p

8

p

p

 


BAZELE CELULARE ŞI MOLECULARE
ALE MEMORIEI IMUNITARE

 

Rãspunsul imun are trei particularitãţi generale: 1) specificitatea; 2) diversitatea (heterogenitatea anticorpilor); 3) memoria.

Memoria imunitarã este caracterizatã printr-un rãspuns imun mai rapid şi mai extins în timp. Argumentul direct este chiar timpul de latenţã mai scurt al rãspunsului imun secundar, explicabil prin faptul cã dupã prima expunere la antigen, rezultã o populaţie mai numeroasã de celule cu receptori specifici faţã de epitopii imunostimulatori. Aceste celule au parcurs deja câteva trepte ale diferenţierii spre celulele producãtoare de anticorpi.

Anticorpii rãspunsului imun secundar au o afinitate mai mare de legare cu antigenul specific. In rãspunsul imun secundar (de memorie), iniţial se secretã IgM, dar şi alte izotipuri, în special IgG.

Memoria imunitarã implicã tipuri funcţionale specializate de limfocite T şi B, denumite celule de memorie.

Receptorii de antigen ai limfocitelor B de memorie sunt în special molecule de IgG, iar ai limfocitelor neangajate sunt molecule de IgM şi IgD. Pe suprafaţa altor celule de memorie s-au identificat şi alţi receptori: IgM şi IgG, IgM şi IgA, IgM şi IgE. Aceşti markeri asigurã generarea izotipurilor corespunzãtoare de imunoglobuline în rãspunsul imun secundar. Limfocitele B de memorie au localizãri specifice şi receptorii lor de antigen prefigureazã izotipul anticorpilor secretaţi: limfocitele care au ca receptor de antigen molecule de IgA şi IgE sunt localizate în structurile limfoide asociate mucoaselor (digestivã, respiratorie). De aceea, calea de administrare a antigenului influenţeazã profund izotipul anticorpilor care se sintetizeazã, fiecare izotip având o eficienţã optimã ca mediatori ai funcţiilor efectoare particulare: IgA inhibã aderenţa microorganismelor la suprafaţa mucoaselor; IgG şi IgM sunt efectorii rãspunsului imun humoral, iar IgE activeazã mastocitele.

Receptorii de antigen ai limfocitelor B de memorie au afinitate mai mare de legare a antigenelor şi de aceea sunt mai eficienţi în captarea cantitãţilor mici de antigene şi în prezentarea mai rapidã a acestora.

Mecanismul generãrii limfocitelor B de memorie este ipotetic. Una din teorii considerã cã atât plasmocitele (producãtoare de anticorpi) cât şi celulele B de memorie derivã din acelaşi limfocit B precursor. Celulele rezultate din diviziunile succesive declanşate de stimularea antigenicã evolueazã diferit: unele se diferenţiazã în plasmocite, iar altele rãmân limfocite mici care se reîntorc la starea G0 şi devin limfocite de memorie. Descendenţii clonei stimulate evolueazã spre plasmocit sau spre celula de memorie, în raport cu influenţele pe care le primeşte de la diferite limfochine, de la celulele accesorii sau de la celulele Th.

Dupã altã teorie, celulele de memorie şi plasmocitele provin din celule B diferite. Limfocitele B par fi preprogramate sã devinã plasmocite sau limfocite de memorie, înainte de expunerea la antigen.

Rãspunsul imun secundar se caracterizeazã prin creşterea afinitãţii anticorpilor.

Afinitatea receptorilor şi a anticorpilor faţã de antigene este conferitã de regiunea variabilã a moleculei. Creşterea afinitãţii este explicabilã prin douã mecanisme:

- stimularea selectivã a limfocitelor care au receptor VH/VL de mare afinitate, exprimat pe suprafaţa limfocitelor B neangajate. Altfel spus, pe mãsurã ce cantitatea de antigen scade, continuã sã se activeze numai celulele cu receptori de mare afinitate şi sã domine rãspunsul imun;

- dupã stimularea antigenicã, în centrii germinativi ai organelor limfoide secundare are loc procesul hipermutaţiei somatice, printr-un mecanism necunoscut ce introduce mutaţii punctiforme în regiunile V.

Mecanismul memoriei imunologice pentru perioade lungi de timp (luni, ani sau tot restul vieţii) nu este cunoscut. Populaţia celulelor de memorie trebuie, prin definiţie, sã aibã viaţã lungã şi aceasta, teoretic, se poate realiza fie prin generarea celulelor care nu se divid şi nu mor sau prin generarea unei populaţii care se reînoieşte prin diviziuni care înlocuiesc celulele moarte.  Primul model are avantajul cã nu necesitã un component reglator, iar al II-lea impune acţiunea unui mecanism reglator al ratei de reînoire.

Existenţa unor limfocite cu viaţã lungã, dupã unii autori, este cu totul improbabilã, dar rezultatele analizei limfocitelor la om, dupã expunerea severã la radiaţii, sugereazã cã celulele individuale pot sã persiste fãrã sã se dividã, un interval de ordinul câtorva decade. Dupã alte opinii, supravieţuirea limfocitelor T şi B este dependentã de prezenţa antigenului. Experienţele de transfer adoptiv al celulelor de memorie (T şi B) au arãtat o scãdere a rãspunsului de memorie, în 30-40 de zile, ceea ce sugereazã cã memoria imunitarã nu este rezultatul diferenţierii limfocitelor de memorie cu viaţã lungã. Pãstrarea antigenului în organism pare sã aibã rol esenţial în menţinerea tuturor categoriilor de celule de memorie.

Antigenul se depoziteazã şi se pãstreazã în organism pentru perioade de ordinul lunilor sau chiar un an, în asociaţie cu celulele foliculare dendritice, sub forma complexelor imune. Ele realizeazã stimularea continuã a limfocitelor B, la un nivel scãzut. Celulele foliculare dendritice sunt esenţiale pentru memoria imunitarã a celulelor B, a cãror stimulare de duratã o realizeazã cu antigenele pe care le poartã pe suprafaţa lor. Celulele foliculare dendritice nu prelucreazã şi nu prezintã antigenele, dar depoziteazã complexele antigen-anticorp pe suprafaţa lor.

O altã modalitate a pãstrãrii îndelungate a memoriei imunitare este consecinţa expunerii periodice a limfocitelor B la antigene cu reacţie încrucişatã, la superantigene sau la mitogene, care prin intermediul interleuchinelor determinã o expansiune limitatã la câteva cicluri de diviziune.

Reţeaua idiotipicã a lui Jerne explicã memoria imunitarã: interacţiunile idiotipice dintre diferiţii constituienţi moleculari şi celulari ai reţelei, iniţiate de contactul cu antigenul, ar fi suficiente pentru pãstrarea memoriei informaţiei antigenice dobânditã anterior.

Limfocitele B de memorie nu se activeazã sub acţiunea mitogenilor sau a activatorilor policlonali, ci rãspund numai la antigenul specific.
Activarea lor necesitã o cantitate mult mai micã de antigen şi este mult mai puţin T-dependentã.

Celulele Th de memorie sunt probabil generate în cortexul ganglionilor limfatici, dar mecanismul nu este cunoscut. Mecanismul memoriei celulelor T a fost propus dupã modelul inducerii dermatitei de contact, o reacţie de hipersensibilitate întârziatã, mediatã de celulele CD4

Din punct de vedere funcţional, în contrast cu celulele Th neangajate, celulele Th de memorie primesc informaţie antigenicã nu numai de la macrofag, ci şi de la limfocitele B localizate la interfaţa dintre foliculi şi cortexul ganglionilor limfatici. Cele neangajate stimuleazã slab celulele B, iar celulele CD4 de memorie mediazã rãspunsul viguros al limfocitelor B.

Receptorul de antigen al limfocitelor T (RCT) nu suferã fenomenul maturãrii de afinitate. Aceasta înseamnã cã limfocitele T de memorie nu leagã epitopii antigenici cu afinitate mai mare, dar dupã stimularea secundarã, ele se activeazã mai rapid. Coreceptorul CD45 este prezent într-o izoformã cu greutate molecularã mai micã decât al limfocitelor T CD4 neangajate.

Caracteristica funcţionalã definitorie a celulelor Th de memorie este rãspunsul lor mult mai amplu la stimulul antigenic, prin proliferare intensã, comparativ cu celulele neangajate. Dupã stimulare, celulele Th de memorie produc o gamã mult mai largã de limfochine: IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IFN γ, spre deosebire de limfocitele Th neangajate, care la contactul cu antigenul sintetizeazã IL-2.

Mecanismul molecular al generãrii limfocitelor Tc (CTL) de memorie nu este cunoscut. Rãspunsul imun mediat celular faţã de antigenele de transplantare şi faţã de antigenele celulare în general, are la bazã aceleaşi caracteristici ale reactivitãţii imunitare: instalarea memoriei imunitare dupã stimulul primar şi o reactivitate intensã şi rapidã dupã reexpunerea la antigen. Reactivitatea imunã secundarã mediatã celular se evidenţiazã în dinamica respingerii alo- şi xenogrefelor: organismele liniei genetice A resping alogrefa primarã de la linia inbred B dupã dinamica rãspunsului imun primar (10-14 zile). A II-a grefã de ţesut de aceiaşi provenienţã este respinsã dupã dinamica rãspunsului imun secundar (5-6 zile), iar a II-a grefã de la un organism al liniei inbred C este respinsã de organismele liniei A dupã dinamica rãspunsului imun primar.

Celulele T CD8 de memorie produc o gamã largã de citochine, iar cele neangajate produc IFN γ.

Rãspunsul imun secundar (de memorie) este rezultatul cooperãrii variatelor tipuri de celule de memorie. De exemplu, celulele Th de memorie produc IL-2, cu efect stimulator asupra celulelor Tc şi B de memorie. Cooperarea celularã mãreşte eficienţa rãspunsului imun. O cooperare de tip special este aceea a limfocitelor B de memorie, care au capacitatea de a capta foarte eficient cantitãţile foarte mici de antigene specifice şi de a le prezenta limfocitelor Th. Captarea antigenului prin intermediul receptorului imunoglobulinic specific de antigen este de circa 1000 de ori mai eficientã decât prin pinocitozã nespecificã.

Pe suprafaţa limfocitelor T de memorie nu apar molecule noi, dar se exprimã la un nivel superior, cele implicate în aderenţa la epiteliul venulelor. Moleculele de suprafaţã sunt implicate în recircularea limfocitelor la situsuri preferenţiale (homing). Celulele T de memorie recirculã în primul rând în ţesuturile nelimfoide, ajung în ţesuturile limfoide prin limfaticele aferente şi se reîntorc în sânge prin limfa eferentã. Dovada este adusã de faptul cã in vivo, celulele care intrã cu limfa în ganglionii limfatici, sunt exclusiv celule de memorie. Nu se ştie dacã aceste celule recirculã sau rãspund la o stimulare antigenicã.

În concluzie, cele mai ample diferenţe între celulele neangajate şi cele de memorie sunt de ordin funcţional şi constau în primul rând în capacitatea celulelor de memorie de a secreta o gamã foarte largã de citochine. Populaţia celulelor de memorie are viaţã lungã, dar se pot divide cu o ratã controlatã de mecanisme homeostatice. Condiţiile pentru generarea şi menţinerea memoriei nu sunt clare. Reexpunerea la antigenul specific nu pare a fi necesarã pentru pãstrarea memoriei.

 

REGLAREA RÃSPUNSULUI IMUN
 

Pentru eficienţa acţiunii nu este suficient sã posezi efectori foarte buni, ci performanţele efectorilor trebuie monitorizate….(N. Wiener, 1961).

Teoria selecţiei clonale considerã cã organismul animal sau uman, în mod obişnuit rãspunde la stimularea cu orice substanţã antigenicã naturalã
sau artificialã, deoarece sistemul imunitar este alcãtuit dintr-un numãr imens
de populaţii de celule limfoide, fiecare având receptori specifici pentru un epitop antigenic.

Sistemul imunitar manifestã o stare de toleranţã perfectã faţã de constituienţii proprii organismului, dar existã situaţii de excepţie, în care anumite molecule self pot deveni imunogene.

Interacţiunile reciproce ale reţelei idiotipice, ca mecanism esenţial al reglãrii rãspunsului imun, se bazeazã pe raţionamentul cã dupã stimularea antigenicã, rãspunsul imun evolueazã pe douã direcţii esenţiale:

- sinteza anticorpilor complementari faţã de antigenul inductor, efectul fiind legarea şi neutralizarea antigenului;

- sinteza unor molecule care se combinã specific cu moleculele de imunoglobuline libere, dar şi cu receptorii limfocitelor T şi B şi îi blocheazã, inhibând funcţia lor şi stopând rãspunsul imun. Aceste molecule au rol esenţial în reglarea rãspunsului imun.

Sinteza moleculelor cu acţiune specificã faţã de receptorii limfocitari se datoreazã faptului cã moleculele de imunoglubuline, libere sau legate de celule, au determinanţi antigenici proprii care se comportã ca imunogene chiar pentru organismul în care s-au sintetizat.

Determinanţi antigenici izotipici. Molecula de imunoglobulinã poartã în structura sa mai multe categorii de determinanţi antigenici, evidenţiaţi prin injectarea imunoglobulinei asociatã cu adjuvantul Freund, la animalele de laborator. Anticorpii se comportã ca antigene faţã de organismele altor specii şi se sintetizeazã anticorpi faţã de determinanţii antigenici care definesc variantele izotipice, caracteristici diferitelor clase de imunoglobuline. Determinanţii antigenici izotipici se gãsesc pe catena H (γ, μ, α, δ, ε) sau pe catena L (κ sau λ) şi sunt invarianţi pe toate moleculele de imunoglobuline ale unei clase, la toţi indivizii unei specii.

Determinanţii alotipici se gãsesc pe moleculele de imunoglobuline ale organismelor unei specii, care au acelaşi alotip, adicã aceiaşi combinaţie de gene alele codificatoare ale anticorpilor. Determinanţii alotipici sunt localizaţi în regiunile constante ale catenelor H şi L şi semnificaţia lor este analogã celei a antigenelor de grup sanguin.

Determinanţii idiotipici sunt localizaţi în regiunile variabile ale moleculei de imunoglobulinã şi reflectã particularitãţile biochimice ale acestei regiuni. Aici se gãsesc determinanţii antigenici cu caracter individual ai moleculei de imunoglobulinã, denumiţi idiotopi, consecinţã a hipervariabilitãţii aminoacizilor.

Fiecare determinant antigenic se numeşte idiotop, iar ansamblul lor formeazã idiotipul. Idiotopii sunt asociaţi cu secvenţele hipervariabile ale moleculei: trei secvenţe ale catenei L şi trei din cele patru secvenţe hipervariabile ale catenei H (secvenţa a 3-a nu intrã în alcãtuirea paratopului).

Fenomenul idiotipiei semnificã existenţa unor determinanţi proprii fiecãrui organism, localizaţi pe moleculele de anticorpi. Prezenţa idiotopilor nu este limitatã la moleculele libere de imunoglobuline, ci se gãsesc şi în structura receptorilor limfocitari de antigen, în special în structura moleculelor de imunoglobuline cu rol de receptor de antigen de pe suprafaţa limfocitelor B.

Teoria reţelei idiotipice considerã cã idiotopii sunt imunogeni chiar pentru organismul în care s-au sintetizat şi induc sinteza anticorpilor specifici cu care se combinã. Aceştia se numesc anticorpi anti-idiotipici. La rândul lor, anticorpii anti-idiotipici induc sinteza anticorpilor anti-anti-idiotipici. Astfel, reţeaua idiotipicã nu este numai o reţea de interacţiuni moleculare între imunoglobulinele libere, ci este o reţea mixtã de interacţiuni celulare şi moleculare.  

În contextul teoriei, distincţia dintre idiotip şi anti-idiotip este numai operaţionalã. Orice idiotip de pe suprafaţa unui receptor de antigen(moleculã liberã sau ancoratã în membrana limfocitelor T şi B) poate funcţiona simultan, ca imunogen(epitop) stimulator al rãspunsului imun, dar funcţioneazã şi ca paratop, capabil sã se lege cu idiotipul complementar.

Repertoriul idiotipurilor este egal cu acela al specificitãţilor de legare.

Teoria reţelei idiotipice a lui Jerne se bazeazã pe faptul cã într-un organism, fiecare moleculã de anticorp este recunoscutã de situsurile de combinare ale altor molecule de anticorpi cu configuraţie spaţialã complementarã. Astfel, idiotopii proprii anticorpilor sintetizaţi în faza iniţialã a rãspunsului imun, se comportã ca determinanţi antigenici şi declanşeazã un rãspuns imun de faza II-a, în care se sintetizeazã anticorpi anti-anticorpi din faza I-a a rãspunsului imun. Anticorpii din faza a II-a se numesc anticorpi anti-idiotip. La rândul lor, aceştia au un set propriu de idiotopi, care se comportã ca epitopi antigenici şi induc sinteza anticorpilor de faza a III-a ş.a.m.d. Ca într-o salã a oglinzilor, acest proces se poate repeta continuu. Anticorpii sintetizaţi într-o astfel de cascadã a rãspunsului imun, sunt legaţi într-o reţea de interacţiuni specifice, care poate sã implice întregul sistem imunitar. 

Fig.89. Elementele reţelei idiotipice, în care receptorii de antigen ai unui limfocit recunosc reciproc un idiotip pe receptorii altui limfocit. Limfocitele Th, Ts şi B interacţioneazã prin reacţii idiotip-antiidiotip, producând stimularea sau supresia. Interacţiunile T-T pot avea loc prin recunoaşterea directã a unui RCT de cãtre altul sau mai frecvent, prin recunoaşterea unui peptid RCT prelucrat şi asociat cu moleculele CMH. Unul din seturile de anticorpi antiidiotipici, Ab2α poate purta un idiotip asemãnãtor cu antigenul (adicã este imaginea internã a acestuia). Acelaşi idiotip (O) poate fi prezent pe receptorii cu specificitãţi distincte, astfel cã anti-(anti-Id1) nu se leagã în mod necesar de antigenul original (α = anti; Id = Idiotip; Ab1 = Id; Ab = anti-Idiotip ce nu implicã paratopul; Ab2 α = anticorpi anti-Idiotip imaginea internã care implicã paratopul; Ab3 = anti(anti-Id ).

Anticorpii anti-idiotipici constituie forţa reglatoare a sistemului imunitar.

În mod asemãnãtor, reţeaua de interacţiuni specifice se creeazã între idiotopii moleculelor receptoare de antigen din membrana limfocitelor T. Ei sunt recunoscuţi de situsurile de combinare ale receptorilor de pe un alt set de limfocite.

Teoria reţelei idiotipice se bazeazã pe existenţa unei reţele imense de interacţiuni idiotip-antiidiotip, atât între anticorpi cât şi între receptorii celulari, ce asigurã controlul rãspunsului imun.

Dupã Jerne, interacţiunile reţelei se produc nu numai ca rãspuns la un stimul antigenic, ci şi în starea de echilibru a sistemului imunitar.

Caracterul de reţea a sistemului imunitar decurge din faptul cã fiecare moleculã de anticorp sau de receptor, funcţioneazã mai întâi ca moleculã efectoare a rãspunsului imun, dar şi ca moleculã inductoare a sintezei altor efectori. Prin intermediul interacţiunilor idiotip-antiidiotip, sistemul imunitar interacţioneazã cu el însuşi.

În absenţa stimulilor antigenici, sistemul imunitar este în stare de echilibru (steady state) şi reţeaua idiotipicã funcţioneazã unitar. Interacţiunile reţelei activeazã limfocitele B şi ele sintetizeazã mici cantitãţi de anticorpi. Astfel, sistemul imunitar este concentrat asupra componentelor proprii şi produce anticorpi-antiidiotipici faţã de propriul sãu repertoriu de receptori. Toate componentele reţelei imunitare(celule, molecule) sunt într-o stare de comunicare permanentã şi în stare de echilibru reciproc. Consecinţa interacţiunilor reciproce inductoare idiotip-antiidiotip este starea normalã (echilibratã), represatã, a sistemului imunitar.

Pãtrunderea unui antigen exogen în organism, stimuleazã câteva clone de limfocite şi astfel sistemul imunitar iese din starea de represie obişnuitã. Se sintetizeazã Ac1, care au idiotipul 1(I1).

Ca rãspuns la determinanţii idiotipici ai idiotipului 1, limfocitele B sintetizeazã anticorpi de faza a II-a (anticorpi anti-idiotip I1). Efectele declanşate de un antigen se propagã în tot sistemul imunitar, aşa cum pe suprafaţa unei ape, sub impactul unui şoc mecanic se induc unde succesive tot mai mici, pânã se ajunge la starea de echilibru.

Teoria reţelei idiotipice introduce un concept nou – al imaginii interne a antigenului, foarte important din punct de vedere teoretic şi practic. In acord cu aceastã concepţie, anticorpii (Ac1) faţã de un epitop poartã imaginea sa negativã. Idiotopii acestor molecule, asociaţi situsului de combinare, induc sinteza anticorpilor anti-idiotipici (Ac2). Aceştia poartã imaginea negativã a anticorpilor 1 şi vor reproduce imaginea internã a epitopului iniţial. Anticorpii 2, care sunt imaginea internã a antigenului, pot fi stimulatori ai rãspunsului imun faţã de antigenul iniţial.

Numãrul imaginilor interne creşte odatã cu sinteza unui nou idiotip, pe mãsura ce influenţa antigenului se propagã în reţeaua sistemului imunitar.

Fig. 90. Ilustrarea graficã a reţelei idiotipice. Anticorpii generaţi ca rãspuns faţã de un antigen constituie primul val al rãspunsului. Al II-lea val este iniţiat de idiotipul anticorpilor din primul val şi se numesc anticorpi anti-idiotipici. Ei exprimã idiotipul care genereazã al III-lea val al rãspunsului anticorpilor (anticorpi anti-anti-idiotipici). Teoria considerã cã rãspunsul idiotip-anti-idiotip continuã indefinit, însã circuitul se încheie când unul din idiotipurile anticorpilor se aseamãnã cu unul din idiotipurile sintetizate într-un val anterior.

Concepţia actualã a funcţionalitãţii sistemului imunitar presupune cã acesta este format dintr-un numãr mare de clone de limfocite, care poartã receptori preformaţi faţã de antigene. In acord cu reţeaua idiotipicã, imaginile interne ale diferiţilor epitopi ai clonelor de limfocite, sunt prezente în reţea, aşa încât nici un epitop din mediul extern nu este cu adevãrat strãin pentru sistemul imunitar, deoarece toţi epitopii capabili sã inducã un rãspuns imun, sunt reprezentaţi în sistemul imunitar de receptori limfocitari, prin imaginea lor internã.

Unii idiotopi ai reţelei sunt chiar imaginea internã a moleculelor antigenice din propriul organism. In acord cu aceastã concepţie, maladiile autoimune sunt consecinţa perturbãrii reţelei idiotipice.

Reţeaua idiotipicã se stimuleazã şi sintetizeazã anticorpi anti-idiotipici, numai când idiotopii ating o concentraţie limitã.

Jerne comparã cascada activãrii idiotip-antiidiotip a sistemului imunitar, cu o salã a oglinzilor, în care iniţial se formeazã imaginea negativã a structurii nonself (anti-nonself), apoi anti-anti-nonself, care la rândul lor reflectã universul antigenelor exogene.

Teoria reţelei idiotipice permite înţelegerea sistemului imunitar ca un sistem global de interacţiuni reciproce, în contradicţie cu teoria clasicã a clonelor de limfocite care aşteaptã pasiv întâlnirea cu antigenul.

Elementul fundamental al teoriei este cã sistemul imunitar formeazã o reţea funcţionalã de interacţiuni între molecule de anticorpi şi receptorii limfocitari, continuu echilibratã înainte de pãtrunderea antigenului exogen.

Interacţiunile idiotipice sugereazã o legãturã funcţionalã permanentã între limfocite, precum şi între limfocite şi alte categorii de celule din organism, stimulând pe unele, represând pe altele, printr-un ansamblu de semnale interne.

 

TOLERANŢA IMUNITARÃ

 

Toleranţa este o stare fiziologicã, caracterizatã prin absenţa rãspunsului imun faţã de un antigen şi prin pãstrarea capacitãţii de rãspuns imun faţã de alte antigene.

Sistemul imunitar este tolerant, în primul rând faţã de componentele self, pe care a învãţat sã le recunoascã în timpul dezvoltãrii embrionare.

Starea de toleranţã este specificã pentru un antigen dat şi pentru
cele înrudite din punct de vedere chimic, dar este asociatã cu pãstrarea reactivitãţii imunitare faţã de toate antigenele care nu dau reacţie încrucişatã cu antigenul tolerat.

Toleranţa imunitarã şi reactivitatea imunitarã prezintã urmãtoarele caracteristici comune:

- sunt specifice faţã de un antigen dat

- se manifestã dupã contactul cu antigenul inductor

- sunt mediate de limfocite.

Toleranţa se deosebeşte de starea de imunosupresie, ultima fiind consecinţa unei incapacitãţi congenitale sau dobândite de a rãspunde la o varietate de antigene.

Importanţa fenomenului de toleranţã faţã de componentele proprii organismului a fost recunoscutã de Ehrlich şi Morgenroth (1900), care au formulat conceptul “horror autotoxicus”, o consecinţã esenţialã a funcţiei normale a sistemului imunitar, ce semnificã faptul cã în mod normal, organismul îşi asigurã protecţia propriilor sale componente faţã de autodistrugerea prin reactivitatea imunitarã.

Starea de toleranţã poate fi indusã natural sau experimental.

Dupã 1920 s-a evidenţiat cã toleranţa poate fi indusã experimental, faţã de unele antigene administrate în doze mari: toxina diftericã, polizaharidul de streptococ (la şoarece), γ globulina de cal (la iepure). Aceleaşi antigene, în doze mici sunt stimulatoare ale rãspunsului imun.

În 1938, Traub a indus toleranţa specificã, prin inocularea şoarecilor in utero, cu virusul coriomeningitei limfocitare (LCMV).

În 1945, Owen a evidenţiat cã gemenii dizigoţi de bovide (aparţinând unor alotipuri diferite) îşi tolereazã reciproc antigenele tisulare, dacã în cursul vieţii embrionare, un proces de fuziune placentarã a permis un schimb reciproc de elemente figurate. Cei doi gemeni resping grefele de ţesut de origine parentalã sau de la organisme cu aceiaşi ascendenţã. Aceşti gemeni au elemente figurate sanguine proprii, dar şi celule sanguine ale gemenului cu un alotip diferit şi se numesc himere hematopoetice.

Concluzia a fost cã, prin contactul timpuriu, în cursul vieţii embrionare, al limfocitelor cu antigenele, se creeazã o stare de toleranţã specificã faţã de nonself şi ulterior, antigenele inductoare ale toleranţei vor fi recunoscute ca self şi tolerate.

Himerele hematopoetice pot fi obţinute artificial, la organismele adulte, prin iradiere sau prin imunosupresie severã medicamentoasã, urmatã de injectarea celulelor de mãduvã osoasã strãinã. In clinicã, pentru tratamentul unor malignitãţi ale sângelui se realizeazã eliminarea totalã a mãduvei hematopoetice prin iradiere şi imunosupresie, urmatã de transplantul de mãduvã osoasã umanã.

În sens mai larg, himera biologicã este un organism dotat în mod artificial cu componente celulare, cu ţesuturi sau organe, care provin de la alt organism.

În 1953, Billingham, Brent şi Medawar au descoperit faptul cã maturarea limfocitelor parcurge un stadiu, în cursul cãruia contactul cu antigenul, perturbã acest proces, consecinţa fiind pierderea funcţiei imunitare, adicã limfocitele devin tolerante faţã de antigenul respectiv.

Starea de toleranţã se induce experimental, la şoarecii nou-nãscuţi, faţã de toate tipurile de antigene. Revelatoare în acest sens sunt stãrile de toleranţã, induse la animalele nou-nãscute, faţã de celulele provenite de la organisme genetic diferite. Animalele injectate la naştere cu celule alogenice, la vârsta adultã vor accepta grefele tisulare de la organismele donoare de celule.

 

Inducerea stãrii de toleranţã, prin contactul timpuriu cu antigenul, înainte de naştere sau imediat dupã aceea, se datoreazã faptului cã, în stadiul embrionar şi o perioadã postnatalã de duratã variabilã în funcţie de specie, sistemul imunitar este imatur şi în consecinţã, foarte sensibil la inducerea stãrii de toleranţã imunitarã.

Starea de toleranţã este specificã faţã de determinantul antigenic. Toleranţa poate fi încrucişatã, adicã se manifestã concomitent faţã de mai
multe antigene diferite, înrudite chimic, dacã au cel puţin un determinant antigenic comun.

Limfocitele B imature sunt foarte sensibile la inducerea stãrii de toleranţã, datoritã faptului cã uneori, ele preiau informaţia antigenicã prin contactul direct cu epitopii specifici ai antigenului, dar dupã maturare devin rezistente la acest proces. Sensibilitatea limfocitelor T faţã de inducerea toleranţei variazã în limite mai restrânse în cursul ontogeniei lor.

Mecanismele celulare şi moleculare ale toleranţei sunt ipotetice, dar probabil sunt dependente de momentul inducerii toleranţei, în cursul ontogeniei lor.

Toleranţa indusã în cursul vieţii fetale este rezultatul contactului limfocitelor antigen-reactive, cu antigenul. Capacitatea de rãspuns imun la stimulul antigenic specific este pierdutã definitiv şi ireversibil (de exemplu, toleranţa şoarecelui faţã de LCMV dupã inocularea in utero).

În cursul vieţii fetale, toleranţa se instaleazã dupã acelaşi mecanism al toleranţei faţã de componentele self, care este puţin cunoscut.

Starea de toleranţã a limfocitelor B mature este mai greu inductibilã. Mecanismul toleranţei este ipotetic.

În cursul vieţii adulte, dupã stimularea repetatã cu un Ag timo-dependent, toleranţa se instaleazã ca rezultat al epuizãrii limfocitelor B antigen-reactive. Toate limfocitele B mature, capabile sã reacţioneze specific faţã de un antigen, sunt stimulate şi se diferenţiazã în celule producãtoare de Ac, astfel încât o stimulare ulterioarã cu acelaşi antigen rãmâne farã rãspuns.

Toleranţa imunitarã poate fi mediatã de celulele Ts. Acest mecanism a fost demonstrat experimental la şoarece, dupã injectarea unei cantitãţi mari de hematii de berbec. Starea de toleranţã este transferabilã la organisme izogenice, prin intermediul limfocitelor splenice Ts.

Toleranţa poate fi indusã de factori blocanţi din plasmã, a cãror naturã nu este totdeauna cunoscutã, dar uneori s-au identificat a fi anticorpi, care îndeplinesc funcţia de specificitate, dar nu şi funcţiile biologice efectoare.

Uneori, starea de toleranţã indusã de antigenele greu degradabile este aparentã, deoarece se sintetizeazã anticorpi specifici faţã de antigenul injectat. Se formeazã complexe imune cu antigenul care persistã în organism şi de aceea, în ser nu se detecteazã anticorpi liberi prin metodele obişnuite.

Factorii care condiţioneazã inducerea stãrii de toleranţã
 

Inducerea stãrii de toleranţã este dependentã de doza de antigen, de modul de administrare, de starea fizicã a antigenului, de calea de administrare, de rata de catabolizare a antigenului, de vârstã, de factori genetici.

Dozele inductoare ale rãspunsului imun şi ale toleranţei variazã mult de la un organism la altul, dar adeseori, dozele foarte mici şi foarte mari induc starea de toleranţã, iar dozele medii sunt inductoare ale rãspunsului imun. De exemplu, albumina sericã bovinã, în doze mici (1 mg/kg corp, de 3 ori pe sãptãmânã, timp de câteva sãptãmâni) sau în dozã mare (100 mg/kg corp) induce starea de toleranţã.

Administrarea antigenelor fãrã adjuvant favorizeazã instalarea toleranţei imunitare.

Administrarea intravenoasã şi chiar oralã favorizeazã inducerea toleranţei, iar injectarea subcutanã, intradermicã sau intramuscularã stimuleazã rãspusul imun.

Starea fizicã a antigenului influenţeazã reactivitatea imunitarã. Antigenele proteice în stare agregatã sunt imunogene, iar forma monomericã (solubilã) a aceloraşi antigene este, în funcţie de dozã, imunogenã sau tolerogenã. Dozele mari de antigene solubile favorizeazã toleranţa, dar în asociaţie cu adjuvanţii sunt imunogene.

Pentru inducerea şi menţinerea stãrii de toleranţã este necesarã persistenţa antigenului în organism. Antigenele care se catabolizeazã greu induc starea de toleranţã.

Cea mai cunoscutã stare de toleranţã experimentalã este cea indusã de dozele mari de polizaharide (antigene timo-independente, greu degradabile). Ele produc paralizia limfocitelor B, dupã legarea în exces de receptorii lor. Corespondentul clinic al acestei situaţii experimentale este starea de toleranţã indusã de microorganismele capsulate, care produc infecţii pulmonare la persoanele vârstnice. Pe fondul reactivitãţii imunitare scãzute, ţesutul pulmonar este inundat cu polizaharide capsulare şi sfârşitul este letal.

Durata stãrii de toleranţã este variabilã, în funcţie de mecanismul celular care a mediat instalarea ei.

Toleranţa indusã în timpul vieţii embrionare, probabil ca rezultat al anulãrii reactivitãţii clonei de limfocite specfifice, este ireversibilã. Toleranţa indusã dupã maturarea limfocitelor este o stare reversibilã şi revenirea la starea imunoreactivã normalã este dependentã de timpul necesar regenerãrii limfocitelor mature imunoreactive.

Durata toleranţei indusã prin fenomenul “inundaţiei” antigenice este dependentã de rata catabolizãrii Ag.

Toleranţa fãtului
 

Pentru organismul matern, fãtul este o alogrefã, deoarece jumãtate din zestrea sa geneticã este de origine paternã.

Din punct de vedere imunologic, organismul matern nu este tolerant faţã de antigenele fetale. Ca dovadã, grefa de ţesut fetal este respinsã.

Pe toatã durata sarcinii, organismul matern îşi pãstreazã reactivitatea imunitarã normalã, dar prin intermediul placentei, fãtul dispune de un sistem eficient de protecţie.

Placenta, anexã de origine embrionarã, este o barierã care neutralizeazã efectorii imunitari ai organismului matern. Trofoblastul este învelişul celular al placentei şi al al membranelor extraembrionare ce acoperã fãtul şi reprezintã ţesutul fetal de interfaţã cu sângele matern şi cu ţesutul endometrului. La om, stratul trofoblastic extern al vilozitãţilor corionului placentar este sinciţiotrofoblastul, un strat celular continuu farã joncţiuni intercelulare. Prin sinciţiotrofoblast, fãtul se hrãneşte, respirã şi supravieţuieşte.

Pe faţa internã (spre embrion), placenta nu exprimã antigenele majore de histompatibilitate, iar pe faţa externã predominã antigenele minore. Moleculele CMH de origine fetalã au o densitate micã. Organismul matern recunoaşte antigenele fetale ale placentei şi reacţioneazã prin mecanisme imunitare. Aşa se explicã faptul cã în circulaţia maternã se detecteazã anticorpi antifetali la circa 15% dintre gravide. Diferenţele antigenice dintre mamã şi fãt par a fi chiar benefice pentru dezvoltarea fãtului. Aşa se explicã vigoarea hibrizilor, în contrast cu dificultãţile de propagare a liniilor inbred. Greutatea placentei şi a embrionului este mai mare la femelele alogenice, faţã de cele singenice în raport cu fãtul lor.

Pe fondul unei reactivitãţi imunitare normale a organismului matern faţã de stimulii antigenici, la nivelul placentei, ca zonã de interfaţã feto-maternã, se produce o modelare a reactivitãţii imunitare, care favorizeazã toleranţa faţã de antigenele fetale.

Toleranţa faţã de antigenele fetale se realizeazã prin urmãtoarele mecanisme:

- În placentã se secretã şi se concentreazã substanţe cu acţiune imunosupresoare strict localizatã, care inhibã activarea limfocitelor Tc şi NK;

- placenta secretã factori care neutralizeazã local Ac antiplacentã şi îi transformã în anticorpi blocanţi, care la rândul lor au efect protector;

- În placentã s-au detectat limfocite cu efect imunosupresor (Ts), iar numãrul lor creşte semnificativ în a II-a jumãtate a sarcinii;

- placenta are o rezistenţã deosebitã. Celulele sale rezistã efectului litic al celulelor Tc şiNK;

- placenta are o capacitate proprie de regenerare. Eventualele sale leziuni provocate de efectorii IMC şi IMH sunt compensate prin proliferarea celulelor rezistente. Placenta supusã atacului efectorilor imunitari este mai groasã decât în mod obişnuit;

- placenta are rolul de a minimaliza recunoaşterea antigenelor fetale de cãtre efectorii imunitari de origine maternã, având rolul unui ”burete” imunitar. Sinciţiotrofoblastul uman, dar şi al altor specii, prezintã receptori pentru regiunea Fc γ, prin intermediul cãrora IgG matern este transportat selectiv în circulaţia fetalã şi conferã imunitate pasivã tranzitorie postnatalã într-un mediu ostil din punct de vedere antigenic. Transferul maxim are loc în sãptãmânile 20-22 de sarcinã. Concomitent pot fi transferaţi anticorpi materni specifici faţã de antigenele fetale (în special anticorpi anti-HLA, care s-au sintetizat într-o sarcinã anterioarã) şi care ar avea efect defavorabil asupra dezvoltãrii fetale, dacã ar penetra bariera placentarã. Existã mecanisme care protejeazã fãtul de IgG matern. Alo-anticorpii materni specifici anti-HLA fetale sunt legaţi pe celulele netrofoblastice (fibroblaste, endoteliale etc.) din mezenchimul intravilar al ţesutului placentar şi nu ajung în circulaţia fetalã. IgG matern cu potenţial lezional (IgG anti D sau anti-plachetari), care scapã efectului neutralizant al placentei întâlnesc ţinte antigenice foarte extinse (pe eritrocite, pe plachete);

- sub aspect imunitar, placenta este “o zonã neutrã”, datoritã nivelului scãzut al moleculelor CMH;

Dacã toate aceste bariere de apãrare sunt depãşite, se produce avortul imunitar.

<<Pagina anterioarã :: Home :: :: Despre autor :: Pagina urmãtoare>>

© Universitatea din Bucuresti 2003.
No part of this text may be reproduced in any form without written permission of the University of Bucharest,
except for short quotations with the indication of the website address and the web page.
Comments to:Grigore MIHAESCU; Text editor & Web design: Laura POPESCU; Last update: June, 2003