Учебно-методическое пособие Минск, бгму 2010
|
|
Скачать 0.61 Mb.
|
НейтрофилыСтимуляция сигнальных рецепторов активирует экспрессию определенного набора генов нейтрофилов (на примере ТЛР) (табл.5): ^
В основном, это цитокины воспаления и хемокины, привлекающие в очаг воспаления клетки системы врожденного иммунитета: хемокины для моноцитов/естественных киллеров (MIP-1/CCL3, MIP-1/CCL4), нейтрофилов (IL-8/CXCL8, GRO-/CXCL1) и незрелых дендритных клеток (MIP-3/CCL20). Характерно отсутствие хемокинов для клеток приобретенного иммунитета (Т- и В-лимфоцитов). Набор активных генов мало зависит от ТЛР, подвергшегося стимуляции, что свидетельствует о равной активности нейтрофилов против патогенов основных классов и отсутствии функции регулирования ответа системы приобретенного иммунитета. Макрофаги в нормальных условиях также экспрессируют значительное количество генов, связанных с иммунными функциями: факторы апоптоза, молекулы адгезии, хемотаксины, рецепторы системы комплемента, цитокины (ФНОа/b, ТФРb, КСФ), рецепторы цитокинов, поверхностные молекулы и др. При распознавании микроорганизмов, особенно через сигнальные рецепторы (ТЛР), происходит быстрое изменение функции более 1000 генов. У макрофагов, подобно нейтрофилам, можно выделить блоки генов, кординированно активирующихся в ответ на любую инфекцию:
Вместе с тем, в отличие от нейтрофилов, макрофаги способны дифференцированно отвечать на распознавание различных классов патогенов (рис. 9). Из диаграммы видно, что при ответе на различные патогены четко просматривается индивидуальная программа активации (как по набору генов, так и по степени и динамике экспрессии). Необходимо учитывать, что активация отдельных рецепторов распознавания микроорганизмов вносит определенный вклад в формирование программы активации макрофага и его функцию как АПК. Наибольшей активирующей способностью обладают ТЛР. Таким образом, макрофаги способны различать и дифференцированно отвечать на патогены различных типов, что определяет характер (толерантность/иммунный ответ/аллергия) и тип иммунного ответа (клеточный – гуморальный).
2.6. Рецепторы с преимущественно фагоцитарной функцией Скавенджер-рецептор
Табл.6 Скавенджер рецептор и родственные рецепторы
^ Белки, распознающие пептидогликан (БРП) были впервые обнаружены у дрозофил и являются высококонсервативным фактором системы неспецифического иммунного ответа (выявляются у животных от насекомых до млекопитающих). БРП распознают пептидогликан в различных компартментах в зависимости от типа и места экспрессии: на мембранах, в составе внутриклеточных везикул, в межклеточном пространстве (в крови). У человека обнаружены 4 типа БРП, которые:
2.7. Рецепторы для распознавания микроорганизмов с участием механизмов системы приобретенного иммунитета ^ •Поверхность микроорганизма (частицы) покрывается специфическими антителами (и комплементом), синтезированными в результате работы системы приобретенного иммунного ответа; •частицы, опсонизированные IgG фагоцитируются через Fc рецептор; Связывание IgG через Fc рецептор запускает механизмы клеточной бактерицидности (в т.ч. кислородный взрыв). Основные Fc рецепторы: FcγRI (CD64) – высокоаффинный, связывает мономерные IgG; FcγRII и III (CD32 и CD16) – низкоаффинные, связывают полимерные IgG;
^ •В результате работы системы комплемента (или спонтанно) продукты активации (расщепления) С3 связываются с поверхностью микроорганизма (частицы); •C3-опсонизированный объект поглощается через связывание с С3-рецептором. Основным рецептором С3 является CR3 (CD11b/CD18). Стимуляция CR3 не вызывает запуска механизмов клеточной бактерицидности и активации фагоцита (не происходит «кислродный взрыв», отсутствует секреция цитокинов). ^
FcR (I тип) использует ГТФазу Cdc42 и Rac. CR3 (II тип) использует ГТФазу Rho. ^ В настоящее время известно большое количество веществ, ассоциируемых с внутренними и внешними структурами стафилококка, неотъемлемых элементов его физиологических систем и факторов патогенности, однако их взаимодействие с системой врожденного иммунитета остается слабо изученным. Наиболее полно изучено распознавание следующих элементов: - пептидогликан - тейхоевые кислоты - липотейхоевые кислоты - гемолизины (альфа, бета) - бактериальная ДНК - протеин А - фенол-растворимый модулин (альфа, бета, гамма)  ПГ ЦПМ ПС ТК ЛТК БКС Рисунок 5. Клеточная стенка стафилококка: взаимодействия с системой врожденного иммунитета ЦПМ – цитоплазматическая мембрана; ПГ – пептидогликан; ПС – полисахарид; ТК – тейхоевая кислота; ЛТК – липотейхоевая кислота; БКС – белки клеточной стенки (белок А, фенол-растворимые белки и др.). 1. Пептидогликан – биогетерополимер, состоящий из длинных цепей гликанов (полимер N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты), расположенных продольно и поперечных пептидных сшивок. Пептидогликан грамположительных бактерий является важнейшим элементом КС, обеспечивающим ее прочностные, рецепторные, организующие и др. функции, нарушение которых приводит к гибели микробов. Поэтому ПГ является привлекательной мишенью для распознавания грамположительных (и в меньшей степени грамотрицательных) бактерий и их уничтожения. Широко известны защитные ферменты, распознающие и лизирующие ПГ: лизоцим, ПГ-распознающий белок крови (ПГ-амидаза). Специфические ферменты, разрушающие ПГ, перечислены на рис.6. Особенностью пептидогликана стафилококков является наличие пентаглициновых мостиков, связывающих между собой отдельные звенья пептидогликана, а также ацетилирование N-ацетил мурамовой кислоты. Такая структура устойчива к действию лизоцима человека и этим объясняется, возможно, постоянное присутствие стафилококка в нормальной микрофлоре человека.  Рисунок 6. Сигнальное распознавание. Пептидогликан распознается ТПР – 2 и 4 типа, однако в последние годы преобладает точка зрения, что ТПР распознают не сам ПГ, а тейховые кислоты в его составе. После взаимодействия с эффекторными гуморальными рецепторами расщепленный ПГ транспортируется внутрь клеток и распознается цитоплазматическими рецепторами (белки Nod1 и 2). К таким же последствиям ведет аутолиз бактерий, а также поглощение и переваривание стафилококка фагоцитами, трансцитоз или внутриклеточное размножение возбудителя. Структуры, распознаваемые белками Nod1 и Nod2 показаны на рис 7.  Рисунок 7. Структуры, распознаваемые белками Nod1 и Nod2 . Nod1, универсально экспрессированный на клетках человека, распознает преимущественно ПГ грамотрицательных бектерий, в то время как Nod2 (экспрессирован на фагоцитах) – ПГ грамотрицательных (E. coli, Shigella flexneri) и грамположительных (B. subtilis, S. aureus) микроорганизмов. 2. Тейхоевые кислоты (ТК). ТК – это водорастворимый полимер из 40 остатков рибитолфосфата (рис.8), связанный с ПГ клеточной стенки через соединительный фрагмент. Липотейхоевые кислоты (ЛТК). ЛТК – главный амбифильный компонент клеточной стенки грамположительных бактерий – состоит у стафилококков из 25 остатков полиглицеролфосфата, пронизывает ПГ и соединяется с ЦПМ. ЛТК по свойствам напоминает ЛПС грамотрицательных бактерий и образует мембраноподобные структуры. ТК и ЛТК часто подвергаются аланилированию и другим модификациям.  ПГ Полирибитолфосфат; R1 – D-аланин; R2 – N-ацетилглюкозамин Связующее звено  R2 Полиглицеролфосфат; R1 – D-аланин; Связующее звено R2, R3 – жирные кислоты R3 1 Рисунок 8. Тейхоевые кислоты. Тейхоевые кислоты распознаются ТПР 2 и 4. Рецепторы CD14, CD36, асиало-GM1 усиливают сигнальные процессы при стимуляции ТПР. 3. Белок А. Белок А представляет основной внешний белок клеточной стенки стафилококка. Он ковалентно связан с пептидогликаном и является важным фактором патогенности. Белок А непостредственно распознается рецептором ФНО альфа I типа. 4. Другие важные молекулы. Белки – ферменты, токсины и т.д. Могут распознаваться за счет содержания N-формил-метионина. Бактериальная ДНК содержит большое количество C-p-G мотивов, которые, в отличие от ДНК высших эукариотов, практически не метилированы по цитозину. Такая ДНК распознается ТПР9, который локализуется внутри эндосом клетки.  ПГ ЦПМ ЛПС Внешняя мембрана Порины Липопротеины Рисунок 9. Схема клеточной стенки грамотрицательной бактерии и основных структур – мишеней системы врожденного иммунитета. ^ Схема клеточной стенки грамотрицательной бактерии и основных структур – мишеней системы врожденного иммунитета - представлена на рисунке 9. Многие важные для микробной клетки вещества уже рассмотрены выше (пептидогликан, бактериальная ДНК). Важнейшим отличительным элементом грамотрицательной бактерии является липополисахарид (ЛПС).   ЛПС состоит из гидрофобной (липид А) и гидрофильной (центральный полисахарид и О-антиген) частей, является основным структурным элементом внешней псевдомембраны грамотрицательных микробов и проявляет выраженную биологическую активность. Иммунная система распознает ЛПС с помощью множества различных рецепторов: CD14, интегрины (CD11c/CD18, CD11b/CD18), рецепторы комплемента CR3 и CR4, CD55, белки теплового шока hsp70 и hsp90, рецепторы к хемокинам (CXCR4), TREM-1, RP105, фактор активации тромбоцитов ADAM10. К наиболее важным относят рецепторный комплекс ЛПССБ-CD14-ТПР4. ЛПС-СБ (липополисахарид связывающий белок) является белком острой фазы воспаления, синтезируется гепатоцитами в ответ на ИЛ6 и цитокины воспаления, связывается с ЛПС и выполняет опсонизирующую функцию. ЛПССБ контролирует содержание ЛПС в крови, способствует фагоцитозу бактерий и доставляет ЛПС к сигнальному рецептору ТПР4. CD14 - это мембранный гликопротеин, экспрессирующийся на моноцитах и макрофагах. CD14 существует и в растворимой форме. рCD14 способен связывать ЛПС и активировать клетки эндотелия/эпителия.   В зависимости от структуры (особенно, липида А) и распознающих рецепторов, а также концентрации, ЛПС способен индуцировать мощный воспалительный ответ, выделение больших количеств ФНО-альфа, ИЛ1; ИЛ12, ИФН-гамма, что (в условиях эксперимента или при сепсисе) может привести к шоку и полиорганной недостаточности, умеренный воспалительный ответ, или не возбуждает активности иммунной системы. Сильное воспаление приводит к усилению защитных и повреждающих реакций, а также к развитию адаптивного иммунного ответа (подобный эффект часто использовался для приготовления иммуномодуляторов и адьювантов).Флагеллин. Флагеллин является основной составляющей бактериальных жгутиков и важным объектом внимания врожденного иммунитета. За распознавание флагеллина отвечает ТПР5, который экспрессирован на клетках эпителия, моноцитах, незрелых дедритных клетках. При этом ТПР5 на эпителиоцитах экспрессируется полярно, на базо-латеральной поверхности, что вызывает его активацию только при проникновении бактерий через эпителиальный барьер. Стимуляция ТПР5 на клетках эпителия приводит к их активации, повышению экспрессии молекул адгезии, секреции хемокинов, специфичных для нейтрофилов и дендритных клеток, продукции антибактериальных веществ и генерации микроокружения, способствующего развитию Th2 клеток. Активация ТПР5 на дендритных клетках приводит к стимуляции гуморального иммунного ответа (в частности, продукции IgA). Фимбрии Фимбрии различных бактерий (E.coli, P.gingivalis, Campylobacter jejuni, Shigella flexneri ) играют важную роль в адгезии и колонизации эпителия, а также распознаются рецепторами системы врожденного иммунитета, в частности, ТПР2 и 4. Распознавание фимбрий играет важную роль в организации врожденного иммунитета слизистых оболочек. Энтеротоксины возбудителей инфекций ЖКТ (например, LT-II Е.coli) также могут распознаваться через ТПР (ТПР2). Необходимо учитывать, что в реальной ситуации в клетке генерируется большое количество сигналов о распознавании, к примеру, ЛПС, пептидогликана, ЛТК, флагеллина, бактериальных нуклеиновых кислот и т.д., которые синнергично усиливают воспалительную составляющую ответа и обусловливают его индивидуальность. Нормальная микрофлора. Несмотря на наличие доказанных различий в структурных компонентах патогенных и непатогенных бактерий, они высококонсервативны и, как правило, экспрессируются широким кругом микроорганизмов. Таким образом, неизбежно должны существовать механизмы, ограничивающие распознавание/реактивность в ответ на микроорганизмы нормальной микрофлоры: снижение апикальной экспрессии ТПР в обычных условиях; нефункциональность рецепторов; смещение экспрессии ТПР на базальную (латеральную) поверхность, поверхность крипт, внутриклеточные везикулы (пузыри комплекса Гольджи); смещение максимума экспрессии на клетки субэпителиальных тканей; повышение реактивности отдельно взятых рецепторных комплексов (активация в ответ на флагеллин или материал фимбрий). Отдельно необходимо отметить существование негативной регуляции сигнальных рецепторов (ТПР): определенную роль играют растворимые формы ТПР (регулируют активность лигандов и рецепторных комплексов), однако более важны внутриклеточные механизмы (белки TOLLIP, IRAKm, TRIAD3A и др). ^ Микобактерии являются грамположительными микроорганизмами, однако их взаимодействие с иммунной системой имеет ряд существенных отличий. Спектр молекул системы врожденного иммунитета, способных распознавать микобактерии представлен на рисунке 10.  Рисунок 10. Спектр молекул системы врожденного иммунитета, способных распознавать микобактерии. Клеточная стенка микобактерий (см. рис. 12) содержит значительное количество пептидогликана. Важным структурным отличием МБ является кислотоустойчивость (содержание в КС большого количества жирных кислот, липидов и восков). Современная модель КС МБ предполагает существование сложноорганизованного слоя миколовых кислот, ковалентно связанных с арабиногалактаном, который, в свою очередь, связан с ПГ КС. В образовании этого наружного слоя, обладающего свойствами гидрофобной мембраны, участвуют также, липоарабидоманнаны, фиксированные к КС через фосфоинозитол, другие липиды, белки. ^ . Трегалоза-6-6-димиколат является наиболее изученным соединением миколовых кислот у микобактерий. ТДМ составляет основу корд-фактора, важного фактора патогенности МБТ и родственных бактерий.  ТДМ распознается ТПР и другими рецепторами клеток иммунной системы и обладает широким спектром биологической активности (рис.11).  Рисунок 11. Спектр биологической активности ТДМ. Липоарабидоманнан (ЛАМ). ЛАМ – сложный биогетерополимер, состоящий из маннана (5-6 остатков), соединенного с фосфоинозитолом, и арабинана (5-6 остатков). ЛАМ гетерогенен по составу, длине цепей, разветвленности и т.д. Кроме этого, внешние цепи ЛАМ часто имеют маннозные кэпы. Ориентация ЛАМ в клеточной стенке микобактерий также вариабельна. Липидный компонент ЛАМ может заякориваться в ЦПМ, а сам полимер пронизывает клеточную стенку насквозь. Другая гипотеза отводит ЛАМ структурную роль в поверхностной псевдомембране микобактерий. Биологическая активность ЛАМ разнонаправлена. ЛАМ распознается ТПР 2 и вызывает выраженный провоспалительный эффект. Точечные мутации в структуре ТПР2 ассоциируются с тяжелыми формами туберкулеза и лепры, обусловливая низкий синтез ИЛ12 (основной индуктор Т-клеточного ответа по 1 типу) и ФНОальфа (важнейший провоспалительный цитокин). ЛАМ также распознается маннозным рецептором, CD14 и другими ТПР (4). Липопротеины клеточной стенки микобактрий являются важными активаторами клеток врожденного иммунитета. Распознаются ТПР2 и 4 и способствуют развитию воспаления и клеточного иммунного ответа. К молекулам, распознаваемым сигнальными рецепторами системы врожденного иммунитета относят, также, гликофосфолипиды, белки теплового шока 70 и 65, ДНК микобактерий (ТПР9) и др. молекулы.  Рисунок 12. Клеточная стенка микобактерий туберкулеза. Микобактерии туберкулеза используют механизмы иммунитета для проникновения в клетки мишени и персистенции. Они способны разрезать С3 до С3в и фиксировать его на поверхности. Опсонизированная подобным образом бактерия эффективно фагоцитируется по неиммунному пути и проникает в клетки ретикуло-эндотелиальной системы без воспаления и иммунного ответа. Другие важные пути проникновения микобактерий в клетки – это скавенжер-рецепторы, маннозный рецептор, дектин, DC-SIGN (основной рецептор для микобактерий на дендритных клетках). Микобактерии также активно используют гуморальные факторы – лектины, коллектины и др. опсонины, - которые усиливают фагоцитоз и облегчают для микобактерий доступ в клетки. ^ Вирусы содержат на поверхности различные гликопротеиды, которые могут распознаваться уже упомянутыми эффекторными и сигнальными рецепторами. Так, например, вирусные гликопротеиды распознаются ТПР2 (герпесвирусы, вирус лимфоцитарного хориоменингита) и ТПР4 (парамиксовирусы, энтеровирусы). Распознавание вирусов усложняется их простотой, использованием механизмов и структур клеток хозяина, высокой избирательность по отношению к клеткам-мишеням. Тем не менее, жизненный цикл всех РНК-овых и некоторых ДНК-овых вирусов включает стадию двуцепочечной РНК, структуры, которая отсутствует в клетках человека и является ценным объектом для детекции присутствия вирусов. ДНК-овые вирусы можно обнаружить по их ДНК: как и у бактерий, ДНК вирусов содержит неметилированные CpG последовательности (распознаются ТПР9). ^ PKR (РНК-зависимая протеинкиназа) содержит два мотива для связывания dsRNA и киназный домен. Связывание dsRNA приводит к димеризации PKR и самофосфорелированию, после чего фермент способен фосфорелировать фактор элонгации eIF2альфа, что приводит к угнетению трансляции; IkBальфа – освобождает транскрипционный фактор NFkB, и тем самым активирует экспрессию провоспалительных цитокинов и иммунный ответ. Активация PKR способна индуцировать апоптоз клетки. ^ – комплекс двух ферментов: детектора dsRNA (олигоаденилат синтетаза) и эффектора (RNAseL). Олигоаденилатсинтетаза распознает двуцепочечную РНК, активируется и синтезирует олигоаденилат. Последний активирует зависимую РНКзу, которая димеризуется и разрушает клеточную и вирусную мРНК, что приводит к угнетению репликации и трансляции вирусной РНК. APOBEC3G – цитидин дезаминаза – является естественным механизмом против ретровирусов (неэффективна протии ВИЧ вследствие активности белка vif). Встраивается в вирионы при сборке и в ходе обратной транскрипции (при новом цикле инфекции) превращает цитидин в урацил. В результате в геном вируса вносятся множественные мутации и репродукция преращается. DICER – система, распознающая двуцепочечную РНК и разрезающая ее на мелкие фрагменты. Далее хеликаза комплекса разъединяет их и мелкие фрагменты эффективно гибридизируются на одноцепочечных вирусных РНК. Далее полимеразы достраивают их до двухцепочечных, после чего цикл повторяется. Реакция нарастает лавинообразно и способна в короткий срок уничтожить всю вирусную РНК. С  игнальные рецепторы^ ТПР, способные обнаруживать вирусные НК, можно условно разделить на две группы: внеклеточные (ТПР3) и внутриклеточные (ТПР7, 8, 9). Двуцепочечная РНК распознается ТПР3, а также недавно открытыми RIG-I и MDA-5. Одноцепочечная РНК вирусов – ТПР7 и 8. Сигнальные процессы, развивающиеся в клетке после появления в ней вирусной РНК, приводят к появлению нескольких групп транскрипционных факторов: провоспалительные (NFkB, AP-1) и интерферон-регуляторные (IRF). Все они необходимы для начала синтеза интерферона клеткой. В начале инфекции синтезируется преимущественно ИФН-бета, провоспалительные цитокины, Т-клеточные и моноцитарные хемокины, что связано с наличием в клетке только IRF3 (см. рисунок). После синтеза ИФН и его рецепции в клетках появляется полный набор IRF (3, 7), что приводит к значительному синтезу ИФН-альфа (активация различных генов ИФН-альфа), активации генов противовирусных систем и рецепторов клетки, к которым относятся упомянутые выше PKR, OAS/RNAseL, ADAR (аденозиндезаминаза, вносящая множественные мутации в НК вируса), GTPase Mx и INOS (угнетение ферментов, необходимых для репликации вирусов), повышению экспрессии антигенов гистосовместимости (необходимо для нормальной реализации реакций клеточного иммунитета). 3.5. ^ К сожалению, в настоящее время грибы остаются недостаточно исследованной группой патогенов в плане распознавания их элементов системой врожденного иммунитета. Однако основные соединения – мишени в структуре клетки грибов приведены на рисунке 14 и таблице 7.  Рисунок 14. Структура клеточной стенки грибов. Рецепторы системы врожденного иммунитета, распознающие грибы, включают эффекторные гуморальные факторы: ферменты (хитиназа), опсонины (С3, пентраксины), клеточные рецепторы для фагоцитоза (МР, SP-A, SP-D), сигнальные клеточные рецепторы (ТПР4,2,9, МР). Таблица 7. Распознавание грибов рецепторами системы врожденного иммунитета
Подобно другим патогенам, клетки грибов распознаются различными рецепторными молекулами, что ведет к повышению вероятности распознавания (например, криптококки экранинуют бета-глюканы массивной капсулой из глюкуроноксиманнана. Таким образом они защищаются от распознавания через дектин-1 и многих естественных опсонинов, однако материал капсулы распознается ТПР4 и возбуждает сильный воспалительный ответ). Общий вектор активности иммунной системы в ответ на грибковую инфекцию – развитие иммунного воспаления (Th1-зависимого) с мобилизацией ресурсов системы врожденного иммунитета (фагоциты и цитотоксические клетки). Тем не менее, современные исследования подтверждают важную роль антител в патогенезе микозов. Основные позитивные функции антител сводятся к опсонизации, активации комплемента, «фокусировании» механизмов естественного иммунитета. К сожалению, грибы зачастую устойчивы к фагоцитозу и действию комплемента, а некоторые (H.capsulatum) используют указанные механизмы защиты для проникновения в чувствительные клетки.  Сложность структуры патогена и множественность распознавания создают возможность для регулирования и «индивидуализации» реагирования со стороны иммунной системы. Так, С.albicans преимущественно распознается тремя рецепторами: ТПР4 связывает О-маннаны, МР – N-маннаны, Дектин-1 - бета-глюканы. При этом ТПР4 возбуждает секрецию хемокинов, мобилизацию нейтрофилов и организацию иммунного воспаления (Th1), что связывают с развитием иммунитета, уничтожением возбудителя и выздоровлением; ТПР2 вызывает «иммунологическое отклонение» - смещение равновесия Th1/Th2 в сторону Th2 (стимуляция гуморальных реакций/аллергии ГНТ) такое развитие инфекционного процесса грозит формированием пермиссивного фенотипа и хронизацией заболевания. В то же время, распознавание через лектиновые рецепторы и рецепторы комплемента играет важную роль в фагоцитозе возбудителя и регулировании воспаления.  Рисунок 15. Регулирование ответа на C. Albicans посредством экспрессии/распознавания рецепторами врожденного иммунитета П  атогенные грибы, со своей стороны, используют регуляторные механизмы иммунной системы для уклонения от иммунного ответа: например, Aspergillus fumigatus в мицелиальной форме не распознается ТПР4, в то аремя как механизм иммунного отклонения, опосредуемый ИЛ10, продолжает работать и способствует формированию благоприятных условий для развития микоза. Схожий механизм использует С.albicans, для которого переход в мицелиальную форму четко ассоциируется с патогенностью. Кроме уклонения от распознавания ТПР4, гифы кандид не связывают Дектин-1 (бета-глюканы на гифах экранированы слоем маннанов).Другие грибы, напротив, патогенны в дрожжеподобном состоянии: С.neoformans экранирует свои структуры крупной капсулой, а H.capsulatum при переходе в гифальную форму перестраивает бета-глюканы в альфа-глюканы. ^ К сожалению, на настоящий момент сравнительно мало известно о молекулярных основах взаимодействия факторов естественного иммунитета со структурами патогенных простейших. Охарактеризованные вещества, удовлетворяющие определению структуры распознавания приведены в таблице 8. Таблица 8. Патоген-ассоциированные молекулярные структуры простейших.
1. Гликозил-инозитолфосфат (ГИФ) В отличие от патогенных грибов и бактерий, значимые для медицины простейшие не имеют выраженной клеточной стенки (особенно внешних, по отношению к ЦПМ, структур). Роль КС у них играет пелликула – структура, расположенная непосредственно под ЦПМ, имеющая различное строение у отдельных групп простейших: от однослойных псевдомембранных структур (Euglena) до многослойных мембранных и везикулярных слоев сложно ассоциированных с цитоскелетом (Balantidium). Таким образом, первой структурой, которая контактирует с внешней средой у патогенных простейших является ЦПМ. Уже ранние исследования взаимодействия простейших с иммунной системой показали способность мембранной фракции стимулировать клетки лимфоидной и миелоидной природы. Позже эта активность была ассоциирована с гликозил-фосфатидил-инозитолом (ГФИ). ГФИ является молекулой, закрепляющей белки в мембране эукариотических клеток (в т.ч. у человека) и интенсивно экспрессирована на ЦПМ (до 107/клетку). ГФИ состоит из сахаридной цепи и липидного компонента (глицериновые эфиры жирных кислот или церамид).  Видоспецифичность ГФИ обеспечивается количеством остатков маннозы, боковыми радикалами, липидной составляющей (ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты). Для примера (см. рисунок 16) приведем схему строения внешней оболочки T.cruzi (трипомастиготы). Поверхность клетки покрыта муцинами, закрепленными в мембране посредством ГИФ; кроме того присутствует большое количество ГИФЛ, липидный компонент которого распознается ТПР2 или ТПР4 в комплексе с CD14. Аналогично, сами якорные ГИФ или их соединения с белками и, особенно, липидами, распознаются как маркер присутсвия других патогенных простейших основных групп.  Рисунок 16. Схема строения внешней оболочки T.cruzi (трипомастиготы). Помимо сигнальных рецепторов, ГФИ также распознаются некоторыми эффекторными рецепторами: фосфатазы и липазы клеточной поверхности - расщепляют ГИФ на компоненты, лишенные сигнальной активности, что весьма важно для регулирования активации иммунной системы и ассоциированной токсичности, например, при малярии; лектиновые рецепторы с опсонизирующими, фагоцитарными и лизирующими функциями; CD1d, Vа14/Vb8ТКР – ГФИ-специфичные рецепторы на ЕКТ-клетках, которые играют важную роль в быстрой организации «правильного» микроокружения путем секреции цитокинов Th1 спектра (в данном случае). 2  . Геномная ДНК простейших, содержащая неметилированные CpG мотивы распознается ТПР9 внутриклеточно (в эндосомах). Следует иметь ввиду, что ДНК некоторых простейших, например, возбудителя малярии, характеризуется низким содержанием CpG и не активирует клетки иммунной системы.3. Гемозоин – продукт ферментации гемоглобина возбудителем малярии (стадия трофозоита), который накапливается внутри эритроцита в виде кристаллов коричневого цвета. При фагоцитозе зараженных или разрушенных эритроцитов попадает в эндосомы, где распознается ТПР9. 4. Профилин – актин-связывающий белок эукариот, регулирующий полимеризацию актина, присутствует у всех представителей Apicomplexa и распознается ТПР11 (у человека не функционирует). 5. PfEMP1 – название вариантного поверхностного белка эритроцитов, продуцируемого возбудителями малярии, которые позволяют инфицированным эритроцитам задерживаться на эндотелии сосудов и избегать разрушения в селезенке. PfEMP распознается CD36, CD31, ICAM, VCAM, Е-селектином, тромбоспондином, гиалуроновой кислотой, хондроитин-сульфатом А и др. молекулами. Эти рецепторные взаимодействия важны для фагоцитоза и инициации иммунного ответа. 6. Фосфосерин – распознается скавенжер-рецепторами (CD36) для утилизации апоптических клеток. Используется паразитами для проникновения в в клетки ретикуло-эндотелиальной системы путем «невоспалительного» фагоцитоза (т.е. без индукции приобретенного иммунного ответа). 7. Пирофосфаты клеточной поверхности – распознаются рецепторами гамма-дельта Т-клеток (особенно актуально для слизистых оболочек). 8. Неустановленные сахара клеточной поверхности (манноза) – распознаются маннозным рецептором (МР), факторами системы комплемента, рецепторами ЕК, скавенджер-рецепторами и др. Распознавание соответствующих лигандов сигнальными рецепторами приводит к активации дендритных клеток и макрофагов, синтезу цитокинов и развитию адаптивного иммунного ответа, Необходимо отметить, что ограничение инвазии ассоциируется с ответом по Th1 типу, т.е. с развитием сильного иммунного воспаления, образованием цитотоксических Т-лимфоцитов, цитофильных антител и эффекторов ГЗТ. Вместе с этим, активация макрофагов ведет к резкому повышению цитотоксического потенциала и генерации противомикробных веществ, способствующих немедленному уничтожению паразитов.  Следует отметить, что наряду с развитием иммунного ответа Th1 типа, происходят синтез и секреция противовоспалительных цитокинов (ИЛ10, ТФРбета), активация и пролиферация Т-регуляторных клеток, которые ограничивают интенсивность иммунного воспаления и играют важную роль в организации персистенции и установлении равновесия между иммунным ответом и инвазией паразита. Сохранение возбудителя в организме объясняется высокой степенью адаптации возбудителя, устойчивостью его к основным эффекторным механизмам системы естественного иммунитета (комплемент, фагоцитоз, антитела), манипулированием адаптивным иммунным ответом (иммунологическое отклонение, иммуносупрессия). Тем не менее, иммунная система способна ограничить степень инвазии, на что указывает значительно более тяжелые формы заболеваний у животных, нокаутированных по My88, а также у людей с ИДС (дефекты экспрессии МР, синтеза NO, цитокинов: ИЛ12, ФНОа). В заключение следует указать некоторые примеры практического применения знаний о закономерностях распознавания простейших иммунной системой: А) приготовление вакцин с молекулами ПАМС простейших:
|
Скавенджер рецептор А
отлично
1
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям