Doç.Dr. Gülbu IŞITMANGİL

Hücresel İmmün Cevap İntrasellüler antijenlere antikorlar etkisiz olduğu için hücresel immünite ile cevap verilir. Hücresel immünitede başlıca iki T hücre popülasyonu vardır: CD4+ hücreler: Helper T lenfositlerdir (T H ) CD8+ hücreler: Sitotoksik T lenfositlerdir (T C ) Diğer T hücreler şunlardır: Süpresör T hücreler (T S ) Memory (hafıza) T hücreleri Gamma delta T hücreler (T gd ): Bütün T hücrelerinin barsaklarda bulunan 10% luk kısmı

Th1 and Th2 CD4 + T Cells Th1 : IL-12 diferansiyasyonu indükler Sitokinler: - Interferon-γ - Interleukin-2 İntrasellüler patojenler Makrofaj aktivasyonu Geç tip hipersensitivite Th2 : IL-4 diferansiyasyonu indükler Sitokinler: - Interleukin-4 - Interleukin-5 - Interleukin-13 Ekstrasellüler patojenler B hücre aktivasyonu & IgE Eozinofiller Erken tip hipersensitivite

T H hücre altgrupları IL-12 IL-18 T H 0 IL-4 T H 3 TGF-β T H 1 T H 2 inhibisyon IFN-γ IL-4 Hücresel immünite Antikor üretimi

Organa özgü otoimmün hastalıklar TH1 TH2 ENFLAMASYON Allerjik hastalıklar Kommensal barsak mikroflorası Protozoa Virüsler Bakteriler IL-10 (TGF-β) Helmintler Virüsler Bakteriler Protozoa CD4 + regülatör T hücreleri CD8 - T hücreleri B hücreleri Dentritik hücreler Monositler/ makrofajlar Epitelyal hücreler İnhibitör etki Kommensal barsak mikroflorası

Kemik iliği Timus Delesyon Foxp3 + T reg hücre üretimi Supresyon Otoimmün hastalık Allerji T reg Foxp3 + T eff T eff Mikrobiyal infeksiyon Tümör immünitesi Organ transplantasyonu APC Feto-maternal tolerans

İmmün sistem, otoimmünite veya inflamatuvar reaksiyonlara karşı korunmak için bir seri immün cevap geliştirir. İmmün cevaplar en az 3 sınıf Regülatör T hücreler tarafından kontrol edilir: ❶Treg hücreler (CD4 + CD25 + Tr hücreler): Otoreaktiviteyi in vivo önleyen CD4 + hücrelerdir. ❷Th3 hücreler: TGF-β salgılayan CD4 + hücreler. Oral toleransda indüklenir. ❸Tip 1 T regülatör hücreler (Tr1) hücreler: IL-10 salgılayan CD4 + hücrelerdir.

CD4+CD25+ regülatör T hücreler tarafından immün cevapların kontrolü CD4 + CD8 + T hücreleri? Normal immün cevaplar Doku rejenerasyonu Allerji Tümör immünitesi Transplantasyon Otoimmünite İnfeksiyöz hastalıklar CD4 + CD25 + Regülatör T hücreler

Treg hücreler CD4 ve CD25 ekspresyonu yapan bir T hücre popülasyonunu tanımlamak üzere kullanılmaktadır. Treg hücreler heterojen bir T hücre popülasyonudur ve self ile nonself antijenlere karşı zararlı immün cevapları önlerler.

Treg hücreler başlıca iki kategoride sınıflandırılabilir: Timustan türemiş doğal Treg hücreler ve periferde indüklenen Treg hücreler. Doğal CD4 + CD25 + T hücreler timusta oluştuktan sonra periferde gelişirler. Periferdeki CD4+ T hücrelerin %5-10 unu oluştururlar.

Regulatör T hücreler CD4 + CD25 +? Endogenous Naturally-occurring Induced during Immune response

Doğal regülatör hücrelerin başlıca yüzey belirteci CD4+ dir ve bunların yapısında IL-2R ün α zinciri olan CD25 bulunur. CD4+CD25+ doğal regülatör T hücreler süpressif etkilerini, hücre-hücre teması ve IL-10/ TGF-β gibi inhibitör sitokinler ile gerçekleştirir.

T regülatör hücreler: CD4+/CD25+ Timus Periferik lenfoid doku Treg fonksiyonları: Solübl faktörler (IL-10, TGFβ): Effektör fazın inhibisyonu Direkt etkileşim: Saf T hücrelerin aktivasyon ve differansiyasyonunda inhibisyon

Periferik lenfoid dokularda TCR+ T hücrelerin %1-5 kadarı çift negatiftir (CD4-CD8-). Bu hücrelerin de immün toleransı indükledikleri gösterilmiştir.

CD25 GITR CD103 CD4 + CD25 + Regulatory T cell CTLA-4 Galectin-1 4-1BB Neuropilin-1 OX-40 Ly6 Unidentified X,Y,Z?? Piccirillo et al. Trends in Immunology, July 2004.

CD25 belirteci, sitotoksik T lenfosit antijen-4 (CTLA-4) ve glukokortikoidle indüklenen TNF reseptör (GITR) ekspresyonu; T hücre klonlarının süpresyon özelliği ile ilişkilidir. CD25 GITR CD4+ CD25 + Regülatör T hücresi CTLA-4

Proliferasyonun süprese olması için süpresör ve efektör hücreler arasında direkt hücre teması gereklidir. (Süpresör hücrelerde CTLA-4 ve efektör hücrelerde CD80/86). Hücreler permeable zarla ayrıldığı zaman süpresyon meydana gelmez. Antijen sunan hücre süpresyon için gerekli değildir. Süpresyon için süpresör T hücrelerin TCR ligandları veya anti-cd3 antikorları tarafından aktivasyonu gerekir. CD4 + CD25 + T hücreler, TCR yoluyla aktive olduktan sonra effektör T hücrelerde IL-2 üretimini inhibe ederler.

CD4+CD25+ Treg hücreler, periferdeki immün regülasyonun önemli bir parçasıdır. Etkilerini hücre-hücre teması ve sitokinler aracılığı ile yaparlar. İmmün cevaplar sırasında periferde oluşan Tr1 ve Th3 hücreler, süpressif etkilerini sitokine-bağımlı mekanizmalarla yaparlar. Bunlar Tr1 hücreler için IL-10 ve Th3 hücreler için TGF-betadır.

Doğal-oluşan CD4+CD25+ Treg hücreler Saf T hücre havuzunda endojen olarak bulunur CD25 Saf CD4+ T hücre havuzu CD25 APC Aktivasyon _ Aktive effektör T hücresi TCR / MHC: peptide İmmatür DC IL-10 / TGF-B1 Vitamin D3/ Deksametazon Anti-CD3 tedavisi Düşük doz antijen CD25 _ Otoimmünite Transplantasyon Tümor İmmunitesi İnfeksiyöz hastalık İndüklenmiş CD4+ Treg hücreler: Th1/Th2, Tr1, Th3, CD4+CD25+

Doğal oluşan Treg CD25 IL-10 TGF-β1 Hücresel temas MHC: peptid A A+B B TCR Aktive efektör T hücreleri APC Saf CD4 + veya CD8 + T hücreler IL-10 TGF-β1 Tolerans Otoimmünite Transplantasyon Tümör immünitesi İnfeksiyon hastalığı İndüklenmiş Treg CD25

T hücre süpresyon yolları CD4 + CD25 + B A APC Ko-stimülasyon Adezyon T hücre Effektör X CD4+CD25+ hücrelerin ko-stimülasyondaki rolü? Treg hücrelerin süpresyonunda APC hücreler rol almaz. Piccirillo et al. J.Immunology 167:1137-1140.

Antienflamatuvar sitokinler (IL-10, TGF-β) Th3 / Tr1 T hücresi Antijen TCR MHC-II APC (B hücreleri, dentritik hücre?) (CD4 + )

IL-12 Th1 hücresi IL-2, TNF-α, IFN-γ T hücresi (CD4 + ) IL-4 Th2 hücresi IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 TGF-β Th3 hücresi TGF-β? NKT hücresi IL-4, IL-10 IL-10 Tr1 hücresi IL-10? CD45RB low T hücresi TGF-β,?IL-4? CD4 + CD25 + T hücresi Sitokinden bağımsız etkiler Sitokinden bağımsız Anerjik T hücresi Sitokinden bağımsız etkiler

Regülatör T Hücre Altgrupları Regülatör T Hücresi Süpresör hücre Doğal Treg CD8 + Murine Belirteçleri CD4 +, CD25 +, CTLA-4 +, GITR +, Foxyp3 + (intrasellüler) İnhibisyon Mekanizmaları Aktive CD4 + T hücrelerinde Qa-1:peptid in tanınması Sitotoksisite indüksiyonu Hücre teması ile bağlantılı, ancak antijen spesifik değil. Efektör hücrelerde B7 nin bağlanması; IL-2 sekestrasyonu; IDO ile CTLA-4 etkileşimi tolerojenik DCs; IL-10 & TGF-β üretimi Adaptiv Treg CD4 +, CD25 +, Foxyp3 - Hücre teması ile bağlantılı, ancak antijen spesifik olmayan inhibisyon. Tr1 CD4 +, CD45Rb 10 Hücre teması ile bağlantısız; IL-10 & IL-4 sekresyonu. Th3 CD4 +, CD45Rb 10 Hücre teması ile bağlantısız; TGF-β sekresyonu. İnvaryant NKT hücresi İnvaryant TCRα (Vα 14-Jα281), CD4 +, CD4 -, NK11 + CD1dglikolipid kompleks tanınması; IL-10 sekresyonu.

Bugünkü başarılı immünsüpresif protokollerle kısa süreli graft sürvisinde ilerleme kaydedilmiştir. Ancak kronik graft kayıpları hala önemli bir problemdir. Bu nedenle allograft toleransın oluşturulması transplantasyonun en önemli amaçlarından biridir. İmmünsüpresif tedavinin minimize edilmesi ve bireyselleştirilmesi hedeflenmektedir.

Saf T hücreler, tolerans kazanmış alıcıların graft antijenlerine maruz kalınca zaman içinde kendileri de tolere hale gelirler ve başka bir saf T hücreyi baskılayarak graft rejeksiyonunu önlerler. Bundan dolayı toleransın bulaşıcı olduğu söylenir ve infeksiyöz tolerans dan söz edilir. Tolere T hücreler, antijen olduğu sürece bu özelliklerini devam ettirirler ve süpresif etki gösterebilirler. Antijen yoksa tolerans özelliklerini kaybederler.

İmmün cevapların T hücrelerle baskılanması kavramı ilk olarak Gershon ve Kondo tarafından 1970 yılında öne sürülmüştür ve Ts hücre grubu olarak CD8+ T hücreler tanımlanmıştır. Daha sonraları CD8+CD28-Foxp3+ T hücreler başlıca Ts hücre olarak tanımlandı ve böbrek, kalp, karaciğer nakilli hastaların periferik kanlarında tespit edildi. Bu hücrelerde disfonksiyon olması akut rejeksiyon epizotlarına yol açabilir. Benzer şekilde periferdeki CD4+CD25+Foxp3+ hücrelerde bozukluk olması, akut renal allograft rejeksiyon epizodlarına yol açabilir.

Koreseptör blokajı, TGF beta ile birlikte regülatör T hücrelerin de novo oluşumunu sağlar. IDO (indolamin 2,3-dioksijenaz) enzimi IFN-γ ile indüklenir. İmmün tolerans ve immün cevabın regülasyonunda rol oynar.

Waldmann H, et al. Seminars in Immunology. 2006, 18: 111 9.

APC TCR + Ko-stimülasyon IL12 Th0 IL4 IL12 Th12 IFNγ IL2 Th1 IL23 Th17 IL2 IL17 Th2 İnhibisyon IL4 IL5 IL10 Cunningham A. Current Anaesthesia & Critical Care. 2010, 21: 229 32.

Cunningham A. Current Anaesthesia & Critical Care. 2010, 21: 229 32.

Ratanatharathorn V. Cancer Treatments Reviews. 2009, 35: 653 61.

B hücrelerin en karakteristik özelliği otoantikorlar dahil antikor üretme yeteneğine sahip olmalarıdır. Bunların dışında B hücrelerin immün fonksiyonları; sitokin üretimi ve sekonder antijen sunan hücre olmalarıdır. Son zamanlarda IL-10 sekrete eden B hücrelerin regülatör rolü öne sürülmektedir. CD1d(+) olan ve IL-10 sekrete etme yeteneğine sahip hücreler B10 hücre olarak tanımlanmaktadır. Mizoguchi A. The Journal of Immunology. 2006, 176: 705 710.

Regülatör fonksiyon bir taraftan B hücrelerin salgıladığı regülatör sitokinler IL-10 ve TGF aracılığıyla gerçekleşirken diğer taraftan patojenik T hücrelerle etkileşime girerek immün cevapları düzenler. Mizoguchi A. The Journal of Immunology. 2006, 176: 705 710.

CD1dhiCD5+ fenotipi taşıyan Breg altgrubu, T hücreye bağımlı inflamatuvar cevapları kontrol eder. Yanaba K. Immunity. 2008 May;28(5):639-50

IL-10 üreten Breg hücreler ise tolerans oluşturur ve inflamatuvar cevapları baskılar. Bugünkü bilgilerimize göre Breg ve effektör B hücreler farklı prekürsörlerden kaynaklanır. Breg hücreler, B1a hücreler ve Marginal Zone-benzeri B hücrelerden kaynak aldığı halde; effektör B hücreler Foliküler B hücrelerden kaynaklanır. Lund FE. Curr Opin Immunol. 2008, 20(3): 332 338.

Booth ve ark. (2009) Payer plaklarında IL-10 sekrete eden bir B hücre popülasyonu bildirdiler. Bu hücreler Breg altgrubunu temsil ederler. B10 hücreler gelişim ve fonksiyonları için antijen reseptör çeşitliliği ve Toll-like reseptör sinyallere gereksinim duyar. Yanaba K. J Immunol. 2009; 182(12): 7459-72.

B hücrelerin immün cevaplardaki regülatör mekanizmaları şunlardır: ❶IL-10 üretimi Th1/Th2 dengesini yeniden kurar ve inflamatuvar yolakları direkt olarak inhibe eder, ❷ TGF-1 üretilerek effektör T hücrelerin apoptozisi, ❸ Aktive CD4+ T hücreleri baskılar, ❹ Treg altgruplarının toplanması (CD8+ T hücreler ve NKT hücreler). Mizoguchi A. J. Immunol. 2006;176;705-710.

❺ a) IgG ve IgA üretilerek zararlı soluble faktörlerin nötralize edilmesi, b) Dendritik hücre/makrofaj aktivasyonunu IgG/FcRIIB bağlantısıyla durdurmak c) Apoptotik hücrelerin ortadan kaldırılmasını hızlandırmak; çünkü apoptotik hücreler self antijen gibi davranarak self-reaktif T hücreleri aktive edebilir. Mizoguchi A. J. Immunol. 2006;176;705-710.

Mizoguchi A. The Journal of Immunology. 2006, 176: 705 710.

Mizoguchi A. The Journal of Immunology. 2006, 176: 705 710.