Niedobory odporności

26.09.2016

Nanocząsteczki żelaza aktywują obronę przed rakiem


Źródło: Stanford Medicine, News Center

Streszczenie: Nanocząsteczki żelaza potrafią uaktywniać komórki układu odporności - tzw. tumor associated macrophages, tak aby  zaatakowały i niszczyły komórki raka, wg. tego badania przeprowadzonego na myszach. Nanocząsteczki, które są dostępne pod nazwą ferumoxytol jako suplement żelaza w iniekcji. Preparat ten został  zatwierdzony przez Food and Drug Administration do leczenia niedokrwistości z niedoboru żelaza.

Kategoria: General
Napisał: admin

Iron nanoparticles make immune cells attack cancer

Stanford researchers accidentally discovered that iron nanoparticles invented for anemia treatment have another use: triggering the immune system’s ability to destroy tumor cells.

Sep 26 2016

Iron nanoparticles can activate the immune system to attack cancer cells, according to a study led by researchers at the Stanford University School of Medicine.

The nanoparticles, which are commercially available as the injectable iron supplement ferumoxytol, are approved by the Food and Drug Administration to treat iron deficiency anemia.

The mouse study found that ferumoxytol prompts immune cells called tumor-associated macrophages to destroy cancer cells, suggesting that the nanoparticles could complement existing cancer treatments. The discovery, described in a paper published online Sept. 26 in Nature Nanotechnology, was made by accident while testing whether the nanoparticles could serve as Trojan horses by sneaking chemotherapy into tumors in mice.

"It was really surprising to us that the nanoparticles activated macrophages so that they started to attack cancer cells in mice,” said Heike Daldrup-Link, MD, who is the study’s senior author and an associate professor of radiology at the School of Medicine. “We think this concept should hold in human patients, too."

Daldrup-Link’s team conducted an experiment that used three groups of mice: an experimental group that got nanoparticles loaded with chemo, a control group that got nanoparticles without chemo and a control group that got neither. The researchers made the unexpected observation that the growth of the tumors in control animals that got nanoparticles only was suppressed compared with the other controls.

Getting macrophages back on track

The researchers conducted a series of follow-up tests to characterize what was happening. Experimenting with cells in a dish, they showed that immune cells called tumor-associated macrophages were required for the nanoparticles’ anti-cancer activity; in cell cultures without macrophages, the iron nanoparticles had no effect against cancer cells.

Before this study was done, it was already known that in healthy people, tumor-associated macrophages detect and eat individual tumor cells. However, large tumors can hijack the tumor-associated macrophages, causing them to stop attacking and instead begin secreting factors that promote the cancer’s growth.

The study showed that the iron nanoparticles switch the macrophages back to their cancer-attacking state, as evidenced by tracking the products of the macrophages’ metabolism and examining their patterns of gene expression.

Furthermore, in a mouse model of breast cancer, the researchers demonstrated that the ferumoxytol inhibited tumor growth when given in doses, adjusted for body weight, similar to those approved by the FDA for anemia treatment. Prior studies had shown that the nanoparticles are metabolized over a period of about six weeks, and the new study showed that the anti-cancer effect of a single dose of nanoparticles declined over about three weeks.

The scientists also tested whether the nanoparticles could stop cancer from spreading. In a mouse model of small-cell lung cancer, the nanoparticles reduced tumor formation in the liver, a common site of metastasis in both mice and humans. In a separate model of liver metastasis, pretreatment with nanoparticles before tumor cells were introduced greatly reduced the volume of liver tumors.

Więcej czytaj --> Stanford Medicine, News Center

Wtórne niedobory odporności

Inaczej tzw. nabyte niedobory odporności, występują znacznie częściej niż pierwotne. Wtórne niedobory odporności najczęściej pojawiają się w chorobach typu: cukrzyca, anemia sierpowata, różyczka, białaczka, wietrzna ospa i różnymi zakażeniami bakteryjnymi. Przyczyną wtórnego niedoboru odporności może być niedożywienie, zabieg chirurgiczne, oparzenia czy przeszczepy narządów i podawanie leków immunosupresyjnych. Innymi przyczynami mogą być choroby układu krwiotwórczego, a także choroby autoimmunologicznych. Może być on również spowodowany przez wirusa HIV (Human Immunodeficieny Virus). AIDS czyli choroba spowodowana wirusem HIV jest również określana jako zespół nabytego upośledzenia odporności (Acquired Immunodeficiency Syndrome. Skutkiem zakażenia HIV jest spadek liczby limfocytów-T, przez co zwiększa się podatność organizmu na choroby, które przy normalnej odporności nie stanowią zagrożenia, jednak dla nosicieli HIV mogą być śmiertelne. Chorzy bardzo często mają nietypowe zapalenia płuc, infekcje grzybiczne, nowotwory oraz defekty w układzie nerwowym, które ostatecznie prowadzą do zgonu. Wtórne niedobory odporności są nabyte i najczęściej spowodowane zaburzeniami jatrogennymi. Stosowanie różnych leków immunosupresyjnych, przeciwnowotworowych czy niektórych antybiotyków dodatkowo obniża odporność organizmu.

Poniżej zestawiono szereg sytuacji w których dochodzi do zaburzeń/ niedoborów odporności.

Zaburzenia immunologiczne wieku podeszłego

      W zakresie odporności komórkowej

    1.     Stopniowy spadek liczby limfocytów T po 70 roku życia
    2.     Wzrost liczby limfocytów CD4 i spadek liczby limfocytów CD8
    3.     Szczątkowa funkcja grasicy
    4.     Wzrost ekspresji CD45RO, spadek ekspresji CD45RA
    5.     Spadek ekspresji IL-2, IL-4 i INF-γ
    6.     Osłabienie odpowiedzi proliferacyjnej limfocytów po stymulacji PHA i ConA
    7.     Zmniejszenie częstości dodatnich reakcji DTH, i osłabienie ich intensywności

      W zakresie odporności humoralnej

    1.        Spadek poziomu IgM, IgE i IgD, wzrost poziomu IgG
    2.        Spadek miana naturalnych przeciwciał
    3.        Wzrost miana autoprzeciwciał i przeciwciał antyidiotypowych
    4.        Spadek liczby limfocytów B CD5(-) i wzrost limfocytów B CD5(+) po 70 roku życia
    5.        Zwiększona synteza IL-4, IL-5, IL-6 , podwyższona aktywność INF-γ

Zaburzenia immunologiczne w przebiegu niewydolności nerek

    •      Przedłużona tolerancja na przeczep allogeniczny
    •      Wzrost podatności na infekcje
    •       Zwiększona liczba przypadków neoplazji
    •      Nieprawidłowa reakcja na szczepionki przeciwko infekcjom wirusowym (grypa, wzw)

Przyczyny zaburzeń  immunologicznych w mocznicy

    •       Przewlekły niedobór białka i kalorii (niedostateczna podaż, zaburzenia wchłaniania, nadmierna utrata)
    •      Niedobory Zn, witamin B6 i E
    •      Przeładowanie żelazem (ferrytyna powyżej 500 mcg/l)
    •      Nisko- i wielkocząsteczkowe toksyny mocznicowe
    •      Przewlekła dializoterapia

Zaburzenia odporności po zabiegu operacyjnym

    •       Wystąpienie anergii skórnej
    •       Spadek IgG i IgM (przed operacją) przeciwko endotoksynom bakteryjnym
    •       Duży spadek (>50%) liczby limfocytów w 1 dobie po zabiegu
    •       Zwiększona w 1 – 2 dobie aktywność neutrofilów
    •       Spadek (20-30%) aktywowanych monocytów
    •       Podwyższone stężenie IL-6

Polekowe zaburzenia odporności

          Po stosowaniu cytostatyków

    •      Neutropenia późna 35 – 45 dni  (nieodwracalne uszkodzenie komórki macierzystej linii mieloidalnej)
    •      Neutropenia wczesna 7 – 14 dni  (odwracalne uszkodzenie komórki macierzystej linii mieloidalnej)

          Po innych lekach – lek (hapten) uruchamia nieprawidłowe niszczenie granulocytów

          Po długotrwałym stosowaniu glikokortykosteroidów – hamowanie czynności granulocytów

Efekt działania glikokortykosteroidów

    •       Apoptoza limfocytów aktywowanych allo- i autoantygenami
    •       Zmniejszenie ekspresji antygenów MCH i cząsteczek adhezyjnych na powierzchniach komórek
    •       Hamowaniu indukcji syntazy tlenku azotu w makrofagach
    •       Upośledzenie funkcji limfocytów cytotoksycznych i komórek NK
    •       Hamowanie funkcji monocytów i makrofagów

Infekcje wikłające leczenie immunosupresyjne

    1.       Infekcja wirusem cytomegalii (CMV) – u 80% populacji w młodości przebiega bezobjawowo, objawy przy obniżonej odporności
    2.       Ostra infekcja wirusem ospy i półpaśca (Varicella Zoster Virus – VZV)
    3.       Ostra infekcja wirusem opryszczki (Herpes Simplex Virus – HSV)
    4.       Gruźlica i mykobakteriozy
    5.       Infekcje grzybicze (candida, cryptococcus, aspergillus)
    6.       Pneumocystodoza

Stres a odporność

W badaniach doświadczalnych na zwierzętach w warunkach stresu stwierdza się spadek wskaźników odpowiedzi komórkowej

    1.    Spadek liczby limfocytów
    2.    Zaburzenia ilościowe subpopulacji
    3.    Spadek aktywności komórek NK
    4.    Spadek odpowiedzi proliferacyjnej na antygen
    5.    Zaburzenia fagocytozy

Przewlekły stres → podwzgórze → przysadka → układ współczulny → ACTH, katecholaminy, opioidy → obniżenie produkcji IL2


Zaburzenia odporności w wyniku promieniowania jonizującego

  •       Napromienianie całego ciała = napromieniowanie tkanki limfatycznej (Total Lymphoid Irradiation)
  •       Największa pobudliwość komórek dzielących się np. limfocytów pobudzonych alloantygenem
  •       Limfocyty Th bardzie wrażliwe niż limfocyty Ts
  •       Makrofagi i komórki NK względnie odporne na napromienianie

Zaburzenia odporności a niektóre nowotwory

Układ odporności sprawuje nadzór immunologiczny, który zapobiega nowotworzeniu poprzez wczesne wykrywanie i niszczenie komórek atypowych. Immunosupresja i upośledzenie odporności może prowadzić do zakażeń wirusowych, które z kolei  mogą sprzyjać rozwinięciu się szeregu chorób nowotworowych:

  •       Chłoniaki nieziarnicze (Epstein-Barr Virus – EBV)
  •       Mięsak Kaposi (human immunodeficiency virus – HIV)
  •       Rak skóry i rak odbytu (human papilloma virus – HPV)
  •       Pierwotny rak wątroby (hepatitis B virus – HBV)

Zaburzenia odporności humoralnej w przebieg choroby nowotworowej

  •       Cytokiny (głównie TGF-beta transforming growth factor) wydzielane przez komórki nowotworowe (rak owsiano-komórkowy, międzybłoniak, ziarnica Hodgkina)
  •       Prostaglandyny (głownie PGE2) wydzielane przez makrofagi (nowotwory głowy i szyi)
  •       Gangliozydy produkowane m.in. przez makrofagi, erytrocyty, komórki wątroby

 

Zaburzenia odporności komórkowej w przebieg choroby nowotworowej

      Ogólne:

    •       Zmniejszenie liczby limfocytów
    •       Zmniejszenie populacji limfocytów CD4
    •       Spadek lub odwrócenie wskaźnika CD4/CD8
    •       Osłabienie aktywności komórek NK

      Miejscowe (region guza, regionalne węzły chłonne):

    •       Zmniejszenie liczby i zaburzenie funkcji komórek jednojądrzastych

Zaburzenia odporności w przebiegu choroby głodowej

Na szczęście w naszym kraju, ani w Europie choroba głodowa praktycznie nie występuje samoistnie. Może się objawić w przebiegu innych chorób o ciężkim i długotrwałym przebiegu /m.in. w przebiegu choroby nowotworowej, gruźlicy, zapalenia płuc, ciężkiej biegunki/. Choroba głodowa jest charakterystyczna do regionów dotkniętych wojną czy do Afryki subsacharyjskiej. W Europie w XX wieku były regiony dotknięte głodem np. wielki głód na Ukrainie w latach 1932 - 1933, oraz głód w obozach koncentracyjnych czy w nazistowskich Gettach dla Żydów. W przebiegu choroby głodowej dochodzi do szeregu zaburzeń organizmu, w tym również w zakresie układu odporności.

    •       Upośledzenie odpowiedzi komórkowej
    •       Upośledzenie fagocytozy
    •       Upośledzenie produkcji cytokin, przeciwciał i białek układu  dopełniacza
    •       Zanik grasicy i grasicozależnych stref węzłów chłonnych

Inne wtórne zaburzenia odporności

    •       W przebiegu zakażenia (HIV, HTLV1 (Human T-cell Leukemia Virus), wirusem odry, gruźlicy
    •       Niedobory żywieniowe (cynku, żelaza, witamin A, E, B, kwasu foliowego)
    •       Endokrynopatie (nadczynność tarczycy, choroba Cushinga, cukrzyca, nadczynność przytarczyc)
    •       Stany po urazach, po oparzeniach, głęboka hipotermia
    •       Utrata białka (enteropatie wysiękowe, zespół nerczycowy)
    •       Alkoholizm, narkomania

Budowa układu odporności

Jak działa odporność?

Niedobory odporności

Jak dbać o odporność?

Aktualności

Europejska Agencja Leków (EMA) dopuściła do stosowania terapię genową w leczeniu ciężkiego złożonego niedoboru odporności w wyniku niedoboru deaminazy adezynowej (ADA-SCID), będącego skutkiem mutacji genetycznej - informuje New Scientist. O terapii genowej, czym jest i o jej perspektywach, można przeczytać na portalu laboratoria.net

14.06.2017

Źródło: Medycyna Praktyczna, Autor: Dr n. med. Ewa Duszczyk, Polskie Towarzystwo Wakcynologii

26-letnia kobieta wybiera się na półroczną podróż w celach turystycznych do Azji Południowej. Jakie szczepienia zaproponować w celu zmniejszenia ryzyka zachorowania podczas podróży? Pacjentka poddana była szczepieniom w ramach obowiązkowych szczepień ochronnych.
06.11.2016

Źródło: Laboratoria.net, Autor: Magdalena Maniecka

Rozwój inżynierii genetycznej zaowocował powstaniem nowego nurtu w lecznictwie, polegającego na wprowadzaniu do organizmu obcych kwasów nukleinowych w celach terapeutycznych. Aktualnie terapia genowa nastawiona jest na dwa tematy: rekompensacja defektów genetycznych poprzez wprowadzenie właściwych sekwencji DNA oraz wyciszanie ekspresji tych genów, których produkty białkowe są szkodliwe dla organizmu.

26.09.2016

Źródło: Stanford Medicine, News Center

Streszczenie: Nanocząsteczki żelaza potrafią uaktywniać komórki układu odporności - tzw. tumor associated macrophages, tak aby  zaatakowały i niszczyły komórki raka, wg. tego badania przeprowadzonego na myszach. Nanocząsteczki, które są dostępne pod nazwą ferumoxytol jako suplement żelaza w iniekcji. Preparat ten został  zatwierdzony przez Food and Drug Administration do leczenia niedokrwistości z niedoboru żelaza.