Изминаха почти осем месеца, откакто СЗО официално обяви COVID-19 за глобална пандемия. Натрупаха се значително количество данни за симптоми, протичане, патогенеза, лечение, леталитет. Но какво знаем за имунитета?
Прочети още »
Етикет: лимфоцити
Имунните клетки по време на коронавирусна инфекция
Патологични находки при остър респираторен дистрес синдром, съпровождащ COVID-19 при някои пациенти, се характеризира с масивно увреждане на белодробните алвеоли и прогресивна дихателна недостатъчност. Образните изследвания и патологичните находки в белите дробове при COVID-19 са типични и наподобяват тези, наблюдавани при коронавирусната инфекция, причиняваща SARS и MERS.
Но какво се случва с имунната система по време на инфекция с коронавирус?
Клиничен случай на 50-годишен пациент от мъжки пол в Китай, починал вследствие на тежко протичащ COVID-19, демонстрира интересни промени в имунните клетки вследствие на инфекцията.
Проведеният флоуцитометричен анализ на лимфоцитите и техните субпопулации в периферна кръв показа значително намален брой на Т лимфоцити – хелпърните CD4+ и цитотоксичните CD8+ Т клетки, или т.нар. лимфопения. За сметка на тяхното намаление обаче, голям процент от тях са били значително активирани.
Активирани лимфоцити по време на COVID-19
Нормално, процентът на активирани лимфоцити в кръвта на здравите лица е много нисък.
Имунолозите използват различни маркери, за да преценят дали клетките са активирани. Например, ако по повърхността на имунните клетки има определени маркери, например HLA-DR, CD38, CD69, CD25 и други, то тези клетки могат да се считат за активирани.
В разгледания клиничен случай изследователите използват два маркера, за да преценят активирането на клетките – HLA-DR и CD38.
От хелпърните CD4+ лимфоцити 3.47% са имали на повърхността си тези маркери, а от CD8+ лимфоцити – цели 39.4%.
Повишеният процент на активирани клетки в кръвта може да доведе неконтролируема имунологична реакция, включваща секреция на цитокини и други медиатори. Тези процеси стоят в основата на т.нар. „цитокинова буря“.
Очаквайте материал по темата за свръхактивацията и цитокиновата буря скоро!
Th17 лимфоцити при COVID-19
Авторите са изследвали още и броят на провъзпалителните Th17 лимфоцити (които се откриват по следните маркери на повърхността си – CD4+ CCR6+). Те са били завишени. Както вече съм споменавала, Th17 лимфоцитите играят роля в различни патологични възпалителни процеси при хронични автоимунни заболявания. В случая е възможно техния брой да е повишен в отговор и с цел справяне с инфекцията, както се наблюдава при редица бактериални и гъбични инфекции. Допълнително за тях можете да прочетете тук.
Цитоксични Т лимфоцити при COVID-19
Функционалната активност на цитотоксичните CD8+ клетки може да бъде премера чрез изследване на цитотоксични белтъци (напр. перфорини, гранзими и др.). Това са белтъци, чрез които тези лимфоцити пробиват/убиват заразените с вирус клетки. Установено е, че 31.6% от цитотоксичните Т лимфоцити са били положителни за перфорини, 64.2% – за гранзими и 30.5% – положителни и за двата типа белтъци.
Авторите предполагат, че свръхактивацията на Т клетките, проявена чрез повишаване на Th17 субпопулацията и изразената цитотоксичност на CD8 Т клетките допринасят за тежкото имунно увреждане при този пациент.
В този ред на мисли, употребата на кортикостероиди може да има своето значение с цел потискане на патологичните имунологични отговори, вкл. свръхактивация на имунната система.
В заключение, лимфопенията е честа характеристика при пациентите със COVID-19 и може да бъде критичен фактор, свързан с тежестта и смъртността на заболяването.
Въпреки че кортикостероидното лечение не се препоръчва рутинно при пневмония, свързана със SARS-CoV-2, според авторите патологични находки на белодробен оток и образуване на хиалинова мембрана трябва да води до навременно включване на кортикостероиди заедно с апаратната вентилация, за да се предотврати развитието на ARDS, както и да потисне свръхактивацията на имунната система при някои пациенти.
Референции:
Zhe Xu et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. The Lancet Respiratory medicine 2020, DOI: https://doi.org/10.1016/S2213-2600(20)30076-X
Тh17 лимфоцити при здрави хора
Th17 клетките са имунни клетки, които принадлежат към хелпърната субпопулация, т.е. на повърхността си имат маркера CD4. Тези лимфоцити са също ефекторни клетки или такива, които активно осъществяват своите имунни функции. Те произвеждат и отделят главно цитокина IL-17 и играят съществена роля за имунитета, особено върху лигавиците, но също така допринасят за хронично възпаление при голям брой автоимунни нарушения.
Възпалителни или полезни са Th17 лимфоцитите?
Присъствието на Th17 лимфоцитите в кръвта и тъканите на организма не винаги води до болест, въпреки че те предразполагат към възпаление. Има данни, че Th17 клетките също предпазват от бактерии като Streptococcus pneumoniae. Все още липсва разбиране за това как Th17 лимфоцитите се превръщат от полезни и дори защитни лимфоцити в основните болестотворни играчи в организма.
Човешките Th17 клетки са разнообразни, подобно на мишите аналози. Интересно е да се отбележи, че незрелите Th17 клетки имат генетични белези, подобни на стволовите клетки. Те обикновено пребивават в лимфните възли. Зрелите Th17 лимфоцити оказват различни функции в организма, като някои от тях произвеждат възпалителния цитокин IFNγ.
Следователно, въпреки че Th17 клетките са категоризирани като провъзпалителни поради производството на IL-17, наличието на Th17 лимфоцити в кожата, дебелото черво, белите дробове и сливиците не винаги е патологично. Обратно, Th17 клетките участват в защитата на всички лигавични повърхности и други тъкани и органи в тялото.
Роля на Th17 лимфоцитите при инфекции
Th17 лимфоцитите са важни за справяне с редица инфекции в организма. Candida albicans и S. аureus стимулират образуването на Th17 клетки и секрецията на различни цитокини.
Показано е, че различни патогени индуцират различни цитокинови отговори. Допълнителни проучвания показват, че миши Th17 клетки в чревната лигавица могат да бъдат тласнати към регулаторни Т клетки, произвеждащи потискащия IL-10. Въпреки това, по-ранните проучвания сочат, че Th17 клетки и Т регулаторните лимфоцити са взаимно изключващи се субпопулации.
Th17 лимфоцитите могат да насърчат производството на IgA от В лимфоцитите, който имуноглобулин е от първостепенно значение за лигавиците.
Тh17 клетките и колонизацията на гърлото със стрептококи
Не всички действия на Th17 клетките обаче са вредни – те също така осъществяват защита срещу извънклетъчни бактерии като Streptococcus pneumoniae. Грам-положителната бактерия S. pneumoniae (или т.нар. пневмококи) причинява значителна заболеваемост и смъртност при деца под петгодишна възраст в целия свят чрез редица заболявания, включително менингит, бактериемия и пневмония. Значението на Th17 клетките за защита срещу лигавични пневмококови инфекции става все по-признато. Секретираният възпалителен цитокин IL-17 е от съществено значение за привличането и активирането на макрофаги, моноцити и неутрофили в назофаринкса и други места на възпаление, които са отговорни за очистването на този микроорганизъм.
Th17-медиираният имунитет се очертава като критичен фактор за защита срещу често срещаната колонизация на носоглътката от стрептококи, която се счита за първата стъпка в патогенезата на заболяването. Колонизацията предизвиква възпалителен отговор, който, акое нерегулиран, може да доведе до прекомерно увреждане на лигавицата, разпространение на бактериите до други места на гостоприемника и улесняване на предаването на стрептококите между индивидите.
Колонизацията на гърлото със стрептококи предизвиква както продукция на IgG, така и IL-17A в белите дробове. Тези два защитни фактора намаляват и пречат на развитието на инвазивна пневмококова инфекция. Въпреки това, IL-17 защитата срещу пневмококови инфекции изглежда намалява или губи след вирусна инфекция като грип. Вероятно това се дължи на усилената продукция на интерферони по време на вирусна инфекция, което води до потискане на Th17 лимфоцитите. Следователно, важен начин за бъдещи изследвания е как IL-17A може да бъде използван при вирусни инфекции, особено при грип или инфекция с респираторен синцитиален вирус.
Тези открития за ролята на IL-17 в защитата срещу пневмококова инфекция и доведоха до значителни усилия за разработване на ефективни ваксини за подобряване на имунитета срещу пневмококите, имайки предвид, че конюгираните пневмококови ваксини осигуряват защита срещу определени серотипи на причинителя.
Още функции на Th17 лимфоцитите
IL-17 участва също в противогъбичния имунитет заедно с други цитокини като IL-22 и IL-23, както и срещу Trypanosoma cruzi и други протозои. Необходими са обаче допълнителни проучвания за изясняване на различните функции на IL-17 по време на инфекция.
Използването на Th17 клетката за превенция или контрол на инфекциозните заболявания изисква значителни научни изследвания и клинични изпитвания. Това важи особено за разработването на нови ваксини и таргетни терапии.
Необходими са нови подходи и методи за усъвършенстване на разбирането за това как Th17 отговорите могат да бъдат насърчавани по време на инфекция или потискани при автоимунни заболявания.
Източник:
Th17 Cells in Health and Disease
Tsvetelina Velikova, MD, PhD (Editor)
Органи на имунната система – част I
Клетки и молекули с имунни функции са разпръснати из целия организъм. Въпреки това съществуват обособени зони в тялото – органи, струпвания и други на имунната система. Органите на имунната система могат да бъдат класифицирани като първични и вторични.Прочети още »
Диагностични и терапевтични възможности на Т регулаторните клетки при чернодробна трансплантация
От имуносупресивната терапия, прилагана при трансплантация, само Everolimus има стимулиращ ефект върху Treg клетките. Останалите имуносупресанти, насочени към потискане на Т лимфоцитите, влияят на всички техни популации, вкл. на Тreg клетките.
Докато плазмените нива на имуносупресивните лекарства са обект на клиничната лаборатория и фармакология, степента на имуносупресия се определя от баланса между активирането на имунни клетки и създаване на толерантност. По този начин Treg клетките могат да бъдат използвани като биомаркер за посттрансплантационен толеранс.
Редица проучвания вече предложиха специален алгоритъм за анализ на Treg лимфоцити при трансплантации. Консенсус относно имуносупресивната терапия, приет в Барселона през 2016 г., предлага Treg клетките да бъдат един от възможните показатели за предсказване на започващо отхвърляне на присадката и за оценка на ефективността на имуносупресивната терапия.
Някои автори описват, че при пациенти след чернодробна трансплантация процентът на Treg клетките е нараснал значително до достигане на стойности, близки или по-високи от тези при здрави индивиди в края на първата седмица след трансплантацията.
През последните няколко години научен интерес е фокусиран върху Treg клетките не само като диагностичен показател, но и като терапевтична възможност при трансплантация. Понастоящем няколко проучвания, които изследват трансфера на Treg клетки след трансплантации на солидни органи и хематопоетични стволови клетки, са в ход. Целта на тази нова терапия е да се увеличи броят на регулаторните Т клетки в реципиентите, за да се постигне имунна толерантност и да се намали възможността за отхвърляне.
За първи път бе съгласуван протокол за изолиране на Tregs клетки в съответствие с изискванията за добра лабораторна практика още през 2006 г., а адоптивният трансферът на Treg беше осъществен през 2009 г.
Клетките могат да бъдат изолирани от периферна кръв или пъпна връв. В повечето лаборатории Treg лимфоцитите се сортират по CliniMACS система (CliniMACS TM Instruments, Miltenyi Biotec Bergisch Gladbach, Germany) при стерилни условия, намножават се със специфична стимулация и повторно се инжектират в пациента. Друг вариант за сортиране е чрез поточен цитометър.
Понастоящем тези нови технологии са разрешени в три центъра – два в САЩ (Университета в Минесота и Калифорнийския университет) и един в Европа (Университета в Гданск, Полша).
Интересното е, че от текущите единадесет проучвания, четири са за Treg клетки при чернодробна трансплантация. Въпреки факта, че тези проучвания са все още в ранен стадий и има много въпроси относно количеството и честотата на инжектиране на клетките, адоптивният трансфер на регулаторни Т клетки е обещаващ терапевтичен подход.
В заключение, вече е известно, че регулаторните Т клетки са от съществено значение за осигуряването на благоприятна имунната среда за трансплантация на черен дроб. Освен това, тяхното измерване в периферната кръв може да бъде полезен диагностичен инструмент за ранно откриване на отхвърляне на присадката.
Възможността за адоптивен трансфер на регулаторни Т клетки е съвсем нов подход за трансплантационна терапия при хора. Понастоящем данните са оскъдни и не позволяват обширни дискусии, но при правилно прилагане тази нова имунологична терапия дава надежда за все по-успешни трансплантации.
Първа част на темата, посветена на Т регулаторните клетки при чернодробна трансплантация, можете да откриете тук.
Референции:
http://www.mathewsopenaccess.com/PDF/Immunology/M_J_Immu_2_1_007.pdf
Tokiko Nagamura-Inoue, Yuki Yamamoto, Seiichiro Kobayashi, Kazuo Ogami, Kiyoko Izawa, Miki Yuzawa, H. T. and A. T. (2012). Unique Role of mTOR Inhibitor, Everolimus in Inducible Regulatory T Cells | Blood Journal. Blood, 120, 4349.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26977997
Levitsky, J., Miller, J., Huang, X., Gallon, L., Leventhal, J. R., & Mathew, J. M. (2016). Immunoregulatory effects of everolimus on in vitro alloimmune responses. PLoS ONE, 11(6). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0156535
Behnam Sani, K., & Sawitzki, B. (2017). Immune monitoring as prerequisite for transplantation tolerance trials. Clinical and Experimental Immunology, 189(2), 158–170. https://doi.org/10.1111/cei.12988
Sebastiaan Heidt and Kathryn J. Wood, D. P. (2013). Europe PMC Funders Group Europe PMC Funders Author Manuscripts BIOMARKERS OF OPERATIONAL TOLERANCE IN SOLID ORGAN TRANSPLANTATION, 6(4), 281–293. https://doi.org/10.1517/17530059.2012.680019.BIOMARKERS
Streitz, M., Miloud, T., Kapinsky, M., Reed, M. R., Magari, R., Geissler, E. K., … Sawitzki, B. (2013). Standardization of whole blood immune phenotype monitoring for clinical trials: panels and methods from the ONE study. Transplantation Research, 2(1), 17. https://doi.org/10.1186/2047-1440-2-17
Brunet, M., Shipkova, M., Gelder, T. Van, Wieland, E., Sommerer, C., Budde, K., … Oellerich, M. (2016). Barcelona Consensus on Biomarker-Based Immunosuppressive Drugs Management in Solid Organ Transplantation, 38(2), 1–20. https://doi.org/10.1097/FTD.0000000000000287
Haarer, J., Riquelme, P., Hoffmann, P., Schnitzbauer, A., Schlitt, H. J., Sawitzki, B., … Hutchinson, J. A. (2016). Early Enrichment and Restitution of the Peripheral Blood Treg Pool Is Associated With Rejection-Free Stable Immunosuppression After Liver Transplantation. Transplantation, 100(7), e39–e40. https://doi.org/10.1097/TP.0000000000001190
Hoffmann P, Boeld T, Eder R, et al. (2006). Isolation of CD4+CD25+ regulatory T cells for clinical trials. Biol Blood Marrow Transplant, 12, 267.
Trzonkowski P, Bieniaszewska M, Ju scin ska J, et al. (2009). First-in-man clinical results of the treatment of patients with graft versus host disease with human ex vivo expanded CD4+CD25+CD127 T regulatory cells. Clin Immunol, 133, 22.
Brunstein CG, Miller JS, Cao Q, et al. (2011). Infusion of ex vivo expanded T regulatory cells in adults transplanted with umbilical cord blood: safety profile and detection kinetics. Blood, 117, 1061.
Yadav, M., Louvet, C., Davini, D., Gardner, J. M., Martinez-Llordella, M., Bailey-Bucktrout, S., … Bluestone, J. A. (2012). Neuropilin-1 distinguishes natural and inducible regulatory T cells among regulatory T cell subsets in vivo. The Journal of Experimental Medicine, 209(10), 1713–1722. https://doi.org/10.1084/jem.20120822
T регулаторни лимфоцити при чернодробна трансплантация (част 1)
Резултатът от всяка трансплантация зависи пряко от създаването на посттрансплантационна имунна толерантност към присадката. Черният дроб се отличава от другите солидни органи по неговите възможности да създава толеранс. Редица фактори на естествения и придобит имунитет се синтезират в черния дроб като например фактори на комплемента, острофазови протеини (С-реактивен протеин и др.), цитокини и хемокини.
Също така в черния дроб се намира голямо разнообразие от имунни клетки. Установено е, че отхвърлянето на присадката след чернодробна трансплантация е по-рядко, като в момента HLA типизирането на донор и реципиент не е задължително преди трансплантация на черен дроб.
Осигуряването на имунотолерантна среда след трансплантация на солидни органи е едно от най-големите терапевтични предизвикателства в следоперативния период и е ключът към успешната трансплантация. Тази предпоставка за успех се нарича функционална толерантност.
Функционалната толерантност се характеризира с липса на клинични и хистологични признаци на отхвърляне на присадката без прилагане на имуносупресивна терапия. Въпреки че тя се наблюдава след трансплантация на различни солидни органи, най-често възниква след чернодробна трансплантация.
Смята се, че основните имунни клетки, които осъществяват функционалната толерантност, са Т регулаторните лимфоцити (Treg клетки). Редица проучвания показват, че висок процент на Treg клетки в периферната кръв се наблюдава само при пациенти с функционална толерантност и това не зависи от прилагането на имуносупресивна терапия.
HLA-G е една от некласическите молекули на HLA клас I, която играе ключова роля след трансплантацията посредством инхибиране на цитотоксичната функция и клетъчната пролиферация на активирани ефекторни Т лимфоцити, докато междувременно стимулира образуването на Treg клетки. Подобно на сърдечната трансплантация, високите серумни нива на HLA-G са свързани с намалена честота на остро отхвърляне на чернодробната присадка.
Известно е, че експресирането на HLA-G върху циркулиращи моноцитоидни дендритни клетки от толерантни реципиенти е свързано с повишена експресия на Foxp3 – транскрипционен фактор, характерен за Т регулаторните клетки. Това предполага участието на Treg клетките при индуцираната от HLA-G толерантност. Това е пример и за двупосочен процес на потенциране между Treg лимфоцитите и HLA-G молекулите за създаване на толерантност.
Втора част, посветена на диагностичните и терапевтични възможности на Т регулаторните клетки при чернодробна трансплантация, ще бъде публикувана след една седмица.
Референции:
http://www.mathewsopenaccess.com/PDF/Immunology/M_J_Immu_2_1_007.pdf
Nemeth E, Baird AW, O. C. (2009). Microanatomy of the liver immune system. Semin Immunopathol, 31(333–343).
Crispe IN. (2009). The liver as a lymphoid organ. Annu Rev Immunol, 27, 147–163.
Robinson, M. W., Harmon, C., & O’Farrelly, C. (2016). Liver immunology and its role in inflammation and homeostasis. Cellular and Molecular Immunology, 13(3), 267–276. https://doi.org/10.1038/cmi.2016.3
Adams, D. H., Sanchez-Fueyo, A., & Samuel, D. (2015). From immunosuppression to tolerance. Journal of Hepatology, 62(S1), S170–S185. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2015.02.042
Amiot, L., Vu, N., & Samson, M. (2015). Biology of the immunomodulatory molecule HLA-G in human liver diseases. Journal of Hepatology, 62(6), 1430–1437. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2015.03.007
Защо възниква автоимунитетът?
Фундаментална характеристика на имунната система е, че при нормални условия тя не реагира срещу собствените на организма съставки. Това се осъществява чрез голям брой контролни механизми, които осигуряват този толеранс към „своето“ и предотвратяват разрушението на организма.Прочети още »
DrVelikova 