Immuntoxikologie - Veränderung immunologischer Funk7onen. Immuntherapie

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1 Immuntoxikologie Dr. Dieter Müller Gi4informa7onszentrum- Nord der Länder Bremen, Hamburg, Niedersachsen und Schleswig- Holstein (GIZ- Nord) Universitätsmedizin GöMngen Georg- August- Universität Immunsystem Verteidigung des Organismus gegen parasi7sche Zellen Krankheitserreger Virusbefall entartete Körperzellen Unterscheidung zwischen körpereigenem, gesunden Gewebe und Fremdgewebe Immunorgane Lymphfollikel Lymphknoten Milz Tonsillen Thymus Immuntoxikologie - Einführung - Immunorgane - Methoden - Allergien - Testverfahren Immuntoxikologie - Veränderung immunologischer Funk7onen Immuntherapie Thyreoiditis Hashimoto Transplantation Myasthenia gravis rheumatoide Arthritis Allergie Immunmodula7on Impfung Hyposensibilisierung Immunsuppression Immuns7mula7on therapeu7sche An7körper An7seren Immunorgane Lymphfollikel Lymphknoten Milz Tonsillen Thymus Weisses Blutbild Immunzellen Unspezifisch (vorhanden - schnell) pluripotente Stammzelle Zellulär basophil Granulozyten Monozyten, Makrophagen Lymphozyt neutrophil Spezifisch (erworben - mit Latenz) Zellulär B- Lymphozyten T- Lymphozyten eosinophil Monozyt Humoral An7körper Plasmazelle Makrophage Granulozyten 1

2 Blutzellen Spezifische Immunabwehr An7körper B- Lymphozyten - Plasmazellen N-Terminus Antigenbindung Produk7on spezifischer An7körper AK markieren Fremdes (Opsonisierung) und fördern Phagozytose Bekämpfung bakterieller Infek7onen T- Lymphozyten L-Kette Fab-Teil Docken mit An7gen- Rezeptoren an fremde oder entartete Zellen an Funk7onsstörung zellulärer An7gene Bekämpfung von Viren, Pilzen, Krebszellen H-Kette Fc-Teil Binden An7gene Verringerung der freien Konzentra7on löslicher An7gene C-Terminus - sezernieren Zytokine (Interkeukine) IgG: Hauptteil der zirkulierenden Antikörper (monomer, Opsonisierung von Antigenen), 3 Wochen nach Krankheitsbeginn, persistierend IgE: Bindung von IgE an spezifische Rezeptoren auf der Oberfläche von Mastzellen und Granulozyten! Ausschüttung von Mediatoren (Abwehr von Parasiten, Typ I-Allergie) IgM: Antigenrezeptor ruhender immunkompetenter B-Lymphozyten (monomer und oberflächengebunden), Antigenbindung führt zu Quervernetzung und Aktivierung, Produktion löslicher IgM-Pentamere, Akutphase der Erkrankung, transient IgA: Schleimhautimmunität (monomer und dimer) IgD: physiologische Funktion unbekannt bilder/blutzel Risikoabschätzung Immuntoxikologie Störung der reizadäquaten Funk7on des Immunsystems durch chemische Substanzen (schwierig zu erfassen) Inadäquate S7mula7on Vor dem klinischen Einsatz von Pharmaka mit Hilfe von praeklinischen Testverfahren zusätzlich zur Rou7ne- Toxikologie : An7gen- Haptenfunk7on Immunsuppressive Effekte Immuns7mulierende Effekte z. B. Anaphylaxie Immunkomplexbildung Bildung neutralisierender An7körper Autoimmunerkrankungen Allergien Typ I- IV Immunsuppression Unterdrückung der humoralen Antwort Unterdrückung der zellulären Antwort führt zu einer Beeinträch7gung der Infekt- und Tumorabwehr Immuntoxikologie - Methoden Histopathologie Immuntoxikologie - Methoden Histopathologie lympha0scher Organe (Milz, LN, KM, PP, Thymus) Analyse von Subpopula0onen (Durchflußzytometer (FACScan)) Funk0onstest (Immunreak7on gegen An7gen wie SRBC (PFCA)) Analyse von An0körpern im Serum Haematologie, Histologie, Lymphocytendifferenzierung B- Lymphocytenfunk7on (IgG-, IgM- Serumkonzentra7onen - An7gen induzierte Ig- Synthese) T- Lymphocytenfunk7on (Prolifera7on) Phagocytenfuk7on NK- Zellfunk7on Immuntoxikologie - Methoden (Immunglobuline IgM, IgG, IgA und IgE (ELISA)) Immuntoxikologie - Methoden FACScan - Zellpopula7onen FlourescenceAcitvated CellSor7ng - Zellpopula7onen Lymphknoten.jpg, homepage.mac.com/.../ repmail/picts/gi196b.jpg images/flocyt/streams.jpg 2

3 Immuntoxikologie - Methoden Immuntoxikologie - Methoden Funk7onstest Bes7mmung von AK- Titern Funk7onstest, z. B. SheepRedBloodCell PlaqueFormingCellAssay images/pfc_assay.jpg Allergie Toxische Immunsuppression Verminderung der körperlichen Abwehr gegenüber Infek7onen Tumoren Transplantaten Hoher Zellumsatz im Immunsystem bedingt kurze Lebensdauer funk7onell ak7ver Zellen Substanzen, die in die Zellprolifera7on eingreifen, machen sich daher beim Immunsystem besonders bemerkbar Immunsuppressiva (Ciclosporin, Zytosta7ka) Glucocor7coide Polychlorierte Biphenyle Tetrachlordibenzo- p- dioxin (2,3,7,8) Au, Pt, Hg, Se, Be, Cd, Zn, Organozinn- Verbindungen Typ 1- Allergie Überschießende Reak7on des Immunsystems Voraussetzung: Sensibilisierung durch Makromoleküle Große Empfindlichkeitsunterschiede zwischen einzelnen Pa7enten Dosis- Wirkungs- Beziehungen nur individuell gül7g Typ 1- Allergie Sofor>yp: Symptombeginn unmijelbar bis wenige Minuten nach Exposi7on Mechanismus: IgG- und IgM- vermijelte Reak7on (an7körperabhängige, zelluläre Zytotoxizität und/oder komplementabhängige Lyse soma7scher Zellen) Anaemie, Leukozytopenie, Thrombozytopenie von Autoimmunprozessen o4 schwer abzugrenzen (Lupus erythematodes, Pemphigus, Myasthenia gravis) Auslösende Substanzen: Ur7caria (Nesselsucht) Allergische Rhini7s (Heuschnupfen) Asthma bronchiale Quincke- Ödem (Gesichts- Rachen- Kehlkopf- Schwellung) Anaphylak7scher Schock Auslösende Substanzen: Gräserpollen An7gene von Hausstaubmilben Nahrungsmijel- Zusatzstoffe Medikamente (z. B. Penicillin, Lokalanaesthe7ka etc.) Umwelt- Schadstoffe Mechanismus: IgG- und IgM- vermijelte Reak7on (an7körperabhängige Bildung löslicher Immunkomplexe - humoral, Ablagerung im Gewebe/auf Membranen, komplementabhängige Entzündungsreak7on) Alveoli7s (exogen- allergisch) Vasculi7s (Glomerolunephri7s) von Autoimmunprozessen o4 schwer zu unterscheiden Seren organischer Staub (Farmerlunge) Isocyanate Medikamente, z. B. Penicillin, Chinidin, Hydralazin Xenobio7ka Urticaria aus Braun-Falco: Dermatologie und Venerologie Auslösende Substanzen: (Transfusionsreak7on) Lidoedem Sofor>yp: Symptombeginn unmijelbar bis wenige Minuten nach Exposi7on, (+Spätphase n. 2-6h) Mechanismus: IgE- vermijelte Freisetzung Gefäß- ak7ver Mediatoren (Histamin, Leukotriene, Prostaglandine) aus Mast- Zellen - humoral Typ 3- Allergie Typ 2- Allergie aerzteblatt.lnsdata.de/.../ 2008/12/img jpg 3

4 Autoimmun- erkrankungen Typ 4- Allergie Pemphigus vulgaris Autoimmun- erkrankungen Rheumatoide Arthri7s Verzögerter Typ: Symptombeginn mehrere Stunden nach Exposi7on Mechanismus: Entzündungsreak7on im Bereich der Haut, primär durch an7genvermijelte T- Zell- Ak7vierung - zellulär Allergisches Kontaktekzem Antiphlogistica Auslösende Substanzen: Lokalanaesthe7ka Metalle (Gold, Kobalt, Nickel) Inhaltsstoffe von Kosme7ka und Salben Kühlschmierstoffe Farbstoffe (Tex7lien) Latex Corticosteroide Basistherapie - MTX Biologicals edoc.hu-berlin.de/.../html/image006.gif Infliximab (Remicade ) Sensibilisierung besonders bei vorgeschädigter oder langdauernd nasser Haut (Nass- Arbeitsplätze, Handschuhe) wiki Praedik7ve Tests 1 in vivo Draize- Test 1959 Praedik7ve Tests 2 Etanercept (Enbrel ) Praedik7ve Tests 3 in vitro LLNA (local lymph node assay) Bühler- Test 1965 Induk7on epidermal mit min. irr. Conc., Challenge mit max. non- irr. Conc. Am 36. Tag, Ergebnis 24/48h Test Chemikalie auf das Ohr, Tag 1,2,3 Protein- Hapten- Komplexe Langerhans- Zellen Lymphknoten, Tri7um- Thymidin- uptake als Indikator am 6. Tag, Gewicht, Zellzahl Aktivierung dendritischer Zellen Proteinbindung Penetration Maximiza7on- Test 1969 Induk7on intradermal und epidermal occlusiv, Challenge Predictive Toxicology Methods for TDD, Prevo et al, Dermatotoxicolgy, 5th edition and OECD guideline 429 Praediktive Tests 3a 10. November 2008 Hautmodell sta> Kaninchen OECD- Expertenkommission einigt sich auf 0erversuchsfreie Methode zur Prüfung der hautreizenden Wirkung von Stoffen (BfR) ZET_077%20Kopie.jpg 4

5 Zusammenfassung Immunsuppressive und immuns7mulierende Wirkungen von Substanzen werden mit immuntoxikologischen Methoden untersucht. Damit wird auch eine Unterscheidung zwischen irrita7v- toxischen und sensibilisierenden Wirkungen und deren Vorhersage ermöglicht. Richtlinien FDA Guidance for Industry, Immunotoxicology Evaluation of Investigational New Drugs, 2002 EPA Health Effects Test Guidelines "Skin Sensitization, 1998 OECD 406 Guideline for Testing Chemicals, "Skin Sensitisation OECD 429, Guideline for Testing Chemicals "Skin Sensitisation, 2002 PMP/SWP/398/01 "Note for Guidance on Photosafety Testing, 2002 ICH - International Conference on Harmonization: Guideline S8: Immuntoxicoloy for Human Pharmaceuticals Quellen und weitere Informa7on I: DGPT- Weiterbildungskurs Fremdstoffallergie/ Immuntoxikologie, Charité Campus Benjamin Franklin hjp:// Prof. Vohr, Bayer, Immuntoxikologie Braun- Falco, Typ I - Allergie Ippen, Chlorpromazin, Phototoxizität 1993 Graphiken Wiki Textbook Contact Derma77s Siehe auch Links Reproduk7onstoxikologie Quellen und weitere Informa7on II: Gi4informa7onszentrum Nord: hjp:// nord.de/php/ Umweltbundesamt (Registra7on, Evalua7on, Authorisa7on and Restric7on of Chemicals (REACH): hjp:// info.de/ Gesellscha4 für Toxikologie (GT) in der Deutschen Gesellscha4 für experimentelle und klinische Pharmakologie und Toxikologie (Fachpharmakologe/Fachtoxikologe): hjp:// online.de/home/ TOXNET - Databases on toxicology, hazardous chemicals, environmental health, and toxic releases: hjp:// toxnet.nlm.nih.gov/ Chemical Safety Informa7on from Intergovernmental Organiza7ons: hjp:// OECD (ORGANISATION FOR ECONOMIC CO- OPERATION AND DEVELOPMENT) Guidelines for the Tes7ng of Chemicals, Sec7on 4: Health Effects:hjp://puck.sourceoecd.org/vl= /cl=39/nw=1/rpsv/cw/vhosts/ oecdjournals/ x/v1n4/contp1-1.htm Na7onal Toxicology Program: hjp://ntpapps.niehs.nih.gov/ntp_tox/index.cfm? fuseac7on=ntpsearch.searchhome ISi - Informa7onssystem für Sicherheitsdatenblätter: hjp://ntpapps.niehs.nih.gov/ntp_tox/index.cfm? fuseac7on=ntpsearch.searchhome Gefahrstoffinforma7onssystem der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung: hjp:// de/ges7s/stoffdb/index.jsp Gefahrstoffliste 2009 (BGIA- Report 1/2009): Gefahrstoffe am Arbeitsplatz Lehrbücher der Toxikologie hjp://courseweb.edteched.uojawa.ca/medicine- histology/english/immunology/default.htm hjp:// Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Fragen? 5