INMUNIDAD EN LA

GESTACION

Dr. Juan Rodriguez-Tafur D.

Profesor Asociado de Farmacologia e

Inmunologia

Facultad de Medicina

Universidad Nacional Mayor de San Marcos

El volumen intravascular incrementa de 30 a 50%

El embarazo genera un estado pro-trombótico.

Anemia por hemodilución en el tercer trimestre delembarazo

Trombocitopenia hasta en un 8%

El eritema facial y palmar pueden simular eritemamalar

Sensibilidad articular pueden confundirse con artritispor LES.

Salmon et al J Clin Invest 2004;114:15-17

Wong et al Postgraduate Med J. 2001;77:157-65

FISIOLOGÍA DEL EMBARAZO

Embarazo Postparto

Corticoesteroide

Prolactina

Estrógenos

Progesterona

TNF alfa

IL-12

Interferón

IL-4

IL-10

RECHAZO DEL TRANSPLANTE ES UNA RESPUESTA INMUNE

INJERTO

PIEL

RECHAZO

INJERTO

DIA 3

RECHAZO

INJERTO

DIA 10

COMPLEJO MAYOR DE

HISTOCOMPATIBIDAD

(MHC)

Definición

• El Complejo Mayor deHistocompatibilidad es una regiónde genes altamente polimórficos,localizados en el brazo corto delcromosoma 6, cuyos productos seexpresan sobre la superficie deuna gran variedad de células.

EL EL HOMBRE EL MHC HLAEN EL RATON H2EN EL PERRO DLAEN EL MONO RHESUS RhLA

FUNCIONES DEL CMH:

RECONOCIMIENTO INMUNE:Reconocimiento de los antígenos protéicos unidosa la superficie de otras células por la célula T.

Determina la especificidad de las células Tcitotóxicas para las moléculas de clase I y de lascelulas T colaboradoras o helper para las moleculasde clase II.

RECHAZO AL TRANSPLANTE:Diferenciar antígenos propios de extraños

Genética• El sistema consiste en 3 juegos de genes

localizados en el brazo corto del cromosoma

6 y se extiende a lo largo de 3500kb:

– HLA Clase Ia: HLA-A, HLA-C, HLA-B, HLA-D, HLA

Clase Ib:HLA-E, HLA-F, HLA-G.

– HLA clase II: HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR

– Moleculas de Clase III: C2, alfa y beta hidroxilasa,

HSP-70, TNF-alfa, Linfotoxina beta.

• Existe un gen localizado en el cromosoma 15

que sintetiza la b2 microglobulina que

conforma la molécula HLA I

• Los individuos expresan seis moléculas

HLA-I, y 10 a 20 productos HLA-II

Mapa esquemático del

Complejo Mayor de Histocompatibilidad

Mapa del Locus del CMH humano

1

3

2

b2m

Moléculas de Clase I - MHC

• Constituído por una

cadena alfa y una cadena

de beta2-microglobulina

• Dominios:

– De unión peptídica

– Similar a inmunoglobulina

– Transmembrana

– intracitoplasmático

Molecules de Clase II - MHC

b2

b1

2

1

• Consta de dos cadenas

de polipéptidos alfa y

beta iguales.

• Su división es análoga a

la HLA clase I

• El dominio beta2

contiene la región de

unión al CD4

Medawar & Billingham, Nature, 1953

• Cuatro hipótesis:

– El feto pierde la inmunogenicidad

– Disminución significativa de la respuesta

inmune durante la gestación.

– El útero es un sitio inmunoprivilegiado

– Barrera inmune elaborada por la placenta:

• Tolerancia a un feto semi-alogénico por un sistema

inmune materno parece principalmente un mecanismo

activo:

El tejido fetal previene desde el inicio su reconocimeinto

como tejido foraneo y/o es rechazado por el sistema

inmune materno.

El fetus ”semi-alogenico”

Hipótesis que explicarían la

Tolerancia materna al Feto.

• HLA/HLA-G expresado por el trofoblasto

• El balance Th1/Th2

• Las celulas regulatorias T CD4+CD25+

• Otros– El Factor inhibidor de Leucemia (LIF)

– Indoleamina 2,3-dioxigenasa (IDO)

– Macrofagos supresores

– Hormonas

– CD95 y sus ligandos

– Anexina II

– Baja actividad del complemento

– Antigenos trofoblasticos ocultos

(Thellin et al, Current Opinion of Immunology 2000)

Sistema HLA y el feto semi-

alogenico

Human Leucocyte Antigen (HLA)

Major Histocompatibility Complex (MHC)

• Muchas Clases de genes HLA:

– HLA clase Ia (HLA clasicos – Antigeno de Clase I; se

expresan en casi todas las celulas)

• HLA-A, HLA-B, HLA-C

– HLA clase Ib (HLA no clasicos – Antigenos de Clase I )

• HLA-E, HLA-G, HLA-F

– HLA clase II (se expresan en celulas presentadoras de

antigeno, celulas B)

• HLA-DR, HLA-DP, HLA-DQ

Descubiertos / rechazo de los transplantes (Jean

Dausset 1952/1953).

La funcion del HLA / MHC fue descubierta en los 70.

(Zinkernagel & Doherty 1974).

Moleculas MHC/HLA presentan peptidos antigenicos a

las celulas T a traves del TCR (receptor de la celula T).

Los peptidos antigenicos (ej patogenos) son reconocidos

por una combinacion con una variante individual propia

del HLA.

Human Leucocyte Antigen (HLA)

Major Histocompatibility Complex (MHC)

Los HLA clasicos de Clase Ia son

moleculas

altamente polimorficas

HLA-A10

HLA-B12

HLA-Cw5

HLA-A26

HLA-B8

HLA-Cw5

HLA-A25

HLA-B40

HLA-Cw2

HLA-A11

HLA-B16

HLA-Cw8

HLA-A23

HLA-B12

HLA-Cw1

HLA-A3

HLA-B5

HLA-Cw7

HLA-A2

HLA-B27

HLA-Cw6

HLA-A24

HLA-B8

HLA-Cw4

HLA-A25

HLA-B12

HLA-Cw1

HLA-A19

HLA-B15

HLA-Cw2

HLA-A19

HLA-B14

HLA-Cw8

HLA-A28

HLA-B17

HLA-Cw5

Los HLA no clasicos de Clase Ib son

moleculas casi monomorficas

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA-G

HLA-E

HLA-F

HLA en el EmbarazoHLA-Am, -Bm, -Cm

HLA-Am, -Bm, -Cm

m = materno

p = paterno

HLA-Am, -Bm, -Cm

HLA-Ap, -Bp, -Cp

HLA-Gm, -Em, -Fm, -Cm

HLA-Gp, -Ep, -Fp, -Cp

Madre – HLA clase Ia

Feto – HLA clase Ia

Placenta – HLA clase Ib

class II class III class I

DP DQ DR B C E A G F

Human Leucocyte Antigen (HLA) system

Major Histocompatibility Complex (MHC)

Cromosoma 6

HLA clase Ia y II (-A, -B, -C, -DR etc): alto polimorfismo

HLA clase Ib (-G, -E, -F): casi monomorfica

Expresión del HLA-G en el

Blastocisto• La expresión de HLA-G puede ser

detectada ya en el Blastocisto

IVF = en fertilizacion in vitro

’embriones humanos preimplantacionales’ (o blastocistos)

Expresión de HLA-G en

blastocisto/embrión

• Detección de ARNm HLA-G en alrededor de 40% de los embriones

humanos preimplantacionales (Jurisicova et al 1996, Cao et al 1999).

• No deteccion de ARNm HLA-G en embriones humanos.

(pero solamente se investigaron 11 embriones) (Hiby et al 1999).

• Deteccion de HLA-G soluble en el sobrenadante del cultivo de

algunos embriones humanos para Fertilizacion in vitro despues de las

46-72 horas (en total >1000 cultivos de embriones) (Fuzzi et al 2002, Sher et

al 2004, Noci et al 2005, Yie et al 2005).

• 36% positivo HLA-G soluble en cultivos de embriones unicos (Noci et al

2005).

• No deteccion de HLA-G soluble en cultivos de embrion humano (Lierop

et al 2002).

• Expresion de ARNm HLA-G y de HLA-G soluble ha sido asociado con

un incremento en la tasa de clivaje, comparado con embriones que

perdieron la expreion de HLA-G. (Jurisicova et al 1996, Yie et al 2005).

El HLA-G soluble y el éxito de la

fertilización in vitro

• La tasa de gestación en mujeres quienes tenian

embriones trasferidos de cultivos donde se detectaba

HLA-G soluble es significativamente mas alta que en

mujeres que tenian embriones trasferidos a partir de

cultivos negativos a HLA-G soluble. (Fuzzi et al 2002, Sher

et al 2004, Noci et al 2005, Yie et al 2005)

• El embarazo y los nacimientos vivos son observados

en ciclos de fertilizacion in vitro con HLA-G negativo;

Sin embargo la tasa de abortos expontaneos es mas

alta en grupos con HLA-G negativos (25%) vs grupos

con HLA-G positivos (11%) (Yie et al 2005)

Expresión de HLA-G

• Positivo HLA-G (tejido normal):

– Citotrofoblasto extravellocidad de la placenta(EVCT), dedicua

que invade a la EVCT, sincitiotrofoblasto (HLA-G soluble)

– Timo, algunos monocitos y células T, esporádico en pocos

tipos de células y tejidos.

Vellocidad Anclandose

DeciduaHLA-G HLA-G Citoqueratina

(Emmer et al. Human Reproduction 2002; 17:1072)

(12.-13. semanas de gestacion)

Gen de HLA-G, ARNm, proteína,

isoformas

Funciones del HLA-G

Posible contribución del HLA-G en el proceso de

implantación:

1) Unir el Blastocisto con el Endometrio• HLA-G han sido comprometido en la adhesion celular.

(Ødum et al 1991)

2) El Trofoblasto invade el tejido uterino y las arterias

espirales de la madre.• HLA-G es expresado por celulas del trofoblasto endovascular y

puede modular la angiogenesis (Le Bouteiller et al)

3) Trofoblasto interacciona con celulas efectoras

inmunes maternas• HLA-G interactua con receptores en las celulas inmunes.

Célula T respondedora

TCR

Célula estimuladora

HLA-DR4

HLA-

DR4

HLA-

DR1

HLA-G

Inhibición de la

Respuesta allo-CTL

IL-10

TNF-

INF-

Respuesta de los Linfocitos T Alo-citotoxicos (CTL)

HLA-G

Aumento de la

Respuesta alo-CTL

IL-10

TNF-

INF-

EMBARAZO NO COMPLICADOABORTO RECURRENTE YPRE-

ECLAMPSIA

Aumento de la

respuesta Th1 y

Disminucion de la

respuesta Th2:

IL-2

INF-

(TNF-)

(Kapasi et al 2000)

Producción de

citoquinas Th2:

IL-4

IL-5

IL-10

IL-13

Disminución de la Actividad

Citotóxica de las Células NK

Funciones del HLA-G• Mucho estudios in vitro han mostrado que el HLA-G

y HLA-E protejen contra la lisis mediada por celulasNatural Killer.

Significado Funcional

• La variacion de las secuencias del gen del

HLA-G influye en la expresion individual de

HLA-G.

• Expresion baja o aberrante del HLA-G unido

a membrana y soluble puede tener

implicancias para la interaccion con celulas

NK y T asi como el perfil de citocinas que se

produzca durante la gestacion.

Funciones del HLA-GSupresión de las celulas T alo-reactivas

Cel. T respondedora

TCR

Celula estimuladora

HLA-DR4

HLA-

DR4

HLA-

DR1

K562

HLA-G1

Inhibición de la

alo-proliferación de la

Celula T

receptor inhibitorio

(ILT-2, p49 ?)

(Carosella et al. Immunol Today 1999; 20:60 / Riteau et al. J Reprod Immunol 1999; 43:203)

‘Reaccion Mixta de Linfocitos’ (MLR) respondedor CD4+

Celula T

Secreción de

sHLA-G5

(Lila et al

PNAS 2001;

98:12150)

Aceptación del Feto semi-

alogénico…• No expresión de HLA polimorfico de clase Ia

y II en celulas fetales trofoblasticas en la

placenta.

• Ninguna lisis mediada por celulas Natural

Killer.

• Expresion de HLA no polymorfico de clase Ib

por el trofoblasto: HLA-G (HLA-E y –F)

• El perfil de esta expresión puede influir en el

perfil de citocinas en favor del mantenimiento

de la gestacion.

HLA-Am, -Bm, -Cm

HLA-Am, -Bm, -Cm

m = madrel

p = padre

HLA-Am, -Bm, -Cm

HLA-Ap, -Bp, -Cp

HLA-Gm, -Em, -Fm, -Cm

HLA-Gp, -Ep, -Fp, -Cp

Madre – HLA Clase Ia

Feto – HLA Clase Ia

Placenta – HLA Clase Ib

Embarazo después de la

Fertilización in vitro y HLA-

G soluble

• En 20 mujeres que habian tenido abortos espontaneos

tempranos la concentracion de sHLA-G preovulatoria

estuvo significativamente reducida comparada con

mujeres con un embarazo intacto.

• La misma diferencia fue observada durante el monitoreo

de los niveles de sHLA-G en embarazos intactos vs

abortos espontaneos tempranos hasta la 9na semana de

gestacion (p < 0.0001).

(Pfeiffer et al 2000)

Secreción del LIF esta

relacionado al ciclo

de producción de

Progesterona.

Balance de las

Subpoblaciones

linfocitarias y sus

implicancias en la Toleracia

del Aloinjerto (Feto)

Unidad uteroplacenta: Citocinas TH1 IFN- alfa, TNF

alfa, IL-2.

Unidad fetoplacenta :citocinas TH2: IL-4, IL-6, IL- 10. Inhibición de TH1.

TH2 TH1

Puerperio TH1 TH2

Endocrinol Dis Clin North Am1995;24:187-205.

El balance Th1/Th2

El balance Th1/Th2

El embarazo exitoso correlaciona mas

frecuentemente con una respuesta de

tipo Th2 que con una respuesta de tipo

Th1. Sin embargo, el concepto de

Th1/Th2 puede ser demasiado

simplista.

Th0Thp’Thp

Th1

Th2

Precursor

CD4+

IL-2 IL-2

IL-2

LT

IFN-

IL-4*

IL-5*

IL-6

IL-9

IL-10

IL-13*

IL-25

IL-31

IL-2,IL-4

IFN-

IL-12

(+) IFN-

(-) IFN-

(-) IL-4

(+) IL-4

Th3

TGF-bSuprimer Th1

y Th2

Linfocitos CD4+

TCR /b

Tr1

CD4+

CD25+

Suprime Th1

IL-10

TGF-b

Tr

Linfocitos T reguladores

Natural vs. Inducidos (bTCR x dTCR)

GATA-3

STAT-6IL-4

IFN-γ

IL-17

IL-17F

IL-22

TGF-β1

Otros factores?

Defensa contra

gusanos parásitos

Alergia, asma

Defensa contra

Parásitos

Intracelulares

Defensa contra

bacteria extracelular

Autoinmunidad Cancer

Inmunosupresión

Th2

Th1

Th17

Treg

IL-4

IL-12

TGF-β1

IL-23

IL-6

TGF-β1

Célula Th0

indiferenciada T-bet

STAT-4

STAT-3

RORγt

Foxp3

El balance Th1/Th2

HLA-G/sHLA-G???

Células T Reguladoras (Tregs)

CD4+CD25bright(FoxP3+)– CD4: co-receptor que

se une al MHC class II

– CD25: cadena alfa delreceptor IL-2

– FoxP3: factor esencialde transcription para ladiferenciacion encelulas T regsCD4+CD25+

• Tregs importantes por su potencial para prevenirenfermedades autoinmunes.

• Pueden tambien jugar un papel importante en lainducción de tolerancia en el transplante de órganos.

(Sasaki et al 2004)

• Ratones:– Transferir cels Tregs CD4+CD25+ de un raton normal embarazado

a un raton abortador previene los abortos espontáneos.

– TGF-beta y el LIF decidual aumentaron en los ratones tratadoscon celulas T regs. (Zenclussen et al 2006)

• Humanos:– La gestación esta asociada con un aumento en la circulacion de

celulas T regs CD4+CD25+, y tambien con un aumento de estas enla decidua, durante el inicio de la gestacion. (Somerset et al 2004;Tilburgs et al 2006)

– La proporcion de cels Tregs CD4+CD25bright deciduales hanmostrado ser significativamente bajas en casos de abortosespontaneos comparado con abortos inducidos.

– La disminucion de celulas T regs CD4+CD25+ en los abortosespontaneos puede inducir activación de linfocitos maternoscontra el feto semi-alogenico.(Sasaki et al 2004)

Células T Reguladoras en la

reproducción

HLA y ciertas

complicaciones de la

gestación…

Abortos espontaneos recurrentes =

Perdida temprana del Embarazo

Las anormalidades cromosomales son la mas frecuente causa de

aborto espontaneo – sin embargo, muchos abortos son

”inexplicables” y pueden ser debidos a una disfuncion

inmunologica.

Gestación y la variación

funcional de los

Anticuerpos

Función

Efectora

Uniones a FcR

(Mac, Mono)

Uniones a FcR

(neutrófilos; céls NK)

C Fijación

(unión a C1q)

Unión

C4b

Immunol Rev 1998 Jun;163:77-87

Paradoxical behavior of asymmetric IgG antibodies.

Margni RA, Malan Borel I

Changes in the quantity and quality of antibodies occur in the course of a

immune response. Asymmetric antibodies have two paratopes, one of high

affinity, with K0 similar to that of symmetric antibodies, and the other one with

an affinity for the antigen 100 times lower.

When asymmetric IgG antibodies are specific for self-antigens, they prove

beneficial for the host by exerting regulatory functions.

In allergic manifestations, in autoimmune diseases and especially during

pregnancy, despite the fact that the antigens responsible for the process are

foreign to the host, they also perform beneficial activity.

During pregnancy, the placenta secretes molecules or factors that regulate

the synthesis of these antibodies, thus favoring fetal protection.

A progesterone-induced protein increases the synthesis of

asymmetric antibodies.

Kelemen K, Bognar I, Paal M, Szekeres-Bartho J

Cell Immunol 1996 Jan 10;167(1):129-34

The immunological effects of progesterone are mediated by a 34-kDa protein named the

progesterone-induced blocking factor (PIBF). PIBF induces increased production of Th2-type

cytokines; thus, it might stimulate antibody synthesis by B cells. There is a population of antibodies

which, owing to the presence of a mannose-rich oligosaccharide residue on one of the Fab arms of

the molecule, possess an asymmetric structure. Due to the asymmetric structure these molecules

have no effector functions; however, they might act as blocking antibodies.

Lymphocytes from healthy pregnant women produce significantly more PIBF than those of women

with pathological pregnancies.

The present studies revealed a positive relationship between asymmetric antibody content of the

sera and PIBF expression on lymphocytes. Blocking of progesterone receptors by RU 486 or

neutralizing endogenous PIBF activity by specific antibody significantly reduced the production of

asymmetric antibodies in pregnant mice. Effector function of conventional and asymmetric

antibodies was compared in a TNF alpha neutralization assay.

Purified asymmetric anti-TNF alpha antibodies did not neutralize the cytotoxic effect of TNF alpha

on L929 murine fibroblast target cells, whereas conventional anti-TNF alpha antibodies in the same

concentration significantly (P < 0.001) reduced cytotoxicity. Our data suggest that PIBF induces

increased production of asymmetric antibodies. These antibodies fail to exhibit effector functions

and by blocking fetally derived antigens might contribute to protection of the fetus.

HLA / preferencias de unión/

el olor del cuerpo

Experimentos de las camisetas…….

• Estudios de endogamia en cepas de ratones y en poblaciónhumana cerradas se han revelado, la evitación en lapreferencias de sujetos con un muy alto numero de genes delMHC concordantes. (en humanos, estudiantes mujeres nogustaban del olor de las camisetas de sus compañerosestudiantes con identicos alelos HLA.…)

(e.g. Potts et al 1991, Wedekind et al 1995, Ober et al 1997)

• Deficiencia de homozigotes reportado en poblaciones pequeñasy aisladas. (e.g. Ober et al)

• En poblaciones humanas la frecuencia de heterozigotes delMHC son tipicamente mas altas de las esperadas por el azar.

• Posible mecanismos…..

– Suprimir la endogamia (ej. Bateson 1983)

– La heterozigotidad del MHC confiere una ventaja

selectiva contra múltiples infecciones y cepas de

germenes. (Penn et al 2002)

– En ratones, el MHC parece influir en la fertilizacion y

en el resultado del embarazo; puede tambien

seleccionar oocitos/esperma. (ej. Wedekind et al 1996, Rühlicke

et al 1998, Exley & Warner 1999).

HLA / preferencias de unión/

el olor del cuerpo

Puedo invitarte un trago?

En la discoteca……

Voz baja – Yo pienso que tu

eres my tipo (HLA)......Puedo invitarte un trago?

Disculpa – Yo no pienso

que tu seas mi tipo....

HLA / preferencias de union/

el olor del cuerpo

• Deteccion de que el MHC-media el

olor corporal puede resultar de una

estrecha ligazon entre los loci del

MHC y de genes de los receptores

olfatorios.(Fan et al 1996, Amadou et al 1999)

• MHC/HLA especificos puede estar

relacionado a los olores pudiendo

ser estos proteinas soluble del

MHC, las moleculas de olor se

unirian selectivamente a proteinas

del MHC, o por productos del MHC-

especifico con la colonizacion de

bacterias en la piel y axilas.(Yamazaki et al 1999, Vincent & Revillard 1979,

Pearse-Pratt et al 1999) (Ehlers et al 2000. Genome research 10:1968-1978)

Muchas Gracias..

Dr. Juan Rodríguez-Tafur D.

Profesor Asociado de

Farmacología e Inmunología.

Facultad de Medicina - UNMSM

jrodriguezt@unmsm.edu.pe

rodrigueztafur@hotmail.com