Toll and Toll-free Receptors in Sepsis

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Toll and Toll-free Receptors in Sepsis
Sylvia Knapp
MUW – Klinik f. Innere Medizin I
Abt. f. Infektionen und Tropenmedizin
Pathogenesis of Sepsis
Riedemann et al. Nature Medicine 2003;9:517
2
Entzündung bei Sepsis
Lokalisierte Infektion
z.B. Pneumonie
Abwehr von Bakterien
Entzündungsantwort
Überschiessend
Severe Sepsis
Gehemmt
Immunparalyse
3
Wie werden Bakterien erkannt?
PNAS, Sept 16, 2003: cover
4
… durch Rezeptoren auf Abwehrzellen
5
Gram-negative Bakterien
Lipopolysaccharid
LPS
Aussenmembran
Periplasma
Zytoplas. Membran
6
Transport und Zellkontakt mit LPS
LBP: LPS-Binding Protein
E. coli Peritonitis
E. coli Peritonitis
100
100
wild type
LBP-/-
wild-type
CD14-/-
75
% survival
% survival
75
50
25
50
25
p=0.001
0
0
6
12
18
24
30
h post-infection
Knapp et al. IAI 2003
36
42
48
0
0
12
24
36
48
60
72
h post-infection
Knapp et al. J. Immunol. 2007
7
Der zelluläre LPS-Rezeptor Komplex
8
Familie der Toll-like Rezeptoren
araLAM
PGN
lipoprotein
lipopeptides
LTA
LPS
LBP
TLR4
CD14
TLR2
dsRNA
Flagellin
TLR5
CpG DNA
TLR3
ssRNA
TLR9
TLR6 CD14
TLR7
TLR8
TLR1
MyD88
TLR10
TLR11
IRAK
TRAF6
NFκ
κB
Inflammatory mediators
9
Erkennen von Bakterien dr. Toll-like Rezeptoren
Gram pos.
Gram neg.
Mycobakterien
LBP
TLR4
CD14
TLR2
TLR5
TLR9
TLR6 CD14
TLR10
TLR11
TLR1
MyD88
IRAK
TRAF6
NFκ
κB
Inflammatory mediators
10
Bakterien → TLR → TNF-α
α → Effekt
J.A. Hoffmann, Nature 2003
11
Bakterien → TLR → pro-IL-1
J.A. Hoffmann, Nature 2003
12
Wie wird ICE aktiviert?
ICE: Interleukin 1 converting enzyme
ICE = caspase 1
J.A. Hoffmann, Nature 2003
13
Nod-like Receptors (NLR)
Intrazelluläre Rezeptoren
14
Intrazelluläre Bakterien: erkannt via Nod
15
Assembly of the “Inflammasome” activates caspase-1
inflammasome
16
IL-1 Freisetzung benötigt 2 Signale
Nod-like
1. Signal
2. Signal
Invasive Infektion
Toxine
Zellschaden
Toll-like
Zellschädigung
17
Welche Bedeutung haben diese Rezeptoren in der Klinik?
• Laufende Sepsis Studien:
– Takeda: small molecule
inhibitor
– Eisai: TLR4 Antagonist
• Präklinische Studien:
– Caspase-Inhibitoren
– TLR-Antagonisten
18
A Study To Evaluate Efficacy & Safety Of TAK-242 In Adults
With Severe Sepsis
X-ray crystal structure of (R)-(+)-5n
Takeda Global Research & Development Center, Inc.
Takeda Pharmaceutical Company Limited
ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00143611
19
TAK-242: Inhibits TLR4-mediated Cytokine release
TAK-242 inhibiert intrazelluläre Signalübertragung
TLR2
TLR3
TLR4
TLR4
TLR4
TLR9
ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00143611
Terminated after 150 pat.- no decline in IL-6
(J.L. Vincent, Munich, March 2007)
Ii M et al. Mol Pharmacol. 2006:69:1288-95
20
ACCESS: A Controlled Comparison of Eritoran
Tetrasodium and Placebo in Patients With Severe Sepsis
Eisai Research Institute Toll-like receptor 4 Antagonist
E5564
Sponsored by: Eisai Medical Research Inc.
Information provided by: Eisai Medical Research Inc.
ClinicalTrials.gov
NCT00334828
Identifier:
21
Phase I: Eritoran in human endotoxemia: Temperature
Phase I
Lynn M et al. Journal of Infectious Diseases 2003;187:631-639
22
Phase I: Eritroan and endotoxemia: Cytokines
Phase I
Lynn M et al. Journal of Infectious Diseases 2003;187:631-639
23
Phase II: Eritoran in severe Sepsis
Phase II; n=300
Inclusion: early severe sepsis
+ sign of infection
+ 3 SIRS
+ 1 organ failure
Mortality 28d
All
APII > 29
APII > 29: n=30/group
placebo
45mg E5564
105mg E5564
33,3%
32%
26,9%
56%
41%
33%
Rossignol DP, Eisai, Innate Immunity Conference, San Antonio, Texas, Nov. 2006
24
Phase III: ACCESS Eritoran in severe Sepsis
Phase III
Inclusion: early severe sepsis
+ sign of infection
+ 3 SIRS
+ 1 organ failure
Primary Outcome Measures:
Survival at day 28.
Total Enrolment: 2000
Study start: June 2006
ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00334828
25
Zusammenfassend:
Nod-like
Toll-like
E5564
Zellschädigung
Aldara
ICE inhibitors
26
27
IL-1 Freisetzung benötigt 2 Signale
PAMP
DAMP
2 Signal Theorie:
Gewisser schutz, damit keine uebertriebene
IL-1 Freisetzung.
ATP zB: release by plt, stressed cells etc.
Alternativ: bacterial toxins, pores dr. secretion sys
Sprich: entweder stress, Zelluntergang
invasive bacteria und nicht nur colonizer.
28
Intrazelluläre Bakterien: Erkennung via NOD1 & 2
29
Eritoran and Ischemia/Reperfusion
Ischemia/Reperfusion
Shimamoto et al. Circulation. 2006;114:I-270 – I-274
30
To do:
• Add some Eritoran publications
• Last slide:
– Some kind of summary
– Refer clinical trials gov
– Refer to later speakers: diagnosis, genetic susceptibility
31
32
Endogenous Ligands of TLR
Trends Immunology, Nov. 2002, Beg-A
33
a novel small molecule cytokine production
inhibitor
34
a novel small molecule cytokine production
inhibitor
35
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