Czytaj ten artykuł w:

Układ odpornościowy i odporność świń: Rozpoznanie patogenu

Rozpoznanie patogenu jest pierwszym krokiem odpowiedzi immunologicznej; zarówno wrodzonej jak i nabytej posiadającej zdolność do rozpoznawania patogenu.

Wrodzona odporność jest oparta o obecność protein powierzchniowych i wewnątrzkomórkowych zlokalizowanych na komórkach śródbłonka, neutrofili, makrofagów, komórkach dendrytycznych oraz na receptorach obecnych w cytoplazmie. Wszystkie te receptory mają zbiorczą nazwę PRRs (ang. Pattern Recognition Receptors) i łączą się z cząsteczką PAMPs (ang. Pathogen-Associated Molecular Patterns) podlegają ekspresji w wyniku kontaktu z patogenem (liposacharyd, węglowodory lub lipoproteiny bakteryjne, peptydoglikany, RNA, DNA itp.) jak i z florą komensalną.

Rozpoznanie patogenu: mechanizmy odporności wrodzonej

TLR (Toll-like receptors). U świń zidentyfikowano 10 różnych rodzajów. Posiadają zdolność do rozpoznawania bakteryjnych produktów przemiany materii na zewnątrz komórki oraz rozpoznają wirusowy kwas nukleinowy wewnątrz komórki. Niektóre receptory TLR są zlokalizowane w przestrzeni wewnątrzkomórkowej w celu rozpoznawania bakteryjnych oraz wirusowych kwasów nukleinowych. Pozostałe receptory TLR są zlokalizowane na powierzchni komórek w celu rozpoznawania cząstek bakteryjnych (lipoproteiny, peptydoglikany, lipopolisacharydy).

Receptory RLR ( RIG1-like receptors) są umiejscowione w cytoplazmie i mają zdolność rozpoznawania wirusowego dsRNA.

Białka NOD (Nucleotide-binding oligomerization domain) należą do grupy PRR umiejscowionych w cytoplazmie i wspólnie z receptorami TLR biorą udział w rozpoznawaniu cząstek bakteryjnych.

CLR (C type-lectin receptors) są powierzchniowymi receptorami, do których zaliczamy kolektyny, pentraksyny, selektyny, dektyny oraz receptor dla mannozy.

Proteiny należące do układu dopełniacza oraz białka ostrej fazy zapalenia są zdolne do działania w cytosolu i rozpoznawania antygenów: fragment C3, Czynnik Wiążący Mannozę (MBP), surfaktant, Proteina C-reaktywna (CRP).

Wzajemna aktywacja komórek rozmieszczonych w różnych obszarach tkanki, komórek epithelium i endotelium, zwłaszcza komórek prozapalnych jest pierwszą fizyczną i funkcjonalną barierą przeciw patogenom zapoczątkowującą reakcję zapalną.

Tabela 1: System rozpoznawania patogenu przez odporność wrodzoną.

RECEPTOR ROZPOZNAWANA AKTYWNOŚĆ
TLR (błona lub śródplazmatycznie) Rozpoznawanie produktów bakteryjnych oraz grzybów TLR1 Lipopeptydy (bakterie i mykoplazmy)
TLR2 Lipoproteiny and proteoglikany (gram+)
Lipopeptydy (mykoplazmy)
LPS (Leptospira)
Lipoarabinomannan (mykobakterie)
Lipopeptydy (mykoplazmy) (gram+)
Zimosan (grzyby)
TLR4 LPS (gram-)
F-proteina RSV
HSP60 (Chlamydia)
TLR5 Flagellina (wiele bakterii)
TLR6 Lipopeptydy (mykoplazmy)
Lipopeptydy (mykoplazmy) (gram-)
Zimosan (grzyby)
TLR9 CpG DNA bakteryjny
TLR10 Nieznane
Rozpoznawanie białek wirusowych TLR3 dsRNA
TLR7
TLR8
ssRNA.
TLR9 CpG DNA wirusa

CLR
(błona)

Selektny, dektyny 1,2
receptory mannozy

Rozpoznaje węglowodorową domenę na patogenie i indukuje fagocytozę lub ma działa prozapalne poprzez produkcję cytokin- odpowiedź immunologiczna Th1 lub Th17

RLRs
(wewnątrzkom.)

RIG-1
MDA5
LGP2

Wiąże ssRNA w trakcie replikacji wirusowego RNA, indukuje produkcję cytokin prozapalnych oraz IFN typu I, działa przeciwwirusowo.
proteina NOD (cytoplazma) NOD1
NOD2
Interakcje z fragmentami bakteryjnymi poprzez swoiste struktury. NOD u świń podlegają silnej ekspresji w węzłach chłonnych krezkowych i w tkance limfatycznej przewodu pokarmowego (GALT), pełniąc ważną rolę w odporności przeciwko infekcjom bakteryjnym.

APP (Białka Ostrej Fazy)

Proteina C-reaktywna (CRP) Produkowane w wątrobie, mają zdolność do wiązania Fosfatydylocholiny będącej pozostałością po ścianie komórkowej niektórych bakterii i grzybów. Biorą udzial w klasycznej drodze aktywacji układu dopełniacza oraz zwiększają zdolność makrofagów do fagocytozy (fagoctyoza za pośrednictwem opsonin).
Lektyna wiążąca mannozę Jest kolektyną z domeną lektynową zdolną do wiązania cukrów zawierających mannozę- stąd zdolność do rozpoznawania wielu wirusów, bakterii, grzybów oraz pierwotniaków. MBL ma także zdolność do aktywacji układu dopełniacza drogą klasyczną jak i alternatywną co umożliwia fagocytozę za pośrednictwem opsonin.

Rozpoznawanie patogenu: mechanizm odporności nabytej

Specyficzne komórki B oraz T posiadają receptory zdolne do rozpoznawania determinant antygenowych (epitopów) określonych patogenów

Limfocyty B posiadają na swojej powierzchni receptor zwany BCR (B cell Receptor) składający się z powierzchniowej immunoglobuliny, IgM lub IgD, specyficznej tylko dla danego antygenu. W trakcie kształtowania limfocytów B w szpiku kostnym dochodzi do powstawania całej palety rodzajów receptorów BCR, co w konsekwencji powoduje powstanie wielu limfocytów B, których zadaniem jej rozpoznawanie olbrzymiej ilości specyficznych dla siebie antygenów.

Receptor komórek T (TCR) zlokalizowany na komórkach T pomocniczych oraz limfocytach T cytotoksycznych składa się z dwóch łańcuchów α oraz β. Rec TCR zlokalizowany na limfocytach γδT składa się natomiast z dwóch łańcuchów, δ oraz γ. Dzięki podobnym mechanizmom rozpoznawania antygenów na receptorach TCR jest możliwe rozpoznawanie szerokiego spektrum różnych antygenów na limfocytach T.

Limfocyty B rozpoznają determinantę antygenową patogenu i sygnał jest przekazywany do wnętrza komórki poprzez aktywację pokrewnej glikoproteiny (CD79α/β). Po utworzeniu kompleksu BCR-antygen, dochodzi do przetworzenia antygenu i wraz z kompleksem MHC II jego prezentacja na powierzchni limfocytu B dla limfocytów T pomocniczych. Wzajemna stymulacja pomiędzy limfocytem B oraz T jest kluczowa dla aktywacji limfocytów B i rozpoczęcia formowania przeciwciała. Aby reakcja przebiegała w sposób efektywny wymagany jest mediator w postaci kompleksu CD21/CD19, który rozpoznaje fragment (C3d) zlokalizowany na patogenie.

Odwrotnie, limfocyty T rozpoznają przetworzoną determinantę antygenową prezentowaną przez APC w połączeniu z MHC (Major Histocompatibility Complex).

MHC II są cząsteczkami, które zazwyczaj są obecne na powierzchni komórek APC, takich jak dojrzałe komórki dendrytyczne, aktywowane w wyniku zapalenia makrofagi oraz aktywowane limfocyty B. MHC I z kolei biorą udział w prezentowaniu endogennych antygenów dla limfocytów T cytotoksycznych.

Układ MHC świń znany jest jako SLA (ang. Swine Leukocyte Antigen) i tworzy go 70 genów podzielonych na 3 klasy:

U świń, geny MHC (SLA: “Swine Leukocyte Antigen”) są zlokalizowane w obszarze centromeru chromosomu nr 7. Opisane po raz pierwszy w roku 1970, siedemdziesiąt genów (haplotypów) podzielono na 3 klasy:

  1. SLA I odpowiedzialne za kodowanie cząsteczek MHC I zlokalizowanych na większości komórek zawierających jądro- poza neuronami i trofoblastami. Cząsteczki MHC są powiązane i biorą udział w prezentowaniu antygenów śródcytoplazmatycznie (np. antygeny wirusowe) dla limfocytów T CD8+. Cząsteczka MHC I składa się z jednego ciężkiego łańcucha α (wysoce polimorficzny) oraz dwóch łańcuchów lekkich β2 zwanych β2-mikroglobuliną.
  2. SLA II: cząsteczki MHC klasy II podlegają ekspresji na powierzchni limfocytów B i niektórych populacjach limfocytów T, w zależności od stopnia ich aktywacji. Cząsteczki MHC II są powiązane z przetworzonymi antygenami (fagocytoza i degradacja to pojedyńczych peptydów) wewnątrz komórek układu APC. Cząsteczka MHC II składa się z łańcuchów α oraz β.
  3. SLA III są odpowiedzialne za kodowanie genetyczne układu dopełniacza, cytokin itp.

Do aktywacji limfocytu Th wymagane jest, by sygnał przekazywany przez receptor TCR kompleksu antygen-MHC był powiązany z sygnałem, w którym pośredniczy wiązanie powierzchniowe molekuł kostymulujących: CD28(na limfoctach T) wiążąca się z CD80 (na APC) lub CD86(na limfocytach B), CD40 ( na APC), które wiążą się z CD154 (na limfocytach T). Taka kostymulacja zwiększa produkcję cytokin odpowiedzialnych za proliferację limfocytów T (IL-2) oraz różnicowanie limfocytów Th.

Komentarz do artykułu

To miejsce jest przeznaczone do dyskusji między użytkownikami pig333.com a nie do zadawania pytań autorom artykułów

Dostęp tylko dla użytkowników portalu 3trzy3. Zaloguj się aby dodać komentarz.

Niezarejestrowany użytkownik 333?Zarejestruj sięszybko i bezpłatnie i uzyskaj dostęp do wszystkich serwisówJesteś zarejestrowany w 333?WEJDŹKliknij tu jeśli zapomniałeś hasła, wyślemy je do Ciebie

tags