ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ ΚΑΜΟΥΤΣΗΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ ΚΑΜΟΥΤΣΗΣ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΑΝΟΣΟΠΟΙΗΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΤΟΥ ΣΕ ΟΓΚΟΛΟΓΙΚΟΥΣ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΜΕΤΑ ΤΗ ΧΟΡΗΓΗΣΗ ΤΑΞΑΝΩΝ ΚΑΙ ΠΛΑΤΙΝΟΥΧΩΝ ΣΚΕΥΑΣΜΑΤΩΝ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ Θ. ΧΑΤΖΗΒΕΗ ΙΑΤΡΟΥ ΜΑΙΕΥΤΗΡΑ - ΓΥΝΑΙΚΟΛΟΓΟΥ ΠΑΤΡΑ 2011

2 ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Χαράλαµπος Καµούτσης, Καθηγητής Φαρµακευτικής Χηµείας, Τµήµα Φαρµακευτικής, Πανεπιστήµιο Πατρών, Επιβλέπων καθηγητής Γεώργιος Πατρινός, Επίκουρος Καθηγητής Μοριακής Βιολογίας- Γενετικής, Τµήµα Φαρµακευτικής, Πανεπιστήµιο Πατρών Κωνσταντίνος Πουλάς, Επίκουρος Καθηγητής Φαρµακευτικής Μικροβιολογίας, Τµήµα Φαρµακευτικής, Πανεπιστήµιο Πατρών ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Χαράλαµπος Καµούτσης, Καθηγητής Φαρµακευτικής Χηµείας, Τµήµα Φαρµακευτικής, Πανεπιστήµιο Πατρών, Επιβλέπων καθηγητής Χαράλαµπος Γώγος, Καθηγητής Παθολογίας, Πρόεδρος Τµήµατος Ιατρικής, Πανεπιστήµιο Πατρών Γεώργιος εκαβάλας, Καθηγητής Μαιευτικής-Γυναικολογίας, Τµήµα Ιατρικής, Πανεπιστήµιο Πατρών Γρηγόριος Σιβολαπένκο, Αναπληρωτής Καθηγητής Βιοφαρµακευτικής- Φαρµακοκινητικής, Τµήµα Φαρµακευτικής, Πανεπιστήµιο Πατρών Γεώργιος Πατρινός, Επίκουρος Καθηγητής Μοριακής Βιολογίας- Γενετικής, Τµήµα Φαρµακευτικής, Πανεπιστήµιο Πατρών Κωνσταντίνος Πουλάς, Επίκουρος Καθηγητής Φαρµακευτικής Μικροβιολογίας, Τµήµα Φαρµακευτικής, Πανεπιστήµιο Πατρών ηµήτριος Τραφαλής, Λέκτορας Φαρµακολογίας, Τµήµα Ιατρικής, Εθνικό & Καποδιστριακό Πανεπιστήµιο Αθηνών

3 στη µνήµη των γονέων µου

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εκπόνηση της παρούσας διδακτορικής διατριβής ολοκληρώθηκε στο εργαστήριο Φαρµακευτικής Χηµείας του τµήµατος Φαρµακευτικής του Πανεπιστηµίου Πατρών, υπό την επίβλεψη του Καθηγητή Χαράλαµπου Καµούτση από τον Σεπτέµβριο του 2004 έως τον εκέµβριο του Πρωτίστως, ευχαριστώ το Τµήµα Φαρµακευτικής και το Πανεπιστήµιο Πατρών για την φιλοξενία που µου προσέφεραν για την υλοποίηση της εργασίας. Θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τον Επιβλέποντα Καθηγητή κ. Χαράλαµπο Καµούτση για την ευκαιρία που µου έδωσε να εκπονήσω αυτή τη διατριβή στο εργαστήριο του, για την υπόδειξη του θέµατος αλλά και για την εµπιστοσύνη που µου έδειξε στην ανάθεση αυτής της µελέτης. Η βοήθεια του, η καθοδήγηση του και οι παρεµβάσεις του ήταν καθοριστικές από την τη στιγµή της ανάθεσης της διατριβής έως την ολοκλήρωση της. Πολλώ δε µάλλον, η ηθική υποστήριξη αλλά και η υποµονή που επέδειξε στο πρόσωπο µου όλο αυτό το χρονικό διάστηµα, η οποία κρίνεται ως ανεκτίµητη. Ευχαριστώ θερµά τα µέλη της τριµελούς επιτροπής κ.κ. Γεώργιο Πατρινό, Επίκουρο Καθηγητή του Τµήµατος Φαρµακευτικής του Πανεπιστηµίου Πατρών, και Κωνσταντίνο Πουλά, επίσης Επίκουρο Καθηγητή του Τµήµατος Φαρµακευτικής του Πανεπιστηµίου Πατρών, για την υποστήριξη της παρούσας διατριβής καθώς και για τις συµβουλές και τις υποδείξεις τους. Θερµότατα ευχαριστώ τον Καθηγητή Παθολογίας και Πρόεδρο του Τµήµατος της Ιατρικής Πατρών κ. Γεώργιο Γώγο για την βοήθεια του και για την τιµή που µου έκανε να συµµετέχει ως µέλος της επταµελούς εξεταστικής επιτροπής. Για τους ίδιους λόγους οφείλω να ευχαριστήσω θερµά τον Καθηγητή Μαιευτικής-Γυναικολογίας του Πανεπιστηµίου Πατρών κ. Γεώργιο εκαβάλα, ο οποίος µου έκανε την τιµή να συµµετέχει στην εξεταστική επιτροπή της διδακτορικής µου διατριβής. Να ευχαριστήσω τον Αναπληρωτή Καθηγητή του Τµήµατος Φαρµακευτικής του Πανεπιστηµίου Πατρών κ. Γρηγόριο Σιβολαπένκο τόσο για την τιµή που έκανε στο πρόσωπο µου όσο και για την συµβολή του στην ολοκλήρωση της διατριβής. Είµαι ιδιαίτερα ευγνώµων στον Λέκτορα Φαρµακολογίας του Πανεπιστηµίου Αθηνών κ. ηµήτριο Τραφαλή, για την ουσιαστική βοήθεια και συµβολή του στην εκπόνηση της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Πολλές ευχαριστίες ανήκουν στους συναδέλφους που συνεργάστηκαν για τη συλλογή δεδοµένων και την επεξεργασία τους για τους ογκολογικούς ασθενείς από τα δύο Νοσοκοµεία της Ελλάδος. Τον ιευθυντή της Μονάδας Χηµειοθεραπείας του Νοσοκοµείου Πατρών Άγιος Ανδρέας κ. Παναγιώτη Γκινόπουλο, στον οποίο θα ήθελα να εκφράσω τη βαθειά µου ευγνωµοσύνη για την δυνατότητα που µου έδωσε να υλοποιήσω το αντικείµενο της µελέτης στην κλινική του, παρέχοντάς µου την απαραίτητη τεχνική υποστήριξη καθώς και για το συνεχές και ειλικρινές ενδιαφέρον του για την πρόοδό µου όλα αυτά τα χρόνια. Την Επιµελήτρια της Μονάδας

5 Χηµειοθεραπείας κ. Μαρία Σουγλέρη καθώς και την κ. Μαρίνα Παναγιωτοπούλου για τις πολύτιµες συµβουλές τους. Επίσης ευχαριστώ τους συναδέλφους κ.κ. Ιωάννη Κυριαζάνο, Αντιπλοίαρχο- Γενικό χειρουργό και Παναγιώτη Χουντή, Πλωτάρχη-Θωρακοχειρουργό, του Ναυτικού Νοσοκοµείου Αθηνών, των οποίων η συµβολή ήταν ουσιαστική και καθοριστική για την συλλογή και επεξεργασία των περιστατικών καθώς και για την στατιστική ανάλυση της εργασίας. Ανάµεσα στους συναδέλφους µου δεν θα µπορούσα να παραλείψω και να µην ευχαριστήσω τον φίλο και συνάδελφο κ. Εµµανουήλ Κυριακόπουλο, Ακτινοδιαγνώστη του Γενικού Νοσοκοµείου Καλαµάτας, για την συνδροµή του σε αυτήν την διατριβή και κυρίως στο τεχνικό της µέρος και στη συνολική µορφοποίηση της. Οφείλω επίσης να ευχαριστήσω τον Καθηγητή του Τµήµατος Φαρµακευτικής του Πανεπιστηµίου Πατρών κ. Παύλο Κορδοπάτη για την ουσιαστική συµβολή του σε κοµβικά σηµεία της διατριβής καθώς και τον Αναπληρωτή Καθηγητή του Τµήµατος Φαρµακευτικής του Πανεπιστηµίου Πατρών κ. Κωνσταντίνο Αυγουστάκη. Κλείνοντας δεν θα µπορούσα να ξεχάσω τον ιοικητικό Υπάλληλο της Γραµµατείας του Τµήµατος Φαρµακευτικής του Πανεπιστηµίου Πατρών, κ. Νικόλαο Κυριακόπουλο, τον οποίο ευχαριστώ θερµότατα για την ανεκτίµητη βοήθεια και στήριξη του σε κρίσιµες κυρίως στιγµές κατά τη διάρκεια αυτής της πορείας. Τελευταία στη σειρά, αλλά όχι και στη σηµασία, ευχαριστώ θερµά τη σύζυγο µου Ρούλα, η οποία στήριξε και εµψύχωσε την προσπάθεια µου µε κάθε δυνατό τρόπο. Χωρίς την συµβολή της, δεδοµένων και των προσωπικών προβληµάτων που αντιµετώπισα σε όλο αυτό το χρονικό διάστηµα των επτά ετών, ίσως σήµερα να µην ήµουν στην ευχάριστη θέση να γράφω αυτές τις σειρές.

6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ I. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ....1 II. ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. ΑΝΟΣΟΠΟΙΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 1.1. Εξέλιξη των βασικών αρχών Ιστορική αναδροµή Ανοσία-Στοιχεία και µηχανισµοί ανοσοποιητικού συστήµατος Μη ειδική ανοσία Ανατοµικοί φραγµοί Χυµικοί παράγοντες Φαγοκυτταρικό σύστηµα Ειδική ανοσία Κυτταρική ανοσία (Τ-λεµφοκύτταρα) Χυµική ανοσία (Β-λεµφοκύτταρα) Τρίτος κυτταρικός πληθυσµός (Null Cells) Κυτταροκίνες Ανοσολογική απάντηση ΚΑΡΚΙΝΟΓΕΝΕΣΗ 2.1 Γενικά Ιστορική αναδροµή Κυτταρικός κύκλος Γενικά Φάσεις του κυτταρικού κύκλου Σηµεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου Επί µέρους στοιχεία του κυτταρικού κύκλου Γονίδια σχετιζόµενα µε την καρκινογένεση Ογκοκατασταλτικά γονίδια Ογκογονίδια Κυτταρικός θάνατος και απόπτωση Μηχανισµοί καρκινογένεσης Γενικά Βλάβες στο γενετικό υλικό Χαρακτηριστικά του καρκίνου Αυτάρκεια σε σήµατα ανάπτυξης Απευαισθητοποίηση σε σήµατα ανασταλτικά της ανάπτυξη Αποφυγή του προγραµµατισµένου κυτταρικού θανάτου Απεριόριστη δυνατότητα αντιγραφής ιαρκής αγγειογένεση ιήθηση ιστών-µεταστάσεις Αστάθεια του γονιδιώµατος Εναλλακτικές οδοί καρκινογένεσης

7 3. ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΤΩΝ ΩΟΘΗΚΩΝ 3.1 Γενικά Παθολογική ανατοµική-ταξινόµηση Κλινική εικόνα ιαγνωστικά κριτήρια Τρόποι επέκτασης Προγνωστικοί παράγοντες Σταδιοποίηση καρκίνου των ωοθηκών Τεχνική χειρουργικής σταδιοποίησης Νεοπλάσµατα που προέρχονται από το σπλαχνικό επιθήλιο Γενικά Επιδηµιολογία Θεραπεία Ορώδη κυσταδενοκαρκινώµατα Βλεννώδη κυσταδενοκαρκινώµατα Ενδοµητριοειδή καρκινώµατα Μεσονεφρικοί (διαυγοκυτταρικοί) όγκοι Κακοήθεις όγκοι Brenner Μικτοί µεσοδερµατικοί (Μυλλέριοι) όγκοι Αδιαφοροποίητοι και αταξινόµητοι όγκοι Οριακοί όγκοι Νεοπλάσµατα που προέρχονται από γεννητικά κύτταρα (germ cells) Γενικά Κλινική εικόνα υσγερµίνωµα Όγκοι του λεκιθικού ασκού (endodermal sinus tumor) Εµβρυϊκό καρκίνωµα Πολυεµβρύωµα Χοριοκαρκίνωµα Άωρα τερατώµατα Ώριµα τερατώµατα Μεικτοί όγκοι Γοναδοβλάστωµα Νεοπλάσµατα προερχόµενα από ειδικά κύτταρα (sex cord-stromal tumors) Γενικά Κοκκιοκυτταρικοί όγκοι (Οιστρογονοπαραγωγοί - Θηλεοποιητικοί όγκοι) Ιστολογικοί τύποι Αρρενοβλαστώµατα (Ανδρογονοπαραγωγοί Αρρενοποιητικοί όγκοι) Ιστολογικοί τύποι Γυνανδροβλάστωµα Νεοπλάσµατα προερχόµενα από µη ειδικό µεσέγχυµα Μεταστατικοί όγκοι των ωοθηκών... 99

8 4. ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΤΟΥ ΠΝΕΥΜΟΝΑ 4.1. Γενικά Επιδηµιολογία του καρκίνου του πνεύµονα Αιτιολογία του καρκίνου του πνεύµονα Γενικά Κάπνισµα Ιστολογικός τύπος ιατροφή Επαγγελµατική έκθεση Αµίαντος Ακτινοβολία Μόλυνση του αέρα Οικογενείς παράγοντες Γενετικός µηχανισµός του καρκίνου του πνεύµονα Επίκτητα πνευµονικά νοσήµατα σχετιζόµενα µε τον καρκίνο του πνεύµονα Παθολογική ανατοµική Κλινική εικόνα Ιστική διάγνωση του καρκίνου του πνεύµονα Σταδιοποίηση καρκίνου του πνεύµονα Μη µικροκυτταρικός καρκίνος πνεύµονα Μικροκυτταρικός καρκίνος πνεύµονα Εξετάσεις σταδιοποίησης του καρκίνου Προσδιορισµός χειρουργικής θεραπευτικής αντιµετώπισης Νέα σταδιοποίηση καρκίνου του πνεύµονα Θεραπεία καρκίνου του πνεύµονα Χειρουργική θεραπεία Αντιµετώπιση καρκινώµατος σταδίου Μονήρης πνευµονικός όζος Ακτινοθεραπεία µε θεραπευτικό σκοπό Συνδυαστική θεραπεία ιάσπαρτος µη µικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύµονα ΑΝΤΙΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΑ ΦΑΡΜΑΚΑ 5.1. Βασικές αρχές χηµειοθεραπείας Γενικά Κινητική του κυτταρικού κύκλου Κινητική του όγκου Κυτταρική απώλεια (Cell loss) Η έννοια της κυτταρικής απώλειας Ανάπτυξη του όγκου κατά Gompertz Η επίδραση των κυτταροτοξικών φαρµάκων-η έννοια του λογαριθµικού θανάτου (LogKill) Φαρµακευτική αντίσταση

9 Μηχανισµοί Το µοντέλο των Goldie και Goldman Κατηγορίες αντινεοπλασµατικών φαρµάκων Γενικά Αντιµεταβολίτες Ανάλογα του φυλλικού οξέος Ανάλογα των πυριµιδινών Ανάλογα των πουρινών Ανάλογα της αδενοσίνης Αλκυλιούντες παράγοντες Μεχλωραιθαµίνη (Nitrogen Mustard) HN Κυκλοφωσφαµίδη (CPM) Ιφωσφαµίδη (IFM) Χλωραµβουκίλη (CLB) Μελφαλάνη (ΜΡΗ) Αλκυλιούντες σουλφονάτες Νιτροζουρίες Τριαζένες Ανάλογα της πλατίνης Αντιβιοτικά Ακτινοµυκίνη-D (ACD) Θειοτέπα (ThioTEPA) Bλεοµυκίνη (BLM) Μιθραµυκίνη (MTM) Μιτοµυκίνη-C (Mit-C) Ανθρακυκλίνες Αντιµιτωτικά φάρµακα Αλκαλοειδή της Vinca Rosea Παράγωγα της ποδοφυλλοτοξίνης Ταξάνες llllllll..180 ΙΙΙ. ΕΙ ΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Άλλα φάρµακα Υδροξυουρία (HDR) Πρακαρβαζίνη Μιτοτάνη (ΜΤΤ) L-Ασπαργινάση (ASP) Αµσακρίνη (m-amsa) Αναστολείς της Τοποϊσοµεράσης Ορµόνες Φάρµακα που προάγουν τη διαφοροποίηση των καρκινικών κυττάρων..194 Α. ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΜΕΘΟ ΟΙ 1. ΑΣΘΕΝΕΙΣ...195

10 2. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Οµαδοποίηση των ασθενών Συλλογή δειγµάτων Προσδιορισµός λεµφοκυτταρικών υποπληθυσµών Β. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ. 198 Γ. ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 206 IV. ΠΕΡΙΛΗΨΗ V. SUMMARY..207 VI. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1. Εξέλιξη των βασικών αρχών της ανοσολογίας Πίνακας 2. Πρωτεΐνες του συµπληρώµατος Πίνακας 3. Κυριότερα χαρακτηριστικά κυτταροκινών Πίνακας 4. Ογκοκατασταλτικά γονίδια Πίνακας 5. Προκαλούµενες βλάβες στο DNA Πίνακας 6. Ταξινόµηση νεοπλασµάτων της ωοθήκης Πίνακας 7. Ταξινόµηση επιθηλιακών όγκων της ωοθήκης Πίνακας 8. Σταδιοποίηση καρκίνου των ωοθηκών Πίνακας 9. Ιστολογικοί τύποι σπερµατικών όγκων Πίνακας 10. Ταξινόµηση νεοπλασµάτων γεννητικής ταινίας και στρώµατος Πίνακας 11. Ταξινόµηση νεοπλασµάτων του πνεύµονα Πίνακας 12. Ιστολογική ταξινόµηση των κακοήθων επιθηλιακών όγκων του πνεύµονα Πίνακας 13. Ταξινόµηση όγκων του πνεύµονα κατά ΤΝΜ Πίνακας 14. είκτες σήµανσης µε θυµιδίνη (TLI) σε κακοήθη νεοπλάσµατα

11 Πίνακας 15. Σχέση αριθµού κυττάρων σε συνάρτηση µε το χρόνο που απαιτείται για την αύξηση του όγκου ανά κύτταρο Πίνακας 16. Οµάδες αντινεοπλασµατικών φαρµάκων Πίνακας 17. Χαρακτηριστικά αλκυλιούντων κυτταροστατικών φαρµάκων Πίνακας 18. Ορµόνες και αντιορµόνες Πίνακας 19. Υποπληθυσµοί Τ-λεµφοκυττάρων (σε ποσοστό επί της %) πριν, κατά τη διάρκεια, και µετά τη χηµειοθεραπεία Πίνακας 20. Υποπληθυσµοί Τ-λεµφοκυττάρων (σε απόλυτους αριθµούς) πριν, κατά τη διάρκεια, και µετά τη χηµειοθεραπεία Πίνακας 21. Σύνθεση κυτταροκινών ύστερα από διέγερση µονοπύρηνων αιµοποιητικών κυττάρων Πίνακας 22. Επίπεδα Ιντερλευκίνης-3 πριν και κατά τη διάρκεια χηµειοθεραπείας ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήµα 1. Είδη ανοσίας Σχήµα 2. Σχηµατική παράσταση µορίου ανοσοσφαιρίνης- Τύποι ανοσοσφαιρινών Σχήµα 3. Κυτταρικός κύκλος Σχήµα 4. Σχηµατική παράσταση των φάσεων του κυτταρικού κύκλου µε την αντίστοιχη δράση διαφόρων τύπων γονιδίων Σχήµα 5. Παράλληλοι οδοί καρκινογένεσης Σχήµα 6. Θνησιµότητα από Ca ωοθηκών, ενδοµητρίου, µαστού, παχέος εντέρου στις ΗΠΑ Σχήµα 7. Επίπτωση επιθηλιακού καρκίνου των ωοθηκών ανάλογα µε τις ηλικίες Σχήµα 8. Κινητική του κυτταρικού κύκλου Σχήµα 9. Απλή λογαριθµική καµπύλη ανάπτυξης Σχήµα 9Β. Καµπύλη ανάπτυξης κατά Gompertz Σχήµα 10. Σχέση ανάµεσα στη χηµειοθεραπεία και την κυτταρική επιβίωση Σχήµα 11. Συγκριτική παρουσίαση των µορίων ΜΤΧ (1) και του Φολικού οξέος (2)

12 Σχήµα 12. Χηµική δοµή Εδατρεξάτης Σχήµα 13. Αναστολή της συνθετάσης της Θυµιδίνης Σχήµα 14. Χηµικός τύπος 5-Φθοριοουρακίλης Σχήµα 15. Χηµικός τύπος Κυταραβίνης Σχήµα 16. Χηµικοί τύποι 6-Θειογουανίνης και 6-Μερκαπτοπουρίνης Σχήµα 17. Σπουδαιότεροι Αλκυλιούντες παράγοντες Σχήµα 18. Χηµικός τύπος Νιτροζουριών Σχήµα 19. Χηµικός τύπος ακαρβαζίνης Σχήµα 20. Χηµικός τύπος Εξαµεθυλµελαµίνης Σχήµα 21. Χηµικός τύπος Σισπλατίνης Σχήµα 22. Χηµικός τύπος Καρβοπλατίνης Σχήµα 23. Χηµικός τύπος Ακτινοµυκίνης-D Σχήµα 24. Χηµικός τύπος Βλεοµυκίνης Σχήµα 25. Χηµικός τύπος Μιθραµυκίνης Σχήµα 26. Χηµικός τύπος Μιτοµυκίνης-C Σχήµα 27. Χηµικοί τύποι κυριότερων Ανθρακυκλινών Σχήµα 28. Χηµικός τύπος Μιτοξανδρόνης Σχήµα 29. Χηµικός τύπος Βινκριστίνης-Βιµβλαστίνης Σχήµα 30. Χηµικός τύπος Βινδεσίνης Σχήµα 31. Χηµικός τύπος Ναβελβίνης Σχήµα 32. Χηµικός τύπος Βινορελµπίνης Σχήµα 33. Χηµικός τύπος Ετοποσίδης-Τενιποσίδης Σχήµα 34. Χηµικός τύπος Ταξόλης Σχήµα 35. Χηµικός τύπος 10- εακετυλοµπακατίνη (10-DAB) Σχήµα 36. Σειρά αντιδράσεων για τη σύνθεση Ταξόλης

13 Σχήµα 37. Χηµικός τύπος Υδροξυουρίας Σχήµα 38. Χηµικός τύπος Προκαρβαζίνης Σχήµα 39. Χηµικός τύπος Μιτοτάνης Σχήµα 40. Χηµικός τύπος Αµσακρίνης Σχήµα 41. Σχηµατική παράσταση του τρόπου δράσης των Τοποϊσοµερασών Ι και ΙΙ Σχήµα 42. Χηµική δοµή Τοποτεκάνης και Καµπτοθεκίνη Σχήµα 43. Χηµική δοµή του CPT-11 και του ενεργού µεταβολίτη SN-38 Σχήµα 44. Σχηµατική παράσταση του τρόπου δράσης των στεροειδών ορµονών Σχήµα 45. Ορµόνες και αντιορµόνες µε αντινεοπλασµατική δράση Σχήµα 46. Χηµικός τύπος Αµινογλουτεθιµίδης

14 Ι. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Τα µέχρι τούδε επιτεύγµατα της βασικής έρευνας για την ανακάλυψη του αιτίου ή των αιτίων του καρκίνου και οι ραγδαίες εξελίξεις στον θεραπευτικό τοµέα µε την εισαγωγή νέων θεραπευτικών µεθόδων και δραστικών χηµειοθεραπευτικών ουσιών, ανοίγουν νέες προοπτικές αποτελεσµατικότερης αντιµετώπισης της επάρατου νόσου, του καρκίνου. Η συνεχιζόµενη επιτακτική αναζήτηση νέων στρατηγικών προσέγγισης για την αντιµετώπιση των νεοπλασµατικών νόσων, απαιτεί συνεχή ανταλλαγή απόψεων και ερευνητικών προσπαθειών ώστε να µπορέσουµε να κατανοήσουµε όσο το δυνατόν καλύτερα, τους σύνθετους παράγοντες και µηχανισµούς που συµβάλλουν στην καρκινογένεση. Μία προσπάθεια, που ως τελικό στόχο θα έχει να συνεισφέρει ουσιαστικά στη θεραπεία του καρκίνου για όλους τους ασθενείς. Ανάµεσα στο µεγάλο αριθµό αντινεοπλασµατικών φαρµάκων που χρησιµοποιούνται σήµερα, οι Ταξάνες, µε κυριότερο εκπρόσωπο τους την ταξόλη, είναι ένα από τα πλέον διαδεδοµένα σκευάσµατα µε ικανοποιητική δράση έναντι διαφόρων νεοπλασµάτων όπως του µαστού, των ωοθηκών, του πνεύµονα καθώς και άλλων οργάνων. Με δεδοµένο, ότι η απάντηση του ανοσοποιητικού συστήµατος του ασθενούς αποτελεί αναγκαία συνθήκη για την ευεργετική δράση των χηµειοθεραπευτικών σκευασµάτων έναντι του καρκίνου αντιλαµβανόµαστε τον καταλυτικό ρόλο που διαδραµατίζουν στοιχεία του ανοσοποιητικού όπως οι λεµφοκυτταρικοί πληθυσµοί και οι κυυταροκίνες. Σκοπός της παρούσας µελέτης είναι η διερεύνηση της δράσης και του ευεργετικού αποτελέσµατος που ασκείται από την χρήση του συνδυασµού ενός παραδοσιακού χηµειοθεραπευτικού όπως η καρβοπλατίνη και του κυριότερου εκπρόσωπου των ταξανών, την ταξόλη, στο ανοσοποιητικό σύστηµα ασθενών µε καρκίνο των ωοθηκών και µη-µικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύµονα. Πιο συγκεκριµένα, η εν λόγω µελέτη αποσκοπεί στο να καθορίσει τη δράση του παραπάνω σχήµατος στην παρουσία των διαφόρων λεµφοκυτταρικών πληθυσµών και των κυτταροκινών και πως σχετίζονται µε την συνολική επιβίωση των ασθενών καθώς και την ποιότητα ζωής τους. Επιπροσθέτως, προσπαθεί να καθορίσει στο αν κάποιες από αυτές τις παραµέτρους του ανοσοποιητικού συστήµατος, µπορούν να χρησιµεύσουν ως προγνωστικοί δείκτες για το προσδόκιµο της επιβίωσης καθώς και για το συνολικό θεραπευτικό αποτέλεσµα. 1

15 II. ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. ΤΟ ΑΝΟΣΟΠΟΙΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 1.1. ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΒΑΣΙΚΩΝ ΑΡΧΩΝ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑ ΡΟΜΗ Η ανοσολογική απάντηση είναι µια διαδικασία προσαρµοσµένη αποκλειστικά στην κατεύθυνση εκείνη όπου ικανά ερεθίσµατα προάγουν την παραγωγή πρωτεϊνών και ενεργών κυττάρων σε µία ποικιλία απεριόριστη σε µοριακές δοµές. Αυτή η ικανότητα απάντησης αποτελεί το κυριότερο µέσο άµυνας στα σπονδυλωτά ενάντια στην είσοδο στοιχείων παθογόνων ή µη, ξένα σε αυτά. Η ανοσολογία, η επιστήµη δηλ. που µελετά τα παραπάνω φαινόµενα, έχει τις ρίζες της στην αρχαιότητα, όταν για πρώτη φορά παρατήρησαν ότι πληθυσµοί που είχαν επιβιώσει από µία µολυσµατική νόσο, σπανίως νοσούσαν ξανά από την ίδια αιτία. Αυτό ήταν ήδη γνωστό από τον Θουκυδίδη, ο οποίος περιγράφοντας µία επιδηµία πανώλης στην Αθήνα, παρατήρησε ότι όποιος επιβίωνε από την νόσο είχε «ανοσία» σε µία δεύτερη επαφή µε το παθογόνο αίτιο που την προκαλούσε. Κατά το Μεσαίωνα λαµβάνουν χώρα οι πρώτες προσπάθειες για επίτευξη ανοσίας απέναντι σε µολυσµατικές νόσους και κυρίως ενάντια στην ευλογιά. Σ αυτή την περίοδο οι Κινέζοι εφάρµοζαν τον εµβολιασµό για την αντιµετώπισή της, χορηγώντας µέσω της αναπνευστικής οδού σκόνη που προερχόταν από τις εφελκίδες που παρουσιάζονταν στο δέρµα όσων νοσούσαν. Την ίδια στιγµή χορηγούσαν ενέσιµο πύον από ευλογιά στα µικρά κοριτσάκια για να τους εξασφαλίσουν επιβίωση και οµορφιά. Μια πρακτική λιγότερο επικίνδυνη (όσο αφορά τον εµβολιασµό) ήταν αυτή που εφάρµοσε ο Jenner µε επιτυχία τα αποτελέσµατα της οποίας δηµοσιεύτηκαν το Συγκεκριµένα προχώρησε σε ενοφθαλµισµό από πύον βοός, που νοσούσε από τον ιό της ευλογιάς, σε παιδιά. Εν συνεχεία παρατήρησε ότι σε αυτά είχε επιτευχθεί ανοσία απέναντι στον αντίστοιχο ιό που προσέβαλε τους ανθρώπους. Σχεδόν έναν αιώνα αργότερα ο Pasteur ήταν σε θέση να επεκτείνει τις παραπάνω παρατηρήσεις και σε άλλες λοιµώδεις νόσους και να εισάγει έτσι τις βασικές αρχές του εµβολιασµού. Ο Pasteur διατύπωσε την αρχή ότι ο εµβολιασµός (ο όρος προς τιµήν του Jenner για να δείξει ότι ο ενοφθαλµισµός του βοείου στελέχους της ευλογιάς προστατεύει από τον αντίστοιχο ανθρώπινο) για να είναι αποτελεσµατικός και ακίνδυνος απαιτούσε τη χορήγηση αδρανών παθογόνων οργανισµών. Μ αυτό τον τρόπο κατάφερε να δηµιουργήσει τα εµβόλια ενάντια στον άνθρακα και τη λύσσα. Στην περίοδο υπήρξε µεγάλο ενδιαφέρον πάνω στην ανοσολογία και τέθηκαν οι βάσεις για πιο επιστηµονική περιγραφή και επεξήγηση των φαινοµένων της, καθορίζοντας έτσι το πεδίο δράσης της καινούριας αυτής επιστήµης. Ο Von Behring και ο Kitasato (1890) έδειξαν ότι η ανοσία, που προκαλούνταν από τον ενοφθαλµισµό της τοξίνης της διφθερίτιδας ή του τετάνου σε δόσεις µη θανατηφόρες, εξαρτιόταν από την παραγωγή των αντιτοξινών, δηλαδή από ουσίες ικανές να εξουδετερώνουν ειδικώς τη τοξίνη. Αυτές οι ουσίες, που δεν ήταν άλλες από τα αντισώµατα, εµφανίζονταν στον ορό του ανοσοποιηµένου ζώου και µπορούσαν να 2

16 µεταφέρουν σε ένα άλλο ζώο το ίδιο επίπεδο ανοσίας ενάντια στην παθογόνο δράση των βακίλων. Ήταν λοιπόν φανερό, ότι η ανοσοποίηση εξαρτιόταν από µία ενεργό διαδικασία του οργανισµού και µπορούσε να µεταδοθεί παθητικώς µέσω της χορήγησης ανοσοποιηµένου ορού. Στα επόµενα χρόνια έγιναν γνωστές κάποιες από τις ιδιότητες των αντισωµάτων όπως α) η λύση των βακτηρίων, (Pfeiffer, 1894) παρακολουθώντας τη λύση του δονακίου της χολέρας ύστερα από επαφή µε ορό ανοσοποιηµένου ζώου β) η καθίζηση (Kraus, 1897) γ) η ικανότητα συγκόλλησης των βακτηρίων από τη δράση ειδικού ανοσοποιηµένου ορού (Durham, 1898). Την ίδια εποχή παρατηρήθηκε ότι η λύση µέσω αντισωµάτων απαιτούσε την παρουσία ενός θερµοευαίσθητου παράγοντα, το γνωστό σε όλους συµπλήρωµα, ο οποίος ήταν παρών στον ορό του ανθρώπου (Bordet, 1895),ενώ παράλληλα παρουσίαζε αντιβακτηριακές ιδιότητες. Από το σύνολο των παραπάνω παρατηρήσεων δηµιουργήθηκε η χυµική θεωρία, η οποία καθόριζε το επίπεδο της αντίστασης απέναντι σε συγκεκριµένες νόσους από την παρουσία διαλυτών ουσιών στο αίµα. Σε µικρό χρονικό διάστηµα ο Menchnikoff ανακάλυψε την φαγοκυττάρωση και προχώρησε στην διατύπωση της κυτταρικής θεωρίας σύµφωνα µε την οποία η φαγοκυττάρωση ήταν αυτή που καθόριζε το στάδιο της ανοσίας. Αυτή η διαµάχη ανάµεσα στις δύο θεωρίες συνεχίστηκε για αρκετό χρονικό διάστηµα, µέχρις ότου ανακαλύφθηκε ότι η ανοσοποίηση ενός οργανισµού είναι ένα σύνθετο φαινόµενο που συµµετέχουν τόσο οι χυµικοί όσο και οι κυτταρικοί παράγοντες. Εξαρτάται δε από το είδος του οργανισµού και από την φύση του παθογόνου αιτίου. Στις αρχές του 1900 στην ανοσολογία κυριαρχεί η µορφή του Paul Ehrich, οποίος, αφού ανακάλυψε την ύπαρξη αντισωµάτων σε κουνέλια ενάντια σε πρωτεΐνες του γάλακτος ή στο λεύκωµα των αυγών, προχώρησε στην διατύπωση ότι το βιολογικό ενδιαφέρον της ανοσοποίησης δεν περιορίζεται µόνον στις λοιµώξεις αλλά και σε άλλα αίτια. Εισήγαγε λοιπόν τον όρο «horror autoxicus» για να υποδείξει ότι συνήθως τα σπονδυλωτά δεν εκδηλώνουν ανοσολογικές αντιδράσεις απέναντι στα συστατικά στοιχεία του ίδιου τους του οργανισµού. Έθεσε έτσι τις βάσεις για τον διαχωρισµό των γνωστών όρων «self» και «non-self». Επίσης µε την θεωρία των πλαγίων αλυσίδων διατύπωσε ότι η παραγωγή των αντισωµάτων στηρίζεται στην επιλογή κυττάρων που έχουν τους κατάλληλους υποδοχείς στη µεµβράνη τους για το αντιγόνο. Ο Landsteiner το 1902 αναµιγνύοντας σε όλους τους πιθανούς συνδυασµούς τον ορό και τα ερυθρά αιµοσφαίρια από 22 δότες και παρατηρώντας ότι µερικοί οροί προκαλούσαν αιµοσυγκόλληση σε άλλους δότες, ανακάλυψε τις οµάδες αίµατος ΑΒΟ. Έτσι γεννήθηκε η ανοσογεννετική, της οποίας το πεδίο δράσης ξεκινάει από την µελέτη της γενετικής των πληθυσµών, µέσω της χρήσης των αντιγονικών δεικτών, έως την ανάλυση του γενετικού ελέγχου της ανοσολογικής απάντησης. Στην πρώτη 10ετία του 1900 περιγράφηκε ότι τα αντισώµατα δεν έχουν πάντα προστατευτικό ρόλο αλλά και ότι η ανοσοποίηση υπάρχουν φορές που µπορεί να δώσει συµπτώµατα τόσο βαριά που να φτάσουν έως την κατάληξη του οργανισµού. Αυτή η συνθήκη, που αναγνωρίστηκε ως αναφυλαξία ή αναφυλακτική αντίδραση, διατυπώθηκε πειραµατικώς από τους Portier και Pichet (1902). Το πείραµα 3

17 στηρίχθηκε στον εµβολιασµό µε εκχύλισµα θαλάσσιας ανεµώνης (Actinaria) σκύλων, ήδη ανοσοποιηµένων µε το ίδιο αντιγόνο, οι οποίοι εντός ολίγων δευτερολέπτων παρουσίασαν βαριές βλάβες όπου και κατέληξαν µετά από λίγα λεπτά. Ταυτόχρονα ο Arthus (1903) αποδείκνυε ότι µετά από υποδόριες ενέσεις ορού από άλογο σε κουνέλι προκαλούνταν στο τελευταίο τοπικές νεκρωτικές βλάβες. Η συχνή χρήση του ορού του αλόγου στη θεραπεία της διφθερίτιδας, αποτέλεσε το ερέθισµα ώστε οι Von Pirquet και Schick (1905) να περιγράψουν το «Φαινόµενο του Arthus». Ο Dale (1910) ξεκαθάρισε το τοπίο όσον αφορά τις αντιδράσεις υπερευαισθησίας, αποδεικνύοντας ότι η χρήση ισταµίνης µπορούσε να προκαλέσει συµπτώµατα αναφυλακτικής αντίδρασης. Όλες αυτές οι έρευνες πάνω στους διάφορους τύπους υπερευαισθησίας από τον 1 ο έως και τον 4 ο βαθµό (Ziusser, 1921) προετοίµασαν το έδαφος για την ανάπτυξη της ανοσοπαθολογίας. Πρόκειται για τον κλάδο της ανοσολογίας, της οποίας το αντικείµενο περιλαµβάνει τη µελέτη µεγάλου αριθµού συνδρόµων κλινικής σηµασίας όπως οι αλλεργίες, τα αυτοάνοσα σύνδροµα και ανοσοανεπάρκειες. Μετά από όλα αυτά η µελέτη της ανοσολογίας πέρασε σε µία φάση σχετικής απαξίωσης µέχρι το Το 1933 έρχεται για πρώτη φορά η διατύπωση, ύστερα από χρόνιες µελέτες των Heidelberger και Marrack πάνω στη σχέση (που ισχύει µέχρι σήµερα) ανάµεσα στο αντίσωµα και το αντιγόνο. Η παραπάνω σχέση αντανακλά στην µορφοποίηση ενός δικτύου στοιχείων που ενώνονται σε διάφορες αναλογίες και αντιστρόφως µε δεσµούς H 2, ηλεκτροστατικούς και δυνάµεις Van Der Waals. Η ποσοτική µελέτη της αντίδρασης αντίσωµα αντιγόνο έδωσε βάση στην δηµιουργία της ανοσοχηµείας, το σκέλος δηλαδή της ανοσολογίας που µελετά την δοµή των αντιγόνων και των αντισωµάτων όπως και την φύση των µεταξύ τους σχέσεων. Αφού πρωτίστως καθορίσθηκε ότι τα αντισώµατα είναι σφαιρίνες ενωµένες κυρίως µε το τµήµα Γ του ορού (Tiselious και Kabal, 1938), σταδιακές πρόοδοι στην ανοσοχηµεία οδήγησαν στην ανάπτυξη των τεχνικών της ανοσοδιάχυσης (Oudin και Outcherlony, 1946) και τις ανοσοηλεκτροφόρησης (Grabar και Williams, 1953). Με τη δηµοσιοποίηση ότι τα αντισώµατα παράγονται στο λεµφικό ιστό που είναι πλούσιος σε πλασµατοκύτταρα (Fagraeus, 1948), ότι είναι παρόντα στα παραπάνω κύτταρα (Coons, 1955) αλλά και στα ίδια τα λεµφοκύτταρα (Harris, 1966) έλαβε χώρα η κυτταρική ανοσολογία. Οι έρευνες σε αυτόν τον τοµέα, που ξεκίνησαν µε τις µελέτες του Metchnikoff πάνω στο ρόλο της φαγοκυττάρωσης στη φυσική ανοσία, εξελίχθηκαν πιο γρήγορα τα τελευταία 20 χρόνια αντιµετωπίζοντας σε κυτταρικό επίπεδο τα γενετικά και διαφοροδιαγνωστικά προβλήµατα της σύνθεσης των αντισωµάτων. Ο µηχανισµός παραγωγής τους και η διαφορετικότητα τους υπήρξε αντικείµενο µελέτης και µεγάλης προσοχής τη δεκαετία του 30 όταν και διατυπώθηκαν οι θεωρίες καθοδήγησης (Haurowitz, 1934). Σύµφωνα µε αυτές τα κύτταρα παραγωγής αντισωµάτων δεν είχαν µια προδιαγεγραµµένη γενετική πληροφορία για την αναγνώριση των αντιγόνων, ειδικά στην περίπτωση των τεχνητών ή των συνθετικών (αντισωµάτων). Ετέθη λοιπόν η υπόθεση ότι το αντιγόνο ήταν εκείνο που εισήγαγε στο κύτταρο την κατάλληλη γενετική πληροφορία για την παραγωγή του αντίστοιχου σε αυτό αντισώµατος. Οι θεωρίες καθοδήγησης, όπου το αντιγόνο λειτουργεί σαν αποτύπωµα για τον σχηµατισµό του αντισώµατος, άρχισαν να τίθενται υπό αµφισβήτηση στις αρχές της δεκαετίας του 50 όταν και εισήχθησαν οι θεωρίες επιλογής (Burnet, 1959). Σύµφωνα µε αυτές το αντιγόνο επιλέγει µέσα από έναν ετερογενή κυτταρικό πληθυσµό, κάποιους κλώνους ανοσολογικά ανταγωνιστικούς που παρουσιάζουν στην µεµβράνη τους, τους κατάλληλους 4

18 υποδοχείς για να το δεσµεύσουν. Η βασική αρχή αυτής της θεωρίας, διαµορφωµένη από τον Nossal το 1960, καθορίζει ότι κάθε κύτταρο σε κάποια δεδοµένη χρονική στιγµή παράγει ένα συγκεκριµένο είδος αντισώµατος. Αυτό προϋποθέτει ότι το ανοσοποιητικό σύστηµα αποτελείται από σχηµατισµούς λεµφοκυττάρων, ευαίσθητους ως προς το αντιγόνο, που είναι γενετικώς προγραµµατισµένοι για τη σύνθεση ενός ειδικού αντισώµατος. Αυτή µάλιστα η εξειδίκευση µπορεί να µεταφερθεί και στα επόµενα κύτταρα ύστερα από κατάλληλο ερεθισµό. Οι παραπάνω θεωρίες δεν χρησιµοποιήθηκαν µόνο για την κατανόηση των µηχανισµών παραγωγής αντισωµάτων και της διαφοροποίησής τους αλλά και για την επεξήγηση µηχανισµών όπως η ανοσολογική ανοχή (tollerance). Ο ίδιος ο Burnet υπογραµµίζοντας την σηµασία της θεωρίας του χιµµαιρισµού (Owen, 1945) και της ανοσολογικής ανοχής σε δίδυµα διζυγωτικά κατέληξε στο συµπέρασµα ότι τα αντιγόνα που έρχονται σε επαφή µε το ανοσοποιητικό σύστηµα κατά τη διάρκεια της εµβρυϊκής ζωής αναγνωρίζονται διαδοχικώς ως «self» δηλαδή προερχόµενα από τον ίδιο τον οργανισµό. Σύµφωνα µε τη θεωρία αυτή, σε έναν οργανισµό µπορεί να συνυπάρχουν κύτταρα τόσο από τον ίδιο όσο και κύτταρα από άλλους οργανισµούς, τόσο συγγενείς προς αυτόν όσο και αλλογενείς. Αυτή η θεωρία οδήγησε τον Medawar (1953) στην εκτέλεση του παρακάτω πειράµατος. Χορήγησε σε ενέσιµη µορφή σε νεογέννητα ινδικά χοιρίδια ενός είδους, λεµφοκύτταρα προερχόµενα από χοιρίδια ενός διαφορετικού είδους. Παρατήρησε λοιπόν ότι τα χοιρίδια δέκτες µεγαλώνοντας είχαν τη δυνατότητα να δεχθούν ένα µόσχευµα δέρµατος από τα χοιρίδια δότες χωρίς να παρουσιάζουν κάποια επιπλοκή, ενώ δεν συνέβαινε το ίδιο µε άλλα είδη. Έτσι λοιπόν και πειραµατικά διαπιστώθηκε το φαινόµενο της φυσικής ανοσολογικής ανοχής. Στη δεκαετία του 60 παρατηρείται ένα αυξηµένο ενδιαφέρον για την ανοσολογία και δίδεται ιδιαίτερη προσοχή στην κυτταρική ανοσολογία. Η αλµατώδης πρόοδος σ αυτό τον τοµέα οφείλεται κυρίως στην ανακάλυψη του µείζονος συστήµατος ιστοσυµβατότητας-mhc (Gorer, 1937). O Miller και ο Good το 1961 ανακάλυψαν ότι θύµος αδένας είναι το κύριο όργανο της διαφοροποίησης των λεµφοκυττάρων ενώ ο Claman το 1966 διατύπωσε την άποψη ότι η παραγωγή αντισωµάτων απαιτούσε τη συνεργασία λεµφοκυττάρων Τ και Β. Αυτό ήταν και η αρχή µιας καινούριας φάσης ερευνών όπου το ανοσοποιητικό σύστηµα αντιµετωπιζόταν ως ένα πολύπλοκο δίκτυο κυτταρικών σχέσεων και επιδράσεων. Μια πιο ορθολογική εξήγηση αυτών των σχέσεων διατυπώθηκε στη δεκαετία του 70 από τον Jerne µε την θεωρία του δικτύου (Network), σύµφωνα µε την οποία οι κυτταρικές αλληλεπιδράσεις κατά την εκδήλωση της ανοσολογικής απάντησης εξαρτιόταν από την παρουσία υποδοχέων και αντισωµάτων µε δοµές αντίστοιχες. Την ίδια εποχή ο Mitchison ανέλυε τη σχέση µεταξύ των βοηθητικών λεµφοκυττάρων (Τ-helper) µε τα Β-λεµφοκύτταρα, ενώ ο Gerson αποδείκνυε την ύπαρξη των Τ-λεµφοκυττάρων µε κατασταλτική δράση (Τ-suppressor). Όλες οι παραπάνω ανακαλύψεις άνοιξαν το δρόµο για τη µελέτη του ρυθµιστικού µηχανισµού της ανοσολογικής απάντησης. Με άλλα λόγια πως τα κύτταρα που υπεισέρχονται στην ανοσολογική απάντηση αντιδρούν µεταξύ τους µέσα από ένα πολύπλοκο δίκτυο θετικών και αρνητικών σηµάτων που λαµβάνουν. Ήδη από τα τέλη της δεκαετίας του 60 οι McDevitt και Benacerraf είχαν ανακαλύψει µε την χρήση συνθετικών αντιγόνων, την ύπαρξη γονιδίων εντοπισµένων στο µείζον σύστηµα ιστοσυµβατότητας που επηρέαζαν σε σηµαντικό βαθµό την 5

19 ανοσολογική απάντηση. Το έτος 1974 οι Zinkernagel και Doherty ήρθαν να επιβεβαιώσουν ότι οι κυτταρικές αλληλεπιδράσεις εξαρτιόνταν από τα προϊόντα του µείζονος συστήµατος ιστοσυµβατότητας. Αυτή η ανακάλυψη ξεκαθάριζε στη βάση τους τις κυτταρικές σχέσεις και επέτρεπε τη χρήση πειραµατικών µεθόδων µε σκοπό την ανάλυση της δοµής αντιγονικών υποδοχέων των Τ-λεµφοκυττάρων. Αυτές οι δοµές έγιναν πιο ξεκάθαρες στα µισά της δεκαετίας του 80. Εκτός των άλλων, σηµαντική συµβολή στη µελέτη του ανοσοποιητικού συστήµατος διαδραµάτισε η ανάλυση του τρισδιάστατου µοντέλου των κυττάρων που απάρτιζαν το µείζον σύστηµα ιστοσυµβατότητας (1987). Ταυτόχρονα µε τις παραπάνω µελέτες στην ανοσοβιολογία προχώρησε και η έρευνα και επεξεργασία των αντισωµάτων. Ο Porter (1958) καθόρισε τη δοµή τους ενώ ο Edelman (1959) παρατήρησε την πρώτη πλήρη πολυπεπτιδική αλυσίδα. Τελικώς στα µέσα της δεκαετίας του 70 ο Tonegawa µε τη χρήση ανασυνδυασµένου DNA ξεκίνησε τις µελέτες πάνω στη δοµή των γονιδίων που κωδικοποιούν τις ανοσοσφαιρίνες. Και αυτός κατέληξε στο συµπέρασµα ότι το ανοσοποιητικό σύστηµα χρησιµοποιεί «στρατηγικές» καθ όλα εξειδικευµένες και απούσες από άλλα βιολογικά συστήµατα, που σκοπό έχουν τη περαιτέρω διαφοροποίηση των λεµφοκυττάρων Τ και Β, των ανοσοσφαιρινών όσο και των αντιγονικών υποδοχέων. Το 1975 οι Kohler και Milstein κατά τη διάρκεια της µελέτης των ελαφρών και βαριών αλυσίδων των ανοσοσφαιρινών σε γονιδιακό επίπεδο διαπίστωσαν ότι είναι δυνατό να ενώσουν κύτταρα µυελώµατος µε φυσιολογικά Β-λεµφοκύτταρα τα οποία παράγουν αντισώµατα, δηλαδή να δηµιουργήσουν ιβριδιακά κύτταρα. Με τον παραπάνω όρο, ονοµάζουµε το κύτταρο που δηµιουργείται από την συνένωση δύο κυττάρων διαφορετικού τύπου και περιέχει στο χρωµοσωµατικό του τύπο, γενετικό υλικό και από τα δύο προγονικά κύτταρα. Σκοπός της συνένωσης είναι η δηµιουργία νέων κυττάρων που συγκεντρώνουν τις επιθυµητές ιδιότητες των προγόνων τους σε ένα κύτταρο. Αυτό αποτέλεσε τη βάση για τη δηµιουργία των µονοκλωνικών αντισωµάτων, δηλαδή αντισώµατα που προέρχονται πλέον από ένα κλώνο υβριδιακών κυττάρων. Η είσοδος της µοριακής βιολογίας σηµατοδότησε την αρχή µιας νέας φάσης ανάλυσης που επέτρεψε την αντιµετώπιση βασικών προβληµάτων, όπως η διαφοροποίηση των αντισωµάτων και η δοµή των λεµφοκυτταρικών υποδοχέων 1. Στη σηµερινή εποχή η ανοσολογία επανέρχεται στο προσκήνιο, όπως και στους προηγούµενους αιώνες (Πίνακας 1), µε µόνο σκοπό την µεταφορά νέων γνώσεων σε διαγνωστικές και θεραπευτικές µεθόδους που θα µπορούσαν να χρησιµοποιηθούν στην κλινική ιατρική πράξη για την αντιµετώπιση των προβληµάτων υγείας του σύγχρονου ανθρώπου. 6

20 Πίνακας 1. Εξέλιξη των βασικών αρχών της ανοσολογίας Περίοδος Ερευνητές Αντικείµενο µελέτης L. Pasteur Ανοσοποίηση E. Metchnikoff Φαγοκυττάρωση Ε.von Behring - S. Kitasato P. Ehrlich J. Bordet C.R.Richet P.J. Portier Κ. Landsteiner Αντισώµατα Kυτταρικοί υποδοχείς Συµπλήρωµα Αναφυλακτική αντίδραση Οµάδες αίµατος K. Landsteiner Αντισωµική εξειδίκευση M. Heidelberger J.R. Marrack F. Haurowitz P.A. Gorer G.D. Snell A. Fagraeus P.B. Medawar F.M. Burnet R.R. Porter G.M. Edelman J.F.A.P. Miller R.A. Good H.N. Claman N.K. Jerne H.O. McDevitt B. Benacerraf N.A. Mitcison R.K. Gershon R.M. Zinkernagel P.C. Doherty S. Tonegawa G. Kohler C. Milstein M.M. Davis T.W. Mak P.J. Bjorkman D.C. Wiley Σχέση αντιγόνου- αντισώµατος Θεωρίες καθοδήγησης Μείζον Σύστ. Ιστοσυµβατότητας Ιστοί παραγωγής αντισωµάτων Ανοσολογική ανοχή Κυτταρική επιλογή οµή και ρόλος των αντισωµάτων Ρόλος του θύµου αδένα ράση Τ και Β λεµφοκυττάρων ίκτυο ( Network ) Γονίδια ανοσολογικής απάντησης Κύτταρα Τ-helper Κύτταρα Τ- suppressor Κανόνες των κυτταρικών σχέσεων Γονίδια ανοσοσφαιρινών Μονοκλωνικά αντισώµατα Υποδοχείς Τ-λεµφοκυττάρων οµή Μειζ. Συσ.Ιστοσυµβατότητας 1.2 ΑΝΟΣΙΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΝΟΣΟΠΟΙΗΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Ανοσία λέγεται το σύνολο των φυσιολογικών µηχανισµών, οι οποίοι επιτρέπουν στον οργανισµό να αναγνωρίζει κάθε σωµατίδιο ξένο προς αυτόν, να το αδρανοποιεί και να το αποβάλλει ή να το µεταβολίζει µε ή χωρίς ταυτόχρονη βλάβη των ιστών του. ιακρίνεται στην µη ειδική ανοσία η οποία περιλαµβάνει τους φυσικούς φραγµούς, διάφορους χυµικούς παράγοντες και το φαγοκυτταρικό σύστηµα και στην ειδική ανοσία στην οποία υπάγονται τα λεµφοκύτταρα, οι ανοσοσφαιρίνες και οι κυτταροκίνες (Σχήµα1). 7

21 Σχήµα 1. Είδη ανοσίας Επίσης, η ανοσία διακρίνεται σε παθητική και ενεργητική. Παθητική είναι η ανοσία, η οποία ασκείται από τις ανοσοσφαιρίνες που µεταβιβάζονται από τη µητέρα στα νεογνά (φυσική) ή η ανοσία που οφείλεται σε χορήγηση γ-σφαιρίνης ή υπεράνοσης γ-σφαιρίνης για συγκεκριµένο λοιµογόνο παράγοντα (τεχνητή). Ενεργητική είναι η ανοσία, η οποία αποκτάται µετά από έκθεση σε λοίµωξη (φυσική) ή µετά από χορήγηση εµβολίου έναντι συγκεκριµένου λοιµογόνου παράγοντα (τεχνητή) Μη Ειδική Ανοσία Ανατοµικοί Φραγµοί έρµα: Το ακέραιο δέρµα µε την κερατίνη στοιβάδα της επιδερµίδας αποτελεί φραγµό στη διείσδυση των µικροοργανισµών. Εξάλλου η χαµηλή περιεκτικότητα της ανωτέρω στοιβάδας σε νερό, η συνεχής απολέπιση, ο ιδρώτας, τα λιπαρά οξέα των εκκρίσεων των σµηγµατογόνων αδένων και το χαµηλό ΡΗ εµποδίζουν την εγκατάσταση και πολλαπλασιασµό των µικροοργανισµών στο δέρµα. Η σηµασία του δέρµατος ως φυσικού ανατοµικού φραγµού που εµποδίζει την είσοδο των µικροβίων φαίνεται σε καταστάσεις καταστροφής του, όπως σε εγκαύµατα. Βλεννογόνοι: Οι τρίχες της ρινικής κοιλότητας και η βλέννα του αναπνευστικού βλεννογόνου συµβάλλουν στην κατακράτηση µεγάλου αριθµού σωµατιδίων, τα οποία εµπεριέχονται στον εισπνεόµενο αέρα. Τα κατακρατούµενα στην τραχεία ή τους βρόγχους σωµατίδια αποµακρύνονται µε τις συνεχείς κινήσεις του κροσσωτού επιθηλίου του αναπνευστικού συστήµατος και αποβάλλονται µε τη βοήθεια του βήχα. Η λυσοζύµη και οι εκκριτικές ανοσοσφαιρίνες (IgA) των αναπνευστικών εκκρίσεων αποτελούν τους σηµαντικότερους επιπρόσθετους παράγοντες προστασίας από τις λοιµώξεις. Η βλέννα ενεργεί γενικώς ως προστατευτικό φράγµα και εµποδίζει τους ιούς να εισχωρήσουν στα κύτταρα. Ο βλεννογόνος του πεπτικού συστήµατος διαθέτει αποτελεσµατικούς µηχανισµούς προστασίας από τις λοιµώξεις, οι κυριότεροι από τους οποίους είναι η οξύτητα του γαστρικού υγρού, η βλέννα, η περισταλτικότητα του εντέρου, η φυσιολογική χλωρίδα του παχέος εντέρου, η εκκριτικές ανοσοσφαιρίνες IgA και τα άφθονα φαγοκύτταρα. 8

22 Ο βλεννογόνος του ουροποιητικού συστήµατος διαθέτει επίσης σηµαντικούς αµυντικούς µηχανισµούς, οι οποίοι τον προστατεύουν από την εγκατάσταση, τον πολλαπλασιασµό και την διείσδυση µικροβίων. Συγκεκριµένα, η ροή των ούρων εκπλύνει και αποµακρύνει µηχανικώς τους µικροοργανισµούς, οι οποίοι ευρίσκονται στον αυλό των ουροφόρων οδών, ενώ το όξινο ΡΗ των ούρων και η υψηλή περιεκτικότητα αυτών σε αµµωνία συνθέτουν δυσµενές για τον πολλαπλασιασµό των βακτηριδίων περιβάλλον. Τέλος, ένας ακόµη ανατοµικός φραγµός παρατηρείται στις γυναίκες, όπου λόγω της παρουσίας του γαλακτικού οξέως που παράγεται από την επίδραση των γαλακτοβακίλλων στο µεταβολισµό του γλυκογόνου των επιθηλιακών κυττάρων, η κολπική έκκριση έχει όξινο ΡΗ (4,5-5). Με αυτό τον τρόπο συµβάλλει στην προφύλαξη από ανούσια λοίµωξη. Μυϊκές περιτονίες/αρθρικοί θύλακοι: Οι µυϊκές περιτονίες ή ενδεχοµένως ο αρθρικός θύλακος αποτελούν φυσιολογικούς φραγµούς, οι οποίοι εµποδίζουν την εξάπλωση της λοίµωξης προς τους µυς, ή τις αρθρικές κοιλότητες αντιστοίχως Χυµικοί Παράγοντες ιάφορα βιοχηµικά συστατικά του οργανισµού όπως η λυσοζύµη, ο αναστολέας της ιαλουρονιδάσης, το συµπλήρωµα, η ιντερφερόνη και ορισµένες πρωτεΐνες οξείας φάσεως όπως η C αντιδρώσα πρωτεΐνη προστατεύουν τον οργανισµό από λοιµώξεις ή από την επέκταση της λοίµωξης σε γειτονικούς ιστούς. Λυσοζύµη: Αποτελεί ίσως έναν από τους πιο αποτελεσµατικούς τοπικούς βιοχηµικούς παράγοντες. Βρίσκεται σε αφθονία, είναι διαλυτή και η µικροβιοκτόνος δράση της συνίσταται στην διάσπαση του βλεννοπεπτιδικού τοιχώµατος ορισµένων µικροβίων. Ανευρίσκεται σε εκκρίσεις και οργανικά υγρά όπως το κάλιο κ.λ.π 2. Πρωτεΐνες οξείας φάσεως: Κατά την διάρκεια της λοίµωξης ή της ιστικής βλάβης συµβαίνουν πολλές µεταβολές που σκοπεύουν στην διατήρηση της οµοιόστασης. Μαζί µε τον πυρετό, τη λευκοκυττάρωση και τις µεταβολές του µεταβολισµού στους υδατάνθρακες και τα λίπη επισυµβαίνει και µεταβολή της συγκέντρωσης διαφόρων πρωτεϊνών του πλάσµατος που χαρακτηρίζονται ως πρωτεΐνες οξείας φάσεως. Ι. C Αντιδρώσα πρωτείνη (C Reactive Protein, CRP) Η συγκέντρωση της CRP στον ορό αυξάνει φορές στην φλεγµονή. Η αποκάλυψή της στον ορό ασθενών µε πνευµονία στην αρχική φάση της λοίµωξης και η εξαφάνισή της µε ίαση, συγκέντρωσε την προσοχή στην σηµασία της για την άµυνα του ξενιστή. Η CRP ονοµάσθηκε έτσι διότι καθιζάνει µε την c-πολυσακχαρίδη του κυτταρικού τοιχώµατος του πνευµονόκοκκου. Αυτή η αντίδραση έχει ως αποτέλεσµα την εξοίδηση του µικροβιακού τοιχώµατος, προάγει την συσσώρευση µικροβίων, ενεργοποιεί το συµπλήρωµα και επιταχύνει την φαγοκυττάρωση. Η CRP συντίθεται αποκλειστικά στα ηπατοκύτταρα, ενώ η παραγωγή της καθορίζεται από γονίδια που εντοπίζονται στα χρωµόσωµα 1. Η ανάλυση της διαδικασίας σύνθεσης της CRP κατά τη διάρκεια της φλεγµονής είναι σηµαντικής σηµασίας για την διερεύνηση της οξείας ανταπόκρισης αλλά αποτελεί και ένα εξαιρετικό µοντέλο για την µελέτη ευκαρυωτικών κυττάρων. 9

23 ΙΙ. Αµυλοειδής Α Πρωτεΐνη του ορού (Serum Amyloid A Protein, SAA) Αποτελεί µια εξίσου σηµαντική πρωτεΐνη της οξείας φάσεως, η οποία αυξάνει µέσα σε λίγες ώρες από την έναρξη της φλεγµονής. H SAA κυκλοφορεί στο πλάσµα ως σύµπλεγµα µε ένα υποκλάσµα της υψηλής πυκνότητας λιποπρωτεΐνης (HDL3). Στην µετουσιωµένη της µορφή η ανθρώπινη aposaa είναι ένα πολυπεπτίδιο που µια βασική του ιδιότητα είναι η αντίδρασή της µε αµυλοειδή Α (ΑΑ) πρωτεΐνη που παράγεται από δευτεροπαθείς αµυλοειδώσεις. Ίσως αυτή η ΑΑ να αποτελεί µεταβολικό παράγωγο της SAA στις ιώσεις. Η SAA παράγεται και εκτός ήπατος (πνεύµονες, σπλήνας, καρδιά, όρχεις, στόµαχος, εγκέφαλος, υπόφυση, πάγκρεας, επινεφρίτιδα). Αυτή η παρατήρηση δίνει έµφαση στην παθογένεια της ανάπτυξης αµυλοειδούς στους ιστούς αυτούς σε περίπτωση χρόνιας φλεγµονής. Άλλες πρωτεΐνες που παίζουν ρόλο στην οξεία φλεγµονή είναι η α1-αντιθρυψίνη, το ινωδογόνο, το συµπλήρωµα και η λευκωµατίνη. Ιντερφερόνες: Οι Isaaks και Lindenmann το 1957 απέδειξαν ότι όταν µεµβράνες χοριαλλαντοειδούς αυγού όρνιθας εκτίθεται σε αδρανοποιηµένο ιό της γρίπης, παράγεται µια ουσία που προστατεύει τους ιστούς από λοίµωξη µε δραστικό ιό της γρίπης. Αυτή η ουσία ονοµάσθηκε ιντερφερόνη, από την ικανότητά της να παρεµβαίνει στην εξουδετέρωση του ιού. Μόνο µετά 20 χρόνια, αυτή η αντιϊκή ουσία όταν έγινε δυνατή η παραγωγή της σε ικανές ποσότητες, µε τη µορφή της µερικώς κεκαθαρµένης ανθρωπείου ιντερφερόνης, χρησιµοποιήθηκε ευρύτερα στη θεραπεία όγκων. Ήδη όµως τα πρώτα αποτελέσµατα ως αντινεοπλασµατική ουσία ανακοινώθηκαν το Ουσιαστικά η χρήση της στη θεραπευτική πράξη, άρχισε ευρέως µετά το 1981 όταν η βιοτεχνολογία επέτρεψε την παραγωγή µεγάλων ποσοτήτων κεκαθαρµένης ιντερφερόνης από βακτηρίδια. Οι ιντερφερόνες που παράγονται στον άνθρωπο αποτελούν µια οµάδα γλυκοπρωτεϊνών, συγγενών µεταξύ τους, που παράγονται από πολλούς τύπους κυττάρων ως απάντηση σε λοιµώξεις από ιούς, δικλώνου RNA, ενδοτοξινών και διαφόρων µιτογόνων και αντιγονικών ερεθισµάτων. Σήµερα όλες οι ιντερφερόνες που χρησιµοποιούνται στην κλινική πράξη παράγονται βιοσυνθετικά, µε τη µέθοδο της ανασύνθεσης του DNA. Μ αυτή τη µέθοδο δηµιουργείται συνθετικά το γονίδιο που ευθύνεται για την παραγωγή κάθε συγκεκριµένης ιντερφερόνης που στη συνέχεια ενσωµατώνεται σε βακτηρίδια (Εscherichia A Coli) από το οποίο παράγονται σηµαντικές ποσότητες καθαρής ιντερφερόνης (σε ποσοστό 95% περίπου) που είναι ταυτόσηµη µε τη φυσιολογικά παραγόµενη στον άνθρωπο. Οι ιντερφερόνες που υπάρχουν στον ανθρώπινο οργανισµό και κατά συνέπεια αυτές που παράγονται είναι τριών ειδών: Οι α (alpha λευκοκυτταρικές), η β (betaινοβλαστική) και η γ (gamma-ανοσολογικού τύπου), οι οποίες διαφέρουν µεταξύ τους στις αντιγονικές και φυσικοχηµικές ιδιότητες, ως επίσης και στην φύση του αιτίου που προκαλεί την παραγωγή τους και στα κύτταρα από τα οποία παράγονται στον ανθρώπινο οργανισµό. Οι ιντερφερόνες α αποτελούνται από 14 περίπου είδη, έχουν υψηλού βαθµού χηµική οµοιότητα και παράγονται από διάφορα κύτταρα, όπως τα µακροφάγα, τα null λεµφοκύτταρα και τα β-λεµφοκύτταρα, µε την επίδραση πάνω σ αυτά δραστικών ή αδρανοποιηµένων ιών, δικλώνων RNA και παραγόντων βακτηριδίων. 10

24 Η Ιντερφερόνη β παράγεται κυρίως από ινοβλάστες και επιθηλιακά κύτταρα µε την επίδραση των ιδίων παραγόντων που προκαλούν την παραγωγή των α- ιντερφερόνων. Μεταξύ των α και της β ιντερφερόνης υπάρχει µια ταύτιση στην αλληλουχία των αµινοξέων που τις αποτελούν σε ένα ποσοστό περίπου 30%. Χαρακτηρίζονται και ως ιντερφερόνες τύπου Ι, έχουν δε ανταγωνιστική δράση στους ίδιους επιφανειακούς κυτταρικούς υποδοχείς. Η Ιντερφερόνη γ που χαρακτηρίζεται και ως τύπου ΙΙ, παράγεται από Τ- λεµφοκύτταρα µετά τη διέγερσή τους από ειδικά αντιγόνα και µη ειδικά µιτογόνα, ως επίσης και από τα φυσικά κύτταρα φονείς (ΝΚ). Οι υποδοχείς στους οποίους δρα φαίνεται ότι είναι διαφορετικοί από αυτούς των ιντερφερόνων τύπου Ι και έχει µοναδικές βιοχηµικές ιδιότητες. Η παραγωγή γενικά, των ιντερφερόνων αυτών στον άνθρωπο καθορίζεται από την ύπαρξη διαφόρων γονιδίων, που είναι τουλάχιστον για τις ιντερφερόνες α, ένα για την β και ένα για την γ. Βιολογική δραστηριότητα: Αν και οι ιντερφερόνες χρησιµοποιούνται στην κλινική πράξη πολλά χρόνια και την τελευταία δεκαετία ευρύτατα σε διάφορα νεοπλασµατικά και µη νοσήµατα, εντούτοις η δράση τους δεν έχει ακόµα ταυτοποιηθεί σε όλο της το φάσµα. Συνοπτικά οι γενικά αποδεκτές δράσεις των ιντερφερόνων είναι: Ι. Αντιιϊκή: εσµεύει τον αναδιπλασιασµό ενός ευρέως φάσµατος ιών που περιέχουν RNA και DNA. ΙΙ. Αντικυτταρική: εσµεύει την κυτταρική αύξηση, προκαλεί τροποποίηση στην κυτταρική διαφοροποίηση, επιδρά στον κυτταρικό κύκλο, µεταβάλλει τον αντιγονικό φαινότυπο των νεοπλασµατικών κυττάρων, υπεισέρχεται στην έκφραση των ογκογονιδίων. ΙΙΙ. Ανοσοµετατρεπτική: Επεµβαίνει στην ρύθµιση της ισορροπίας των κυτταροτοξικών κυττάρων, µεταβάλλει την αντιγονική έκφραση όσον αφορά το τελικό αποτέλεσµα της δράσης αυτών των ουσιών, δεδοµένου ότι προκαλούν µερικές φορές αντικρουόµενες καταστάσεις. Έτσι έχει παρατηρηθεί ότι προκαλούν διέγερση και ταυτόχρονη καταστολή των κατασταλτικών Τ-λεµφοκυττάρων. Η µελέτη της βιολογικής τους δράσης αποκτά ιδιαίτερη σηµασία από πλευράς κλινικής εφαρµογής ως αντινεοπλασµατικές ουσίες. Ήδη απεδείχθησαν µοναδικές στην θεραπεία δύο αιµατολογικών κακοηθειών: της τριχωτής λευχαιµίας και της χρόνιας µυελογενούς λευχαιµίας. Παράλληλα, η τοπική χορήγηση ιντερφερόνης όπως ενδοκυστικά (καρκίνος ουροδόχου κύστεως), ενδοπεριτοναϊκά (καρκίνος των ωοθηκών) µας δίδουν ενθαρρυντικά αποτελέσµατα για την χρήση τους στο µέλλον. Με αυτά τα µοντέλα µελέτης, γίνεται προσπάθεια να επιτευχθεί η ταυτοποίηση των αρρώστων που είναι ευαίσθητοι στην ιντερφερόνη, ο καθορισµός του τύπου που έχει την καλύτερη αντινεοπλασµατική δράση, ο καθορισµός της δόσης και του τρόπου χορήγησης καθώς και ο καθορισµός των κατάλληλων συνθηκών για την συνδυασµένη χρήση ιντερφερόνης και χηµειοθεραπευτικών ουσιών3. Συµπλήρωµα: Ως συµπλήρωµα χαρακτηρίζεται οµάδα 30 περίπου πρωτεϊνών του οργανισµού, οι οποίες βρίσκονται διαλυτές στον ορό ή είναι συνδεδεµένες µε µεµβράνες κυττάρων. Έχουν την δυνατότητα να ενεργοποιούνται µε διαδοχικές 11

25 αλυσιδωτές αντιδράσεις δίκην «καταρράκτη», κατά τον οποίο όταν ενεργοποιηθεί το 1ο µόριο διώχνει µικρά πεπτίδια από ένα 2ο µόριο που µε την σειρά του γίνεται δραστικό για να δράσει στο επόµενο κ.ο.κ. Με αυτόν τον τρόπο ασκούν σηµαντικές βιολογικές δραστηριότητες όπως είναι η αύξηση της διαπερατότητας των αγγείων, η προσέλκυση των φαγοκυττάρων στο σηµείο της φλεγµονής, η ενίσχυση της φαγοκυτταρικής τους ικανότητας καθώς και η βλάβη των κυτταρικών µεµβρανών. Η συµβολή των πρωτεϊνών του συµπληρώµατος στην άµυνα του οργανισµού είναι πρωταρχική, διότι έχουν την ικανότητα να καταστρέφουν µικρόβια και κατά δεύτερο λόγο ιούς, µύκητες ή παράσιτα. Επίσης το συµπλήρωµα έχει την ικανότητα να καταστρέφει ορισµένα νεοπλασµατικά κύτταρα. Η ονοµασία του (Couplement) προήλθε από την παρατήρηση του περασµένου αιώνα ότι για να ασκήσει ο ορός βακτηροκτόνο δράση χρειάζεται, εκτός από τα αντισώµατα και την παρουσία θερµοευαίσθητης ουσίας, η οποία περιέχεται στο φυσιολογικό ορό. Στοιχεία συµπληρώµατος: Οι πρωτεΐνες του συµπληρώµατος ευρίσκονται σε διαλυτή και συνήθως αδρανή µορφή στον ορό, όπου αποτελούν το 15% περίπου των σφαιρινών του πλάσµατος ή είναι συνδεδεµένες στους ιστούς, στους οποίους λαµβάνουν χώρα οι ανοσολογικές αντιδράσεις. Μεγάλο µέρος των πρωτεϊνών του συµπληρώµατος συντίθεται στα ηπατικά κύτταρα και σε µικρότερο ποσοστό στα µεγάλα µονοπύρηνα του αίµατος, στα µακροφάγα των ιστών, στα επιθηλιακά κύτταρα του γαστρεντερικού και ουροποιητικού συστήµατος, στα λιποκύτταρα και σε κύτταρα της νευρογλοίας. Η ενεργοποίηση των πρωτεϊνών του συµπληρώµατος γίνεται από δύο οδούς, την κλασική και την εναλλακτική. Κάθε µία από αυτές τις οδούς οδηγεί στο τελικό τµήµα του συστήµατος, το οποίο περιλαµβάνει τις πρωτεΐνες που ασκούν τις βιολογικές δραστηριότητες του συµπληρώµατος. Οι πρωτεΐνες της κλασικής οδού και του τελικού τµήµατος του συµπληρώµατος ονοµάζονται συστατικά του συµπληρώµατος και συµβολίζονται µε το κεφαλαίο λατινικό γράµµα C και έναν αριθµό π.χ. C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9. Το συστατικό C1 αποτελείται από τρεις διαφορετικές πρωτεΐνες, οι οποίες ονοµάζονται C1q, C1r, C1c και από ιόντα ασβεστίου. Οι πρωτεΐνες της εναλλακτικής οδού ενεργοποίησης του συµπληρώµατος ονοµάζονται παράγοντες και χαρακτηρίζονται µε κεφαλαία γράµµατα της λατινικής αλφαβήτου π.χ. B,P, D. Συστατικά ή παράγοντες του συµπληρώµατος, τα οποία ευρίσκονται σε ενεργό µορφή συµβολίζονται µε το ίδιο στοιχείο και τοποθέτηση οριζοντίου γραµµής στην κορυφή π.χ. C1. ραστικά κλάσµατα των πρωτεϊνών του συµπληρώµατος, τα οποία προκύπτουν από πρωτεολυτική διάσπαση συµβολίζονται µε το σύµβολο της πρωτεΐνης και ένα µικρό γράµµα του λατινικού αλφαβήτου π.χ. C2a, C2b, C3a, C3b, ενώ στα ίδια σύµβολα προστίθεται το γράµµα i για να δηλώσει την µη δραστική µορφή του κλάσµατος. Οι πέντε από τους υποδοχείς των ενεργών παραγώγων του συµπληρώµατος συµβολίζονται µε τα αρχικά γράµµατα των λέξεων Couplement Receptor π.χ. CR1, CR2, CR3, CR4, ενώ οι υπόλοιποι µε το σύµβολο του συστατικού του συµπληρώµατος και το γράµµα R π.χ. (5aR). Οι κυριότερες πρωτεΐνες του συµπληρώµατος φαίνονται στον Πίνακα 2. 12

26 Πίνακας 2. Πρωτεΐνες του συµπληρώµατος Συστατικά Κλασσικής Οδού Παράγοντες Εναλλακτικής Οδού Πρωτεΐνες Τελικού τµήµατος Ρυθµιστικές πρωτεΐνες Πρωτεΐνες υποδοχέων Κλάσµατα ιάσπαση C1q, C1r, C1s, C4, C2, C3 B, D, P(προπερδίνη) C5, C6, C7, C8, C9 C1 INH, C3a/C5a INA, Πρωτεΐνη S, I, H, P, C4bp CR1, CR2, CR3, CR4, CR5, C1qR, C3aR, C5aR, DAF C4a, C4b, C4c, C4d, C2a, C2b, Bb, Ba, C3a, C3b, C3c, C3dg, C3e, C5a, C5b Μηχανισµοί ενεργοποίησης του συµπληρώµατος: Όπως έχει ήδη αναφερθεί, η ενεργοποίηση του συµπληρώµατος γίνεται είτε µε την κλασσική είτε µε την εναλλακτική οδό. Και στις δύο περιπτώσεις η αντίδραση καταλήγει από διαφορετική οδό, µέσω του σχηµατισµού της C3 και C5 κονβερτάσης, στην ενεργοποίηση των συστατικών C3 και C5 του συµπληρώµατος, τα οποία διασπώνται στα κλάσµατα C3a, C3b, C5a, C5b. Ι. Κλασική οδός. Η οδός αυτή ξεκινά όταν κάποιο αντιγόνο ενωθεί µε τις πρωτεΐνες IgM, IgG1, IgG2, IgG3. Η C1q πρωτεΐνη του C1 έχει την δυνατότητα να δεσµεύει το Fc τµήµα δύο ή περισσοτέρων ανοσοσφαιρινών και κατά συνέπεια ισαρίθµων ανοσοσυµπλεγµάτων. Η δέσµευση αυτή ενεργοποιεί την πρωτεΐνη C1q, η οποία επιδρά επί της C1r και αυτή µε την σειρά της ενεργοποιείται και ενεργοποιεί επίσης την C1s πρωτεΐνη. Η ενεργοποιηµένη C1s πρωτεΐνη επιδρά στο C4 και τη διασπά σε C4a και C4b, εκ των οποίων το C4b συνδέεται µε οµοιοπολικό δεσµό µε την επιφάνεια του ανοσοσυµπλέγµατος. Στο C4b συνδέεται επίσης το C2a που προέρχεται από την επίδραση του C1s επί του C2 και προκύπτει το ενεργοποιηµένο σύµπλεγµα C4b2A, το οποίο αποτελεί την C3 κονβερτάση της κλασσικής οδού. Στη φάση αυτή της ενεργοποίησης του συµπληρώµατος, επιδρούν ορισµένες ρυθµιστικές πρωτεΐνες, όπως ο αναστολέας του C1 (C1 INH), ο οποίος συνδέεται µε τις πρωτεΐνες C1r και C1s, εµποδίζοντας έτσι την άµετρη ενεργοποίηση και διάσπαση του συµπληρώµατος και ο παράγων I, ο οποίος διασπά το C4b στα αδρανή τµήµατα C4c και C4d. ΙΙ. Εναλλακτική οδός. Πρόκειται για την αρχαιότερη φυλογεννετικά οδό (γνωστή και ως η οδός της προπερδίνης), κατά την οποία το αρχικό ερέθισµα για την ενεργοποίηση του συµπληρώµατος είναι συνήθως κάποιος πολυσακχαρίτης µικροβίου ή µύκητα, ιός, παράσιτο και σπανιότερα αντίσωµα. Αυτή η οδός επειδή δεν χρειάζεται αντίσωµα για να ξεκινήσει, παίζει σπουδαίο ρόλο σαν αρχική ανοσοαπόκριση σε κάποια λοίµωξη. Ο κυριότερος µηχανισµός παραγωγής C3 και C5 κονβερτάσης φαίνεται ότι είναι η ενεργοποίηση του παράγοντα D. Ο ενεργοποιηµένος παράγων D διασπά τον, ήδη συνδεδεµένο µε το C3b, παράγοντα B σχηµατίζοντας το ενεργοποιηµένο σύµπλεγµα C3bBb, το οποίο αποτελεί τη C3 κονβερτάση της εναλλακτικής οδού. Η C3 κονβερτάση διασπά το C3 και το C3b που προκύπτει συνδέεται µε την C3 κονβερτάση, σχηµατίζοντας το 13

27 ενεργοποιηµένο σύµπλεγµα C4b2a3b, το οποίο αποτελεί τη C5 κονβερτάση. Η προπερδίνη ή παράγοντας Ρ συµβάλλει στην αποτελεσµατικότερη ενεργοποίηση του C3 και στο σχηµατισµό των κλασµάτων C3a και C3b, διότι συνδέεται µε τη C3 κονβερτάση και την κάνει σταθερότερη. Ένα µέρος της C3 που σχηµατίζεται από την δράση της σταθερής C3 κονβερτάσης δηµιουργεί κύκλωµα ενίσχυσης της ενεργοποίησης του συµπληρώµατος, διότι συνδέεται µε τον παράγοντα B και επαναχρησιµοποιείται στην αρχική αντίδραση. Οι ρυθµιστικοί παράγοντες που δρουν στην εναλλακτική οδό του συµπληρώµατος είναι ο παράγων H, ο οποίος διασπά και αδρανοποιεί το σύµπλεγµα C3bBb και ο παράγων I, ο οποίος παρουσία του H αδρανοποιεί και διασπά το C3b σε C3c και C3dg4,5. III. Κοινή οδός. Η C5 κονβερτάση (C4b2a3b) ή ορισµένα ένζυµα (θρυψίνη) καθώς και η πλασµίνη διασπούν τον παράγοντα C5 σε C5a που έχει ιδιότητες αναφυλοτοξίνης και σε παράγοντα C5b που συνδέεται µε τους παράγοντες C6, C7, C8 και C9, δηµιουργώντας έτσι ένα σύµπλεγµα που επικάθεται στην µεµβράνη του «ξένου» κυττάρου µε αποτέλεσµα τον σχηµατισµό καναλιών που επιτρέπουν την εισροή νερού και ιόντων σε αυτό και τελικώς την λύση του. Έτσι γίνεται για παράδειγµα η λύση των Gram- βακτηρίων. Μηχανισµοί ελέγχου του συµπληρώµατος: Η ανεξέλεγκτη και συνεχιζόµενη ενεργοποίηση του συµπληρώµατος εµποδίζονται από την διάσπαση των ενεργοποιηµένων παραγόντων µετά από λίγη ώρα καθώς και από την δράση ανασταλτικών παραγόντων στο αίµα όπως ο C1 αναστολέας που δρα στους παράγοντες C1r, C1s και στην πλασµίνη, την καλικρεΐνη, τον παράγοντα HAGEMAN (XII) και τον παράγοντα XI. Ανασταλτικός παράγοντας είναι και η πρωτεΐνη Ι που καταστρέφει τον C3b πάνω στην κυτταρική µεµβράνη. Επίσης υπάρχουν ένζυµα που αναστέλλουν τις αναφυλοτοξίνες και έτσι καταστρέφουν τους παράγοντες C3a, C4a, C5a. Η πρωτεΐνη S δεσµεύει και απενεργοποιεί το σύµπλοκο C5b67. Μοριακή γενετική του συµπληρώµατος: Οι παράγοντες C4 και B είναι κωδικοποιηµένοι στα µείζονα αντιγόνα ιστοσυµβατότητας και αποτελούν το MHC III τµήµα του γενώµατος που είναι σε άλλη θέση από αυτή που βρίσκονται τα MHC I και MHC II6. Βιολογικές δραστηριότητες του συµπληρώµατος: Οι πρωτεΐνες του συµπληρώµατος έχουν σηµαντικές βιολογικές δραστηριότητες και παίζουν σηµαντικότατο ρόλο στην άµυνα του οργανισµού. Με εξαίρεση το C5b, οι υπόλοιπες δραστικές πρωτεΐνες του τµήµατος αυτού ασκούν τη βιολογική τους δράση µετά από σύνδεση µε ειδικούς υποδοχείς, οι οποίοι βρίσκονται διάσπαρτοι σε όλους τους ιστούς του οργανισµού. Τα κλάσµατα C3a, C4a και C5a διεγείρουν την απελευθέρωση ισταµίνης από τα µαστοκύτταρα και χαρακτηρίζονται ως αναφυλοτοξίνες. Εκτός από την ιδιότητα αυτή, το C5a αυξάνει την χηµειοταξία και την προσκόλληση των ουδετεροφίλων και µονοκυττάρων στο ενδοθήλιο των αγγείων και προκαλεί την απελευθέρωση λυσοσωµατικών ενζύµων. Το C5b συνδέεται µε το C6 και σχηµατίζει το ενεργοποιηµένο σύµπλεγµα C5bC6, το οποίο συνδέεται µε το C7 σχηµατίζοντας το ενεργοποιηµένο σύµπλεγµα C5b67. Το C5b67 µε την σειρά του συνδέεται µε την µεµβράνη των κυττάρων, την οποία µετά την προσθήκη και του C8 την καταστρέφει. Στη δράση αυτή συµµετέχει συνήθως και το C9. Οι πρωτεΐνες C6- C9 αποτελούν το λυτικό σύµπλεγµα ή το σύµπλεγµα που προσβάλλει τις µεµβράνες 14

28 (Membran attack complex, MAC), το οποίο προκαλεί καταστροφή των µεµβρανών και θάνατο των κυτάρων Φαγοκυτταρικό Σύστηµα Το φαγοκυτταρικό σύστηµα του ανθρώπου αποτελείται από τα µονοπύρηνα φαγοκύτταρα ή µακροφάγα και από τα ουδετερόφιλα πολυµορφοπύρηνα ή µικροφάγα. Η φαγοκυττάρωση αποτελεί τον πυρήνα της ανοσίας. Τα φαγοκύτταρα µετακινούνται προς το σωµατίδιο-στόχο. Μικρόβια ή σωµατίδια, τα οποία προσκολλώνται στη µεµβράνη των φαγοκυττάρων αναγνωρίζονται από αυτά ως ξένα, περιβάλλονται από κυτταροπλασµατικές προσεκβολές και περικλείονται στο εσωτερικό του κυττάρου µέσα σε κενοτόπιο, το φαγόσωµα. Ακολουθεί η συγχώνευση του φαγοσώµατος µε το λυσόσωµα και ο σχηµατισµός του φαγολυσοσώµατος, µέσα στο οποίο θανατώνεται τελικώς ο µικροοργανισµός µε την βοήθεια των ενζύµων. - Μονοπύρηνα φαγοκύτταρα ή µακροφάγα: Τα µονοπύρηνα φαγοκύτταρα είναι µεγαλύτερα από τα πολυµορφοπύρηνα, τα οποία αρχικώς είχαν χαρακτηριστεί και ως µικροφάγα. Τα µακροφάγα είναι σχετικώς µακρόβια και έχουν την ικανότητα να φαγοκυτταρώνουν και ενδοκυττάριους µικροοργανισµούς, ενώ τα πολυµορφοπύρηνα είναι βραχύβια και συµβάλλουν κυρίως στη φαγοκυττάρωση των πυογόνων εξωκυτταρίων βακτηριδίων. Τα µακροφάγα διακρίνονται στα µονοκύτταρα ή µεγάλα µονοπύρηνα του αίµατος και στα ιστικά µακροφάγα. Ι. Τα µονοκύτταρα ή µεγάλα µονοπύρηνα του αίµατος προέρχονται από το αρχέγονο πολυδύναµο κύτταρο του µυελού των οστών, το οποίο διαφοροποιείται προς την κατεύθυνση του προγονικού µυελικού κυττάρου. Μετά από παραµονή λίγων ηµερών στην κυκλοφορία, µεταναστεύουν από τα τριχοειδή στους ιστούς και µετατρέπονται σε ιστικά φαγοκύτταρα. ΙΙ. Τα ιστικά φαγοκύτταρα προέρχονται από τα µονοκύτταρα του αίµατος ή από πολλαπλασιασµό πρόδροµων µακροφάγων των ιστών και διακρίνονται αναλόγως προς την περιοχή, στην οποία ευρίσκονται, στις εξής κατηγορίες: Ιστιοκύτταρα του συνδετικού ιστού Κύτταρα του Kupffer στο σπλήνα Κυψελιδικά µακροφάγα των πνευµόνων Μακροφάγα λεµφαδένων και σπλήνα Μακροφάγα υπεζωκότα και περιτοναίου Μικρογλοιακά κύτταρα του ΚΝΣ Οστεοκλάστες στα οστά Κύτταρα τύπου Α του αρθρικού υµένα Κύτταρα Langerhans στο δέρµα και στο θύµο ενδριτικά κύτταρα στους λεµφαδένες, στο σπλήνα και στο θύµο Γιγαντοκύτταρα των κοκκιωµάτων. Η σηµαντικότερη λειτουργία των µακροφάγων κυττάρων είναι η φαγοκυττάρωση, η οποία είναι πρωταρχικής σηµασίας για την άµυνα του οργανισµού. Φαγοκυτταρώνουν κάθε ξένο σωµατίδιο και περισσότερο τα οψωνοποιηµένα. ιάφοροι µικροοργανισµοί, όπως βακτηρίδια, ιοί και µύκητες µεταφέρονται µε κατάποση ή πινοκύττωση στο εσωτερικό του κυττάρου και φονεύονται. Η κάλυψη 15

29 των µικροοργανισµών µε αντίσωµα ή συµπλήρωµα (οψωνίνες) αποτελεί την λεγόµενη οψωνοποίηση, η οποία διευκολύνει την φαγοκυττάρωση. Τα µακροφάγα έχουν την ικανότητα να ενεργοποιούνται και να εµφανίζουν στην επιφάνεια τους υποδοχείς για το Fc τµήµα της IgG ανοσοσφαιρίνης, το ενεργοποιηµένο συµπλήρωµα και διάφορες λεµφοκίνες. Εµφανίζουν αυξηµένη παραγωγή πρωτεασών, υδρολασών, προσταγλανδινών, χηµειοτακτικών για τα πολυµορφοπύρηνα παραγόντων, ιντερλευκίνης-1 (IL-1) και παράγοντα νέκρωσης των όγκων (TNF). Αλληλεπιδρούν µε τα λεµφοκύτταρα επεµβαίνοντας στην εξέλιξη της ειδικής ανοσίας. ιαθέτουν την ικανότητα να αποµακρύνουν αλλοιωµένα κύτταρα όπως τα νεοπλασµατικά ή και φυσιολογικά κύτταρα σε ορισµένες αυτοάνοσες κυτταροπενίες. Θεωρείται ότι τα µακροφάγα µπορούν να καταστρέφουν καρκινικά κύτταρα, να περιορίζουν τις µεταστάσεις και να προλαµβάνουν την ανάπτυξη νεοπλασιών. Τα κύτταρα Langerhans και τα δενδριτικά κύτταρα ανήκουν στην κατηγορία εκείνη που επεξεργάζονται και παρουσιάζουν το αντιγόνο στα λεµφοκύτταρα, πράγµα που συνιστά µία εξόχως σηµαντική λειτουργία των µακροφάγων. Πιο συγκεκριµένα, το αντιγόνο προσάγεται από τα ειδικά κύτταρα στο Τ ή και στο Β λεµφοκύτταρο, το οποίο διεγείρεται και αρχίζει η ειδική ανοσολογική αντίδραση, καθώς ακολουθεί η παραγωγή Τ8 και Β-λεµφοκυττάρων. Πως όµως είναι δυνατό ένα κύτταρο, το οποίο προορίζεται να προσλαµβάνει και να καταστρέφει στο εσωτερικό του το αντιγόνο, να µπορεί και να το παρουσιάζει στα λεµφοκύτταρα ; Κατά µία εκδοχή, ένα µέρος του αντιγόνου παραµένει και συνδέεται αυτούσιο στην επιφάνεια του κυττάρου. Κατά άλλη άποψη, µέρος του αντιγόνου-το οποίο φαγοκυτταρώνεται - δε διασπάται τελείως και µε εξωκύττωση φέρεται και πάλι στην επιφάνεια του κυττάρου. Η παρουσίαση του αντιγόνου και η αναγνώριση του από τα βοηθητικά λεµφοκύτταρα (Τ4) γίνεται σε συνδυασµό µε τα τάξης ΙΙ αντιγόνα του µείζονος συστήµατος ιστοσυµβατότητας (Class II MHC), ενώ η αναγνώριση κυρίως ιογενών αντιγόνων από τα κυτταροτοξικά λεµφοκύτταρα (Τ8) γίνεται σε συνδυασµό µε τα τάξης Ι αντιγόνα του µείζονος συστήµατος ιστοσυµβατότητας (Class I MHC). Η παρουσίαση και αναγνώριση εποµένως του αντιγόνου από τα Τ-λεµφοκύτταρα υπόκειται σε MHC περιορισµό. - Ουδετερόφιλα πολυµορφοπύρηνα: Tα ουδετερόφιλα πολυµορφοπύρηνα, όπως και τα υπόλοιπα κοκκιοκύτταρα, προέρχονται από το αρχέγονο πολυδύναµο κύτταρο του µυελού των οστών, το οποίο διαφοροποιείται προς την κατεύθυνση του προγονικού µυελικού κυττάρου. Η παραγωγή και διαφοροποίηση των ουδετεροφίλων στο µυελό των οστών γίνεται σε 6-10 µέρες. Στο αίµα παραµένουν µόνο 6-12 ώρες και στην συνέχεια µετακινούνται στους ιστούς, όπου παραµένουν για 2-4 ηµέρες. Εµφανίζουν στην επιφάνεια τους υποδοχείς για το τµήµα Fc της IgG και IgA ανοσοσφαιρίνης και για το ενεργοποιηµένο συµπλήρωµα. Στο πρωτόπλασµα των ωρίµων ουδετεροφίλων υπάρχουν αζουρόφιλα κοκκία, τα οποία περιέχουν µυελοϋπεροξειδάση, ελαστάση, λυσοζύµη και άλλα ένζυµα. Κατά τη φαγοκυττάρωση ενός ξένου σώµατος ακολουθείται η εξής διαδικασία: Εφόσον τα προς φαγοκυττάρωση σωµατίδια είναι µικρά και λίγα, αυτά ενσωµατώνονται σε φαγοκυτταρικά κενοτόπια και µεταφέρονται µέσα στο κύτταρο. Τα σωµατίδια καταστρέφονται ενδοκυτταρίως από λυσοσωµατικά ένζυµα που 16

30 απελευθερώνονται µέσα στο κενοτόπιο. Όταν τα προς φαγοκυττάρωση σωµατίδια είναι µεγάλα ή πολλά, συλλαµβάνονται στην επιφάνεια του φαγοκυττάρου και καταστρέφονται από τα λυσοσωµατικά ένζυµα που απελευθερώνονται, προκαλείται όµως ταυτοχρόνως και βλάβη των παρακείµενων ιστών. Τα ουδετερόφιλα πολυµορφοπύρηνα είναι περισσότερο δραστικά στην φαγοκυττάρωση των εξωκυττάριων µικροοργανισµών, ενώ τα µακροφάγα έχουν ιδιαίτερη σηµασία για την καταστροφή των ενδοκυττάριων µικροοργανισµών καθώς και για την φαγοκυττάρωση ξένων σωµατιδίων που είναι µεγάλα ή ευρίσκονται σε µεγάλη ποσότητα (µικρόβια, νεκρά ή γερασµένα κύτταρα). Ι. Ηωσηνόφιλα κύτταρα: Αυτά εµφανίζουν στην επιφάνεια τους υποδοχείς για το Fc τµήµα της IgG ανοσοσφαιρίνης. Φέρουν επίσης κοκκία µε ένζυµα, τα οποία προκαλούν ιστική βλάβη. Η ηµιπερίοδος ζωής των ηωσινοφίλων στο περιφερικό αίµα είναι 3-8 ώρες. Αυξάνουν στο αίµα κυρίως σε λοιµώξεις από έλµινθες, εναντίον των οποίων εµφανίζουν αποτελεσµατική κυτταροτοξική δράση. ΙΙ. Βασεόφιλα κύτταρα: Αυτού του τύπου τα κύτταρα εµφανίζουν στην επιφάνεια τους υποδοχείς για το Fc τµήµα της IgE ανοσοσφαιρίνης και το ενεργοποιηµένο συµπλήρωµα C3a και C5a. Η φαγοκυτταρική τους δράση είναι µικρή και η σηµασία τους έγκειται κυρίως στην έκλυση αλλεργικών αντιδράσεων, καθώς κατά την σύνδεση του αντιγόνου µε την ΙgE ανοσοσφαιρίνη που ευρίσκεται συνδεδεµένη στην επιφάνεια των βασεόφιλων, απελευθερώνεται ισταµίνη, ο ηωσινοφιλικός παράγων της αναφυλαξίας και άλλες ουσίες που προκαλούν αλλεργική αντίδραση Ειδική Ανοσία Κυτταρική Ανοσία ( Τ-Λεµφοκύτταρα ) Η λειτουργική µονάδα της κυτταρικής ανοσίας αποτελείται από τα Τ- λεµφοκύτταρα. Αυτά, σύµφωνα µε την µονοφυλετική αντίληψη, προέρχονται από το πολυδύναµο µητρικό κύτταρο (Stem cell) του λεκιθικού ασκού, από το οποίο προέρχονται επίσης και τα κύτταρα της ερυθράς, της κοκκιώδους και της µεγακαρυωτικής σειράς. Η παραγωγή των πολυδύναµων µητρικών κυττάρων µεταφέρεται µετά την 6η εβδοµάδα της εµβρυϊκής ζωής από το λεκιθικό ασκό στο εµβρυϊκό ήπαρ και τελικώς στο µυελό των οστών, ο οποίος αποτελεί το κύριο αιµοποιητικό όργανο σε όλη την διάρκεια της µετεµβρυϊκής ζωής. Τα πρώτα λεµφοκύτταρα µεταβάλλονται µε διαδικασία, η οποία δεν είναι πλήρως γνωστή, και µετατρέπονται σε κύτταρα, τα οποία µε την σειρά τους προορίζονται να µετατραπούν σε Β-λεµφοκύτταρα (προ-προ Β-λεµφοκύτταρα) ή σε κύτταρα, τα οποία πρόκειται να διαφοροποιηθούν σε Τ-λεµφοκύτταρα (προθυµοκύτταρα). Τα τελευταία µεταναστεύουν προς το τέλος της εµβρυϊκής ζωής από τον µυελό των οστών στο θύµο αδένα, όπου υπό την επίδραση της θυµοσίνης, της θυµοποιητίνης, του χυµικού παράγοντα του θύµου (Thymic Humoral Factor- THF) και άλλων ουσιών διαφοροποιούνται και ωριµάζουν. Η διαφοροποίηση και η ωρίµανση αυτών των Τ- λεµφοκυττάρων εκδηλώνεται µε την έκφραση ειδικών δεικτών επιφανείας, οι οποίοι ονοµάζονται αντιγόνα T διαφοροποίησης (CD: Clusters of Differentiation). 17

31 Τα περισσότερα θυµοκύτταρα (αιµοποιητικά πρόδροµα κύτταρα-cd34) διαφοροποιούνται σε δύο διαφορετικές οµάδες κυττάρων που απελευθερώνονται στο αίµα. Οι οµάδες αυτές είναι αυτή των Τ4-λεµφοκυττάρων (βοηθητικά κύτταρα-helper cells), που αποτελούν το 50-60% των περιφερικών Τ-λεµφοκυττάρων και η οµάδα των Τ8-λεµφοκυττάρων, τα οποία αποτελούν το 20-30% των περιφερικών Τ- λεµφοκυττάρων. Στα Τ4-λεµφοκύτταρα (CD4) ανήκουν τα κύτταρα της επιβραδυνόµενης ευαισθησίας και τα κύτταρα που βοηθούν τα Β-λεµφοκύτταρα να µετατραπούν σε πλασµατοκύτταρα και να παράγουν ανοσοσφαιρίνες. Τα ίδια τα Τ4 κύτταρα προάγουν τον πολλαπλασιασµό των κυτταροτοξικών και την ενεργοποίηση των ανασταλτικών κυττάρων. Στα Τ8-λεµφοκύτταρα (CD8) υπάγονται τα κυτταροτοξικά (Tc, cytotoxity) και τα κατασταλτικά κύτταρα (Ts, suppressor), που ρυθµίζουν την ανοσολογική απάντηση. Τα ολικά και ώριµα Τ-λεµφοκύτταρα αναγνωρίζονται τέλος µε τον δείκτη CD3. Τα Τ-λεµφοκύτταρα επιτελούν γενικώς ρυθµιστική, εκτελεστική και αναγνωριστική λειτουργία. Ρυθµιστική λειτουργία: Τα διεγερµένα Τ-λεµφοκύτταρα παράγουν ορισµένες δραστικές ουσίες, όπως οι ιντερλευκίνες, µε τις οποίες ελέγχουν τον πολλαπλασιασµό και τη διαφοροποίηση των Β λεµφοκυττάρων, καθώς και παράγοντες που διεγείρουν ή αναστέλλουν τα µακροφάγα, τα κυτταροτοξικά ή τα ανασταλτικά Τ-λεµφοκύτταρα. Εκτελεστική λειτουργία: Τα Τ-λεµφοκύτταρα προκαλούν αντιδράσεις επιβραδυνόµενου τύπου, λύση κυττάρων µολυσµένων από ιούς, αντίδραση απόρριψης µοσχεύµατος και παραγωγή κυτταροκινών. Αναγνωριστική λειτουργία: Τα Τ-λεµφοκύτταρα έχουν την δυνατότητα να αναγνωρίζουν το αντιγόνο, το οποίο παρουσιάζουν τα ειδικά κύτταρα µε τα τάξης Ι και ΙΙ αντιγόνα του µείζονος συστήµατος ιστοσυµβατότητας Χυµική ανοσία (Β-λεµφοκύτταρα) Η βασική λειτουργική µονάδα της χυµικής ανοσίας είναι τα Β-λεµφοκύτταρα, τα οποία διαφοροποιούνται σε πλασµατοκύτταρα που συνθέτουν τις ανοσοσφαιρίνες. Β-λεµφοκύτταρα Τα Β λεµφοκύτταρα προέρχονται από το αρχέγονο πολυδύναµο κύτταρο, το οποίο διαφοροποιείται κατά την εµβρυϊκή ζωή στο ήπαρ και κατά την ενήλικο στο µυελό των οστών. Το κύτταρο που προορίζεται να γίνει Β-λεµφοκύτταρο, εµφανίζεται στο ήπαρ κατά την 8η εµβρυϊκή εβδοµάδα και εξελίσσεται σε προ-βλεµφοκύτταρο αποκτώντας την δυνατότητα να συνθέτει αρχικώς βαριές και στη συνέχεια και ελαφρές αλύσους κυτταροπλασµατικής IgM. Στο αµέσως επόµενο στάδιο, δηµιουργείται ένα µικρό άωρο λεµφοκύτταρο που έχει την ικανότητα να συνθέτει και να παρουσιάζει στη µεµβράνη του IgM, η οποία δρα ως υποδοχέας αντιγόνου. Το κύτταρο αυτό µεταναστεύει στα περιφερικά λεµφικά όργανα, ωριµάζει περισσότερο και εµφανίζει στην επιφάνεια του και ανοσοσφαιρίνη IgD. 18

32 Από το σηµείο αυτό γίνεται πλέον δυνατή η ενεργοποίηση του λεµφοκυττάρου από αντιγόνα και η διαφοροποίηση του σε διαφορετικούς πληθυσµούς Β-λεµφοκυττάρων, τα οποία παράγουν επίσης επιφανειακές IgG, IgA και πιθανώς και IgE ανοσοσφαιρίνες. Για την εξέλιξη όµως αυτή απαιτείται, εκτός από την επίδραση του αντιγόνου, και η επίδραση των ενεργοποιηµένων Τ4- λεµφοκυττάρων, τα οποία εκκρίνουν παράγοντες που προάγουν τον πολλαπλασιασµό και τη διαφοροποίηση των Β-λεµφοκυττάρων, όπως ο παράγων αύξησης (BCGF, B cell growth factor) και ο παράγων διαφοροποίησης των Β-λεµφοκυττάρων (BCDF, B cell differentiation factor) καθώς και άλλες κυτταροκίνες, όπως η IL-1, IL-2 και η γ- ιντερφερόνη. Τελικώς θα προκύψουν από τα ώριµα Β-λεµφοκύτταρα, τα πλασµατοκύτταρα, τα οποία έχουν την ικανότητα σύνθεσης και έκκρισης µεγάλης ποσότητας ανοσοσφαιρινών. Ορισµένα από τα Β-λεµφοκύτταρα γίνονται µνηµονικά κύτταρα, τα οποία σε επόµενο ερέθισµα από το ίδιο αντιγόνο θα αντιδράσουν ταχύτερα και εντονότερα µε παραγωγή IgG και IgA ανοσοσφαιρίνης. Ανοσοσφαιρίνες Οι ανοσοσφαιρίνες είναι γλυκοπρωτεΐνες, οι οποίες δρουν ως αντισώµατα. Αποτελούνται κυρίως από πολυπεπτίδια και σε µικρό ποσοστό 4-18% από υδατάνθρακες. Κατά την ηλεκτροφόρηση των λευκωµάτων ορού κινούνται κυρίως στην περιοχή των γ-σφαιρινών και σε µικρότερο βαθµό στην περιοχή των β- σφαιρινών. Αποτελούν το 20% των ολικών πρωτεϊνών του πλάσµατος. Στην µονοµερή τους µορφή αποτελούνται από τέσσερις βασικές αλυσίδες, δύο όµοιες ελαφριές (L, light) µε µοριακό βάρος και δύο όµοιες βαριές (H, heavy) µε µοριακό βάρος Ενώνονται µεταξύ τους µε δισουλφιδικούς δεσµούς σχηµατίζοντας µεγαλοµοριακό σύµπλεγµα σε σχήµα Υ. ιακρίνονται ανάλογα µε το µέγεθος, το ηλεκτρικό φορτίο και την σύνθεση του µορίου τους, σε πέντε διαφορετικές τάξεις, οι οποίες χαρακτηρίζονται διεθνώς ως γg, γm, γa, γd και γε ανοσοσφαιρίνες ή ως IgG, IgM, IgA, IgD, IgE ανοσοσφαιρίνες. Οι βαριές αλυσίδες χαρακτηρίζονται επίσης διεθνώς µε τα ελληνικά γράµµατα γ, µ, α, δ, και ε, ενώ οι ελαφρές µε τα γράµµατα κ ή λ. Οι ελαφρές αλυσίδες είναι κοινές σε όλες τις ανοσοσφαιρίνες και είναι τύπου κ ή λ. Οι ανοσοσφαιρίνες IgG διακρίνονται στις υποτάξεις IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 και οι IgA στις IgA1, IgΑ2. Με την επίδραση δύο πρωτεολυτικών ενζύµων, της παπαΐνης και θρυψίνης, διασπάται το µόριο της ανοσοσφαιρίνης σε δύο τµήµατα, το τµήµα Fab (Fragment antigen binding) και το τµήµα Fc (Fragment crystallizable). Το Fab τµήµα είναι το προς το αµινοτελικό άκρο τµήµα της ανοσοσφαιρίνης, το οποίο συνδέει το αντίσωµα και περιέχει τις µεταβλητές και υπερµεταβλητές περιοχές της ανοσοσφαιρίνης. Το τµήµα Fc είναι προς το καρβοξυτελικό τµήµα της ανοσοσφαιρίνης, µε το οποίο συνδέεται η ανοσοσφαιρίνη µε το συµπλήρωµα ή µε µονοκύτταρα µακροφάγα και λεµφοκύτταρα. Σε κάθε άλυσο υπάρχει µία µεταβλητή περιοχή, η VH στη βαριά και η VL στην ελαφρά (V,Variable), η οποία διαφέρει από ανοσοσφαιρίνη σε ανοσοσφαιρίνη και αποσκοπεί στην αναγνώριση του αντισώµατος. Οι ανοσοσφαιρίνες IgM και IgE έχουν µία επιπλέον σταθερή περιοχή τη CH4. Οι σταθερές περιοχές είναι ίδιες για την H και L άλυσο κάθε τάξης ή υποτάξης ανοσοσφαιρίνης και χρησιµεύουν για την ενεργοποίηση του συµπληρώµατος ή για να προσδίδουν ορισµένες άλλες ιδιότητες στις ανοσφαιρίνες. Στη µεταβλητή περιοχή VH ή VL διακρίνονται αντιστοίχως 4 ή 3 19

33 µικρότερες περιοχές µε υπερµεταβλητικότητα, οι οποίες καθορίζουν την ειδικότητα του αντισώµατος και αποτελούν την θέση σύνδεσης µε το αντιγόνο. Κάθε περιοχή περιλαµβάνει 100 περίπου αµινοξέα και ένα δισουλφιδικό δεσµό, ο οποίος δηµιουργεί βρόγχο από αµινοξέα. Ισχυροί δισουλφιδικοί µη οµοιοπολικοί δεσµοί υπάρχουν µεταξύ των αλύσων H και L, καθώς και µεταξύ των ζευγών των Η αλύσων. Μεταξύ των περιοχών CH1 και CH2 υπάρχει η αρθρωτή περιοχή (hinge region), η οποία είναι περισσότερο εύκαµπτη και επιτρέπει στο µόριο της ανοσοσφαιρίνης να σχηµατίζει γωνία από 90ο µέχρι 180ο (Σχήµα 2). Σχήµα 2. Σχηµατική παράσταση µορίου ανοσοσφαιρίνης Τύποι ανοσοσφαιρινών 20