Niedobory odporności
Lipopolisacharydy spiruliny hamują wzrost guza
Źródło: Oncology Reports; Autor: Hiromi Okuyama, z Laboratory of Immunology, Faculty of Pharmacy, Osaka Ohtani University, Tondabayashi, Osaka 584-8540, Japan
Lipopolisacharydy uzyskane ze spiruliny (Arthrospira) hamują wzrost guza nowotworowego w sposób zależny od receptora TLR4 poprzez zmianę środowiska cytokin z interleukiny-17/interleukiny-23 na interferon-γ. Badanie przeprowadzono na modelu zwierzęcym.
Lipopolisacharydy spiruliny hamują wzrost guza
Hiromi Okuyama Akira Tominaga Satoshi Fukuoka Takahiro Taguchi Yutaka Kusumoto Shiro Ono
Oncology Reports; 2017 Feb; 37(2): 684–694.
Spirulina lipopolysaccharides inhibit tumor growth
Spirulina platensis to Gram-ujemna sinica (niebiesko-zielona alga*) o zdolnościach do tlenowej fotosyntezy. Od czasów cywilizacji Azteków w Meksyku organizmy te były szeroko wykorzystywane jako suplementy diety ze względu na ich walory odżywcze oraz były stosowane dla ich właściwości terapeutycznych. Lipopolisacharydy uzyskane ze spiruliny nie są toksyczne w odróżnieniu od np. lipopolisacharydów z Salmonella abortus, ale ich wpływ na produkcję cytokin lub aktywność przeciwnowotworową nie był dotychczas bliżej zbadany. Dlatego bardzo interesujące byłoby zbadanie, w jaki sposób lipopolisacharydy ze spiruliny platensis wpływają na wzrost guza i wytwarzanie cytokin zapalnych in vivo.
W badaniach przeprowadzonych na modelu mysim wykazano, że leczenie lipopolisacharydami ze spiruliny zwiększyło poziomy interferonu gamma (IFN-γ) w surowicy we wczesnych stadiach rozwoju nowotworu i obniżyło poziomy interleukin 17 i 23 w surowicy w późniejszych stadiach. Lipopolisacharydy ze spiruliny indukowały również wytwarzanie IL-12 w sposób zależny od limfocytów T CD4, oraz indukowały wytwarzanie IFN-γ głównie przez limfocyty T CD4.
W podsumowaniu autorzy stwierdzają: lipopolisacharydy ze spiruliny hamowały wzrost guza poprzez obniżanie poziomu IL-17/IL-23 w surowicy z jednoczesną indukcją IFN-γ przez receptory TLR4. Ponadto lipopolisacharydy ze spiruliny wykazywały ograniczoną indukcję lub brak indukcji IL-6 i IL-23 oraz zmieniały środowisko cytokin w organizmie gospodarza z nowotworem z typu Th17 na Th1. W ten sposób potwierdziliśmy znaczenie równowagi między poziomami IFN-γ i IL-17/IL-23 w regulacji wzrostu guza. Warto zauważyć, że lipopolisacharydy ze spiruliny były w stanie zahamować spontaniczny rozwój guzów sutka. Nasze wyniki dostarczają nowych informacji na temat wykorzystania immunomodulatorów działających poprzez receptory TLR w immunoterapii raka.
* Sinice Arthrospira platensis vel maxima, kiedyś były zaliczane do mikroalg, obecnie są zaliczane do prokariotycznych (tj. nie posiadających jądra komórkowego) cyjanobakterii. Spirulina to nazwa handlowa skoncentrowanych suszonych sinic Arthrospira platensis. Ze spiruliny uzyskuje się trzy rodzaje ekstraktów: ekstrakt proteinowy (czyli białkowy i właściwościach odżywczych), ekstrakt fikocyjaninowy (barwnikowy) oraz ekstrakt lipopolisacharydowy (o właściwościach immunomodulujących).
Okuyama H, Tominaga A, Fukuoka S et al. Spirulina lipopolysaccharides inhibit tumor growth in a Toll-like receptor 4-dependent manner by altering the cytokine milieu from interleukin-17/interleukin-23 to interferon-γ Oncology Reports; 2017 Feb; 37(2): 684–694.
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
- Stopniowy spadek liczby limfocytów T po 70 roku życia
- Wzrost liczby limfocytów CD4 i spadek liczby limfocytów CD8
- Szczątkowa funkcja grasicy
- Wzrost ekspresji CD45RO, spadek ekspresji CD45RA
- Spadek ekspresji IL-2, IL-4 i INF-γ
- Osłabienie odpowiedzi proliferacyjnej limfocytów po stymulacji PHA i ConA
- Zmniejszenie częstości dodatnich reakcji DTH, i osłabienie ich intensywności
W zakresie odporności humoralnej
- Spadek poziomu IgM, IgE i IgD, wzrost poziomu IgG
- Spadek miana naturalnych przeciwciał
- Wzrost miana autoprzeciwciał i przeciwciał antyidiotypowych
- Spadek liczby limfocytów B CD5(-) i wzrost limfocytów B CD5(+) po 70 roku życia
- 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
- Infekcja wirusem cytomegalii (CMV) – u 80% populacji w młodości przebiega bezobjawowo, objawy przy obniżonej odporności
- Ostra infekcja wirusem ospy i półpaśca (Varicella Zoster Virus – VZV)
- Ostra infekcja wirusem opryszczki (Herpes Simplex Virus – HSV)
- Gruźlica i mykobakteriozy
- Infekcje grzybicze (candida, cryptococcus, aspergillus)
- Pneumocystodoza
Stres a odporność
W badaniach doświadczalnych na zwierzętach w warunkach stresu stwierdza się spadek wskaźników odpowiedzi komórkowej
- Spadek liczby limfocytów
- Zaburzenia ilościowe subpopulacji
- Spadek aktywności komórek NK
- Spadek odpowiedzi proliferacyjnej na antygen
- 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
