BÀI 10 đáp ứng miễn dịch

BÀI 10 ĐÁP ỨNG HOÁ HỌC VÀ MIỄN DỊCH GIỮA PHƠI VÀ NIÊM MẠC TỬ CUNG TRONG Q TRÌNH LÀM TỔ A MỤC TIÊU Trình bày khái niệm cửa sổ làm tổ vai trò progesterone việc mở cửa sổ làm tổ Trình bày chế đáp ứng hoá học miễn dịch lên trình làm tổ phơi Giải thích ứng dụng progesterone điều trị sảy thai liên tiếp Trình bày hình thành cửa sổ làm tổ tác động progesterone Giải thích chế đáp ứng hố học miễn dịch lên quan trình làm tổ phơi I VAI TRỊ CỐT LÕI CỦA PROGESTERONE TRONG SỰ THAY ĐỒI NỘI MẠC TỬ CUNG TRONG QUAD TRÌNH LÀM TỔ VÀ THAI KỲ GIAI ĐOẠN SỚM Mô học nội mạc tử cung giai đoạn tiền làm tổ Tại nội mạc tử cung thời điểm cửa sổ làm tổ, có diện tế bào chân hình kim (pinopode) Các pinopode cho dấu hiệu tương tự thụ thể nội mạc tử cung Thời gian xuất tồn pinopode ngắn, khoảng ngày Pinopode có vai trị quan trọng đối thoại phôi nội mạc tử cung trước làm tổ, có tác dụng “bắt giữ” phơi vị trí làm tổ, ngăn chặn tượng phôi nang bị “cuốn trơi” lơng mao nội mạc tử cung Hình 1: Pinopodes (tế bào chân hình kim) Ảnh quét kính hiển vi điện tử bề mặt nội mạc tử cung người cho thấy ranh giới tế bào rõ ràng (A) Sự vắng mặt pinopodes Vi lơng mao lơng mao nhìn thấy kéo dài từ bề mặt tế bào riêng lẻ (B) Có thể nhìn thấy ba pinopode với bề mặt nhẵn mịn Vai trò progesteron Progesterone hormone thiết yếu trình làm tổ phơi màng Tại nội mạc tử cung, hài hòa cao độ tác động hiệp đồng estrogen progesterone điều kiện thiết yếu để tạo thay đổi cần thiết trước làm tổ Trước tiên, nội mạc tử cung phải chuẩn bị mức estrogen Kế đến, progesterone phải xuất lúc, vào thời điểm nội mạc sẵn sàng để chuyển sang phân tiết Sự có mặt tác động lúc progesterone nội mạc tử cung chuẩn bị mức trước estrogen, gene tế bào nội mạc tử cung điều hòa lên (up-regulated) hay xuống (down-regulated) Mối tương quan estrogen progesterone định chiều hướng điều hịa gene lên hay xuống, từ định khả tiếp nhận phôi nội mạc tử cung Cửa sổ làm tổ mở progesterone Sau chuẩn bị thích hợp với progesterone, nội mạc tử cung đạt đến trạng thái sẵn sàng để tiếp nhận phôi đến làm tổ Cửa sổ làm tổ mở Gắn kết phơi nang Kết dính phơi nang Xâm nhập phơi nang Làm tổ hồn tất Hình 2: Quá trình làm tổ Cửa sổ làm tổ (ngày 20-23 vịng kinh 28 ngày) Hình 3: Cửa sổ làm tổ giai đoạn mà phơi làm tổ BL: Blastocyst, LIF: Leukaemia inhibitory factor, LE: Luminal epithelium of the endometrium, P: Pinopode, CT: Cytotrophoblast, ST: Syncytiotrophoblasts Hình 133: mơ tả gắn kết phôi nang vào nội mạc tử cung giai đoạn khởi điểm cửa sổ làm tổ, mô tả dấu sinh học giả định cho khả tiếp nhận nội mạc tử cung: integrins (màu đỏ), pinopodes (màu tím) LIF (màu cam) Sự tích hợp Trophectodermal (màu xanh cây) bề mặt màng đỉnh phơi nang cần thiết cho kết dính (hình 2) Sự kết dính gây phản ứng nguyên bào nuôi để phân biệt thành lớp tế bào bên (màu hồng đậm) đơn bào nuôi lớp hợp bào ni bên ngồi (màu hồng nhạt) Hợp bào ni có kích thước lớn, đa hình, có nhiều nhân bước đầu xâm chiếm decidua (hình 3) Bây ngun bào ni sản xuất βhCG (không mô tả sơ đồ này) có tác dụng kích thích hồng thể để sản xuất progesterone Trong hình 4, trình làm tổ hồn tất, cửa sổ làm tổ đóng lại Nội mạc tử cung tiếp nhận phôi làm tổ cửa sổ làm tổ mở Cửa sổ làm tổ mở ngày thứ 18 đóng lại ngày thứ 23 chu kỳ Cửa sổ làm tổ khoảng thời gian mà nội mạc tiếp nhận phơi làm tổ Sự lệch pha thời điểm mở cửa sổ thời điểm phơi màng dẫn đến việc phơi tiếp cận với nội mạc tử cung cửa sổ làm tổ, hệ phôi không tiếp nhận Cửa sổ làm tổ bị di dời tác động nội sinh hồng thể hóa sớm gây tăng sớm progesterone nội sinh, hay tác động ngoại sinh dùng hormone nguồn gốc ngoại lai… Cửa sổ làm tổ bị di dời làm thay đổi vị trí tương đối so với thời điểm phơi màng II NHỮNG ĐẶC TRƯNG CỦA ĐỐI THOẠI HĨA HỌC VÀ MIỄN DỊCH GIỮA PHÔI GIAI ĐOẠN PHÂN CHIA VÀ NỘI MẠC TỬ CUNG TRONG QUÁ TRÌNH LÀM TỔ Phơi màng Ngày thứ sau thụ tinh, phơi khỏi ZP, vào buồng tử cung tiếp cận với nội mạc tử cung Vào ngày thứ sau thụ tinh, trao đổi khí dinh dưỡng phôi nang mẹ thông qua ZP không cịn thích hợp Phơi phải khỏi ZP để tìm đến nguồn cung cấp oxygen phù hợp với nhu cầu ngày cao nó, đồng thời tiếp cận trực tiếp với nguồn dưỡng chất từ mẹ Màng ZP bị mỏng dần vị trí, để cuối bị phá vỡ Phơi nang qua lỗ hổng để vào buồng tử cung chuẩn bị cho tiến trình làm tổ Hiện tượng gọi tượng thoát màng (hatching) Đối thoại hóa học phơi màng nội mạc tử cung Đối thoại hóa học kích hoạt biến đổi bề mặt nội mạc giao diện phơi-nội mạc Phơi màng thực trao đổi tín hiệu hóa học với nội mạc tử cung GF (Growth Factor) cytokins từ phôi thúc đẩy biến đổi nội mạc tử cung Tại giao diện vi nhung mao nguyên bào nuôi tế bào chân hình kim nội mạc tử cung, tín hiệu tế bào (signal) gồm LIF (Leukemia Inhibitory Factor) EGF (Epidermal Growth Factor) thúc đẩy tương tác loại tế bào 3 Đối thoại miễn dịch tế bào Phôi mảnh bán dị ghép nên phải đối mặt với tượng thải ghép Phơi vốn có gene khơng giống với vốn gene người mẹ Nó tiếp nhận nửa vốn di truyền mẹ, với kháng nguyên bạch cầu HLA bề mặt tế bào, nửa gen lại nhận từ tế bào nguồn gốc cha Vì thế, phôi mảnh bán dị ghép (hemi-allograft) Hệ là, mặt miễn dịch, phôi mảnh ghép không tương đồng với hệ miễn dịch mẹ Do bất tương đồng mặt miễn dịch, phôi phải đối mặt với tượng thải ghép Nói cách khác, để phôi làm tổ thành công, điều kiện cần đủ phải khởi phát tiến trình ức chế miễn dịch, nhằm ngăn cản việc thể người mẹ loại bỏ mảnh bán dị ghép Hệ thống miễn dịch mẹ (gồm đáp ứng miễn dịch dịch thể đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào) phải phù hợp với “mảnh bán dị ghép” phôi thai Khả đáp ứng miễn dịch tế bào phụ nữ mang thai bị giảm nhẹ, thông qua giảm hoạt động tế bào diệt tự nhiên (Natural Killer - NK, non-B-nonT-lymphocyte) giảm khả hóa ứng đại thực bào Đáp ứng miễn dịch qua tế bào lympho T định hướng nhiều phía ức chế miễn dịch Miễn dịch dịch thể hoạt động bình thường mang thai Các globulin miễn dịch có số lượng bình thường ngoại trừ IgG bị giảm ba tháng cuối thai kỳ di chuyển phần sang tuần hồn thai nhi Hình 4; Sơ đồ biểu diễn hiểu biết vai trò tương tác tế bào miễn dịch q trình cấy phơi sớm người, ngoại suy từ liệu nghiên cứu người chuột Mcpt5: mast cell protease 5; sCD38: solube CD38 Sau phóng vào âm đạo, tinh dịch có chứa alloantigens yếu tố điều hòa miễn dịch hòa tan liên quan đến tinh trùng gây phản ứng tiền viêm tử cung Sự giải phóng cục cytokine chemokine gây tuyển dụng tích cực tế bào Treg, bạch cầu trung tính, DC, đại thực bào tế bào mast vào nội mạc tử cung Ở đây, quần thể tế bào miễn dịch khác thực loạt chức chống viêm, ức chế miễn dịch tái tạo mô để hỗ trợ phôi làm tổ Ở chuột, cạn kiệt DC, đại thực bào tế bào Treg có tác dụng cản trở làm tổ phôi Các nghiên cứu lâm sàng khác người cho kết tương tự Những thay đổi khả miễn dịch mẹ mang thai liên quan đến protein thai kỳ, hormone steroid, quan trọng progesterone, có nồng độ cao thai kỳ Để cân tác dụng Progesterone, có hoạt động protein ức chế Progesterone (PIBF - Progesterone Induced Blocking Factor) Hệ thống miễn dịch tế bào đóng vai trị quan trọng tiếp nhận hay thải trừ mảnh bán dị ghép Khi phôi tiếp cận với nội mạc tử cung, sớm bị nhận diện Hệ thống miễn dịch tế bào (Cell Mediated Immunity) (CMI) kích hoạt Như vậy, song hành xảy hai chiều hướng đáp ứng miễn dịch, theo chiều hướng thải trừ thông qua T helper (Th1) cịn lại theo chiều hướng tiếp nhận thơng qua T helper (Th2, chế tiết IL-4 IL-10) Progesterone làm chế miễn dịch tế bào theo hướng ưu Th2, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiếp nhận mảnh bán dị ghép Nguyên bào nuôi tế bào rụng tiết cytokine IL-10, TGF-β IL-4 Các cytokine ức chế phản ứng loại Th1 thúc đẩy phản ứng loại Th2 -Đáp ứng miễn dịch thiên Th2 trì cuối thai kỳ: Dưới đáp ứng miễn dịch theo chiều hướng Th2, phôi thai làm tổ thành công, xâm nhập phát triển nguyên bào nuôi đảm bảo Ưu đáp ứng miễn dịch bất thường theo chiều hướng Th1 dẫn đến thất bại xâm nhập nguyên bào nuôi, dẫn đến kết cục xấu thai kỳ Đến cuối thai kỳ, chuyển đổi từ thiên hướng Th2 sang Th1 dẽ dẫn đến hàng loạt thay đổi miễn dịch nội tiết học, dẫn đến chuyển Hình 5: Sự cân đáp ứng miễn dịch người mẹ mang thai Thomas MS Reid, June 1998, Striking a balance in maternal immune response to infection Dưới đáp ứng miễn dịch theo chiều hướng Th2, phôi thai làm tổ thành công, xâm nhập phát triển nguyên bào nuôi đảm bảo Ưu đáp ứng miễn dịch bất thường theo chiều hướng Th1 dẫn đến thất bại xâm nhập nguyên bào nuôi, dẫn đến kết cục xấu thai kỳ Hình 6: Tác động progesteron lên đối thoại miễn dịch phôi NMTC Anthony Chau, John C Markley, Jeremy Juang, Lawrence C Tsen Cytokines in the perinatalperiod part II Progesteron làm chế miễn dịch tế bào theo hướng ưu Th2, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiếp nhận mảnh bán dị ghép Nguyên bào nuôi tế bào rụng tiết cytokine IL-10, TGF-β IL-4 Các cytokine ức chế phản ứng loại Th1 thúc đẩy phản ứng loại Th2 III SỰ THÂM NHẬP CỬA NGUYÊN BÀO NUÔI VÀO NỘI MẠC TỬ CUNG : TỪ NGÀY THỨ ĐẾN NGÀY THỨ 10 VÀ VAI TRÒ CỦA ĐÁP ỨNG MIẾN DỊCH Ở MẸ ĐỐI VỚI SỰ LÀM TỔ Phản hồi âm LH đỉnh cao progesterone gây ly giải hoàng thể chu kỳ Vào ngày thứ sau phóng nỗn, tác dụng LH, hoạt động chế tiết progesterone hoàng thể chu kỳ đạt đến đỉnh cao nhất, hoàn thành sứ mạng mở cửa sổ làm tổ để đón nhận phôi thai Tuy nhiên, nồng độ cao progesterone gây phản hồi âm hạ đồi-yên, làm giảm nhịp điệu xung GnRH hạ đồi, ức chế tuyến n làm tuyến giảm hay ngưng phóng thích LH LH tuyến yên bị sút giảm, hoàng thể bị ly giải (luteolysis) Sự ly giải hoàng thể dẫn đến hệ sụt giảm sản xuất steroid sinh dục, có progesterone, hormone có nguồn gốc chủ yếu từ hoàng thể Mất nguồn cung cấp chủ yếu steroid, nội mạc tử cung sụp đổ Lúc này, cần có chế khác để giúp hồng thể khỏi bị ly giải, khơng khơng thể có thụ thai -Chỉ đến ngày thứ sau thụ tinh, hội bào nuôi tiếp cận mạch máu xoắn ốc nội mạc tử cung : Ngày thứ 7, sau tiếp cận thành công với nội mạc tử cung, hợp bào nuôi (syncytiotrophoblast) phát triển từ khối nguyên bào nuôi (trophoblast) bắt đầu tiến trình tách rẽ tế bào nội mạc tử cung, làm cho phơi chìm dần vào nội mạc tử cung Tiến trình tách rẽ tế bào nội mạc thực qua men gây ly giải cầu nối tế bào nội mạc Đồng thời, tế bào có nguồn gốc ni phóng thích yếu tố tăng trưởng tế bào nội mạch VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor), tác nhân quan trọng cho tái cấu trúc phân bố mạch máu nội mạc phù hợp với diện phôi Ngày thứ 8, hợp bào nuôi tiếp tục phát triển mạch, bắt đầu tạo hốc bên lịng khối hợp bào ni Tuy nhiên, tận thời điểm này, phơi chưa có trao đổi trực tiếp với máu mẹ, chưa tiếp cận với mạch máu nội mạc tử cung Ngày thứ 9, phơi chìm hẳn vào nội mạc tử cung Hợp bào nuôi phát triển tạo nên hốc rỗng, tiền thân hồ máu sau Hợp bào nuôi tiếp cận với mạch máu nội mạc, chưa phá vỡ chúng thời điểm Khối nguyên bào nuôi, hợp bào nuôi (lá nuôi hợp bào - syncytiotrophoblast) phôi thai tạo thành ngăn cách trực tiếp mẹ thai nhi, chúng không biểu kháng ngun hịa hợp mơ (phức hợp HLA-A, HLA-B, HLA-C) với hệ miễn dịch mẹ Vì nguyên bào nuôi không biểu HLA, tế bào không bị xác định ngoại lai tế bào lympho Tc mẹ khơng cung cấp tín hiệu cần thiết cho việc gây phản ứng miễn dịch với bào thai Mặt khác, đơn bào nuôi (lá nuôi tế bào - cytotrophoblast) biểu cách mạnh mẽ kháng ngun hịa hợp mơ loại HLA-G, loại HLA bất biến cá thể lồi Kháng ngun cho có chức chống vi rút chức ức chế miễn dịch, có vai trị chống lại hoạt động NK mẹ Các tế bào NK, đại thực bào, tác động tế bào không bộc lộ HLA, lẽ tiêu diệt nguyên bào nuôi Tuy nhiên, NK bị nhận dạng marqueur (đánh dấu) HLA-G có tác dụng ức chế hoạt động chúng Vì vậy, nhóm HLA người cha, thai nhi dường miễn dịch với hệ thống miễn dịch người mẹ Ngoài ra, ngun bào ni có khả tiết enzym indoleamine 2,3 – dioxygénase (IDO) có tác dụng ly giải tryptophane – chất cần thiết cho hoạt động lympho T Đáp ứng miễn dịch mẹ cần thiết giai đoạn đầu thai kỳ -Phản ứng viêm chỗ cần thiết để làm tổ Trong sau thụ tinh, tử cung nơi xảy phản ứng viêm với vai trò quan trọng dòng đại thực bào tế bào lympho T có khả tiết nhiều cytokine (IL-1, IL-6, TNF), yếu tố tăng trưởng (Yếu tố kích thích bạch cầu / đại thực bào GM-CSF, yếu tố kích thích CSF-1) enzyme (metallicoprotease (MMP) -2, -9) cần thiết cho bám dính phơi xâm lấn ngun bào ni Dịng tạo tín hiệu hấp dẫn chất lỏng tinh dịch tế bào chết theo chương trình apoptose có nguồn gốc nam (đặc biệt tinh trùng) Cơn bão cytokine gây viêm sau tan biến để nhường chỗ cho dòng tế bào NK diện mô tử cung Sự xuất NK cần thiết cho phát triển màng rụng (sự biến đổi lớp nội mạc tử cung mẹ cho phép nguyên bào nuôi thai nhi xâm nhập) tạo thuận cho làm tổ phôi -Tác dụng đáp ứng miễn dịch với làm tổ: vai trò trung tâm NK tử cung: Số lượng tế bào NK tử cung màng rụng tối đa vào lúc bắt đầu mang thai, sau giảm dần từ tuần thứ 20 biến vào cuối thai kỳ Các tế bào có kiểu miễn dịch đặc biệt chúng biểu mạnh mẽ dấu ấn CD56 CD16, không giống tế bào NK lưu hành huyết tương Các tế bào NK tử cung, thể thụ thể KIR (Killer Immunoglobulin like Receptor) ILT (Immunoglobulin Like Transcript) có khả điều hịa hoạt hóa, số có tác dụng kích hoạt, số có tác dụng chất ức chế Tuy nhiên, mức độ biểu thụ thể ức chế CD94 / NKG2A, KIR2D KIR2DL4 tăng lên nhiều bề mặt tế bào NK tử cung so với NK huyết tương Vai trò tế bào NK tử cung giai đoạn thụ tinh chứng minh rõ ràng thực nghiệm cách phân tích mơ hình chuột Chuột mang thai bị thiếu tế bào NK IFN-gamma cho thấy có bất thường thụ tinh thai đặc trưng khuyết tật mạch máu Các tế bào NK tử cung tiết VEGF (Yếu tố tăng sinh nội mô mạch máu - Vascular Endothelial Grow Factor), angiopoietin PLGF (Yếu tố tăng trưởng thai - Placental ), thúc đẩy phát triển mạch máu phản ứng màng rụng Ngoài ra, tế bào NK tử cung có khả sản xuất lượng lớn LIF (Leukemia Inhibitoy Factor), cytokine cần thiết cho trình thụ tinh phát triển thai nhi Tài liệu tham khảo Sinh viên cần đọc trước tài liệu tham khảo sau trước đến lớp Tiếng Việt Bài giảng Module hệ SDSS, ĐH YD Hải Phòng Sinh lý học, NXB y học Tiếng Anh Moreau P, Adrian-Cabestre F, Menier C,Guiard V, Gourand L, Dausset J et al IL-10selectively induces HLA-G expression in humantrophoblasts and monocytes International immunology 1999;11(5):803-11 Honig A, Rieger L, Kapp M, Sutterlin M, Dietl J, Kammerer U Indoleamine 2, 3-dioxygenase (IDO) expression in invasive extravillous trophoblast supports role of the enzyme for materno-fetal tolerance J Reprod Immunol 2004;61(2):79-86 Roth I, Corry DB, Locksley RM, Abrams JS, Litton MJ, Fisher SJ Human placental cytotrophoblasts produce the immunosuppressive cytokine interleukin 10 J Exp Med 1996;184(2):539-48  ... khởi phát tiến trình ức chế miễn dịch, nhằm ngăn cản việc thể người mẹ loại bỏ mảnh bán dị ghép Hệ thống miễn dịch mẹ (gồm đáp ứng miễn dịch dịch thể đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào)... bào rụng tiết cytokine IL -10, TGF-β IL-4 Các cytokine ức chế phản ứng loại Th1 thúc đẩy phản ứng loại Th2 -Đáp ứng miễn dịch thiên Th2 trì cuối thai kỳ: Dưới đáp ứng miễn dịch theo chiều hướng Th2,... Khả đáp ứng miễn dịch tế bào phụ nữ mang thai bị giảm nhẹ, thông qua giảm hoạt động tế bào diệt tự nhiên (Natural Killer - NK, non-B-nonT-lymphocyte) giảm khả hóa ứng đại thực bào Đáp ứng miễn dịch