti az allo-reakció intenzitását és csökken a HVG  –Csökkenti a GVH reakciót  –A tímuszban biztosítja a graft antigének bemutatását a graft eredetű APC közvetítésével – közös MHC –A befogadó tímusz epitél sejtjei pozitív szelekció révén graft eredetű T limfociták képződését teszik lehetővé. –A befogadó szervezet immunrendszerét a donor eredetű limfociták telepítik be A HEMATOPOETIKUS SEJTEK HIBÁIT CSONTVELŐ ÁTÜLTETÉSSEL KORRIGÁLNI LEHET

A GVHD-ra jellemző bőrelváltozás gyakran az arcon kezdődik. Panel a: Korai GVHD a bőrben. A limfociták a vérerekből (alsó nyíl) az epidermmis Bazális régegéhez kötődnek (felső nyíl). Panel b: Az epidermis bazális sejtjei megduzzadnak és vakualizálódnak Also involves palms and soles

Inflammatory cells have invaded the crypts of the intestine and destroyed the normal architecture (arrow). Photograph kindly provided by Mark Shlomchik. GVHD in the colon.

NK sejtek szerepe