Krótka charakterystyka mechanizmów tolerancji immunologicznej
advertisement
PRACE POGLĄDOWE Anna SZAFLARSKA Magdalena RUTKOWSKA-ZAPAŁA Danuta KOWALCZYK Krótka charakterystyka mechanizmów tolerancji immunologicznej Immune tolerance mechanisms – brief review Katedra Immunologii Klinicznej i Transplantologii, Zakład Immunologii Klinicznej Instytutu Pediatrii UJ CM Uniwersytecki Szpital Dziecięcy w Krakowie Kierownik: Prof. dr hab. med. Maciej Siedlar Dodatkowe słowa kluczowe: tolerancja limfocyt T i B komórka dendrytyczna autoimmunizacja Additional key words: tolerance B, T lymphocytes dendritic cell autoimmunity Adres do korespondencji: Anna Szaflarska Zakład Immunologii Klinicznej Instytutu Pediatrii CM UJ 30-663 Kraków, ul. Wielicka 265 Tel.+4812 658 24 86 e-mail: [email protected] Przegląd Lekarski 2015 / 72 / 12 Zadaniem układu immunologicznego jest nie tylko walka z obcymi patogenami, ale również utrzymywanie stanu tolerancji na antygeny własne. W tolerancji centralnej, zasadniczym mechanizmem w odniesieniu do limfocytów T jest apoptoza, zaś do limfocytów B – redagowanie receptora. Uważa się, że najważniejszą rolę w utrzymaniu tolerancji obwodowej odgrywają limfocyty T regulatorowe. Komórki odporności wrodzonej mają także swój udział w utrzymaniu stanu tolerancji. Artykuł przedstawia krótkie podsumowanie aktualnej wiedzy na temat tolerancji immunologicznej. Przywrócenie stanu tolerancji immunologicznej jest celem nowych strategii terapii w chorobach autoimmunizacyjnych. The purpose of the immune system is not only to fight off pathogens but also to keep a tolerance to selfantigens. In central tolerance, major mechanisms include apoptosis (for T cells) and receptor editing (for B cells). Regulatory T cells appear to be the most important in peripheral tolerance. Innate immune cells also influence the maintenance of immune tolerance. We have provided an overall review of all these mechanisms. Successful restoration of the immune tolerance is the target of new strategies in autoimmune diseases therapy. Wstęp Prawidłowa funkcja układu odporności polega na rozpoznawaniu i eliminacji obcych antygenów, dzięki czemu walczy on z infekcjami wirusowymi, bakteryjnymi, grzybiczymi, pierwotniakowymi, z pasożytami i komórkami nowotworowymi. Jest to możliwe dzięki ogromnej różnorodności receptorów limfocytów T (T cell receptors, TCRs) i receptorów immunoglobulinowych limfocytów B (B cell receptors, BCRs). W organizmie człowieka powstają również komórki autoreaktywne, które przy braku eliminacji lub odpowiedniej kontroli, zostają aktywowane i prowadzą do zniszczenia jednego lub wielu narządów, a tym samym do rozwinięcia się choroby autoimmunizacyjnej. Dlatego układ immunologiczny rozwinął szereg mechanizmów prowadzących do eliminacji komórek rozpoznających antygeny własne lub do ich „wyciszenia” w mechanizmie zwanym tolerancją immunologiczną. Przywrócenie stanu tolerancji, stanowi ważny cel terapii chorób autoimmunizacyjnych [1]. Mechanizmy zapewniające tolerancję na własne antygeny możemy najogólniej podzielić na centralne oraz obwodowe. Tolerancja centralna to złożony proces, w efekcie którego wyeliminowane zostają limfocyty T i B o wysokim powinowactwie do własnych antygenów. Ma to miejsce w grasicy (limfocyty T) i w szpiku kostnym (limfocyty B). Tolerancja obwodowa dotyczy autoreaktywnych limfocytów T i B, które wydostały się z centralnych narządów limfatycznych. regulującego autoimmunizację (autoimmune regulator, AIRE). Jego transkrypcja zachodzi w komórkach nabłonkowych grasicy i węzłów chłonnych, gdzie wykrywa się produkt – białko APECED [2]. Stymuluje ono ekspresję setek własnych tkankowo-specyficznych antygenów, które indukują selekcję negatywną limfocytów i różnicowanie limfocytów regulatorowych wywodzących się z autoreaktywnych tymocytów. AIRE może również indukować apoptozę komórek epitelialnych grasicy, a komórki dendrytyczne obecne w rdzeniu grasicy prezentują ich antygeny (własne) tymocytom [3]. Komórki dendrytyczne obecne w grasicy, które wykazują ekspresję Sirpaα (signal regulatory protein α), mogą wychwytywać i prezentować tymocytom antygeny własne pochodzące z krwi obwodowej, pomimo istnienia bariery krew-grasica [4]. W mechanizmach tolerancji centralnej odgrywają rolę także komórki dendrytyczne krwi obwodowej. Transportują one antygeny własne do grasicy i prezentują je dojrzewającym limfocytom T. Niedojrzałe komórki dendrytyczne wykazują ekspresję CCR9, receptora chemokinowego odpowiedzialnego za skierowanie komórek do grasicy. Aktywacja przez receptory Toll-podobne (Toll-like receptors, TLR) zmniejsza ekspresję CCR9 na komórkach dendrytycznych i tracą one zdolność wędrówki do grasicy [5]. Największy wpływ na selekcję tymocytów ma awidność receptorów limfocyta T (T-cell receptor, TCR) do własnych białek. Jeżeli będzie ona zbyt duża, tymocyt ulega apoptozie lub przechodzi próbę ponownej rearanżacji genów kodujących TCR. Proces ten zwany jest redagowaniem receptorów [6]. Limfocyty T, których powinowactwo do własnych antygenów jest niskie, opuszczają grasicę i wędrują na obwód. Tu kontrolują je mechanizmy tolerancji Limfocyty T Tolerancja centralna. Autoreaktywne limfocyty usuwane są w procesie selekcji negatywnej. Dotyczy on dojrzewających w grasicy limfocytów T i jest zależny od genu 765 obwodowej. Każdy z tych procesów został dokładnie przebadany pod kątem możliwości interwencji terapeutycznej. Tolerancja obwodowa. Do aktywacji dziewiczego limfocyta T konieczne są dwa sygnały. Pierwszy sygnał powstaje wówczas, gdy antygen prezentowany w kontekście cząsteczki głównego układu zgodności tkankowej (major histocompatibility complex, MHC), wiąże się z TCR. Prezentacja antygenów limfocytom T CD4 zachodzi z udziałem MHC klasy II i uczestniczyć w niej mogą tylko nieliczne wyspecjalizowane komórki prezentujące (antygen presenting cells, APC). Limfocyty T CD8 rozpoznają antygeny połączone z występującymi na wszystkich komórkach, cząsteczkami MHC klasy I. Drugim sygnałem jest oddziaływanie odpowiedniego ligandu na komórce prezentującej z molekułami kostymulatorowymi rodziny B7-CD28. CD28 na limfocycie T łączy się z cząsteczkami B7-1 i B7-2 dostarczając drugiego sygnału aktywującego. Z cząsteczkami B7-1 i B7-2 może wiązać się również antygen 4 związany z limfocytem T cytotoksycznym (cytotoxic T-lymphocyte-associated antygen, CTLA-4), dostarczając sygnału hamującego. Ekspresja CD28 na limfocycie T jest konstytutywna, natomiast CTLA-4 pojawia się po aktywacji komórki. CTLA-4 współzawodniczy z CD28 o wiązanie z B7-1 i B7-2, co zmniejsza „moc” drugiego sygnału aktywacji. Dodatkowo wiązanie ligandów z CTLA-4 hamuje sygnałowanie przez TCR. [7,8]. Sygnał hamujący dla limfocyta T przekazywany jest także przez cząsteczki śródbłonowego białka programowanej śmierci-1 (programmed cel death protein-1, PD-1). W terapii niektórych typów raka wykazano skuteczność przeciwciał przeciw-PD-1 oraz ligandowi PD-1 (PD-L1). Ich blokowanie wzmacnia odpowiedź immunologiczną ale towarzyszy temu autoimmunizacja (choroby zapalne jelit, zapalenia tarczycy) [9]. Anergia dotyczy limfocytów T które rozpoznały antygen, ale nie otrzymały sygnału dodatkowego (kostymulacji). Komórki takie nie wytwarzają interleukiny-2 (IL-2) i nie proliferują w odpowiedzi na antygen. Z drugiej strony, od IL-2 jest zależne powstawanie i prawidłowe funkcjonowanie zarówno limfocytów T efektorowych jak i regulatorowych. U pacjentów z toczniem rumieniowatym układowym występuje defekt limfocytów T regulatorowych, który jest związany z deficytem IL-2. Stąd pomysł ich leczenia małymi dawkami IL-2 (aldesleukin) [10]. Wiedza na temat roli cytokin w utrzymaniu stanu tolerancji immunologicznej jest dotychczas niepełna. Wiadomo, iż IL-17A i interferon ɤ (IFNɤ) wykazują działanie zarówno pro jak i przeciwzapalne [11-14]. Znane ze swego immunoregulacyjnego efektu są transformujący czynnik wzrostu β (transforming growth factor β, TGFβ) i IL-10 [15]. Regulatorowe limfocyty T. Limfocyty T regulatorowe (Treg) są heterogenną grupą komórek, odpowiedzialnych w głównej mierze za utrzymanie stanu tolerancji na własne antygeny. Na podstawie różnic w ontogenezie, wyróżnia się pośród nich dwie główne subpopulacje: powstające w grasicy, tzw. naturalne, wykazujące ekspresję czynnika transkrypcyjnego Foxp3 (forkhead box P3) - o fenotypie CD4+CD25+Foxp3+ (natural re766 gulatory T cells, nTreg), oraz generowane na obwodzie w określonych warunkach „tolerogennych”, tzw. adaptacyjne/indukowane limfocyty T regulatorowe (inducible regulatory T cells, iTreg) [16-19]. Naturalne limfocyty Treg stanowią od 5 do 10% wszystkich krążących limfocytów CD4+ [20] oraz charakteryzują się wysoką i stałą ekspresją podjednostki α receptora dla IL-2 (CD25). Jako markery tych komórek wymienia się również CTLA-4, receptor z rodziny TNF indukowany przez glikokortykosteroidy (glucocorticoid induced TNF-family receptor, GITR), oraz gen 3 aktywacji limfocytów (lymphocyte-activation gene 3, LAG-3) [21-25]. Antygeny te, pełniąc rolę negatywnych regulatorów procesu aktywacji komórek efektorowych, nie są jednak charakterystyczne wyłącznie dla populacji limfocytów Treg. Innymi oznaczanymi na powierzchni tych komórek antygenami są: HLA-DR, CD45RO, CD28, CD27, CD5, CD122, OX-40 (CD134), CD62L, TLR5, TLR7, TLR8 [26,27]. Komórki o potencjale regulatorowym mogą powstawać również poza grasicą [2832]. Generowane z dziewiczych limfocytów T CD4+CD25-, komórki iTreg wykazują zmienną ekspresję cząsteczek powierzchniowych jak np. CD25, GITR czy CTLA-4, a ich powstawanie wymaga obecności w środowisku określonych cytokin, a zwłaszcza TGF-β [33]. Do indukowanych limfocytów Treg, wykazujących zmienną ekspresję CD25 i Foxp3, zaliczamy m. in. populację limfocytów regulatorowych typu 1 (type 1 regulatory T cells, Tr1) oraz limfocyty T pomocnicze typu Th3 (T helper-3 cells, Th3) [34]. Mechanizm supresji wywieranej przez komórki Tr1 związany jest w głównej mierze z uwalnianiem cytokin o właściwościach immunosupresyjnych, takich jak IL-10 oraz TGF-β. W szczególnych przypadkach komórki te mogą dodatkowo produkować IL-5 oraz IFN-γ. Z kolei, limfocyty Th3 wytwarzają związany z błoną TGF-β odgrywający istotną rolę w wywieranej przez te komórki supresji na drodze kontaktowej [34]. Populacja limfocytów iTreg odpowiada za zjawisko tolerancji potransplantacyjnej, a w miejscu toczącego się procesu zapalnego hamuje nadmierną, uszkadzającą tkanki, odpowiedź immunologiczną [35]. Komórki iTreg umiejscawiają się głównie w tkance limfatycznej związanej z błonami śluzowymi jelit oraz dróg oddechowych, gdzie ma miejsce stała ekspozycja na obce antygeny, głównie bakteryjne oraz wirusowe [36]. Limfocyty Treg oddziałują supresorowo w stosunku do innych komórek immunokompetentnych. Hamują aktywację, proliferację i różnicowanie, m.in. limfocytów B, limfocytów CD4+ i CD8+, komórek NK, NKT, monocytów, oraz komórek dendrytycznych. Uczestniczą w zapobieganiu reakcjom autoimmunizacji i nadwrażliwości, w utrzymaniu tolerancji na antygeny podane doustnie, w zapobieganiu eliminacji bakterii komensalnych przez układ odpornościowy, w ochronie płodu przed odrzuceniem przez układ odpornościowy matki, jak również w rozwoju tolerancji potransplantacyjnej. Niekorzystną rolę odgrywają w chorobie nowotworowej i w przewlekłych infekcjach, przyczyniając się do rozwoju tolerancji na, odpowiednio, antygeny nowotworowe lub antygeny drobnoustrojów [37-39]. W zależności od typu komórki docelowej, wyróżnia się dwie główne formy oddziaływania limfocytów Treg na komórki immunokompetentne. Zachodząca bez udziału APC supresja bezpośrednia, obejmuje w głównej mierze działanie cytokin o właściwościach immunosupresyjnych takich jak TGF-β, IL-10 i IL-35 [40]. Z kolei, pośrednią formą oddziaływania limfocytów Treg na komórki efektorowe, jest hamowanie aktywności APC, czego wynikiem jest zahamowanie indukcji swoistej odpowiedzi immunologicznej. Spośród szeregu różnych mechanizmów supresji pośredniej, najlepiej poznaną formą oddziaływania limfocytów Treg na komórki APC jest mechanizm supresji przy udziale cząsteczki CTLA-4 [41,42]. Mutacje genu dla czynnika Foxp3 wywołują niedobór odporności jakim jest zespół immunodysregulacyjny sprzężony z chromosomem X, z poliendokrynopatią i enteropatią (Immunodysregulation Polyendocrinopathy Enteropathy X-linked syndrome, IPEX). Objawy kliniczne tego zespołu, opisanego po raz pierwszy w 1982 roku przez Powella, wynikają z braku funkcjonalnie czynnych limfocytów Treg. [43]. Główną ich grupę stanowią ciężkie zaburzenia o podłożu autoimmunizacyjnym, takie jak enteropatia, zapalenie tarczycy, insulinozależna cukrzyca typu I, niedokrwistość hemolityczna oraz nadmierna, niekontrolowana reakcja odpornościowa na infekcje wirusowe i zmiany skórne typu wyprysku [44]. Do pozostałych objawów należą: choroby nerek (śródmiąższowe zapalenie nerek, błoniaste kłębuszkowe zapalenie nerek), autoimmunizacyjne zapalenie wątroby oraz zaburzenia neurologiczne [45,46]. W celu uniknięcia nieodwracalnych zmian wielonarządowych, zalecaną formą terapii we wczesnej fazie choroby jest allogeniczny przeszczep komórek macierzystych szpiku kostnego. Obok zespołu IPEX, do pierwotnych niedoborów odporności, które zaburzają funkcję limfocytów Treg, należą: wielogruczołowa niewydolność wewnątrzwydzielnicza (autoimmune polyendocrinopathy candidiasis ectodermal dystrophy – APECED) i zespół Omenna (Omenn syndrome, OS) Prowadzą one w 100% do rozwoju autoimmunizacji. Dotyka ona różnych narządów, najczęściej gruczołów wydzielania wewnętrznego i innych komórek nabłonkowych [47]. Limfocyty B Tolerancja centralna. Limfocyty B w szpiku kostnym podlegają procesowi selekcji negatywnej, w której eliminowane są komórki o wysokiej awidności receptorów immunoglobulinowych (B-cell receptor, BCR) do antygenów własnych. Komórka zostaje skierowana na drogę apoptozy lub, gdy awidność nie jest tak duża, limfocyt ulega anergii. Podobnie, jak w przypadku TCR, może dojść do ponownej rekombinacji genów immunoglobulinowych, najczęściej dla łańcucha lekkiego κ, jeśli zachodzi taka potrzeba również λ. Niedojrzałe limfocyty B z nowym łańcuchem lekkim receptorów immunoglobulinowych IgM i IgD wędrują na obwód. Proces ten, stanowiący podstawowy mechanizm tolerancji centralnej limfocyta B, nazywany jest redagowaniem receptora [6,48,49]. Ze względu na specyfikę aktywacji limfocyta B, proces ten nie jest tak dokładny jak w grasicy. Limfocyty B są A. Szaflarska i wsp. bowiem zależne funkcjonalnie od współpracujących z nimi limfocytów Th. Limfocyty B wykazujące słabą autoreaktywność mogą opuszczać szpik kostny. Znaczna ich liczba pojawia się w chorobach autoimmunizacyjnych lub u zdrowych ludzi, którzy posiadają gen PTPN22, kodujący białko PTPN 22 (protein tyrosine phosphatase, non-receptor type 22). Polimorfizm w pojedynczym nukleotydzie tego genu [858T (rs2476601) Arg620Trp] wiąże się z wysokim ryzykiem wystąpienia cukrzycy typu 1, reumatoidalnego zapalenia stawów, tocznia rumieniowatego układowego, bielactwa, choroby Gravesa i choroby Crohna [50,51]. Tolerancja obwodowa. Na obwodową tolerancję limfocytów B składa się wiele mechanizmów: anergia, delecja klonalna komórek o wysokim powinowactwie do własnych antygenów, hamowanie przez komórki T regulatorowe, ignorancja klonalna zależna od sygnałowania Siglec/SIAE, hamowanie zależne od receptora dla fragmentu krystalizującego immunoglobuliny G typu IIb (FcγRIIb) [48]. W mechanizmie anergii, komórki autoreaktywne poddawane przewlekłej stymulacji antygenowej, tracą zdolność do aktywacji. Może to dotyczyć limfocyta B dojrzałego i spowodować cofnięcie go do wcześniejszego stadium rozwojowego [52]. Autoreaktywne limfocyty B podlegają kontroli w trakcie aktywacji antygenowej zależnej od limfocytów T, w centrach rozrodczych węzłów chłonnych [53]. Polega ona na apoptozie limfocytów B, która indukowana jest przez znajdujący się na powierzchni limfocyta T ligand dla Fas (FasL) lub zachodzi po aktywacji BCR antygenem własnym. Najczęściej nie dochodzi do prawidłowej interakcji pomiędzy autoreaktywnym limfocytem B i limfocytem Th grudki chłonnej (follicular center), stąd brak jest „drugiego sygnału” aktywującego autoreaktywny limfocyt B [52]. Prawdopodobnie, dziewicze limfocyty B prezentują antygen własny również limfocytom Treg, które swoiście je hamują [54]. Wiadomo, że u zdrowych ludzi, populacja limfocytów B pamięci, tzw. class swiched memory B cells, także wykazuje pewien stopień autoreaktywności. Tak więc przełamanie mechanizmów tolerancji może mieć miejsce podczas dojrzewania limfocytów B w centrach rozrodczych grudek chłonnych [55]. Limfocyty B regulatorowe. Limfocyty B zdolne do sprawowania funkcji regulatorowych, tzw. komórki B regulatorowe (Breg), zdają się odgrywać istotna rolę w utrzymaniu tolerancji immunologicznej. Do tej pory nie udało się jednak zidentyfikować czynnika transkrypcyjnego który ostatecznie definiowałby populację tych komórek jako oddzielną linie [56]. Na chwilę obecną, główną właściwością populacji Breg pozwalającą na ich identyfikację, jest zdolność do wydzielania IL-10 i prawdopodobnie również IL-35 [57]. Komórki Breg indukowane są w warunkach toczącego się procesu zapalnego, i są zdolne do jego wyciszania [58]. Obecność komórek B reg o fenotypie CD5+CD1d+, zdolnych do indukcji remisji choroby, potwierdzono na modelu mysim w takich chorobach jak: eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie mózgu i rdzenia (experimental autoimmune enPrzegląd Lekarski 2015 / 72 / 12 cephalomyelitis, EAE), choroby zapalne jelit, zapalenia stawów oraz nadwrażliwość kontaktowa. Z kolei wyniki badań u ludzi zdaja się potwierdzać, iż odpowiednikiem tych komórek u człowieka jest populacja CD19+CD24highCD38high [58-63]. Dawniej uważano, że wykazujące słabą autoreaktywność limfocyty B, nie stanowią zagrożenia dla rozwoju choroby autoimmunizacyjnej. Jednak mogą on być niebezpieczne, jeśli otrzymają „pomoc” od limfocytów Th. Może do tego dochodzić w przypadku, gdy antygen własny jest fizycznie związany z antygenem obcym. Zachodzi wówczas proces endocytozy, indukowana jest ekspresja CCR7, a limfocyt B prezentuje obcy antygen aktywowanemu limfocytowi Th. Tak dochodzi do współpracy limfocyta T z receptorem specyficznym dla antygenu obcego i autoreaktywnego limfocyta B, który rozpoczyna produkcję autoprzeciwciał [48]. Ważną składową w rozwoju autoimmunizacji jest zwiększone sygnałowanie przez BCR. Kompleks CD22/Siglec-2 odgrywa istotną rolę w negatywnej regulacji sygnałowania BCR. Nieprawidłowe warianty SIAE/Siglec występują u osób z chorobami autoimmunizacyjnymi [64]. Na proliferację i przeżycie limfocta B, obok aktywacji BCR, ma wpływ wiele molekuł kostymulatorowych (CD19, CD40, BAFR, TLR). Ich nadmierna aktywność odgrywa rolę w przełamaniu tolerancji limfocytów B w wielu chorobach autoimmunizacyjnych. Produkcja przez limfocyt B różnych klas i podklas immunoglobulin z zachowaniem tej samej swoistości antygenowej, możliwa jest dzięki szczególnej strukturze genów immunoglobulinowych. W procesie powstawania immunoglobulin ważną rolę odgrywa indukowana aktywacją limfocytów dezaminaza cytydyny (activation-induced cytidine deaminase, AID). Do indukcji AID w limfocytach B konieczne są również sygnały od ligandów należących do nadrodziny cząsteczek czynnika martwicy nowotworu (tumor necrosis factor, TNF) tj; CD40L, APRIL i BAFF, przekazywane przez receptory powierzchniowe, należące do nadrodziny receptorów dla TNF, tj. CD40, TACI i BAFF-R [65-67]. Interakcje CD40L, cząsteczki ulegającej ekspresji na aktywowanych limfocytach T, z jej receptorem, glikoproteiną CD40 obecną na limfocytach B, zachodzą w największym stopniu w ośrodkach różnicowania grudek limfatycznych, w odpowiedzi na antygeny T-zależne. APRIL i BAFF, produkowane i wydzielane głównie przez komórki dendrytyczne i makrofagi, indukują ekspresje AID poprzez interakcje z obecnymi na limfocytach B receptorami TACI i BAFF-R, niezależnie od interakcji z limfocytami T [65,68]. Uważa się, że wysoki poziom BAFF może odgrywać rolę w przeżyciu limfocytów B autoreaktywnych [69]. Przeciwciało monoklonalne anty-BAFF (Bemilumab) zmniejsza liczbę limfocytów B we krwi obwodowej. Nie ma jednak wpływu na liczbę limfocytów B pamięci i długo-żyjących komórek plazmatycznych (stąd brak pożądanego efektu w próbach leczenia tocznia rumieniowatego układowego) [70]. Kilkanaście procent immunoglobuliny G stanowią tzw. przeciwciała asymetryczne . Mogą one wiązać antygen tylko jednym frag- mentem Fab (fragment antygen binding), drugi natomiast jest zablokowany przez węglowodany. Podejrzewa się, że immunoglobuliny te pełnią funkcje regulacyjne [71]. Przeciwciała naturalne należące głównie do klasy IgM, mogą pełnić podobną funkcję na drodze eliminacji komórek apoptotycznych i ciał apoptotytcznych zawierających antygeny własne [3]. Około 10% limfocytów B krwi obwodowej wykazuje koekspresję dwóch różnych łańcuchów lekkich (brak tzw. wyłączenia allelicznego), w związku z tym posiadają one dwa receptory BCR o odmiennej swoistości, zmniejszając w rezultacie gęstość receptora autoreaktywnego [72]. Autoreaktywne limfocyty B mogą być kontrolowane przez makrofagi i komórki dendrytyczne np. poprzez produkcję IL-6 i ekspresję CD40L, co hamuje przekształcanie ich w komórki plazmatyczne [73]. Komórki dendrytyczne odgrywają rolę nie tylko w mechanizmach tolerancji centralnej, ale również obwodowej. U pacjentów z toczniem rumieniowatym trzewnym wykazują one zwiększoną ekspresję molekuł kostymulatorowych oraz podwyższoną proporcję receptorów Fc gamma aktywujących do hamujących. Nie można pominąć roli mediatorów wewnątrzkomórkowych w mechanizmach tolerancji immunologicznej. Cząstka TRAF6 (tumor necrosis factor receptor-associated factor 6) jest białkiem adaptorowym, biorącym udział w wewnątrzkomórkowych procesach zachodzących po aktywacji wielu receptorów o funkcji immunoregulacyjnej, tj. nadrodziny receptorów TNF, TGFβ, TCR i TLR. TRAF6 aktywuje czynnik transkrypcyjny NFκB, MAPK, PI3K i szlaki sygnałowania czynników regulatorowych interferonu. Z uwagi na powyższe jest to niezwykle ważna cząstka zarówno dla prawidłowej aktywacji jak i utrzymania homeostazy układu odporności [74]. Przywrócenie stanu tolerancji immunologicznej jest celem nowych strategii terapii w chorobach autoimmunizacyjnych. Leki biologiczne o różnych mechanizmach działania (blokada cytokin, deplecja limfocytów T lub B, immunomodulacja) są ujęte w standardy terapii tych chorób. Obok znanych już leków (Tab.I) cały czas trwają próby nad opracowaniem nowych, które w sposób całkowity Tabela I Leki biologiczne stosowane w leczeniu chorób autoimmunizacyjnych [15]. Biologic agents in autoimmune diseases therapy [15]. Lek Cząsteczka docelowa Infliximab TNF α Etanercept TNF α Adalimumab TNF α Golimumab TNF α Certolizumab pegol TNF α Rituximab CD20 Abatacept CD80/86 Anakinra IL-1R Tocilizumab IL-6R Belimumab BAFF Natalizumab Integryna α4 Ustekinumab IL-12 i IL-23 767 i trwały odbudują zaburzoną tolerancję [15]. Powstały m.in. tofacitinib (inhibitor szlaku sygnałowania przez kinazę Janus, JAK-1 i JAK-3) [75], teplizumab/otelixizumab (przeciwciała monoklonalne anty-CD3) [76,77], alefacept (białko fuzyjne blokujące interakcję antygenu związanego z czynnością limfocytów 3, lymphocyte function-associated antygen, LFA-3 z molekułą CD2) [78]. Należy wspomnieć, że zarówno skóra jak i błony śluzowe stanowią „narządy immunologicznie czynne” i to one w pierwszej kolejności są eksponowane na liczne antygeny świata zewnętrznego. Tu dochodzi do indukcji odpowiedzi immunologicznej, ale również do indukcji stanu tolerancji [79,80]. Stan tolerancji immunologicznej można indukować poprzez podanie antygenu na skórę, co zostało przetestowane w licznych modelach zwierzęcych reakcji nadwrażliwości kontaktowej oraz schorzeń autoimmunizacyjnych [79, 81-83]. W badaniach klinicznych, przeprowadzonych w grupie pacjentów cierpiących na stwardnienie rozsiane, zastosowano mieszaninę 3 białek mieliny, podając je kontaktowo na skórę. Obserwowano obiecujące efekty w badaniach rezonansu magnetycznego i zmniejszenie aktywności choroby [84] . W ostatnich latach dokonał się znaczący postęp w rozumieniu mechanizmów tolerancji immunologicznej oraz roli, jaką w jej utrzymaniu odgrywają limfocyty T, B i komórki odpowiedzi wrodzonej. Ich przełamanie na wielu poziomach, prowadzi do powstawania chorób autoimmunizacyjnych. Piśmiennictwo 1. Nepom GT, ST Clair EW, Turka LA: Challenges in the pursuit of immune tolerance. Immunol Rev. 2011; 241: 49-62. 2. Wańkowicz-Kalińska A: Zjawiska autoimmunizacyjne. W: Gołąb J, Jakóbisiak M, Lasek W. Immunologia. PWN. Warszawa, 2002: 424-446. 3. Gupta S, Gupta Louis A: Tolerance and autoimmunity in primary immunodeficiency disease: a comprehensive review. Clin Rev Allerg Immunol. 2013; 45: 162-169. 4. Baba T, Nakamoto Y, Mukaida N: Crucial contribution of thymic Sirp alpha+ conventional dendritic cells to central tolerance against blood-borne antigens in a CCR2-dependent manner. J Immunol. 2009; 183: 3053-6063. 5. Hadeiba H, Lahl K, Edalati A, Oderup C, Habtezion A. et al: Plasmacytoid dendritic cells transport peripheral antigens to the thymus to promote central tolerance. Immunity 2012; 36: 438-450. 6. Gołąb J, Kamiński R: Dojrzewanie limfocytów. W: Gołąb J, Jakóbisiak M, Lasek W. Immunologia. PWN. Warszawa, 2002: 74-93. 7. Alegre ML, Fallarino F: Mechanisms of CTLA-4-Ig in tolerance induction. Curr Pharm Des. 2006; 12: 149-160. 8. Sansom DM: CD28, CTLA-4 and their ligands: who does what and to whom? Immunol. 2000; 101: 169-177. 9. Guo Y, Wang AY: Novel immune check-point regulators in tolerance maintenance. Front Immunol. 2015; 18: 421. 10. von Spee-Mayer C, Siegert E, Abdirama D, Rose A, Klaus A. et al: Low-dose interleukin-2 selectively corrects regulatory T cell defects in patients with systemic lupus erythematosus. Ann Rheum Dis. 2015, 31, [Epub ahead of print]. 11. Chunfang G, Ling W, Xiaoxia L: IL-17 family: cytokines, receptors and signaling. Cytokine 2013; 64: 477-485. 12. O’Connor W Jr, Kamanaka M, Booth CJ, Town T, Nakae S. et al: A protective function for interleukin 17A in T cell-mediated intestinal inflammation. Nat Immunol. 2009; 10: 603–609. 768 13. O’Keefe GM, Nguyen VT, Ping Tang LL, Benveniste EN: IFN-gamma regulation of class II transactivator promoter IV in macrophages and microglia: involvement of the suppressors of cytokine signaling-1 protein. J Immunol. 2001; 166: 2260-2269. 14. Gołąb J, Jakóbisiak M, Zagożdżon R, Obłąkowski P: Cytokiny. W: Gołąb J, Jakóbisiak M, Lasek W. Immunologia. PWN. Warszawa, 2002: 198-248. 15. Smilek DE, Ehlers MR, Nepom GT: Restoring the balance: immunotherapeutic combinations for autoimmune disease. Disease models and mechnisms 2014; 7: 503-513. 16. Itoh M, Takahashi T, Sakaguchi N, Kuniyasu Y, Shimizu J. et al: Thymus and autoimmunity: production of CD25+CD4+ naturally anergic and suppressive T cells as a key function of the thymus in maintaining immunologic self-tolerance. J Immunol. 1999; 162: 5317-5326. 17. Liston A, Rudensky AY: Thymic development and peripheral homeostasis of regulatory T cells. Curr Opin Immunol. 2007; 19:176-185. 18. Kretschmer K, Apostolou I, Hawiger D, Khazaie K, Nussenzweig MC, von Boehmer H: Inducing and expanding regulatory T cell populations by foreign antigen. Nat Immunol. 2005; 6: 1219-1227. 19. Maggi E, Cosmi L, Liotta F, Romagnani P, Romagnani S, Annunziato F: Thymic regulatory T cells. Autoimmun Rev. 2005; 4: 579-586. 20. Sakaguchi S, Wing K, Miyara M: Regulatory T cells - a brief history and perspective. Eur J Immunol. 2007; 37: S116-123. 21. Read S, Malmström V, Powrie F: Cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4 plays an essential role in the function of CD25(+)CD4(+) regulatory cells that control intestinal inflammation. J Exp Med. 2000; 192: 295-302. 22. Takahashi T, Tagami T, Yamazaki S, Uede T, Shimizu J. et al: Immunologic self-tolerance maintained by CD25(+)CD4(+) regulatory T cells constitutively expressing cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4. J Exp Med. 2000; 192: 303-310. 23. Shimizu J, Yamazaki S, Takahashi T, Ishida Y, Sakaguchi S: Stimulation of CD25(+)CD4(+) regulatory T cells through GITR breaks immunological self-tolerance. Nat Immunol. 2002; 3: 135-142. 24. McHugh RS, Whitters MJ, Piccirillo CA, Young DA, Shevach EM, et al: CD4(+)CD25(+) immunoregulatory T cells: gene expression analysis reveals a functional role for the glucocorticoid-induced TNF receptor. Immunity 2002; 16: 311-323. 25. Huang CT, Workman CJ, Flies D, Pan X, Marson AL. et al: Role of LAG-3 in regulatory T cells. Immunity 2004; 21: 503-513. 26. Baecher-Allan C, Wolf E, Hafler DA: Functional analysis of highly defined, FACS-isolated populations of human regulatory CD4+CD25+ T cells. Clin Immunol. 2005; 115: 10-18. 27. Yi H, Zhen Y, Jiang L, Zheng J, Zhao Y: The phenotypic characterization of naturally occurring regulatory CD4+CD25+ T cells. Cell Mol Immunol. 2006; 3: 189-195. 28. Peterson RA: Regulatory T-cells: diverse phenotypes integral to immune homeostasis and suppression. Toxicol Pathol. 2012; 40: 186-204. 29. Roncarolo MG, Gregori S, Battaglia M, Bacchetta R, Fleischhauer K, Levings MK: Interleukin-10secreting type 1 regulatory T cells in rodents and humans. Immunol Rev. 2006; 212: 28-50. 30. Mills KH, McGuirk P: Antigen-specific regulatory T cells--their induction and role in infection. Semin Immunol. 2004; 16: 107-117. 31. Weiner HL: Oral tolerance: immune mechanisms and the generation of Th3-type TGF-beta-secreting regulatory cells. Microbes Infect. 2001; 3: 947-954. 32. Taams LS, Vukmanovic-Stejic M, Smith J, Dunne PJ, Fletcher JM. et al: Antigen-specific T cell suppression by human CD4+CD25+ regulatory T cells. Eur J Immunol. 2002; 32: 1621-1630. 33. Josefowicz SZ, Lu LF, Rudensky AY: Regulatory T cells: mechanisms of differentiation and function. Annu Rev Immunol. 2012; 30: 531-564. 34. Hall BM, Verma ND, Tran GT, Hodgkinson SJ: Distinct regulatory CD4+T cell subsets; differences between naïve and antigen specific T regulatory cells. Curr Opin Immunol. 2011; 23: 641-647. 35. Long E, Wood KJ: Understanding FOXP3: progress towards achieving transplantation tolerance. Transplant. 2007; 84: 459-461. 36. Bilate AM, Lafaille JJ: Induced CD4+Foxp3+ regulatory T cells in immune tolerance. Annu Rev Immunol. 2012; 30: 733-758. 37. Schmidt A, Oberle N, Krammer PH: Molecular mechanisms of treg-mediated T cell suppression. Front Immunol. 2012; 3: 1-20. 38. Stokłosa T: Niedobory odporności. W: Gołab J, Jakóbisiak M, Lasek W, Stokłosa T. Immunologia. PWN. Warszawa, 2008. 39. Leber A, Teles A, Zenclussen AC: Regulatory T cells and their role in pregnancy. Am J Reprod Immunol. 2010; 63: 445-459. 40. Shevach EM: Mechanisms of foxp3+ T regulatory cell-mediated suppression. Immunity 2009; 30: 636-645. 41. Cederbom L, Hall H, Ivars F: CD4+CD25+ regulatory T cells down-regulate co-stimulatory molecules on antigen-presenting cells. Eur J Immunol. 2000; 30: 1538-1543. 42. Wing K, Onishi Y, Prieto-Martin P, Yamaguchi T, Miyara M. et al: CTLA-4 control over Foxp3+ regulatory T cell function. Science 2008; 322: 271-2715. 43. Powell BR, Buist NR, Stenzel P: An X-linked syndrome of diarrhea, polyendocrinopathy, and fatal infection in infancy. J Pediatr. 1982; 100: 731-737. 44. Gołąb J, Jakóbisiak M, Lasek W i Stokłosa T: Immunologia. PWN SA. Warszawa, 2014. 45. Bennett CL, Christie J, Ramsdell F, Brunkow ME, Ferguson PJ. et al: The immune dysregulation, polyendocrinopathy, enteropathy, X-linked syndrome (IPEX) is caused by mutations of FOXP3. Nat Genet. 2001; 27: 20-21. 46. d‘Hennezel E, Bin Dhuban K, Torgerson T, Piccoirillo CA: The immunogenetics of immune dysregulation, polyendocrinopathy, enteropathy, X linked (IPEX) syndrome. J Med Genet. 2012; 49: 291-302. 47. Arason GJ, Jorgensen GH, Ludviksson BR: Primary immunodeficiency and autoimmunity: lessons from human diseases. Scand J Immunol. 2010; 71: 317-328. 48. Pillai S, Mattoo H, Cariappa A: B cells and autoimmunity. Curr Opin Immunol. 2011; 23: 721-731. 49. Vela JL, Ait-Azzouzene D, Duong BH, Ota T, Nemazee D: Rearrangement of mouse immunoglobulin kappa deleting element recombining sequence promotes immune tolerance and lambda B cell production. Immunity 2008; 28: 161–170. 50. Vang T, Congia M, Macis MD, Musumeci L, Orrú V. et al: Autoimmune-associated lymphoid tyrosine phosphatase is a gain-of-function variant. Nat Genet. 2005; 37: 1317–1319. 51. Qu H, Tessier MC, Hudson TJ, Polychronakos C: Confirmation of the association of the R620W polymorphism in the protein tyrosine phosphatase PTPN22 with type 1 diabetes in a family based study. J Med Genet. 2005; 42: 266–270. 52. Manjarrez-Orduno N, Quach TD, Sanz I: B cells and immunological tolerance. J Invest Dermatol. 2009; 129: 278–288. 53. Goodnow CC, Sprent J, de St Groth BF, Vinuesa CG: Cellular and genetic mechanisms of self tolerance and autoimmunity. Nature 2005; 435: 590–597. 54. Herve M, Isnardi I, Ng YS, Bussel JB, Ochs HD. et al: CD40 ligand and MHC class II expression are essential for human peripheral B cell tolerance. J Exper Med. 2007; 204: 1583–1593. 55. Tiller T, Tsuiji M, Yurasov S, Velinzon K, Nussenzweig MC, Wardemann H: Autoreactivity in human IgG+ memory B cells. Immunity 2007; 26: 205–213. 56. Rosser EC, Mauri C: Regulatory B cells: origin, phenotype, and function. Immunity 2015; 42: 607-612. 57. Shen P, Roch T, Lampropoulou V, O`Connor RA, Stervbo U. et al: IL-35-producing B cells are critical regulators of immunity during autoimmune and infectious diseases. Nature 2014; 507: 366. 58. Gray M, Gray D: Regulatory B cells mediate tolerance to apoptotic self in health: implications for disease. Int Immunol. 2015; 27: 505-511. 59. Goetz M, Atreya R, Ghalibafian M, Galle PR, Neurath MF: Exacerbation of ulcerative colitis after rituximab salvage therapy. Inflamm Bowel Diseases 2007; 13:1365–1368. 60. Blombery P, Prince HM, Levinson M, Pianko S, Maxwell E, Bhathal P: Rituximab-induced immunodysregulatory ileocolitis in a patient with follicular lymphoma. J Clin Oncol. 2011; 29: 110–112. A. Szaflarska i wsp. 61. Palanichamy A, Barnard J, Zheng B, Owen T, Quach T. et al: Novel human transitional B cell populations revealed by B cell depletion therapy. J Immunol. 2009; 182: 5982–5993. 62. Sims GP, Ettinger R, Shirota Y, Yarboro CH, Illei GG, Lipsky PE: Identification and characterization of circulating human transitional B cells. Blood 2005; 105: 4390–4398. 63. Blair PA, Norena LY, Flores-Borja F, Rawlings DJ, Isenberg DA. et al: CD19(+)CD24(hi)CD38(hi) B cells exhibit regulatory capacity in healthy individuals but are functionally impaired in systemic Lupus Erythematosus patients. Immunity 2010; 32: 129–140. 64. Surolia I, Pirnie SP, Chellappa V, Taylor KN, Cariappa A. et al: Functionally defective germline variants of sialic acid acetylesterase in autoimmunity. Nature 2010; 466: 243–247. 65. Castigli E, Wilson S, Garibyan L, Rachid R, Bonilla F. et al: TACI is mutant in common variable immunodeficiency and IgA deficiency. Nat Genet. 2005; 37: 829-834. 66. Geha RS, Jabara HH, Brodeur SR: The regulation of immunoglobulin E class-switch recombination. Nat Rev Immunol. 2003; 3: 721-732. 67. Litinskiy MB, Nardelli B, Hilbert DM, He B, Schaffer A. et al: CD40-independent Immunoglobulin class switching through BLyS and APRIL. Nat Immunol. 2002; 3: 822-829. 68. Szaflarska A, Kowalczyk D, Bukowska-Strakova K: Patomechanizmy pierwotnych niedoborów odporności humoralnej. Alergol Immunol. 2013; 1: 26-29. 69. Mackay F, Silveira PA, Brink R: B cells and the Przegląd Lekarski 2015 / 72 / 12 BAFF/APRIL axis: fast-forward on autoimmunity and signaling. Curr Opin Immunol. 2007; 19: 327–336. 70. Wallace DJ, Stohl W, Furie RA, Lisse JR, McKay JD. et al: A phase II, randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-ranging study of belimumab in patients with active systemic lupus erythematosus. Arthr Rheum. 2009; 61: 1168–1178. 71. Jakóbisiak M: Przeciwciała. W: Gołąb J, Jakóbisiak M, Lasek W. Immunologia. PWN. Warszawa, 2002: 74-93. 72. Mackern-Oberti JP, Vega F, Llanos C, Bueno SM, Kalergis AM: Targeting dendritic cell function during systemic autoimmunity to restore tolerance. Int J Mol Sci. 2014; 15: 16382-16417.2013; 10: 26-29. 73. Hobeika E, Nielsen PJ, Medgyesi D: Signaling mechanisms regulating B-lymphocyte activation and tolerance. J Mol Med. (Berl) 2015; 93: 143-158. 74. Walsh MC, Lee J, Choi Y: Tumor necrosis factor receptor- associated factor 6 (TRAF6) regulation of development, function, and homeostasis of the immune system. Immunol Rev. 2015; 266: 72-92. 75. van der Heijde D, Tanaka Y, Fleischmann R, Keystone E, Kremer J. et al: Tofacitinib (CP-690,550) in patients with rheumatoid arthritis receiving methotrexate: Twelve-month data from a twenty-four-month phase III randomized radiographic study. Arthritis Rheum. 2013; 65: 559-570. 76. Kaufman A, Herold KC: Anti-CD3 mAbs for treatment of type 1 diabetes. Diabetes/metabolism Research and Reviews 2009; 25: 302–306 77. Chatenoud L, Vandemeulebroucke E, Ziegler AG, Mathieu C, Kaufman L. et al: Insulin needs after CD3-antibody therapy in new-onset type 1 diabetes. N Engl J Med. 2005; 352: 2598–2608. 78. Rigby MR, Harris KM, Pinckney A, DiMeglio LA, Rendell MS. et al: Alefacept provides sustained clinical and immunological effects in new-onset type 1 diabetes patients. J Clin Invest. 2015; 3: 3285-3296. 79. Szczepanik M: Skin-induced tolerance as a new needle free therapeutic strategy. Pharmacol Reports 2014; 66: 192–197. 80. Szczepanik M: Skin-induced tolerance and its reversal by toll-like receptor ligands. Arch Immunol Ther Exp. 2007; 55:161–172. 81. Szczepanik M, Bryniarski K, Tutaj M, Ptak M, Skrzeczynska J. et al: Epicutaneous immunization induces ab T-cell receptor CD4 CD8 doublepositive non-specific suppressor T cells that inhibit contact sensitivity via transforming growth factor-b. Immunol. 2005;115: 42–54. 82. Majewska-Szczepanik M, Góralska M, Marcińska K, Zemelka-Wiącek M, Strzepa A. et al: Epicutaneous immunization with protein antigen TNP-Ig alleviates TNBS-induced colitis in mice. Pharmacol Rep. 2012; 64:1497–1504. 83. Szczepanik M, Tutaj M, Bryniarski K, Dittel BN: Epicutaneously induced TGF-bdependent tolerance inhibits experimental autoimmune encephalomyelitis. J Neuroimmunol. 2005; 164: 105–114. 84. Walczak A, Siger M, Ciach A, Szczepanik M, Selmaj K: Transdermal application of myelin peptides in multiple sclerosis treatment. JAMA Neurol. 2013; 1: 1–6. 769
