Abstrakta přednášek
11. ročník, květen 2012 (zpět na seznam abstrakt)
Imunopatogenéza asthma bronchiale
MUDr. Martin Dzurilla, Prof. MUDr. Milan Buc, DrSc. Imunoalergológia Dzurilla, Nitra, Imunologický ústav LF UK Bratislava.
Priedušková astma je chronická zápalová choroba dýchacích ciest, ktorú charakterizuje hyperreaktivita bronchov vedúca k opakujúcim sa záchvatom dýchavice, tiesne na hrudníku, piskotov a kašľa. Záchvaty sú zvyčajne spojené s variabilnou obštrukciou dýchacích ciest, ktorá je reverzibilná buď spontánne alebo po liečbe.
Doteraz vládla predstava, že chronický zápal dýchacích ciest a ich remodeláciu primárne spúšťa alergénová senzibilizácia, ktorá sa prehlbuje ďalšou expozíciou alergénom ako aj iným poškodzujúcim environmentálnym vplyvom. Tento postulát sa však v ostatnej dobe pod vplyvom nových údajov prehodnocuje. Ukazuje sa, že rozhodujúcu úlohu v procese patogenézy astmy zohráva funkčne a štruktúrne defektný epitel dolných dýchacích ciest spolu s priľahlými bunkami, ktoré tvoria tzv. epitelovo-mezenchýmovú trofickú jednotku (EMTU). Abnormálnou signalizáciou na bežné podnety z okolitého prostredia sa vytvára prozápalové mikroprostredie, ktoré uľahčuje alergénovú senzibilizáciu, predisponuje k akútnej exacerbácii a perzistencii astmy. Aktivácia EMTU pravdepodobne tiež spoluzodpovedá za remodeláciu tkaniva, ktorá neskôr vedie k strate reverzibility, zníženiu funkcie pľúc a k refraktérnosti na liečbu v dospelosti.
Hoci sme astmu v minulosti považovali za jednotnú chorobu, dnes rozoznávame viaceré fenotypy s čiastočne odlišnou patológiou, klinickými prejavmi, odpoveďou na liečbu i dlhodobými dôsledkami. Najčastejší typ astmy vykazuje Th2 zápalový typ odpovede. Prílišné zameranie sa na Th2-odpoveď a simplifikácia viedla k tomu, že astma sa považovala za výsledok len čisto alergénovej senzibilizácie. Viaceré spoločné rysy alergickej a nealergickej astmy však ukazujú, že zápal a remodelácia sa môžu vyskytovať aj bez atopie.
epitel priedušiek za fyziologických okolností vytvára pomocou tesných medzibunkových spojení vysoko regulovanú a zväčša nepriepustnú bariéru. chová sa ako molekulové sito, ktoré vdychovaným antigénom či mikroorganizmom nedovolí preniknúť do subepitelového priestoru. Napriek tomu bunky imunitného systému niektoré antigény rozpoznávajú a tak indukujú imunitnú odpoveď. V tejto aktivite vynikajú najmä dendritové bunky (DC). Sú strategicky umiestnené v bazolaterálnom priestore epitelu a od vzduchu ich oddeľuje len tenká bariéra medzibunkových spojov. Avšak DC dokážu rozšíriť svoje rozpoznávacie pôsobenie tým, že do priestoru medzi epitelovými bunkami vsúvajú svoje výbežky a tak kontrolujú obsah lúmenu. Táto „periskopová“ funkcia im poskytuje neustály prehľad o dianí v povrchovej vrstve epitelu dýchacích ciest. Aj keď uvedená funkcia DC im umožňuje rozpoznať ľubovoľný inhalovaný proteín a prezentovať ho T-lymfocytom, niektoré alergény (napr. roztočov domáceho prachu), sa dokážu dostať do subepitelového priestoru aj samotné a to tým, že enzýmovo degradujú proteíny medzibunkových spojení. Alergény, ktoré nemajú proteázovú aktivitu, ako sú napríklad zložky tela švábov, môžu zvyšovať permeabilitu prieduškového epitelu nepriamo, a to prostredníctvom indukcie syntézy VEGF (vascular endothelial growth factor).
Za fyziologických okolností sa DC nachádzajú v neaktivovanom stave a indukujú toleranciu. Na jej prelomenie sa DC musia aktivovať, čo sa deje o.i. aj látkami, ktoré označujeme ako signály nebezpečenstva (DAMP); sú to rôzne exogénne i endogénne látky. DC rozpoznávajú signály nebezpečenstva svojimi receptormi, ktoré poznáme pod názvom PRR (vzorkové receptory). Patria k nim napr. TLR (toll like receptors), PAR (protease-activated receptors), MDA a iné,. Aktivácia DC vedie k ich dozrievaniu a k migrácii do regionálnych lymfatických uzlín kde aktivujú naivné Th-lymfocyty a nasmerujú ich diferenciačný (polarizačný) proces do Th2-subpopulácie. Zdá sa, že alergický zápal a abnormálne epitelové reparačné mechanizmy, ktoré zahŕňajú aj aktiváciu EMTU sú paralelnými fenoménmi, vedúcimi k prezentácii rôznych fenotypov astmy. Poškodenie epitelu environmentálnymi činiteľmi ako sú vírusové infekcie, vzdušné znečistenie (O3, NOx, dieselové častice, tabakový dym), alergény s enzýmovou aktivitou vyvolá tvorbu signálov, ktoré v priľahlom mezenchýmovom tkanive zosilnia zápalovú a remodelačnú odpoveď. Ukazuje sa, že epitel astmatikov má konštitučne narušenú bariérovú funkciu v zmysle poruchy tesných medzibunkových spojov aj dezmozómov, ľahko stráca cylindrické bunky. Funkčný defekt epitelu sa prejavuje aj zníženou tvorbou IFN-β a IFN-λ (interferóny I. a III. triedy) v odpovedi na vírusovú infekciu. To umožňuje rozsiahlejšiu replikáciu vírusov, ktorá spôsobí smrť buniek a uvoľnenie nových vírusových častíc a zápalových mediátorov do okolia. Ukazuje sa, že túto nedostatočnú odpoveď na infekciu rinovírusmi spôsobuje porucha signalizácie cez TLR-3 a MDA-5 (melanoma differentiation-associated protein 5). Epitelové bunky astmatikov sú tiež vnímavejšie na poškodenie oxidačným stresom, ktoré podmieňuje pokles hladín superoxiddismutázy (SOD). Deti, ktoré prekonali opakované piskoty vyvolané vírusmi už vo veku do 3 rokov, majú poškodený epitel a zhrubnutú lamina reticularis a to bez ohľadu na prítomnosť, alebo neprítomnosť Th2 zápalu. Pritom práve tento fenomén je histologickým kritériom pre astmu u detí aj dospelých. Pre porušenú reparačnú schopnosť epitelu astmatikov svedčia zvýšená expresia EGFR (receptor pre epidermový rastový faktor), znížená prítomnosť markerov bunkovej proliferácie Ki67 a PCNA (nukleárny antigén proliferujúcich buniek) a zvýšená translokácia inhibítora bunkového cyklu p21waf v jadrách epitelových buniek.
Cytokíny sú nevyhnutnými faktormi v riadení imunitnej odpovede. Popri dlhšie známych cytokínoch, ktoré hrajú úlohu v patogenéze astmy, sa objavujú novšie: IL-25, IL-33 a TSLP. IL-25 podporuje proliferáciu Th2-lymfocytov a produkciu cytokínov, osobitne IL-5. Zistenie, že Th2-lymfocyty exprimujú veľký počet receptorov pre IL-25 naznačuje, že IL-25 môže priamo pôsobiť na CD4+ T bunkách, čo vedie k amplifikácii imunitnej odpovede . IL-33 produkujú početné bunky, najmä epitelové bunky bronchov a bunky hladkých svalov, po aktivácii TNF a IL-1 aj fibroblasty pľúc a keratinocyty, v malom množstve aj DC a makrofágy. Za fyziologických okolností IL-33 podporuje obranu proti helmintom, za patologických podmienok, pri astme, väzbou na svoj ST2 receptor, podporuje Th2 imunitnú odpoveď. Navyše v alergénom aktivovaných T-lymfocytoch indukuje syntézu IL-5 a IL-13; ide o ďalšiu, od IL-4 nezávislú, diferenciáciu naivných T-lymfocytov do Th2 subpopulácie.
Týmusový strómový lymfopoetín (TSLP) je cytokín, ktorý sa podobá IL-7. TSLP zodpovedá za aktiváciu myeloidných dendritových buniek (mDC), ktoré potom indukujú naivné T-lymfocyty do Th2-subpopulácie. TSLP však dokáže vyvolať tvorbu Th2-cytokínov aj priamo, a to v mastocytoch. Nie je bez zaujímavosti, že viacerí pracovníci opísali vyššiu tvorbu TSLP po stimulácii vírusovou dsRNA, resp. po infekcii humánnymi rinovírusmi (HRV) i respiračným syncyciovým vírusom (RSV) v prieduškovom epitele astmatikov oproti zdravým kontrolám. TSLP takto pri respiračných vírusových infekciách pravdepodobne štartuje a udržiava Th2 zápal aj nezávisle od mechanizmov sprostredkovaných IgE.
Narastajúce množstvo údajov z ostatných rokov potvrdzuje, že vírusové infekcie hrajú nezastupiteľnú úlohu v iniciácii a rozvoji prieduškovej astmy. Významný pokrok a dostupnosť detekcie infekčných agens, najmä metodikou PCR, umožnil bližšie preskúmať úlohu vírusov v patogenéze astmy. V početných štúdiách sa úroveň detekcie respiračných vírusov počas akútnych exacerbácii astmy alebo pri infekciách s piskotmi pohybovala v intervale od 40 % 90 %. HRV sú najčastejšie detegovanou skupinou vírusov vo všetkých vekových skupinách (až do 80 %) s výnimkou detí do 2 rokov hospitalizovaných pre bronchiolitídy, kde prevažuje RSV. Ak ale zoberieme do úvahy širšie definovanú skupinu dojčiat s epizódami pískania v prvom roku života, aj tu prevažuje asi trojnásobne častejšia detekcia HRV oproti RSV. Opakované HRV infekcie sprevádzané pískaním v prvom roku života poukazujú na silnejšiu koreláciu s astmatickými symptómami alebo pretrvávaním astmy vo veku 6 rokov v porovnaní so skupinou pacientov, ktorí prekonali RSV bronchiolitídu. Podobne, opakované infekcie HRV v prvých 3 rokoch života znamenajú až 26-násobne vyššie riziko vývoja astmy do veku 6 rokov, zatiaľ čo alergénová senzibilizácia zvyšuje toto riziko len 3-násobne. Zdá sa teda, že úlohu iniciátora astmy u geneticky predisponovaných jedincov v prvých 3 rokoch života zohrávajú, v súčinnosti s ďalšími faktormi, najmä rinovírusové infekcie. V teréne konštitučne narušenej štruktúry aj funkcie epitelu, resp. EMTU, práve vírusy predstavujú jedni z najdôležitejších signálov nebezpečenstva, ktorý umožní prelomenie tolerancie DC, ich aktiváciu a následnú indukciu Th2-odpovede.
V svetle nových údajov sa už priedušková astma nedá považovať za chorobu kde má primárnu úlohu alergénová senzibilizácia a nasledná Th2-odpoveď. Do centra pozornosti sa dostal prieduškový epitel s priľahlým mezenchýmom, ktorý, zdá sa, hrá ústrednú úlohu v patogenéze choroby. Narušená štruktúra a odpoveď epitelu podmieňuje nielen zvýšenú vnímavosť na environmentálne podnety, ale podieľa sa aj na nasledujúcich zápalových a remodelačných odpovediach; v tejto súvislosti sa často používa prirovnanie k chronickej rane. Tu niekde možno leží aj cieľ budúcej stratégie prevencie a liečby astmy.
