Post on 12-May-2020
I jornadaI jornada d’actualitzaciód’actualització per aper aI jornada I jornada d actualitzaciód actualització per a per a professoratprofessorat de de ciènciesciències
immunologiaimmunologia i novesi noves estratègiesestratègies dede vacunacióvacunacióimmunologiaimmunologia i noves i noves estratègiesestratègies de de vacunacióvacunació
Francesc Francesc AccensiAccensi
per què un sistema immunitari?
ll f lluita contra infeccions
protecció front de lesions
protecció front del parasitismei è i d l’ è i...supervivència de l’espècie
origen del sistema immunitarimilions d’anysgi
aprimeres evidencies de vida3.800
3.600 bacteris fotosintètics
y
nolog
3.300 fòssils més antics
2.700 primers eucariotesfagocitosis
mmun
2.600 bacteris terrestres
1.000 fòssils eucariotes més anticsim
700 animals de cos tou
550 cordats550 cordats
470 peixos
420 artròpodes terrestres
anticossos(peixos cartilaginosos)
350 rèptils
225 primers mamífers vertaders
primats60
5 homínids
ari
gloss
g
uns petits conceptes per a començar...
immunogen: substancia capaç de produir una resposta immune específicaimmunogen: substancia capaç de produir una resposta immune específica
antigen (Ag) : molècula capaç de ser reconeguda pel sistema immune
epitop (determinant antigènic): part de l’Ag contra la que es genera la p p ( g ) p g q gresposta immune
citocina (CK) : proteïna que actua com a missatgera entre els components del sistema immunede s ste a u e
clon: limfòcits del mateix origen i amb la mateixa especificitat d’Ag
ari
gloss
g
la immunogenicitat dels Ags depèn de...
característiques pròpies de l’Ag
t NO i d l i di ido ser reconegut com a NO propi del individuo pes molecular: > major pm, millor Ag (pm<750: NO Ag)o composició química y estructura
• major complexitat, millor Ag (proteïnes > carbohidrats, lípids...)j p , g (p , p )• major estabilitat, millor Ag
com l’Ag llega a l’organisme
dosiso dosiso via d’administracióo adjuvant
característiques pròpies de l’organisme: espècie edat característiques genètiques característiques pròpies de l’organisme: espècie, edat, característiques genètiques...
tat
nnect
à con
està
tot
un sistema en equilibriun sistema en equilibri dos tipus de immunitat: innata i adquirida els seus components cel∙lulars i humorals influeixen l’un amb l’altre l ió / d l ió lt fi regulació / modulació molt fina
òrgans del sistema immune
nts
onenòrgans limfoides primaris (centrals)
ompo òrgans limfoides primaris (centrals)
producció i maduració de limfòcits(no estimulació per l’Ag)
( íf )co timus (mamífers & aus) borsa de Fabrici (aus) medul∙la òssia (mamífers)
òrgans limfoides secundaris (perifèrics)
estimulació antigènica del limfòcit madur
encapsulats encapsulats o limfonodeo melsa
no encapsulats:no encapsulats: teixit limfoide associat a mucoses (MALT)
o gastrointestinal (GALT)o respiratori (BALT)o respiratori (BALT)o genitourinari
cèl∙lules del sistema immune
nts
onen
ompo
co
línea limfoide
limfòcit TLT l l b d
línea mieloide
o neutròfili òfilo LT col∙laborador
o LT citotòxic
limfòcit Bo cèl lula plasmàtica
o eosinòfilo basòfil
mastòcito cèl∙lula plasmàticao cèl∙lula de memòria
cèl∙lules natural killer
monòcit – macròfag
cèl∙lula dendrítica
sta
espo
sde
remps d
la resposta immune
tem
la resposta immune
immunitat innata immediata (0‐4h)
resposta innata (4‐96h)p ( )o mecanismes inespecífics, preformats e idèntics en tots els individus
resposta adaptativa (>96h)o mecanismes específics que requereixen un reconeixement de l’antigen en qüestióo mecanismes específics que requereixen un reconeixement de l antigen en qüestió
gia
immunitat innata: la primera línea de defensano
log
mmun
im
eliminació de l’agentmecanismesno específics0‐4 hores
immunitat innata & immunitat adaptativates
immunitat innata immunitat innata immunitat adaptativaimmunitat adaptativaspost
NO reconeix antígens concrets reconeix “patrons” de patògens
reconeix antígens concrets NO reconeix “patrons” de patògenss r
es
NO desenvolupa memòria mediada per receptors (PRRs) participen citocines i altres
desenvolupa memòria mediada per receptors (TCR, BCR) participen citocines i altresdu
es
participen citocines i altresmediadors
participen citocines i altresmediadors
receptors
ata
la immunitat natural no reconeix Ags... …però reconeix determinats tipus de molècules pròpies de grans grups de patògensin
na
PRRs (Pattern Recognition Receptors) reconeixen patrons moleculars conservats en determinats patògens, els PAMPs (Pathogen AssociatedMolecular Patterns)Molecular Patterns)
PAMPs no estan presents a l’organisme dels animals no estan presents a l organisme dels animals solen ser essencials per la funcionalitat/infectivitat del patogen
PRRsPRRs un mateix PAMP pot ser reconegut por més de un PRR un mateix patogen pot presentar PAMPs que activin diferents PRRsp g p p q l’activació dels PRRs produeix accions efectores, “guanyant temps” per
la resposta adaptativa l’ i ió d l PRR d l l i d i l’activació dels PRRs pot modular la resposta immune adaptativa
fagocitosisata
realitzada per macròfags, t òfil
inna
neutròfils
part cel∙lular de la immunitat natural unió(NK citotoxicitat natural)
macròfags expressen lt PRR
ingestiómolts PRRs
unió del patogen a la superfície del fagocit
fusió
ingestió posterior i fusió amb el fagosoma
fagolisosomes (digestió del patogen)
eliminació dels restes de
digestió
eliminació eliminació dels restes de dins la cèl∙lula.
eliminació
ata fagocitosis
inna
fagocitosis mitjançant opsonització
patogen opsonitzat per Ac (receptor Fc del macròfag)
patogen opsonitzat per fracció C3b del complement (CR1 del macròfag) patogen opsonitzat per fracció C3b del complement (CR1 del macròfag)
el sistema del complementata
> 25 proteïnes diferents (C1, C2, C3, B, D, P…)in
na
produïdes per diferents cèl∙lules (hepatòcits, epiteli intestinal…)
components actuen en cascada
fallada d’un component: inactiva la cascada
diferents vies d’activacióo clàssica
lt tio alternativao de las proteïnes de
unió a manosa
inflamació (C3a, C5b)( , )
quimiotaxis (C5a)
opsonització (C3b)
via terminal:lisis cel∙lular patogen
ata
inna
la inflamació i fl ió d l (l l) b d d l i è d d f i li inflamació aguda: calor (local), rubor, edema, dolor i pèrdua de funcionalitatmecanisme per concentrar cèl∙lules i altres mecanismes de defensa en el lloc de la infecció increment del diàmetre dels vasos sanguinis (calor i rubor) increment de la permeabilitat vascular (edema i dolor)increment de la permeabilitat vascular (edema i dolor) disminueix la velocitat del flux sanguini / expressió de molècules d’adhesió en els vasos generar un coàgul a nivell local / reparació del teixit malmès
immunitat innata & immunitat adaptativates
immunitat innata immunitat innata immunitat adaptativaimmunitat adaptativaspost
NO reconeix antígens concrets reconeix “patrons” de patògens
reconeix antígens concrets NO reconeix “patrons” de patògenss r
es
NO desenvolupa memòria mediada per receptors (PRRs) participen citocines i altres
desenvolupa memòria mediada per receptors (TCR, BCR) participen citocines i altresdu
es
participen citocines i altresmediadors
participen citocines i altresmediadors
receptors
daqu
iriTCRs (T cell receptor) reconeix l’Ag (processat) i i bl i t t
adq
regions variable i constant associat a CD3 (transmet senyal de TCR)
BCRs (B cell receptor) reconeix l’Ag (no processat) reconeix lAg (no processat) regions variable i constant associat a CD79 (transmet senyal de BCR)
limfòcits T
da limfòcits T citotòxics
o expressen CD8o reben Ag presentat via MHC Iqu
irio al ser activats poden eliminar cèl∙lules amb patògens intracel∙lulars
limfòcits T helper (col∙laborador)
adq
o expressen CD4o reben Ag presentat via MHC IIo al ser activats produeixen CKo TH1 o TH2 segons les CK produïdes
TH1 Immunitat cel∙lularIL‐2, TNF, IFN‐
TH1 Immunitat cel∙lularIL‐2, TNF, IFN‐
Immunitat cel lular
IFN‐
IFN‐ IL‐4,
Immunitat cel lular
IFN‐
IFN‐ IL‐4,
IL‐4, IL‐10
IFN IL‐10
IL‐4, IL‐10
IFN IL‐10
TH2 Immunitat humoralIL‐4, IL‐5, IL‐10
TH2 Immunitat humoralIL‐4, IL‐5, IL‐10
MHC tipus Idaqu
iri
s'expressen a la superfície de les cèl∙lules nucleades
adq
presenten Ag endògens produïts dins la cèl∙lula
la cèl∙lula produeix la proteïna p pa presentar:o víriques o anormals (neoplasia)
CD8 s’uneix al complex proteïna‐MHCI
es produeix reacció citotòxicade LT citotòxic (CD8+)
MHC tipus IIdaqu
iri
s’expressen a la superfície de:o constitutiu: macròfags, dendrítiques
adq
o induït: epitelis vascular, LT activat
presenten Ag exògens (epitop bacterians...)
té zona variable (reconeix Ag)
si no hi ha unió Ag‐MHC II: NO resposta
unió Ag‐MHCII reconeguda per LTh (CD4+)o CD4 s’uneix a complex MHCIIo LTh activats: producció de CKo LTh activats: producció de CKo resposta humoral: LB produeixen Ac
T depenent o independent
daAg T‐independent
NO intervenen CK quiri
polisacàrids d’estructura polimèrica (endotoxines bacterianes) LB estimulat per Ag que repeteix un mateix epitop (polimeritzat) generalment localitzats a les partes més exposades del patogen
adq
generalment localitzats a les partes més exposades del patogen es divideixen cèl∙lules i es produeixen Ac (IgM) resposta més feble que T‐dependent
Ag T‐dependent
mediada per CKmediada per CK Ag “processat” presentat a LT (MHC tipus I o II) formació d’Acmajor intensitat en resposta secundariamaduració de la afinitat: canvi a la classe de l’isotipus: IgG, IgE… producció d’un clon limfocitari de LBproducció d un clon limfocitari de LB formació de cèl∙lules memòria
anticossos
daqu
iriadq
i l b liimmunoglobulines
estructura: o cadenes lleugeres i pesadeso regions variable i constant
tipus: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE
nes
acun
va
vacunes: una mica de històriavacunes: una mica de història
s. VIII‐X: primeres pràctiques de “variolació” (China/India)
1721: “variolació” introduïda al Regne Unit des de Turquia 1721: variolació introduïda al Regne Unit des de Turquia
1796: 14 de maig, primera “vacunació” (Jenner)
nes
acun
va
vacunes: una mica de històriavacunes: una mica de història 1807: polítiques de vacunació obligatòria europees
1967: campanya mondial d’eradicació verola (OMS)
1977: darrer mort de verola (Somàlia)
1980: verola oficialment eradicada (WHA33.3)
ari
gloss
g
uns petits conceptes per a començar...
vacuna: preparat antigènic constituït per microorganismescomplerts (vius o morts) o algunes de les seves proteïnes o toxines,capaces d’induir una resposta immune protectora i que es manté ambel temps enfront de l’esmentat microorganismep g
seroteràpia: immunització passiva ràpida però de curta durada, pertransferència de immunoglobulines específiques
adjuvant: substància que millora l’efecte d’una vacuna, afavorint lapresentació de l'Ag. Fan que l’estimulació antigènica sigui mésduradora (segrestant i alliberant lentament l’Ag), augmenten lainflamació a la zona (incrementa la quimiotaxi de CPA)...( q )
la vacuna idealne
s fàcil administracióac
un fàcil administració
fàcil conservació (no dependre del fred)
va
( p )
induir una resposta ràpida i duradora front el major número possible d’agentsnúmero possible d agents infecciosos
no afectada pels anticossos t lmaternals
no generadora d‘individus portadors
permetre diferenciar entre individus vacunats i infectatsinfectats
ció
ificac
classi
c
podem classificar les vacunes segons
agentagent: parasitàries, fúngiques, bacterianes, toxoids i víriques nºnº d’agentsd’agents: monovalent o polivalent (bivalent trivalent ) nº nº d agentsd agents: monovalent o polivalent (bivalent, trivalent...) sistemasistema de de produccióproducció: convencionals o de nova generació
tipus de vacunes nes
pacun
va
vacunesvacunes de nova de nova generaciógeneració
de subunitatsvacunesvacunes convencionalsconvencionals
atenuades (vives)
de subunitats vives delecionades de reversió gènica recombinants
inactivades (mortes)recombinants
d’ADN de plantes
vacunes convencionalsne
satenuades atenuades inactivadesinactivadesac
un mètodes d’atenuació:
o adaptació a un hoste alternatiu(repetits passis)
mètodes de inactivació:o físics: calor (sobretot)o químics: formaldehid, agents quelants...
va
o mutants termosensibles: adaptats a créixer a Tª subòptima
o variants naturals per passis en cultius cel∙lulars en condicions adverses
avantatges: o seguretato millor estabilitat (millor conservació)cel lulars en condicions adverses
avantatges:o millor protecció que inactivades
l i f l èl l l i li
( )
problemes:o pitjor resposta que atenuades
(no hi ha multiplicació)o al infectar les cèl∙lules i replicar‐seindueixen tots els mecanismes del SI:
• presentació d’Ag (MCHII i CD4+)• citotoxicitat (MCHI i CD8+)
(no hi ha multiplicació) o producció d’Ac (MCHII i CD4+)o cal administrar la vacuna més vegadeso tractaments inactivants poden alterar citotoxicitat (MCHI i CD8+)
• producció de CK
problemes:ió i lè i
palgun Ag
o inactivació insuficient pot generar virulència
o ús d’adjuvanto reversió a virulènciao manteniment en fred (soques vives!!)
o ús d adjuvant
vacunes convencionals: problemesne
sacun
seguretato reversió a virulència de les atenuades
fallades en la ina ti a ió de les mortes
va
o fallades en la inactivació de les morteso contaminació amb altres microorganismes
cadena del fredo especialment important en vacunes atenuadeso generalment mantenir entre +4 i +6ºCo problemes al tercer món
no diferencien vacunats de infectats
no totes les malalties tenen vacuna
efectes secundariso locals: dolor, inflamació, edema en punt inoculacióo sistèmics: febre
vacunes de nova generació
nes
acun
va
de subunitats vives delecionades de reversió gènica recombinants d’ADN de plantesp
vacunes de subunitatsació
enera
identificar proteïnes d’interès immunològic i l’ADN que les codificaov
a ge
clonar l’ADN
vector de transferència: plasmidi (escollit segons vector expressió)de
no
(escollit segons vector expressió)
vector d’expressió: Baculovirus,E. coli, llevats...
cune
s
introduir el plasmidi en el vector d’expressió
seleccionar els vectors
vac
correctament “transformats”
cultivar el vector d’expressió in vitro
ifi l d d purificar la proteïna produïda
vacunes deleccionadesació
enera
modifiquem genèticament el virusova ge
modifiquem genèticament el virus
eliminem gens de:
t ï lli d i lè i de no
o proteïnes lligades a virulènciao altres proteïnes que no alterin la
replicació (de no interès immunològic)cune
s
immunològic)
soques atenuades de manera establevac
vacunes recombinantsació
enera
ova ge
de no
cune
svac
microoorganisme utilitzat com a vector per a expressar gens d’un altreo víric: Vaccinia, adenovirus, canarypox...o bacterià: Salmonella
indueix resposta contra els dos organismes
vacunes de reversió gènicaació
enera
utilitzada en grip
construïm virus amb gens:ova ge
g
o codificant Ag protectius(H5, d’H5N1)
b i è id i lò i de no
o amb interès epidemiològic (N3, d’H2N3 no circulant des de 1973)
o de replicació d’un virus nocune
s
o de replicació d un virus no patogen (NS, M, NP, PA, PB1 & PB2 d’H1N1)
ràpid (no cal cultivar ni adaptar
vac
àp d ( o ca cu t a adaptael virus)
vacunes d’ADNació
enera
ova ge
identificar Ag i l’ADN que el codifica
de no clonar l’ADN i lligar‐lo a un promotor
dins d’un plasmidi (vector)
la construcció s’injecta via IM / ID
cune
s j /
transfecció de les cèl∙lules del individu
expressió d’Ag: resposta del SI
vac
vacunes de plantesació
ús de les plantes com a vehicle de producció de proteïnesenera
transfectem tomaqueres o tabac amb plasmidis o amb l’ajut de virus o bacteris
factoria de proteïnes més barata que un fermentador
ova ge
possibilitat d’utilitzar‐la com a aliment‐vacuna
(immunització VO contra enterotoxines E. coli, p.ex.)
de no
cune
svac
problemes de les vacunes convencionals ació
resolts per les vacunes de nova generacióen
era
seguretat:o vacunes de subunitats DNA plantes NO hi ha res a inactivarov
a ge
o vacunes de subunitats, DNA, plantes, NO hi ha res a inactivaro vacunes de deleció o de reversió gènica, reversió a virulència pràcticament
inexistent
de no
cadena del fred:o vacunes de subunitats, de DNA, de plantes: NO necessiten fred
t dif i t i i f t tcune
s
permeten diferenciar vacunats i infectats: o important en programes d'eradicacióvac