Type IV Overgevoeligheid in T-cellen: mechanisme, reacties, redenen en ziekten

De type IV overgevoeligheidsreactie wordt voornamelijk gemedieerd door T-cellen en macrofagen.

In de Gell en Coombs (1963) classificatie van overgevoeligheid werd de term type IV of vertraagde overgevoeligheid (DTH) gebruikt om al die overgevoeligheidsreacties te beschrijven die meer dan 12 uur duurden om zich te ontwikkelen. Later werd duidelijk dat verschillende soorten immuunreacties vertraagde overgevoeligheid kunnen veroorzaken.

Type I, II en III overgevoeligheidsreacties (die worden gemedieerd door antilichamen) kunnen van het ene dier naar het andere worden overgebracht via serum (dat antilichamen bevat), maar kunnen niet worden overgedragen door gesensibiliseerde T-cellen. Aan de andere kant kan overgevoeligheidsreactie van type IV van het ene dier op het andere worden overgedragen door alleen gesensibiliseerde T-cellen, maar niet door serum.

Vertraagd-type overgevoeligheid is een gelokaliseerde ontstekingsreactie geïnduceerd door sommige subpopulaties van TH1 cellen tegen bepaalde antigenen. Het karakteristieke kenmerk van de DTH-reactie is de instroom van macrofagen in de plaats van plaatselijke ontsteking. Robert Koch injecteerde cultuurfiltraten van Mycobacterium tuberculosis in de huid van tuberculosepatiënten. De injectie veroorzaakte lokale zwelling op de injectieplaats en de reactie werd 'tuberculinereactie' genoemd.

Later bleken veel antigenen vergelijkbare reacties te induceren en werd de term hypergevoeligheid van het vertraagde type geïntroduceerd. Aangezien de reacties meer tijd nodig hadden om zich te ontwikkelen, werd dit de overgevoeligheidsreactie van het vertraagde type genoemd. Er werd ook gedacht dat de reactie uitgebreide weefselnecrose veroorzaakte, en daarom werd dit overgevoeligheidsreactie genoemd.

Later werd echter duidelijk dat de gastheerweefselschade meestal minimaal is en de DTH-reactie een belangrijk afweermechanisme is tegen intracellulaire microben (zoals Mycobacterium tuberculosis) en enkele contactantigenen (zoals poison ivy).

In het algemeen induceert CD4 + THl-subset van lymfocyten (ook aangeduid als T- _DTH- lymfocyten) de DTH-reactie. In enkele gevallen induceren CD8 ⁺ T-cellen echter ook DTH-responsen.

Mechanisme van Type IV Overgevoeligheid:

Bij binnenkomst van een microbe, die wordt behandeld door DTH-immuunreacties, verzwelgen de APC's van de gastheer en presenteren de microbiële antigenen aan de T- _DTH- cellen. De T- _DTH- subpopulatie van helper-T-cellen scheidt vele cytokinen af. De cytokinen activeren op hun beurt de nabijgelegen lymfocyten en macrofagen (Tabel 18.1).

Tabel 18.1: Effecten van cytokinen in de DTH-reactie

Enkele van de cytokines en hun functies worden hieronder gegeven:

ik. Macrofagen migratie-remmende factor (MIF): remt de migratie van macrofagen weg van de inflammatoire site.

ii. IFNγ, GM-CSF's en TNFα versterken de microbicidale en cytolytische activiteiten van macrofagen.

iii. IFNγ heeft veel andere functies. De IFNy verhoogt de expressie van MHC klasse-II-moleculen op het oppervlak van de macrofaag en bijgevolg neemt de presentatievermogen van antigeen van macrofagen toe. De verhoogde antigeenpresentatie activeert op zijn beurt de T- _DTH- cellen, die veel cytokines geheim houden die de functies van macrofagen verbeteren. Aldus versterkt een interactie tussen T- _DTH- cellen en macrofagen de immuunrejecties op de lokale ontstekingsplaats.

iv. Leukocytremmende factor remt de willekeurige migratie van leukocyten.

v. IL-8 is een chemotactische factor voor neutrofielen en T-cellen.

vi. IL-2 stimuleert de groei van geactiveerde T-cellen. IL-2 activeert ook cytotoxische lymfocyten en macrofagen.

De geactiveerde macrofagen scheiden op hun beurt een aantal cytokinen en biologisch actieve stoffen af ​​die ontsteking en vernietiging van microben veroorzaken.

ik. Cytokinen: IL-1, IL-6, IL-8, IL-12

ii. Reactieve zuurstofmetabolieten, zoals superoxide-anion, hydroxylradicaal en waterstofperoxide.

iii. Proteases en lysosomale enzymen.

De DTH-responsen elimineren gewoonlijk de intracellulaire pathogenen. Maar bij sommige individuen wordt de ziekteverwekker niet geëlimineerd ondanks de DTH-responsen. Bijgevolg hopen meer macrofagen zich op rond de plaats van microbiële aanwezigheid. De macrofagen hechten zich aan elkaar en kunnen een epitheliodevorm aannemen (en dergelijke cellen worden epithelioïde cellen genoemd) of veel macrofagen versmelt met elkaar om multikernige cellen te vormen die 'reuzencellen' worden genoemd. De macrofagen scheiden veel cytokinen en lytische enzymen af ​​die uitgebreide weefselnecrose kunnen veroorzaken.

Een aantal intracellulaire microben en contactantigenen kunnen DTH-responsen induceren. Mycobacterium tuberculosis (een pathogeen dat zich in de macrofagen van de gastheer bevindt) induceert een DTH-reactie in de longen en resulteert in de vorming van een granuloomype-laesie die tuberkel wordt genoemd. De DTH-reactie blokkeert de tuberculosebacterie en voorkomt de verspreiding van de bacteriën. De cytokinen en lytische enzymen afgescheiden door de macrofagen en andere cellen in het granuloom veroorzaken echter uitgebreide schade aan het longweefsel.

Huidtest voor hypergevoeligheidsreactie met vertraagd type:

Vertraagde huidtest met overgevoeligheid is een eenvoudige test, die helpt bij de diagnose van bepaalde infectieziekten. De test detecteert huidovergevoeligheid voor antigenen. Met betrekking tot huidtests voor infectieziekten moet men niet vergeten dat een positieve test niet noodzakelijkerwijs op actieve infectie met het middel waarvoor getest wordt aangeeft; een positieve huidtest geeft alleen aan dat de persoon is geïnfecteerd met dat infectieuze agens, hoewel hij al dan niet kan lijden aan de ziekte (veroorzaakt door dat bepaalde middel) op het moment van testen.

Huidtesten worden uitgevoerd om te bepalen of het individu al is blootgesteld (dat wil zeggen gesensibiliseerd) aan een bepaald antigeen. Het antigeen wordt intra-dermaal in de huid geïnjecteerd. Verschijning van zwelling (induratie genoemd) in 48 tot 72 uur suggereert dat het individu al is blootgesteld aan de antigenen, die in de huid zijn geïnjecteerd.

Huidtesten worden uitgevoerd om eerdere blootstelling aan Mycobacterium leprae te detecteren (de huidtest wordt lepromine-test genoemd), Mycobacterium tuberculosis (de huidtest wordt Mantoux-test genoemd) en vele schimmels (zoals Coccidioides immitis).

Mantoux Huidtest voor tuberculose:

Gezuiverd eiwitderivaat (PPD) verkregen uit in vitro Mycobacterium tuberculosis-kweek wordt gebruikt als antigeen in de Mantoux-huidtest. De PPD wordt intradermaal in de huid geïnjecteerd. Het geïnjecteerde gebied wordt gecontroleerd op erytheem (roodheid van de huid) en induratie (zwelling geproduceerd door de ontstekingsreactie) na 48 tot 72 uur injectie. De reacties duren meestal 48 tot 72 uur om zich te ontwikkelen (de benodigde tijd voor T- _DTH- activatie, cytokine-uitscheiding, ophoping van macrofagen en afgifte van lytische enzymen).

De diameter van de induratie wordt gemeten met een liniaal. Als de induratiediameter meer dan 10 mm bedraagt, wordt gezegd dat de huidtest positief is. Een positieve huidtest van Mantoux suggereert eenvoudigweg dat de persoon is gesensibiliseerd met Mycobacterium tuberculosis.

Een positieve Mantoux-test betekent niet dat de persoon op het moment van huidtest aan tuberculose lijdt. Een positieve of negatieve Mantoux-test moet worden gecorreleerd aan klinische verschijnselen en symptomen van de patiënt, evenals aan radiologische (röntgen) en bacteriologische tests.

Bij een persoon die al is gesensibiliseerd met Mycobacterium tuberculosis, zijn geheugen-T-cellen tegen M. tuberculosis-antigenen aanwezig. Geheugen T-cellen blijven langer in het lichaam, vaak vele jaren.

↓

Na injectie van PPD overspoelen de APC's de PPD-antigenen naar de specifieke geheugen-T-cellen.

↓

De geheugen-T-cellen worden geactiveerd en geven talrijke lymfokinen af ​​in de weefselruimten.

↓

De afgescheiden lymfokinen rekruteren veel ontstekingscellen, behouden ze (op de plaats van PPD-depositie) en activeren ze. Van de cytokinen afgescheiden door T-cellen lijken die op de monocyten een belangrijke rol te spelen (macrofaag-chemotactische factoren trekken de cellen naar de plaats van antigeenafzetting, macrofagen migratie-remmende factoren voorkomen dat de monocyten weg van de plaats wegtrekken zodat de monocyten zijn behouden op de site; IFNγ activeert de monocyten).

↓

De infiltratie op de geïnjecteerde PPD-plaats door talloze immuuncellen en vocht uit de bloedvaten veroorzaakt zwelling op de injectieplaats met PPD.

De activering van het coagulatie-kininesysteem leidt tot afzetting van fibrine op de locatie. De fibrineafzetting verleent een stevige consistentie (verharding) die kenmerkend is voor weefsels die DTH-reacties ondergaan.

DTH-reactie is een beschermende reactie in de volgende omstandigheden:

ik. Tuberculose en lepra

ii. Schimmel- en virusziekten

iii. tumoren

DTH is echter ook in sommige omstandigheden schadelijk voor de gastheer:

ik. Contactdermatitis van de huid bij blootstelling aan bepaalde stoffen.

Vertraagd Type Overgevoelige Ziekten:

1. Contactdermatitis

1. Contact Dermatitis of eczeem Contact allergie:

Ontsteking van de huid wordt dermatitis genoemd. Contactovergevoeligheid is een klassiek voorbeeld van type IV overgevoeligheidsreactie. Contactdermatitis is een eczeemaandoening die wordt veroorzaakt door type IV overgevoeligheid voor omgevingsantigenen. Immuunreacties worden geïnduceerd door antigeen na contact met de huid. Er zijn talloze antigenen die allergische contactdermatitis kunnen veroorzaken (bijv. Veel natuurlijke en synthetische chemicaliën, metalen zoals juwelen en horloges, kleurstoffen en stoffen afwerking in kleding).

De uitbarsting van de huid verschijnt als rode zwelling met blaren. Later verstoort de huid en vloeit er vloeistof uit dat gebied. Misschien is er in dat gebied sprake van kruipen.

De meest voorkomende middelen voor contactovergevoeligheid zijn haptens. Het kleine hapteruc-molecuul penetreert de epidermis van de huid en bindt zich met gastheereiwit en vormt een immunogeen hapteen-dragercomplex. Het hapteen-dragercomplex wordt herkend door de gastheer-T-cellen.

De T-celreacties zijn gericht tegen het conjugaat, maar niet tegen het hapteen- of dragermolecuul, dat in tegenstelling is met de antilichaaminductie tegen hapteen-dragercomplex. Tijdens het eerste contact van het hapteen met de huid penetreert het hapteen de epidermis van de huid en vormt een hapteen-gastheer eiwitcomplex.

De Langehans-cellen in de epidermis vangen de hapteen-gastheer eiwitcomplexen, dragen ze naar de regionale lymfeknopen en presenteren de complexen aan de helper-T-cel. De helper T-cel wordt geactiveerd en dus wordt het individu gesensibiliseerd voor het hapteen. Het sensibilisatieproces duurt ongeveer 2 weken om te ontwikkelen.

↓

Wanneer het hapteen de tweede en volgende keren in contact komt met de huid, wordt het door APC's opgenomen en aangeboden aan de gevoelige T- _DTH- cellen in de huid en regionale lymfeknopen. De T- _DTH- cellen geven een aantal cytokinen vrij.

↓

Cytokinen TNF en IL-1 induceren expressie van adhesiemoleculen op endotheelcellen van bloedvaten, die op hun beurt leiden tot de infiltratie van de plaats door monocyten en lymfocyten uit bloed. De infiltrerende lymfocyten en monocyten scheiden een aantal cytokinen uit en het gebied is ontstoken. De piek van cellulaire infiltratie wordt bereikt na 48 tot 72 uur. De meeste lymfocyten zijn CD4 ⁺ met een klein aantal CDS ⁺ T-cellen.

De enige manier om allergische contactdermatitis te voorkomen is het vermijden van het aanstootgevende antigeen. Sommige contactmiddelen zoals dinitrochlorobenzene (DNCB) hebben de mogelijkheid om alle personen te sensitiseren en daarom werd DNCB gebruikt om de CMI-respons (door huidtest) te testen bij patiënten waarvan wordt vermoed dat ze immunodeficiëntieziekten hebben. DNCB mag niet worden gebruikt als huidtestantigeen bij de mens.

Patch-test voor contactdermatitis:

Patch-test wordt gebruikt om de antigenen waar de patiënt gevoelig voor is te detecteren. Een batterij van standaardcontactgevoeligheidsantigenen (zoals rubber, cosmetica, plantenextracten, parfums, metalen) wordt aangebracht op de achterkant van de patiënt.

Er zijn twee patch-testprocedures:

ik. Bij de open-patch-testmethode wordt een druppel aceton-extract van het allergeen op de huid aangebracht. De aceton droogt snel waardoor het allergeen op de huid achterblijft. De site is ontdekt en na 48 uur onderzocht.

ii. In de gesloten-patch-testmethode wordt het allergeen in petrolatum aangebracht op een pad en wordt de pad op de huid getikt. Na 48 uur wordt het kussen verwijderd en de huidplaats onderzocht.

Een positieve (dwz de patiënt is gevoelig voor de toegepaste allergeen) test is aangegeven door erytheem, papels of blaasjes. Als de testplaats negatief is voor de reactie, wordt de plaats opnieuw onderzocht na 72 uur en 96 uur (vanaf het moment waarop allergenen op de huid worden aangebracht) voor de reacties. In een vergadering kunnen ongeveer 20 stoffen worden toegepast als patch-tests.