Inmunopatología e inmunointervención en riñones nativos y trasplantados

Sistema de complemento

Dr. H. Eduardo Chuluyan Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos Facultad de Medicina, UBA. [email protected]

Historia bacterias

Precalentamie nto del suero a 56°C

Aglutinación = y Lisis bacteriana

+ Suero

Animal no expuesto a la bacteria

Extracción de suero

Jules Bordet (1870-1961)

Extracción de suero

bacterias

+ Suero

=

Aglutinación

bacterias

Aglutinación y Lisis bacteriana

Definición Cascada proteolítica formada por más de 40 proteínas plasmáticas que actúan en conjunto para opsonizar microbios, promover el reclutamiento de fagocitos, y en algunos casos, lisar a los microbios.

Terminología

Ejemplos C seguido de un número…Vía Clásica

C1, C2

B seguido de un número…Vía Alterna

B1

Moléculas Precursoras

Fragmentos Componentes Inactivos Estado Activo

Sufijo con letra minúscula

Prefijo

Una barra sobre el símbolo

C4a, C4b

iC3b

C4b2b

Alterna

Clásica

Vías de activación

Lectinas

Etapas Vías de activación

Inicial

Tempranas

Tardías

Clásica

Complejos Ag-Ac

C1, C4, C2

C3, C5, C6, C7, C8, C9

Lectina

Microbios

MBL, C4, C2

C3, C5, C6, C7, C8, C9

Alternativa

Espontánea Microbios

C3, B, D (P)

C3, C5, C6, C7, C8, C9

Función

Activación: Etapas Iniciación

Tempranas

Tardías

Etapas Tempranas en la Activación del Complemento (1)

Louis Pillemer 1908-1957

Etapas Tempranas en la Activación del Complemento (2)

Etapas Tempranas en la Activación del Complemento (3)

Fig. 12-6C

Etapas Tempranas en la activación del C Unión del Complemento

B D MASP

Formación de C3 Convertasa P

Unión covalente de C3b al microbio; Formación de C5 convertasa

MBL

Etapas Tardías

Otras vías de Activación

Yan C, Gao Hongwei. Frontiers in Immunology 2012 Dec; 3, article 368.

¿Dónde se produce el Complemento?

Fuentes •

•

Compartimento Central Pool Intravascular por síntesis hepática

•

•

Compartimento Periférico (+ importante en Tx) Pool Extravascular producida por células tisulares y cél. Reclutadas.

¿Pasaje?

C3: improbable porque tiene un PM de 180 kDa

Los niveles de C3 “LOCAL” aumentan en función de la duración de la isquemia fría, y tienen su pico a las 48 h post-Tx. La expresión de C3 en el órgano del donante antes del Tx tiene un impacto negativo en el Tx medido a los 2-3 años.

Funciones Efectoras del Complemento

Citólisis

Opsonización y fagocitosis (C3b, C4b)

Inducción de reacciones inflamatorias (C5a, C3a, C4a) Anafilotoxinas

Depuración de Inmunocomplejos (C3b) Complejos Ag-Ac pequeños en la circulación, activan el complemento y generan C3b que se unen a los complejos de manera covalente

Clearence de Inmunocomplejos (C3b) En el hígado y bazo, las células C3b se unirá al receptor CR1 en la fagocíticas removerán los inmunocomplejos superficie de eritrocitos

Estimulación de la respuesta humoral

Activación del Complemento

Reconocimiento de LB

Señalización y Activación B

Otras acciones del Complemento

Sobre RI Adapatativa (en trasplante)

Inmunidad Innata y Adaptativa

La síntesis periférica de Complemento es un problema porque es la que contribuye a la activación de LT y modula la RI adaptativa

Rol de C3a y C5a El Complemento contribuye a la IRI, pero lo hace C5a y C5b-C9, pero NO C3a Concentraciones sublíticas activan células que producirán: IL-6, TNF, PG, ICAM-1, FT, colágeno. ¿Sobre qué células actuarán? Dependerá del órgano en cuestión, ej. Endotelio y miocitos para corazón e intestino; Cél. Tubulares para riñón.

Son cofactores en la presentación antigénica y activa a LT vírgenes aloreactivos

El Complemento producido por la CPA del donante actúa sobre ella misma y sobre los LT

Son cofactores en la presentación antigénica y activa a LT vírgenes aloreactivos Sacks SH, Zhou W. Nature Reviews Inmunology 2013 June; 12 (6) :431-42.

Complemento 1. 2.

A.

B.

C.

D.

E.

F.

G.

En la interface entre la inmunidad innata y adaptativa Involucrado en la activacíón T y B.

La activación del C5aR aumenta la activación de LT a través de la produción de IFNg inducido por L-12. Puede unirse a Ac anti HLA-I del donante provocando un rechazo más severo. La potencia con la que se activa la vía clásica depende del isotipo IgG > IgG1 > IgG2 > IgG4. El isotipo IgG3 media un rechazo agudo independiente del receptor de Fc o de las células NK. Las proteínas reguladoras del C (CD46, CD55 y CD59) pueden proteger al injerto en trasplantes crossmatch positivo. Eculizumab (Ac contra C5) inhibe el clivaje de C5a y C5b y previene la generación del complejo de ataque lítico. Mejora la sobrevida en modelos animales de trasplante y esta en ensayos clínicos.

¿Se puede amplificar el efecto proinflamatorio del complemento?

Las plaquetas que tienen adherido componentes del complemento, son capaces de diseminar el daño

Ioannou A, Kannan L, Tsokos GC. Autoimmunity 2013 Feb; 46(1) :1-5.

Reguladores

Sacks SH, Zhou W. Nature Reviews Immunology 12, 431-442 (June 2012) | doi:10.1038/nri3225

Reguladores

Sacks SH, Zhou WNature Reviews Immunology 12, 431-442 (June 2012) | doi:10.1038/nri3225

Regulación de la actividad de C1 por C1 INH

Inhibición de la formación de la Convertasa C3

Factor I – Media el clivaje de C3b

Regulación de la formación de MAC

Otros reguladores C4BP: Une C4b y bloquea la formación de la C3 convertasa de la vía clásica. Permite la escisión e inactivación de C4b por Factor I C4BP y el Factor H aceleran la degradación de C3, C4b2a y C3bBb convertasas de la vía clásica y alterna. CD46 o MCP: Se une a C4b y C3b depositado sobre células propias y las torna susceptibles de inactivación por el factor I

CD55 acelera la degradación de C3 convertasas de las tres vías de activación.

CD35/CR1 es un cofactor que cliva C4b y el C3b mediado por el factor I. También acelera la degradación de la C3 convertasas.

Wagner E, Frank MM. Nature Reviews Drug Discovery 2010 Jan; 9, 43-56.

CD59 interfiere con la unión y polimerización de C9.

¿Participa el Complemento en la Inmunopatología del trasplante?

Daño tubular por complemento

Sacks SH, Zhou W. Nature Reviews Inmunology 2013 June; 12 (6) :431-42. 

Evidencias experimentales: la Activación del Complemento es uno de los factores que participan en IRI renal

¿Qué vía se activa en Tx? Eventos que activan al Complemento Mecanismos efectores IRI

IgM y/o MBL y/o PCR

Se activan las tres vías. Depende del modelo y del tejido. C5a, C5b-9

Rechazo mediado por Ac

Ac preformados o inducidos contra el injerto

C5b-9 (lisis, quimiotaxis, activación endotelial, reclutamiento celular)

Rechazo Celular

DAMPs, muerte cerebral del donante, IRI del injerto

Síntesis local de C3. C3a y C5a activan CPA .

¿Qué vía se activa en Tx?

¿Vía de las lectinas? Sí En riñón, corazón e intestino: vía de lectinas, por la unión de ficolinas y colinas como MBL a carbohidratos presentes en células estresadas. Principalmente MBL y MASP2 (OJO, MASP2 cliva C3 sin involucrar a C4).

¿Vía Clásica? Controvertido. Si se produce, sería por unión de C1q a IgG adherida o por PCR. Podría ser por IgM natural unida a fosfolipidos y anexina.

¿Vía Alterna? Sí, pero sólo amplifica la cantidad de C3b depositado sobre la membrana celular por activación de otras vías.

¿Siempre que hay Complemento hay inmunoestimulación?

NO

CD46 en Innata

CD46 en Adaptativa La estimulación de CD46 o MCP por Complemento induce un cambio hacia un fenotipo inmunosupresor productor de IL10 (Treg).

Si hay deficiencia de complemento los LTreg no suprimen la respuesta inmune. Ojo: los efectos tolerogénicos del Complemento sólo se observaron para antígenos menores de histocompatibilidad.

Acomodación del Injerto

• •

Sin rechazo a pesar de tener DSA. Mecanismos –

– –

Sobre-expresión de mecanismos regulatorios del complemento: la presencia de C4d puede ser buena en ausencia de signos de injuria. Reemplazo de cél endoteliales del donante con endotelio del receptor. Aparición de proteinas anti-apoptoticas BCL-2, BCL-X, HO – 1.

La acomodación se daría por: i) un aumento de CD59 y CD55 ii) Por proteínas antiapoptóticas como BCL2, BCLXL, HO1

Protectina Bloquea la inserción de C5b-C9

CD55 y CD59 Aumenta por Ac patogénicos C5b-C9, Trombina Mol. Proinflamatorias.

Inhibidor del Complement o

Blanco

Principales Mecanismos de acción

Limitaciones o efectos adversos

Eculizumab

C5

Inhibe la formación de C5b-9 y C5a

Aumenta el riesgo de infecciones (para bacterias encapsuladas)

rhC1-INH

C1r, C1s, XIIa, XIa, Plasmina, MASP-1, MASP2, C3b, Calicreina.

Efectos reguladores sobre las vías de coagulación, fibrinolíticas y MBL. Inhibe la vía alterna bloqueando la formación del complejo C3b/factor B, une calicreína, inhibiendo su actividad y controlando la liberación de la bradiquinina.

Desconocido

Factor del veneno de Cobra (CVP)

C3

Actúa como una C3 convertasa más estable, activa la vía alterna, provocando el consumo de C3 y su depleción.

Toxicidad. Inmunogenicidad. Genera C3a y C5a

Compstatin

C3, C3b

Previene la conversión de C3 a C3b, inhibiendo la vía terminal

Vida media corta

Receptor soluble de complemento (sCR1)

C3b, C4b

Inactiva la C3 y C5 convertasa en las tres vías

Vida media corta

Proteina de control de C derivada del virus vaccinia

C3b, C4b

Regula la vía alterna y clásica, bloqueando C3b y C4b, tiene propiedades de unión a heparina, inhibe la agregación de neutrófilos y NK

Desconocido

C3 o C5R siRNA

C3 o C5R

Inhibe la expresión local de C3 o C5aR

Vida media corta.

Terapia y diagnóstico Si se quiere inhibir el daño intersticial...actuar sobre el pool periférico. Si quiero inhibir el daño endotelial...actuar sobre el pool central.

Eculizumab: antagonista de C5aR. Bloqueo sistémico de C5. Se usa para hemoglobinuria paroxística nocturna Previene el rechazo de Tx en pacientes con Ac anti-HLA Sirve en pacientes con síndrome urémico hemolítico post Tx (este síndrome se produce por mutaciones en el Factor H y CD46. Otras estrategias: unir CR2 al regulador CRRY (inhibe todo el C), o fusionar CR2+factor H (inhibe la vía alterna).

Test de laboratorio que me permiten evaluar complemento

Cuantificación de componentes (C3, C4, MBL - IDR, nefelometría) - concentración: mg/ml

Test Funccionales Para las vías clásicas y alternativas

Muchas gracias

Referencias Ioannou A, Kannan L, Tsokos GC. Platelets, complement and tissue inflammation. Autoimmunity 2013 Feb; 46(1) :1-5. doi: 10.3109/08916934.2012.722144. Kemper C, Atkinson JP. T-cell regulation: with complement from  innate immunity. Nat Rev Immunol 2007; 7(1) :9-18. Kindt TJ, Goldsby RA, Osborne Ba, Kuby J. Kuby immunology. New York, WHFreeman, 2007. Piccoli AK, Alegretti AP, Schneider L, Lora PS, Xavier RM. Expressão de proteínas reguladoras do complemento CD55, CD59, CD35 e CD46 na artrite reumatoide. Revista Brasileira de Reumatologia 2011; 51(5) :497-510. [Acceso El 20 de julio de 2013]. Disponible en: http://www.reumatologia.com.br/PDFs/RBR515PT.pdf . Sacks SH, Zhou W. The role of complement in the early immune response to transplantation. Nature Reviews Inmunology 2013 June; 12 (6) :431-42. | doi:10.1038/nri3225.

Wagner E, Frank MM. Therapeutic potential of complement modulation. Nature Reviews Drug Discovery 2010 Jan; 9, 43-56. Yan C, Gao Hongwei. New insights for C5a and C5a receptors in sepsis. Frontiers in Immunology 2012 Dec; 3, article 368. [Acceso el 17 de julio de 2013]. Disponible en: http://dash.harvard.edu/bitstream/handle/1/10581974/3518060.pdf?sequence=1 o http://www.frontiersin.org/Journal/DownloadFile.ashx?pdf=1&FileId=15845&articleId=31042&Version=1&ContentType

Inmunopatología e inmunointervención en riñones nativos y trasplantados

Sistema de complemento

Dr. H. Eduardo Chuluyan Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos Facultad de Medicina, UBA. [email protected]