KOSTIMULÁCIÓ

A KOSTIMULÁCIÓ ELENGEDHETETLEN A NAIV T-LIMFOCITÁK AKTIVÁLÁSÁHOZ Az antigén-specifikus és kostimulációs jeleknek egy időben és egymással együttműködésben kell hatniuk ahhoz, hogy a T-sejt aktiváció elinduljon. Az antigén-specifikus és kostimulációs jelek szimultán elindítását csak a hivatásos antigén prezentáló sejtek képesek közvetíteni. Az antigén-specifikus és kostimulációs jeleket ugyanannak az antigén prezentáló sejtnek kell biztosítani.

A T SEJTEK CSAK KÉT JEL HATÁSÁRA AKTIVÁLÓDNAK T-sejt aktiválódás A T SEJTEK CSAK KÉT JEL HATÁSÁRA AKTIVÁLÓDNAK CD4 CD28 B7 Antigént nem prezentáló APC CD4 CD28 nem aktivált APC Aktivált APC B7 CD4 CD28 2 1 Ag specifikus T-sejt anergia 1 Ag specifikus Nincs hatás 2 ANTIGÉN SPECIFIKUS AKTIVÁCIÓ, ANERGIA VAGY NEGLEKCIÓ

1 Anergia Antigén Naive T sejt Csak 1. jel IL-2 IL-2R 1 Antigén Csak 1. jel Epitél sejt A T sejt nem képes IL-2 termelésre és ezért nincs proliferáció és klonális osztódás Az immunszuppresszív szerektől eltérően nem minden, csak az antigén-specifikus T-sejtek válaszképtelensége következik be Nem hivatásos APC által prezentált saját peptid

Th APC A segítő T-limfocitákat az aktivált APC-k stimulálják Signal 1 antigén & antigén receptor AKTIVÁCIÓ Signal 2 B7 CSALÁD (CD80 & CD86) CD28 A hivatásos antigén prezentáló sejtek (dendritikus sejt, makrofág, B-sejt) aktiváció hatására kostimuláló molekulákat fejeznek ki. A szöveti sejtek nem fejeznek ki kostimuláló molekulákat

A KOSTIMULÁCIÓ SZEREPE A SEGÍTŐ T-LIMFOCITÁK AKTIVÁCIÓJÁBAN CD28 APC CD40 APC APC CD40L B7 AKTIVÁCIÓ

AZ IL-2 RECEPTOR CSALÁD Affinitás alacsony közepes magas közepes Nagy affinitású Kis affinitású Affinitás alacsony közepes magas közepes nincs jel nincs jel jelátvitel jelátvitel α β γ α β γ α β γ γ γ γ IL-2R IL-15RI IL-7R IL-9R IL-4RI

A NAGY AFFINITÁSÚ IL-2 RECEPTOR SZERKEZETE, MŰKÖDÉSE γ α β CITOSZKELETON Génátírás Proliferáció

A T SEJT PROLIFERÁCIÓ ELINDÍTÁSA adhézió kostimuláció felismerés A T SEJT PROLIFERÁCIÓ ELINDÍTÁSA IL-2Rβγ IL-2 IL-2Rα IL-1 IL-2R kis affinitás nagy affinitás IL-2 transferrin insulin PROLIFERÁCIÓ

A KOSTIMULÁCIÓ MECHANIZMUSA T SEJTEKBEN 1 Antigen IL-2R IL-2R IL-2 IL-2R IL-2 IL-2R Nyugvó T sejt 1. JEL NFAT kötődése az IL-2R a-lánc promoter régióhoz Nagy affinitású IL-2R megjelenése Nincs IL-2 termelés Kis affinitású βγ IL-2 receptor-

2 1 A KOSTIMULÁCIÓ MECHANIZMUSA T SEJTEKBEN 2. JEL Kostimuláció Antigén 2. JEL Az AP-1 és az NFkB aktivációja háromszorosára emeli az IL-2 gén átírást Az IL-2 mRNS stabilizálódik és a citokin életideje 20-30-szorosára nő Az IL-2 termelés összességében 100-szorosára nő IL-2 IL-2R Az immunszuppresszív szerek hatékonysága igazolja az IL-2 kiemelt szerepét az immunválaszban A Cyclosporin & FK506 gátolja az IL-2 szintézist (NF-AT) és ezáltal a TCR általi jelátvitelt A rapamycin gátolja az IL-2R általi jelátvitelt

NEM ANTIGÉN SPECIFIKUS A CYCLOSPORIN A ÉS AZ FK506/Tacrolimus IMMUNSZUPPRESSZÍV SZEREK HATÁSMECHANIZMUSA TCR-CD3 Egyéb receptor Inaktív foszfatáz Aktív foszfatáz FK506 CSA A citoplazmatikus NF-AT defoszforilációja kiváltja a sejtmagba való transzlokációt FKBP2 isomerase Cycliphilin A isomerase Citokinek, aktivációs molekulák IL-2, IL-2R TGF NEM ANTIGÉN SPECIFIKUS

A ko-receptorok különböző intenzitású jeleket továbbítanak A veszély jelek erős ko-stimuláló jeleket közvetítenek Az egér kísérletek nem minden esetben elegendőek a humán felhasználás vizsgálatára

Suntharalingam G, Panoskaltsis N. A TGN1412 anti-CD28 monoklonális ellenanyag Fázis I. vizsgálata során észlelt „citokin vihar” Suntharalingam G, Panoskaltsis N. N Engl J Med. 2006 Sep 7;355(10):1018-28. Hat egészséges fiatal önkéntes férfit (egy kutatóhellyel kötött szerződés keretében) egy Fázis I. klinikai vizsgálatban a T-limfociták közvetlen aktiválására képes TGN1412 jelű, új szuper-agonista hatású anti-CD28 monoklonális ellenanyaggal kezeltek. Egyetlen intravénás adag beadását követően 90 perccel mind a hat kezelt egyedben a pro-inflammatórikus citokinek gyors indukciójával járó szisztémás gyulladási reakciót észleltek, melyet fejfájás, izomfájdalom, szédülés, hasmenés, kiütések, értágulat és vérnyomáscsökkenés kísért. Az infúziót követő 12 – 16 óra után mind a hat beteg kritikus állapotba került, amit a tüdők sejtes infiltrációja és károsodása, vese elégtelenség és általános intravaszkuláris koaguláció jellemzett, majd 24 órán belül a limfociták és monociták súlyos és váratlan eltűnése következett be. Mind a hat beteget intenzív osztályra szállították, ahol intenzív cardio-pulmonáris (beleértve a dialízist) ellátásban részesültek, magas dózisú metil-prednizolont és anti-IL-2 antagonista ellenanyagot kaptak. Két betegben elhúzódó kardiovaszkuláris sokk és akut légúti distress szindróma alakult ki, ők 8 és 16 napig tartó intenzív szervi kezelést igényeltek. A többféle citokin felszabadulásával járó szindróma evidens lefolyása ellenére mind a hat beteg túlélte a kritikus tüneteket. A klinikai tünetek lefolyásának 30 napig való követése patogének, endotoxin, vagy más kórkép jelenléte nélkül kialakult szisztémás gyulladásos válasz szindróma létrejöttét igazolták.

A CD28 ko-stimulációs útvonal modulációja Extrém válasz Az ellenanyag készítményt (TGN1412) a TeGenero német cég fejlesztette ki a tumor ellenes immunválasz fokozása illetve a gyulladásos betegségek (rheumatoid arthritis) gátlására. Az ellenanyag a gyulladásos T sejtek felszínén kifejeződő CD28 molekulával reagál. Nature March 17 2006 Szakemberek szerint a készítmény áltl kiváltott „több szövetet érintő károsodás” hátterében többféle mechanizmus állhat. Egyik lehetőség, hogy az ellenanyag kötődése óriás mértékű citokin választ váltott ki. Másik lehetőség, hogy az aktiváció mértéke miatt a szervezet saját sejtjeit védő toleranciát biztosító mechanizmusok átlépése miatt a T sejtek sejtpusztító hatása érvényesült.

PERIFÉRIÁS TOLERANCIA Az immunválasz nem indul el a perifériás szövetekben A normal szövetek nem fejeznek ki II típusú MHC II molekulákat NINCS 1. JEL a CD4+ segítő T sejtek számára A normál szövetek nem fejeznek ki kostimuláló molekulákat és nem termelnek a T sejt differenciációt biztosító citekineket NINCS 2. JEL a CD4+ segítő T sejtek számára A naiv T limfociták hozzáférése a normál szövetekhez korlátozott Az antigén prezentáló sejtek nem aktiválódnak a normál szövetekben NINCS 3. JEL a CD4+ segítő T sejtek számára A PERIFÉRIÁS SZÖVETEK TOLERIZÁLJÁK MAGUKAT

Arming of effector T cells Clonal selection and differentiation APC T IL-2 How can this cell give help to or kill cells that express low levels of B7 family costimulators? Activation of NAÏVE T cells by signal 1 and 2 is not sufficient to trigger effector function, but….. the T cell will be activated to proliferate and differentiate under the control of autocrine IL-2 to an effector T cell. These T cells are ARMED

Effector function or anergy? Clonally selected, proliferating and differentiated T cell sees antigen on a B7 negative epithelial cell This contrasts the situation with naïve T cells, which are anergised without costimulation The effector programme of the T cell is activated without costimulation Armed Effector T cell CD28 Co-receptor TcR IL-2 Armed Effector T cell Naïve T cell Kill Epithelial cell Epithelial cell Epithelial cell

A PERIFÉRIÁS TOLERANCIA MECHANIZMUSAI ANERGIA – Funkcionális válaszképtelenség, nincs IL-2 szekréció 1 JEL Az autoantigén felismerése a szöveti sejten 2 JEL A szöveti sejten nincs B7 és CD40 expresszió A szöveti hivatásos APC nem aktiválódnak 3 JEL A természetes immunválasz nem aktiválódik Nincs gyulladás KLONÁLIS DELÉCIÓ – Aktiváció indukált sejthalál Perzisztáló magas antigén dózis esetén – autoantigének nem eliminálhatók Fas – FasL kölcsönhatás SZUPPRESSZIÓ – Más sejtek aktivitása Citokinek által szabályozott egyensúly A T sejtek effektor funkcióit a reguláló T sejtek gátolják KLONÁLIS IGNORANCIA Nincs kapcsolat az immunrendszerrel Immunológiailag kitüntetett helyek Központi idegrendszer, szem Nincs felismerés a periférián