CD4 + CD28
advertisement
Dlaczego limfocyty CD4+ we krwi obwodowej pacjentów chorych na reumatoidalne zapalenie stawów są celem badań? Dr hab. med. Ewa Bryl, Prof. dr hab. med. Jacek M. Witkowski Katedra i Zakład Fizjopatologii, Gdański Uniwersytet Medyczny I Krajowe Spotkania Reumatologiczne, Łódź, 8-10.10.2009 RZS utrudnia i skraca życie • Oczekiwany czas życia chorych na zaawansowane, ciężkie RZS jest o 10-15 lat krótszy niż średnia życia populacji. Chorzy na RZS znacznie częściej umierają na choroby układu krążenia, infekcje… • 5-letnia śmiertelność chorych na zaawansowane, ciężkie RZS wynosi do 50%, a stopień inwalidztwa w tej populacji sięga 80%. • Prawdopodobieństwo przedwczesnej śmierci osób chorych na RZS z objawami pozastawowymi jest 2 razy większe niż tych, u których stwierdzono wyłącznie objawy stawowe. Koivuniemi R et al. „Causes of death in patients with rheumatoid arthritis autopsied during a 40-year period” . Rheumatol Int 2008, 28: 1245-1252 Limfocyty CD4+ jako centralne komórki odpowiedzi immunologicznej… CYTOTOKSYCZNOŚĆ CD8+ Y Y Y PRZECIWCIAŁA Y B PROLIFERACJA IL-2 IL-2 IL-3,4,5,10,13 CD4+ CD4+ CD4+ CD4+ IL-2,18 IFNγ IL-1 CYTOKINY CD4+ ? NK IL-2 IFNγ CYTOTOKSYCZNOŚĆ IL-12 PREZENTACJA ANTYGENU FAGOCYTOZA Losy limfocytów T Szpik kostny Grasica Powstawanie różnorodności TCR; TREC Proliferacja Pula obwodowa: 2-3x1011 limfocytów T u młodych osób Śmierć Apoptoza Dziennie z puli obwodowej znika ok. 1% limfocytów T, zastępowanych przez 2-3 x 109 nowych komórek T. Grasica – działa u dorosłych ludzi…. 1. Dawniej: Zanik morfologiczny tkanki limfatycznej w grasicy, uważany za całkowity i związany z dojrzewaniem płciowym. 2. Obecne poglądy: nawet u osób w podeszłym wieku zostaje kilka % tkanki limfatycznej w grasicy, o zachowanej pełnej zdolności do produkcji nowych limfocytów T, o różnych TCR i wysokiej zawartości TRECs. 6 dni 15 lat 63 lata Zmniejszenie ilości TRECs w limfocytach CD4+ – zdrowi i RZS Na podstawie: Koetz K, Bryl E, Spickschen K, O’Fallon M, Goronzy J and Weyand C „T cell homeostatis in patients with rheumatoid arthritis” PNAS 2000, vol 97:920309208, zmienione. Wypełnianie puli obwodowej limfocytów CD4+ w RZS przez potomstwo zmniejszonej liczby „emigrantów” z grasicy Zdrowi Migrujące prekursory ze szpiku RZS Dojrzewanie i edukacja limfocytów T w grasicy Liczba nowych limfocytów T wychodzących z grasicy Konsekwencje: 1. 2. Zwiększona proliferacja limfocytów T: zmniejszenie różnorodności receptora TCR, skrócenie telomerów Efekt proliferacji (pula Zmiany obwodowa fenotypowe:limfocytów wzrost odsetka limfocytów +) CD4 + CD4 CD28 Zmniejszenie repertuaru TCR w puli obwodowych limfocytów CD4+ w RZS Oligoklonalność w starzeniu: CD4+ naiwne – po 70 rż Ref. Wagner et al. PNAS 1998 CD8+ pamięci – częsta Naylor K et al. „The influnce of age on T cell generation and TCR diversity” J. Immunol 2005, 174:7446-7452 Skrócenie telomerów w limfocytach CD4+ w RZS – oznaka licznych podziałów komórkowych Polimeraza DNA nie potrafi całkowicie zreplikować końca 5’ na końcu chromosomu. Każdy podział komórki powoduje skrócenie telomerów o 50-100 bp. RZS Zdrowi Zdrowi RZS Na podstawie: Koetz K, Bryl E, Spickschen K, O’Fallon M, Goronzy J and Weyand C „T cell homeostatis in patients with rheumatoid arthritis” PNAS 2000, vol 97:920309208, zmienione; E. Bryl i JM Witkowski „Układ odpornościowy a reumatoidalne zapalenie stawów”. Forum Medycyny Rodzinnej 2008, 2 (3): 196-207 Skrócenie telomerów dotyczy głównie naiwnych limfocytów CD4+ Koetz K, Bryl E, Spickschen K, O’Fallon M, Goronzy J and Weyand C „T cell homeostatis in patients with rheumatoid arthritis” PNAS 2000, vol 97:920309208 Cykl komórkowy limfocytów i współczesne możliwości badania jego kinetyki Transdukcja sygnału: TCR/CD3, CD28, itd… S G1 G0 Cykliny, kinazy (cdk) I wiele innych… M G2 Długość cyklu Liczba prekursorów Czas G0G1 Efektywność proliferacji CFSE: carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester Limfocyty CD4+CD28+ chorych na RZS wykazują znamienne wydłużenie okresu G0G1 pierwszego podziału oraz skrócony czas podziałów. Podobne zjawisko opisano dla limfocytów CD4+CD28+ w procesie starzenia człowieka 1. J. M. Witkowski and E. Bryl, 2004. Experimental Gerontology 39 (4):577-85. 2. E. Bryl and J.M. Witkowski, 2004. Experimental Gerontology 39 (4):587-95. Parametry podziałów limfocytów CD4+CD28+ u osób zdrowych i chorych na RZS - zestawienie M Długość cyklu (h) Liczba podziałów/120h Liczba prekursorów3/106 Czas G0G1 (h) 16.2 6.0 127.8 26.8 S RZS 12.3 5.6 62.4 45.2 8.7 9.1 34.8 53.5 Czas G0G1, ale nie długość cyklu komórkowego limfocytów CD4+CD28+ zależy od poziomu ekspresji CD28 1. J. M. Witkowski and E. Bryl, 2004. Experimental Gerontology 39 (4):577-85. 2. E. Bryl and J.M. Witkowski, 2004. Experimental Gerontology 39 (4):587-95. Stwierdzono obniżenie ekspresji CD28 na limfocytach CD4+ osób chorych na RZS zależne od TNF. RZS ZDROWI 1. Bryl E et al. „Down-regulation of CD28 expression by TNFα”. J Immunol 2001, 167:3231-3238 2. Bryl E et al. „Modulation of CD28 expression with anti-tumor necrosis factor α therapy in rheumatoid arthritis”. Arthritis & Rheumatism 2005, 52 (10): 2996-3003 Inny dowód na przyspieszone starzenie się limfocytów CD4+ u chorych na RZS - Klotho Klotho przędzie nić życia…czyli wkład mitologii do gerontologii… Nazwa genu pochodzi od jednej z Mojr, greckich bóstw losu, zwanych przez Rzymian Parkami. KLOTHO, przedstawiana z wrzecionem, przędła nić ludzkiego żywota. Miała dwie siostry Lachesis snuła nić, Atropos zaś przecinała ją, gdy życie dobiegało końca Patologie, w których obserwowano udział Klotho • • • • • • • Osteoporoza (osteokalcyna, regulacja gosp. Ca/Pi) Nadciśnienie tętnicze Niepłodność Miażdżyca Zmiany zanikowe w skórze Typ dziki Rozedma Zmniejszenie zdolności poznawczych mutant Krótszy czas życia Związane z polimorfizmami genu Klotho (ludzie, myszy) i/lub KO (myszy) Białko KLOTHO występuje w limfocytach T krwi obwodowej, jego ilość i aktywność jest zmniejszona w komórkach CD4+ osób w podeszłym wieku i chorych na RZS Zmiany w limfocytach CD4+ krwi obwodowej u pacjentów z RZS - podsumowanie • Zwiększony odsetek komórek CD4+CD28- • Obniżenie ekspresji cząsteczek CD28 na limfocytach CD4+ (CD4+CD28+) – mniejsza liczba receptorów • Zmieniona odpowiedź proliferacyjna na stymulację in vitro • Ograniczony repertuar receptora TCR • Obniżona liczba TRECs (ang. T cell receptor excision circles) • Skrócone telomery • Inaktywacja genu Klotho Są analogiczne do obserwowanych w trakcie fizjologicznego starzenia się układu odpornościowego, ale występują u osób w znacznie młodszym wieku metrykalnym, co uzasadnia uznanie reumatoidalnego zapalenia stawów za stan przyspieszonego starzenia się komórek T. Dziękuję za uwagę
