Wpływ opioidów na układ immunologiczny

Transkrypt

1 Wpływ opioidów na układ immunologiczny Iwona Filipczak-Bryniarska Klinika Leczenia Bólu i Opieki Paliatywnej Katedry Chorób Wewnętrznych i Gerontologii Collegium Medicum Uniwersytet Jagielloński Kraków Oddział Medycyny Paliatywnej SU Kraków VII KONFERENCJA OPIEKA PALIATYWNA W POLSCE 2018 WARSZAWA,

2 Odpowiedź immunologiczna Cellular and Molecular Immunology Abbas A.K.2015 Nieswoista (wrodzona) pierwsza linia obrony organizmów przed patogenami (pierwszy kontakt) Swoista nabyta Naturalne nieswoiste mechanizmy fizyczne: bariery anatomiczne organizmu Bariery fizjologiczne: własna komensalna flora bakteryjna i grzybicza w przestrzeniach skóry, śluzówek przew. pokarmowego lub dróg rodnych; Obronne odruchy fizjologiczne (kichanie i kaszel, wymioty i biegunka] Komórkowa: granulocyty, makrofagi, komórki dendrytyczne, komórki NK, kom. Langerhansa Humoralna: cytokiny prozapalne!!! (aktywowane przez Toll receptory), układ dopełniacza Skierowana na antygeny Komórkowa: limfocyty, kom. dendrytyczne Humoralna: przeciwciała (immunoglobuliny) Nie rozpoznaje konkretnego Ag Rozpoznaje konkretny Ag (proces rozpoznania Ag indukowany jest przez monocyty / makrofagi, komórki dendrytyczne [np. komórki Langerhansa], limfocyty B komórki prezentujące antygen APC} Bardzo szybka (minuty); natychmiast po kontakcie z Ag; nie wymaga wstępnej aktywacji Rozwija się powoli (6 dni); wymaga kontaktu z antygenem Nie pozostawia trwałej pamięci immunologicznej (przyczynia się istotnie do aktywacji odporności swoistej np. poprzez neutralizację patogenu przez fagocytujące neutrofile i przygotowanie go do procesu prezentacji przez komórki APC) Pozostawia trwałą pamięć immunologiczną Rozwija się niezależnie od odporności swoistej Do rozwinięcia prawie zawsze wymaga odporności nieswoistej Celem ataku nie są własne struktury organizmu Może dojść do autoagresji (komórki własne, które uległy transformacji nowotworowej oraz nieprawidłowo dobrane przeszczepy, niezgodne pod względem antygenów MHC)

3 Komórkowa i humoralna odpowiedź immunologiczna Immunologia K.Bryniarski Edra Urban& Partner 2017, wyd.1 Bakterie Wirusy Odpowiedź wrodzona Mucous membranes Physical barriers Cytokiny Makrofagi Cilia Sekrecja cytokin i aktywacja makrofagów Odporność nabyta Odpowiedź komórkowa Makrofagi prezentujące antygen Odpowiedź humoralna (swoiste dla antygenów limfocyty T pamięci Limfocyt T Cytokiny Limfocyt B Limfocyt B pamięci Cytotoksyczny limfocyt T Komórki plazmatyczne Przeciwciała

4 Opioidy a układ odpornościowy Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s Działanie opioidów na system odpornościowy 1. zjawisko złożone (nie może być wyjaśnione za pomocą pojedynczego mechanizmu), 2. dotyczy różnych populacji komórek immunokompetentnych charakteryzujących się ekspresją receptorów opioidowych 3. nie ma jednolitego modelu badania odpowiedzi układu immunologicznego na działanie opioidów 4. układ odpornościowy myszy podobny do ludzkiego 5. wcześniejsze badania: in vitro niepełna ocena odpowiedzi immunologicznej stosowane dawki leków, które wydawały się odpowiednie do poziomu sygnalizacji komórkowej, w praktyce były znacznie większe w stosunku do dawek podawanych in vivo, koniecznych do fizjologicznej aktywacji komórek organizmów

5 Opioidy a układ odpornościowy Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s Badania in vivo: wpływ opioidów na regulację odporności przez makrofagi zwierzęta traktowano opioidami, a sygnał aktywacyjny pochodzący od tych leków badano in vitro (izolowane komórki nie były ponownie traktowane opioidami), prezentowany model odnosi się do rzeczywistych dawek stosowanych in vivo, powodujących odpowiednie stymulacje komórkowe, w tym komórki układu immunologicznego makrofagi stanowią istotną populację immunocytów, których funkcja immunologiczna podlega modulacji w terapii opioidami

6 Cel badań Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s Określenie wpływu opioidów na regulację: nieswoistą, swoistą odpowiedź humoralną, swoistą alergiczną odpowiedź komórkową (nadwrażliwość kontaktowa) indukowaną przez makrofagi poddane działaniu opioidów u dawców tych komórek

7 Materiały i metody Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s

8 Metodyka Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s Opioid Morfina Dawkowanie dootrzewnowo opioidy (i. p.) przez 7 dni 20mg/kg w 2 dawkach /24h Fentanyl dootrzewnowo opioidy (i. p.) przez 7 dni 10ug/kg w 2 dawkach /24h Metadon dootrzewnowo opioidy (i. p.) przez 7 dni 30mg/kg w 1 dawka/24h Oksykodon dootrzewnowo opioidy (i. p.) przez 7 dni 20mg/kg w 2 dawkach /24h Buprenorfina dootrzewnowo opioidy (i. p.) przez 7 dni 2mg/kg w 1 dawkach

9 Wpływ opioidów na parametry odpowiedzi nieswoistej Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s Opioidy Cytofluorymetryczna ocena ekspresji markerów powierzchniowych leukocytów krwi i makrofagów odpowiedzialnych za proces fagocytozy Wybuch tlenowy aktywność zewnątrzkomórkowa makrofagów (Chemiluminescencja) Morfina Upośledza mechanizmy fagocytozy (hamuje odp. humoralną) Poddawanie makrofagów działaniu morfiny istotnie aktywuje tworzenie rodników tlenowych przez makrofagi [wyniki jak w pracy Delgado-Velez 2005, Yahya 1987] Fentanyl Nie wpływa w istotny sposób na fagocytozę (niezmieniona) Poddawanie makrofagów działaniu fentanylu umiarkowanie aktywuje tworzenie rodników tlenowych przez makrofagi Metadon Upośledza mechanizmy fagocytozy Poddawanie makrofagów działaniu metadonu istotnie aktywuje tworzenie rodników tlenowych przez makrofagi Oksykodon Nie wzmaga fagocytozy - nie wpływa na zmianę o. humoralnej ( jak w kontroli w makrofagach nie traktowanych opioidami) Poddawanie makrofagów działaniu oksykodonu istotnie aktywuje tworzenie rodników tlenowych przez makrofagi (jak morfina i metadon) Buprenorfina Oddziaływanie BP na makrofagi istotnie wzmaga mechanizmy fagocytozy Poddawanie makrofagów działaniu buprenorfiny najbardziej aktywuje tworzenie rodników tlenowych przez makrofagi

10 Odpowiedź komórkowa swoista Klasyczna mechanizm ten nie został wykorzystany w modelu badawczym: brak zaangażowania makrofagów w ten rodzaj odporności klasycznej swoistej realizowana z rozpoznaniem antygenu wewnętrznego pochodzenia w kontekście MHC klasy I, zakażonego wirusem lub zmutowanym nowotworem z udziałem limfocytów CD8 1. stara filogenetycznie populacja limfocytów cytotoksycznych T z receptorami antygenowymi TCR1 gamma/delta; populacja mediuje klasyczną odporność komórkową 2. populacja cytotoksycznych limfocytów TCD8 + z receptorami antygenowymi TCR2 - populacja mediuje klasyczną odporność komórkową potencjalnie wysokie koszty metodyki Alergiczna populacja limfocytów TCD4 + Th1 wraz z makrofagami aktywuje mechanizm tej odporności

11 Wpływ opioidów na pierwotną odpowiedź komórkową (nadwrażliwość kontaktowa) Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s Opioidy Faza indukcyjna Faza efektorowa Morfina Nie wpływa na proces indukcji uczulenia Aktywuje fazę efektorową nadwrażliwości kontaktowej wyniki jak w pracy Nelson 2001, Hogen 2001 Fentanyl Nie wpływa na proces indukcji uczulenia Nie wzmaga uczulenia (brak wpływu na fazę efektorową) Metadon Wzmaga mechanizmy fazy uczulenia - aktywuje wczesną fazę indukcji CHS, zwiększając uczulenie na hapteny (I kontakt z alergenem), Hamuje fazę efektorową opóźnioną Oksykodon Nie zmienia fazy indukcji Nie wpływa na odp. komórkową [ odpowiedź oksykodonu jest niższa od morfiny która aktywuje tzn. w porównaniu z MF hamuje, a w porównaniu z kontrolą pozytywną nie wpływa] Buprenorfina Istotnie hamuje fazę indukcji Nie wzmaga uczulenia po 24h, a po 48h hamuje odpowiedź

12 Odpowiedź humoralna Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s Opioidy Test tworzenia łysinek hemolitycznych Miano przeciwciał w surowicy krwi myszy traktowanych opioidami Morfina tworzenia łysinek hemolitycznych (AFC) statystyczne wyniki jak w pracy Lefokowitz, Chiang 1975 umiarkowany, ale znamienny statystycznie miana p/ciał [osłabienie dojrzewania odpowiedzi] wyniki jak w pracy Lefokowitz, Chiang 1975 Fentanyl tworzenia łysinek hemolitycznych (mniejsze względem morfiny) bez różnicy w pełnej puli przeciwciał hamowanie reakcji dojrzewania odporności humoralnej ( miana IgM i miana IgG w porównaniu do kontroli Metadon tworzenia łysinek hemolitycznych (mniejsze względem morfiny) bez różnicy w pełnej puli przeciwciał hamowanie reakcji dojrzewania odporności humoralnej ( miana IgM i miana IgG w porównaniu do kontroli Morfina, Fentanyl, Metadon aktywują istotnie supresję pierwotnej odpowiedzi humoralnej ograniczają dojrzewanie pierwotnej o. humoralnej (zahamowanie przełączania klas przeciwciał IgM do IgG) Oksykodon nieznacznie wzmaga wczesną odpowiedź humoralną (nieznacznie zwiększone tworzenie łysinek hemolitycznych - aktywuje względem kontroli pozytywnej, ale brak istotności statystycznej jak w kontroli [nie wpływa na aktywację produkcji przeciwciał w surowicy] nie wpływa na tworzenie o. humoralnej - jak w kontroli Buprenorfina tworzenia łysinek istotne statystycznie do kontroli i morfiny (wzmaga odpowiedź humoralną ) tendencja do wzrostu produkcji p/ciał antygenowo swoistych IgG i IgM [wzrost równomierny, razem dają wyższy poziom, ale nieznamienna statystycznie tendencję aktywacji odpowiedzi humoralnej wyrażonej oceną miana swoistych przeciwciał

13 Regulacyjne działanie terapii opioidami na populację makrofagów

14 Cytokiny produkowane przez makrofagi wpływające na limfocyty T Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s CYTOKINY PROZAPALNE CYTOKINY PRZECIWZAPALNE IL-6 (H+) TGFβ (K-) TNFα (K+) IL-10 (K-) IL-12 (K+)

15 Ocena stężenia cytokin prozapalnych (IL-6, IL-12 i TNF-α) lub przeciwzapalnych (TGF-b i IL-10) Aktywność sekrecyjna makrofagów traktowanych opioidami u dawców tych komórek mierzona w nadsączach z tych hodowli [bez ich stymulacji lub w obecności zastosowanego in vitro lipopolisacharydu (LPS) jako stymulatora Receptorów Toll Podobnych (TLR)] Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s Makrofagi traktowane in vivo lekami opioidowymi nie nasilają produkcji cytokin prozapalnych: odzwierciedla to terapeutyczne zastosowanie opioidów Zastosowanie stymulacji prozapalnej do aktywacji wydzielania cytokin prozapalnych LPS, istotnie wzmaga ich wydzielanie, ale obecność sygnałów opioidowych nasilała także istotnie zwrotny sygnał hamowania pochodzący od wydzielanych w konsekwencji sygnału prozapalnego cytokin przeciwzapalnych IL-10 lub i TGF-beta (można to kojarzyć z działaniem przeciwzapalnym opioidów w obecności stanu patologicznego zapalnego np. choroba nowotworowa, zaburzenia metaboliczne, depresyjne) Działanie przeciwzapalne: 1. Morfina, metadon, fentanyl: zahamowanie ekspresji markerów powierzchniowych odpowiedzialnych za prezentację antygenu (w tym MHC klasy II, CD14, CD80 i CD 86) na powierzchni makrofagów pochodzących od dawców tych komórek traktowanych opioidami 2. Buprenorfina: brak zahamowania ekspresji markerów, 3. Oksykodon: ekspresja opisywanych markerów jest niższa, ale zbliżona do wartości kontrolnych makrofagów nie poddawanych terapii opioidami

16 WNIOSKI Filipczak- Bryniarska I. et al. Data in Brief 2018 : Vol. 16, s Opioid Morfina Działanie wykazuje działanie supresyjne aktywuje nadwrażliwość kontaktową (efekt struktury morfiny jako czynnika uczulającego, a nie ogólnego mechanizmu) Fentanyl Metadon Buprenorfina Oksykodon wykazuje silne działanie supresyjne umiarkowane działanie supresyjne nie powodują zahamowania odpowiedzi jak fentanyl i morfina mniej zaburzeń w zakresie odporności: wzmożona o. komórkowa leki te wzmagają odpowiedź humoralną, poprzez wzmożenie fagocytozy - szczególnie BP Pacjent stosujący w/w opioidy: 1. lepiej będzie radził sobie z zakażeniami pozakomórkowymi, lepiej będzie odpowiadał na szczepienia, korzystniejsza też będzie profilaktyka 2. korzystny efekt w przypadku leczenia bólu u pacjentów z chorobą nowotworową, poddawanych chemioterapii, po zabiegach chirurgicznych, z AIDS 3. Pacjent z obciążeniem alergicznym stosujący BP, przy ponownym kontakcie z alergenem - odpowiedź będzie istotnie słabsza; Pacjent będzie też wykazywał mniejszą możliwość uczulenia kolejnym alergenem zahamowana faza indukcyjna)

17 Dziękuję za uwagę