Sistema de complemento

Inmunopatología e inmunointervención
en riñones nativos y trasplantados
Sistema de complemento
Dr. H. Eduardo Chuluyan
Centro de Estudios Farmacológicos y
Botánicos
Facultad de Medicina, UBA.
[email protected]
Historia
bacterias
Precalentamie
nto del suero
a 56°C
Aglutinación
=
y
Lisis bacteriana
+
Suero
Animal no
expuesto a la
bacteria
Extracción de
suero
Jules Bordet
(1870-1961)
Extracción de
suero
bacterias
+
Suero
=
Aglutinación
bacterias
Aglutinación
y
Lisis bacteriana
Definición
Cascada proteolítica formada por más de 40 proteínas plasmáticas que actúan
en conjunto para opsonizar microbios, promover el reclutamiento de fagocitos,
y en algunos casos, lisar a los microbios.
Terminología
Ejemplos
C seguido de un número…Vía Clásica
C1, C2
B seguido de un número…Vía Alterna
B1
Moléculas Precursoras
Fragmentos
Componentes
Inactivos
Estado
Activo
Sufijo con letra minúscula
Prefijo
Una barra sobre el símbolo
C4a, C4b
iC3b
C4b2b
Alterna
Clásica
Vías
de
activación
Lectinas
Etapas
Vías de
activación
Inicial
Tempranas
Tardías
Clásica
Complejos
Ag-Ac
C1, C4, C2
C3, C5, C6, C7, C8, C9
Lectina
Microbios
MBL, C4, C2
C3, C5, C6, C7, C8, C9
Alternativa
Espontánea
Microbios
C3, B, D (P)
C3, C5, C6, C7, C8, C9
Función
Activación:
Etapas
Iniciación
Tempranas
Tardías
Etapas Tempranas en la Activación del Complemento (1)
Louis Pillemer
1908-1957
Etapas Tempranas en la Activación del Complemento (2)
Etapas Tempranas en la Activación del Complemento (3)
Fig. 12-6C
Etapas Tempranas en la
activación del C
Unión del
Complemento
B
D
MASP
Formación de
C3 Convertasa
P
Unión
covalente de
C3b al
microbio;
Formación de
C5 convertasa
MBL
Etapas Tardías
Otras vías de Activación
Yan C, Gao Hongwei. Frontiers in Immunology 2012 Dec; 3, article 368.
¿Dónde se produce el Complemento?
Fuentes
•
•
Compartimento
Central
Pool Intravascular por
síntesis hepática
•
•
Compartimento
Periférico (+
importante en Tx)
Pool Extravascular
producida por células
tisulares y cél.
Reclutadas.
¿Pasaje?
C3: improbable porque tiene un PM de 180 kDa
Los niveles de C3 “LOCAL” aumentan en función de
la duración de la isquemia fría, y tienen su pico a
las 48 h post-Tx.
La expresión de C3 en el órgano del donante antes
del Tx tiene un impacto negativo en el Tx medido a
los 2-3 años.
Funciones Efectoras del Complemento
Citólisis
Opsonización y fagocitosis
(C3b, C4b)
Inducción de reacciones inflamatorias
(C5a, C3a, C4a)
Anafilotoxinas
Depuración de Inmunocomplejos (C3b)
Complejos Ag-Ac pequeños en la circulación, activan el
complemento y generan C3b que se unen a los complejos
de manera covalente
Clearence de Inmunocomplejos (C3b)
En el hígado y bazo, las células
C3b se unirá al receptor CR1 en la fagocíticas removerán los
inmunocomplejos
superficie de eritrocitos
Estimulación de la respuesta humoral
Activación del
Complemento
Reconocimiento
de LB
Señalización y
Activación B
Otras acciones del Complemento
Sobre RI Adapatativa
(en trasplante)
Inmunidad Innata y Adaptativa
La síntesis periférica de Complemento es un problema porque es la que
contribuye a la activación de LT y modula la RI adaptativa
Rol de C3a y C5a
El Complemento contribuye a la IRI, pero lo hace C5a y C5b-C9, pero NO C3a
Concentraciones sublíticas activan células que producirán: IL-6, TNF, PG,
ICAM-1, FT, colágeno.
¿Sobre qué células actuarán? Dependerá del órgano en cuestión, ej.
Endotelio y miocitos para corazón e intestino; Cél. Tubulares para riñón.
Son cofactores en la presentación antigénica y activa
a LT vírgenes aloreactivos
El Complemento producido por la CPA del donante actúa sobre ella
misma y sobre los LT
Son cofactores en la presentación antigénica y activa a LT vírgenes aloreactivos
Sacks SH, Zhou W. Nature Reviews Inmunology 2013 June; 12 (6) :431-42.
Complemento
1.
2.
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
En la interface entre la inmunidad innata y adaptativa
Involucrado en la activacíón T y B.
La activación del C5aR aumenta la activación de LT a través de la produción de IFNg
inducido por L-12.
Puede unirse a Ac anti HLA-I del donante provocando un rechazo más severo.
La potencia con la que se activa la vía clásica depende del isotipo IgG > IgG1 > IgG2 >
IgG4.
El isotipo IgG3 media un rechazo agudo independiente del receptor de Fc o de las células
NK.
Las proteínas reguladoras del C (CD46, CD55 y CD59) pueden proteger al injerto en
trasplantes crossmatch positivo.
Eculizumab (Ac contra C5) inhibe el clivaje de C5a y C5b y previene la generación del
complejo de ataque lítico.
Mejora la sobrevida en modelos animales de trasplante y esta en ensayos clínicos.
¿Se puede amplificar el efecto proinflamatorio del complemento?
Las plaquetas que tienen adherido componentes del complemento, son
capaces de diseminar el daño
Ioannou A, Kannan L, Tsokos GC. Autoimmunity 2013 Feb; 46(1) :1-5.
Reguladores
Sacks SH, Zhou W. Nature Reviews Immunology 12, 431-442 (June 2012) | doi:10.1038/nri3225
Reguladores
Sacks SH, Zhou WNature Reviews Immunology 12, 431-442 (June 2012) | doi:10.1038/nri3225
Regulación de la actividad de C1 por C1 INH
Inhibición de la formación de la Convertasa C3
Factor I – Media el clivaje de C3b
Regulación de la formación de MAC
Otros reguladores
C4BP: Une C4b y
bloquea la
formación de la C3
convertasa de la
vía clásica. Permite
la escisión e
inactivación de C4b
por Factor I
C4BP y el Factor H
aceleran la degradación
de C3, C4b2a y C3bBb
convertasas de la vía
clásica y alterna.
CD46 o MCP: Se une a
C4b y C3b depositado
sobre células propias y
las torna susceptibles
de inactivación por el
factor I
CD55 acelera la
degradación de
C3 convertasas
de las tres vías
de activación.
CD35/CR1 es un cofactor que cliva C4b y el C3b
mediado por el factor I. También acelera la
degradación de la C3 convertasas.
Wagner E, Frank MM. Nature Reviews Drug Discovery 2010 Jan; 9, 43-56.
CD59 interfiere con la unión y
polimerización de C9.
¿Participa el Complemento en la
Inmunopatología del trasplante?
Daño tubular por complemento
Sacks SH, Zhou W. Nature Reviews Inmunology 2013 June; 12 (6) :431-42. Evidencias experimentales: la Activación del Complemento es uno de los
factores que participan en IRI renal
¿Qué vía se activa en Tx?
Eventos que activan al Complemento Mecanismos efectores
IRI
IgM y/o MBL y/o PCR
Se activan las tres vías.
Depende del modelo y
del tejido.
C5a, C5b-9
Rechazo
mediado
por Ac
Ac preformados o inducidos contra el
injerto
C5b-9 (lisis, quimiotaxis,
activación endotelial,
reclutamiento celular)
Rechazo
Celular
DAMPs, muerte cerebral del donante,
IRI del injerto
Síntesis local de C3.
C3a y C5a activan CPA .
¿Qué vía se activa en Tx?
¿Vía de las lectinas? Sí
En riñón, corazón e intestino: vía de lectinas, por la unión de ficolinas y
colinas como MBL a carbohidratos presentes en células estresadas.
Principalmente MBL y MASP2 (OJO, MASP2 cliva C3 sin involucrar a C4).
¿Vía Clásica? Controvertido. Si se produce, sería por unión de C1q a
IgG adherida o por PCR. Podría ser por IgM natural unida a fosfolipidos y
anexina.
¿Vía Alterna? Sí, pero sólo amplifica la cantidad de C3b depositado sobre
la membrana celular por activación de otras vías.
¿Siempre que hay Complemento hay
inmunoestimulación?
NO
CD46 en Innata
CD46 en Adaptativa
La estimulación de CD46 o MCP por
Complemento induce un cambio hacia un
fenotipo inmunosupresor productor de IL10 (Treg).
Si hay deficiencia de complemento los LTreg no suprimen la respuesta inmune.
Ojo: los efectos tolerogénicos del Complemento sólo se observaron para antígenos menores de
histocompatibilidad.
Acomodación del Injerto
•
•
Sin rechazo a pesar de tener DSA.
Mecanismos
–
–
–
Sobre-expresión de mecanismos regulatorios del
complemento: la presencia de C4d puede ser
buena en ausencia de signos de injuria.
Reemplazo de cél endoteliales del donante con
endotelio del receptor.
Aparición de proteinas anti-apoptoticas BCL-2,
BCL-X, HO – 1.
La acomodación se
daría por:
i)
un aumento de
CD59 y CD55
ii)
Por proteínas
antiapoptóticas
como BCL2, BCLXL, HO1
Protectina
Bloquea la inserción
de C5b-C9
CD55 y CD59
Aumenta por
Ac patogénicos
C5b-C9, Trombina
Mol. Proinflamatorias.
Inhibidor del
Complement
o
Blanco
Principales Mecanismos de acción
Limitaciones o efectos
adversos
Eculizumab
C5
Inhibe la formación de C5b-9 y C5a
Aumenta el riesgo de infecciones
(para bacterias encapsuladas)
rhC1-INH
C1r, C1s, XIIa,
XIa, Plasmina,
MASP-1, MASP2, C3b,
Calicreina.
Efectos reguladores sobre las vías de
coagulación, fibrinolíticas y MBL.
Inhibe la vía alterna bloqueando la formación
del complejo C3b/factor B, une calicreína,
inhibiendo su actividad y controlando la
liberación de la bradiquinina.
Desconocido
Factor del
veneno de
Cobra (CVP)
C3
Actúa como una C3 convertasa más estable,
activa la vía alterna, provocando el consumo
de C3 y su depleción.
Toxicidad.
Inmunogenicidad.
Genera C3a y C5a
Compstatin
C3, C3b
Previene la conversión de C3 a C3b,
inhibiendo la vía terminal
Vida media corta
Receptor
soluble de
complemento
(sCR1)
C3b, C4b
Inactiva la C3 y C5 convertasa en las tres vías
Vida media corta
Proteina de
control de C
derivada del
virus vaccinia
C3b, C4b
Regula la vía alterna y clásica, bloqueando
C3b y C4b, tiene propiedades de unión a
heparina, inhibe la agregación de neutrófilos
y NK
Desconocido
C3 o C5R siRNA
C3 o C5R
Inhibe la expresión local de C3 o C5aR
Vida media corta.
Terapia y diagnóstico
Si se quiere inhibir el daño intersticial...actuar sobre el pool periférico.
Si quiero inhibir el daño endotelial...actuar sobre el pool central.
Eculizumab: antagonista de C5aR. Bloqueo sistémico de C5.
Se usa para hemoglobinuria paroxística nocturna
Previene el rechazo de Tx en pacientes con Ac anti-HLA
Sirve en pacientes con síndrome urémico hemolítico post Tx (este síndrome se produce por mutaciones en el Factor H y CD46.
Otras estrategias: unir CR2 al regulador CRRY (inhibe todo el C), o fusionar CR2+factor H (inhibe la vía alterna).
Test de laboratorio que me permiten evaluar complemento
Cuantificación de componentes
(C3, C4, MBL - IDR, nefelometría)
- concentración: mg/ml
Test Funccionales
Para las vías clásicas y alternativas
Muchas gracias
Referencias
Ioannou A, Kannan L, Tsokos GC. Platelets, complement and tissue inflammation. Autoimmunity 2013 Feb;
46(1) :1-5. doi: 10.3109/08916934.2012.722144.
Kemper C, Atkinson JP. T-cell regulation: with complement from innate immunity. Nat Rev Immunol 2007;
7(1) :9-18.
Kindt TJ, Goldsby RA, Osborne Ba, Kuby J. Kuby immunology. New York, WHFreeman, 2007.
Piccoli AK, Alegretti AP, Schneider L, Lora PS, Xavier RM. Expressão de proteínas reguladoras do complemento
CD55, CD59, CD35 e CD46 na artrite reumatoide. Revista Brasileira de Reumatologia 2011; 51(5) :497-510.
[Acceso El 20 de julio de 2013]. Disponible en: http://www.reumatologia.com.br/PDFs/RBR515PT.pdf .
Sacks SH, Zhou W. The role of complement in the early immune response to transplantation. Nature Reviews
Inmunology 2013 June; 12 (6) :431-42. | doi:10.1038/nri3225.
Wagner E, Frank MM. Therapeutic potential of complement modulation. Nature Reviews Drug Discovery 2010
Jan; 9, 43-56.
Yan C, Gao Hongwei. New insights for C5a and C5a receptors in sepsis. Frontiers in Immunology 2012 Dec; 3,
article 368. [Acceso el 17 de julio de 2013]. Disponible en:
http://dash.harvard.edu/bitstream/handle/1/10581974/3518060.pdf?sequence=1 o
http://www.frontiersin.org/Journal/DownloadFile.ashx?pdf=1&FileId=15845&articleId=31042&Version=1&ContentType
Inmunopatología e inmunointervención
en riñones nativos y trasplantados
Sistema de complemento
Dr. H. Eduardo Chuluyan
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Botánicos
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