background image

1

 

 

Third stage 

Medicine 

Lec-3

 

د

.

زين

 

العابدين

 

1/1/2014

 

 

Immunosuppressive Therapy 

 

Objectives of the lecture 

1. To define what is the  immune suppression and immunocompromised status. 

2. To know the indications of immunosuppressive agents 

3. To study from clinical point of view the different immunosuppressive agents  

4. To understand the basis and indications of immunotherapy 

 

Immunosuppressive Therapy 

Immunosuppression involves an act that reduces the activation of the immune system. 
Deliberately induced immunosuppression is used for: 

1. Hypersensitivity disorders  

2. Autoimmune diseases 

3. Solid organ transplantation including GvHD 

 

Immunocompromised  

Immunocompromised individual is the person who is undergoing 

-   immunosuppression (deliberate)  

-  or whose immune system is weak for reasons (non-deliberate) such as:  

chemotherapy,  

radiation,  

HIV 

lupus. 

 

Types of immunosuppressive drugs/agents 

There are several groups of immunosuppressive drugs/agents including: 

1. Glucocorticosteroids 

2. Antiproliferative drugs  


background image

2

 

 

3. Calcineurine inhibitors 

4. Biological agents 

 

Glucocorticosteroids 

Glucocorticosteroid drugs such as cortisone, hydrocortisone, prednisone, and prednisolone 
are the most commonly used steroids as an immunosuppressive medication. They have also 
potent anti-inflammatory effects.  

I. The immunosuppressive effects on the immune system are more prominent on the 
cellular immunity than on antibody production according to the following mechanisms (See 
Figure 1): 

 

Figure 1: Immunosuppressive action of glucocorticosteroid drugs 

 

 

On T-cells:  

Decreased numbers of peripheral blood lymphocytes (lymphopenia) and in lymphoid 
tissues in particular CD4 T cells due to apoptosis in the bone marrow (sequestration) and 
inhibition of activation and proliferation due to blockade of cytokines production mainly IL-
2 and INF-gamma by interfering with their gene expression. 

On Neutrophils:  

Increased numbers in the peripheral blood due to interference with their migration 
(chemotaxis) to tissues (demargination). 

On monocytes/macrophages:  

Decreased numbers of monocytes in the blood, and inhibition of the proinflammatory 
cytokines production (IL-1, IL-6, and TNF-alpha), antigen presentation, and bactericidal 
activity. 


background image

3

 

 

On B cells: Decrease antibody production in primary immune response and no effect on 
memory cells (secondary immune response). 

II. The anti-inflammatory effect is through the inhibition of phosphlipase A2 and cyclo-
oxygenase enzymes of arachidonic acid metabolites (inflammatory mediators).  

 

Clinical uses of glucocoticosteroids The clinical uses are mentioned above; with special 
attention to allergic diseases, in combination with other immunosuppressive agents to 
prevent solid transplants rejection, including bone marrow transplantation to prevent 
GvHD, high doses of I.V. methylprednisolone are used to treat acute rejection episodes, and 
for treatment of different autoimmune diseases.  

Side effects some of which are serious in nature (see Figure 2), so the doses should be 
minimized as much as possible and tapered gradually before stop after prolonged use to 
avoid adrenal insufficiency. 

 

 

Antiproliferative drugs (cytotoxic and anti- metabolites) 

The anti-proliferative drugs affect the cell division of actively dividing cells including 
immune cells and cancer cells. They are used primarily for cancer chemotherapy, but also 
useful as immunosuppressive agents. The major side effects of these agents are myelo-
suppression (bone marrow suppression/ leucopenia), infection and hepatotoxicity. The 
commonly used agents for immune suppression are: 

1. Azathioprine 

It is a purine analogue that inhibits purine synthesis consequently blocking DNA synthesis 
after it is metabolized in the liver to an active drug form which is 6-mercaptopurine (6MP). 
It is used to prevent graft rejection and treatment of many autoimmune diseases.  


background image

4

 

 

2. Mycophenolate mofitil (MMF 

It is also a purine analogue which has a similar action to azathioprine but more powerful 
with less myelotoxicity. 

3. Cyclophosphamide 

It is an alkylating agent that inhibits DNA synthesis. It is used in the treatment of many 
autoimmune diseases such as SLE and vasculitis (e.g. Wegener’s granulomatosis).  It may 
cause haemorrhagic cystitis.  

4. Methotrexate (MTX)   

It is a folic acid antagonist and blocks both DNA and RNA synthesis. It is commonly used in 
the treatment of rheumatoid arthritis and sometimes in the treatment of psoriasis.  

 

Calcineurin inhibitors & proliferation signal inhibitors 

Calcineurin inhibitor (Cyclosporin and Tacrolimus) inhibit IL-2 production that leads to 
inhibition of T lymphocytes activation and proliferation. 

1. Cyclosporine: It is a fungal derived peptide which is used to prevent graft rejection. Its 
main side effects are increased susceptibility to infections, nephrotoxicity (problem ), 
hypertension, hirsutism and gingival hypertrophy (Figure 4). 

2. Tacrolimus: It is more potent than cyclosporine, but is diabetogenic and less likely to 
cause hirsutism (hypertrichosis).  

Proliferation signal inhibitors (Sirolimus) Sirolimus acts on T-cells at the level of post-
activation events in the nucleus. Its major advantage over calcineurin inhibitors is that it is 
not nephrotoxic. 

 

Biological agents 

These agents (mainly polyclonal or chimeric/ monoclonal antibodies) target antigens on the 
lymphocytes or cytokines and cytokine receptors. 

1. Polyclonal antibodies: Antithymocyte globulin (ATG) is a horse antibody that can deplete 
the long-lived peripheral T lymphocytes. It is used in the treatment of acute rejection 
episodes and GvHD in combination with other immunosuppressive agents. As well as in the 
treatment of aplastic anaemia. The main side effects are serum sickness-like reaction. 

2. Chimeric/ monoclonal antibodies (MAb): The most important examples are (see Figure 3 
about rheumatoid arthritis as a clinical example): 

Anti-TNF-alpha blockers: MAb: Infliximab (Remicade), adalimumab, and certolizumab; OR 
circulating receptor fusion protein: Etanercept (Enbrel); for RA, Crohn’s disease 


background image

5

 

 

Anti-CD80/CD28 (costimulatory  pair): Abatacept; for RA  

Anti-IL-1: Anakinra; for RA 

Anti-IL-6: Tocilizumab; for RA 

Anti-IL-2/receptor (CD25): Basilizumab, Daclizumab; for prevention of acute transplant 
rejection 

Anti-B cells (CD20): Rituximab; for NHL, RA, multiple sclerosis 

Anti-CD3: Muromonab;  for graft rejection 

Anti-IgE: Omalizumab; for asthma 

Anti-CD11a (LFA-1/ICAM-1): Efalizumab; for Psoriasis 

 

                                                  

Immunotherapy 

Immunotherapy is a new term used instead hypo/desensitization. Its mechanism of action 
is poorly understood, but the following mechanisms could explain it: 

1. Induction the formation of IgG blocking antibodies in the extracellular fluid that can catch 
the allergens before reaching the basophiles/mast cells. 

2. Induction of some changes in the T-cell regulatory mechanism  

3. Induction of tolerance (state of a specific unresponsiveness) 

The immunotherapy is done by: 

 Subcutaneous injections of the sensitizing allergen once or twice weekly in increasing 
doses pattern, until a maintenance dose is reached based on the clinical improvement 
showed by the patient. 


background image

6

 

 

Indications for immunotherapy  

1. Severe allergic rhinitis poorly responding to drug therapy and in whom allergen 
avoidance is not possible 

2. Allergic asthma not responding to drug therapy; this rather less certain indication for 
immunotherapy 

3. IgE-mediated allergy to drugs such as penicillin, or insulin. A short course of 
immunotherapy can be prescribed. 

4. Anaphylaxis to insect venom; it is an effective therapy to prevent the development of 
systemic anaphylaxis to insect venom (e.g. bees, wasp).    

 

Summary of the lecture 

1. Immunosuppression reduces the activation of the immune system; 

 Immunocompromised whose immune system is weak 

2.  Groups of immunosuppressive agents are: Glucocorticosteroids, Antiproliferative drugs, 
Calcineurine inhibitors, and Biological agents 

3. Glucocorticosteroids: Act on T-, B- Macrophages, and Neutrophils 

4. Antiproliferative drugs: affect the cell division of actively dividing cells 

5. Calcineurin inhibitors: affect IL-2 production that leads to inhibition of T lymphocytes 

6. Biological agents: (polyclonal or chimeric/ monoclonal antibodies) target antigens on the 
lymphocytes or cytokines and cytokine receptors. A clinical application is given about 
rheumatoid arthritis 

7. Immunotherapy induces the formation of IgG blocking antibodies , changes in the T-cell 
regulatory mechanism ,  and tolerance. It is indicated for management of severe allergic 
rhinitis,  allergic asthma, IgE-mediated allergy to drugs, and anaphylaxis to insect venom 

  

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 7 أعضاء و 87 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل