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CITOQUINASCITOQUINASCITOQUINASCITOQUINASCITOQUINASCITOQUINASCITOQUINASCITOQUINASEl El El El El El El El LenguajeLenguajeLenguajeLenguajeLenguajeLenguajeLenguajeLenguaje de de de de de de de de laslaslaslaslaslaslaslas CélulasCélulasCélulasCélulasCélulasCélulasCélulasCélulas

del del del del del del del del SistemaSistemaSistemaSistemaSistemaSistemaSistemaSistema InmuneInmuneInmuneInmuneInmuneInmuneInmuneInmune

CitoquinasCitoquinasEl El LenguajeLenguaje de de laslas CélulasCélulas del del deldel SistemaSistema InmuneInmune

GeneralidadesGeneralidades

• Glicoproteínas de bajo peso molecular

• Accion biológica a bajas concentraciones

• Autocrinas - Paracrinas

• Sinergismo

• Antagonismo

• Pleiotropismo

Propiedades de las Citoquinas

• Secreción auto-limitada

• Acción redundante y/o pleiotrópica

• Influencia en otras citoquinas: – Antagonismo

– Inhibición

– Adición

– Sinergia

• Unión a receptores específicos de membrana en

las células blanco. Acción paracrina o autocrina*.

• Respuesta celular:

Abbas AK, Lichtman AH, Pober JS. Cellular and molecular immunology, Saunders, fourth edition, 2000

Anaya JM. Artritis reumatoidea. Asociac Colomb Reumatol 1998; 2: 23-37

Activación Factores de transcripción

Expresión de genes Efecto Biológico

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Nomenclatura de las Citoquinas

• Linfoquinas

• Monoquinas

• Interleuquinas

• Quimioquinas

Abbas AK, Lichtman AH, Pober JS. Cellular and molecular immunology, Saunders, fourth edition, 2000

Dinarello CA, Moldawer LL. Proinflammatory and anti-inflammatory citokines in rheumatoid arthritis. Amgen Inc. 1999

Clasificación de las Citoquinas

• Según su papel en la respuesta inflamatoria

• Según la fase de la respuesta innata

• Según su función biológica:- Hematopoyéticas

- Crecimiento y diferenciación

- Quimiotácticas

- Inmunoreguladoras

- Pro-inflamatorias

- Anti-inflamatorias

Arend WP. Physiology of cytokine pathways in rheumatoid arthritis. Arthritis Care Res 2001; 45: 101-6

Abbas AK, Lichtman AH, Pober JS. Cellular and molecular immunology, Saunders, fourth edition, 2000

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Clasificación Funcional de las Citoquinas

Arend WP. Physiology of cytokine pathways in rheumatoid arthritis. Arthritis Care Res 2001; 45: 101-6

Familia Miembros

Hematopoyéticas SCF, IL-3, TPO, EPO, GM-CSF, G-CSF, M-CSF

Crecimiento y diferenciación PDGF, EGF, FGF, IGF, TGFβ, VEGF

Inmunorreguladoras TGFβ, IFNγ, IL-2, 4, 5, 7, 9, 18

Proinflamatorias IL-1α, IL-1β, TNFα, LT, IL-6, LIF, IL-17

Antiinflamatorias IL-1Ra, IL-4, IL-10, IL-13

Quimiotácticas IL-8, MIP-1α, MIP-1β, MCP-1, RANTES

Patrones de Linfoquinas

• Th0: IL-12, IFNγ, Il-4

• Th1: IL-2, INFγ, TNFαβ, IL-12

• Th2: IL-4, 5, 6, 9, 10, 13

• Th3: IL-4, IL-10 y TGFβ

• Th17

Gerli R, Bistoni O, Russano A, et al. In vivo activated T cells in rheumatoid synovitis. Analysis of Th1- and Th2-

type cytokine production at clonal level in different stages of disease. Clin Exp Immunol 2002; 129: 549-55

Anaya JM. Artritis reumatoidea. Asociac Colomb Reumatol 1998; 2: 23-37

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Las células presentadoras determinan la activación

y diferenciación de los linfocitos T hacia distintas subpoblaciones

Interacción Celular de las TReg

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Consideraciones

Fisiopatológicas de la AR

• Etiología desconocida

• Enfermedad autoinmune

• Multifactorial

• HLA-DRB1*: 70-74 Epítopo reumatoideo

Anaya JM, Correa PA, Mantilla RD, Jimenez F, Kuffner T, McNicholl JM. Rheumatoid arthritis in african colombians from

Quibdo. Semin Arthritis Rheum 2001; 31: 191-198

Smith J, Haynes M. Rheumatoid arthritis: a molecular understanding. Ann Intern Med 2002. 136: 908-22

Consideraciones

Fisiopatológicas de la AR

• Activación linfocitaria:

- Señal 1: presentación antigénica

- Señal 2: coestimulación

• Antígeno artritogénico:

- Citrulina

- Colágeno tipo II

- Glicoproteina 39 del cartílago humano

Choy E, Panayi GS. Cytokine pathways and joint inflammation in rheumatoid arthritis. N Engl J Med 2001; 344: 907-16

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Papel de las Principales

Citoquinas

en la Artritis Reumatoide

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1. Citoquinas pro-inflamatorias

Citoquinas Proinflamatorias

• TNFα, IL-1, IL-6

• Pacientes con AR vs controles sanos y otros tipos de artritis

• Efectos: - Metaloproteinasas

- Reclutamiento celular: MAC, IL-8

- Respuesta de fase aguda: PCR*

- Manifestaciones sistémicas

Badolato R, Oppenheim JJ. Role of cytokines, acute phase proteins, and chemokines in the progression of rheumatoid arthritis.

Semin Arthritis Rheum 1996; 26: 526-38

Dinarello CA, Moldawer LL. Proinflammatory and anti-inflammatory citokines in rheumatoid arthritis. Amgen Inc. 1999

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Interleuquina-1

• Familia IL-1:

- IL-1α, IL-1β, IL-18

- IL-1Ra

• Gen de la IL-1

• Fuentes celulares

Dinarello C.A. The IL-1 family and inflammatory diseases. Clin Exp Rheumatol 2002; 20: s1-s13

Buchs N, Giovine FS, Silvestri T, Vannier E, Duff GW, Miossec P. IL-1B and IL-1RA gene polymorphisms and disease severity in rheumatoid

arthritis: interaction with their plasma levels. Genes Immun 2001; 2: 222-8

Interleuquina-1

• Homología entre agonistas menor del 30%

• Formas de membrana y secretada

• ICE

• Receptores: IL-1RI / IL-1RII- Expresión

- Afinidad

• Señalización intracelular

Dinarello C.A. The IL-1 family and inflammatory diseases. Clin Exp Rheumatol 2002; 20: s1-s13

Dinarello CA, Moldawer LL. Proinflammatory and anti-inflammatory citokines in rheumatoid arthritis. Amgen Inc. 1999

Interleuquina-1

• Efectos biológicos:

- Redundancia con TNF

- Inmunidad innata e inflamación

- Expresión de moléculas de adhesión

- Angiogénesis

Dinarello C.A. The IL-1 family and inflammatory diseases. Clin Exp Rheumatol 2002; 20: s1-s13

IL-1 (α y ß)

Ciclooxigenasa tipo 2 (COX2)

Fosfolipasa A tipo 2

Oxido Nítrico Sintetasa Inducible (iNOS)

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Interleuquina-1

- Respuesta de fase aguda

- Cascada inflamatoria: TNF, IL-8, IL-6, IL-1,

MCP-1

- Fiebre, hipotensión, pérdida de peso

- Otros

Dinarello C.A. The IL-1 family and inflammatory diseases. Clin Exp Rheumatol 2002; 20: s1-s13

Abbas AK, Lichtman AH, Pober JS. Cellular and molecular immunology, Saunders, fourth edition, 2000

IL-1 en AR

• Aumenta ICAM-1 y CD62E

• Producción de MMP

• Osteoclastogénesis

• Inhibe síntesis de MEC

• Neovascularización: VEGF

• Manifestaciones sistémicas

Choy E, Panayi GS. Cytokine pathways and joint inflammation in rheumatoid arthritis. N Engl J Med 2001; 344: 907-16

Udagawa N, Kotake S, Kamatani N, Takahashi N, Suda T. The molecular mechanism of osteoclastogenesis in rheumatoid arthritis.

Arthritis Res 2002; 4: 281-9

IL-1 en AR

• Induce expresión de genes para colagenasas en

condrocitos y osteoblastos in vitro

• Macrófagos y fibroblastos de tejidos reumatoides

secretan espontáneamente IL-1α y β in vitro

• AR vs OA y controles sanos

• Relación IL-1/IL-1Ra alterada

• Modelos animales

Dinarello C, Wolff S. The role of interleukin-1 in disease. N Engl J Med 1993; 328: 106-13

Choy E, Panayi GS. Cytokine pathways and joint inflammation in rheumatoid arthritis. N Engl J Med 2001; 344: 907-16

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IL-6 en AR

• Síntesis y fuentes celulares

• Correlación de niveles séricos con FR y PCR

• Incrementa resorción ósea

Badolato R, Oppenheim JJ. Role of cytokines, acute phase proteins, and chemokines in the progression of rheumatoid arthritis. Semin

Arthritis Rheum 1996; 26: 526-38

Choy E, Panayi GS. Cytokine pathways and joint inflammation in rheumatoid arthritis. N Engl J Med 2001; 344: 907-16

IL-15 en AR

• Cascada inflamatoria: IL-1, TNF, IL-6

• Quimiotáctico para células T CD45R0+

• Factor mitogénico células T* CD8 y NK

• 60% de pacientes con AR vs OA

Liew FY, Mcinnes IB. Role of interleukin 15 and interleukin 18 in inflammatory response. Ann Rheum Dis 2002; 61: ii100-ii102

Arend WP. Physiology of cytokine pathways in rheumatoid arthritis. Arthritis Care Res 2001; 45: 101-6

IL-16 en AR

• Se ha detectado en el líquido sinovial de

pacientes con AR

• Quimioatrayente de células T CD4

• Inhibe la presentación antigénica?

Kuchroo V, Sarventnick N, Halfler D, Nicholson L. Cytokines and autoimmune diseases. Humana Press, 2002; 13: 317-54

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IL-17 en AR

• Cascada inflamatoria: IL-6, IL-8, G-CSF,

MCP-1

• Resorción ósea junto con TNF

• IL-17 en biopsias de pacientes con AR

• IL-17R en otros tipos de artritis

Bezooijen RL, Wee-Pals L, Papapoulos SE, Lowik C. Interleukin 17 synergises with tumour necrosis factor α to induce cartilage destruction in vitro.

Ann Rheum Dis 2002; 61: 870-6

Honorati MC, Meliconi R, Pulsatelli L, Cane S, Frizziero L, Facchini A. High in vivo expression of interleukin-17 receptor in synovial endothelial

cells and chondrocytes from arthritis patients. Rheumatology 2001; 40: 522-7

IL-18 en AR

• Miembro de IL-1F

• Cascada inflamatoria: TNFα, IL-1β, IFNγ,

GM-CSF, IL-8, MIP-1α

• Sinergismo con IL-12 e IL-15

Liew FY, Mcinnes IB. Role of interleukin 15 and interleukin 18 in inflammatory response. Ann Rheum Dis 2002; 61: ii100-ii102

IL-19 en AR

• Miembro de la familia de IL-10

• Induce citoquinas inflamatorias

• Implicada en apoptosis y producción de

radicales oxígeno

Liao YC, Liang WG, Chen FW, Hsu JH, Yang JJ, Chang MS. IL-19 Induces production of IL-6 and TNFα and results in cell apoptosis through

TNFα. J Immunol 2002; 169: 4288-97

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Pro-inflamatorias

Anti-inflamatoriasTNFαααα

IL-1

IFNγγγγ

GM-CSF

IL-8

IL-15

IL-16

IL-17

IL-18

TGFββββ

IL-6

IL-1RA

sIL-R1

sTNF-R

IL-4

IL-10

IL-11

IL-13

IL-18BP

2. Citoquinas anti-inflamatorias

IL-10 en AR

• Inhibe IL-1, IL-6 y TNFα

• Aumenta IL-1Ra

• Inhibe proliferación de células T in vitro

• Detiene degradación del cartílago articular

• Disminuida en AR

Arend WP. Physiology of cytokine pathways in rheumatoid arthritis. Arthritis Care Res 2001; 45: 101-6

Choy E, Panayi GS. Cytokine pathways and joint inflammation in rheumatoid arthritis. N Engl J Med 2001; 344: 907-16

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IL-4 en AR

• Inhibe la respuesta Th1

• Inhibe producción de IL-6 e IL-8

• Aumenta IL-1Ra

• Disminuye resorción ósea

• Disminuida o ausente en tejido sinovial

Choy E, Panayi GS. Cytokine pathways and joint inflammation in rheumatoid arthritis. N Engl J Med 2001; 344: 907-16

IL-13 en AR

• Homología del 30% con IL-4

• Suprime secreción de IL-1 y TNF por

mononucleares in vitro

• Similar actividad a IL-4

Kuchroo V, Sarventnick N, Halfler D, Nicholson L. Cytokines and autoimmune diseases. Humana Press, 2002; 13: 317-54

3. Citoquinas inmunoreguladoras

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TGFββββ en AR

• Inhibe células T, proliferación de fibroblastos

y producción de MMP

• Es fibrogénico y angiogénico

Smith J, Haynes M. Rheumatoid arthritis: a molecular understanding. Ann Intern Med 2002. 136: 908-22

Kuchroo V, Sarventnick N, Halfler D, Nicholson L. Cytokines and autoimmune diseases. Humana Press, 2002; 13: 317-54

IFNγγγγ en AR

• Actividad biológica

• Bajos niveles en la membrana sinovial

• Sus efectos biológicos no son bloqueados

con anticuerpos monoclonales

Kuchroo V, Sarventnick N, Halfler D, Nicholson L. Cytokines and autoimmune diseases. Humana Press, 2002; 13: 317-54

4. Quimioquinas

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Generalidades

• Quimiotaxis

• 50 quimioquinas y 18 receptores

• Clasificación:- CXC, CC, CX3C y C

- Inflamatorias y de llegada

• Th1: CCR2, CCR5, CXCR3

• Th2: CCR3, CCR4, CCR8

• Acoplados a proteina G

Loetscher P, Moser B. Homing chemokines in rheumatoid arthritis. Arthritis Res 2002; 4: 233-6

Quimioquinas en AR

• Niveles elevados de IL-8, ENA-78, MCP-1,

RANTES, MIP-1α en líquido sinovial

• AR vs OA

• Fuentes celulares

• Infiltrado celular en AR

• Agregados linfoides con centros germinales:

BCA-1 Loetscher P, Moser B. Homing chemokines in rheumatoid arthritis. Arthritis Res 2002; 4: 233-6

Kuchroo V, Sarventnick N, Halfler D, Nicholson L. Cytokines and autoimmune diseases. Humana Press, 2002;

13: 317-54

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IL-8 en AR

• Principal quimioatrayente de PMNs

• Activador de neutrófilos

• Recluta basófilos y linfocitos

• Angiogénico

• El bloqueo de IL-8 en modelos animales de

artritis previene la enfermedad inducida por

IL-1 o LPS

Badolato R, Oppenheim JJ. Role of cytokines, acute phase proteins, and chemokines in the progression of rheumatoid arthritis.

Semin Arthritis Rheum 1996; 26: 526-38

Otras Quimioquinas en AR

• CTAP-III

- Quimioatrayente para fibroblastos

- Estimula síntesis de MEC

• MIP-1αααα y ββββ

- Quimioatrayentes de monocitos y PMNs

• ENA-78

- Quimiotáctica neutrófilos

Anaya JM. Artritis reumatoidea. Asociac Colomb Reumatol 1998; 2: 23-37

Otras quimioquinas en AR

• GRO-αααα

- Quimiotácticos para PMNs

- Factor de crecimiento de fibroblastos

• MCP-1

- Quimoatrayente y activador de macrófagos,

DCs, mastocitos y basófilos

Anaya JM. Artritis reumatoidea. Asociac Colomb Reumatol 1998; 2: 23-37

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Otras Quimioquinas en AR

• RANTES

- Quimiotáctico para macrófagos, células T,

eosinófilos, mastocitos y basófilos

- Causa liberación de histamina

- Regula expresión de integrinas en linfocitos T

Anaya JM. Artritis reumatoidea. Asociac Colomb Reumatol 1998; 2: 23-37

5. Factores de crecimiento y

diferenciación, y estimuladores

de colonias

Factores de Crecimiento en AR

• PDGF- Reparación tisular y quimiotaxis

• GM-CSF - Factor de crecimiento mieloide

- Activa sinoviocitos tipo A

- Aumenta expresión de HLA II

• VEGF- Angiogénico y quimiotáctico

Anaya JM. Artritis reumatoidea. Asociac Colomb Reumatol 1998; 2: 23-37

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AR: Th1 vs Th2?

• Estado de actividad de la enfermedad

• Tiempo de evolución

• Tratamiento

• Esquema terapeútico

Gerli R, Bistoni O, Russano A, et al. In vivo activated T cells in rheumatoid synovitis. Analysis of Th1- and Th2-type cytokine

production at clonal level in different stages of disease. Clin Exp Immunol 2002; 129: 549-55

Rojas C, Restrepo J, Cortés M, et al. Citoquinas proinflamatorias y antiinflamatorias en suero y líquido sinovial de pacientes con

artritis reumatoidea activa, en remisión y osteoartritis. Rev Colomb Reumatol 1998; 5: 182-92

AR: Th1 vs Th2?

• Nódulo reumatoideo: INFγ, TNFα, IL-1β,

IL-18, IL-15, IL-10.

• AR se asoció a reducción de 40-50% en la

prevalencia de desordenes atópicos

Heissian P, Highton J, Kean A, Sun CK, Chin M. Cytokine profile of the rheumatoid nodule suggest that it is a Th1 granuloma.

Arthritis Rheum 2003; 48:334-8

Roon JA, Bijlsma JW. Th2 mediated regulation in RA and the spondyloarthropaties. Ann Rheum Dis 2002; 61: 951-4

Implicaciones Terapeúticas

• Terapia dirigida a citoquinas inflamatorias

- Terapia anti-TNF

- Terapia anti-IL-1

• Terapia con citoquinas antiinflamatorias

• Otros blancos terapeúticos

Choy E, Panayi GS. Cytokine pathways and joint inflammation in rheumatoid arthritis. N Engl J Med 2001; 344: 907-16

Smith J, Haynes M. Rheumatoid arthritis: a molecular understanding. Ann Intern Med 2002. 136: 908-22

Kuchroo V, Sarventnick N, Halfler D, Nicholson L. Cytokines and autoimmune diseases. Humana Press, 2002; 13: 317-54