IMMUNOLOGIA DELLA RIPRODUZIONE Applicazioni terapeutiche con Immunofarmacologia Omeopatica Dr. Angelo Micozzi Il ”feto semiallogenico” Il “dilemma” della gravidanza Il SI materno deve ottemperare a 2 esigenze contrapposte : • Tolleranza verso il feto, a livello uterino • Mantenere una immunocompetenza a livello sistemico L’insuccesso gravidico ed il parto pre-termine non sono evenienze rare ♦ Circa il 10 % delle nascite sono pre-termine ♦ Frequenza di interruzioni precoci di gravidanza dopo l’impianto = 31 % ♦ Abortività spontanea (interruzione della gravidanza clinicamente evidente prima della 20a settimana) = 1 / 4 ♦ 40-60 % di poliabortività ricorrente (≥ 3 aborti, prima della 20a sett.) è attribuibile a cause note (anomalie cromosomiche, endocrine, infezioni, fattori umorali, problemi anatomici) ♦ 40- 60 % da cause ignote (immunologiche ?) Medawar & Billingham, Nature, 1953 ♦ 4 ipotesi: – Concetto di perdita di immunogenicità – Significativa riduzione della risposta immunitaria in gravidanza – Utero come sito immunoprivilegiato – Barriera immunitaria elaborata dalla placenta: • La tolleranza al feto da parte della madre sembra essere dovuta a un meccanismo attivo: – Il tessuto fetale previene la ricognizione e quindi il rigetto da parte del sistema immune materno Moderne acquisizioni ♦ Il feto ha proprietà immunogene Hoskin and Murgita Clin Exp Immunol 1989 ♦ In gravidanza la RI materna non è depressa in modo significativo – normale risposta alle vaccinazioni – suscettibilità alle infezioni materne non aumentata – grande numero di citochine Th1, monociti, LGL (NK), linfociti γ/δ a livello dell’interfaccia materno-fetale – cellule leucocitarie materne esprimono evidenti segnali di attivazione – il SI innato materno presenta evidenti segnali di attivazione Sacks et al, immumnol Today, 1999 ♦ Possibili gravidanze extra-uterine Adattamenti materni: premessa ♦ L’organismo materno va incontro a profonde modificazioni nel corso della gravidanza ♦ Gli adattamenti sono locali, legati allo sviluppo dell’utero, di altri apparati e di natura metabolica ♦ Gli adattamenti a distanza sono in larga misura determinati dalla produzione di sostanze (progesterone) da parte della placenta Modificazioni dell’organismo materno in gravidanza 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Aumento ponderale Apparato genitale Volume e composizione del sangue Apparato cardiovascolare Apparato urinario Apparato digerente Apparato muscolo-scheletrico Incremento ponderale in gravidanza 12000 grasso 10000 liquidi extra 8000 sangue 6000 mammelle 4000 utero placenta 2000 feto 0 10 20 30 40 settimane 1. Modificazioni dell’apparato genitale ♦ Aumento di volume dell’utero ♦ Rammollimento della cervice ♦ Proliferazione delle ghiandole endocervicali 12 sett 24 sett 40 sett 9 8 7 6 5 4 3 2 2. Modificazioni del volume e della composizione del sangue ♦ Aumento volemia – Aumento del volume plasmatico – Aumento della massa eritrocitaria ♦ Diminuzione osmolarità ♦ Aumento leucociti ♦ Aumento VES ♦ Aumento lipidi circolanti ♦ Diminuzione della glicemia 3. Modificazioni dell’apparato cardiovascolare ♦ Modificazione della posizione del cuore per elevazione del ♦ ♦ ♦ ♦ diaframma Aumento di volume del cuore (circa 75 ml) Deviazione asse elettrico (verso sinistra 15-28 gradi) Aumento della frequenza cardiaca e della gettata cardiaca Riduzione della pressione arteriosa (sviluppo del circolo placentare) Portata del circolo utero-placentare a termine 500 ml/min Compressione della vena cava in posizione supina nella donna gravida UTERO GRAVIDO cuore Vena cava Edemi in gravidanza ♦ Ritenzione di sodio e idrica ♦ Diminuzione della osmolarità ematica Edema declive improntabile 80% delle gravide Varici in gravidanza ♦ Aumento della volemia ♦ Congestione dei genitali interni ♦ Diminuzione del tono venoso 4. Modificazioni dell’apparato urinario ♦ Dilatazione ureterale più marcata a destra (atonia e fattori compressivi) ♦ Aumento della filtrazione glomerulare con diminuzione di creatinina, urea e acido urico ♦ Glicosuria ♦ Ritenzione di sodio/idrica Idroureteronefrosi in gravidanza • Compressione da parte dell’utero gravido • Distensione uretere indotta dal progesterone Gravidanza e infezione delle vie urinarie ♦ Infezioni delle vie urinarie sono frequenti in gravidanza ♦ Infezioni delle basse vie (cistiti) sono spesso complicate da infezioni delle alte vie (cistopieliti/pielonefriti) che si associano ad un rischio molto aumentato di parto prematuro ♦ In gravidanza, l’esame urine va controllato ogni mese; in caso di dubbio urinocultura 5. Modificazioni dell’apparato digerente ♦ Frequenti disturbi digestivi ♦ Nausea/vomito (iperemesi gravidica) ♦ Scialorrea ♦ Pirosi (rilasciamento del cardias con reflusso gastro- esofageo) ♦ Motilità intestinale diminuita con stipsi Modificazioni dell’apparato scheletrico Feto 3500 gr Liquido amniotico 900 gr Placenta 500 gr Ipertrofia utero 1000 gr Patologie ‘orfane’ ♦ Patologie rare ♦ Patologie frequenti ma (considerate) di scarso rilievo – Iperemesi gravidica – Algie lombari e pelviche in gravidanza La fecondazione 1. I PROTAGONISTI Spermatozoo Oocita Non so, caro Y Sei tu la mia X? Y X Wow! X X Y Vai pure, ho mal di testa! X Ciao, caro...! X Y Sono un piccolo felice marinaio L’adesione spermatozoica alla superficie ovocitaria La fecondazione Attraversamento della zona radiata Riconoscimento speciespecifico e legame con la zona pellucida Reazione acrosomiale e fusione delle membrane 2. Le tappe L’inizio dell’embrione Penetrazione della zona pellucida Singamia (punto di non ritorno) Nascita di una nuova cellula: da ovocita a zigote o embrione unicellulare) sistema unico con identità specifica ed orientamento verso uno sviluppo determinato Attivazione dell’oocita Avvicinamento dei due pronuclei (36h) Cariogamia (nuovo genoma) (15h) Il nuovo genoma Contiene l’informazione essenziale e permanente per la graduale, autonoma realizzazione dello sviluppo morfogenetico Tutte le fasi della morfogenesi dipendono dall’espressione dei geni propri dell’embrione (interazione con ambiente cellulare ed extracellulare) Regola e dirige il processo di sviluppo grazie all’espressione coordinata e gerarchicamente ordinata di migliaia di geni (geni regolatori: di posizione, selezione, realizzatori) Determina l’appartenenza dello zigote alla specie umana e la sua singolarità individuale o identità Entrata dello spermatozoo fecondazione morula Blastocisti – 2 +5 sett Annidamento –3+0/+1 sett La vita embrionale ♦ Zigote ♦ Blastomeri ♦ Morula ♦ Blastocisti ♦ Embrione ♦ Feto ♦ 58-cellule blastocisti ♦ 107-cellule blastocisti ♦ Biologia del trofoblasto – Adesione del trofoblasto alla decidua dell’utero – Nutrizione del prodotto del concepimento – Funzione endocrina per la gravidanza ♦ Differenziazione – Cellulare, sinciziale/ uninucleare, multinucleare ♦ Formazione del Sincizio – I citotrofoblasti sono i progenitori cellulari del sinciziotrofoblasto citotrofoblasto sinciziotrofoblasto Cellule uninucleari Cellule giganti multinucleari margini cellulari Ben demarcati Non definiti nucleo singolo, distinto Multiplo e diverso presente assente Cellula germinale cititrofoblasto morfologia figura miotica Origine ♦ Intrusione del citotrofoblasto tra le cellule epiteliali dell’endometrio, dopo apposizione e adesione ♦ Degradazione della matrice extracellulare di endometrio/decidua, catalizzata da: • Attivatore del plasminogeno urokinasi/tipo • Recettore di attivatore del plasminogeno urokinasi/tipo • Metalloproteinasi molteplici ♦ Tali funzioni sono indistinguibili da quelle delle cellule maligne metastatizzanti ♦ impianto – Moore La vita embrionale (Dal 2° al 5° giorno dalla fecondazione) • Inizio segmentazione • 8-32 cellule: Morula (2°- 4° giorno) • 64-128 cellule: Blastocisti (5° giorno) La vita embrionale Stadi embriologici zigote, morula, blastula, gastrula, embrione Foglietti (si formano durante la gastrulazione) Blue = ectoderma ; rosso = mesoderma; giallo = endoderma La vita embrionale Dalla blastocisti al disco embrionale 6°-7°giorno ---> inizio del processo dell’impianto; 14°giorno --> formazione della stria primitiva (si definisce il disegno generale del corpo, punto di inizio del modellamento dei differenti organi e tessuti) Dal disco embrionale al feto 4°settimana ---> 5°settimana ---> organogenesi ed inizio circolazione 6°settimana ---> 7°settimana ---> 9°settimana ---> primordi degli arti strutture primitive cuore, cervello, tratti polmonari gastroenterici ed urinari inizio differenziazione sessuale forma del corpo completa maturazione ed accrescimento organismico Foglietti embrionali Ectoderma 1. Cute e derivati; 2. Sistema nervoso Endoderma 1. Tratto digestivo e respiratorio 2. Organi derivati dall’intestino: fegato, pancreas, tiroide Mesoderma 1. Muscoli e ossa 2. Tessuto vascolare: cuore, vasi e sangue 3. Organi escretori e riproduttivi Stadi successivi di sviluppo Embrione: stadi tra zigote e feto Embriogenesi 2 6 10 5 weeks 13 20 30 mm 10 weeks Feto: da 8 settimane in poi 10 settimane di amenorrea: termine del periodo embrionale/inizio periodo fetale lunghezza vertice sacro 34 mm Embriogenesi ♦ I primi due mesi di sviluppo del prodotto di concepimento (10 settimane di amenorrea) ♦ In questo periodo si configura la morfologia della maggior parte degli organi ♦ In questo periodo si determina la maggior parte delle malformazioni (difetti di struttura) Embriogenesi: sintesi ♦ E’ un processo molto rapido (2 mesi) che si manifesta in modo molto omogeneo in tutte le gravidanze ♦ Durante questo periodo il prodotto di concepimento è particolarmente vulnerabile all’azione di teratogeni ♦ Lo sviluppo intrauterino rappresenta comunque un continuum ed anomalie anatomiche/funzionali possono verificarsi per tutta la durata della gravdianza Placenta : sito immunologicamente “attivo” per l’induzione di uno stato di tolleranza immunologica verso il feto Petraglia et al, 1996 Gravidanza nelle sue fasi iniziali come processo bifasico 1a fase : Reazione locale “inflammatory-like” indispensabile per l’adesione e l’invasione del trofoblasto nei tessuti materni 2a fase : Modulazione anti-infiammatoria per la preservazione del sistema feto-placentare Meccanismi di tolleranza del SI materno verso il feto ♦ Locali – (cellulari e umorali) modificazioni dell’assetto immunologico all’interfaccia materno-fetale ♦ Sistemici – – (cellulari e umorali) Modificazioni del sistema immunitario materno a livello sistemico sotto l’influenza di ormoni e CK (ruolo del microchimerismo) Fattori locali L’interfaccia materno-fetale : “un campo di battaglia” ♦ 2 tipidi di linee cellulari : – deciduali (cellule stromali endometriali modificate) – trofoblastiche (cellule parenchimali placentari) ♦ Diversi fattori regolatori – – – – Chemochine, citochine Ormoni Fattori di crescita Strutture antigeniche trofoblasto ♦ Immunità adattativa ♦ Immunità innata decidua Organizzazione del trofoblasto 3 tipi di cellule diversamente esposte all’ambiente materno ♦ Citotrofoblasto villoso separato dai tessuti materni dal sinciziotrofoblasto ♦ Citotrofoblasto extravilloso (costituito da cellule attivamente proliferanti che invadono la decidua ed il miometrio e formeranno le membrane coriali) rimpiazzando in gran parte l’endotelio delle arterie spirali materne (trofoblasto endovascolare) ♦ Sinciziotrofoblasto riveste il citotrofoblasto villoso ed è in continuo contatto con il sangue materno Alla 20a sett. la superficie totale del trofoblasto è pari a circa 15 m2 Sistema HLA ♦ Le cellule del citotrofoblasto extravilloso esprimono solo molecole HLA-G, HLA-E e in misura ridotta anche HLA-C ♦ Nessuna sottopopolazione del trofoblasto esprime Ag HLA di classe II (DR) ♦ Il sinciziotrofoblasto non espone molecole HLA di membrana ♦ Elevati livelli di sHLA-G nella circolazione materna durante la gravidanza RICONOSCIMENTO DELL’ANTIGENE : - linfociti B antigene in forma nativa -linfociti T antigene processato da cellule accessorie (cellule presentanti l’antigene ) Le APC (=Antigen Presenting Cell) “PROFESSIONISTE” presentano l’antigene processato ai linfociti T associato alle molecole MHC recettore MHC legante l’antigene processato in peptidi Cellula dendritica Macrofago Linfocita B PRESENTAZIONE DELL’ANTIGENE CAPTATO DALL’ESTERNO E PROCESSATO DA PARTE DELLE CELLULE DENDRITICHE Cellula dendritica MHC-II Antigene processato MHC-I Antigene processato Linfocita T helper e suoi recettori e co-recettori per l’antigene Linfocita T citotossico, suoi recettori per l'antigene e co-recettori CD8 Le molecole MHC-I presentano l’ Ag ai T citotossici Le molecole MHC-II presentano l’ Ag ai T helper MOLECOLE MHC struttura e genetica IL COMPLESSO GENETICO MHC VENNE INIZIALMENTE IDENTIFICATO COME REGIONE GENETICA CHE CONTROLLAVA IL RIGETTO DEI TRAPIANTI TRA TOPI DI CEPPI INBRED DIVERSI (Snell-1940) Benacerraf e McDevitt scoprirono tra gli anni 1960/1970 che il complesso MHC controllava anche la RISPOSTA ANTICORPALE contro determinati antigeni proteici, ed era diversa a seconda degli alleli MHC di ciascun ceppo Questo perchè alcuni peptidi li legavano e generavano rispost aT helper, altri no Regione MHC nell’uomo e nel topo centromero centromero telomero telomero centromero Regione MHC nell’uomo telomero Collocazione dei geni MHC e dei geni MHC-relati sui cromosomi umani NOMENCLATURA HLA Nomenclature of human leukocyte antigen (HLA) loci and alleles Nomenclature Definition HLA The HLA region and prefix for an HLA gene HLA-DRB1 A particular HLA locus (i.e., DRB1) HLA-DRB1*13 A group of alleles that encode the DR13 antigen defined serologically by microlymphocytotoxicity or by mixed lymphocyte reactivity HLA-DRB1*1301 A specific HLA allele HLA-DRB1*1301N A null allele (i.e., nonexpressed) HLA-DRB1*13012 An allele that differs by a synonymous mutation (i.e., identical amino acid encoded by a different codon) HLA-DRB1*1301102 An allele that contains a mutation outside the coding region HLA-DRB1*1301102N A null allele that contains a mutation outside the coding region © 2003 by LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS I geni MHC sono espressi in maniera codominante STRUTTURA SCHEMATICA DELLE MOLECOLE MHC CLASSICHE Secondo la regola: 1 gene-1 catena polipeptidica -1 gene per la catena α - 1 gene per la catena β STRUTTURA DEL TCR T cell recognition of a peptide-MHC complex. This schematic illustration shows an MHC molecule binding and displaying a peptide and a T cell receptor recognizing two polymorphic residues of the MHC molecule and one residue of the peptide. Details of the interactions among peptides, MHC molecules, and T cell receptors are described in Chapters 4, 5, and 6. Lista degli alleli HLA di classe II Lista degli alleli HLA di classe I Molecole classiche HLA class Ia altamente polimorfiche HLA-A10 HLA-B12 HLA-Cw5 HLA-A3 HLA-B5 HLA-Cw7 HLA-A23 HLA-B12 HLA-Cw1 HLA-A11 HLA-B16 HLA-Cw8 HLA-A25 HLA-B40 HLA-Cw2 HLA-A26 HLA-B8 HLA-Cw5 HLA-A2 HLA-B27 HLA-Cw6 HLA-A28 HLA-B17 HLA-Cw5 HLA-A19 HLA-B14 HLA-Cw8 HLA-A19 HLA-B15 HLA-Cw2 HLA-A25 HLA-B12 HLA-Cw1 HLA-A24 HLA-B8 HLA-Cw4 HLA class Ib non classiche sono molecule quasi monomorfiche 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 Ipotesi/concettiper spiegare la tolleranza materna verso il feto ♦ HLA/HLA-G espressione dal trofoblasto ♦ Bilancio Th1/Th2 ♦ Cellule regolatorie CD4+CD25+ ♦ Altri – – – – – – – – Leukemia inhibitory factor (LIF) Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) Macrofagi soppressori Ormoni CD95 e suoi ligandi Annexin II Diminuita attività del complemento Antigeni nascosti del trofoblasto (Thellin et al, review 2000) HLA in gravidanza Placenta – HLA class Ib HLA-Gm, -Em, -Fm, -Cm HLA-Gp, -Ep, -Fp, -Cp Madre – HLA class Ia HLA-Am, -Bm, -Cm HLA-Am, -Bm, -Cm Human Leucocyte Antigen (HLA) system Major Histocompatibility Complex (MHC) DP DQ DR class II Feto – HLA class Ia HLA-Am, -Bm, -Cm HLA-Ap, -Bp, -Cp m = materno p = paterno B C class III E class I Chromosome 6 HLA class Ia and II (-A, -B, -C, -DR etc): HLA class Ib (-G, -E, -F): A G F HLA-G espressione nel blastocisti ♦ HLA-G espressione può essere facilmente osservata nel blastocisti IVF = in vitro fertilization Pre-impianto embrione umano (o blastocisti) espressione di HLA-G: privilegio immunitario per il trofoblasto e la cellula tumorale. Luogo funzionale della tolleranza HLA-G e successo di IVF ♦ La percentuale di gravidanza in donne con embrione trasferito da colture, in cui HLA-G solubile è presente, è significativamente più frequente delle colture negative per la forma solubile (Fuzzi et al 2002, Sher et al 2004, Noci et al 2005, Yie et al 2005) ♦ La percentuale di aborto spontaneo è più alta nelle donne HLA-G negative, che in quelle positive (Yie et al 2005) Funzioni delle molecole HLA di classe I del trofoblasto ♦ Protezione del feto dalla madre – legame inibitorio con recettori delle cellule immunocompetenti materne (NK, M, T) ♦ Protezione del feto da infezioni – Mantenimento delle funzioni di presentazione antigenica HLAristretta al sistema immunocompetente Espressione HLA-G HLA-G Decidua Ancoraggio dei villi HLA-G Citocheratina (12.-13. settimane di gestazione) (Emmer et al. Human Reproduction 2002; 17:1072) ♦ HLA-G positivo (tessuto normale): – Placenta, – dedicua (sHLA-G) – Timo, alcuni monociti e cellule T e sporadicamente altri tessuti Geni HLA-G, mRNA, proteine, isoforme 0 1 2 3 codon 31: ACG/TCG (G*0103) codon 93: CAC/CAT (G*010102/0105N/0106) codon 107: GGA/GGT (G*010103) codon 110: CTC/ATC (G*0104) Trans1597delC (G*0105N) codon 258: ACG/ATG (G*0106) membrane HLA-G gene Signal peptide α1-domain Exon 1 2 α2-domain α3-domain 3 4 4 kb Cytoplasmic domain region 5 3’ UTR 6 7 8 AATAAA TGA (nt 3741) TCTAAA 5’-A TTTGTTCA TGCCT-3’ 14-bp deletion polymorphism CCAAT HLA-G mRNA STOP codon STOP codon STOP codon 5’ e1 e2 e3 e4 e5 e6 e8 3’ 5’ e1 e2 e4 e5 e6 e8 3’ 5’ e1 e2 e5 e6 e8 3’ 5’ e1 e2 e3 e5 e6 e8 3’ 5’ e1 e2 e3 e4 i4 e5 e6 e8 3’ 5’ e1 e2 e4 i4 e5 e6 e8 3’ 5’ e1 i2 Full-length Exon 3 spliced out Exons 3 and 4 spliced out Exon 4 spliced out Retains intron 4 Retains intron 4, exon 3 spliced out Retains intron 2 HLA-G protein α3 α3 α2 α1 α1 HLA-G1 HLA-G2 α2 α1 α1 HLA-G3 HLA-G4 (membrane-bound isoforms) α3 α3 α2 α1 α1 Soluble HLA-G5 α 1-domain α 2-domain β -2m α3-domain HLA-G1 HLA-G6 3’ α1 HLA-G7 Polimorfismo HLA-G Threonin → Serin Deletion of a cytosine (codon 129/130) frameshift Leucin → Isoleucin HLA-A HLA-G (After Ober & Aldrich, J Reprod Immunol 1997; 36:1-21 and Parham, Eur J Immunogenetics 1992; 19:347-359. Based on work by Bjorkman et al, Nature 1987; 329:512-518). HLA-G*0105N ♦ HLA-G*0105N è chiamato allele nullo, le cui molecole di membrana e solubili non hanno significato funzionale (non sono necessari per la sopravvivenza del feto) ♦ I normali HLA-G2-G4 e G6-G7 sono invece codificati come isoforme funzionali (Sala et al 2004, Le Discorde et al 2005) Funzioni di HLA-G 1) Attacco del blastocisti all’endometrio • HLA-G coinvolto nella adesione cellulare (Ødum et al 1991) 2) Invasione del trofoblasto nel tessuto uterino e nelle arterie spirali materne • HLA-G espresso da cellule endovascolari del trofoblasto e può essere un modulatore dell’angiogenesi (Le Bouteiller et al) 3) Interazione del trofoblasto con cellule effettrici immunitarie della madre • HLA-G interagisce con recettori sulle cellule immunitarie Cellula stimolatrice Aumento risposta allogenica-CTL IL-10 ↓ TNF-α α↑ INF-γγ ↑ HLADR4 T cellula di risposta T cell receptor HLADR1 Inibizione di allo-CTL HLA-DR4 HLA-G (Kapasi et al 2000) HLA-G IL-10 ↑ TNF-α α↓ INF-γγ ↓ Aborto ricorrente e pre-eclampsia Gravidanza normale Aumento risposta Th1, Diminuzione Th2: IL-2 INF-γ (TNF-α) Produzione citochine Th2: IL-4 IL-5 IL-10 IL-13 La bilancia Th1/Th2 HLA-G/sHLA-G??? Il successo di una gravidanza è correlato con la prevalenza di risposte Th2, piuttosto che Th1 Il microambiente uterino (cellule immunocompetenti a livello deciduale) ♦ Endometrio come “sito linfoide terziario” che contiene un rilevante numero di cellule immunocompetenti ♦ Durante le prime fasi della gravidanza cambiano il numero e la distribuzione dei leucociti uterini (T, NK, APC) ♦ Cellule NK popolazione dominante (homing selettivo e proliferazione in situ) (Ruck et al, 1994 e Kammerer et al, 1999) A livello della decidua predominano : uNK, MØ, T poco rappresentati sono i granulociti e le cellule B Cellule immunocompetenti a livello deciduale • uNK (75 %) ≠ NK circolanti – attività citolitica inibita dal legame delle molecole HLA-G, E e C ai recettori inibitori KIR e lectin-like KIR – svolgono una importante azione protettiva contro infezoni fetali – Svolgono un ruolo citochino-mediato nella placentazione (G-CSF, GM-CSF, N-CSF, LIF, TGFβ, TNFα, IFNγ); – scompaiono al termine della gravidanza – Azione immunomodulante ♦ T linfociti (1-3 %) – non attaccano il citotrofoblasto extra-villoso – predominano T linfociti γ/δ, di tipo Th2 ♦ Monociti e Macrofagi (20-30 %) – Svolgono azione difensiva anti-infettiva – Sono importanti per la placentazione (TGFβ, TNFα, PGE) – Fagocitano cellule apoptotiche (ruolo scavenger) – Perdurano per tutta la gravidanza Ruolo delle cellule uNK all’interfaccia materno-fetale ♦ Aumentano nelle prime fasi della gravidanza e si localizzano in stretta prossimità dei processi di invasione deciduale del trofoblasto ♦ Sono regolate dagli ormoni della gravidanza (recettore-mediate o per azione indiretta da parte di altri elementi cellulari) − Diminuzione dell’attività citolitica − Aumentata espressione di recettori inibitori (max entro il 3°mese) ♦ AZIONE IMMUNOMODULANTE – galectina-1 : inibisce la proliferazione e la sopravvivenza delle cellule T, riduce la produzione di TNFα, IL-2, IFNγ da parte di cellule T attivate e la produzione di IL-12 da parte di macrofagi – glicodelina (downregulation dell’attivazione T cellulare) Moffett-King, Nat Rev Immunol, 2002 Dosiou & Giudice, 2005 Rabinovich et al, 2002 Logdberg & Wester, 2000 Ruolo dei macrofagi : fenomeni di apoptosi placentare ♦ Una accurata regolazione dei meccanismi di apoptosi a livello placentare è fondamentale per il successo della gravidanza ♦ La clearance dei “corpi apoptotici” a livello placentare rappresenta uno step critico per l’omeostasi tessutale, prevenendo il rilascio di prodotti cellulari che potrebbero innescare una risposta infiammatoria indesiderata Abrahams et al, 2004 Macrofagi come elementi regolatori locali (CK, ormoni) delle interazioni cellulari e tessutali all’ interfaccia materno- fetale Macrofagi : Nelle fasi iniziali della gravidanza c’è un elevato numero di MØ nel sito di impianto : – RI della madre contro l’invasione del trofoblasto ? – azione “scavenger” dei corpi apoptotici ? Il legame e l’ingestione di materiale apoptotico da parte dei macrofagi determina un effetto immuno-soppressivo e anti-infiammatorio Th2 Voll et al, 1997 Savill e Fadok, 2000 Duffield et al, 2001 Huynh et al, 2002 Mor & Abrahams, 2003 un eccesso di apoptosi (eventi infetttivi ?) induce attivazione in senso proinfiammatorio dei MØ Th1 Cellule immunocompetenti a livello periferico ♦ In gravidanza aumenta il numero di leucociti ♦ Linfociti T : switch Th1 – Th2 ♦ Cellule NK (assoluto ? relativo ?) (diminuiscono e producono meno IFNγ) ♦ Monociti e Granulociti (immunità innata) – sono in uno stato di attivazione Lo switch Th1 – Th2 non riguarda solo gli elementi linfocitari di tipo Th ma anche e soprattutto i linfociti Tc, NK, NKT CKCK-Th1 : IFNγ IFNγ, TNFα TNFα, TNFβ TNFβ, ILIL-2 CKCK-Th2 : ILIL-4, ILIL-5, ILIL-6, ILIL-10 e ILIL-13 Il “clima citochinico” (tipo 1 o tipo 2) condiziona il destino e l’attività delle cellule immunocompetenti effettrici Funzioni di HLA-G ♦ Molti studi in vitro mostrano che HLA-G protegge dalla lisi NK-mediata delle cellule Maternal NK cell KIR2DL4 CD94/NKG2 ILT-2/(-4)*) sHLA-G HLA-E HLA-C Maternal monocyte/ macrophage/lymphocyte IL-10 ? HLA-G1 HLA-F (?) Trophoblast cell FETUS Cell lysis Influence, interact with or modulate Secretion of the specific factor HLA-G ↑ (influenced by HLA-G genotype) HLA-G ↓ Inhibition of allo-CTL response ? IL-10 ?? TNF-α ↓ INF-γ ↓ TGF-β1 ↑ VEGF ↑ Augmentation of allo-CTL response ? IL-10 ?? TNF-α ↑ INF-γ ↑ T regulatory cells (Tregs) ♦ CD4+CD25bright(FoxP3+) – CD4: co-recettore si lega a MHC class II – CD25: alpha-catena – FoxP3: fattore essenziale per la differenziazione di CD4+CD25+ Tregs (Sasaki et al 2004) ♦ Tregs importanti per la prevenzione di malattie autoimmuni ♦ Giocano ruoli fondamentali nella induzione di tolleranza nei trapianti d’organo HLA e aborto ricorrente (recurrent miscarriage RM) ♦ Specifici alleli HLA-DR sono associati con aumentato rischio di RM – Meta-analisi (18 studi caso-controllo): HLA-DRB1*01 fattore di rischio (Christiansen et al 1999) – HLA-DRB1*03 fattore di rischio in pazienti con 4 o più aborti (Kruse et al 2004) Aborto Ricorrente Spontaneo Prevalenza del profilo citochinico Th1 – – – – – Hill et al, 1995 Marzi et al, 1996 Maksheed et al, 1999 & 2000 Raghupathy et al, 1999 & 2000 Polgar & Hill, 2002 • TNFα, IFNγ e IL-2 hanno effetti potenzialmente dannosi sul prodotto del concepimento • TNFα, IFNγ e IL-1 attivano l’espressione di attività pro-coagulante (upregulation di fgl2 che converte pro-trombina in trombina) • TNFα e IFNγ inibiscono “in vitro” la crescita delle cellule trofoblastiche umane e ne inducono l’apoptosi Chaouat et al, 1990 Haimovici et al, 1991 Yui et al, 1994 Laird et al, 2003 Daher et al, 2004 HLA-G solubile nel plasma e nel siero ♦ sHLA-G può essere rilevato nel plasma di tutte le donne (gravide e non) ♦ sHLA-G è rilevato nel siero e sporadicamente solo nelle donne non gravide e negli uomini Livelli di sHLA-G nel sangue materno (plasma) ♦ Sostanzialmente non cambiano durante il corso di una normale gravidanza ♦ Sembrano essere simili tra donne gravide e non ♦ Ridotti livelli di sHLA-G nel plasma materno possono essere associati a un alto rischio di pre-eclampsia, aborto spontaneo e rottura placentare (sHLA-G < 9.95 ng/ml RR 7.1; 3 trim) (Steinborn et al 2003) Pre-eclampsia ♦ Seconda metà della gravidanza: – ipertensione – proteinuria – (edema) ♦ 2-7% di tutte le gravidanza ♦ Ancora oggi diffusa causa di morte del feto e della madre ♦ Il feto può essere compromesso – Ritardo crescita intrauterina, basso peso alla nascita, prematurità, asfissia intrauterina ♦ Tra le cause: fattori immunogenetici costituzionali e fattori ambientali Sviluppo della sindrome clinica ♦ Fattori liberati dalla placenta alla circolazione materna (citochiine ed elementi cellulari del trofoblasto) possonondare disfunzione della cellula endoteliale • Ciò comporta vasocostrizione e attivazine della coagulazione • I sintomi clinici dipendono da: ipertensione (vasocostriztione), proteinuria (disfunzione endoteliale nei glomeruli) e edema (aumento della permeabilità Ulcerazione focale del sincizio alla vascolare) miscoscopia elettronica. (da Fox: ”Pathology of the placenta” 2ed) Fattori sistemici : ormoni PROGESTERONE - promuove la sintesi di LIF (fasi di impianto) - induce rilascio di PIBF (progesterone-induced blocking factor : inibisce NK) – induzione switch Th1 – Th2 – diminuzione della citotossicità delle NK – inibizione rilascio ac. arachidonico dai linfociti – blocco della sintesi prostaglandinica – Riduzione produzione IL-12 ESTROGENI (dose-dipendente) - [C] fisiologiche stimolano Th1 e Th2 - [C] soprafisiologiche (gravidanza) inducono soppressione sulla risposta cellulo-mediata e induzione di quella umorale (switch Th1 -Th2) Beta-HCG - induzione dell’apoptosi delle cellule endometriali (FASL mediata) - facilitazione dell’invasione delle cellule trofoblastiche GLUCOCORTICOIDI (switch Th1-Th2) Recenti acquisizioni ♦ Superfamiglia di proteine recettoriali coinvolte nella risposta immune innata anti-infettiva ♦ L’engagement dei TLR (espressi sul citotrofoblasto : TLR-2 e TLR-4) da parte di prodotti microbici induce una risposta infiammatoria • Produzione di IL-6, IL-8, TNFα, IFNγ e attivazione dell’apoptosi • Possibile ruolo dei TLR nel parto pre-termine, IUGR e pre-eclampsia Ampi studi epidemiologici mostrano che madre e feto contribuiscono allo sviluppo della preeclampsia (il feto essendo influenzato dai geni paterni (Lie et al 1998) Perdita della gravidanza ♦ Perdita pre-clinica occulta – Alterato sviluppo: l’uovo fecondato non si divide – Disturbo di impianto: la blastocisti non si impianta – Preclinica: disturbo dopo impianto ♦ Perdita clinica – Embrionica: perdita prima della 9th settimana – Fetale: perdita dopo la 9th settimana – Aborto: perdita prima della 20th settimana – Parto precoce: perdita dopo 20 settimane Aborto ricorrente autoimmunità ♦ Diagnosi – Antiphospholipidi – – 1. 2. 3. Anti Nucleo ANA Anti tiroide Anti-tireoglobulina Anti-tireoperossidasi Anti-recettore TSH Anticorpi antisperma ♦ Cause – Ostruzione fuoriuscita dello sperma – Trauma dei testicoli – Malattie sessualmente trasmesse – Autoimmunità polighiandolare ♦ Fertilità ridotta per azione di anticorpi su spermatozoi Anticorpi anti-sperma ♦ Alterano la longevità degli spermatozoi ♦ Alterano l’interazione muco-sperma e il trasporto degli spermatozoi ♦ Anticorpi policlonali – Legano molte differenti proteine spermatiche ♦ Possono essere presenti anche nel siero Anticorpi anti-Ovario Malattie sessualmente trasmesse Allergia Med Pregl. 2002 Jul-Aug;55(7-8):305-8. Links [Adaptation of the immune system as a response to pregnancy] Milasinovic L ♦ The protective mechanisms are coded by genes of MCH region, locus HLA-G. ♦ The placenta protects itself against antibodymediated damage. A high level of complementregulatory proteins (CD46, CD55), being the response to the synthesis of complement-fixing maternal antibodies to paternal antigens and regulation of the placental HLA expression as a preventive reaction of the feto-placental unit to the influence of maternal CTL, are the most important protective mechanisms of placenta. Crit Rev Immunol. 1999;19(5-6):509-39. Links Hard science versus phenomenology in reproductive immunology. Clark DA ♦ Does HLA-G determine maternal tolerance of her semi-allogeneic fetus? ♦ Does membrane cofactor protein (CD46) contribute to pregnancy success by protecting sperm and fetal trophoblast from complement-mediated lysis? ♦ Irrespective of whether one is dealing with phenomena or hard science data, Hippocrates was correct in his aphorism that "description is infinite and easy; explanation is limited and difficult". Anti-CD46 potenziata liquida 06-018030LM ♦ Una fiala una volta al giorno, seguendo la numerazione ♦ Cicli intervallati da 7-14 giorni di sospensione ♦ Meccanismo di similitudine patogenetica Anti-CD55 (anti-recettore) ♦ simile molecolare di coxsackie virus B-3; minaccia di aborto; aborto ricorrente. ♦ Il CD55 è una molecola regolatrice del complemento, che interviene nella interazione del trofoblasto con le cellule immunitarie della madre, durante la gravidanza, onde prevenire l’azione distruttiva del complemento. La molecola è anche chiamata DAF (decay accelerating factor), ed è espressa sulla superficie di polimorfonucleato, linfociti T e B e monociti. È stato anche dimostrato che il CD55 agisce come recettore del coxsackie virus B3, cardiovirulento. L’anticorpo monoclonale corrispondente agisce come simile molecolare per questo agente patogeno Anti-CD55 potenziata liquida 06-018030LM ♦ Una fiala una volta al giorno, seguendo la numerazione ♦ Cicli intervallati da 7-14 giorni di sospensione ♦ Meccanismo di similitudine patogenetica CIAO!