1

Bases inmunolBases inmunolóógicas gicas de las reacciones alde las reacciones aléérgicas a medicamentosrgicas a medicamentos

DR. JOSDR. JOSÉÉ MMªª NEGRO ALVAREZNEGRO ALVAREZSERVICIO DE ALERGOLOGSERVICIO DE ALERGOLOGÍÍAA

H.UH.U. VIRGEN DE LA ARRIXACA. VIRGEN DE LA ARRIXACA

Profesor Asociado de AlergologProfesor Asociado de AlergologííaaUniversidad de Murcia (ESPAUniversidad de Murcia (ESPAÑÑA)A)

IMPACTO DE LAS REACCIONES DE

HIPERSENSIBILIDAD A FÁRMACOS

MEDIADAS INMUNOLOGICAMENTE

PRÁCTICACLÍNICA

SALUDPÚBLICA

DESARROLLODE FÁRMACOS

2

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE LAS REACCIONES STICAS DE LAS REACCIONES ALALÉÉRGICAS A FRGICAS A FÁÁRMACOSRMACOS

hSin exposición previa, aparecen a los varios días del tratamientohOcurren en pocos pacienteshSon responsables de pocos cuadros clínicoshPueden reproducirse con mínimas dosishEs frecuente la presencia de eosinofilia tisular o periféricahLa clínica desaparece tras cesar la administración del fármaco

Gruchalla R. JACI 2003: 111: 2 Part 3: S548-59

DIFICULTADES PARA MEJORAR EL CONOCIMIENTO DIFICULTADES PARA MEJORAR EL CONOCIMIENTO DE LAS REACCIONES ALDE LAS REACCIONES ALÉÉRGICAS A FRGICAS A FÁÁRMACOSRMACOS

hSon impredecibles cuando se presentan por primera vez

hNo se pueden reproducir en modelos animales

hA menudo se carece de la identificación delmetabolito del fármaco o del producto de degradaciónresponsable de la reacción

3

El que la mayorEl que la mayoríía de drogas acta de drogas actúúen como en como haptenoshaptenostiene una enorme importancia prtiene una enorme importancia prááctica, ya que ello va a ctica, ya que ello va a condicionar que en casi todos los casos que hagamos pruebas condicionar que en casi todos los casos que hagamos pruebas cutcutááneas con las mismas obtengamos resultados negativos, neas con las mismas obtengamos resultados negativos, sin que se pueda excluir una hipersensibilidadsin que se pueda excluir una hipersensibilidad..

Las molLas molééculas de < 1000 culas de < 1000 kDkD no son no son AgsAgs completoscompletos

Expresión de grupos reactivos(haptenos)

+Unión a proteínas transportadoras

(carrier)

REACCIONES INMUNOLOGICAS A FARMACOSREACCIONES INMUNOLOGICAS A FARMACOS

FÁRMACO CON GRUPOS REACTIVOS(Determinantes antigénicos = hapteno)

+Unión a proteínas transportadoras

(carrier)

RECONOCIMIENTO POR EL SISTEMA INMUNERECONOCIMIENTO POR EL SISTEMA INMUNE

FÁRMACO SIN GRUPOS REACTIVOS(prohapteno)

Metabolismo del fármaco

4

Macromolécula Ags “completos”

Insulina y HormonasEnzimas y ProtaminaAntisueros y Vacunas

Proteínas recombinantes

C. Químicos, “función”Multivalentes Succinilcolina

Compuestos de Amonio Cuaternario

HAPTENOSAntibioticos β- lactámicos

Barbitúricos, Quinidina, Cis- platinoDrogas Antitiroideas, Penicilaminas

Metabolismo aFormas HAPTÉNICAS

Fenacetina ------- HydroxylaminaSulfonamida ------ Hydroxylamina

Fenitoína ------ Oxido aránicoProcainamida ------ Hydroxylamina

Los fármacos como alergenos

AntígenosCompletos (inmunógenos + específicidad)

Incompletos (haptenos)

CLASIFICACIÓN DE LOS ANTÍGENOS

PROPIEDADES DE LOS ANTÍGENOS

Inmunogenicidad

Especificidad

No inmunogénicos

Hapteno + carrier Inmunogenicidad + especificidad

El El carriercarrier proporciona la proporciona la inmunogenicidadinmunogenicidad y el y el haptenohapteno la especificidadla especificidad

AntígenosT-dependientes

T-independientes

5

El inicio de la respuesta inmune depende de:El inicio de la respuesta inmune depende de:

h Hapteno o del metabolismo del fármaco: formación

de haptenos

h Unión de los haptenos a proteínas (séricas o

celulares)

h Tipo y estado de activación de la CPA

h Procesamiento del antígeno

h Capacidad de interacción con células T

PROTEINAS SOLUBLES(ej.: albúmina)

PROTEINAS CELULARES

MHCTcR

COMPLEJO HAPTENO - CARRIER

UNIÓN COVALENTE UNIÓN NO COVALENTE

(in vitro)

SUPERFICIE CELULAR

INTRACELULARES

6

Cadenalateral

Anillo β-lactámico

Anillo tiazolidínico

N

S

CH3

CH3

COOH

O

R-CONH

PENICILINAPENICILINA

CONJUGACION DE LOS CONJUGACION DE LOS ββ--LACTAMICOSLACTAMICOS

Otros conjugados incluyen: hÁcido bencilpenicilénico

hÁcido bencilpenamáldico

hÁcido bencilpeniciloico

hPeniciloilo

hPenicilenato

hPenicilánico

Conforman los llamados determinantes “menores”

Bencilpenicilina

En condiciones fisiológicas, aproximadamente el 95% de las moléculas debencilpenicilina se unen covalentemente a proteínas, formando el bencilpeniciloilo (BPO) que es el determinante antigénico mayoritario

Habitualmente el conjugado se forma con la Albúmina sérica

7

N

S

CH3

CH3

COOHO

R-CONH

PENICILINAPENICILINA

HN

S

CH3

CH3

COOH

O

R-CONH

PENICILOILO (PENICILOILO (det.det. ““mayormayor””))

C

NH

Proteína

N

S

CH3

CH3

C OO

R-CONH

PENICILANICO (det. menor)PENICILANICO (det. menor)

NH

Proteína

N

S

CH3

CH3

COOHO

PENICILENATO (det. menor)PENICILENATO (det. menor)

S Proteína

N

O

R_

N

S

CH3

CH3

COOHO

R CONH

Cadena lateralCadena lateral

N

S

CH3

CH3

COOHO

R CONH

Cadena lateral y anillo Cadena lateral y anillo ββ--lactlactáámicomico

S

CH3

CH3

COOHO

R CONH

Anillo Anillo tiazolidtiazolidííniconico

N N

S

CH3

CH3

COOHO

R CONH

Anillos Anillos tiazolidtiazolidííniconico y y ββ--lactlactáámicomico

8

N

S

CH3

CH3

COOHO

R-CONH

PENICILINAPENICILINA

HN

S

CH3

CH3

COOH

O

R-CONH

PENICILOILO (det. PENICILOILO (det. ““mayormayor””))

C

NH

Proteína

N

S

CH3

CH3

C OO

R-CONH

PENICILANICO (det. menor)PENICILANICO (det. menor)

NH

Proteína

N

S

CH3

CH3

COOHO

PENICILENATO (det. menor)PENICILENATO (det. menor)

S Proteína

N

O

R_

Baldo BA. Penicillins andcephalosporins as allergensstructural aspects of recognitionand cross-reactions. Clin ExpAllergy 1999; 29; 744-9.

Gruchalla R. Drug allergy. JACI 2003: 111:2 (Suppl 2): S548-59

R

N

S

CH3

CH3

COOHO

R-CONH

PENICILINAPENICILINA

HN

S

CH3

CH3

COOH

O

R-CONH

PENICILOILO (det. PENICILOILO (det. ““mayormayor””))

C

NH

Proteína

N

S

CH3

CH3

C OO

R-CONH

PENICILANICO (det. menor)PENICILANICO (det. menor)

NH

Proteína

N

S

CH3

CH3

COOHO

PENICILENATO (det. menor)PENICILENATO (det. menor)

S Proteína

N

O

R_

Baldo BA. Penicillins andcephalosporins as allergensstructural aspects of recognitionand cross-reactions. Clin ExpAllergy 1999; 29; 744-9.

Gruchalla R. Drug allergy. JACI 2003: 111:2 (Suppl 2): S548-59

R1 R2RadicalesR1

R2

9

PROTEÍNA+

HAPTENO

Enlace Covalente

Excreción

Excreción

SulfametoxazolHIDROXILAMINA

Metabolismo sulfonamidas

FORMACIFORMACIÓÓN DE CONJUGADOS HAPTENON DE CONJUGADOS HAPTENO--CARRIERCARRIER

DIVERSIDAD DE ANTICUERPOSDIVERSIDAD DE ANTICUERPOS

10

B3

IgE3

B1

IgE1

Hapteno

Carrier

Aducto

B2

IgE2

CAPTACICAPTACIÓÓN Y PROCESAMIENTON Y PROCESAMIENTO

DEL CONJUGADO HAPTENODEL CONJUGADO HAPTENO--CARRIERCARRIER

11

CCéélulaslulasdendrdendrííticasticas

CCéélulas delulas deLangerhansLangerhans

Linfocitos BLinfocitos B

MacrMacróófagosfagos

EXPRESIÓN DE MOLÉCULAS DE CLASE I Y DE CLASE II DEL MHC

OTRAS COTRAS CÉÉLULAS QUE PUEDEN EXPRESAR MOLLULAS QUE PUEDEN EXPRESAR MOLÉÉCULAS DE CLASE IICULAS DE CLASE II(inducidas por IFN(inducidas por IFN--γγ))

- CCÉÉLULAS ENDOTELIALESLULAS ENDOTELIALES-- CCÉÉLULAS EPITELIALES Y DEL ESTROMALULAS EPITELIALES Y DEL ESTROMA

CCÉÉLULAS PRESENTADORAS DE ANTLULAS PRESENTADORAS DE ANTÍÍGENOGENO

Célula deLangerhansepidérmica

Célula dendríticadérmica

Célula velada

?

Área paracorticalde células T

Folículo decélulas B

GANGLIOLINFÁTICO

Célulainterdigitante

DERMIS

Vaso linfático

12

RECONOCIMIENTO DEL ANTRECONOCIMIENTO DEL ANTÍÍGENOGENO

Ribosomas

Retículoendoplasmático

Endosoma

Antígenoexógeno

ATPH+

ADP

MHC clase II+

Ag procesado

Reconocimientopor

linfocitos T CD4+

Aparato de Golgi

MHC clase II+

cadena invariable

VÍA ENDOSÓMICA

NÚCLEO Hapteno

Complejo LMP

Complejohapteno-carrier

TransportadorTAP

MHC clase I (con la β2 microglobulina)+

antígeno endógeno

MHC clase I+

Ag procesado

Reconocimientopor

linfocitos T CD8+

VÍA CITOSÓLICA

Vesícula

P

P

P

Proteínaendógena

13

CAPTACICAPTACIÓÓN DEL COMPLEJON DEL COMPLEJOHAPTENOHAPTENO--CARRIERCARRIER

CARRIERCARRIER HAPTENOHAPTENO COMPLEJOCOMPLEJOHAPTENOHAPTENO--CARRIERCARRIER

TCD4 +

TCD8+

PROCESAMIENTOPROCESAMIENTO

P

P

P

CAPTACICAPTACIÓÓN DEL COMPLEJON DEL COMPLEJOHAPTENOHAPTENO--CARRIERCARRIER

CARRIERCARRIER

B

B

HAPTENOHAPTENO COMPLEJOCOMPLEJOHAPTENOHAPTENO--CARRIERCARRIER

PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN

PROCESAMIENTOPROCESAMIENTO

ThINTERACCIINTERACCIÓÓN TN T--BB

14

Célula T

Célula Presentadora de Antígeno

JJD

VV

J

Cadena α Cadena β

Superantígeno

Célula T

JJD

VV

J

Cadena Cadena αα Cadena Cadena ββ

PP--i i concepconcep

Pichler WJ. Modes of presentation of chemical neoantigens to the immune system. Toxicology 2002; 181-2; 49-54

Gerber BO, Pichler WJ. Cellular mechanisms of T cell mediated drug hypersensitivity. Curr Opin Immunol. 2004; 16: 6: 732-7.

Pichler WJ. Direct T-cell stimulations by drugs—bypassing the innate immune system. Toxicology 2005; 209; 2: 95-100

LIDOCAÍNA MEPIVACAINA SULFOMETOXAZOL ALOPURINOL

ROFECOXIB

TCR

Unión no-covalente

Depende de la estructura del fármaco

TCR/Célula T

RI incompleta

Activación y expansión de células T de memoria en las que si que intervino el CMH

Ejemplo: exantemas

15

RESPUESTA INMUNERESPUESTA INMUNE

ANTIGENO(hapteno)

LB

Ac IgE Ac IgG/IgM/IgA

LTc

CPA

LThCD4

CPA

LISIS DE LACELULA DIANA

Th2 Th1 Th1

16

Naturaleza del antígeno

Thp(naïve)

IL-12IFN-αIFN-γIL-18

IL-4PGEProgesterona?

Dosis de antígeno

Célula presentadora del antígeno

Th1IL-2TNF-βIFN-γ

IL-4IL-5IL-6IL-10IL-13

Th2

Th0IL-2INF-γIL-4IL-5IL-6IL-10

Cambio isotipocel B a producir IgE

Cambio isotipocel B a producir distintas Igs

RESPUESTA INMUNE MEDIADARESPUESTA INMUNE MEDIADA

POR ANTICUERPOS POR ANTICUERPOS IgEIgE

REACCIONES DE HIPERSENSIBILIDAD INMEDIATAREACCIONES DE HIPERSENSIBILIDAD INMEDIATA

Anafilaxia

Urticaria

Angioedema, etc.

17

Células B memoria Células plasmáticas Ig

Antígeno

Célula B virgen

YIgM

YIgD

IgM Y

IgG Y

IgA Y

IgE Y

+ Ag+ Ag

+ Ag+ Ag

+ Ag+ Ag

+ Ag+ Ag

IgM

IgG

IgA

IgE

Maduración de la afinidad Diferenciación

YYReceptor de altaafinidad para IgE

(FcεRI)IgE

Antígeno

G?

PTK?

Fosfolipasa C

PIP2

DAG

IP3

PKC inactiva

PKC activaCa++

F o s fol i p

i do

s

Cadena ligera dela miosina-fosfatoGránulo

secretorio

E X O C I T O S I S

HistaminaEnzimas

CitocinasF. quimiotácticos

Ca++Ca++

Calcio-calmodulinakinasa

Cadena ligera dela miosina-fosfato

Fusógenos

Fosfolipasa A2

F o s f a t i d i l c o l i n a ( P C)

Liso-PC

Ácidoaraquidónico

Ciclo-oxigenasa 5-Lipoxigenasa

PGG2PGH2

5-HPETE

LTA4

LTB4

LTC4

Tromboxanos

Prostaciclina

Prostaglandinas

S E C R E C I Ó N

TxA2 PGI2 PGD2PGE2

PGF2α

LTC4 LTD4 LTE4

RETICULOENDOPLASMÁTICO

18

ANTIGENO(hapteno + carrier)

Ac IgE

CPA

LB

YY

Y YY

Y

Interacción T - B

Y Y

MASTOCITO

Y Y

EOSINÓFILO

Y Y

BASÓFILO

LIBERACIÓN DE MEDIADORES

DAÑO TISULAR

LTh2

CÉLULA B

CÉLULA TTransmite señal coestimuladora

CD28/CD152CD5

CD72 CD80/CD86

Proporciona señalcoestimuladora

CD154(CD40L)

Transmite señalinductora CD80/CD86

CD40

Señal inductorade CD80 y CD86

MHC clase II+ antígeno

Y

Transmite señalantígeno específica

TCR

CD4

p56lck

ICAM-1(CD54)

LFA-1

Transmite señalaccesoria

LFA-3(CD58)

CD2

Antígeno

Ig demembrana

19

Ac IgEYY YYY

Th2 B

CD40CD40L

CD80CD28

IL- 4

IL- 13

Célula plasmática

IL- 6TNF-αsCD23 (29-37 kD)

IFN-γ TGF-βIFN-α IL-8IL-10 PAFIL-12 sCD23 (16 kD)

AUMENTO SECRECIÓN DE ANTICUERPOSCAMBIO DE ISOTIPO

Producción de anticuerpos

PROLIFERACIÓN CÉLULA BPRODUCCIÓN DE ANTICUERPOS

CD40CD40L

CD80CD28

Célula plasmática

CITOCINAS

Th B

B

Célula B memoria

20

MASTOCITO EOSINOFILO BASOFILO

IFN-γTNF-βIL-2TNF-αGM-CSFIL-3

IL-4PGE

IL-12IFN-γIL-18

TNF-α

IL-5

IL-3IL-5GM-CSF

IL-3IL-4IL-9IL-10

IL-4IL-13IL-6

IL-1IL-12

ANTIGENO

IgE

YYY

Y

Y Y Y YY Y

B

Th0

Th2 Th1

CPA

RESPUESTA INMUNE MEDIADA POR

ANTICUERPOS CITOTÓXICOS (IgG - IgM)

Anemia hemolítica (penicilina, PAS, fenacetina, quinidina, quinina, etc.).Púrpura trombocitopénica (quinidina, sales de oro, sulfamidas, diuréticos tiacídicos, meprobamato, fenilbutazona, etc.).Agranulocitosis (sulfamidas, drogas antitiroideas, fenilbutazona, cloramfenicol, anticonvulsivantes, etc.).

21

Fármaco Célula dianaAnticuerpos IgG o IgM Complemento

Y

Y Y

YY YY

Y

YY

Y

Y Y

Y

Y Y

LISIS CELULAR

RESPUESTA INMUNE MEDIADA POR

INMUNOCOMPLEJOS

Fenómeno de Arthus (insulina).Enfermedad del suero (antitoxinas equinas, penicilina, sulfamidas, tiouracilo e hidantoínas).Vasculitis (penicilina, sulfamidas, alopurinol, fenilbutazona, tiouracilo e hidantoínas).

22

REACCIONES TIPO III O POR INMUNOCOMPLEJOS

YYYY

Y

Y YY

Y

Y

Y Y Y

YY Y

Y YY

Y

Y

Y Y Y

YY

Antígeno Anticuerpos IgG o IgM Complemento

PMNInmunocomplejo

RESPUESTA INMUNE MEDIADA POR

LINFOCITOS T CITOTÓXICOS

Dermatitis de contacto (neomicina, penicilina, sulfamidas, prometazina, anestésicos locales, etc.).Fotodermatitis (dimetilclortetraciclina. sulfamidas, etc.).Erupciones fijas (pirazolonas, barbitúricos, sulfamidas, tetraciclinas, etc.).

23

TCD8+

QUERATINOCITO(célula diana que expresa el antígeno en su superficieen el contexto de las moléculas de clase I y II del MHC)

Ambas subpoblaciones de linfocitos T (CD4+ y CD8+) pueden actuar comocitotóxicos en diferentes afectaciones cutáneas producidas por fármacos

TCD4 +

IL-2

IFN-γ

T CD4+

J

APOPTOSIS CELULARMEDIADA POR PERFORINA

T CD8+

J

RESPUESTA T CITOTÓXICA

24

Pichler WJ. Delayed Drug Hypersensitivity Reactions. Ann Int Med 2003; 139: 8: 683-693

TIPO IV a (TH1)IFNIFNγγ -- monocitomonocito

TIPO IV b (TH2)ILIL--5, IL5, IL--4 4 -- eosineosinóófilofilo

TIPO IV dILIL--8 8 -- PMNPMN

Th1 M

TIPO IV c (CTL)CD 4, CD 8

Th2 Eos

CTL

CTL

PMNCD8

Uniones covalentes y no covalentes

EczemasExantemas

RashS. Lyell

Gracias por su tiempo y atenciGracias por su tiempo y atencióónn