Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Patogeneza reumatoidalnego zapalenia stawów: rola szpiku kostnego Włodzimierz Maśliński Zakład Patofizjologii i Immunologii Instytut Reumatologii Warszawa.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Patogeneza reumatoidalnego zapalenia stawów: rola szpiku kostnego Włodzimierz Maśliński Zakład Patofizjologii i Immunologii Instytut Reumatologii Warszawa."— Zapis prezentacji:

1 Patogeneza reumatoidalnego zapalenia stawów: rola szpiku kostnego Włodzimierz Maśliński Zakład Patofizjologii i Immunologii Instytut Reumatologii Warszawa

2 Błona maziowa w RZS Płyn stawowy RZS chrząstka Zdrowy staw RZS Synowiocyty makrofagalne Synowiocyty fibroblastyczne Aktywowane: synowiocyty makrofagalne synowiocyty fibroblastyczne, makrofagi, limfocyty T, limfocyty B, komórki: NK, tuczne, plazmatyczne, angiogeneza Aktywowane: Granulocyty, limfocyty T, limfocyty B, makrofagi komórki NK, płytki krwi Zdegradowana: chrząstka kość Zdrowa błona maziowa Spoczynkowe: Modified from Panayi et al. NEJM, 2001;344:907-16

3 Obrzęk szpiku i nacieki komórkowe w RZS McQueen FM and Ostendorf B, AR&T 2006, 8:222

4 Szpik kostny w zwierzęcych modelach zapalenia stawów 1.Podczas wczesnych etapów kolagenowego zapalenia stawów (CIA) (przed objawami zapalenia stawów) obserwuje się powiększenie kanałów łączących szpik ze stawami oraz migrację nimi komórek mezenchymalnych. Terapia anty-TNF blokuje te zjawiska. Marinova-Mutachieva et al. 2002, Arthritis Rheum 46:507 2.Podczas adjuwantowego zapalenia stawów DNA z mykobakterii jest znajdowane w szpiku i śledzionie, ale nie w stawach. Ronaghy et al. J.Immunol. 2002, 168:51 3. Zapalenie stawów indukowane antygenem może być przeniesione do zdrowych myszy przez przeszczep szpiku, co wskazuje na Kobayashi et al. J. Rheumatol. 2002, 29: Efektywna prezentacja antygenu (kilkukrotnie lepsza niż w węzłach chłonnych) zachodzi w szpiku kostym M. Feuerer; Nat Med 2003;

5 Szpik kostny w RZS Udział podchrzęstnego szpiku w RZS Bugatti et al. 2005, Arthritis Rheum 52: 3448 Obrzęk szpiku kostnego w RZS McQueen and Ostendorf. Arthritis Res & Therapy. 2006, 8: 222, Nadżerki kości i obrzęk szpiku kostnego odzwierciedlają prawdziwe zapalenie szpiku w RZS Jimenez-Boj at al. Arthritis and Rheum. 2007, 56: 1118

6 Zagadnienia Mikrośrodowisko szpiku bogate w cytokiny prozapalne promują dojrzewanie i aktywację osteoklastów Subpopulacje limfocytów w szpiku kostnym: rola IL- 15? Komórki regulatorowe w szpiku kostnym Funkcjonalne receptory Toll-podobne (TLR) są obecne na limfocytach B w szpiku kostnym

7 Elevated levels of TNFa in bone marrow plasma from RA in comparison to OA patients OARA P=0,04 Warnawin et al. in preparation

8 Elevated levels of IL-1β in bone marrow plasma from RA in comparison to OA patients OARA P=0,03 Warnawin et al. in preparation

9 Increased levels of IL-15 in RA bone marrow Warnawin et al. Ann Rheum Duis 2010 (in press)

10 Soluble gp130 blocks IL-6/IL-6R active complex IL-6 IL-6R gp130 sIL-6R signaling sgp130 IL-6 Active complex IL-6/sIL-6R/sgp130 - inactivated complex

11 Levels of IL-6, sIL-6R and sgp130 in bone marrow isolated from RA and OA patients Lower level of sgp130 in RA compensate less IL-6 and sIL-6R than in OA Thus, IL-6/IL-6Ra system forms better microenvironment in bone marrow to activate asteooclasts in RA IL-6 sIL-6R sgp130 sgp130/IL-6 sgp130/sIL-6R - RA- OA

12 RANKL, RANK and OPG regulates maturation, activation and survival of osteoclasts osteoblasts or bone marrow stromal cells Pro-resorptive hormones, Cytokines, growth factors preosteoclast multinucleated osteoclast activated osteoclast CFU- M Bone osteoblasts or bone marrow stromal cells hormones, cytokines, growth factors apoptotic osteoclast CFU- M Bone Adapted from Boyle WJ, et al. Nature 2003; 423: Receptor activator of NF- B ligand - RANKL Receptor activator of NF- B – RANK Osteoprotegerin - OPG

13 Levels of soluble RANKL and OPG in bone marrow plasma Lower OPG/RANKL ratio in RA than in OA suggests that osteoclast maturation/activation microenvironment in RA bone marrow contributes to faster bone degradation OPGRANKL OPG/RANKL ratio n.s. P < RA OA OPG concentrations (pg/ml) RANKL concentrations (pg/ml) P < Radzikowska et al. in preparation

14 Wnioski: Podwyższone poziomy cytokin prozapalnych (TNF-a, IL-1 beta, IL-6, IL-15, IL-17) oraz wyższy stosunek RANKL/OPG stwarza w szpiku kostnym mikrośrodowisko promujące zapalenie i degradację kości

15 Limfocyty T w szpiku kostnym w RZS

16 Increased absolute T cell number and CD4+/CD8+ ratio in rheumatoid arthritis (RA) bone marrow in comparison to osteoarthritis (OA) A * * RAOA * * Number of CD3 + cells/ l of bone marrow B RAOA CD3+CD4+ /CD3+CD8+ ratio Number of CD3 + cells/μl of RA bone marrow ESR C p<0.008 p<0.004 p<0.05 R= Warnawin et al. Ann Rheum Duis 2010 (in press)

17 Increased expression of early activation marker CD69 on RA bone marrow CD4+ and CD8+ T-cells A * # # RA BM RA PB OA BM OA PB * # # C CD3 + CD4 + CD69 + (%) RA BMRA PB OA BMOA PB 0%5,5% 0% 0,3% CD4 CD69 RA BMRA PB OA BMOA PB 0%5,5% 0% 0,3% RA BMRA PB OA BMOA PB RA BMRA PB OA BMOA PB 0%5,5% 0% 0,3% CD4 CD ^ # # ^ # # B D RA BM RA PB OA BM OA PB RA BMRA PB OA BMOA PB 0% 17,3% 0,3% CD8 RA BMRA PB OA BMOA PB 0% 17,3% 0,3% RA BMRA PB OA BMOA PB RA BMRA PB OA BMOA PB RA BMRA PB OA BMOA PB 0% 17,3% 0,3% CD8 CD69 CD3 + CD8 + CD69 + (%) P<0.05 P<0.005 P<0.01 P<0.005 Warnawin et al. Ann Rheum Duis 2010 (in press)

18 Proliferation of bone marrow T cells triggered by IL-15 CD3 + CD4 + CD3 + CD8 + CD3 + CD8 + RA CD3 + CD4 RA CD3 + CD8 + OA CD3 + CD4 + OA CD3 + CD8 + CD3 + CD4 + CD3 + CD8 + CD3 + CD8 + CFSE Cell number RA CD3+ CD4+RA CD3+ CD8+ OA CD3+ CD4+ Warnawin et al. Ann Rheum Duis 2010 (in press)

19 Formation of germinal centers in early and advanced RA bone marrow Warnawin et al. Ann Rheum Duis 2010 (in press)

20 Czy komórki regulatorowe hamujące odpowiedź immunologiczną są w szpiku kostnym chorych na RZS?

21 P<0,05 Higher percentage of CD4+Foxp3+ cells in bone marrow of OA than RA patients Massalska et al. In preparation

22 Limfocyty T w szpiku kostnym chorych na RZS Aktywowane, limfocyty T CD4+, CD8+ są obecne w Wykazuja wyższą ekspresję recptorów dla IL-15 Pod wpływem IL-15 proliferują i wydzielają IL-17 Zwiększone proporcje Th17 i IL-17 Obniżone poziomy FoxP3+, komórek regulatorowych Treg Tworzenie w szpiku kostnym typowych dla węzłów chłonnych centrów rozrodczych z aktywowanymi limfocytami T i B zarówno we wczesnym jak i zaawansowanym RZS

23 Funkcjonalne receptory Toll-podobne 9 (TLR9) są obecne w limfocytach B pochodzących ze szpiku pacjentów z RZS Rudnicka et al. Eur.J.Immunol. 2009,39,

24 Indukcja i podtrzymywanie odpowiedzi immunologicznej: dwa sygnały, kostymulacja, zagrożenie !!! PAMP, DAMP- PRR: TLR,NLR,RLR,RAGE bakteria APC Th Help (sygnał 2) (IL-2, 4, 5....) Kostymulacja (B7.1, B7.2, /CD28, CD40/CD40L...) Sig.1 B bakteria TLR zdrowa komórka Ciałka apoptotyczne) uszkodzona Sygnały zagrożenia (Cząsteczki DAMP) (P. Matzinger 1994, ) Cytokiny PAMP – pathogen associated molecular patterns DAMP – damage associated molecular pattern PAMP PPR- pattern recognition receptors TLR- Toll-like receptors NLR- NOD-like receptors RLR- RIG-I-like receptors RAGE- receptor for advanced glycation end-products

25 RA bone marrow-derived B-cells express TLR9 at mRNA and protein levels Expression of mRNA encoding TLR9 - RT GAPDH (196 bp) TLR9 (260 bp) bone marrow peripheral blood Expression of TLR9 protein 0,9 TLR9 – saponin + saponin CD19 TLR9 Isotype control 2,9 42,1 0,9 % of CD19+ cells expressing TLR9 Rudnicka et al. Eur.J.Immunol. 2009,39,

26 CD86 Untreated cells Agonistic CpG-ODN 15 g/ml 30 g/ml 1,5 2,2 14,8 21,4 Control GpC-ODN 30 g/ml CD19 Control GpC-ODN Agonistic CpG-ODN, 15 g/ml Agonistic CpG-ODN, 30 g/ml CD86 CD19 CD54 3,9 6,9 25,1 33,8 Agonistic CpG-ODN 15 g/ml 30 g/ml Control GpC-ODN 30 g/ml Untreated cells Control GpC-ODN Agonistic CpG-ODN, 15 g/ml Agonistic CpG-ODN, 30 g/ml CD54 CpG-ODN, but not GpC-ODN, enhance directly and in a dose-dependent manner, the expression of activation markers (CD86 and CD54) on bone marrow B-cells BMMC culture Pure B-cells culture Rudnicka et al. Eur.J.Immunol. 2009,39,

27 CD86 CD54 CD19 Agonistic CpG-ODN Chloroquine + agonistic CpG-ODN Untreated cells 4,2 19,3 2,9 2,5 2,7 16,4 Chloroquine (inhibitor of TLR9 signaling) inhibits CpG- ODN-triggered CD86 and CD54 expression on bone marrow B-cells Rudnicka et al. Eur.J.Immunol. 2009,39,

28 CpG-ODN stimulate proliferation of bone marrow B-cells in BMMC culture (increased Ki-67 expression and diminished CFSE content in CD19+ cells) Agonistic CpG-ODN, 30 g/ml Agonistic CpG-ODN, 15 g/ml Control GpC-ODN, 30 g/ml Ki-67-FITC Ilość komórek n=3 D=0,24 n=4 CFSE CD19-PE ControlGpC- ODN 4,3 20,1 % of CD19+ cells 3,6 Agonistic CpG-ODN Unstimulated control Rudnicka et al. Eur.J.Immunol. 2009,39,

29 CpG-ODN induce IL-6 and TNF- secretion by bone marrow B-cells Untreated Control Agonistic control GpC-ODN CpG-ODN IL-6 TNF- 60 hours of the cell culture IL-6 (% of untreated control) TNF- (% of untreated control) p = 0,02 ns Rudnicka et al. Eur.J.Immunol. 2009,39,

30 Bone marrow CD20+ B-cells express TLR9 CD19 A CD20 CD20 + CD20 - CD20low bone marrow peripheral blood CD20 + B ns p=0.049 TLR9 (% of CD19 + cells) CD20- CD20low CD20+ CD20+ bone marrow peripheral blood C ns TLR9 (Mean Fluorescence Intensity) bone marrow peripheral blood Rudnicka et al. Eur.J.Immunol. 2009,39,

31 Bone marrow CD20 + B-cells respond better to CpG- ODN stimulation than their peripheral blood counterparts BMMC PBMC Rudnicka et al. Eur.J.Immunol. 2009,39,

32 Higher frequency of bacterial DNA in bone marrow samples from RA than OA patients Bacterial 16S rRNA / human -globin DNA ratio p = 0,0079 media n within confidence interval 25 th -75 th percentiles Rudnicka et al. Eur.J.Immunol. 2009,39,

33 B-cell maturation in bone marrow Cells Surface antigens Stem cells Pro-B Pre-B Immature B Mature B Activated B Memory B Plasma cell TLR 9 ?

34 Podsumowanie i wnioski (i) Limfocyty B pochodzące ze szpiku pacjentów z RZS wykazują ekspresję funkcjonalnych receptorów TLR9, które uczestniczą w ich aktywacji, produkcji TNF-a i IL-6, proliferacji i różnicowaniu do komórek o fenotypie CD19 + CD20 + CD27 high in vitro (ii) IL-15 zwiększa: indukowany agonistami TLR9 (CpG-ODN) wzrost ekspresji CD86 i CD54, proliferację i promuje dalsze różnicowanie limfocytów B CD19+CD20+CD27 high w kierunku komórek plazmatycznych (CD138+CD19 low CD20 low ) (iii) Podwyższona częstotliwość eubacteryjnego 16S-rybosomalnego RNA in próbkach szpiku od pacjentów z RZS w porównaniu OA wskazuje na rolę bakteryjnych infekcji w patogenezie RZS (iv) Agonistyczne CpG-ODN poprzez TLR9 indukują ekspresje IL-15 i IL- 15Ra w jednojądrowych komórkach pochodzących ze szpiku (BMMC) Te dane wskazują na udział ligandów TLR9 i IL-15 w aktywacji szpikowych limfocytów B i sugerują udział w patogenezie RZS

35 Wnioski Szpik kostny jest wtórnym organem limfatycznym, który aktywnie uczestniczy w inicjacji i podtrzymywaniu chronicznego zapalenia w RZS Przyszłe terapie RZS powinny brać pod uwagę szpik kostny jako jedną z istotnych lokalizacji aktywowanych komórek

36 Podziękowania Zakład Patofizjologii i ImmunologiiKlinika Reumoortopedii Tomasz BurakowskiPaweł Małdyk Ewa KontnyCezary Michalak Magdalena Chorąży-MassalskaLeszek Jung Anna Radzikowska Jacek Kowalczewski Weronika Rudnicka Ewa Warnawin Zakład Anatomii Patologicznej Maria Ziółkowska Monika Prochorec-Sobieszek


Pobierz ppt "Patogeneza reumatoidalnego zapalenia stawów: rola szpiku kostnego Włodzimierz Maśliński Zakład Patofizjologii i Immunologii Instytut Reumatologii Warszawa."

Podobne prezentacje


Reklamy Google