Imunotoxikologie - Immunotoxicology

Imunotoxikologie (někdy zkráceně jako ITOX) je studie toxicita cizích látek zvaných xenobiotika a jejich účinky na imunitní systém.[1] Některá toxická činidla, o nichž je známo, že mění imunitní systém, zahrnují: průmyslové chemikálie, těžké kovy, agrochemikálie, léčiva, léky, ultrafialové záření, látky znečišťující ovzduší a některé biologické materiály.[2][1] [3]Ukázalo se, že účinky těchto imunotoxických látek mění jak: vrozený a adaptivní části imunitního systému. Důsledky xenobiotik ovlivňují původně kontaktovaný orgán (často plíce nebo kůže).[4] Mezi běžně se vyskytující problémy, které vznikají v důsledku kontaktu s imunotoxickými látkami, patří: imunosuprese, přecitlivělost a autoimunita.[1]Toxiny indukované imunitní dysfunkce může také zvýšit náchylnost k rakovina.[2]

Studie imunotoxikologie začala v 70. letech.[3] Myšlenka, že některé látky mají negativní účinek na imunitní systém, však nebyla nová koncepce, protože lidé pozorovali změny imunitního systému v důsledku kontaktních toxinů již od starověkého Egypta.[3] Při zvažování bezpečnosti a účinnosti komerčně prodávaných produktů je imunotoxikologie stále důležitější. V posledních letech byly vytvořeny pokyny a zákony ve snaze regulovat a minimalizovat používání imunotoxických látek při výrobě zemědělských produktů, léčiv a spotřebního zboží.[3] Jedním příkladem těchto předpisů je mandát pokynů FDA, že všechny léky musí být testovány na toxicitu, aby nedocházelo k negativním interakcím s imunitním systémem, a kdykoli lék vykazuje známky ovlivnění imunitního systému, je nutné důkladné vyšetřování.[1] Vědci používají obojí in vivo a in vitro techniky při určování imunotoxických účinků látky.[5]

Imunotoxické látky mohou poškodit imunitní systém ničením imunitních buněk a změnou signálních drah.[5] To má dalekosáhlé důsledky jak pro vrozený, tak pro adaptivní imunitní systém.[1] Změny v adaptivním imunitním systému lze pozorovat měřením úrovní produkce cytokinů, modifikací povrchových markerů, aktivace a buněčné diferenciace.[4] Existují také změny v makrofágech a aktivitě monocytů, což naznačuje změny vrozeného imunitního systému.[5]

Imunosuprese

Některá běžná činidla, u nichž bylo prokázáno, že způsobují imunosupresi, jsou kortikosteroidy, záření, těžké kovy, halogenované aromatické uhlovodíky, léky, látky znečišťující ovzduší a imunosupresivní léky.[4][3] Tyto chemikálie mohou vyústit v mutace nalezené v regulačních genech imunitního systému, které mění množství produkovaných kritických cytokinů a mohou způsobit nedostatečnou imunitní odpověď, když se vyskytnou antigeny.[4]Bylo také známo, že tato činidla ničí nebo poškozují imunitní buňky a buňky v kostní dřeni, což vede k obtížnému rozpoznávání antigenů a vytváření nových imunitních odpovědí. To lze měřit snížením IgM a IgG hladiny protilátek, které potlačují imunitu.[1] T regulační buňky, které jsou rozhodující pro udržení správné úrovně odpovědi v imunitním systému, se také zdá být některými látkami pozměněny.[5] V přítomnosti určitých imunotoxických látek bylo také pozorováno poškození granulocytů vrozeného imunitního systému způsobující vzácné onemocnění agranulocytóza.[5] Účinnost vakcíny lze také snížit, když je imunitní systém potlačen imunotoxickými látkami.[5] In vitro testy aktivace T-lymfocytů byly užitečné při určování, které látky mají imunosupresivní vlastnosti.[4]

Přecitlivělost

Hypersenzitivní nebo alergické reakce, jako je astma, jsou běžně spojovány s imunotoxickými látkami a v průmyslových zemích se zvyšuje počet lidí vykazujících tyto příznaky. Částečně kvůli rostoucímu počtu imunotoxických látek.[1][5] Nanomateriály jsou běžně absorbovány kůží nebo vdechovány a je známo, že vyvolávají přecitlivělé reakce náborem imunitních buněk.[6] S těmito nanomateriály se často setkáváme, když je člověk v kontaktu s chemickými látkami v pracovním, spotřebitelském nebo environmentálním prostředí.[1] Mezi látky, o nichž je známo, že vytvářejí hypersenzitivní reakci, patří břečťan jedovatý, vůně, kosmetika, kovy, konzervační látky a pesticidy.[1] Tyto molekuly, které jsou tak malé, že se chovají jako haptens a vázat se na větší molekuly k vyvolání imunitní reakce.[6] Alergická reakce je vyvolána, když T lymfocyty rozpoznávají tyto hapteny a získávají profesionální buňky prezentující antigen.[4] IgE protilátky jsou důležité při pohledu na hypersenzitivní reakce, ale nelze je použít k definitivnímu stanovení účinků imunotoxických látek.[1] Kvůli tomu, in vivo testování je nejúčinnějším způsobem stanovení potenciální toxicity nanomateriálů a jiných látek, o nichž se předpokládá, že způsobují přecitlivělost.[6]

Autoimunita

Imunotoxické látky mohou zvýšit výskyt útoků imunitního systému na vlastní molekuly.[1] Přestože k autoimunitě většinou dochází v důsledku genetických faktorů, mohou imunotoxické látky, jako je azbest, sulfadiazin, oxid křemičitý, parafin a silikon, také zvyšovat pravděpodobnost autoimunitního záchvatu.[1][5] Je známo, že tyto látky způsobují poruchy pečlivě regulovaného imunitního systému a zvyšují rozvoj autoimunity.[4] Změny v cirkulujících regulačních a reagujících T buňkách jsou dobrým indikátorem autoimunitní odpovědi indukované imunotoxickým činidlem.[3] Účinky autoimunity byly zkoumány primárně studiemi na zvířecích modelech. V současné době neexistuje obrazovka, která by určovala, jak látky ovlivňují lidskou autoimunitu, protože tolik současných znalostí o autoimunitě v reakci na imunotoxické látky pochází z pozorování jedinců, kteří byli vystaveni podezření na imunotoxické látky.[1][3]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l m Rooney, A.A .; Luebke, R.W .; Selgrade, M.K .; Germolec, D.R. (2012). "Imunotoxikologie a její aplikace při hodnocení rizik". V Luch, A. (ed.). Molekulární, klinická a environmentální toxikologie: Svazek 3: Toxikologie životního prostředí. Experientia Supplementum. 101. Springer, Basilej. str. 251–287. doi:10.1007/978-3-7643-8340-4_9. ISBN  978-3-7643-8340-4. PMID  22945572.CS1 maint: datum a rok (odkaz)
  2. ^ A b Haschek and Rousseaux's Handbook of Toxicologic Pathology (3. vyd.). Elsevier. 2013. s. 1795–1862.
  3. ^ A b C d E F G Luster, Michael I. (2014). „Historická perspektiva imunotoxikologie“. Journal of Imunotoxicology. 11 (3): 197–202. doi:10.3109 / 1547691x.2013.837121. ISSN  1547-691X. PMID  24083808.
  4. ^ A b C d E F G Galbiati, Valentina; Mitjans, Montserrat; Corsini, Emanuela (2010-08-24). „Současnost a budoucnost in vitroimunotoxikologie ve vývoji léčiv“. Journal of Imunotoxicology. 7 (4): 255–267. doi:10.3109 / 1547691x.2010.509848. ISSN  1547-691X. PMID  20735150.
  5. ^ A b C d E F G h Hartung, Thomas; Corsini, Emanuela (2013). „Potrava k zamyšlení ... Imunotoxikologie: výzvy v 21. století a příležitosti in vitro“. ALTEX. 30 (4): 411–426. doi:10,1473 / altex.2013.4.411. ISSN  1868-596X. PMID  24173166.
  6. ^ A b C Dunsinska, Maria; Tulinska, Jana; El Yamani, Naouale; Kuričová, Miroslava; Lisková, Aurelia; Rollerova, Eva; Rundén-Pran, Elise; Smolkova, Božena (2017). Rollerova (ed.). „Imunotoxicita, genotoxicita a epigenetická toxicita nanomateriálů: nové strategie pro testování toxicity?“. Potravinová a chemická toxikologie. 109: 797–811. doi:10.1016 / j.fct.2017.08.030. PMID  28847762.