COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en...

69
COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD Universitair Ziekenhuis Gent Gent, Belgium

Transcript of COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en...

Page 1: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit

Guy Brusselle, MD, PhD Universitair Ziekenhuis Gent

Gent, Belgium

Page 2: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: Overview Introduction

Innate immunity

Dendritic cells

Adaptive immunity

Auto-immunity in COPD?

Respiratory infections in COPD

Conclusion

Page 3: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Definition of COPD Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a disease state that is – characterized by airflow limitation:

not fully reversible usually progressive

– associated with an abnormal inflammatory response of the lungs to noxious particles or gases.

COPD is a preventable and treatable disease with some significant extrapulmonary effects. Comorbidities and exacerbations contribute to the severity in individual patients.

Page 4: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

COPD: epidemiology

Bousquet J. et al, Eur Respir J 2010; 36: 995-1001.

Page 5: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Bronchiolitis Emphysema

Page 6: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

SYMPTOMS cough sputum dyspnea

EXPOSURE TO RISK FACTORS

tobacco occupation

indoor/outdoor pollution

SPIROMETRY

Diagnosis of COPD

: FEV1/FVC < 70% Post bronchodilatation!

Page 7: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

COPD: accelerated decline in lung function

Fletcher & Peto, 1977

Never smoked

Stopped at 65

Stopped at 45 Smoked regularly and susceptible

to its effects

100

75

50

0

25

25 50 75

Age (years)

FEV1 (% of value at age 25)

Disability

Death

Presentator
Presentatienotities
Adapted from: Fletcher C, Peto R. The natural history of chronic airflow obstruction. Br Med J 1977; 1: 1645–1648. This slide illustrates the characteristic accelerated decline in lung function seen in patients with COPD. FEV1 falls continuously and smoothly over an individual’s life, with the rate of loss accelerating slightly with age. Non-smokers and non-susceptible smokers lose FEV1 slowly and almost never develop clinically significant airflow obstruction. By sharp contrast, susceptible smokers develop various degrees of airflow obstruction, which, ultimately, become disabling or even fatal. In these individuals, stopping smoking will never restore the lost FEV1, but the subsequent rate of loss may revert to normal.
Page 8: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

COPD: impaired lung growth and/or accelerated decline in lung function

Guy Brusselle, New Engl J Med 2009.

Page 9: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Local and systemic effects of COPD

SYSTEMIC INFLAMMATION

ATHEROSCLEROSIS

MUSCLE WEAKNESS

OSTEOPOROSIS

BAL / LUNG INFLAMMATION

LYMPHOID FOLLICLES

EMPHYSEMA

AIRWAY WALL REMODELING

INNATE ADAPTIVE

BLOOD SERUM

TNFCRP

Leukocytosis

LOCAL (PULMONARY)

EFFECTS

SYSTEMIC EFFECTS

Page 10: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Innate and adaptive immunity in COPD

Brusselle G. et al, Lancet 2011; 378: 1015-26.

Page 11: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: Overview Introduction

Innate immunity Dendritic cells

Adaptive immunity

Auto-immunity in COPD?

Respiratory infections in COPD

Conclusion

Page 12: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Chronic CS-exposure in mice is a relevant model of human COPD

COPD patients Smoking mice

Etiology Cigarette smoke

Cigarette smoke

Duration chronic chronic

Genetic predisposition

20% of smokers straindependent

Pulmonary inflammation

innate adaptive immune cells

innate adaptive immune cells

Page 13: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Time course of cigarette smoke-induced BAL inflammation in mice

D’Hulst A et al, Eur Resp J 2005; 26: 204-213.

Page 14: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

D’Hulst A et al, Resp Research 2005.

CS-induced increase in innate inflammatory cells in BAL of wild type Balb/c and scid mice

Page 15: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

CS-induced increase in adaptive immune cells in lungs of wild type Balb/c and scid mice

D’Hulst A et al, Resp Research 2005.

Page 16: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

CS-induced emphysema in Balb/c and scid mice

WT

scid

D’Hulst A et al, Resp Research 2005.

Air CS (Cigarette Smoke)

Page 17: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

TLRs

IL-1β secretion

P2X7

NLRPs

pro caspase-1

mature IL-1β

NF-KB

caspase-1

pro IL-1β

PAMPs DAMPs

ROS Proteolytic enzymes (NE, MMP-9, MMP-12,…)

Pro-inflammatory cytokines and chemokines (TNF-α, IL-1β, CXCL8,…)

I) sensing cigarette smoke and danger signals

II) effector phase

INFLAMMASOME

P2Y2

TLRs

RAGE

P2X7

IL-1R

TNF-α CXCL8

ROS

cell death (apoptotic, necrotic)

bacteria viruses

Innate immune responses in COPD

Page 18: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Sensing of cigarette smoke components and Damage Associated Molecular Patterns (DAMPs) in COPD

Brusselle G. et al, Lancet 2011.

Page 19: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: Overview Introduction

Innate immunity

Dendritic cells Adaptive immunity

Auto-immunity in COPD?

Respiratory infections in COPD

Conclusion

Page 20: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Function of dendritic cells (DC)

Vermaelen K et al, AJRCCM 2005.

Page 21: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium
Page 22: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Time course of the effect of cigarette smoke exposure on dendritic cell number in BAL

D’Hulst A et al, Eur Resp J 2005; 26: 204-213.

Page 23: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Accumulation of Langerin+ dendritic cells in small airways of COPD patients

Demedts I. et al, Am J Respir Crit Care Med. 2007.

Never smoker “Healthy” Smoker COPD GOLD I

COPD GOLD II COPD GOLD III COPD GOLD IV

Page 24: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Air Smoke

MHC II

CD86

CD80

CD40

Dendritic cells in BAL fluid of CS-exposed mice show increased expression of MHC class II and costimulatory molecules.

D’Hulst A et al, Eur Resp J 2005; 26: 204-213.

Page 25: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Pulmonary dendritic cells express MMP-12 mRNA

Bracke K. et al, Int Arch Allergy Immunol 2005.

Page 26: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Dendritic cells drive CD4+ T helper cell differentiation

Brusselle G. et al, Lancet 2011; 378: 1015-26.

Page 27: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: Overview Introduction

Innate immunity

Dendritic cells

Adaptive immunity Auto-immunity in COPD?

Respiratory infections in COPD

Conclusion

Page 28: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Adaptive immune responses in COPD

Brusselle G. et al, Lancet 2011; 378: 1015-26.

Page 29: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Lymphoid follicles in patients with severe COPD

Hogg J et al, NEJM 2.004; 350:2645-53.

Page 30: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Lymphoid (B-cell) follicles in murine lung tissue after 2-6 months smoke exposure

Van der Strate B. et al, AJRCCM 2006; 751-758.

The development of B-cell follicles is progressive with time and correlates with the increase in airspace enlargement. Correlation causal association?

Page 31: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

CS-induced increase in lymphoid follicles

WT

Scid

D’Hulst A et al, Eur Resp J 2005; 26: 204-213.

Air

Air

CS

CS

Lm: wild type: Air: 38.1 µm CS: 41.6 µm p<0.01 Lm: scid: Air: 38.3 µm CS: 41.4 µm p<0.05

Page 32: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

ERJ 2009; 34:219-30.

______________________________________ ______

____________________________________________

Page 33: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Drivers of adaptive immune responses in COPD?

Cigarette smoke components (eg tobacco glycoprotein)? Bacterial colonization (eg H. influenzae) Viral infections (eg adenovirus) Breakdown products of extracellular matrix

(eg elastin fragments) Autoimmunity? Self (neo)antigens?

+ + - -

Page 34: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: Overview Introduction

Innate immunity

Dendritic cells

Adaptive immunity

Auto-immunity in COPD? Respiratory infections in COPD

Conclusion

Page 35: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Autoimmune disease: definition A chronic inflammatory process leading to progressive tissue damage Induced by an interaction of a genetic predisposition and exogenic factors Persistent even when the initial inciting agent has disappeared (eg smoking cessation) Mediated by adaptive immune mechanisms (auto-antibodies, autoreactive T cells) Sequence of events!

Page 36: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Pathogenesis of rheumatoid arthritis

I. Mcinnes and G. Schett, Nature Reviews Immunology 2007.

Page 37: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Autoantibodies before SLE

Arbuckle M. et al, NEJM 2003.

Page 38: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Nat Med 2007; 13: 567-69.

_____________________________________________ _________________________________

Page 39: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Innate and adaptive immune responses in COPD

Lee S. et al, Nature medicine 2007.

Page 40: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

C. Greene et al, AJRCCM 2010; 181: 31-35.

_____________

Page 41: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium
Page 42: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium
Page 43: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

AntiNuclear Antibodies (ANA) in COPD

Nunez B. et al, AJRCCM 2011; 183: 1025-31.

Page 44: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

AntiTissue Antibodies (AT) in COPD

Nunez B. et al, AJRCCM 2011; 183: 1025-31.

Page 45: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

The paradigm of autoimmune disease

Gene environment

autoantibody

Disease

Page 46: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

The paradigm of autoimmune disease

Gene environment

Specific autoantibody

Disease

Non-specific autoantibody

Page 47: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

What constitutes a specific autoantibody?

Specific Antigen-specific Disease or subset specific High titre (>10x normal) Used in clinical diagnosis Likely to be involved in pathogenesis. Family of biologically related proteins

Non-Specific Cross-reactive Present in other autoimmune diseases Low titre (2-3 x normal) Of little clinical use Results from tissue injury or polyclonal activation Heterogeneous antigens

Page 48: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: Overview Introduction

Innate immunity

Dendritic cells

Adaptive immunity

Auto-immunity in COPD?

Respiratory infections in COPD Conclusion

Page 49: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

M. Hilty et al, Plos One 2010; 5: e8578.

Page 50: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Distribution of common bacterial phyla and genera in normal and diseased bronchi

M. Hilty et al, Plos One 2010; 5: e8578.

Page 51: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Pathogen Associated Molecular Patterns (PAMPs) and Pattern Recognition Receptors (PRR) in COPD

Page 52: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Defective macrophage phagocytosis of bacteria in COPD

A. Taylor et al, ERJ 2010; 35: 1039-47.

Page 53: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Macrolides stimulate phagocytosis of bacteria by macrophages

A. Taylor et al, ERJ 2010; 35: 1039-47.

Presentator
Presentatienotities
Phagocytosis of H. influenzae and S. pneumoniae by monocyte-derived macrophages.
Page 54: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Mucosal IgA switching and secretory IgA (sIgA) epithelial transcytosis via pIgR

Cerutti A. Nat Rev Immunol 2008; 8: 421-34.

Page 55: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Bronchial secretory IgA deficiency in COPD

Polosukhin V. et al, AJRCCM 2011; 184: 317-27.

Page 56: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Deficiency of secretory IgA (SIgA) in BAL fluid of COPD

Polosukhin V. et al, AJRCCM 2011; 184: 317-27.

Page 57: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Vicious-circle hypothesis of infection and inflammation in COPD

S. Sethi and T. Murphy, NEJM 2008; 359: 2355-65.

PAMPs DAMPs

Page 58: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Azithromycine ter preventie van exacerbaties bij COPD

Albert R. et al, NEJM 2011; 689-98.

Page 59: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Experimental rhinovirus infection in subjects with COPD causes exacerbations

Mallia P. et al, AJRCCM 2011; 183: 734-42.

Page 60: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Experimental rhinovirus infection in subjects with COPD causes exacerbations

Mallia P. et al, AJRCCM 2011; 183: 734-42.

Page 61: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: Overview Introduction

Innate immunity

Dendritic cells

Adaptive immunity

Auto-immunity in COPD?

Respiratory infections in COPD

Conclusion

Page 62: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: conclusions (1)

Cigarette smoke activates innate immune cells (macrophages, neutrophils and epithelial cells) by triggering Pathogen Recognition Receptors: – directly (e.g. LPS, oxidative stress) or – indirectly (via DAMPs).

Defective macrophage phagocytosis of bacteria and apoptotic cells in COPD.

Page 63: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: conclusions (2)

Dendritic cells accumulate in the lungs of CS-exposed mice and in the small airways of patients with (severe) COPD.

Chronic adaptive immune responses (Th1 and Th17 CD4+ cells, cytotoxic CD8+ cells and B cells) lead to the development of lymphoid follicles.

Page 64: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: conclusions (3)

Autoantibodies are present in a subgroup of patients with severe COPD (emphysema): pathogenic?

The sequence of events in the pathogenesis of RA (rheumatoid arthritis) and COPD is different: – RA: auto-antibodies articular inflammation

and destruction

– COPD: pulmonary inflammation and destruction auto-antibodies?

Page 65: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunology of COPD: conclusions (4)

Viral and bacterial infections of the respiratory tract: – cause acute exacerbations of COPD

(proof of concept: Rhinovirus) – amplify and perpetuate chronic

inflammation in stable COPD (via PAMPs). Deficiency of bronchial secretory IgA in COPD.

Page 66: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

ACKNOWLEDGMENTS: Lab for Translational Research of Obstructive Pulmonary Disease

Guy Brusselle

Guy Joos

Karim Vermaelen

Ken Bracke

Tania Maes Sharen Provoost

Lies Lahousse

Ingel Demedts

Geert Van Pottelberge

Yannick van Durme

Eliane Castrique

Ann Neesen

Indra De Borle

Philippe De Gryze

Katleen De Saedeleer

Marie-Rose Mouton

Greet Barbier

Anouck Goethals

Christelle Snauwaert

Department of Respiratory Medicine

Ghent University, Ghent, Belgium

Leen Seys Griet Conickx Fien Verhamme Lisa Dupont Ellen Lanckacker Tine Demoor

Nele Pauwels

An D’Hulst

Chris Van Hove

Katrien Moerloose

Presentator
Presentatienotities
Thank you for your attention.
Page 67: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Prof Dr B Stricker Prof Dr A Hofman Prof A Uitterlinden Prof C Van Duijn Prof H Hoogsteden Dr A Ikram Dr M Vernooij Dr J Heeringa

Dr L Lahousse Dr Y van Durme Dr D Loth Dr J Aerts Dr K Verhamme Dr M Eijgelsheim Lic F van Rooij Mevr J verkroost And all other colleagues and researchers at

the Erasmus University / Ommoord research centre (ERGO); the CHARGE consortium: ARIC, CHS, FHS and RS.

Acknowledgments

Page 68: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium

Immunopathology of COPD

P. Barnes, Nat Rev Immunol 2008.

Page 69: COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit · COPD: op het kruispunt van infecties en auto-immuniteit Guy Brusselle, MD, PhD . Universitair Ziekenhuis Gent . Gent, Belgium