2. Esquema de la Plática 1.- Introducción 2.- Inmunología del Alotrasplante 3.- Activación de Linfocitos T Alorreactivos 4.- Reacción Linfocitaria Mixta 5.- Mecanismos de Rechazo de Aloinjertos 6.- Inhibición del Rechazo Embrionario 7.- Prevención y Tratamiento del Rechazo de Aloinjertos 8.- Tipos de Trasplante 9.- Xenotrasplante 10.- Enfermedad del Injerto Contra el Huésped 11.- Inmunodeficiencia Tras el Trasplante
3. 1.- Introducción Alexis Carrelfue el primero en publicar un estudio sistemático sobre el trasplante de órganos en 1908. El trasplante de órganos en humanos se intentó por primera vez en 1935, pero fracasó. Fue hasta 1954 cuando Joseph Murray y su equipo de trabajo lograron el primer trasplante exitoso entre humanos en una pareja que gemelos monocigóticos. A. Carrel J. Murray
4. 1.- Introducción ¿Por qué es importante la Inmunología en los Trasplantes? De todas las limitantes que se presentan para realizar un trasplante (escases de órganos, lo costoso del tratamiento, etc.) la que tiene mayor relevancia clínica y económicamente hablando es el rechazo del tejido trasplantado a causa de la respuesta inmune del paciente. Uno de los primeros trabajos a este respecto (el rechazo a tejidos trasplantados) fue realizado por AvrionMitchison. A. Mitchison
6. 1.- Introducción Conceptos que se usarán con frecuencia en esta plática: -Autoinjerto:Injerto trasplantado de una parte del cuerpo a otra pero del mismo individuo. -Isoinjerto: Injerto trasplantado entre gemelos monocigóticos. -Aloinjerto: Injerto trasplantado entre 2 individuos distintos pero pertenecientes a la misma especie. -Xenoinjerto: Injerto trasplantado entre 2 individuos distintos y pertenecientes a distintas especies. -Alo o Xenorreactivos: Anticuerpos o linfocitos que reaccionan contra alo o xenoinjertos.
7. 2.- Inmunología del Alotransplante La velocidad de rechazo de aloinjertos varía de un tejido a otro y es proporcional a la tasa de revascularización del mismo. Se ve afectada por la inducción de memoria inmunológica.
8. 2.- Inmunología del Alotransplante Reconocimiento de Aloantígenos: Experimentos de trasplante entre cepas de ratones endogámicos (G. Snell y cols.) demostraron que el reconocimiento de Aloantígenos depende principalmente de moléculas que se expresan de manera polimorfa y codominanteen cada individuo, (A*B)F. Las moléculas del CPH son las responsables de casi todas las reacciones de rechazo rápidas. (3 genes) (2 padres)= 6 posibles MHC-I
9. 2.- Inmunología del Alotransplante (3 genes) (2 padres) (combinación de 2 cadenas) = 10 a 20 posibles MHC-II Las características de la herencia y expresión de las moléculas del CPH, el 4% de crossingoverque se calcula que ocurre en sus genes durante cada meiosis y la inmensa cantidad de células dentro de cada organismo que las expresan, hacen que las probabilidades de encontrar moléculas distintas entre un individuo y otro sean enormes.
11. a) Presentación Directa de Aloantígenos Se da cuando el TCR del huésped reconoce al CPH en las células del donante. Sobre todo en trasplantes de tejidos muy vascularizados (p. ej. Hígado y Médula Ósea) en los que permanecieron CPA’s del donador. ¿No que los Linfocitos estaban restringidos al CPH propio? Hasta el 2% de los Linfocitos de un individuo puede reconocer alomoléculas de CPH.
12. a) Presentación Directa de Aloantígenos Los péptidos reconocidos en este tipo de presentación antigénica casi siempre provienen de proteínas que son idénticas entre el donador y el receptor (son “péptidos propios”). Dado que los mecanismos de inducción de tolerancia a los péptidos propios sólo inducen tolerancia a péptidos propios presentados por un CPH propio, los Linfocitos del huésped, se activan y reaccionan contra el tejido del donador. La mayoría de los Linfocitos que responden a una primera exposición ante un aloCPH son Linfocitos de Memoria.
13. b) Presentación Indirecta de Aloantígenos Se da por una presentación cruzada de CPH en la que el aloCPH es procesado como cualquier otro antígeno y presentado de manera casi exclusiva a linfocitos TCD4. Debido al enorme polimorfismo de las moléculas de CPH, éste proceso genera muchos sitios de reconocimiento potenciales. Los antígenos de histocompatibilidad secundarios siguen esta vía también.
14. 3.- Activación de Linfocitos T Alorreactivos Para entender la relevancia de las distintas células de la respuesta inmune se han realizado estudios en los que se anula a una o a varias poblaciones específicas. Los resultados arrojados por dichos estudios indican que las células con mayor relevancia en el rechazo de injertos son los Linfocitos TCD4. Aunque por sí mismos, los Linfocitos TCD8 parecieran no tener relevancia alguna, se ha visto que su interacción con los Linfocitos TCD4 aumenta su relevancia en el rechazo del trasplante.
15. 3.- Activación de Linfocitos T Alorreactivos Estudios recientes de expresión génica demuestran que ante la presencia de un aloinjerto se sobreexpresan tanto Linfocitos CD4 como Linfocitos CD8 , a su vez, se ha visto que hay una mayor expresión de IFNγ que de IL4 por lo que se trata de una respuesta de tipo Th1, tanto macrófagos como Linfocitos NK tienen al parecer, una mayor relevancia de lo que se creía. Las citocinas más importantes en el rechazo de injertos son IL-2, TNFγ y TNFβque además de tener un efecto citotóxico sobre el injerto, aumenta la expresión de moléculas de MHC con lo que exacerba el rechazo.
16. 4.- Reacción Linfocitaria Mixta Debido al gran polimorfismo que existe en las moléculas del MHC, aún entre hermanos, la probabilidad de que ambos hereden haplotipos idénticos no supera el 25%. Es por eso que antes de realizar un trasplante (y cuando las circunstancias lo permiten) se verifica la compatibilidad eritrocitaria(Antígenos ABO) y tisular (complejo MHC).
17. 4.- Reacción Linfocitaria Mixta La compatibilidad entre 2 donantes potenciales y un receptor puede ser estudiada con una Reacción Linfocitaria Mixta (MLR) o prueba de microtoxicidad.
18. 4.- Reacción Linfocitaria Mixta Cómo los únicos tipos de MHC que participan en el rechazo de injertos son HLA-A, HLA-B y HLA-DR sólo se estudia la compatibilidad en 6 antígenos.
19. 5.- Mecanismos de Rechazo de Aloinjertos Se clasifican según sus características histopatológicas y por la evolución temporal del rechazo tras el trasplante, más que por los mecanismos inmunitarios efectores. Según este criterio, hay 3 tipos de rechazo de aloinjertos: Rechazo Hiperagudo Rechazo Agudo Rechazo Crónico
20. a) Rechazo Hiperagudo de Aloinjertos Se da minutos u horas después de anastomosar los vasos del receptor y del injerto, se debe a la existencia previa de anticuerpos que se unen a antígenos del endotelio del donante con la consecuente activación del complemento. La inestabilidad que se ocasiona en el endotelio favorece la coagulación y la formación de trombos.
21. b) Rechazo Agudo de Aloinjertos Es un proceso de lesión vascular y parenquimatosa en el que intervienen Linfocitos T y anticuerpos, suele iniciarse 1 semana después al trasplante. Los Linfocitos T activados producen la lisis directa de las células del injerto o secretan citocinas que atraen y activan células inflamatorias que a su vez, lesionan el injerto.
22. c) Rechazo Crónico de Aloinjertos Se caracteriza por fibrosis y alteraciones vasculares con pérdida de la función del injerto después de un periodo prolongado (6 meses - 1 año). No se conoce bien la fisiopatología de este tipo de rechazo pero se cree que la continua secreción de citocinas estimulan la formación de tejido cicatrizal por parte de los fibroblastos. Se caracteriza por presentar una arterioesclerosis acelerada.
24. 6.- Inhibición del Rechazo Embrionario Los fetos expresan antígenos heredados del padre por lo que son alogénicos para la madre. En esencia, el feto es un aloinjerto natural. Se sabe que la madre detecta antígenos fetales pues produce anticuerpos contra ellos pero ¿Por qué la madre NO rechaza al feto? Aunque aún no se conoce por completo cómo es que el feto escapa de la respuesta inmune de la madre, se sabe de algunos mecanismos que con seguridad son relevantes para impedir el rechazo.
25. 6.- Inhibición del Rechazo Embrionario a) Se cree que la localización anatómica del feto es inmunológicamente privilegiada, se ha visto que los animales gestantes pueden rechazar aloinjertos fetales en localizaciones extrauterinas sin que esto comprometa la gestación. El trofoblasto humano expresa una molécula no polimorfa de MHC denominada HLA-G que podría participar en la protección de las células trofoblásticas a la lisis por Linfocitos NK. Además, es probable que las células del trofoblastono posean moléculas coestimuladoras.
26. 6.- Inhibición del Rechazo Embrionario Hay estudios que indican que las células deciduales cultivadas inhiben de manera directa las funciones de macrófagos y Linfocitos, probablemente mediante la secreción de TGFβ. El tipo predominante de Linfocitos en los lugares de implantación es un subgrupo de Linfocitos NK denominados Linfocitos NK uterinos. Aunque no se conoce mucho sobre ellos, se sabe que su secreción de IFNγes indispensable para el desarrollo de la decidua.
27. 6.- Inhibición del Rechazo Embrionario b) Las respuestas inmunitarias frente al feto podrían estar reguladas por las concentraciones deciduales de Triptófano. El tratamiento con fármacos inhibidores de la IDO 1-metil-triptófano (enzima catalizadora de Triptófano) provoca un aborto dependiente de Linfocitos T en ratones. c) Un factor de protección adicional es la intensa expresión deCrry(un inhibidor de C3 y C4) tanto por la decidua como por el trofoblasto. Embriones knockout para Crry mueren antes de nacer y muestran signos de la activación del complemento.
37. a) Fármacos Inmunosupresores Cliclosporina El complejo ciclofilina-ciclosporina se une a la fosfatasa calcineurina. IL-2, IL-4,el ligando a CD40 por lo tanto no crecimiento y diferenciación. Produce lesiones renales.
39. a) Fármacos Inmunosupresores FK-506 (tracolimus) FKBP-12, unión a la calcineurina fosfatasa. Trasplante hepático, por rechazo de trasplante renal tratado con ciclosporina.
40. a) Fármacos Inmunosupresores Ambas drogas están asociadas con hiperglucemia e hiperlipidemiacomo efectos adversos. Sus efectos individuales en estudios clínicos son difíciles de interpretar por la administración junto con esteroides.
41. a) Fármacos Inmunosupresores Sin embargo se cree que la ciclosporina y FK-506 disminuyen la secreción de insulina mediante unefecto directo en los islotes pancreáticos. La ciclosporinainhibe la 26-hidroxilasa esteroidea, una enzima que activa la síntesis de ácidos biliares, la inhibición de ácidos biliares eleva los niveles de colesterol en el hígado,lo que, además inhibe la expresión de receptores a LDL, lo que resulta en una hipercolesterolemia exacerbada.
42. a) Fármacos Inmunosupresores Rapamicina (Sirolimus) FKBP-12 mTOR (mamallian target of rapamycin) encargada de la fosforilación de varias proteínas. Inhibir actividad de cliclinas. Inhibiendo la progresión de la fase G 1 a la fase S del ciclo celular. Hiperlipidemia (hígado, riñón , páncreas)
43. a) Fármacos Inmunosupresores Azatioprina (disminuye proliferación de precursores inmaduros y maduros ) Derivado imidazólico de la 6-mercaptopurina (6-MP). Es un análogo de las purinas endógenas adenina, guanina e hipoxantina. La 6-MP atraviesa las membranas celulares y se convierte intracelularmente en tioanálogos de las purinas (incluyendo su principal nucleótido activo, ácido tioinosínico).
44. a) Fármacos Inmunosupresores Azatioprina **6-MP actúa como un antimetabolito de las purinas. **Daño alADNa través de la incorporación de tioanálogos purínicos. La inhibición de múltiples vías en la biosíntesis de ácidos nucléicos, previniendo así la proliferación de celular.
45. a) Fármacos Inmunosupresores Azatioprina Una interferencia del fármaco con la función de algunas coenzimas lo que ocasionaría una reducción de la actividad celular . Tóxicoparaprecursores leucocíticos de la MO y eritrocitos intestinales.
46. a) Fármacos Inmunosupresores Micofenolato de mofetil (Lin T y B) Es el éster 2-morfolinoetílico del MPA (Acido Micofenolico). Es un inhibidor potente, selectivo, no competitivo y reversible de la inosinmonofosfato-deshidrogenasa, inhibe la síntesis de novo del nucleótido guanina.
47. a) Fármacos Inmunosupresores Glucocorticoides Bloqueo de la síntesis y secreción de citocinas. TNF e IL-1. Reduce activación de células endoteliales del injerto, falta dereclutamiento de leucocitos inflamatorios y mecanismos efectoresde macrófagos, disminución de la fiebrelo que deprime la vasodilatación.
48. a) Fármacos Inmunosupresores Glucocorticoides Estabilizan las membranas lisosómicas - aumentan la resistencia a su rotura - disminución de la liberación de enzimas proteolíticas. Reducen la permeabilidad de los capilares- impide la salida de plasma hacia los tejidos. Reduce la multiplicación de linfocitos (T).
49. a) Fármacos Inmunosupresores Glucocorticoides La administración de grandes dosis de cortisol induce una atrofiaimportante de todos los tejidos linfáticos del organismo, lo que a su vez reduce la producción de Lin T y Ig por estos tejidos. Infecciones fulminantes.
50. a) Fármacos Inmunosupresores Glucocorticoides Acciones de glucocorticoidessobre el metabolismo: Estimulación de la gluconeogenia hepática. Disminución de la utilización celular de la glucosa. Degradación de proteínas a aa libres en tejidos extrahepáticos. Movilización de ácidos grasos.
51. a) Fármacos Inmunosupresores Glucocorticoides Glucocorticoides son la causa más común de diabetes mellitus post trasplante. HLA A30 , B27 y trasplante de riñón de un donador enfermo. Mayor riesgo de enfermedad cardiovascular.
54. Actúa como anticuerpo lítico al activar el sistema de complementopara eliminar los Lin T u opsonizandolos de manera que pueden ser fagocitados.
55.
56. a) Fármacos Inmunosupresores Otros anticuerpos: Anti CD-20 vs Células B maduras. Anti CD-4 (no matan, inmunosupresión). Anti LFA-1, ICAM-1 (juntos). Anti TNF-α, INF-γ, IL-2.
57. c)Radiación linfoide Linfocitos sensibles a rayos X, se somete al receptor a exposiciones repetidas de timo, bazo y ganglios linfáticos. 200 rad de rayos por al día hasta un total de 3 400 rad. No se irradia la MO.
60. Detección sistemática de la presencia de Ig preformados. (Pruebas cruzadas)No todas las pruebas se realizan en todos los trasplantes.
61. Tipificación del grupo sanguíneo ABO. Se realiza en todo tipo de trasplante. Si existe incompatibilidad ABO entre donante y receptor, será imposible la supervivencia del injerto. Las IgM naturales específicos contra los aloantigenos de los grupos sanguíneos ABO son los que provocan en rechazo hiperagudo.
62. Tipificación del grupo sanguíneo ABO. Si la gota de sangre presenta aglutinación con el suero anti A, presenta el grupo A; si lo hace con el suero anti B pertenece al grupo B; si lo hace en ambos al grupo AB, si no aglutina en ninguno de los dos pertenece al grupo 0. Si la gota de sangre presenta aglutinación en el suero anti D es facto Rh positivo, en caso contrario negativo. B D AB A
63. Tipificación tisular: Compatibilidad HLA Solo se refiere a los locus HLA-A, HLA-B, HLA-DR. Se realiza mediante análisis serológico. Trasplante de riñón y medula ósea.
64. Tipificación tisular: Compatibilidad HLA Dentro de unos pocillos separados de una placa de cultivo tisular se coloca linfocitos de una persona con sueros procedentes de múltiples donantes sensibilizados a moléculas de HLA. Se añade complemento y colorante fluorescente que se une a células muertas. El haplotipo HLA de la persona estudiada se determina según el antígeno causante de la lisis. Ya que los sueros suelen no ser totalmente específicos para un producto aléico único se realiza PCR para la tipificación de los loci de clase II
65. Detección sistemática de la presencia de anticuerpos preformados Formados como consecuencia de embarazos, transfusiones o trasplantes previos. Se mezcla suero del paciente con células de 40-60 donantes distintos representativos de la población de donantes del órgano en cuestión. Mediante lisis mediada por complemento utilizando Ig secundarios contra la IgG humana marcados con fluoresceína se determina la unión de Ig del paciente a células del donante del grupo.
66. Pruebas cruzadas Se realiza cuando se identifica un donante potencial. La prueba determinara si el paciente tiene Ig que reaccionen de manera específica contra células del donante. Leucocitos.
69. Es específica para el aloantigeno y evita el principal problema de la inmunosupresión inespecífica.
70.
71. Métodos Para Inducir Supresión o Tolerancia Específica Para el Donante Transfusiones sanguíneas con aloleucocitos. La introducción de aloleucocitos produce tolerancia a los aloantigenos. Disminuye el rechazo agudo en pacientes que reciben trasplante renal tras recibir las transfusiones. Medida profiláctica.
72. Animales con trasplante de médula ósea presentan quimerismo mixto toleran los aloantigenos de órganos procedentes de el mismo donante. Limitado por la EICH. DRUG FREE AFTER TRASPLANTATION (2-5 YEARS). Métodos Para Inducir Supresión o Tolerancia Específica Para el Donante
73. Bloqueo de señales de coestimulación. Forma soluble deCTLA-4que evita la interacción de B7 de CPA y CD28 de Lin T. Anticuerpo que se une al LCD40 de Lin T impidiendo su unión con CD 40 de CPA El bloqueo simultaneo es más eficaz. ¿Inhiben activación o inducen tolerancia? Métodos Para Inducir Supresión o Tolerancia Específica Para el Donante
74. Usar péptidos inmunodominantes derivados del CPH del donante como tolerógenos en dosis altas por vía IV. Métodos Para Inducir Supresión o Tolerancia Específica Para el Donante
87. Los riñones se pueden obtener de cadáveres, parientes o voluntarios .
88.
89. b) Trasplante de Riñón En muchos casos tras uno o dos episodios de rechazo el paciente no podrá encontrar jamás un donador. Es necesario mantener siempre a los pacientes trasplantados con alguna forma de inmunosupresión para toda la vida. Sin embargo el riesgo decáncer, infecciones, hipertensión y enfermedad ósea metabólica es frecuente.
95. Ausencia de vasos linfáticos y en algunos casos de vasos sanguíneos.Se pueden obtener corneas de cadáver. Se realizan 47 000 trasplantes al año.
96. e) Trasplante Cardiaco El primer trasplante lo realizó el Dr. Christian Barnard en 1964. En el año 2000 2172 corazones fueron trasplantados en EUA y alrededor de 3 500 en todo el mundo. Una vez que el corazón dañado se retira se mantiene vivo al paciente de manera artificial mediante maquinas que oxigenan su sangre. El corazón del donador se mantiene en condiciones que le permita latir cuando se le coloca al receptor. Puede mantenerse en una soluciones amortiguadora heladasque permiten el corto circuito de los impulsos eléctricos.
97. e) Trasplante Cardiaco Enfermedad ateroesclerótica en las arterias coronarias del corazón trasplantado. Los Ig del receptor provocan el daño a las arterias. Las victimas de accidente con muerte cerebral suelen ser los donadores. La tipificación tisular se requiere pero no siempre posible por los pocos corazones disponibles y la urgencia del procedimiento.
98. f) Trasplante Pulmonar Solo o junto con el corazón. En el año 2000 se realizaron 945 trasplantes de pulmón y 47 de pulmón/corazón. La supervivencia del primer año del trasplante es del 60%. Se emplea en pacientes con fibrosis quística enfisema o por daño a los pulmones por la inhalación del humo de cigarro.
99. e) Trasplante Pancreático Puede proveer un tratamiento eficaz para los pacientes con diabetes mellitus. En el año 2000 fueron trasplantados 420 páncreas y 904 trasplantes riñón/páncreas La supervivencia del primer año del trasplante es del 55%. No se requiere del trasplante completo sino solo del los islotes pancreáticos para restaurar la función.
100. 10.-Xenotrasplante Presencia de Ig naturales que reaccionan con los determinantes hidrocarbonados expresados por las células de miembros de especies evolutivamente distantes. Α-galactosiltransferasa, introduce residuo de galactosa en el mismo sustrato que en las células humanas formando el antígeno H del grupo sanguíneo. Especies discordantes Especies concordantes
101. 10.-Xenotrasplante Los Ig´s naturales producen un rechazo hiperagudo. La activación del complemento en células del cerdo es mas grave que células de un aloinjerto. DAF Creación de cerdos transgénicos. (DAF, NO enzimas para Ag porcinos) (2-3 días de trasplante)Rechazo retardado del xenoinjerto , trombosis intravascular y necrosis fibrinoide de los vasos, por Ig contra varias antígenos endoteliales y lin T.
102. 10.-Xenotrasplante El reconocimiento (directo/indirecto) para el rechazo y la tolerancia para los xenoinjertos va a ser muy similares que para los aloinjertos. El rechazo puede que sea aun mas severo. Se requiere de las mismas interacciones moleculares.
103. Long-Term Normalization of Diabetes Mellitus After Xenotransplantation of Fetal Pancreatic Islet Cells Into the Blood StreamWithoutImmunosuppresiveTherapy. 10.-Xenotrasplante
104.
105.
106.
107. Cuando el huésped esta inmunodeprimido, la reacción va contra Ag de HC secundarios del huésped.
108.
109. 10.- Enfermedad del Injerto Contra el Huésped EICH crónica: Fibrosis y atrofia de los órganos pero sin signos de muerte celular aguda. Puede afectar a los pulmones por obliteración de las vías respiratorias de pequeño calibre. Eliminación de Lin T maduros+ CFS de macrófagos y granulocitos.
110. 10.- Enfermedad del Injerto Contra el Huésped La lesión hística parece ser producto de la acción de Lin NK, LTC y citocinas.
111.
112.
113. Referencias 9.- MATTHEW J. WEISS, CHOO Y. NG, JOREN C. MADSEN, Tolerance, Xenotransplantation: FutureTherapies, SurgClin N Am 86 (2006) 1277–1296 10.- DEV M. DESAI, PAUL C. KUO, Perioperative Management of SpecialPopulations: Immunocompromised Host (Cancer, HIV, Transplantation) SurgClin N Am 85 (2005) 1267–1282 11.- CHÁVEZ-VELÁSQUEZ M.Effects of mycophenolatemofetil in ischemicacute renal failure in rats. Nefrologia - 01-JAN-2007; 27(4): 448-58 From NIH/NLM MEDLINE 12.- ANDREW L. MELLOR, JAYABALAN SIVAKUMAR, PHILLIP CHANDLER, KIMBERLY SMITH, HECTOR MOLINA, DAILING MAO & DAVID H. MUNN. Prevention of T cell−drivencomplementactivation and inflammationbytryptophancatabolismduringpregnancy. NatureImmunology 2, 64 - 68 (2001) doi:10.1038/83183 ¡¡¡GRACIAS!!!