Báo cáo môn học miễn dịch học chủ Đề wiskott – aldrich syndrome

Phần lớn các đột biến WAS nằm trong vùng EVH1 và dẫn đến giảm ái lực với WIP protein tương tác với WASp và làm giảm biểu hiện WASp do quá trình phân giải protein... Liên kết của WASp với

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯƠꀀNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƯ꼣 NHIÊN

HỌ V TÊN HVCH: LÊ THỊ NHƯ QUỲNH

MSHV: 21C63007

BÁO CÁO MÔN HỌC: MIỄN DỊCH HỌC

CHỦ ĐỀ:

WISKOTT – ALDRICH SYNDROME

TP Hồ Chí Minh – Năm 2022

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯƠꀀNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƯ꼣 NHIÊN

Họ và tên HVCH: LÊ THỊ NHƯ QUỲNH

BÁO CÁO MÔN HỌC: MIỄN DỊCH HỌC

CHỦ ĐỀ:

WISKOTT – ALDRICH SYNDROME

Khoa: Sinh học – Công nghệ sinh học

Ngành: SHTN – Sinh lý động vật

Khoá: 31

NGƯƠꀀI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

Giảng viên: TS TRẦN BÍCH THƯ

TP Hồ Chí Minh – Năm 2022

Mục lục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

CHƯƠNG 2 CƠ CHẾ BỆNH SINH 1

1 Đột biến gen WAS và các kiểu hình lâm sàng của bệnh 1

2 Protein WAS: cơ chế hoạt động và vai trò 3

2.1 Cơ chế hoạt động của WASp 4

2.2 Vai trò của WASp 5

3 WAS gây ra các khiếm khuyết trong tế bào miễn dịch 5

3.1 Ảnh hưởng đến khả năng di cư, di động của tế bào miễn dịch 5

3.2 Khiếm khuyết trong tế bào lympho T và synape miễn dịch 6

3.3 WASp ảnh hưởng đến hoạt động tế bào lympho B 7

3.4 Giảm tiểu cầu 8

CHƯƠNG 3 CA BỆNH LÂM SNG 8 CHƯƠNG 4 CHẨN ĐOÁN V ĐIỀU TRỊ 10 4.1 Chẩn đoán 10

4.2 Điều trị 11 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 12

TI LIỆU THAM KHẢO 13

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

- WAS: Wiskott–Aldrich syndrome

- WASp: Wiskott–Aldrich syndrome protein

- XLT: X-linked thrombocytopenia

- XLN: X-linked neutropenia

- WIP: WASP-interacting protein

- ARP 2/3: actin-related protein

- B: basic domain

- CDC42: cell division cycle 42

- EVH1: Ena-VASP homology domain

- GBD: guanosine triphosphate binding domain

- P phosphate; PP: polyproline domain;

- VCA: verprolin homology/ central/ acidic domain

- DC: dendritic cells

- TCR: T-cell receptors

- IS: immune synapse

- cSMAC: center supramolecular activation cluster

- pSMAC: peripheral supramolecular activation cluster

- TVTG: Intravenous Ig

- HSCT: hematopoietic stem cell transplantation

- HLA: Human leukocyte antigens

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

Hội chứng Wiskott Aldrich (WAS) là một hội chứng suy giảm miễn dịch nguyên phát

do sự rối loạn di truyền lặn liên kết nhiễm sắc thể X, đặc trưng bởi bộ ba lâm sàng là giảm tiểu cầu, bệnh chàm và nhiễm trùng tái phát Tỉ lệ mắc 1-10/1000.000 ca và chiếm 3% trong tổng

số các rối loạn suy giảm miễn dịch nguyên phát

Năm 1937, bệnh được bác sĩ Alfred Wiskott mô tả là một hội chứng ảnh hưởng đến ba anh em, đặc trưng bởi số lượng tiểu cầu thấp bất thường, tiêu chảy ra máu, chàm da, sốt tái phát và viêm tai giữa Năm 1954, Robert Aldrich đã mô tả một tình trạng tương tự trong 6 thế hệ của một gia đình chỉ ảnh hưởng duy nhất đến nam giới, chứng tỏ rõ ràng sự di truyền liên kết X Năm 1994, gen chịu trách nhiệm liên quan đến WAS được xác định trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể X (Xp11.22-p11.23) bằng phân tích liên kết Gen này tổng hợp protein WAS

Đột biến trong gen WAS trong các tế bào tạo máu (trừ hồng cầu) làm suy yếu quá trình lắp ráp các sợi actin cần thiết cho sự di chuyển của tế bào và sự tương tác giữa tế bào với tế bào Điều này dẫn đến suy giảm chức năng của tế bào T, tế bào B, tế bào NK và tiểu cầu Do đó, nam giới mắc bệnh sẽ có khuynh hướng bị ảnh hưởng bởi số lượng tiểu cầu ít, bệnh chàm nặng, tăng sinh bạch huyết và rối loạn tự miễn Ngoài ra, WAS có liên quan đến việc gia tăng tỷ lệ mắc bệnh tự miễn và các khối u ác tính trong tế bào tạo máu, đặc biệt là u lympho tế bào B Bệnh nhân bị ảnh hưởng dễ bị nhiễm trùng do vi khuẩn, vi rút và nấm thứ phát do các khiếm khuyết về miễn dịch tế bào và dịch thể

CHƯƠNG 2 CƠ CHẾ BỆNH SINH

1 Đột biến gen WAS và các kiểu hình lâm sàng của bệnh

1

Hình 1 Ảnh minh hoạ vị trí của gen WAS trên nhiễm sắc thể X với 12 đoạn exon

Gen chịu trách nhiệm về WAS nằm trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể X tại Xp11.22 – p11.23 Gen 1 WAS mã hóa protein WAS (WASp), là một protein có axit amin 502 được biểu

hiện trong tế bào chất của các tế bào tạo máu (trừ hồng cầu)

Hơn 295 đột biến duy nhất đã được xác định Phổ biến nhất là đột biến sai lệch, sau đó là đột biến vị trí nối, đột biến mất đoạn ngắn và đột biến vô nghĩa Đột biến chèn thêm, đột biến phức tạp và mất đoạn lớn ít xảy ra hơn Hầu hết các lần mất đoạn và chèn có liên quan đến ít hơn 10 nucleotide sẽ dẫn đến chuyển dịch khung và kết thúc sớm quá trình phiên mã

Sự thay thế axit amin thường nằm ở các exon 1- 4 Đột biến vị trí mối nối chủ yếu xảy ra ở nửa dưới của gen WASP (intron 6-12).Sáu điểm nóng đột biến, được xác định là xảy ra trên 2,5% dân số, đã được xác định Ba trong số các điểm nóng này đại diện cho các đột biến điểm trong các vùng mã hóa, trong khi ba điểm còn lại liên quan đến các vị trí ghép nối

Tùy thuộc vào các đột biến trong sản phẩm gen WAS, có sự khác biệt lớn của kiểu hình bệnh lâm sàng:

 WAS cổ điển

 Giảm tiểu cầu liên kết X (XLT)

 Giảm bạch cầu liên kết X (XLN)

WAS cổ điển có xu hướng xảy ra khi đột biến làm gần như mất hoàn toàn WASp hoặc biểu hiện của một protein bị cắt ngắn XLT là dạng nhẹ hơn WAS và thường là kết quả của đột biến gen WAS cho phép tồn tại mặc dù có giảm đáng kể sự biểu hiện WASp Tuy nhiên, một số đột

2

Hình 2 Các đột biến phổ biến nhất trong gen WAS là đột biến sai lệch, sau đó là đột biến vô nghĩa, liên kết

vị trí và đột biến mất đoạn ngắn Phần lớn các đột biến WAS nằm trong vùng EVH1 và dẫn đến giảm ái lực với WIP (protein tương tác với WASp) và làm giảm biểu hiện WASp do quá trình phân giải protein.

biến có thể cho phép biểu hiện lượng WASp bình thường nhưng bị khiếm khuyết về mặt chức năng, ví dụ thông qua sự xáo trộn liên kết phức hợp Arp2/3 Giảm bạch cầu liên kết X khá khác với cả WAS và XLT và là kết quả của một đột biến trong vùng GBD làm phá vỡ cấu trúc

ức chế tự động của WASp, tạo ra một protein hoạt động quá mức kiểm soát

Biểu hiện lâm sàng của dạng bệnh XLT là nhẹ nhất, có thể giới hạn ở bệnh giảm tiểu cầu hoặc

có thể biểu hiện ở dạng nặng hơn một chút với bệnh chàm nhẹ thoáng qua và thỉnh thoảng nhiễm trùng nhẹ XLN biểu hiện dưới dạng giảm bạch cầu trung tính với các bệnh nhiễm khuẩn tái phát Trong nội dung báo cáo này, tôi chỉ đề cập về kiểu hình bệnh WAS cổ điển với đặc trưng bộ ba lâm sàng gồm giảm tiểu cầu với bệnh chàm dai dẳng và nhiễm trùng tái phát

2 Protein WAS: cơ chế hoạt động và vai trò

WASp là một protein đa miền tích hợp các tín hiệu từ nhiều phân tử tín hiệu nội bào để tạo điều kiện kích hoạt có kiểm soát phức hợp Arp2 / 3 ( Hình 3) Bao gồm 5 miền:

 Miền tương đồng Ena-VASP đầu N 1 (EVH1 hoặc WH1) ở đầu cuối amin

 Miền cơ bản ngắn (B)

 Miền liên kết GTPase (GBD)

 Miền polyproline

 Miền đầu cuối C bao gồm một cụm tương đồng verprolin (V), trung tâm (C ) và vùng

có tính axit (A) (miền VCA) ở đầu cuối đuôi cacboxyl

3

Hình 3 Cấu trúc WASp gồm có 5 miền Trong tế bào chất của các tế bào tạo máu, WASp ở trạng thái ức chế tự động nhờ WIP (A) hoặc trạng thái hoạt động (B).

2.1 Cơ chế hoạt động của WASp

Ở trạng thái nghỉ, WASp tồn tại ở trạng thái tự động cấm, trong đó miền VCA liên kết với một túi kỵ nước trong miền GBD (Hình 3A) Liên kết của WASp với các phân tử tín hiệu, chẳng hạn như yếu tố của chu kỳ phân chia tế bào GTPase thuộc họ Rho 42 (CDC42) hoặc quá trình phosphoryl hóa dư lượng tyrosine (Y291 trong WASp của người) trong vùng kỵ nước GBD làm mất ổn định cấu trúc ức chế tự động (Hình 3B) Điều này làm lộ vùng VCA, do đó cho phép liên kết với protein liên quan đến actin (ARP) 2/3 Sự định vị và tạo mầm sau đó của các sợi actin dẫn đến sự hình thành các nhánh actin Một số protein khác, đặc biệt là bộ điều hợp miền SRC tương đồng 3 (SH3) NCK và một số tyrosine kinase xác định, cũng thúc đẩy sự hoạt hóa của WASp thông qua tương tác với các miền cơ bản hoặc polyproline Sự phosphoryl hóa của hai gốc huyết thanh trong vùng VCA điều chỉnh thêm sự hoạt hóa WASp thông qua tăng ái lực với phức hợp ARP 2/3 Ngoài sự hoạt hóa, quá trình phosphoryl hóa Y291 trong miền GBD được cho để là đánh dấu WASp cho sự phân hủy bởi Calpain (enzyme phân huỷ protein suy thoái) và sự phân giải protein Protein tương tác WASp (WIP) ổn định WASp bằng cách liên kết với miền EVH1 và bảo vệ nó khỏi sự phân hủy của Calpain và các enzyme phân giải protein, bên cạnh đó cũng rất quan trọng để định vị WASP vào các khu vực polyme hóa actin

4

Hình 4 Minh hoạ cơ chế hoạt động của WASp trong tế bào chất gần màng tế bào Cấu trúc miền của WASp

ở dạng không hoạt động và đang hoạt động Ở trạng thái không hoạt động, WASp tồn tại ở trạng thái ức chế tự động mà vùng VCA liên kết với vùng GBD, cấu trúc của nó được ổn định bởi WIP WASp được kích hoạt thông qua các phân tử tín hiệu liên kết như GTPase CDC42 hoặc quá trình phosphoryl hóa dư lượng tyrosine (Y291), giải phóng miền VCA và để lộ miền liên kết với ARP 2/3 Phức hợp ARP 2/3 thu nhận các monome actin dẫn đến sự hình thành các sợi actin phân nhánh, từ đó thay đổi hình dạng và cấu trúc tế bào.

2.2 Vai trò của WASp

WASp hoạt động như một bộ điều hợp để tập hợp các chất trung gian để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trùng hợp hoạt hóa qua trung gian Arp2/3 Do đó thiếu WASp dẫn đến các khiếm khuyết tế bào làm ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh của hoạt động bình thường của tế bào mà cơ bản là do ảnh hưởng đến bộ xương tế bào (sợi actin) WASp là protein điều hòa tổng hợp actin chỉ hoạt động duy nhất hoặc chủ yếu trong các tế bào của hệ thống miễn dịch nên sự đột biến của các gen này làm phát sinh một chuỗi các phản ứng gây ra các bệnh thiếu hụt miễn dịch nguyên phát, ví dụ điển hình là hội chứng Wiskott – Aldrich

Các khiếm khuyết trong chức năng miễn dịch do khiếm khuyết sợi actin bao gồm gần như trong mọi giai đoạn của phản ứng miễn dịch: tăng sinh các tế bào tạo máu trong tủy xương, di chuyển và các tương tác tế bào cần thiết để phát triển thành các tế bào tác động trưởng thành, di chuyển xuyên qua nội mô đến vùng nhiễm trùng, thay đổi hình dạng đáng kể cần thiết để thực bào các mầm bệnh xâm nhập, trình diện kháng nguyên và các tương tác tế bào mật thiết cần thiết để truyền tín hiệu trực tiếp từ tế bào sang tế bào

3 WAS gây ra các khiếm khuyết trong tế bào miễn dịch

3.1 Ảnh hưởng đến khả năng di cư, di động của tế bào miễn dịch

Hiệu quả của phản ứng miễn dịch phụ thuộc vào sự phân bố theo thời gian và không gian của các tế bào miễn dịch Sự di chuyển suy giảm của các tế bào miễn dịch có khả năng ảnh hưởng đến sự gắn kết của phản ứng miễn dịch ở một số khía cạnh Thứ nhất, việc tuyển chọn bạch cầu trung tính, bạch cầu đơn nhân và tế bào đuôi gai (DC) đến các vị trí viêm sẽ cho phép thời gian lâu hơn để mầm bệnh tái nhiễm và gây ra tổn thương Thứ hai, sự di chuyển của

DC bị suy giảm đến mô bạch huyết sẽ làm chậm quá trình mồi của các tế bào T đặc hiệu với kháng nguyên Quá trình này tiếp tục bị cản trở bởi sự hấp thụ khiếm khuyết của các kháng nguyên dạng hạt bởi các đại thực bào và DC Thứ ba, sự di chuyển DC bị lỗi dẫn đến rối loạn phân hóa DC đến vùng tế bào T trong các mô bạch huyết như lá lách và hạch bạch huyết, do đó làm giảm hiệu quả tiếp xúc và kích hoạt các tế bào T đặc hiệu với kháng nguyên Và thứ tư, sự

di chuyển khiếm khuyết của các tế bào T có nghĩa là sự di chuyển của các tế bào T tác động đến vị trí viêm sẽ bị giảm hoặc bị trì hoãn, tiếp tục cản trở phản ứng miễn dịch đang diễn ra

5

3.2 Khiếm khuyết trong tế bào lympho T và synape miễn dịch

Tế bào T trưởng thành trong bệnh nhân WAS biểu hiện những thay đổi về hình thái với

ít vi nhung mao hơn nhưng vai trò và tác động của những thay đổi này không rõ ràng Tuy nhiên, các tế bào T trong WAS có sự suy giảm khả năng di chuyển rõ rệt, với khả năng kết dính kém và không đáp ứng với các chemokine CCL19 và CCL21 Một khiếm khuyết lớn trong các tế bào T trong WAS là chúng không thể tăng sinh để đáp ứng với kích hoạt miễn dịch sau khi có tín hiệu TCR và trong bối cảnh của synapse miễn dịch (IS) IS được tổ chức sao cho việc nhận diện kháng nguyên và truyền tín hiệu tối ưu có thể xảy ra và dựa vào sự tái cấu trúc của bộ xương actin để phân phối các protein cho phù hợp Ở các tế bào T bình thường, sau khi

trưởng thành IS sau đó dẫn đến nồng độ trung tâm của các TCR và các phân tử kích thích được bao quanh bởi một vòng ngoại vi của các phân tử kết dính bao gồm cả kháng nguyên liên kết chức năng tế bào lympho (LFA) - 1 Do đó, mặc dù sự hình thành ban đầu của IS có thể bình thường một cách hợp lý trong WAS, nhưng nó vốn không ổn định và không thể duy trì tính đối xứng Trong trường hợp không có WASp, IS có thể hình thành bình thường nếu có sự kích thích mạnh mẽ và nồng độ kháng nguyên cao Tế bào T thiếu WASP của người đã làm suy giảm quá trình trùng hợp actin tại vị trí tiếp xúc với tế bào trình diện kháng nguyên (APC) của

tế bào T, dẫn đến việc tuyển dụng kém hiệu quả các protein IS khác để đáp ứng với kích thích TCR và số lượng bè lipid thấp hơn dẫn đến không thành cụm Sự hình thành các ổ actin bị gián đoạn được tìm thấy trong các tế bào T thiếu WASp khi kích hoạt tế bào T với tín hiệu canxi bị suy giảm sau đó và có thể cực kỳ quan trọng đối với việc tích hợp tín hiệu tập trung và khuếch đại tín hiệu hạ lưu Người đã chỉ ra rằng mặc dù IS ban đầu được hình thành trong các tế bào T thiếu WASp tuy nhiên tính đối xứng của pSMAC bị thiếu, dẫn đến IS bị gián đoạn và không thể hình thành lại

Hình 5 Tuyển dụng và kích hoạt WASp tại synape miễn dịch

3.3 WASp ảnh hưởng đến hoạt động tế bào lympho B

WASP đóng một vai trò quan trọng đặc hiệu đối với tế bào B trong việc cân bằng nội môi miễn dịch liên quan đến sự phát triển của vùng biên lách, điều chỉnh các tương tác của trung tâm mầm bạch huyết và ngăn ngừa tự miễn dịch bằng cách chọn lọc âm tính các tế bào B tiền sinh tự hoạt động Tế bào B thiếu WASp không thể di chuyển đến CXCL13 Cấu trúc lách bất thường đã được báo cáo ở cả bệnh nhân và chuột, nơi cả vùng tế bào T và nang tế bào B đều kém phát triển hơn Có khả năng sự di chuyển của tế bào B và T bị suy giảm là một yếu tố góp phần làm cạn kiệt vùng trắng của lá lách WAS vì chemokine CXCL13 được cho là rất

WASp dẫn đến sự giảm đáng kể số lượng tế bào vùng biên (MZ) B trong lá lách Đặc điểm chức năng quan trọng nhất của tế bào MZ B là sự tham gia sớm của chúng vào các phản ứng miễn dịch, ví dụ như ngưỡng kích hoạt tế bào MZ B thấp Sự phát triển và chức năng của tế bào MZ B phụ thuộc vào sự biểu hiện của các protein tín hiệu khác nhau Việc giảm diện tích

tế bào MZ B ở chuột loại trực tiếp WASp có thể là do phản ứng di cư hoặc bản địa hóa bị thiếu hụt Vì các tế bào cũng cần phải di chuyển trong cơ quan lympho, đặc biệt là trong quá trình đáp ứng miễn dịch, có khả năng là sự giảm nhu động góp phần làm giảm phản ứng miễn dịch dịch thể ở những con chuột thiếu WASp Người ta đã chứng minh rằng các tế bào T và B đặc hiệu với kháng nguyên thực hiện các chuyển động theo hướng chemokine đến biên giới của các khu vực tế bào T và B Các phản ứng chemokine giảm của các tế bào T và B thiếu WASp rất có thể dẫn đến việc tiếp xúc và truyền tín hiệu không hiệu quả của cả hai loại tế bào Điều hợp lý là sự thiếu hụt này sẽ rõ ràng nhất trong phản ứng miễn dịch sớm và sau khi kích thích kháng nguyên dưới mức tối ưu

Quá trình hoạt hóa tế bào B nhớ bị gián đoạn trong tế bào B thiếu WASp do giảm phiên

mã của đồng thụ thể tế bào B (BCR) CD19 và tăng cường tuyển dụng các chất điều hòa âm tính của BCR FcyIIB và SH2 inositol 5-phosphatase (SHIP) Suy giảm tín hiệu BCR và thụ thể tín hiệu trong các tế bào B thiếu WASP của người và chuột cũng dẫn đến các khớp thần kinh miễn dịch hình thành kém, có thể làm giảm thêm hoạt động của tế bào B, điều hòa hóa học và tín hiệu tiếp theo trong các tế bào B bộ nhớ, nhưng không được biết là ảnh hưởng đến việc chuyển đổi lớp Sản xuất kháng thể bị thay đổi trong WAS có thể là kết quả của rối loạn chức năng tế bào B nội tại, nhưng cũng do hoạt động khiếm khuyết của các tế bào T (Tfh) nang trứng, chúng sinh sôi kém và biểu hiện sự biệt hóa khiếm khuyết với sự gia tăng quá trình chết theo chương trình

7