Mycobacterium tuberculosis

Transkriptio

1 Mycobacterium tuberculosis Osoitus immuunireaktioiden perusteella Ilkka Seppälä HUSLAB Immunologian osasto

2 M. tuberculosis immuniteetti Tyypillisesti Th1-immuniteettia -CD4-T-solut dominantissa asemassa -CD8-T-solut minoriteettina -Vγ2δ2-T-solut tunnistavat fosfoantigeenia

3 -NKT-solut tunnistavat CD1-välitteisesti (MHC-I-analogi, TCR alfa ketjuna on Vα24Jα18) -CD1 tunnistaa lipidejä -CD1a tunnistaa lipopeptidejä mykobaktiinit -CD1b tunnistaa mykolihappoa, glukoosimonomykolaattia, lipoarabinomannaania, fosfatidylinositolimannosidia -CD1d tunnistaa glykolipidejä ja fosfatidyletanolamiinia, lipoarabinomannaania -CD1e tunnistaa endosomeissa -Dendriittisolujen mannoositunnistus lipoarabinomannaania kohtaan

4 M. tuberculosis on intrasellulaarinen patogeeni Siksi sen löytyminen verestä on harvinaista, muttei mahdotonta Spesifiset lymfosyytit ovat verenkierrossa vain vähäisessä määrin eivätkä kuvasta mikrobiinvaasion määrää.

5 IL-23 IL-12 IP10 IFNγ IL-6 IL-10 TNFα-liukoinen trimeeri TNFα-membraanimuoto Death-domain reseptorit

6 Efektori-T-solut -nopea reaktio, 1 vrk Central Memory T-solut -hidas reaktio, vuorokausia NKT-solut -nopea reaktio, tunteja

7 -Mantoux-ihoreaktion hyvä puoli on siinä, että homing-reseptorit voivat olla paremmin oikein kuin perifeerisen veren soluissa ja aikataulu sallii pitkäaikaisen spesifisten solujen kerääntymisen reaktiopaikalle. -Nykyisillä antigeeneilla Mantoux-reaktion huono puoli on epäspesifisyys BCG-immuniteetillekin ja jonkin verran ympäristömykobakteereille. Uudet rekombinanttiantigeenit saattavat parantaa Mantoux-reaktiota! -Infektiopaikan solujen tutkimisessa on iso laboratoriohenkilökunnan infektioriski!

8 Infektiofokus -M. tuberculosis kasvaa aerobisestii -Anaerobitilaan joutuessaan bakteeri kääntää metaboliansa hiljaiseksi. Tämän käännön regulaattoriproteiinille on T-soluimmuniteetti, jota voitaisiin käyttää latentti-infektion toteamiseen. On kuitenkin vaikeaa tietää, etteikö aktiivi-infektiossa olisi mukana anaerobisiakin tautipesäkkeitä. -Aktiivisen lisääntymisen antigeeneina on ESAT-6 ja sen chaperoniproteiini CFP-10. Näitä kohtaan mitataan T-solureaktioita ja sanotaan niiden edustavan latenttia tuberkuloosia (LTBI).

9 -Mitä on latentti infektio? -osin kalkkeutuneita pesäkkeitä nähtävästi ilman ainoatakaan elävää mikrobia -osin dormanttiin anaerobitilaan vaipuneita bakteereita -osin granuloomia, joissa on keskellä ilmeisesti ananerobinen tila ja reunoilla vähämuotoista bakteerin kasvua.

10 Lasten tuberkuloottisen meningiitin arvellaan pääosin syntyvän verisuonen seinämässä olevan granulooman syödessä vähitellen tiensä aivojen vapaaseen kudokseen Keuhkotuberkuloosin hitaassa kehityksessä granuloomia voi avautua alveoleihin ja bronkioleihin. Alveolien makrofagit voivat myös kasvattaa bakteeria kudosmakrofagien tavoin.

11 TNFα:n salpaus = granulooman avautumisen sallimista Mitä gammainterferonin tuotannon osoittaminen voi auttaa? Kun ESAT-6 ja CFP-10 ovat lisääntymisvaiheessa olevan bakteerin antigeeneja, on kyseenalaista, onko infektio oikeasti vain latentti (LTBI)? Vai onko kysymyksessä perin hitaasti laajeneva infektio, jonka osa ihmisistä sietää koko elämänsä ajan ilman oireita? Joka tapauksessa TNFα:n salpaus aiheuttaa LTBIhenkilöille ison riskin infektion aktivoitumiseen.

12 LTBI: hoitamisen dilemma -INH käytössä, mutta sen tiedetään vaikuttavan vain aerobisesti hengittäviin bakteereihin. Dormantit bakteerit jäävät määritelmän mukaisesti henkiin. Monoterapiassa iso resistenssin kehittymisen riski. Silti apu rajoittavan immuniteetin syntymiselle? -Rifampisiini on bakterisidisinen, mutta toksinen. -Etambutoli estää lipoarabinomannaanin synteesiä ja altistaa bakteerit immuunisolujen vaikutuksille, mutta on toksinen lääke. -USA:ssa LTBI hoidetaan, Suomessa ei hoideta paitsi lapset

13 IGRA = gamma interferon release assay Nopea reaktio efektori-t-soluista Ilmoittaa RD1-lokuksen olemassaoloa mykobakteerissa -M. tuberculosis -M. bovis (mutta ei M. bovis BCG) -M. africanum -M. kansasii -M. szulgai -M. marinum (osa kannoista?) -M. riyadii Quantiferon Gold in Tube sisältää myös RD11-antigeenin TB7.7

14 Hitaampia reaktioita (2-7 vrk) voidaan myös tutkia. Osa näistä on muistisolujen aktivaatiota Osa on hitaammin reagoivia efektorisoluja, mm. CD8- soluja Vaikkakaan CD8-solut eivät ole aivan olennaisia tuberkuloosin torjunnassa, ne puuttuvat aktiiviinfektiossa, jossa immunologinen reaktio infektioon on huono. Rajoitinmoplekyylin PD-1 salpaus ja SLAM-aktivointi lisäävät gammainterferonintuotantoa huonosti infektioon reagoivien potilaiden CD8-T-lymfosyyteistä in vitro (anergiassa)

15 IGRA-reaktio infektiopaikalta? Niiltäkin henkilöiltä, joiden IGRA-reaktio verestä on aktiivisen tuberkuloosin yhteydessä sammunut, antaa pleuranesteen stimulaatio positiivisen gammainterferonivasteen pitkään antigeenistimulaatioon IGRA toimii BAL-nesteestä, asciteksesta ja nivelnesteestä Käytännön toiminta näiden infektiovaarallisten näytteiden kanssa on ongelmana

16 Kehitysmaissa IL-4 nopeuttaa tuberkuloosiinfektion etenemistä. Ensin tulee Th2-immuniteetti ympäristömykobakteereille. Sitten tästä syystä kohonnut IL-4 altistaa tuberkuloosille. IL-4δ2 on mrna-pilkontavariantti, yksi domeeni puuttuu. Tämän päälläolo auttaa rajoittamaan infektion LTBI-tilaan. Proteiinitasolla ei toistaiseksi voida erottaa IL-4 ja IL-4 δ2 molekyylejä. mrnaekspressioilmiöt eivät välttämättä kerro koko kuvaa tuotannosta.

17 Kemokiinin CCL2 eli MCP-1 vahvaan tuotantoon liittyvä promoottorialleeli lisää alttiutta etenevälle tuberkuloosille. Tämä alleeli on nähtävästi huomattavassa määrin karsiutunut pois eurooppalaisesta väestöstä. Jäljellä ollessaan se assosioituu Euroopassa asthmaan. (MCP-2 voisi kelvata IGRA-testin mittauskohteeksi)

18 Tulevaisuuden immunodiagnostiikkaa? -Infektiofokuksen solujen IGRA Pelkästään käytännön esteitä ja validointeja -Anergisoituneiden lymfosyyttien uudelleen aktivointi in vitro testissä Tutkimusta ja validointia -IL-4 ja IL-4δ2 mittaukset herkin menetelmin Saatava monoklonaaliset vasta-aineet, jotka erottelevat. Matalan konsentraatiotason vuoksi kehitettävä konsentroiva mittaustapa.

19 - IGRA-testiin lisää in vitro antigeeneja, jotka erottelevat LTBI:n ja aktiivi-infektion Herkkiä serologisia menetelmiä rekombinanttiantigeeneilla serologisiin vastaaineiden osoituksiin. Toimii jo veterinääripuolella! Virtsan antigeenien osoitus: menetelmäkehitystä tarvitaan Virtsan mikrobiperäiset nukleiinihapot -solufraktiossa munuaistuberkuloosissa -irrallaan nesteessä muualta tulleena, lyhyitä pätkiä

20 Hoitoon -Uusia tai turvallisemmiksi modifioituja tubilääkkeitä -IL-4:n rajoittajaa keuhkofibroosin estoon -TNFα-inhibiittorin yhdistäminen tubihoitoon voi olla auttavaa vakavissa infektioissa ylenpalttisten immuunireaktioiden rajoittamisessa