Überempfindlichkeitsreaktionen

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1 Grundlagen der Immunologie 5. Semester - Dienstags Uhr Ruhr-Universität Bochum, HMA 20 Überempfindlichkeitsreaktionen Marcus Peters

2 Typ-I Hypersensitivität (Sofortreaktion) Typ-II Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-III Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-IV Hypersensitivität (Spätreaktion)

3 Typ-I Hypersensitivität (Sofortreaktion) IgE Mastzelle Mediatoren Entzündung

4 Typ-I Hypersensitivität (Sofortreaktion) Typ-II Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-III Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-IV Hypersensitivität (Spätreaktion)

5 Typ-II Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Phagozytose Komplementreaktion Zytolyse Erythrozyt

6 Medikamentenallergie Die Medikamente, z.b. Penicillin binden an Erythrozyten, es kommt zur Sensibilisierung, zur Bildung von IgG Antikörpern. Die Bindung der Antikörper an die auf Erythrozyten gebundenen Antigene lösen eine Komplementreaktion aus

7 Typ-I Hypersensitivität (Sofortreaktion) Typ-II Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-III Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-IV Hypersensitivität (Spätreaktion)

8 Typ-III Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Komplementreaktion Immunkomplexe Lokale oder systemische Entzündungsreaktion

9 Typ-III Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Lokale Reaktion (Arthus-Reaktion) Systemische Reaktion (Serumkrankheit) C5a Antigene Antikörper Lokale Entzündung, gesteigerter Flüssigkeitseinstrom, Verschluß der Blutgefäße Komplementreaktion

10 Exogen Allergische Alveolitis (z.b. Vogelzüchterlunge) Im Lungenparenchym sammeln sich Immunkomplexe mit z.b. Vogelantigenen und IgG-Antikörpern. Diese lösen eine lokale Entzündungsreaktion aus, welche zu pathologischen Veränderung der Alveolen führt. Diese kann reversibel sein, aber auch in einer irreversiblen Fibrose enden.

11 Typ-I Hypersensitivität (Sofortreaktion) Typ-II Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-III Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-IV Hypersensitivität (Spätreaktion)

12 Typ-IV Hypersensitivität (Spätreaktion) Antigenspezifische Th1-Zellen IFN-g IFN-g-Rezeptor CD40 Lokale Entzündungsreaktion Makrophage

13 Typ-IV Hypersensitivität (Spätreaktion) Syndrome Antigene Immunreaktion Hypersensibilität vom verzögerten Typ Proteine: Allergene, Mycobakterielle Moleküle Lokale epidermale Reaktion: Dermatitis, bedingt durch Erythem Verhärtung Zelluläres Infiltrat Kontaktallergie Haptene: Metallionen (Nickel, Chromat) Lokale epidermale Reaktion: Dermatitis, bedingt durch Erythem Verhärtung Zelluläres Infiltrat Glutenemfindliche Enteropathie (Zöliakie) Gliadin Zottenatrophie im Dünndarm Störung der Absorption Janeway, C.A. (1997) Immunologie. pp. 454

14 Typ-I Hypersensitivität (Sofortreaktion) Typ-II Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-III Hypersensitivität (Verzögerte Reaktion) Typ-IV Hypersensitivität (Spätreaktion)

15 Was macht ein Antigen zum Allergen? Epithelzellen

16 Dermatophagoides pteronyssinus Biene Wespe Dermatophagoides farinae Mücke Pferd Milben Insekten Hund Aktinomyceten Cladosporium Alternaria Bakterien Pilze (Sporen) (Exkremente) Extrakte (Gifte) Tiere (Haare, Speichel, Serum) Nahrungsmittel Katze Milch Ei Früchte Getreide Kräuter Gräser Pollen Medikamente (Haptene) Penizillin Analgetika Bäume Narkotika Pflanzen Chemikalien Isozyanate Ficus Benjamina Formaldehyd Rizinusbohnen Latex Ethylenoxid

17 Eigenschaften von Allergenen Es muss ein Protein sein (T-Zell Antwort sonst unmöglich) Funktion (proteolytische Eigenschaften erleichtern den Zugang des Allergens) Niedrige Dosis (begünstigt Aktivierung von IL-4 produzierenden Zellen) Mol-Gewicht zwischen 10 und 40 kda (gute Diffusion) Wasserlöslichkeit Adjuvantien (führen zur Aktivierung von Antigen präsentierenden Zellen)

18 Sensibilisierung Allergen Epithelzellen Plasmazelle IgE B-Zelle T-Zelle Th2 Tr1 APZ Tc1/2 Th1

19 Mastzelle IgE

20 IgE IgE-Rezeptor Mastzelle

21 Allergen IgE IgE-Rezeptor Mastzelle

22 Allergen IgE IgE-Rezeptor Mastzelle Allergische Entzündung Quaddel

23 Bufe, Peters; AllergoJournal; in press Die Frühreaktion einer Allergie im Lungengewebe Allergen Schleimproduktion Epithelzellen Mastzelle Gefäßerweiterung, Ödem Eos IgE IL-5 Mediatoren (Histamin, Leukotriene, etc.) Th2-Zelle

24 Die Spätreaktion des allergischen Asthmas Allergen M Epithelzellen Nekrose Nekrose Nekrose Nekrose Eos Neutro TNF-a TGF-ß IL-5 M IL-17 Remodeling Th2-Zelle (IL-4) Th1-Zelle (IFN-g) Th17-Zelle (Th-17)

25 Was schützt vor Allergie?

26 % Erkrankte Prävalenz für Asthma, Heuschnupfen und Sensibilisierung bei Kindern mit Stallkontakt und Rohmilchkonsum Asthma Heuschnupfen Sensibilisierung Stall-/Milch- Stall+/Milch+ Stall+/Milch+ nie > 1. LJ = 1. LJ Riedler, J. et al., Alex Study Team Lancet (2001) 358:

27 Die Prävalenz von Schulkindern für Atopie ist um so höher, je niedriger die Endotoxin (LPS) Belastung in der Bettmatratze gemessen wird Adj. Prevalence of Atopic Wheeze (%) Braun-Fahrländer, C. et al. N Engl J Med 2002; 347: Endotoxin Load in Mattress [EU/m 2 ]

28 Blut der Kinder Restimulation der PBMC mit LPS CD14 Bakterien TLR4 Kontinuierliche Exposition TNF-a

29 (o) TNFa (LPS Stimulation) [pg/10 6 PBL] Zeichen der immunologischen Toleranz gegenüber bakteriellen Substanzen LPS TNF-a Freisetzung im Blut nach LPS-Restimulation ist um so höher, je niedriger die Endotoxin (LPS) Belastung in der Bettmatratze gemessen wird SEB (+)TNFa (SEB Stimulation) [pg/10 6 PBL] Braun-Fahrländer, C. et al. N Engl J Med 2002; 347: Endotoxin Load in Mattress [EU/m 2 ] (a) 7

30 Two microbes from alpine farms Acinetobacter lwoffii F78 Lactococcus lactis G121 Debarry J et al. JACI (2007) 119:

31 Ege, MJ et al (2011) NEJM 364:

32 Wahrscheinlichkeit für Asthma versus Anzahl der mikrobiellen Spezies Ege, MJ et al (2011) NEJM 364:

33 CD14 LPS TLR4 TLR2 TLR1 Lipoproteine Irak-M IL-6 TNF-a IL1-b

34 Protektion durch mikrobielle Exposition Epithelzellen Irak-M IgE Wenig Th2-Zellen!