Mikrobiyal Patogenez ve Hücresel Bağışıklık Sistemi

Mikrobiyal patojenlerin farklı özellikleri, hücresel bağışıklık sistemine bir meydan okuma sağlar. Her ne kadar farklı patojenlere karşı hücresel immün yanıtlarının detayları büyük ölçüde değişse de, mikrobiyal patojenlere karşı hücresel immün yanıtlarla ilgili bazı genel genellemeler haklı gösterilebilir. Çoğu durumda, bir patojenin (hücre dışı, hücre içi / vakular, hücre içi sitoplazmik) subselüler anatomik konumu, söz konusu patojen tarafından enfeksiyon içermesi gereken hücresel bağışıklık tepkisi kolunu tahmin eder. Çoğu durumda, belirli bir patojen için antimikrobiyal savunmanın önemli kolları hakkında en kesin bilgi, özellikle immün reseptörlerinde veya sinyal moleküllerinde meydana gelen kusurlardan, doğal veya edinilmiş eksiklik durumlarından gelmiştir. Ek olarak, farklı patojen sınıfları belirli bir hücresel immün tepkisi ile ilişkili olduğu için birçok patojen, eliminasyonu önlemek için sofistike moleküler karşı önlemler geliştirmiştir.

Viral Enfeksiyonlar
Genel olarak, viral enfeksiyonlara karşı hücresel immün yanıtları, viral olarak türetilmiş peptid antijenlerinin CD8 + T hücrelerine sunumunu içeren MHC sınıf I içerir. Viral patojenler, konakçı hücrelerinde çoğaldıklarından, hücresel bağışıklık sistemi tarafından elimine edilmeleri, enfekte olmuş konakçı hücrenin virüse özgü lenfositler tarafından sitolitik olarak imha edilmesini veya konakçı hücrelerde viral replikasyonun inhibisyonunu içerir. Virüsler, zorunlu olarak, protein sentezi için konakçı hücre kullandığından, viral proteinler, MHC sınıf I antijen işleme yolu için hazır substratlardır. CD8 + T hücrelerinin veya MHC sınıf I fonksiyonunun konjenital eksikliği ile ilgili birkaç rapor vardır. MHC sınıf I peptid yüklemesi için gerekli olan antijen taşıyıcı olan TAP'taki eksiklik birçok ailede belgelenmiştir. Bu hastalar, MHC sınıf I yüzey ekspresyonu ve CD8 + T hücrelerinin seviyelerini çarpıcı biçimde düşürmüştür. Antiviral savunmadaki CD8 + T hücreleri için sunulan kanonik fonksiyonun aksine, TAP1 eksikliği olan hastalar ve CD8 + a-zincirinde eksik olan bir hasta viral enfeksiyona karşı duyarlılık artışı göstermedi ve bunun yerine bronşektaziye yol açan tekrarlayan pulmoner bakteriyel enfeksiyonlarla ortaya çıktı. Konjenital CD8a eksikliği olan bir hastada sitomegalovirüs, kızamıkçık ve diğer virüslere karşı yeterli titreler vardı, bu da önceki maruz kalmayı ve başarılı koruyucu bağışıklığı doğruladı. Bununla birlikte, hastalığın ilerleyen aşamalarında, bu hastalar giderek enfeksiyon bölgelerinde aktif NK hücrelerini biriktirerek, deride ve solunum yollarında kronik granülomatöz lezyonlara yol açmaktadır. Bu bulgular, NK hücrelerinin azalmış CD8 + T hücreye bağlı sitolitik aktivite bağlamında fonksiyonel artıklık sağladığı, ancak doku hasarına neden olduğu fikrini desteklemektedir. Her ne kadar eksik CD8 + T-hücresi fonksiyonunun klinik belirtileri ve hayvan modellerinden anlama kolay olmasa da, MHC sınıf I polimorfizmleri ve HIV enfeksiyonuna duyarlılık çalışmaları, virüs enfeksiyonlarının kontrolünde CD8 + T hücrelerinin rolünü desteklemektedir.
İnsan herpes virüsleri gibi bazı virüsler, konakçı hücre enfeksiyonundan sonra transkripsiyonel olarak etkisiz hale gelir ve hücresel bağışıklık sistemi için özel bir zorluk teşkil eder. Her ne kadar bu virüslerle primer aktif enfeksiyon kontrol edilse de, herpes virüsleri klinik gecikme sağlar ve bozulmuş bağışıklık ayarlarında aralıklı hastalık veya hastalığa neden olabilir. Transkripsiyonel olarak aktif olmayan proviral DNA, T hücrelerini barındırmak için görünmez çünkü viral proteinler, MHC sınıf I molekülleri tarafından sunulmaz ve bu nedenle bu virüsler, antijene spesifik T lenfositleri tarafından tespit edilemez. Enfeksiyonun immünolojik olarak ortadan kaldırılması çoğu zaman imkansız olsa da, aralıklı yeniden etkinleşmenin immünolojik kontrolün kuraldır.
Doğrudan MHC sınıf I antijen işleme yoluna müdahale etmenin ötesinde, birçok viral patojen sitokin sinyallemesi veya kemokin aracılı hücre alımı ile etkileşime girebilen proteinleri kodlar. Epstein-Barr virüsü, IL-10 reseptörünü bağlayabilen ve bu pleiotropik sitokinin immünosupresif etkilerini indükleyebilen bir IL-10 homologu için bir gen içerir. Poxvirüsler, IL-18'i yüksek afinite ile bağlayabilen bir IL-18-bağlayıcı proteini eksprese eder ve erken IFN-aracılı enflamatuar yanıtlara müdahale eder. Poxvirüsler ayrıca -CC– kemokinleri yüksek afinite ile bağlayan, iltihaplı hücrelerin yüzeyindeki kemokin reseptörleri ile ilişkilerini önleyen ve monositlerin, NK hücrelerinin ve aktive edilmiş T hücrelerinin viral enfeksiyon bölgelerine alımını engelleyen proteinleri de eksprese eder.

Hücre içi Bakteri
Birçok önemli insan patojeni, antikor aracılı, kompleman aracılı ve nötrofil aracılı immün savunmadan kaçmak için mekanizmalar geliştirmiştir. En etkili kaçış mekanizmalarından biri, genellikle fagositik hücreler olan konakçı hücrelere girmeyi içerir. Bu durumda konakçı hücre, hücre dışı mikrobisidal savunmalara karşı koruyucu bir bariyer haline gelir. Bakteriyel patojenler, hücre içi trafik yollarını manipüle ederek veya spesifik hücre içi nişleri hedefleyerek konakçı hücrelerin içlerinden faydalanmaları için birçok akıllı strateji kullanmıştır. Hücre aracılı immün sistemin karşılaştığı zorluk bu patojenleri tespit etmek ve ortadan kaldırmaktır.

Fagosomal Patojenler
Makrofajlar gibi fagositik hücreleri parazitleyen çoklu bakteri patojenleri, endozomal-fagogomal ağ içinde bulunur. Bu patojenlere genellikle MHC sınıf II antijen sunum ağına erişilebilir ve fagolizomlara gönderilen makrofajların antimikrobiyal efektör molekülleri ile birlikte bulunabilir. Bu tip prototipik patojenler arasında Mycobacterium ve Salmonella türleri bulunur. Bu patojenlerin kontrolü çoğunlukla, IFN-γ yoluyla antimikrobiyal öldürmenin CD4 + T-hücresi aktivasyonuna bağlıdır. T hücreleri tarafından salgılanan IFN-y, nitrik oksit, reaktif oksijen türleri ve lizozomal enzimler yoluyla patojenleri öldürmek için makrofaj efektör mekanizmalarını aktive eder. Hücre içi bakterileri kontrol eden temel makrofaj efektör moleküllerinin fareler ve insanlar arasında farklılık gösterip göstermediği konusunda bazı tartışmalar vardır. IFN-γ ile indüklenen nitrik oksit, farede hücre içi patojenlerin kontrolü için esastır, oysa insan savunmasındaki rolü daha az belirgindir. IFN-y'de eksik bırakılan fareler, M. tuberculosis ve Salmonella dahil olmak üzere hücre içi bakteri patojenlerine karşı oldukça hassastır, bunlar, fagomal patojenlerin antimikrobiyal öldürülmesinin Thl aracılı uyarılmasının önemini desteklemektedir. Dünyanın birçok yerinde, bebekler parenteral olarak bacillus Calmette-Guérin (BCG) aşısı şeklinde canlı mikobakterilere maruz kalırlar. Ebeveyn M. bovis suşu ile karşılaştırıldığında yüksek oranda zayıflatılmış olmasına rağmen, BCG insan konaklarında, bozulmuş konak bağışıklık sistemi ile çoğalabilir. Mikobakterilere maruz kalan bebeklerin bu büyük kohortu, antimikobakteriyel immünitede çeşitli kalıtsal kusurları ortaya çıkarmıştır. Klinik sendrom, mikobakteriyel hastalığa karşı mendelian duyarlılığı olarak adlandırılmıştır ve yayılmış BCG enfeksiyonu ve düşük patojenisiteli mikobakterilere sahip progresif enfeksiyon olan hastaları içerir. Bu hastalar ayrıca Salmonella enfeksiyonlarına karşı artan duyarlılık göstermektedir.
Mikobakteriyel hastalığa karşı bu mendelyan duyarlılığına neden olan mutasyonların tümü, IFN-y reseptörü mutasyonları, STAT1 mutasyonları, IL-12 sitokin / reseptörü ve NF-yB esansiyel modülatörü (NEMO) dahil olmak üzere IFN-y ve IL-12 yollarında bulunur . Burada sunulan veriler, Th1 immünitesinin, fagozomal patojenlerin korunmasında ve kontrolünde merkezi rolünü belgelemektedir. Bu nedenle, bu tip patojenlerin, etkili konak bağışıklık sistemini bastırmak veya düşürmek için karşı önlemler geliştirdiğini varsaymak mantıklıdır. Makrofajların M. tuberculosis enfeksiyonu, bu hücreleri IFN-with ile aktivasyona dirençli hale getirir ve bu sitokine bağlı olan konakçı hücrenin bakteriyostatik etkilerini sınırlandırır. M. tuberculosis ayrıca proton-adenozin trifosfataz (ATPaz) 'ı kapladığı endozomlardan hariç tutarak, vakuollerin asitlenmesini de önler. Azalan vakumda asidifikasyonun olası bir sonucu, azalan antijen bozulmasıdır, bu da mikobakteriyel peptitlerin MHC sınıf II molekülleri tarafından azalmış sunumuyla sonuçlanır. L. pneumophila gibi diğer patojenler, kendilerini MHC sınıf II antijen işleme yolu ile iletişim kurmayan bir endozomal bölmede ayırırlar.

Sitoplazmik Patojenler
Bazı bakteriyel patojenler, farklı bir hücre içi hayatta kalma stratejisi geliştirmiştir. L. monocytogenes, Shigella flexneri ve çeşitli Rickettsia türlerini içeren bu patojenler, fagositik boşluktan kaçar ve konakçı hücrelerin sitoplazmasında çoğalır. Bu patojenler, virülans için gerekli olan ve konakçı hücre sitozolüne doğrudan erişim sağlayan, vakuolar membranı tahrip eden proteinler salgılarlar. Hücresel bağışıklık tepkisi açısından, bu patojenler virüslere benzer, çünkü bu maddelere karşı savunma çoğunlukla MHC sınıf I / CD8 + T hücre eksenine bağlıdır. Sitoplazmik konumlarından ötürü, fagositik hücrelerin antimikrobiyal efektör mekanizmaları, uzaysal olarak enfeksiyonun sitoplazmik bölgesine lokalize edilemez, bu da enfeksiyonu ortadan kaldırmak için enfekte olmuş hücrenin sitolitik T hücrelerinin öldürülmesini gerektirir. L. monocytogenes'in hayvan modellerinden elde edilen geniş kanıtlar, CD8 + T hücrelerinin sitoplazmik bakteri patojenlerine karşı koruyucu bağışıklıktaki rolünü desteklemektedir.

Ekstraselüler Bakteriler
Hücre dışı olarak çoğalan bakterilere, antikor aracılı nötralizasyona veya harici mikrobiyal ürünler tarafından öldürülmeye erişilebilir
fagositik hücrelerin Staphylococcus aureus ve Streptococcus pneumoniae gibi piyojenik bakterilere karşı savunma, yeterli humoral bağışıklık ve sağlam nötrofil fonksiyonuna bağlıdır. Yeterli spesifik ve yüksek afiniteli antikor üretiminin CD4 + Th-hücre fonksiyonuna bağlı olduğu ölçüde, bozulmuş CD4 + T-hücre fonksiyonu olan hastalar bu patojenlere karşı hassastır. Th17 hücreleri, akciğerde Klebsiella enfeksiyonlarına karşı savunmada yer almıştır. Anaerobik apselerde, hücre dışı bakterilere karşı savunmada CD8 + T-hücresi tepkilerinin rolü öne sürülmüştür. Bu ortamda, CD8 + T hücreleri Bacteroides fragilis'in karbonhidrat antijenlerini tanır. Hiperimmünoglobulin E sendromlu hastalar Th17 hücrelerinde kusurlara sahiptir ve TYK2 veya STAT3'teki mutasyonlara bağlı olarak stafilokok enfeksiyonuna duyarlıdır.

Yorumlar