IMMUNOLOGIA DELLA RIPRODUZIONE

Applicazioni terapeutiche con Immunofarmacologia Omeopatica

Dr. Angelo Micozzi

Il ”feto semi-allogenico”

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.) èattribuibile 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 immunogeneHoskin and Murgita Clin Exp Immunol 1989

♦ In gravidanza la RI materna non è depressa in modo sig nificativo

– 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. Aumento ponderale2. Apparato genitale3. Volume e composizione del sangue4. Apparato cardiovascolare5. Apparato urinario6. Apparato digerente7. Apparato muscolo-scheletrico

Incremento ponderale in gravidanza

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

10 20 30 40

settimane

grasso

liquidi extra

sangue

mammelle

uteroplacenta

feto

1. Modificazioni dell’apparato genitale

♦ Aumento di volume dell’utero♦ Rammollimento della cervice♦ Proliferazione delle ghiandole endocervicali

12 sett 24 sett 40 sett

23

4

5

6

7

8

9

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

Feto 3500 gr

Liquido amniotico

900 gr

Placenta 500 gr

Ipertrofia utero 1000 gr

Modificazioni dell’apparato scheletrico

Patologie ‘orfane’

♦ Patologie rare♦ Patologie frequenti ma (considerate) di scarso rilievo

– Iperemesi gravidica– Algie lombari e pelviche in gravidanza

La fecondazioneLa fecondazione

1. I PROTAGONISTI1. I PROTAGONISTI

Spermatozoo Oocita

XY

Sei tu la mia X? Non so, caro Y

X Y

XWow!

Ciao, caro...!

Y

X

Vai pure, ho mal di testa!

X

Sono un piccolo felice marinaio

L’adesione spermatozoicaalla superficie ovocitaria

� Attraversamento della zona radiata

� Riconoscimento specie-specifico e legame con la zona pellucida

� Reazione acrosomiale e fusione delle membrane

La fecondazioneLa fecondazione

2. Le tappe2. Le tappe

� 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 (3-

6h)� Cariogamia (nuovo genoma) (15h)

LL’’inizio dellinizio dell’’embrioneembrione

Il nuovo genomaIl 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 um ana e la sua singolarità individuale o identità

Entrata dello spermatozoo

fecondazione

morula

Blastocisti – 2 +5 sett

Annidamento –3+0/+1 sett

La vita embrionaleLa 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

cititrofoblastoCellula germinaleOrigine

assentepresentefigura miotica

Multiplo e diversosingolo, distintonucleo

Non definitiBen demarcatimargini cellulari

Cellule giganti multinucleariCellule uninuclearimorfologia

sinciziotrofoblastocitotrofoblasto

♦ 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 embrionaleLa 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 embrionaleLa vita embrionale

Stadi embriologicizigote, morula, blastula, gastrula, embrione

Foglietti (si formano durante la gastrulazione)

Blue = ectoderma; rosso = mesoderma; giallo = endoderma

Dalla Dalla blastocistiblastocisti al disco embrionaleal 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 ---> organogenesi ed inizio circolazione

� 5°settimana ---> strutture primitive cuore, cervello, tratti polmonari gastroenterici ed urinari inizio differenziazione sessuale

� 6°settimana ---> primordi degli arti

� 7°settimana ---> forma del corpo completa

� 9°settimana ---> maturazione ed accrescimento organismico

La vita embrionaleLa vita embrionale

Foglietti embrionaliEctoderm a

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

5 weeks 10 weeks2 6 10 13 20 30 mm

Embriogenesi

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

11aa fasefase :Reazione locale “inflammatory-like” indispensabile per l’adesione e l’invasione del trofoblasto nei tessuti materni

22aa fasefase :Modulazione anti-infiammatoria per la preservazione del sistema feto-placentare

Gravidanza nelle sue fasi iniziali come processo bifasico

Meccanismi di tolleranza del SI materno verso il fe to

♦ 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 localiL’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

♦ Immunità adattativa♦ Immunità innata

trofoblastotrofoblasto

deciduadecidua

♦ 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 (trofoblastoendovascolare)

♦ Sinciziotrofoblastoriveste il citotrofoblasto villoso ed è in continuo contatto con il sangue materno

Organizzazione Organizzazione Organizzazione Organizzazione del del del del trofoblastotrofoblastotrofoblastotrofoblasto

3 tipi di cellule diversamente esposteall’ambiente 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

Cellula dendritica

recettore MHC legante l’antigene processato in peptidi

MacrofagoLinfocita B

MHC-II

Linfocita T helper e suoirecettori e co-recettori

per l’antigene

Antigene processato

Linfocita T citotossico, suoi recettori per

l'antigene e co-recettoriCD8

MHC-I

Le molecole MHC-I presentano l’ Ag ai T citotossici

Le molecole MHC-II presentanol’ Ag ai T helper

Cellula dendritica

PRESENTAZIONE DELL’ANTIGENE CAPTATO DALL’ESTERNO E PROCESSATO DA PARTE DELLE CELLULE DENDRITICHE

Antigene processato

MOLECOLE MHC

strutturastrutturastrutturastruttura

eeee

genetica genetica genetica genetica

IL COMPLESSO GENETICO MHC VENNE INIZIALMENTE IDENTIFICATOCOME 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 MHCcontrollava anche la RISPOSTA ANTICORPALE contro determinatiantigeni proteici, ed era diversa a secondadegli alleli MHC di ciascun ceppoQuesto perchè alcuni peptidi li legavanoe generavano rispost aT helper, altri no

centromerotelomero

centromerotelomero

Regione MHC nell’uomo e nel topo

cent

rom

ero

telomero

Regione MHC nell’uomo

Collocazione dei geni MHC e dei geni MHC-relati sui cromosomi umani

© 2003 by LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS

A null allele that contains a mutation outside the coding regionHLA-DRB1*1301102N

An allele that contains a mutation outside the coding regionHLA-DRB1*1301102

An allele that differs by a synonymous mutation (i.e., identical amino acidencoded by a different codon)

HLA-DRB1*13012

A null allele (i.e., nonexpressed)HLA-DRB1*1301N

A specific HLA alleleHLA-DRB1*1301

A group of alleles that encode the DR13 antigen definedserologically by microlymphocytotoxicity or by mixed lymphocyte reactivity

HLA-DRB1*13

A particular HLA locus (i.e., DRB1)HLA-DRB1

The HLA region and prefix for an HLA geneHLA

DefinitionNomenclature

Nomenclature of human leukocyte antigen (HLA) loci and alleles

NOMENCLATURA HLA

I geni MHC sono espressi in maniera codominante

Secondo la regola: 1 gene-1 catena polipeptidica

-1 gene per la catena αααα- 1 gene per la catena ββββ

STRUTTURA SCHEMATICA DELLE MOLECOLE MHC CLASSICHE

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-A10HLA-B12HLA-Cw5

HLA-A26HLA-B8

HLA-Cw5

HLA-A25HLA-B40HLA-Cw2

HLA-A11HLA-B16HLA-Cw8

HLA-A23HLA-B12HLA-Cw1

HLA-A3HLA-B5

HLA-Cw7

HLA-A2HLA-B27HLA-Cw6

HLA-A24HLA-B8

HLA-Cw4

HLA-A25HLA-B12HLA-Cw1

HLA-A19HLA-B15HLA-Cw2

HLA-A19HLA-B14HLA-Cw8

HLA-A28HLA-B17HLA-Cw5

HLA class Ib non classiche sono molecule quasi monomorfiche

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-F

HLA-GHLA-EHLA-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

HLA-A m, -Bm, -Cm

HLA-A m, -Bm, -Cm

m = maternop = paterno

HLA-A m, -Bm, -CmHLA-A p, -Bp, -Cp

HLA-Gm, -Em, -Fm, -CmHLA-Gp, -Ep, -Fp, -Cp

Madre – HLA class Ia

Feto – HLA class Ia

Placenta – HLA class Ib

class II class III class I

DP DQ DR B C E A G F

Human Leucocyte Antigen (HLA) systemMajor Histocompatibility Complex (MHC)

Chromosome 6

HLA class Ia and II (-A, -B, -C, -DR etc):

HLA class Ib (-G, -E, -F):

HLA-G espressione nel blastocisti

♦ HLA-G espressione può essere facilmente osservata nel blastocisti

IVF = in vitro fertilizationPre-impianto embrione umano (o blastocisti)

espressione di HLAespressione di HLA --G:G: privilegio immunitario per il privilegio immunitario per il trofoblasto e la cellula tumorale. Luogo funzionale d ella tollertrofoblasto e la cellula tumorale. Luogo funzionale d ella toller anzaanza

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 trofobla sto

♦ 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 HLA-

ristretta al sistema immunocompetente

Espressione HLA-G

♦ HLA-G positivo (tessuto normale):– Placenta,– dedicua (sHLA-G)– Timo, alcuni monociti e cellule T e sporadicamente altri

tessuti

Ancoraggio dei villi

DeciduaHLA-G HLA-G Citocheratina

(Emmer et al. Human Reproduction 2002; 17:1072)

(12.-13. settimane di gestazione)

Geni HLA-G, mRNA, proteine, isoforme

1Exon

HLA-G gene

Signal peptide α1-domain α2-domain α3-domain

Trans-membraneregion

Cytoplasmicdomain

3’ UTR

0 1 2 3 4 kb

2 3 4 5 6 7 8

HLA-G protein

AATAAA

CCAAT

TCTAAA

TGA

5’-ATTTGTTCATGCCT-3’14-bp deletion polymorphism

(nt 3741)

e1 e2 e3 e4 e5 e6 e1 e2 e4 e5 e6 e1 e2 e5 e6 e1 e2 e3 e4 e5 e6e1 e2 e3 e5 e6 e1 e2 e4 e5 e6i4 i45’ 5’ 5’ 5’ 5’ 5’3’ 3’ 3’ 3’ 3’ 3’

HLA-G mRNA

Full-length Exon 3 spliced out Exons 3 and 4spliced out

Exon 4 spliced out Retains intron 4 Retains intron 4,exon 3 spliced out

αααα1αααα2 αααα1

αααα3 αααα1

αααα1

αααα2αααα3

αααα1αααα2

αααα3

αααα1

αααα3

HLA-G1

(membrane-bound isoforms)

HLA-G2 HLA-G3 HLA-G4

Soluble HLA-G5 HLA-G6

e8 e8 e8 e8 e8e8

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)1597delC (G*0105N)codon 258: ACG/ATG (G*0106)

e1 i25’ 3’

Retains intron 2

αααα1

HLA-G7

STOP codon STOP codon STOP codon

HLA-G1

α1-domain

α3-domain

α2-domain

β-2m

Polimorfismo HLA-G

Deletion of a cytosine (codon 129/130)frameshift

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).

Threonin→ Serin

Leucin→ Isoleucin

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 effettri ci immunitarie della madre• HLA-G interagisce con recettori sulle cellule immunitarie

T cellula di rispostaT cellreceptor

Cellula stimolatrice

HLA-DR4

HLA-DR4

HLA-DR1

HLA-G

Inibizione diallo-CTL

IL-10 ↑↑↑↑TNF-αααα ↓↓↓↓INF-γγγγ ↓↓↓↓

HLA-G

Aumento rispostaallogenica-CTL

IL-10 ↓↓↓↓TNF-αααα ↑↑↑↑INF-γγγγ ↑↑↑↑

Gravidanza normaleAborto ricorrente e pre-eclampsia

Aumento rispostaTh1,Diminuzione Th2:

IL-2INF-γ(TNF-α)

(Kapasi et al 2000)

Produzione citochine Th2:IL-4IL-5IL-10IL-13

La bilancia Th1/Th2

Il successo di una gravidanza è correlato con la prevalenza di risposte Th2, piuttosto che Th1

HLA-G/sHLA-G???

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, Tpoco 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)

Rabinovich et al, 2002Logdberg & Wester, 2000

Moffett-King, Nat Rev Immunol, 2002Dosiou & Giudice, 2005

Ruolo dei macrofagi :fenomeni di apoptosi placentare

Abrahams et al, 2004

♦ Una accurata regolazione dei meccanismi di apoptosi a livello placentare èfondamentale per il successo della gravidanza

♦ La clearance dei “corpi apoptotici” a livello placentare rappresenta uno stepcritico per l’omeostasi tessutale, prevenendo il rilascio di prodotti cellulari che potrebbero innescare una risposta infiammatoria indesiderata

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 ?

Voll et al, 1997Savill e Fadok, 2000Duffield et al, 2001Huynh et al, 2002Mor & Abrahams, 2003

Il legame e l’ingestione di materiale apoptotico da parte dei macrofagi determina un effetto immuno-soppressivoe anti-infiammatorio

un eccesso di apoptosi(eventi infetttivi ?) induce attivazione in senso pro-infiammatorio dei MØ

Th2

Th1

Cellule immunocompetenti a livello periferico

♦ In gravidanza aumenta il numero di leucociti♦ Linfociti T : switch Th1 – Th2 (assoluto ? relativo ?)

♦ Cellule NK (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

CKCKCKCK----Th1 : Th1 : Th1 : Th1 : IFNIFNIFNIFNγγγγ, , , , TNFTNFTNFTNFαααα, , , , TNFTNFTNFTNFββββ, IL, IL, IL, IL----2222 CKCKCKCK----Th2 : ILTh2 : ILTh2 : ILTh2 : IL----4, IL4, IL4, IL4, IL----5, IL5, IL5, IL5, IL----6, IL6, IL6, IL6, IL----10 e IL10 e IL10 e IL10 e IL----13131313

Il “clima citochinico” (tipo 1 o tipo 2) condiziona il destinoe 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

FETUS

Maternal NK cell

ILT-2/(-4)*)

KIR2DL4

Cell lysis

Trophoblast cell

HLA-E

HLA-G1HLA-C

HLA-F (?)

CD94/NKG2

Maternal monocyte/macrophage/lymphocyte

sHLA-G?

HLA-G ↑↑↑↑(influenced by

HLA-G genotype)HLA-G ↓↓↓↓

Augmentation of allo-CTL response ?IL-10 ??TNF-α ↑INF-γ ↑

IL-10

Inhibition of allo-CTL response ?IL-10 ??TNF-α ↓INF-γ ↓TGF-β1 ↑VEGF ↑

Influence, interact with or modulateSecretion of the specific factor

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

♦ Tregs importanti per la prevenzione di malattie autoimmuni

♦ Giocano ruoli fondamentali nella induzione di tolleranza nei trapianti d’organo

(Sasaki et al 2004)

HLA e aborto ricorrente (recurrentmiscarriage 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 SpontaneoPrevalenza 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 (up-regulation di fgl2 che converte pro-trombina in trombina)

• TNFα e IFNγ inibiscono “in vitro” la crescita delle cellule trofoblasticheumane e ne inducono l’apoptosi

Chaouat et al, 1990Haimovici et al, 1991 Yui et al, 1994Laird 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 permeabilitàvascolare) Ulcerazione focale del sincizio alla

miscoscopia elettronica.

(daFox: ”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 recettorialicoinvolte 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 pre-eclampsia (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 ricorrenteautoimmunità

♦ Diagnosi

– Antiphospholipidi– Anti Nucleo ANA– Anti tiroide1. Anti-tireoglobulina2. Anti-tireoperossidasi3. Anti-recettore TSH

Anticorpi anti-sperma

♦ 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 antibody-mediated damage. A high level of complement-regulatory 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. LinksHard 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 06-018-030LM

♦ 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 monoclonalecorrispondente agisce come simile molecolare per questo agente patogeno

Anti-CD55 potenziata liquida 06-018-030LM

♦ Una fiala una volta al giorno, seguendo la numerazione

♦ Cicli intervallati da 7-14 giorni di sospensione♦ Meccanismo di similitudine patogenetica

CIAO!