Väitöskirja Mononukleaarien solujen immunologisesta säätelystä .Syövän immunosupressiivisesta vaikutuksesta (Romero A. 2008)

LÄHDe:  

ROMERO Ana Immunoregulation by mononuclear phagocytes:

 mechanism and clinical implications. 3.3. 2006 Dep. Of Clinical Virology, Göteborgs university.

ISBN 978-91-628-6760-7.

abstraktin sisällöstä seuraavaa

http://www.cehs.siu.edu/fix/medmicro/pix/ctl.gif

Immuunisysteemin sytotoksisia vaikuttaja-imusoluja, lymfosyyttejä, ovat ns. luonnolliset tappajasolut ( natural killers, NK-solut) ja erikoistuneet CD8+ T-imusolut (cytotoxic T-lymphocyte, CTL-solut). Näillä soluilla on todettu olevan merkittävää osuutta kehon puolustautuessa pahanlaatuisuutta ( maligniteettia) vastaan. Mutta kuitenkin monesti nämä solut joutuvat koetukselle ja alakynteen, varsinkin sellaisissa vyöhykkeissä, joissa pahanlaatuisen solun laajentuma on käynnissä. Tätä ilmiötä kutsutaan syövän aiheuttamaksi immunosuppressiiviseksi vaikutukseksi (immunosuppression). Ilmiö saattaa nopeuttaa pahanlaatuisen solun kasvua. Asia selvittää myös senkin, että monissa syöpämuodoissa on immunoterapia tehotonta, vaikka sen teoreettisesti ottaen pitäisi liipaista esiin NK-solujen ja CTL-solujen syöpää tappavat kyvyt.

Tämän väitöskirjan kaksi ensimmäista osaa kohdistuvat mononukleaaristen fagosyyttisolujen mahdolliseen osuuteen NK-solujen ja CTL-solujen toiminnan estäjinä, inhibiittoreina.

(I) “Phagocyte-induced down-modulation of NK-cell triggering receptors”

Ensimmäisessä osassa kuvataan mononukleaaristen fagosyyttien vaikutuksia kahteen aktivoivaan reseptoriin, NKp46 ja NKG2D, joita esiintyy NK-solujen pinnalla. Phagosyytit saivat aikaan näiden reseptorien katoamisen varmistaen, että NK-soluvälitteinen anti-tuumorivaikutus estyisi. NK-soluja estäviä signaaleja tuli fagosytoositapahtumasta peräisin olevista vapaista happiradikaaleista (ROS) käsin. Toisaalta NK-solut saivat suojaa, jos vapaat happiradikaalit saatiin estymään (inhibitors) tai jos oli vapaita radikaaleja pyydystäviä tekijöitä läsnä (scavengers).

(II) “PARP/AIF-mediated apoptosis in cytotoxic lymphocytes after exposure to reactive oxygen species”

Toisessa osassa selviteltiin vapaitten happiradikaalien aiheuttaman lymfosyyttitoksisuuden molekulaarisia mekanismeja. Jotta vapaat happiradikaalit (ROS) voisivat painaa NK-solujen ja CTL-solujen funktion estyneeksi ( supressoituneeksi), tulee essentiaalisti olla läsnä DNA:ta korjaavaa entsyymiä) poly(ADP-riboosi) polymeraasia (PARP) ja mitokondriaalista proteiinia: apoptoosia indusoivaa tekijää ( apoptosis inducing factor, AIF)

(III) Post-consolidation combination treatment with IL-2/histamine prolongs leucemia free survival in AML patients”

Multicenter-tutkimusvaihe:

Säätelymekanismia tutkittiin kliinisissä olosuhteissa. Akuuttia myeloista leukemiaa (AML) sairastavat potilaat saivat ROS- muodostusta ehkäisevää lääkettä, histamiinidihydrokloridia (HDC) sekä sytokiinia IL-2, joka pystyy aktivoimaan NK-soluja ja CTL-soluja. Kombinoitu immunoterapia HDC/IL-2 oli näille aikuisille AML-leukemiapotilaille merkittävästi protektiivinen suojaten relapseilta hoitoon liittyneen toksisuuden ollessa siedettävissä tasoissa.

(IV) ”Pretreatment levels of IP-10 in serum predict outcome of IFN-alfa and ribavirin combination therapy in patients chronically infected with hepatitis C virus”

Viimeisessä tutkimusosassa katsottiin C-hepatiittivirus tuleduksessa (HCV) näitten mononukleaaristen solujen (MNC), kuten NK-ja CTL-solujen sekä mononukleaaristen fagosyyttien roolia. Kombinoitu immunostimulatorinen ja antiviraalinen terapia suoritettiin interferonilla ja ribaviriinillä. Havaittiin, että hepatosyyttiperäinen MNC kemoatraktantti, gamma-interferonin indusoima proteiini 10 ( IP-10), korreloi terapiatulokseen. Jos IP-10 pitoisuudet olivat matalia seerumissa kroonista HCV-infektiota sairastavilla (n=270), terapiavaste oli suotuinen.

Väitöskirjatyön tekstiosasta (II) mainitsen erikseen hyvän kuvauksen PARP/AIF-välitteisestä fagosyytin indusoimasta apoptoosista sytotoksisessa lymfosyytissä. Fagosyytti tuottaa ROS tai H2O2, jolle lymfosyytti altistuu.

1. CTL-solun PARP-välitteinen DNA-ta korjaava järjestelmä ylirasittuu vapaista radikaaleista. Redox-järjestelmän kapasiteetti ylittyy.
2. Oksidatiivinen stressi vaurioittaa DNA:ta.
3. PARP-1 aktivoituu.
4. PARP-1-aktivaatio aktivoi ”down stream” kaspaasit.
5. mutta H2O2 myös aktivoi kaspaasivälitteistä apoptoosia T-soluissa.
6. Kaspaasiaktivaatio ei kuitenkaan aloita ROS-indusoimaa apoptoosia, vaan se liittyy AIF-tekijän translokoitumiseen mitokondriasta tumaan. jolloin seuraa internukleaarinen degradaatio.
7. DNA fragmentoituu laajaskaalaisesti
8. Kaspaasien taholta tapahtuu myös nukleaarista apoptoosia toisaalta ja sille on tyypillistä oligo-nukleosomaalisen DNA:n fragmentaatio ja pitkälle menevä kromatiinin kondensaatio.
9. Molempia DNA-fragmentaatiotyyppejä on kuitenkin havaittavissa ROS-altistuneissa lymfosyyteissä.
10. Kun kaspaasitie blokeerataan neutraloimalla pankaspaasi-inhibiittorilla (z-VAD), voidaan varmistaa sekventiaalinen indusoituminen näissä DNA-fragmentaatiotyypeissä .
11. Mitokondriaperäinen AIF näyttää edeltävän kaspaasien aktivoitumista.
12. Jos lymfosyyttejä viljeltiin miljöössä, jossa oli PARP-1-inhibiittoria, ROS-altistus ei kyennyt indusoimaan kaspaasiaktiviteettia. Siis kaspaasit tarvitsevat PARP-1 välitteistä liipaisua.
13. Jos AIF vapautui sytosoliin, se saattaa vaikuttaa takaisin mitokondrioonkin päin ja aiheuttaa mitokondrion kalvojännitteen kollapsin (depolarisaation) ja sytokromi C.n vapautumisen, mitkä taas pystyy aktivoimaan kaspaasitien.

Väitöskirjan I-osan taustateksissä kuvataan ROS-muodostumista vasteena soluun tunkeutuvalle mikro-organismille.

Puolustussolun ulkokalvon NADPH-oksidaasi redusoi hapen (O2) superoksidianioniksi(.O2-). Superoxidianioni on taas substraatti vetyperoksidille (H2O2) ja monille reaktiivisille lajeille. Kun mikrobit tekevät invaasiota, ja fagosytoidaan, ne altistuvat näille reaktiivisille yhdisteille, jotka ovat puolustussolun aseita fagosomikalvolla. Fagosyytin kalvossakin on näitä oksidaaseja ja sen takia fagosyytistä vuotaa ympäristöön vapaita happiradikaaleja (ROS)- loogisena merkityksenä on hyökkäys suurempia patogeeneja kohtaan, joita fagosyytti ei pysty nielaisemaan sisäänsä. Mutta nämä hyvää tarkoittavat happiradikaalit ovat kuitenkin ympäröiville soluille ja kudoksille oksdatiivista stressiä ja voivat mm aiheuttaa neurodegeneraatiota ja kardiovaskulaarisia tauteja. Koska on viime aikoina osoitettu, että vapaat happiradikaalit voivat myös inhiboida lähellä olevia lymfosyyttejä, tämä väitöskirja virisi selvittämään asiaa.

(Asia on jopa tullut kriittisesti merkittäväksi, kun nyt on tullut ruotsalaisten raportteja influenssaviruksen H5N1 ihmistartunnoissa havaitusta hemofagosyyttistä lymfohistiosytoositautia muistuttavasta käyttäytymistavasta E-Aasiassa)

.

Vahva ROS-muodostus mononukleaarisista ja polynukleaarisistakin fagosyyteistä käsin voi supressoida luonnolliset tappajasolut NK ja CTL, jolloin niiden sytotoksisuus katoaa. Mutta ei siinä kaikki, kertoo tutkija Romero väitöskirjassaan. ROS voi aiheuttaa myös kriittisesti tärkeän tunnistavan ja signaloivan pinta-antigeenin TCR alentunutta ilmenemistä T-soluissa, lisäksi alentunutta vastetta mitogeeniselle IL-2–stimulukselle, joka käskisi proliferoitumaan., sytokiinigeenien transkription estymistä tai heikkenemistä ja lymfosyyttien apoptoosin esiintriggeröitymistä. Tällaista ROS-välitteistä lymfosyyttien inhibitiotilaa voi aiheuttaa perifeerisen veren fagosyytit, samoin myös malignit fagosyytit, kuten kroonista myeloista leukemiaa sairastavien potilaiden polymorfonukleaariset granulosyytit.

Fagosyytit itse ovat tolerantteja omia toksiinejaan kohtaan, mutta lymfosyytit tulehdustienoossa vaikuttuvat näistä fagosyyttiperäisistä toksiineista. NK-solut ovat herkempiä vaurioitumaan, kuin CTL-solut, tosin on pieni alatyyppi NK-soluja, jotka ovat ROS-resistenttejä: niitä on 5-10 %.

Esimerkkejä ROS-produktion esiin liipaisijoista ovat seuraavat tekijät:

Gammainterferoni,IFN-gamma,

IL-8,

bakteerien tuotteet ( kuten kemoatraktantti formyyli-metionyyli-leusyyli-fenylalaniini, fMLF ja

eräs helikobakteerin peptidi (Hp(2-20);

virusproteiinit kuten

HCV-viruksen nonstrukturaalinen peptidi NS3 ja

HSV2-viruksen spesifinen glykoproteiini gG-2p20.

Nämä ovat erittäin vaihvoja NADPH-oksidaasin aktivoijia.

http://www.nature.com/nature/journal/v420/n6917/images/nature01323-f1.2.jpg

14.7.2008 17:56 Muistiin puolustussoluista.