Na zdjęciu od lewej do prawej: Jules Hoffmann, Bruce Beutler i Ralph Steinman; źródło: http://www.guardian.co.uk/science/blog/2011/oct/03/nobel-prize-physiology-medicine-2011
Jak wiadomo, nagrodę Nobla z dziedziny medycy i fizjologii w 2011 roku otrzymało 3 naukowców (w tym jeden pośmiertnie, co wzbudziło pewne kontrowersje, ale decyzję utrzymano) – Bruce Beutler i Jules Hoffmann za badania nad odpornością wrodzoną, a głównie nad funkcją receptorów TLR, oraz Ralph Steinman za ponowne odkrycie komórek dendrytycznych i ich funkcji (ponowne, ponieważ jako pierwszy opisał je Paul Langerhans w XIX wieku, dziś określenie „komórki Langerhansa” oznacza komórki dendrytyczne znajdujące się przede wszystkim w skórze). Ale właściwie jakie znaczenie mają ich odkrycia? Oczywiście można się długo rozwodzić nad tym zagadnieniem. Ze względu na popularyzatorski i całkowicie subiektywny charakter bloga ograniczę się tylko do niektórych aspektów.
Receptory TLR –nie taka zmienna ewolucja
Na samym początku należy wyjaśnić pojęcie odporności wrodzonej. Jest to pierwsza linia obrony przed wszystkim, co chce nam zaszkodzić. W jej skład wchodzą takie elementy jak wydzielina z nosa (przez laików zwana katarem ;) ), mająca na celu „wypłukanie” części drobnoustrojów w czasie infekcji, ale też i niektóre komórki układu immunologicznego, które nie wymagają aktywacji, ponieważ są od razu ukierunkowane na rozpoznawanie i niszczenie najbardziej typowych zagrożeń, które są „zakodowane” w DNA i rodzimy się z nimi – stąd nazwa. Nasuwa się w tym momencie pytanie: jak możliwe jest rozpoznawanie? Odpowiedzią na to są receptory TLR.
Nazwa receptorów TLR nie ma nic wspólnego z ich funkcją – skrót oznacza Toll – like receptors, czyli receptory Toll – podobne. „Toll” to po niemiecku okrzyk oznaczający „super”, „wspaniale” –odkrywczyni właściwych receptorów Toll, Christiane Nüsslein-Volhard wykrzyknęła tak, gdy zobaczyła dziwaczny wygląd muszek owocówek z mutacją genu dla tych receptorów. U myszy i u ludzi stwierdzono obecność genów, a następnie samych cząsteczek białkowych bardzo podobnych do tych występujących u wspomnianego owada, szeroko stosowanego modelu w badaniach genetycznych – stąd określenie TLR.
Zdjęcia z mikroskopu fluorescencyjnego, pokazujące różne rozmieszczenie receptorów TLR w komórce (receptory widoczne są kolorowo); źródło: http://www.itb.cnr.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php3/L/UK/IDPagina/86
Koniec anegdot – czemu są one tak ważne? Po pierwsze sam fakt, że występują w bardzo podobnej postaci u owadów i u ludzi, świadczy o tym, jak potrzebne są nam do przetrwania choćby jednej minuty. Mutacja genów dla TLR u człowieka jest mutacją letalną – taką, która powoduje śmierć na etapie zarodka lub płodu. Receptory TLR pobudzają różne składniki naszego układu odpornościowego wtedy, gdy w okolicy znajdą się cząsteczki PAMP (pathogen associated molecular patterns – wzorce molekularne związane z patogenami), czyli takie, które praktycznie nie występują w naszym organizmie, a prawie zawsze są związane ze szkodliwymi mikroorganizmami – przykładem jest lipopolisacharyd, związany z niektórymi bakteriami, czy dwuniciowe RNA wirusów, które u człowieka zawsze występuje w postaci jednoniciowej. Są one pierwszą „szpicą” naszego układu odpornościowego, która sygnalizuje, że nadciąga zagrożenie (tzw. sygnał niebezpieczeństwa).
Beżowy kolor: błona komórkowa; jasnoniebieski: receptor TLR zaczepiony na powierzchni komórki; ciemnoniebieski kolor: dwuniciowe RNA, które aktywuje receptor; źródło: http://www.invivogen.com/review-tlr
Właśnie z sygnałem niebezpieczeństwa wiąże się niesamowity proces, który w każdej sekundzie zachodzi w naszym organizmie. Poniższą teorię opracowała słynna immunolog Polly Matzinger, znana także z bardziej kontrowersyjnych koncepcji (czytajcie kolejne odsłony!) oraz z uznawania swoich psów jako współautorów publikacji J. Z góry uprzedzam, że jest to jedynie fragment i na dodatek znacznie spłycony, ale cóż – coś za coś. Aby to w pełni pojąć, trzeba zrozumieć czym jest antygen. Według definicji książkowej jest to substancja, która ma dwie cechy: immunogenność, czyli umiejętność wywołania odpowiedzi autoimmunologicznej, oraz antygenowość, czyli zdolność do łączenia się z receptorami na limfocytach i z przeciwciałami. Przykładem może być białko HBs, związane z wirusem zapalenia wątroby typu B (HBV), ale także insulina, która wywołując odpowiedź immunologiczną prowadzi do cukrzycy typu I. A więc co decyduje o tym, że zdecydowana większość antygenów pochodzących spoza organizmu wywołuje odpowiedź immunologiczną, a w większości sytuacji antygeny będące substancjami wywodzącymi się z naszego ciała takiej odpowiedzi nie wywołuje? Otóż decyduje o tym sygnał niebezpieczeństwa, określany także jako drugi sygnał. Na jego podstawie komórki układu odpornościowego decydują, czy ten antygen, który właśnie znalazł się na ich receptorze, należy zniszczyć, czy też zignorować go. Jeżeli w okolicy antygenu znajdują się cząsteczki z grupy PAMP, to połączą się one z receptorami TLR i zacznie się odpowiedź immunologiczna. Konieczne jest tu powtórzenie zastrzeżenia – jest to bardzo skrótowo omówiona teoria, bez wdawania się w inne aspekty, takie jak odpowiedź na cząsteczki związane z uszkodzonymi komórkami organizmu i wiele innych. Taki blog raczej nie jest miejscem na tak szeroką dyskusję.
Jak widać receptory TLR, gdy słyszymy o muszkach owocówkach i lipopolisacharydzie, mogą się wydawać bardzo szczegółową wiedzą, ledwie cegiełką w skomplikowanym układzie immunologicznym, gdzie jest kilkadziesiąt rodzajów receptorów. Jednak bez tego drobnego elementu niemożliwe byłoby funkcjonowanie całości.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz