Inmunologia de la gestacion
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INMUNIDAD EN LA
GESTACION
Dr. Juan Rodriguez-Tafur D.
Profesor Asociado de Farmacologia e
Inmunologia
Facultad de Medicina
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
El volumen intravascular incrementa de 30 a 50%
El embarazo genera un estado pro-trombótico.
Anemia por hemodilución en el tercer trimestre delembarazo
Trombocitopenia hasta en un 8%
El eritema facial y palmar pueden simular eritemamalar
Sensibilidad articular pueden confundirse con artritispor LES.
Salmon et al J Clin Invest 2004;114:15-17
Wong et al Postgraduate Med J. 2001;77:157-65
FISIOLOGÍA DEL EMBARAZO
Embarazo Postparto
Corticoesteroide
Prolactina
Estrógenos
Progesterona
TNF alfa
IL-12
Interferón
IL-4
IL-10
RECHAZO DEL TRANSPLANTE ES UNA RESPUESTA INMUNE
INJERTO
PIEL
RECHAZO
INJERTO
DIA 3
RECHAZO
INJERTO
DIA 10
COMPLEJO MAYOR DE
HISTOCOMPATIBIDAD
(MHC)
Definición
• El Complejo Mayor deHistocompatibilidad es una regiónde genes altamente polimórficos,localizados en el brazo corto delcromosoma 6, cuyos productos seexpresan sobre la superficie deuna gran variedad de células.
EL EL HOMBRE EL MHC HLAEN EL RATON H2EN EL PERRO DLAEN EL MONO RHESUS RhLA
FUNCIONES DEL CMH:
RECONOCIMIENTO INMUNE:Reconocimiento de los antígenos protéicos unidosa la superficie de otras células por la célula T.
Determina la especificidad de las células Tcitotóxicas para las moléculas de clase I y de lascelulas T colaboradoras o helper para las moleculasde clase II.
RECHAZO AL TRANSPLANTE:Diferenciar antígenos propios de extraños
Genética• El sistema consiste en 3 juegos de genes
localizados en el brazo corto del cromosoma
6 y se extiende a lo largo de 3500kb:
– HLA Clase Ia: HLA-A, HLA-C, HLA-B, HLA-D, HLA
Clase Ib:HLA-E, HLA-F, HLA-G.
– HLA clase II: HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR
– Moleculas de Clase III: C2, alfa y beta hidroxilasa,
HSP-70, TNF-alfa, Linfotoxina beta.
• Existe un gen localizado en el cromosoma 15
que sintetiza la b2 microglobulina que
conforma la molécula HLA I
• Los individuos expresan seis moléculas
HLA-I, y 10 a 20 productos HLA-II
Mapa esquemático del
Complejo Mayor de Histocompatibilidad
Mapa del Locus del CMH humano
1
3
2
b2m
Moléculas de Clase I - MHC
• Constituído por una
cadena alfa y una cadena
de beta2-microglobulina
• Dominios:
– De unión peptídica
– Similar a inmunoglobulina
– Transmembrana
– intracitoplasmático
Molecules de Clase II - MHC
b2
b1
2
1
• Consta de dos cadenas
de polipéptidos alfa y
beta iguales.
• Su división es análoga a
la HLA clase I
• El dominio beta2
contiene la región de
unión al CD4
Medawar & Billingham, Nature, 1953
• Cuatro hipótesis:
– El feto pierde la inmunogenicidad
– Disminución significativa de la respuesta
inmune durante la gestación.
– El útero es un sitio inmunoprivilegiado
– Barrera inmune elaborada por la placenta:
• Tolerancia a un feto semi-alogénico por un sistema
inmune materno parece principalmente un mecanismo
activo:
El tejido fetal previene desde el inicio su reconocimeinto
como tejido foraneo y/o es rechazado por el sistema
inmune materno.
El fetus ”semi-alogenico”
Hipótesis que explicarían la
Tolerancia materna al Feto.
• HLA/HLA-G expresado por el trofoblasto
• El balance Th1/Th2
• Las celulas regulatorias T CD4+CD25+
• Otros– El Factor inhibidor de Leucemia (LIF)
– Indoleamina 2,3-dioxigenasa (IDO)
– Macrofagos supresores
– Hormonas
– CD95 y sus ligandos
– Anexina II
– Baja actividad del complemento
– Antigenos trofoblasticos ocultos
(Thellin et al, Current Opinion of Immunology 2000)
Sistema HLA y el feto semi-
alogenico
Human Leucocyte Antigen (HLA)
Major Histocompatibility Complex (MHC)
• Muchas Clases de genes HLA:
– HLA clase Ia (HLA clasicos – Antigeno de Clase I; se
expresan en casi todas las celulas)
• HLA-A, HLA-B, HLA-C
– HLA clase Ib (HLA no clasicos – Antigenos de Clase I )
• HLA-E, HLA-G, HLA-F
– HLA clase II (se expresan en celulas presentadoras de
antigeno, celulas B)
• HLA-DR, HLA-DP, HLA-DQ
Descubiertos / rechazo de los transplantes (Jean
Dausset 1952/1953).
La funcion del HLA / MHC fue descubierta en los 70.
(Zinkernagel & Doherty 1974).
Moleculas MHC/HLA presentan peptidos antigenicos a
las celulas T a traves del TCR (receptor de la celula T).
Los peptidos antigenicos (ej patogenos) son reconocidos
por una combinacion con una variante individual propia
del HLA.
Human Leucocyte Antigen (HLA)
Major Histocompatibility Complex (MHC)
Los HLA clasicos de Clase Ia son
moleculas
altamente polimorficas
HLA-A10
HLA-B12
HLA-Cw5
HLA-A26
HLA-B8
HLA-Cw5
HLA-A25
HLA-B40
HLA-Cw2
HLA-A11
HLA-B16
HLA-Cw8
HLA-A23
HLA-B12
HLA-Cw1
HLA-A3
HLA-B5
HLA-Cw7
HLA-A2
HLA-B27
HLA-Cw6
HLA-A24
HLA-B8
HLA-Cw4
HLA-A25
HLA-B12
HLA-Cw1
HLA-A19
HLA-B15
HLA-Cw2
HLA-A19
HLA-B14
HLA-Cw8
HLA-A28
HLA-B17
HLA-Cw5
Los HLA no clasicos de Clase Ib son
moleculas casi monomorficas
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA-G
HLA-E
HLA-F
HLA en el EmbarazoHLA-Am, -Bm, -Cm
HLA-Am, -Bm, -Cm
m = materno
p = paterno
HLA-Am, -Bm, -Cm
HLA-Ap, -Bp, -Cp
HLA-Gm, -Em, -Fm, -Cm
HLA-Gp, -Ep, -Fp, -Cp
Madre – HLA clase Ia
Feto – HLA clase Ia
Placenta – HLA clase Ib
class II class III class I
DP DQ DR B C E A G F
Human Leucocyte Antigen (HLA) system
Major Histocompatibility Complex (MHC)
Cromosoma 6
HLA clase Ia y II (-A, -B, -C, -DR etc): alto polimorfismo
HLA clase Ib (-G, -E, -F): casi monomorfica
Expresión del HLA-G en el
Blastocisto• La expresión de HLA-G puede ser
detectada ya en el Blastocisto
IVF = en fertilizacion in vitro
’embriones humanos preimplantacionales’ (o blastocistos)
Expresión de HLA-G en
blastocisto/embrión
• Detección de ARNm HLA-G en alrededor de 40% de los embriones
humanos preimplantacionales (Jurisicova et al 1996, Cao et al 1999).
• No deteccion de ARNm HLA-G en embriones humanos.
(pero solamente se investigaron 11 embriones) (Hiby et al 1999).
• Deteccion de HLA-G soluble en el sobrenadante del cultivo de
algunos embriones humanos para Fertilizacion in vitro despues de las
46-72 horas (en total >1000 cultivos de embriones) (Fuzzi et al 2002, Sher et
al 2004, Noci et al 2005, Yie et al 2005).
• 36% positivo HLA-G soluble en cultivos de embriones unicos (Noci et al
2005).
• No deteccion de HLA-G soluble en cultivos de embrion humano (Lierop
et al 2002).
• Expresion de ARNm HLA-G y de HLA-G soluble ha sido asociado con
un incremento en la tasa de clivaje, comparado con embriones que
perdieron la expreion de HLA-G. (Jurisicova et al 1996, Yie et al 2005).
El HLA-G soluble y el éxito de la
fertilización in vitro
• La tasa de gestación en mujeres quienes tenian
embriones trasferidos de cultivos donde se detectaba
HLA-G soluble es significativamente mas alta que en
mujeres que tenian embriones trasferidos a partir de
cultivos negativos a HLA-G soluble. (Fuzzi et al 2002, Sher
et al 2004, Noci et al 2005, Yie et al 2005)
• El embarazo y los nacimientos vivos son observados
en ciclos de fertilizacion in vitro con HLA-G negativo;
Sin embargo la tasa de abortos expontaneos es mas
alta en grupos con HLA-G negativos (25%) vs grupos
con HLA-G positivos (11%) (Yie et al 2005)
Expresión de HLA-G
• Positivo HLA-G (tejido normal):
– Citotrofoblasto extravellocidad de la placenta(EVCT), dedicua
que invade a la EVCT, sincitiotrofoblasto (HLA-G soluble)
– Timo, algunos monocitos y células T, esporádico en pocos
tipos de células y tejidos.
Vellocidad Anclandose
DeciduaHLA-G HLA-G Citoqueratina
(Emmer et al. Human Reproduction 2002; 17:1072)
(12.-13. semanas de gestacion)
Gen de HLA-G, ARNm, proteína,
isoformas
Funciones del HLA-G
Posible contribución del HLA-G en el proceso de
implantación:
1) Unir el Blastocisto con el Endometrio• HLA-G han sido comprometido en la adhesion celular.
(Ødum et al 1991)
2) El Trofoblasto invade el tejido uterino y las arterias
espirales de la madre.• HLA-G es expresado por celulas del trofoblasto endovascular y
puede modular la angiogenesis (Le Bouteiller et al)
3) Trofoblasto interacciona con celulas efectoras
inmunes maternas• HLA-G interactua con receptores en las celulas inmunes.
Célula T respondedora
TCR
Célula estimuladora
HLA-DR4
HLA-
DR4
HLA-
DR1
HLA-G
Inhibición de la
Respuesta allo-CTL
IL-10
TNF-
INF-
Respuesta de los Linfocitos T Alo-citotoxicos (CTL)
HLA-G
Aumento de la
Respuesta alo-CTL
IL-10
TNF-
INF-
EMBARAZO NO COMPLICADOABORTO RECURRENTE YPRE-
ECLAMPSIA
Aumento de la
respuesta Th1 y
Disminucion de la
respuesta Th2:
IL-2
INF-
(TNF-)
(Kapasi et al 2000)
Producción de
citoquinas Th2:
IL-4
IL-5
IL-10
IL-13
Disminución de la Actividad
Citotóxica de las Células NK
Funciones del HLA-G• Mucho estudios in vitro han mostrado que el HLA-G
y HLA-E protejen contra la lisis mediada por celulasNatural Killer.
Significado Funcional
• La variacion de las secuencias del gen del
HLA-G influye en la expresion individual de
HLA-G.
• Expresion baja o aberrante del HLA-G unido
a membrana y soluble puede tener
implicancias para la interaccion con celulas
NK y T asi como el perfil de citocinas que se
produzca durante la gestacion.
Funciones del HLA-GSupresión de las celulas T alo-reactivas
Cel. T respondedora
TCR
Celula estimuladora
HLA-DR4
HLA-
DR4
HLA-
DR1
K562
HLA-G1
Inhibición de la
alo-proliferación de la
Celula T
receptor inhibitorio
(ILT-2, p49 ?)
(Carosella et al. Immunol Today 1999; 20:60 / Riteau et al. J Reprod Immunol 1999; 43:203)
‘Reaccion Mixta de Linfocitos’ (MLR) respondedor CD4+
Celula T
Secreción de
sHLA-G5
(Lila et al
PNAS 2001;
98:12150)
Aceptación del Feto semi-
alogénico…• No expresión de HLA polimorfico de clase Ia
y II en celulas fetales trofoblasticas en la
placenta.
• Ninguna lisis mediada por celulas Natural
Killer.
• Expresion de HLA no polymorfico de clase Ib
por el trofoblasto: HLA-G (HLA-E y –F)
• El perfil de esta expresión puede influir en el
perfil de citocinas en favor del mantenimiento
de la gestacion.
HLA-Am, -Bm, -Cm
HLA-Am, -Bm, -Cm
m = madrel
p = padre
HLA-Am, -Bm, -Cm
HLA-Ap, -Bp, -Cp
HLA-Gm, -Em, -Fm, -Cm
HLA-Gp, -Ep, -Fp, -Cp
Madre – HLA Clase Ia
Feto – HLA Clase Ia
Placenta – HLA Clase Ib
Embarazo después de la
Fertilización in vitro y HLA-
G soluble
• En 20 mujeres que habian tenido abortos espontaneos
tempranos la concentracion de sHLA-G preovulatoria
estuvo significativamente reducida comparada con
mujeres con un embarazo intacto.
• La misma diferencia fue observada durante el monitoreo
de los niveles de sHLA-G en embarazos intactos vs
abortos espontaneos tempranos hasta la 9na semana de
gestacion (p < 0.0001).
(Pfeiffer et al 2000)
Secreción del LIF esta
relacionado al ciclo
de producción de
Progesterona.
Balance de las
Subpoblaciones
linfocitarias y sus
implicancias en la Toleracia
del Aloinjerto (Feto)
Unidad uteroplacenta: Citocinas TH1 IFN- alfa, TNF
alfa, IL-2.
Unidad fetoplacenta :citocinas TH2: IL-4, IL-6, IL- 10. Inhibición de TH1.
TH2 TH1
Puerperio TH1 TH2
Endocrinol Dis Clin North Am1995;24:187-205.
El balance Th1/Th2
El balance Th1/Th2
El embarazo exitoso correlaciona mas
frecuentemente con una respuesta de
tipo Th2 que con una respuesta de tipo
Th1. Sin embargo, el concepto de
Th1/Th2 puede ser demasiado
simplista.
Th0Thp’Thp
Th1
Th2
Precursor
CD4+
IL-2 IL-2
IL-2
LT
IFN-
IL-4*
IL-5*
IL-6
IL-9
IL-10
IL-13*
IL-25
IL-31
IL-2,IL-4
IFN-
IL-12
(+) IFN-
(-) IFN-
(-) IL-4
(+) IL-4
Th3
TGF-bSuprimer Th1
y Th2
Linfocitos CD4+
TCR /b
Tr1
CD4+
CD25+
Suprime Th1
IL-10
TGF-b
Tr
Linfocitos T reguladores
Natural vs. Inducidos (bTCR x dTCR)
GATA-3
STAT-6IL-4
IFN-γ
IL-17
IL-17F
IL-22
TGF-β1
Otros factores?
Defensa contra
gusanos parásitos
Alergia, asma
Defensa contra
Parásitos
Intracelulares
Defensa contra
bacteria extracelular
Autoinmunidad Cancer
Inmunosupresión
Th2
Th1
Th17
Treg
IL-4
IL-12
TGF-β1
IL-23
IL-6
TGF-β1
Célula Th0
indiferenciada T-bet
STAT-4
STAT-3
RORγt
Foxp3
El balance Th1/Th2
HLA-G/sHLA-G???
Células T Reguladoras (Tregs)
CD4+CD25bright(FoxP3+)– CD4: co-receptor que
se une al MHC class II
– CD25: cadena alfa delreceptor IL-2
– FoxP3: factor esencialde transcription para ladiferenciacion encelulas T regsCD4+CD25+
• Tregs importantes por su potencial para prevenirenfermedades autoinmunes.
• Pueden tambien jugar un papel importante en lainducción de tolerancia en el transplante de órganos.
(Sasaki et al 2004)
• Ratones:– Transferir cels Tregs CD4+CD25+ de un raton normal embarazado
a un raton abortador previene los abortos espontáneos.
– TGF-beta y el LIF decidual aumentaron en los ratones tratadoscon celulas T regs. (Zenclussen et al 2006)
• Humanos:– La gestación esta asociada con un aumento en la circulacion de
celulas T regs CD4+CD25+, y tambien con un aumento de estas enla decidua, durante el inicio de la gestacion. (Somerset et al 2004;Tilburgs et al 2006)
– La proporcion de cels Tregs CD4+CD25bright deciduales hanmostrado ser significativamente bajas en casos de abortosespontaneos comparado con abortos inducidos.
– La disminucion de celulas T regs CD4+CD25+ en los abortosespontaneos puede inducir activación de linfocitos maternoscontra el feto semi-alogenico.(Sasaki et al 2004)
Células T Reguladoras en la
reproducción
HLA y ciertas
complicaciones de la
gestación…
Abortos espontaneos recurrentes =
Perdida temprana del Embarazo
Las anormalidades cromosomales son la mas frecuente causa de
aborto espontaneo – sin embargo, muchos abortos son
”inexplicables” y pueden ser debidos a una disfuncion
inmunologica.
Gestación y la variación
funcional de los
Anticuerpos
Función
Efectora
Uniones a FcR
(Mac, Mono)
Uniones a FcR
(neutrófilos; céls NK)
C Fijación
(unión a C1q)
Unión
C4b
Immunol Rev 1998 Jun;163:77-87
Paradoxical behavior of asymmetric IgG antibodies.
Margni RA, Malan Borel I
Changes in the quantity and quality of antibodies occur in the course of a
immune response. Asymmetric antibodies have two paratopes, one of high
affinity, with K0 similar to that of symmetric antibodies, and the other one with
an affinity for the antigen 100 times lower.
When asymmetric IgG antibodies are specific for self-antigens, they prove
beneficial for the host by exerting regulatory functions.
In allergic manifestations, in autoimmune diseases and especially during
pregnancy, despite the fact that the antigens responsible for the process are
foreign to the host, they also perform beneficial activity.
During pregnancy, the placenta secretes molecules or factors that regulate
the synthesis of these antibodies, thus favoring fetal protection.
A progesterone-induced protein increases the synthesis of
asymmetric antibodies.
Kelemen K, Bognar I, Paal M, Szekeres-Bartho J
Cell Immunol 1996 Jan 10;167(1):129-34
The immunological effects of progesterone are mediated by a 34-kDa protein named the
progesterone-induced blocking factor (PIBF). PIBF induces increased production of Th2-type
cytokines; thus, it might stimulate antibody synthesis by B cells. There is a population of antibodies
which, owing to the presence of a mannose-rich oligosaccharide residue on one of the Fab arms of
the molecule, possess an asymmetric structure. Due to the asymmetric structure these molecules
have no effector functions; however, they might act as blocking antibodies.
Lymphocytes from healthy pregnant women produce significantly more PIBF than those of women
with pathological pregnancies.
The present studies revealed a positive relationship between asymmetric antibody content of the
sera and PIBF expression on lymphocytes. Blocking of progesterone receptors by RU 486 or
neutralizing endogenous PIBF activity by specific antibody significantly reduced the production of
asymmetric antibodies in pregnant mice. Effector function of conventional and asymmetric
antibodies was compared in a TNF alpha neutralization assay.
Purified asymmetric anti-TNF alpha antibodies did not neutralize the cytotoxic effect of TNF alpha
on L929 murine fibroblast target cells, whereas conventional anti-TNF alpha antibodies in the same
concentration significantly (P < 0.001) reduced cytotoxicity. Our data suggest that PIBF induces
increased production of asymmetric antibodies. These antibodies fail to exhibit effector functions
and by blocking fetally derived antigens might contribute to protection of the fetus.
HLA / preferencias de unión/
el olor del cuerpo
Experimentos de las camisetas…….
• Estudios de endogamia en cepas de ratones y en poblaciónhumana cerradas se han revelado, la evitación en lapreferencias de sujetos con un muy alto numero de genes delMHC concordantes. (en humanos, estudiantes mujeres nogustaban del olor de las camisetas de sus compañerosestudiantes con identicos alelos HLA.…)
(e.g. Potts et al 1991, Wedekind et al 1995, Ober et al 1997)
• Deficiencia de homozigotes reportado en poblaciones pequeñasy aisladas. (e.g. Ober et al)
• En poblaciones humanas la frecuencia de heterozigotes delMHC son tipicamente mas altas de las esperadas por el azar.
• Posible mecanismos…..
– Suprimir la endogamia (ej. Bateson 1983)
– La heterozigotidad del MHC confiere una ventaja
selectiva contra múltiples infecciones y cepas de
germenes. (Penn et al 2002)
– En ratones, el MHC parece influir en la fertilizacion y
en el resultado del embarazo; puede tambien
seleccionar oocitos/esperma. (ej. Wedekind et al 1996, Rühlicke
et al 1998, Exley & Warner 1999).
HLA / preferencias de unión/
el olor del cuerpo
Puedo invitarte un trago?
En la discoteca……
Voz baja – Yo pienso que tu
eres my tipo (HLA)......Puedo invitarte un trago?
Disculpa – Yo no pienso
que tu seas mi tipo....
HLA / preferencias de union/
el olor del cuerpo
• Deteccion de que el MHC-media el
olor corporal puede resultar de una
estrecha ligazon entre los loci del
MHC y de genes de los receptores
olfatorios.(Fan et al 1996, Amadou et al 1999)
• MHC/HLA especificos puede estar
relacionado a los olores pudiendo
ser estos proteinas soluble del
MHC, las moleculas de olor se
unirian selectivamente a proteinas
del MHC, o por productos del MHC-
especifico con la colonizacion de
bacterias en la piel y axilas.(Yamazaki et al 1999, Vincent & Revillard 1979,
Pearse-Pratt et al 1999) (Ehlers et al 2000. Genome research 10:1968-1978)
Muchas Gracias..
Dr. Juan Rodríguez-Tafur D.
Profesor Asociado de
Farmacología e Inmunología.
Facultad de Medicina - UNMSM