IMMUNOLOGIA DEI TUMORI ‐ VISCUM ALBUM L. E MODIFICAZIONE DELLA RISPOSTA BIOLOGICA Dr. Andrea Basili
Società Italiana Medicina Antroposofica
IMMUNOLOGIA GENERALE
La risposta immune protegge in modo dinamico il self da tutto ciò che viene considerato inadeguato o aggressivo nei propri confronti.
La risposta immune si distingue in naturale e acquisita
La risposta naturale è costituita da specificità di membrana (pH, potenziale elettrico di membrana,permeabilità, espressione recettoriale) e coinvolge: mediatori solubili, complemento ,‐
immunità umorale ‐granulociti neutrofili, monociti/macrofagi , basofili/mastociti, eosinofili, NK‐immunità cellulare naturale e specifica o acquisita
La risposta acquisita è costituita dall’attivazione dei linfociti T‐B e dalla secrezione di immunoglobuline con induzione di citotossicità(ADCC) ‐ lisi cellulare e/o apoptosi o tolleranza immunologica.( Immunità umorale e cellulo‐mediata acquisita)
Immunologia generale 2
y Il sistema immunitario è un sistema cognitivo che permette all’organismo di interagire con l’esterno e con se stesso
y Il riconoscimento avviene attraverso: contatto di membrana, fagocitosi, digestione, individuazione dell’epitopo ed esposizione dello stesso sulla superficie cellulare e interazione con le cellule di riconoscimento
DANNO DA STIMOLO BIOLOGICO,CHIMICO,
FISICO
RISPOSTE INFIAMMATORIE ED IMMUNITARIE
NATURALI
FASE EFFETTRICE
CARATTERIZZATA
DALL’ATTIVAZIONE
DI DIVERSI
MECCANISMI
DI REAZIONE
RICONOSCIMENTO IMMUNITARIO DEL DANNO BIOLOGICO
IN ORGANI SPECIALIZZATI
RISPOSTE IMMUNITARIE ADATTATIVE
I RECETTORI SOLUBILI del danno (da stimoli biologici, chimici, fisici) sono presenti nel sangue e nei liquidi biologici!
I recettori del danno (da stimoli biologici, chimici, fisici) sono:
RECETTORI SOLUBILI
RECETTORI DI MEMBRANA
RECETTORI CITOPLASMATICI
CELLULE PRESENTANTI L’ANTIGENE
y Cellule altamente specializzate nel processare antigeni patogeni e non. Dopo averli individuati e catturati migrano nei linfonodi e li presentano sulla loro superficie ai linfociti T.
y Si dividono in mature e immature
y Due precursori distinti mieloidi e linfoidi da cui derivano CD1 che attivano i Th1 e CD2 che attivano Th2
LINFONODO
APC
APC
LINFONODO
HLA( Human Leucocyte Antigens)
y Regione posta sul braccio corto del cromosoma 6
y Viene ereditata “en bloc” in maniera autosomica
dominante
y L’antigenicità specifica “privata” è detta epitopo
y Codifica Ag( MHC) classe I ( HLA‐A‐B‐C e classe II DR‐DP‐DQ)
STRUTTURA DELLE MOLECOLE DI
ISTOCOMPATIBILITA
y Le molecole MHC di classe I sono formate da tre catena α, associate a β2 microglobulina
y Le molecole MHC di classe II sono formate
da due catene α e due β. y Sia le molecole MHC di classe I che di classe II
presentano nella porzione più esterna, una tasca di legame in cui viene alloggiato un peptide che funge da antigene associato.
• Importanza del ripiegamento mutuato da chaperonine per l’esposizione dell’ MHC
.
INTERAZIONI TRA MHC CLASSE I E TCR
y Le molecole di classe I, insieme al peptide ad esse associato, vengono riconosciute dal TCR( recettore di membrana dei linfociti T) formando un complesso trimolecolare
y Sono espresse da tutte le cellule e sono riconosciute dai linfociti T e B
y Associano Ag provenienti dal comparto intracellulare (es.: virus)
y La parte invariante della molecola MHC è legata invece dalla molecola CD8
INTERAZIONI TRA MHC CLASSE II E TCR
y Gli Ag MHCII sono espressi solo dai B, monociti‐
macrofagi, dalle APC e dai T attivati.La loro espressione può essere stimolata da mediatori dell’infiammazione
y I peptidi associati derivano da proteolisi di proteine di microorganismi processate dalle APC e presenti nel comparto extracelllulare
y Le molecole di classe II, insieme al peptide ad esse associato, vengono riconosciute dal TCR
y La parte invariante della molecola MHC è legata invece dalla molecola CD4
’
.
E. Rolla - Osp. Mauriziano To
NFKB
APC
Cellula
Dendritica
matura
1° segnale CDR3‐
MHC
calcineurina
N‐FAT
IL ‐ 2 gene
Ca++
2° segnale B7 ‐
CD28 LINFOCITA
Th1 (Helper)
CTLA-4
inibitore
LINFONODO
Linfocita attivato IL2 3°segnale MIGRAZIONE DEI LINFOCITI ATTIVATI ATTRAVERSO MOLECOLE DI
ADESIONE E CHEMOTTATICHE
SOPPRESSIONE IMMUNOLOGICA
azione dei T-reg
y CD4+ CD25+, ma non solo
y Producono IL‐10 e TGF‐β
y Esprimono CTLA‐4 (CD152)
y Esprimono membri della famiglia dei TNF‐
receptors: TNFRSF‐4, TNFRSF‐9, GITR‐18 (glucocorticoid induced TNF receptor)
y Esprimono il fattore di trascrizione per il gene Foxp3
I LINFOCITI NATURAL KILLER (NK)
-sono chiamati anche LGL
-sono CD3-/TCR-, CD16+ (FcγRIII), CD56+
Esprimono recettori d’adesione: integrine, CD2, CD56
recettori a struttura iG-simile per citochine: IL-2R, IL-12R, IL-15R, IL18R, IFN-αR, IFN-γR
e recettori responsabili della citotossicità naturale a dominio lectinico
Precursori:
Effettori:
L.Moretta - Ist. Gaslini
midollo osseo
sangue periferico (5-15%),
milza (1-3% dei linfociti),
organi non linfoidi: polmoni, fegato,
villi intestinali, decidua.
LE CELLULE NK
ENTRANO IN GIOCO IN SITUAZIONI DI ALTERATA ESPRESSIONE DI HLA-I
L.Moretta - Ist. Gaslini
LE CELLULE NK
ENTRANO IN GIOCO IN SITUAZIONI DI ALTERATA ESPRESSIONE DI HLA-I
Una ridotta espressione di MHC I sulle
cellule tumorali
ESCAPE dell’azione dei CTL,
ma intervento delle cellule NK
(L.Moretta - Ist. Gaslini)
EOSINOPHILS ENTERTAIN A CROSS-TALK WITH MAST CELLS,
FIBROBLASTS AND ENDOTHELIAL CELLS
Schematic diagram of an eosinophil and its multifunctional effects
Gli effettori della risposta immune:
CITOCHINE
y Sono i mediatori chimici della flogosi di più recente identificazione y Le citochine,hanno attività pleiotropica, agiscono dopo essere state secrete all’esterno e si legano a specifici recettori sulle cellule bersaglio
y Mediano la risposta infiammatoria‐immunitaria.
y Il meccanismo è principalmente autocrino e paracrino
CITOCHINE ‐2
y Citochine di tipo I (o TH1) y fornite di attività chemiotattica (chemochine) che richiamano nel focolaio flogistico cellule NK, linfociti T CD4+ e CD8+ e macrofagi e determinano la formazione di un infiltrato linfomonocitario
y Un eccesso di stimolazione da parte di questa classe di citochine può cronicizzare una reazione infiammatoria( IFN‐gamma,TNF–gamma, IL12)
CITOCHINE ‐3
y Citochine di tipo II (o TH2) – attive sui linfociti B e sui granulociti e presiedono alla risposta infiammatoria di fase acuta.(IL1, IL2‐IL4‐IL5‐IL13, TNF alfa)
CITOCHINE : pleiotropismo
y IL1 e TNF stimolano secrezione surrenali, ipoespressione Th1, attività macrofagica
y DHEA può antagonizzare effetti del cortisolo e stimolare Th1
y Prolattina stimola attività Th
y Somatostatina inibisce proliferazione linfociti Placche del Peyer
y Ansia stress alterazione ritmi circadiani influenzano attivazione NK
y Vit D ( pleiotropismo) inibisce Th1 e viene prodotta dai macrofagi attivati, promuove Th2 sulle mucose
Patogenesi malattie autoimmuni
y ↓ segnali tolerogeni dall’antigene
y ↑ segnali immunogeni dall’antigene
y ↓ costimolazione tolerogena
y ↑ costimolazione immunogena
Citochine e autoimmunità
y Immunogene: IFN‐γ, IL‐12
y Tolerogene: TGF‐β, IL‐10
y Tolerogene/immunogene: IL‐2/7/15
y TNF‐α (CD‐40L e FasL)
y
E. Rolla - Osp.Mauriziano To
Proff. Tieri – Valensin ‐ Univ. Bologna
NEURO –ENDOCRINO ‐ IMMUNOLOGIA
II Clinica Medica
Univ.La Sapienza Roma
NEURO‐ENDOCRINO ‐IMMUNOLOGIA
II Clinica Medica
Univ.La Sapienza Roma
NEURO‐ENDOCRINO‐IMMUNOLOGIA: Produzione di ormoni da parte del linfocita
II Clinica Medica
Univ.La Sapienza Roma
NEUROENDOCRINOIMMUNOLOGIA
y The recognition of the identity of ligands and receptors in the immune, nervous, and endocrine systems suggest a radically altered view of the immune systems impact on other tissues and organ systems, and vice versa.( Ferencik 1997 ‐ Bratisl Lek
Listy)
NEUROENDOCRINOIMMUNOLOGIA
y The Immune System our mobile brain?
y We have postulated that the immune system can serve as a sensory organ for external stimuli that cannot be detected by the nervous system. Thus, the immune system recognizes stimuli such as bacteria, viruses or tumors, whereas the nervous system detects classical sensory stimuli. ( Blalock ‐Smith Brain Behavior and Immunity
2007)
y I globuli bianchi e le cellule cerebrali sono da considerare come facenti parte dello stesso elemento vivente solo che le cellule cerebrali sono meno vitali , non si muovono e non proliferano, da questo deriva la possibilità della coscienza (R. Steiner 1922)
DOMANDE
y La cellula percepisce l’ambiente e se lo fa qual è il suo organo di percezione?
y Il DNA controlla se stesso o sono le proteine effettrici a farlo?
y La membrana cellulare sede di continue up e down regolazioni di strutture recettoriali,e di formazioni di proteine carrier e di sintesi di proteine effettrici può esserlo?
y Come comunica una cellula con un’altra dopo l’evento percettivo?
y L’organismo è un insieme di recettori posti sulla membrana cellulare che percepiscono la nostra identità in relazione all’ambiente ( membrana come occhio e orecchio del Sé)
y La nostra identità è allo stesso tempo finita e infinita
Proff. Tieri – Valensin ‐ Univ. Bologna
SISTEMA NEUROENDOCRINO E IMMUNITA
y Sistema che permette di attivare per un periodo limitato nel tempo delle attività protettive autoconservative basate comunque su un complesso sistema di apprendimento‐abitudine‐convinzione di ciò che può minacciare la propria integrità. Se tale sistema rimane permanentemente alterato, viene inibita progressivamente la funzione di crescita e differenziazione, propria dell’organismo in salute
CONCLUSIONI 1
Le tue convinzioni diventano i tuoi pensieri
I tuoi pensieri diventano le tue parole
Le tue parole diventano le tue azioni
Le tue azioni diventano le tue abitudini
Le tue abitudini diventano i tuoi valori
I tuoi valori diventano il tuo destino
( Mahatma Gandhi)
IMMUNOGENICITA DEI TUMORI
Antigeni virali Antigeni oncofetali
Antigeni mutanti
Alterazione delle strutture glicoproteiche di membrana
down‐reg .delle molecole MHC I ( tumor escape)
GENETICA DEI TUMORI ( determinismo)
EPIGENETICA DEI TUMORI ( relazionale e dinamica)
IMMUNOTERAPIA DEI TUMORI
y
y
y
y
y
BASATA SU
ATTIVITA CELLULE LAK( NK E TCD8)
STIMOLAZIONE DI IL2 MODIFICAZIONI CELLULE APC
INDIVIDUAZIONE DI RECETTORI CHIAVE
y
y
y
y
y
BASI TEORICHE DI IMMUNOTERAPIA:
1) apoptosi( chemioterapia)
2) IL4 e GMCSF( attivazione segnali costimolazione)
3) IL2 amplificazione risposta linfocitaria
4) Anticorpi monoclonali
VISCUM ALBUM L.
Composizione
Caratteristiche farmacologiche
Studi in vitro‐Studi in vivo
CLASSE
ELEMENTI
QUANTITA
PERCENTUALE
DNA
Molto elevata
PROTEINE
>600
10‐25
COMPOSIZIONE
‐glicoproteine
Lectine
>20,4 Gruppi
0,003‐0,6
‐tionina
Viscotossine
>6
0,1‐1
‐enzimi
Sorbitolo deidrogenasi
>1000
Peptidi
Visconamide
1/spp coloratum
?
Aminoacidi
Arginina
>15
0,2‐12
Tioli o mercaptani
Glutatione
>3
0,5‐11
Amine
Colina Acetilcolina
6
?
Polisaccaridi
Pectine,Arabinosidi,Galactani
>6
10‐35
Zuccheri solubili
Saccarosio
>5
0,5‐5
Ciclitoli (polialcoli)
Mannitolo,Pinitolo
5
0,5‐5
Lipidi
Di‐Trigliceridi
>10
20‐50
Fitosteroli
Beta‐Sitosterolo
>4
?
Triterpeni
Beta‐amyrina
5
?
Flavonoidi
Ramnazina
>20
Fenilpropano
Siringina
>15
Composizione ‐2
y Antistagionalità( fioritura invernale, stato vegetativo estivo)
y Diversità di distribuzione dei componenti nei rami foglie e vescicole y Diversa concentrazione massimale in rapporto al periodo dell’anno( Dicembre) e della pianta ospite.(es. 10 mcg/g di ML1 del vischio di quercia a 800mcg/g di ML1 del vischio di frassino) Elevato contenuto in viscotossine in Giugno
Conclusioni
y Specie vegetale con caratteristiche morfologiche biochimiche tali da poterla definire la pianta che maggiormente indirizza i suoi processi nel tempo e luogo sbagliati. Tale analogia con lo sviluppo della malattia tumorale( Steiner 1924 GA 319) la rende adatta a contrastare la malattia stessa intesa come tentativo di costruire un organo al posto e nel tempo sbagliato.
y L’individuazione di un singolo principio attivo che riassuma tutta l’essenza terapeutica risulta, inadeguata per la necessaria cooperazione che singoli componenti possono fornire all’azione terapeutica . ( A. Scheffler Inst. Carl Gustav Carus 1996) FARMACOLOGIA DEL VISCHIO
y LECTINE ( ML1 ML2 ML3)
y VISCOTOSSINE ( polipeptidi con 3 ponti disolfuro isoforme A1‐A2‐A3)
y FLAVONOIDI( acido jasmonico)
y FENILPROPANDERIVATI
y Forma farmaceutica :estratto acquoso‐estratto fermentato)
y Azione citotossica e/o proapoptotica ( Lectine viscotossine
polisaccaridi flavonoidi)
y Immunomodulazione( Lectine polisaccaridi Pianta intera)
y Revulsivo e proinfimmatorio( pianta intera)
y Cardiodepressivo ipotensivo( viscotossina)
LECTINE‐1
y Le ML1 e 2 sono glicoproteine inattivanti i ribosomi (tipo RIP II)costituite da due catene polipeptidiche di cui una glicata( B).Si differenziano per P.M. compreso tra 50 e 63 kD. La ML1 è legata a galattosio e le ML2 e ML3 a N‐
acetilglucosammina‐ La ML1 possiede maggiore attività antigenica
y Lectina legante la chitina ( cbML) di recente individuazione può sviluppare risposta anticorpale. Presente in misura minore in una fase preterapeutica
rispetto agli Ab ML1‐3( KLEIN 2004)
LECTINE‐2
y Circa due settimane dopo la somministrazione s.c si osserva la comparsa di Ab ML( Ig G2 – IgG3) che si riducono dopo sospensione e il cui ruolo è ancora incerto ( sottoclassi IgG? Limitazione citotossicità? Formazione di immunocomplessi circolanti? MARCATORE DI RISPOSTA UMORALE ( VON LAUE 2003)
y Il contenuto di ML varia a seconda dell’ospite di provenienza 54ng/mg VQ; 25ng/mg VM; 1.3ng/mg VP; 1 ng/mg VA che tuttavia non
sembra interferire con la capacità citotossica su linee cellulari tumorali mammarie e vescicali (EGGENSCHWILER 2007)
y Da studi preliminari si rileva un basso T1/2 : 13’ esaminato in soggetti affetti da tumore ‐ In soggetti sani dopo la somministrazione di Viscum Fraxini 20 mcg/ml si raggiunge un picco di concentrazione 2 h con persistenza 2 sett dopo la somministrazione( HUBER 2007) LECTINE‐3
y In colture linfocitarie dopo alcuni minuti inducono attraverso un legame recettoriale un aumento del Ca++ intracellulare. Dopo 4 h si ha una lisi del membrana cellulare aumento dei ROI di molecole di attivazione mitocondiale addensamento della cromatina e attivazione delle caspasi e infine la frammentazione nucleare e l’apoptosi cellulare. Si osserva poi un aumento della IL4 segnale di attivazione Th2 associato ad apoptosi. Tali eventi sono attribuibili esclusivamente all’azione delle lectine e non degli altri componenti attivi.( BUSSING 2000 HARMSMA 2004 LAVASTRE 2004)
y Alle concentrazioni di 10 ng/ml e fino a 1 mcg/ml esplicano effetti citostatici su differenti linee cellulari tumorali
y In colture cellulari di monociti alla conc di 1 ng/ml up regolano l’m‐RNA inducendo proliferazione e attivazione mediante secrezione di IL2 e IL 12 (HAJTO 1996)
LECTINE‐4
y Proliferazione in vivo di NK e Linfociti T attivati con persistenza di rialzo rispetto alla base line per 6 settimane dopo il trattamento ( 15 ng/0.5ml) (DOHMEN 2004)
y Produzione di TNF, IL5 e conseguente eosinofilia
y VQ>VP ( % Lectine) induce eosinofilia. Le viscotossine
non inducono modificazioni ematologiche ( HUBER 2006)
y Sovraespressione di molecole di adesione intracellulare ‐
ICAM 1‐2 e VCAM ( BUSSING 2006)
y Antiangiogenesi in vitro( H. Heidecke 2005)
IMMUNOSOPPRESSIONE DOPO CHIRURGIA: PREVENZIONE
y Infusione preoperatoria di vischio( Iscador) riduce significativamente la soppressione di NK circolanti dopo intervento di chirurgia riduttiva in pazienti portatori di Kcolorettale e migliora il burst ossidativo nei granulociti neutrofili ( ENESEL 2005 BUSSING 2006 ‐SCHINK 2008)
IMPORTANZA DELLA DOSE INIZIALE E REATTIVITA
y L’uso di Abnoba Viscum 20ng/ML/ml e 100mcg VT/ml, instillati nella neoformazione associati ad infusione e.v. e trattamento s.c intensivo, provoca una intensa reazione sistemica ( febbre) a risoluzione nelle 24‐48 h post e sembra poter essere una metodologia da applicare sitemicamente.( VON LAUE 2008)
y Si è osservata una stretta relazione tra reazione locale e riduzione del pannel T linfocitario in corso di somministrazione di estratto di vischio ( Abietis). Maggiore entità della risposta locale peggiore funzionalità linfocitaria nei sei mesi di osservazione e peggiore qualità della vita( BUSSING 2008)
Ct
APC
Mediatori di flogosi
Macrofago
Tho
TCD8
IL12 INF gamma
IL2 –IL 4- IL5-TNF
Th2
CD4
Eo
B linf
ECP,Ige
AbML
NK
CONCLUSIONI
y The evidence from RCTs to support the view that the application of mistletoe extracts has impact on survival or leads to an improved ability to fight cancer or to withstand anticancer treatments is weak. Nevertheless, there is some evidence that mistletoe extracts may offer benefits on measures of QOL during chemotherapy for breast cancer, but these results need replication. Overall, more high quality, independent clinical research is needed to truly assess the safety and effectiveness of mistletoe extracts. Patients receiving mistletoe therapy should be encouraged to take part in future trails.
y Medizinische Klinik 5, Arbeitsgruppe Biologische Krebstherapie, Prof.‐Ernst‐Nathan‐Str. 1, Nuernberg, Germany, D‐90419. horneber@klinikum‐nuernberg.de
CONCLUSIONI
y INDUZIONE: somministrazione ad alte dosi in sede tumorale e per via sistemica. Successivamente dosi scalari fino a ricerca dose ottimale
y Somministrazione in infusione preoperatoria
y Controllo risposta anticorpale( AbML1)
y Controllo reazione locale e febbrile Metanalisi
y Among 23 identified studies evaluated for clinically relevant results, 12 studies showed one or more statistically significant, positive effect, another 7 studies showed at least one positive trend, 3 showed no effect and 1 had a negative trend. All studies, however, suffered from methodological shortcomings to some degree, and many of the studies are not conclusive
y As several reasonably well conducted studies indicate beneficial effects, further properly designed trials should be encouraged. y Future controlled studies should take into account the methodological limitations and potential biases of these past mistletoe trials outcome measure y ( KIENLE – PORTALUPI2003)
CONCLUSIONI FINALI
y IL vischio può essere un farmaco attivo attraverso il sistema immunitario. y Il sistema immunitario è un organo in movimento a difesa del sé.
y Il sé è ciò che ci caratterizza non solo come specie ma anche come individualità( “indivisi”) esistenti.
y La terapia con il vischio può essere considerata a sè
stante o essere inserita in una visione più ampia del concetto di terapia che porti noi e i pazienti a ritrovare il senso della propria vita che la malattia ha profondamente perturbato
