docMolekularne i immunologiczne uwarunkowania astmy wywo³anej
download 
Reklamacja Transkrypt
Molekularne i immunologiczne uwarunkowania astmy wywo³anej
Lutz W., Pa³czyñski C. Molekularne i immunologiczne uwarunkowania astmy wywo³anej przez izocyjaniany ... 131 ASTMA OSKRZELOWA Alergia Astma Immunologia, 2002, 7(3), 131-139 Molekularne i immunologiczne uwarunkowania astmy wywo³anej przez izocyjaniany: obecny stan wiedzy Molecular and immunological background of isocyanate-induced asthma: state of art WALDEMAR LUTZ 1/, CEZARY PA£CZYÑSKI 2/ 1/ 2/ Zak³ad Immunotoksykologii, Instytut Medycyny Pracy im. Nofera w £odzi, ul. w. Teresy od Dzieci¹tka Jezus 8, 90-950 £ód Klinika Chorób Zawodowych, Orodek Alergii Zawodowej i rodowiskowej, Instytut Medycyny Pracy im. Nofera w £odzi, ul. w. Teresy od Dzieci¹tka Jezus 8, 90-950 £ód Nara¿enie na diizocyjaniany (DIC) jest jedn¹ z najczêstszych przyczyn astmy zawodowej w krajach rozwiniêtych. Diizocyjaniany nale¿¹ do grupy silnie elektrofilnych, niskocz¹steczkowych zwi¹zków chemicznych, ujawniaj¹cych dzia³anie alergizuj¹ce po kowalencyjnym zwi¹zaniu siê z bia³kami. W ujawnianiu siê potencja³u alergizuj¹cego DIC szczególn¹ rolê odgrywa ich zdolnoæ do wywo³ywania stresu oksydacyjnego poprzez tworzenie trwa³ych adduktów z glutationem i stymulacjê generowania reaktywnych form tlenu (RFT). G³ównym elementem uk³adu odpornociowego zapocz¹tkowuj¹cym odpowied immunologiczn¹ p³uc na DIC s¹ komórki dendrytyczne. Komórki te wystêpuj¹ce w stanie spoczynkowym w p³ucach nie dotkniêtych procesem chorobowym, po kontakcie z DIC oraz zmodyfikowanymi bia³kami, ulegaj¹ przekszta³ceniu w formy dojrza³e, migruj¹ce do regionalnych wêz³ów limfatycznych, gdzie prezentuj¹ kompleks MHC peptyd-DIC dziewiczym limfocytom T. Aktywacja limfocytów T przez komórki dendrytyczne wymaga zarówno interakcji miêdzy receptorem limfocytów T (TCR) i kompleksem MHC peptyd-DIC prezentowanym przez komórki dendrytyczne (sygna³ 1) oraz dodatkowego oddzia³ywania miêdzy cz¹steczkami CD28/CTLA-4 limfocytów i cz¹steczkami B7.1 lub B7.2, obecnych na powierzchni komórek dendrytycznych (sygna³ 2). W zale¿noci od sposobu prezentacji przez komórki dendrytyczne zmodyfikowanego peptydu, z udzia³em MHC klasy I lub klasy II, mog¹ rozwin¹æ siê odmienne typy odpowiedzi immunnologicznej CD4 (Th) lub CD8 (Tc). Odpowied limfocytów Th mo¿na kategoryzowaæ w zale¿noci od wzoru wydzielanych cytokin: Th1 IFN-γ i Th2 IL-4, IL-5. W aktywacji limfocytów wymagany jest ponadto udzia³ sygna³u 3, pochodz¹cego z innych ni¿ limfocyty komórek, np. komórek nab³onkowych poddanych uszkadzaj¹cemu dzia³aniu DIC. Sygna³em tym mo¿e byæ IL-10 i/lub TGF-β. Sygna³ 3 mo¿e decydowaæ o skutkach rozpoznania antygenu przez limfocyt T odpowiedzi immunologicznej lub wytworzeniu tolerancji (anergii limfocytu T). Alergia Astma Immunologia, 2002, 7(3), 131-139 Diisocyanates (DIC) are the most common chemicals that cause occupational asthma. They belong to the group of highly electrophilic, low molecular weight (LMW) compounds and are capable of making covalent binding with human proteins. The allergenic potential of diisocyanates may be associated with their ability to produce stable adducts with glutathione and thus to generate reactive oxygen forms. Despite the recent advances in immunologic patomechanisms leading to LMW-induced asthma, the significance of diisocyanate-modified proteins and protein-related reactive oxygen forms in the stimulation of immune response has not been adequately explained. It seems that the dendritic cells are the crucial elements that induce immune response to DIC in the lungs. Dendritic cells transform into mature forms after contact with DIC and DIC-modified proteins and migrate to peripheral lymph nodes where they present MHC-peptide-DIC complex to the naive T cells. The activation of T cells by dendritic cells requires interaction between TCR and MHC-peptide-DIC complex (signal 1) as well as additional interaction between CD28/CTLA-4 on lymphocytes and B7.1 or B7.2 molecules on the surface of dendritic cells (signal 2). According to the presentation of the modified peptide, either with MHC I or MHC II, different types of immune response CD4 (Th) or CD8 (Tc) may develop. The response of Th lymphocytes can be categorised by the pattern of cytokine production Th1 IFNγ and Th2 IL-4, IL-5. It seems that the activation of lymphocytes requires additional signal 3 from the cells other than lymphocytes, e.g. the epithelial cells influenced by DIC. The signal 3 could be IL-10 and\or TGF-β and it may decide about the result of antigen recognition by the T cells, i.e. the development of either immune response or immune tolerance (T cell anergy). Alergia Astma Immunologia, 2002, 7(3), 131-139 Key words: isocyanates, occupational asthma, molecular pathogenesis S³owa kluczowe: izocyjaniany, astma zawodowa, patogeneza molekularna Diizocyjaniany s¹ reaktywnymi pó³produktami, które w po³¹czeniu z polieterami i poliolowymi poliestrami s³u¿¹ do wytwarzania produktów poliuretanowych. Najczêciej w tym celu stosuje siê diizocyjanian toluenu (TDI toluene diisocyanate), diizocyjanian difenylometanu (MDI diphenyl-methane isocyanate) i diizocyjanian heksametylenu (HDI hexamethylene diisocyanate). Diizocyjaniany nale¿¹ do grupy silnie elektrofilnych, niskocz¹steczkowych zwi¹zków chemicznych, którym szczególnie przypisuje siê zdolnoæ wywo³ywania astmy zawodowej [1,2]. 132 Alergia Astma Immunologia, 2002, 7(3), 131-139 S¹ powszechnie wykorzystywane w przemys³ach samochodowym (produkcja elementów z tworzyw sztucznych, lakierowanie), budowlanym (materia³y uszczelniaj¹ce) i odlewniczym (g³ównie stali). Bardzo istotnym, tak¿e pozazawodowym ród³em nara¿enia na te zwi¹zki s¹ lakiery w aerozolach. W USA roczne zu¿ycie diizocyjanianów przekracza 2 miliony ton, a liczebnoæ populacji zawodowo eksponowanej ocenia siê na ok. 200 000 osób [3]. Nara¿enie na diizocyjaniany jest jedn¹ z najczêstszych przyczyn astmy zawodowej w krajach rozwiniêtych, w tym tak¿e w Polsce [1,2,3,Raport dla Ministra Zdrowia z realizacji tematu badawczego 13/MP/2001]. Astma indukowana przez diizocyjaniany charakteryzuje siê stanem zapalnym i nadreaktywnoci¹ oskrzeli. Atopia nie jest tu czynnikiem ryzyka. W przebiegu inhalacyjnych prób prowokacyjnych z diizocyjanianami przeprowadzonych u osób z astm¹ bêd¹c¹ wynikiem takiego nara¿enia, podobnie jak w przypadku innych zwi¹zków o niskim ciê¿arze cz¹steczkowym, czêsto obserwuje siê izolowane póne i opónione reakcje bronchospastyczne. Mo¿e to przemawiaæ przeciwko istotnej roli antygenowo swoistych IgE w patogenezie tej choroby [4,5]. Obecnoæ takich przeciwcia³ w surowicy uwa¿a siê obecnie tylko za wskanik nara¿enia [6]. Jedynym badaniem maj¹cym rzeczywist¹ wartoæ diagnostyczn¹ astmy wywo³anej przez izocyjaniany jest standaryzowana próba wziewna przeprowadzona z tymi zwi¹zkami w stê¿eniach nie przekraczaj¹cych przyjêtych normatywów higienicznych. Obok astmy o pod³o¿u immunologicznym diizocyjaniany mog¹ wywo³ywaæ tak¿e Zespó³ Reaktywnej Dysfunkcji Dróg Oddechowych (ang. reactive airways dysfunction syndrome RADS), chemiczne zapalenie oskrzeli, obrzêk p³uc, przypieszony spadek FEV1 zwi¹zany z wiekiem oraz zapalenie p³uc z nadwra¿liwoci [3]. W astmie, wywo³anej przez diizocyjaniany, odczynowi zapalnemu w drogach oddechowych towarzyszy zwiêkszona aktywacja komórek Th2 oraz zwiêkszony poziom cytokin IL-4 i IL-5 [7,8,9]. Czêæ badaczy uwa¿a jednak, ¿e reakcja immunologiczna na diizocyjaniany ma charakter mieszany i jest typu Th1/2 [10,11]. Za tym, ¿e dominuj¹c¹ odpowiedzi¹ immunologiczn¹ jest typ Th2 mo¿e przemawiaæ fakt wykrycia u znacznej czêci osób z astm¹ indukowan¹ przez diizocyjaniany specyficznych dla dizocyjanianów IgE [12,13]. U czêci osób z astm¹ diizocyjanianow¹ takich immunoglobulin jednak nie wykryto, a wykazano obecnoæ specyficznych dla diizocyjanianów IgG. Mo¿e to wskazywaæ, ¿e w patogenezie astmy indukowanej przez diizocyjaniany bierze udzia³ jeszcze inny mechanizm, odmienny od tego jaki operuje w astmie atopowej. Park i wsp. wykazali, ¿e u osób z astm¹ indukowan¹ przez TDI w surowicy krwi obecne s¹ IgG specyficzne dla tego zwi¹zku [12]. Zdaniem tych badaczy obecnoæ specyficznych IgG w warunkach ekspozycji na TDI oraz pojawienie siê specyficznych IgE w odpowiedzi na ekspozycjê na HDI lub MDI wskazuj¹ na odmienny mechanizm indukowania syntezy przeciwcia³ przez te diizocyjaninany. W³aciwoci immunogenne diizocyjanianów Izocyjaniany nale¿¹ do grupy zwi¹zków chemicznych maj¹cych charakter haptenów ujawniaj¹ swoje dzia³anie alergizuj¹ce po kowalencyjnym zwi¹zaniu z wysokocz¹steczkowym nonikiem, którym mog¹ byæ bia³ka komórkowe oraz te wystêpuj¹ce w p³ynach biologicznych [9,14]. O reaktywnoci w stosunku do bia³ek, do ich centrów nukleofilnych, decyduje obecnoæ w cz¹steczce diizocyjanianu dwóch silnie elektrofilnych ugrupowañ -N=C=O. Centrami nukleofilnymi w bia³kach s¹ grupy funkcjonalne reszt aminokwasowych. Najczêciej s¹ to grupa aminowa lizyny oraz grupa tiolowa cysteiny. Reaktywnoæ izocyjanianów w stosunku do wymienionych grup aminokwasów jest na tyle wysoka, ¿e nie jest wymagana ich aktywacja metaboliczna przed zwi¹zaniem z bia³kiem [15]. Tym niemniej izocyjaniny po wnikniêciu do komórki s¹ metabolizowane i mog¹ ulec przekszta³ceniu w pochodne, które s¹ równie¿ reaktywne w stosunku do bia³ek. Np. kowalencyjne po³¹czenia z bia³kiem mo¿e tworzyæ p-difenyloaminometan, bêd¹cy jednym z g³ównych metabolitów MDI [16]. Obecnoæ w strukturze diizocyjanianów dwóch reaktywnych ugrupowañ chemicznych powoduje, ¿e zwi¹zki te maj¹ w³aciwoæ tworzenia wi¹zañ krzy¿owych w strukturze ³añcucha polipeptydowego tej samej cz¹steczki bia³ka i indukowania w ten sposób powstania nowych epitopów antygenowych, odmiennych od tych jakie wystêpuj¹ w natywnym bia³ku. Wi¹zania krzy¿owe z udzia³em izocyjanianów mog¹ byæ równie¿ tworzone miêdzy ³añcuchami polipeptydowymi ró¿nych bia³ek. Mo¿e to prowadziæ do powstania wysokocz¹steczkowych agregatów bia³kowych. W³aciwoæ tworzenia przez izocyjaniany wi¹zañ krzy¿owych w tym samym ³añcuchu polipeptydowym oraz miêdzy ró¿nymi ³añcuchami polipeptydowymi jest podobna do tej jak¹ obserwuje siê dla innych niskocz¹steczkowych zwi¹zków chemicznych wywo³uj¹cych reakcje nadwra¿liwoci, które charakteryzuj¹ siê obecnoci¹ w strukturze cz¹steczki dwóch grup elekrofilnych. Wymieniæ tu mo¿na diaminy, dialdehydy i bezwodniki kwasów dikarboksylowych [17]. Albuminy by³y pierwszym poznanym nonikiem bia³kowym wi¹¿¹cym izocyjaniany i potwierdzono, ¿e wi¹zanie takie mo¿e wystêpowaæ w drogach oddechowych [12,18]. Diizocyjaniny mog¹ równie¿ tworzyæ wi¹zania kowalencyjne z takimi bia³kami jak aktyna, tubulina i keratyna, które wystêpuj¹ w nab³onku dróg oddechowych oraz naskórku [19,20]. Wisniewski i wsp. zidentyfikowali w komórkach nab³onka p³uca szereg bia³ek o masie cz¹steczkowej od 25 do 110 kDa wi¹¿¹cych HDI [21]. Najbardziej wra¿liwe na sprzêganie z HDI by³y bia³ka o masie 47, 71 i 91 kD. Bia³ka wi¹¿¹ce HDI wykazywa³y Lutz W., Pa³czyñski C. Molekularne i immunologiczne uwarunkowania astmy wywo³anej przez izocyjaniany ... w³aciwoæ specyficznej stymulacji komórek jednoj¹drzastych krwi obwodowej pochodz¹cych od osób z astm¹ wywo³an¹ ekspozycj¹ na HDI. Takiej stymulacji nie obserwowano w przypadku takich komórek pochodz¹cych od osób eksponowanych na HDI bez astmy. Zdaniem autorów kowalencyjne po³¹czenia HDI z bia³kami (wen¹trzkomórkowymi i b³onowymi) komórek nab³onkowych p³uca umo¿liwiaj¹ prezentacjê HDI limfocytom T na drodze hapteno-zale¿nej. Mimo znacz¹cego postêpu w zrozumieniu szlaków immunologicznych prowadz¹cych do wyst¹pienia astmy diizocyjanianowej wiedza o znaczeniu biologicznym bia³kowych antygenów diizocyjanianowych w stymulacji uk³adu odpornociowego i zapocz¹tkowaniu lub utrzymywaniu siê stanu zapalnego i nadreaktywnoci w drogach oddechowych jest jeszcze nadal bardzo ograniczona [14]. Szczególnie ma³o wiadomo o roli komórek dendrytycznych w tym procesie. Oddzia³ywanie diizocyjanianów na komórki dendrytyczne Komórki dendrytyczne stanowi¹ g³ówny element uk³adu odpornociowego zapocz¹tkowuj¹cy reakcjê immunologiczn¹ w odpowiedzi na alergeny pojawiaj¹ce siê w drogach oddechowych [22]. W p³ucach s¹ one obecne w nab³onku oskrzeli, pod nab³onkiem, w op³ucnej a tak¿e w przestrzeniach miêdzypêcherzykowych. Komórki dendrytyczne maj¹ zdolnoæ poch³aniania antygenów, w tym równie¿ po³¹czeñ bia³ko-diizocyjanian, znajduj¹cych siê w przestrzeni pozakomórkowej, oraz odpowiedniej ich obróbki umo¿liwiaj¹cej wydajn¹ prezentacjê antygenów limfocytom T, po przemieszczeniu siê do regionalnych wêz³ów limfatycznych [23,24,25]. Komórki dendrytyczne mog¹ wychwytywaæ z przestrzeni pozakomórkowej po³¹czenia bia³ko-dizocyjanian znajduj¹ce siê zarówno w postaci rozpuszczalnej, jak i nierozpuszczalnej. Wydaje siê, ¿e w przypadku diizocyjanianów, maj¹cych w cz¹steczce dwie reaktywne grupy chemiczne, dominuje tworzenie du¿ych agregatów bia³kowych. Powstaj¹ one na drodze krzy¿owego po³¹czenia przez diizocyjaniany dwóch lub wiêkszej liczby ³añcuchów bia³kowych. Mog¹ to byæ bia³ka obecne w p³ynach ustrojowych, w tym tak¿e bia³ka uwolnione z ró¿nych komórek organizmu [14,26,27]. Powsta³e agregaty bia³kowe ulegaj¹ endocytozie, a nastêpnie zostaj¹ poddane obróbce polegaj¹cej na enzymatycznej degradacji na fragmenty peptydowe w endosomach. Powsta³e peptydy, w tym peptydy z kowalencyjnie zwi¹zan¹ cz¹steczk¹ diizocyjanianu, maj¹ rozmiary odpowiednie do miejsc wi¹zania antygenów w cz¹steczkach MHC. W endosomach powstaje wiêkszoæ peptydów prezentowanych nastêpnie w po³¹czeniu z cz¹steczkami MHC klasy II. Kompleksy peptydów antygenowych z cz¹steczkami MHC klasy II, w tym i te powsta³e z udzia³em peptydów z do³¹czon¹ cz¹steczk¹ diizocyjanianu, s¹ rozpoznawane przez limfocyty T CD4+ [28]. 133 Zmodyfikowane przez diizocyjaniany bia³ka wewn¹trzkomórkowe ulegaj¹ degradacji g³ównie w cytoplazmie. Przypuszczalnie mo¿e siê to odbywaæ po uprzedniej ubikwitynacji. Bia³ko zmodyfikowane przez dizocyjanian i z do³¹czonymi cz¹steczkami ubikwityny mo¿e byæ degradowane na fragmenty peptydowe przez enzymy proteolityczne obecne w proteasomach. W warunkach, kiedy w wyniku modyfikacji bia³ek wewn¹trzkomórkowych przez dizocyjaniany, pojawiaj¹ siê w komórkach dendrytycznych du¿e iloci obcych antygenowo bia³ek, funkcje proteasomów mog¹ przejmowaæ wyspecjalizowane immunoproteasomy (proteasomy z podjednostkami indukowanymi przez IFN-γ), które znacznie wydajniej produkuj¹ odpowiednie peptydy antygenowe [29]. Peptydy antygenowe powstaj¹ce w wyniku degradacji bia³ek w proteasomach lub immunoproteasomach s¹ prezentowane na powierzchni komórek dendrytycznych przez kompleksy MHC klasy I. Peptydy antygenowe, w tym równie¿ peptydy z do³¹czon¹ cz¹steczk¹ diizocyjanianu, w po³¹czeniu z MHC klasy I s¹ g³ównie rozpoznawane przez limfocyty T CD8+ [30]. Diizocyjaniany i interakcje komórek dendrytycznych z limfocytami T Komórki dendrytyczne obecne w tkankach ró¿nych narz¹dów, w tym i te obecne w p³ucach nie dotkniêtych procesem chorobowym, s¹ formami niedojrza³ymi i znajduj¹ siê w stanie spoczynkowym [22]. W tym stanie zachowuj¹ one zdolnoæ do prezentacji antygenów, tak¿e fragmentów peptydowych z do³¹czon¹ cz¹steczk¹ diizocyjanianu, ale nie aktywuj¹ limfocytów T. Dopiero po kontakcie z antygenem i w odpowiedzi na uszkodzenie tkanki p³ucnej, zaka¿enie, dzia³anie toksyn, czy martwicê, nastêpuje pobudzenie komórek dendrytycznych i przekszta³cenie w formy dojrza³e, migruj¹ce do regionalnych wêz³ów limfatycznych [31]. Przemiana spoczynkowych komórek dendrytycznych w aktywne obejmuje dwie fazy [32,33]. W pierwszej fazie nastêpuje zmniejszenie zdolnoci wychwytu antygenów z jednoczesnym zwiêkszeniem ekspresji antygenów po³¹czonych z kompleksem MHC klasy I/II i cz¹steczek wspó³dzia³aj¹cych oraz zwiêkszenie wytwarzania i uwalniania TNF-α, GM-CSF i IL-1β. Te cytokiny s¹ silnymi czynnikami przyczyniaj¹cymi siê do przyspieszenia procesu dojrzewania komórek dendrytycznych. Wystêpuje bardzo cis³e wzajemne powi¹zanie czynnociowe miêdzy cytokinami wydzielanymi przez komórki nab³onkowe p³uc a komórkami dendrytycznymi w odpowiedzi na pojawienie siê diizocyjanianów w drogach oddechowych. Wychwycenie przez komórki dendrytyczne koniugatów bia³ko-diizocyjanian i prezentacja antygenów peptydowych przez MHC II na powierzchni tych komórek ³¹czy siê ze zwiêkszon¹ syntez¹ IL-1β. Ta cytokina oddzia³uj¹c na komórki nab³onkowe stymuluje w nich produkcjê i wydzielanie TNF-α i/lub GM-CSF, a tak¿e IL-1β. Komórki 134 Alergia Astma Immunologia, 2002, 7(3), 131-139 nab³onkowe mog¹ równie¿ same produkowaæ TNF-α i GM-CSF na drodze ich aktywacji przez diizocyjaniany obecne w drogach oddechowych. Migracja komórek dendrytycznych z b³ony luzowej dolnych dróg oddechowych do regionalnych wêz³ów limfatycznych zostaje zapocz¹tkowana przez bezporednie zadzia³anie TNF-α, wydzielanego przez komórki nab³onkowe poddane dzia³aniu bodca chemicznego, na receptory TNF-R2 obecne w komórkach dendrytycznych. Rozwa¿any jest tak¿e udzia³ GMCSF. Migracji komórek dendrytycznych z b³ony luzowej do regionalnych wêz³ów ch³onnych sprzyja synteza powierzchniowych cz¹steczek adhezyjnych ICAM-1, VCAM-1 oraz ELAM-1 przez komórki nab³onkowe tej b³ony poddane dzia³aniu bodca chemicznego [34,35]. W drugiej fazie, po kontakcie komórek dendrytycznych z dziewiczymi limfocytami T, dochodzi do utraty zdolnoci do poch³aniania antygenów i dalsze zwiêkszenie ekspresji przetworzonych antygenów oraz produkcji i uwalniania TNF-α, IL-1β i IL-12. Te zale¿ne od dziewiczych limfocytów T przemiany s¹ wynikiem oddzia³ywania miêdzy cz¹steczkami powierzchniowymi dziewiczych limfocytów T i komórek dendrytycznych oraz dzia³ania na te ostatnie IFN-γ wytwarzanego przez limfocyty T. W pe³ni dojrza³e komórki dendrytyczne wykazuj¹ nie tylko wysok¹ ekspresjê powierzchniowych cz¹steczek MHC ale równie¿ cz¹steczek kostymuluj¹cych CD40, CD80 (B7.1) i CD86 (B7.2). Zwiêksza siê tak¿e stê¿enie CD83, bêd¹cego specyficznym markerem dla dojrza³ych komórek dendrytycznych. Model dwusygna³owy interakcji komórki dendrytyczne limfocyty T Aktywacja limfocytów T przez komórki dendrytyczne prezentuj¹ce peptyd z do³¹czonym diizocyjanianem mo¿e byæ opisana przy pomocy tzw. modelu dwusygna³owego [36]. Sygna³ pierwszy pojawia siê w wyniku interakcji miêdzy receptorem limfocyta T (TCR) a kompleksem MHC-zmodyfikowany przez diizocyjanian peptyd. Sygna³ drugi jest zwi¹zany z dodatkowym oddzia³ywaniem receptor-ligand, i nazywany jest sygna³em kostymuluj¹cym. Pfeiffer i wsp. zwrócili uwagê na fakt, ¿e trwa³oæ po³¹czenia TCR w ThO z kompleksem MHC-peptyd antygenowy obecnym na komórce dendrytycznej mo¿e przyczyniæ siê do wyst¹pienia zró¿nicowanej odpowiedzi komórek ThO i generowaæ powstanie odpowiedzi Th1 lub Th2 [37]. Silne oddzia³ywanie miêdzy TCR i MHCpeptyd antygenowy powinno sprzyjaæ tworzeniu Th1 a s³abe oddzia³ywanie tworzeniu Th2. Obserwacje te znajduj¹ swoje potwierdzenie w badaniach Kumara i wsp. [38]. U¿ywaj¹c zestawu ró¿nych ligandów TCR, o zró¿nicowanym powinowactwie do MHC badacze ci wykazali. ¿e wówczas kiedy ligand wykazywa³ wysokie powinowactwo do MHC zwiêksza³a siê produkcja IFN-γ. Natomiast kiedy ligand mniej trwale wi¹za³ siê z MHC dochodzi³o do zwiêkszonej sekrecji IL-4. Aby mog³o dojæ do wydajnej stymulacji limfocytów T niezbêdne jest wystêpowanie na komórkach dendrytycznych, obok peptydów antygenowych zwi¹zanych z cz¹steczkami MHC klasy I lub II, oddzia³uj¹cych z TCR, cz¹steczek pomocniczych B7.1 lub B7.2. Wi¹¿¹ siê one z cz¹steczkami CD28/CTLA-4 na powierzchni limfocyta T, dostarczaj¹c tej komórce dodatkowych sygna³ów pobudzaj¹cych. Kostymulacja z udzia³em B7.1 w czasie prezentacji antygenu przez komórki dendrytyczne ma sprzyjaæ rozwojowi Th1, gdy prezentacja B7.2 sprzyja odpowiedzi typu Th2 [39]. Obserwacje dowiadczalne sugeruj¹, ¿e oddzia³ywanie cz¹steczek pomocniczych z cz¹steczkami CD28/CTLA-4 prowadzi do przekazania sygna³u do wnêtrza komórki i indukuje produkcjê ró¿nych cytokin. Skutkiem wi¹zania B7.1 do CD28/CTLA-4 jest synteza IFN-γ, natomiast wi¹zanie B7.2 do CD28/CTLA4 sprzyja produkcji IL-4 i IL-5 [40]. W procesie oddzia³ywania CD28 z B7.1 i B7.2, podczas powstawania dodatkowego sygna³u stymulacji wymagana jest obecnoæ 3kinazy fosfatydyloinozytolu, co jest wspóln¹ cech¹ obydwu szlaków prowadz¹cych do nasilenia produkcji IL-2 [41]. Poniewa¿ dizocyjaniany powoduj¹ wyst¹pienie odpowiedzi immunologicznej g³ównie typu Th2, nale¿y oczekiwaæ, ¿e powoduj¹ one uruchomienie w komórkach dendrytycznych g³ównie szlaku pobudzenia zwi¹zanego z syntez¹ cz¹steczek powierzchniowych B7.2. Nie mo¿na jednak wykluczyæ mo¿liwoci stymulacji przez diizocyjaniany równie¿ szlaku pobudzenia prowadz¹cego do syntezy B7.1. Wynika to z obserwacji niektórych badaczy, ¿e w reakcji immunologicznej po ekspozycji na izocyjaniany wystêpuje mieszany typ odpowiedzi Th1/Th2 [11]. Zdaniem Kapsenberga i wsp. IL-4 i IL-12 s¹ g³ównymi cytokinami polaryzuj¹cymi odpowied komórek Th [42]. IL-4 ukierunkowuje dziewicze Th do przejcia w typ Th2 przez zwiêkszenie produkcji IL-4 oraz hamowanie ekspresji receptora IL-12. IL-12 sprzyja wyst¹pieniu odpowiedzi typu Th1 przez stymulacjê produkcji IFN-γ [42]. Model trójsygna³owy interakcji komórki dendrytyczne limfocyty T Wydaje siê, ¿e tzw. model trójsygna³owy zaproponowany przez Curtsingera i wsp. dok³adniej mo¿e opisaæ proces aktywacji limfocytów T przez komórki dendrytyczne poddane dzia³aniu diizocyjanianów [43]. Autorzy ci proponuj¹, ¿e trzeci sygna³ jest odpowiednikiem sygna³u niebezpieczeñstwa opisanym przez Matzingera jako podstawowy sygna³ okrelaj¹cy czy rozpoznanie antygenu powinno prowadziæ do tolerancji lub do skutecznej odpowiedzi immunologicznej [44]. Pe³n¹ charakterystykê sygna³u niebezpieczeñstwa przedstawi³ Vance w oparciu o bezporednie dane dowiadczalne [45]. Komórki prezentuj¹ce antygen s¹ aktywowane in vivo przez endogenne sygna³y pochodz¹ce z komórek poddanych stresowi biologicznemu (np. infekcja wirusowa), chemicznemu (np. dzia³anie diizocyjanianów) lub w wyniku Lutz W., Pa³czyñski C. Molekularne i immunologiczne uwarunkowania astmy wywo³anej przez izocyjaniany ... ich martwicy lub apoptozy [46,47,48]. Natomiast takie sygna³y nie mog¹ pochodziæ z komórek zdrowych, niepobudzonych. Z pobudzonych komórek, np. komórek nab³onkowych poddanych dzia³aniu czynnika chemicznego, uwalniane s¹ cytokiny TNF-α, IL-1β, IL-10 i TGF-β. TNF-α i IL-1β aktywuj¹ce komórki prezentuj¹ce antygen natomiast IL-10 oraz TGF-β dzia³aj¹ tu supresyjnie [49,50,51]. W zale¿noci od tego jak silne s¹ sygna³y aktywuj¹cy lub supresyjny oddzia³uj¹ce na komórki dendrytyczne, mo¿e dojæ do pobudzenia lub blokowania ich oddzia³ywañ stymuluj¹cych limfocyty ThO, co poza interakcj¹ peptyd-MHC klasy II TCR, zachodzi na drodze stymulacji lub hamowania syntezy powierzchniowych cz¹steczek kostymuluj¹cych B7. Stymulacja syntezy B7.1 i B7.2 oraz ich ekspresja na powierzchni komórek dendrytycznych umo¿liwia ich oddzia³ywanie z CD28/CTL-4 limfocytów ThO. Prowadzi to do uruchomienia mechanizmów zwi¹zanych z przekszta³ceniem ThO w Th1 lub Th2. W przypadku kiedy dziewiczym limfocytom T zostanie zaprezentowany tylko kompleks MHC klasy II peptyd zwi¹zany z diizocyjanianem, bez towarzysz¹cej temu ekspresji kostymulatorów B7.1 i B7.2, przechodz¹ one w stan anergii (typ odpowiedzi Th3). Limfocyty Th trac¹ na przysz³oæ zdolnoæ do aktywacji po rozpoznaniu peptydu antygenowego. W zale¿noci od sposobu prezentacji antygenu peptyd-diizocyjanian w aktywowanych komórkach dendrytycznych, przez MHC I lub MHC II, mog¹ siê rozwin¹æ ró¿ne typy odpowiedzi immunologicznej CD4(Th) lub CD8(Tc). Odpowied limfocytów Th mo¿na kategoryzowaæ w zale¿noci od wzoru wydzielanych cytokin: Th1 (IFN-γ), Th2 (IL-4, IL-5). Wyst¹pienie odpowiedzi limfocytów typu Th3 (wyciszonej odpowiedzi immunologicznej) mo¿e wyjaniæ zjawisko nie wystêpowania u wiêkszoci osób jawnej odpowiedzi immunologicznej na pojawiaj¹ce siê w ich organizmie substancje chemiczne o w³aciwociach alergenów. Prawdopodobnie mo¿e to byæ spowodowane wystêpowaniem u tych osób silnego sygna³u 3 zwi¹zanego ze zwiêkszon¹ produkcj¹ IL-10 i TGF-β [52,53]. Aktywacja komórek dendrytycznych na poziomie molekularnym W ostatnich latach stopieñ poznania procesów biochemicznych odpowiedzialnych za transmisjê sygna³ów pobudzenia z receptorów powierzchniowych do wnêtrza komórki znacznie siê wzbogaci³. Uda³o siê zidentyfikowaæ wiele kluczowych cz¹steczek uczestnicz¹cych w tym procesie oraz wykazaæ szczególn¹ rolê reakcji fosforylacji i defosforylacji. Reguluj¹ one funkcjonowanie i interakcjê cz¹steczek sygnalnych dzia³aj¹cych na zasadzie kaskady reakcji biochemicznych. Skutkiem ich dzia³ania jest powstanie wielu przekaników sygna³u i inicjacja wtórnych szlaków sygnalnych wp³ywaj¹cych na ekspresjê czynników transkrypcyjnych genów okrelaj¹cych fenotyp funkcjonalny komórki. O ile poznano ju¿ stosunkowo dobrze 135 molekularne szlaki sygnalne wystêpuj¹ce np. w limfocytach [54], to wiedza na temat funkcjonowania tych szlaków w komórkach dendrytycznych jest nadal ograniczona. Przyczyn¹, która w powa¿nym stopniu utrudnia³a poznanie molekularnych mechanizmów odpowiedzialnych za zmianê w³aciwoci morfologicznych i funkcjonalnych komórek dendrytycznych po ich kontakcie z substancjami chemicznymi, w tym z diizocyjanianami, by³y trudnoci w otrzymaniu czystych kolonii komórek dendrytycznych bez domieszek innych komórek. Trudno by³o równie¿ uzyskaæ odpowiedni¹ do badañ liczbê tych komórek. Ostatnie lata przynios³y jednak zdecydowany postêp. Obecnie dysponujemy kilkoma metodami otrzymywania komórek dendrytycznych, które zasadniczo polegaj¹ na pozyskiwaniu z krwi obwodowej lub szpiku prekursorowych komórek dendrytycznych. W cile okrelonych warunkach hodowlanych s¹ one poddawane dzia³aniu ró¿nych czynników wyzwalaj¹cych ich dojrzewanie, np. LPS, TNF-α czy GM-CSF. Ukaza³o siê ju¿ kilka doniesieñ opisuj¹cych aktywacjê przez cytokiny (np. TNF-α) i sk³adniki komórek bakteryjnych (LPS) szlaków kinaz bia³kowych aktywowanych mitogenem (MAPK) w komórkach dendrytycznych otrzymanych z hodowli komórek prekursorowych obecnych w krwi ludzkiej [50,55,56,57,58]. Nadal jednak brak jest pewnych ustaleñ dotycz¹cych roli g³ównych szlaków MAPK w procesie dojrzewania komórek dendrytycznych wystêpuj¹cych w drogach oddechowych i jak na te szlaki oddzia³uj¹ substancje chemiczne, w tym diizocyjaniany, maj¹ce w³aciwoæ indukowania astmy. W komórkach dendrytycznych wystêpuj¹ co najmniej trzy ró¿ne szlaki kinaz aktywowanych mitogenem: szlak kinazy regulowanej przez czynniki zewnêtrzne (ERKs extracellular signal regulated kinases), szlak kinazy fosforyluj¹cej N-terminaln¹ czêæ Jun / kinazy bia³kowej aktywowanej przez czynniki stresowe (JNK/SAPK cJun N-terminal kinase / stress-activated protein kinase) i szlak p38 kinazy bia³kowej aktywowanej mitogenem (p38 MAPK p38 mitogen-activated protein kinase). Kinazy te ulegaj¹ aktywacji na drodze fosforylacji zarówno reszt treoniny (T) jak i tyrozyny (Y) obecnych w pêtli regulatorowej TXY wszystkich MAPKs. Aktywacja zachodzi w cytoplazmie i po fosforylacji MAPKs ulegaj¹ translokacji do j¹dra komórkowego. Tu fosforyluj¹ odpowiednie dla ka¿dej z kinaz substraty bia³kowe na resztach seryny lub treoniny [59]. Szlak ERK odpowiada g³ównie na dzia³ania mitogenów i czynników wzrostowych bior¹c udzia³ w regulacji procesów proliferacji i ró¿nicowania. Szlaki JNK/SAPK i p38 MAPK s¹ szlakami MAPK aktywowanymi przez stres, co jest konsekwencj¹ tego, ¿e ulegaj¹ one silnej aktywacji przez agonistów indukuj¹cych stres komórkowy [60]. Szlak JNK/SAPK jest silnie indukowany przez stresory chemiczne i fizyczne. Kinazy JNK/SAPK aktywuj¹ przede wszystkim czynnik transkrypcyjny c-Jun, ale mog¹ 136 Alergia Astma Immunologia, 2002, 7(3), 131-139 równie¿ aktywowaæ inne czynniki transkrypcyjne, w tym c-Fos i ATF-2 wchodz¹ce w sk³ad kompleksu AP1. Powoduje to zwiêkszenie transkrypcji genów koduj¹cych cytokiny, m.in. IL-2, genu koduj¹cego cyklooksygenazê2 oraz genu koduj¹cego indukowaln¹ syntazê tlenku azotu. Aktywacja JNK/SAPK po indukcji przez prozapalne cytokiny, m.in. przez IL-1β, zachodzi niezale¿nie od p21 Ras i Raf1. Porednikami s¹ dwa bia³ka wi¹¿¹ce GTP z rodziny Rho. Bia³ka te aktywuj¹ zró¿nicowan¹ grupê bia³ek komórkowych, które bior¹ udzia³ w aktywacji kinazy kinazy MAPK (MAP3K) [61]. Szlak p38 MAPK jest aktywowany przez prozapalne cytokiny, np. IL-1β i TNF-α oraz LPS. Wp³ywaj¹ one na proces aktywacji i dojrzewania komórek dendrytycznych. Ostatecznym skutkiem aktywacji p38 MAPK jest wzrost ekspresji cytokin, w tym równie¿ IL-2, wzrost ekspresji cyklooksygenazy-2 oraz wzrost indukowalnej syntazy tlenku azotu. Aktywacja zachodzi za porednictwem bia³ek wi¹¿¹cych GTP i przebiega podobnie jak w przypadku JNK [62]. Arrighi i wsp. wykazali, ¿e niektóre alergeny kontaktowe, sole niklu i dinitrofluorobenzen (DNFB), oddzia³uj¹ na proces aktywacji i dojrzewania komórek dendrytycznych wp³ywaj¹c na proces fosforylacji p38 MAPK co ³¹czy³o siê z immunostymuluj¹cym oddzia³ywaniem tych komórek na limfocyty T [55]. Sole niklu i DNFB stymulowa³y m.in. produkcjê i wydzielanie IL-1β oraz TNF-α. Reakcj¹, która na poziomie molekularnym zapocz¹tkowywa³a stymuluj¹ce dzia³anie soli niklu i DNFB na komórki dendrytyczne by³a indukcja fosforylacji bia³kowych reszt tyrozynowych. Wykazano równie¿, ¿e sole niklu indukuj¹c aktywacjê p38 MAPK powoduj¹ zwiêkszenie m.in. ekspresji cz¹steczek powierzchniowych B7.1 i B7.2. Nie obserwowano natomiast aby w³aciwoci aktywowania p38 MAPK i stymulacji ekspresji cz¹steczek powierzchniowych w komórkach dendrytycznych mia³ dodecylo siarczan sodu (SDS), który jest znanym czynnikiem o w³aciwociach dra¿ni¹cych a nie alergizuj¹cych. Interesuj¹ce dane dotycz¹ce wp³ywu IL-10 na proces aktywacji komórek dendrytycznych przedstawili Sato i wsp. [56]. Autorzy ci wykazali, ¿e nale¿¹ce do rodziny MAPKs, ERK2, JNK/SAPK oraz p38, bior¹ udzia³ w indukowanej przez IL-10 supresji procesu aktywacji i dojrzewania komórek dendrytycznych wywo³anej przez TNF-α. IL-10 blokowa³a stymulowane przez TNF-α pojawienie siê na powierzchni komórek dendrytycznych cz¹steczek B7.2. Mo¿e to potwierdzaæ rolê IL-10 jako cytokiny sygnalnej (sygna³ 3), blokuj¹cej uruchomienie kaskady MAPKs w komórkach dendrytycznych, która jak wykazano to w przypadku p38 MAPK [55] mo¿e byæ odpowiedzialn¹ za pojawienie siê na powierzchni komórek dendrytycznych cz¹steczek B.7 (sygna³ 2). W oparciu o te dane przedstawiono hipotetyczny schemat uruchamiania przez diizocyjaniany odpowiedzi immunologicznej lub tolerancji w oparciu o model trójsygna³owy (ryc.1). Dotychczas brak jest danych potwierdzaj¹cych udzia³ diizocyjanianów w w indukowaniu odpowiedzi immunologicznej przez powodowanie zmian w funkcjonowaniu szlaków MAPK. Mo¿na przypuszczaæ, ¿e podobnie do innych alergenów niskocz¹steczkowych, wp³ywaj¹cych na profil ekspresji cytokin oraz cz¹steczek powierzchniowych w komórkach dendrytycznych, mog¹ one wywo³ywaæ takie zmiany oddzia³uj¹c na szlaki JNK/SAPK oraz p38 MAPK na drodze indukowania stresu oksydacyjnego [63]. Toksyczne oddzia³ywania diizocyjanianów na komórki dendrytyczne W ujawnianiu siê potencja³u alergizuj¹cego diizocyjanianów wa¿n¹ rolê odgrywa ich zdolnoæ do wywierania bezporednich, toksycznych oddzia³ywañ na komórki [14]. Obecnie wydaje siê, ¿e jednym z g³ównych mechanizmów toksycznego oddzia³ywania diizocyjanianów na komórki, w tym na komórki nab³onkowe b³ony luzowej dróg oddechowych, jest ich oddzia³ywanie na komórkow¹ równowagê redoks. Diizocyjaniany tworz¹ stosunkowo trwa³e addukty z glutationem i przyczyniaj¹ siê do zwiêkszonej produkcji reaktywnych form tlenu [19,64]. Wykazano, ¿e powodowana przez diizocyjaniany (MDI i HDI) dysfunkcja bariery tworzonej przez nab³onek dróg oddechowych jest w znacznym stopniu spowodowana powstaniem niedoboru glutationu [19]. Glutation, a w³aciwie jego stosunek do disiarczku glutationu, odgrywa bardzo wa¿n¹ rolê w sygnalingu wewn¹trzkomórkowym i aktywacji genów [65]. Regulacja ekspresji genów jest wa¿nym aspektem odpowiedzi komórek uk³adu odpornociowego na stres chemiczny i stanowi mechanizm obronny przed kolejnymi urazami chemicznymi, czyni¹c komórki bardziej tolerancyjnymi na reaktywne zwi¹zki chemiczne. Ustalono, ¿e zwi¹zki chemiczne, np. dietylomaleinian, a przypuszczalnie tak¿e diizocyjaniany, powoduj¹ powstanie niedoboru glutationu w komórkach prezentuj¹cych antygen i wywo³uj¹ zmiany w odpowiedzi immunologicznej wywo³anej przez podanie obcych antygenowo bia³ek. Zwi¹zki te powoduj¹ przesuniêcie w profilu cytokin produkowanych przez te komórki, co sprzyja uruchomieniu odpowiedzi immunologicznej typu Th2 przez zahamowanie odpowiedzi Th1. Krótkotrwa³y i ³atwo odwracalny niedobór glutationu w komórce prezentuj¹cej antygen przyczynia siê do zahamowania ekspresji genów zwi¹zanych z produkcj¹ cytokin warunkuj¹cych rozwiniêcie siê odpowiedzi immunologicznej typu Th1 [66]. Tak wiêc powstanie niedoboru glutationu w komórkach dendrytycznych pod wp³ywem diizocyjanianów uruchamia z³o¿ony system zjawisk komórkowych zachodz¹cych na poziomie molekularnym, które mog¹ prowadziæ do specyficznej odpowiedzi immunologicznej. Lutz W., Pa³czyñski C. Molekularne i immunologiczne uwarunkowania astmy wywo³anej przez izocyjaniany ... 137 Ryc. 1. Hipotetyczny trójsygna³owy model aktywacji limfocytów ThO przez komórki dendrytyczne (DC) oraz komórki nab³onkowe w obecnoci diizocyjanianów (DIC) A Powstanie odpowiedzi immunologicznej typu Th1 lub Th2; B Wytworzenie tolerancji immunologicznej. Anergia Podsumowanie Alergeny, oprócz oczywistych w³asnoci immunogennych wykazuj¹ szereg innych cech, wynikaj¹cych z ich budowy chemicznej czy funkcji biologicznych. Do dzi, na dobr¹ sprawê nie wiadomo, dlaczego akurat te substancje s¹ alergenami i z czego wynikaj¹ tak znaczne ró¿nice w stê¿eniach rozmaitych alergenów koniecznych do Pimiennictwo 1. Baur X, Wieners D, Marczyñski B. Late asthmatic reaction caused by naphtylene-1,5-diisocyanate. Scand J Work Environ Health 2000; 26: 78-80. 2. Meredith SK, Bugler J, Clark RL. Isocyanate exposure and occupational asthma: a case-referent study. Occup Environ Med 2000; 57: 830-836. 3. Mapp ChE, Butcher BT, Fabbri LM. Polyisocyanates and their prepolymers. w: Asthma in the workplace, wyd. I.L. Bernstein, M. Chan-Yeung, J-L. Malo, Bernstein, New York Marcel Dekker Inc. 1999; 457-478. 4. Redlich CA, Homer R, Smith B i wsp. Immunologic responses to isocyanates in sensitized asthmatic subjects. Chest 1996; 109: 6-8. 5. Raulf-Heimsoth M, Baur X. Pathomechanisms and pathophysiology of isocyanate-induced diseases summary of present knowledge. Am J Ind Med 1998; 34: 137-148. 6. Pa³czyñski C, Górski P, Jakubowski J. The case of TDI-induced reactive airway dysfunction syndrome with the presence of specific IgE antibodies. Allergol Immunopathol 1994; 22: 80-82. 7. Maestrelli P, Occari P, Turato G i wsp. Expression of interleukin (IL)-4 and IL-5 proteins in asthma induced by toluene diisocyanate (TDI). Clin Exp Allergy 1997; 27: 1292-1298. zainicjowania uczulenia i wywo³ywania reakcji alergicznych. Dotyczy to szczególnie zwi¹zków o ma³ej masie cz¹steczkowej. Charakterystyka reakcji wywo³anej przez diizocyjaniany mo¿e tu stanowiæ przyk³ad odmiennoci i z³o¿onoci patomechanizmów le¿¹cych u podstaw odpowiedzi alergicznej, wynikaj¹cych tak¿e z innych ni¿ immunogenne w³aciwoci antygenu. 8. Tarlo SM. Recent advances in occupational asthma. Curr Opin Pulm Med 2000; 6:145-150. 9. Wills-Karp M. Immunologic basis of antigen-induced airway hyperresponsiveness. Ann Rev Immunol 1999; 17: 255-281. 10. Lee M, Park S, Park HS, Youn JK. Cytokine secretion patterns of T cells responding to haptenized-human serum albumin in toluene diisocyanate (TDI)-induced asthma patients. J Korean Med Sci 1998; 13: 459-465. 11. Vandebriel RJ, De Jong WH, Spiekstra SW i wsp. Assessment of preferential T-helper 1 or T-helper 2 induction by low molecular weight compounds using the local lymph node assay in conjunction with RT-PCR and ELISA for interferon-gamma and interleukin-4. Toxicol Appl Pharmacol 2000; 162: 77-87. 12. Park HS, Kim HY, Nahm DH i wsp. Specific IgG but not specific IgE, antibodies to toluene diisocyanate-human serum albumin conjugate are associated with toluene diisocyanate bronchoprovocation test results. J Allergy Clin Immunol 1999; 104: 847-851. 13. Petsonk EL, Wang ML, Lewis DM. Asthma-like symptoms in wool product plant workers exposed to methylene diphenyl diisocyanate. Chest 2000; 118: 1183-1193. 138 Alergia Astma Immunologia, 2002, 7(3), 131-139 14. Wisniewski AV, Redlich CA. Recent developments in diisocyanate asthma. Curr Opinion Allergy Clin Immunol 2001; 1: 169-175. 15. Tse C, Pesca A. Chemical characterization of isocyanate-protein conjugates. Toxicol Appl Pharmacol 1979; 51: 39-46. 16. Zhong BZ, Siegel PD. Induction of micronuclei following exposure to methylene-diphenyl diisocyanate: Potential genotoxic metabolites. Toxicol Sci 2000; 58: 102-108. 17. Aguis RM. Why are some low-molecular-weight agents asthmagenic. Occup Med 2000; 15: 369-384. 18. Sepai O, Henschler D, Sabbioni G. Albumin adducts, hemoglobin adducts and urinary metabolites in workers exposed to 4,4-methylenediphenyl diisocyanate. Carcinogenesis 1995; 16: 2583-2587. 19. Lange RW, Day BW, Lemus R i wsp. Intracellular S-glutathionyl adducts in murine lung and human bronchoepithelial cells after exposure to diisocyanatotoluene. Chem Res Toxicol 1999; 12: 931-936. 20. Wisniewski AV, Srivastava R, Herrick C i wsp. Identification of human lung and skin proteins conjugated with hexamethylene diisocyanate in vitro and in vivo. Am J Respir Crit Care Med 2000; 162: 1-7. 21. Wisnewski AV, Lamus R, Karol MH, Redlich CA. Isocyanateconjugated human lung epithelial cell proteins: A link between exposure and asthma. J Allergy Clin Immunol 1999; 104: 341-347. 22. Smith WB, Holt PG. Professional antigen-presenting cells. W: Asthma and Rhinitis, wyd.: W. Busse, S. Holgate. Oxford Blackwell Science Ltd 2000; 650-670. 23. Banchereau J, Steinman R. Dendritic cells and the control of immunity. Nature 1998; 392: 245-252. 24. Bice DE. Pulmonary immunology. W: Comprehensive toxicology. Vol. 5. Toxicology of the immune system, wyd..: D.A. Lawrence, New York Elsevier Science Inc 1997; 131-141. 25. Cella M, Sallusto F, Lanzavecchia A. Origin, maturation and antigen presenting function of dendritic cells. Curr Opin Immunol 1997; 9: 10-35. 26. De Marzo N, Jovine L, Rizzotti P i wsp. Modification of serum proteins in guinea pigs immunized and challenged with toluene diisocyanate. Scand. J Work Environ Health 2000; 26: 153-160. 27. Watts C. Capture and processing of exogenous antigens for presentation on MHC molecules. Ann Rev Immunol 1997; 15: 821-850. 28. Pieter SJ. MHC class II restricted antigen presentation. Curr Opin Immunol 1997; 9: 89-96. 29. Tanaka K. Role of proteasomes modified by interferon-γ in antigen processing. J Leukocyte Biol 1994; 56: 571-575 30. Tanaka K, Tanahashi N, Tsurumi C i wsp. Proteasomes and antigen processing. Adv Immunol 1997; 64: 1-38. 31. Ban M, Hettich D, Goutet M, Bonnet P. TDI inhalation in guineapigs involves migration of dendritic cells. Toxicol Let 1997; 93: 185-194. 32. Kimber I. Contact hypersensitivity. w: Comprehensive toxicology, Vol. 5, Toxicology of the immune system, wyd. D.A. Lawrence, New York Elsevier Science Inc 1999; 353-364. 33. Kimber I, Dearman RJ. Immunobiology of chemical respiratory sensitization. w: Toxicology of chemical respiratory hypersensitivity, wyd. I. Kimber, R.J. Dearman. London Taylor & Francis 1997; 73-106. 34. Goebeler MG, Meinardus-Hager J, Roth J i wsp. Nickel chloride and cobalt chloride, two common contact sensitizers, directly induce expression of intracellular adhesion molecule-1 (ICAM-1), vascular adhesion molecule-1 (VCAM-1), and endothelial leukocyte adhesion molecule-1 (ELAM-1) by endothelial cells. J Invest Dermatol 1993; 100: 759-765. 35. Wagner M, Klein CL, van Kooten TG, Kirkpatrick CJ. Mechanisms od cell activation by heavy metal ions. J Biomed Mat Res1998; 42: 443-452. 36. Park BK, Kitteringham NR, Powell H, Pirmohamed M. Advances in molecular toxicology towards understanding idiosyncratic drug toxicity. Toxicology 2000; 153: 39-60. 37. Pfeiffer C, Stein J, Southwood S i wsp. Altered peptide ligands can control CD4 T lymphocyte differentiation in vivo. J Exp Med 1995; 181: 1569-1574. 38. Kumar V, Bhardwaj V, Soares L i wsp. Major histocompatibility complex binding affinity of an antigenic determinant is crucial for the differential secretion of interleukin 4/5 or interferon γ by T cells. Proc Natl Acad Sci USA 1995; 92: 9510-9514. 39. Kuchroo VK, Das MP, Brown JA i wsp. B7-1 and B7-2 costimulatory molecules activate differentially disease therapy. Cell 1995; 80: 707-718. 40. Freeman GJ, Bousiotis VA, Anumanthan A i wsp. B7-1 and B72 do not deliver identical costimulatory signals, since B7-2 but not B7-1 preferentially costimulates the initial production of IL4. Immunity 1995; 2: 225-232. 41. Cefai D, Cai Y-C, Hu H, Ruddch Ch. CD28 co-stimulatory regimes differ in their dependence on phosphatidylinositol 3kinase: common co-signal induced by CD80 and CD86. Int Immun 1996; 8: 1609-1616. 42. Kapsenberg ML, Hilkens MU, Wierenga EA, Kalinski P. The role of antigen-presenting cells in the regulation of allergen specific T cell responses. Curr Opin Immunol 1999; 10: 607-613. 43. Curtsinger JM, Schmidt CS, Mondino A i wsp. Inflamatory cytokines provide a third signal for activation of naive CD4+ and CD8+ T cells. J Immunol 1999; 162: 3256-3262. 44. Matzinger P. Tolerance, danger, and the extended family. Ann Rev Immunol 1994; 12: 991-1045. 45. Vance RE. Cutting edge: cutting edge commentary: a Copernican revolution? Doubts about the danger theory. J Immunol 2000; 165: 1725-1728. 46. Gallucci S, Lolkema M, Matzinger P. Natural adjuvants: endogenous activators of dendritic cells. Nat Med 1999; 5: 1249-1255. 47. Gallucci S, Matzinger P. Danger signals: SOS to the immune system. Curr Opin Immunol 2001; 13: 114-119. 48. Shi Y, Zheng W, Rock KL. Cell injury releases endogenous adjuvants that stimulate cytotoxic T cell responses. Proc Natl Acad Sci USA 2000; 97: 14590-14695. 49. Naisbitt DJ, Williams DP, Pirmohamed M i wsp. Reactive metabolites and their role in drug reactions. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2001; 1: 317-325. 50. Park SM, Kim HS, Choe J, Lee TH. Differential induction of cytokine genes and activation of mitogen-activated protein kinase family by soluble CD40 ligand and TNF in a human follicular dendritic cell line. J Immunol 1999; 163: 631-638. 51. Pullents T, Lundin S, Cui ZH i wsp. Bystander suppression of occupational hapten sensitization in rats made tolerant to ovoalbumin. Eur Respir J 1998; 12: 889-894. Lutz W., Pa³czyñski C. Molekularne i immunologiczne uwarunkowania astmy wywo³anej przez izocyjaniany ... 52. Singh VK, Mehrotra S, Agrawal SS. The paradigm of Th1 and Th2 cytokines: its relevance to autoimmunity and allergy. Immunol Res 1999; 20: 147-161. 53. Fowler S, Powrie F. Control of immune pathology by IL-10secreting regulatory T cells. Springer Semin Immunopathol 1999; 21: 287-294. 54. Kowalski ML, Alam R. Signal transduction mechanisms as new targets for allergists. Allergy 2001; 56: 199-203. 55. Arrighi J-F, Rebsamen M, Rousset F i wsp. Critical role for p38 mitogen-activated protein kinase in the maturation of human bloodderived dendritic cells induced by lipopolysaccharide, TNF-α, and contact sensitizers. J Immunol 2001; 166: 3837-3845. 56. Sato K, Nagayama H, Tadokoro K i wsp. Extracellular signalregulated kinase, stress activated protein kinase/c-Jun N-terminal mapk are involved in IL-10-mediated selective kinase, and p38 repression of TNF-α-induced activation and maturation of human peripheral blood monocyte-derived dendritic cells. J Immunol 1999; 162: 3865-3872. 57. Aicher A, Shu GL, Magaletti D i wsp. Differential role for p38 mitogen-activated protein kinase in regulating CD40-induced gene expression in dendritic cells and B cells. J Immunol 1999; 163: 5786-5795. 58. Baldassare JJ, Bi Y, Bellone CJ. The role of p38 mitogen-activated protein kinase in IL-1β transcription. J Immunol 1999; 162: 5367-5373. 139 59. Garrington TP, Johnson GL. Organisation and regulation of mitogen-activated protein kinase signaling pathways. Curr Opin Cell Biol 1999; 11: 211-256. 60. Xia Z, Dickens M, Reingeaud J i wsp. Opposing effects of ERK and JNK-p38 MAP kinase on apoptosis. Science 1995; 270: 1326-1330. 61. Krause A, Holtmann H, Eickemeier S i wsp. Stress-activated protein kinase/Jun N-terminal kinase is required for interleukin (IL)-1-induced IL-6 and IL-gene expression in the human epidermal carcinoma cell line KB. J Biol Chem 1998; 273: 23681-23689. 62. Rovin BH, Wilmer WA, Danne M i wsp. The mitogen-activated protein kinase p38 is necessary for interleukin 1β-induced monocyte chemoattractant protein i expression by human mesangial cells. Cytokine 1999; 11: 118-126. 63. Ichijo H. From receptors to stress-activated MAP kinases. Oncogene 1999; 18: 6087-6096. 64. Day BW, Jin R, Basalyga DM i wsp. Formation, solvolysis, and transcarbamylation reactions of bis(S-gluthathionyl) adducts of 2,4- and 2,6-diisocyanatetoluene. Chem Res Toxicol 1997; 10: 424-431. 65. Dalton TP, Shertzer HG, Puga A. Regulation of gene expression by reactive oxygen. Annu Rev Pharmacol Toxicol 1999; 39: 67-101. 66. Peterson JD, Herzenberg LA, Vasqez K, Waltenbaugh C. Glutathione levels in antigen-presenting cells modulate Th1 versus Th2 response patterns. Proc Natl Acad Sci USA 1998; 95: 3071-3076.