LİPİDLER ve İNFLAMASYON (2)

... konulu sunumlar: "LİPİDLER ve İNFLAMASYON (2)"— Sunum transkripti:

1 LİPİDLER ve İNFLAMASYON (2)

2 LİPOPOLİSAKKARİD (LPS)
LPS, Gram(-) bakteri dış membranında bulunan ve hayvanlarda güçlü immün yanıt oluşturan büyük bir moleküldür. Endotoksin olarakta tanımlanır. Molekül 3 parçadan oluşur: 1) Polisakkarid yan zinciri 2) Kor polisakkarid 3) Lipid A

3

4

5 Lipid A: Lipid A, disakkarid yapıda olup, doğada pek sık rastlanmayan yağ asidleri (3-6 adet) içerir (örn. Beta-hidroksi miristik, laurik, palmitik asidler gibi). Lipid A, bakteriye bağlı oluşan toksisiteden sorumlu kısımdır. Bakteri hücresi immün sistem tarafından parçalandığında, açığa çıkarak dolaşıma karışan ve lipid A içeren membran parçaları, ateş, diyare ve olası fatal endotoksik (septik şok) soktan sorumludur. LPS molekülü, içerdiği lipid A komponenti aracılığı ile, CD14/TLR4/MD2 reseptör kompleksi üzerinden pekçok hücrede, özellikle makrofajlarda, pro-inflamatuar sitokinlerin sekresyonunu artırır.

6 + LBP + LBP

7 LPS RESEPTÖRLERİ Monosit ve makrofajların yüzeyinde, LPS’nin lipid A parçasını tanıyan ve bağlayan 3 molekül tanımlanmıştır: 1) CD14 (sCD14 ve mCD14) 2) Makrofaj scavenger reseptör (SR) 3) β2 lökosit integrinleri (CD11a/CD18, CD11b/CD18 ve CD11c/CD18. Bunlara kısaca CD11/CD18 denir). - CD14 ve CD11/CD18’in hücrede, fagositoz aktivasyonu, bakterinin internalizasyonu ve bakterisidal defansın aktivasyonu gibi olayları sağlayan sinyali başlatma özelliği vardır.

8 CD14 Reseptör “Cluster of differentiation 14” (group of cell surface marker proteins) CD14 diye de bilinen insan geninin adı. CD14’ün 2 formu vardır. Glikosilfosfatidilinositol kuyruğu ile membrana saplanmış (mCD14) veya soluble (sCD14). Soluble CD14, ya direkt olarak intrasellüler vesiküllerden salgılanır (56 KDa) ya da bağlı formdan kurtulmak suretiyle (48 KDa) oluşur. CD14, bakteriyel LPS’nin tespit ve tanımında, toll-like reseptör TLR-4 ve MD-2 ile birlikte, yardımcı-reseptor rolü oynar. CD14, LPS’yi sadece LBP varlığında bağlayabilir.

9 LPS, CD14’ün ana ligandıdır, ancak CD14 diğer patojen associated molecular pattern’leride (PAMP) tanır. CD14’ün LPS bağlaması spesifik değildir. İn vitro çalışmalarda, CD14’ün Gram(+) bakteri ve mikobakteri kökenli materyalleri de bağladığı ve onlara karşı olan cevabıda artırdığı gösterilmiştir. İlave olarak, CD14 endojen anyonik fosfolipidlere (fosfotidilserin ve fosfotidilinozitol gibi) karşı da yüksek afinite gösterir. Fosfotidilserin’e olan afinitesi, yüzeyinde CD14 içeren makrofajların, apoptotik hücreleri tanıması ve fagosite etmesinde rolü olabilir.

10 CD14 başlıca makrofajlar ve nötrofiller (10 kat daha az) de vardır.
sCD14 ise karaciğer ve monositler tarafından salıverilir ve CD14’e sahip olmayan hücreleri LPS’ye duyarlı kılmak için düşük konsantrasyonda olması yeterlidir. sCD14 anne sütünde de mevcuttur ve bunun yenidoğanda gastrointestinal floranın gelişiminde rolü olduğuna inanılmaktadır. CD14(+) hücreler monosittir ve bunlar başka hücrelere dönüşebilirler (dendritic cells). Dönüşüm sitokinler tarafından tetiklenebilir (GM-CSF ve IL-4).

11

12 Makrofaj Scavenger Reseptörleri (SR)
Scavenger reseptorler (SR) myeloid hücrelerde (makrofaj ve dendritic hücreler) ve endotel hücrelerinde bulunur. Atık veya kullanılmayan maddelerin (modifiye host molekülleri ve apoptotik hücreler) uptake’i ve temizlenmesinde önemli rolleri vardır. Aynı zamanda mikroorganizmaların ve onların ürünlerinin (LTA, LPS, intrasellüler bakteri ve CpG DNA) bağlanmasında ve fagosite edilmesinde rol oynarlar. Hücre morfolojisini değiştirebilirler ve sitokinler ekpresyonlarını etkiler. Oksitlenmiş veya asetillenmiş (modified) LDL moleküllerinide tanır ve uptake edilmelerini sağlarlar. SRs, modifiye LDL ile birlikte, negatif yüklü makromoleküllerin tanınmasını ve uptake’ini sağlayan reseptörlerdir.

13 Integrins İntegrinler, hücrelerin, etraflarındaki dokuya (başka bir hücre veya ekstrasellüler matriks) bağlanmasına aracılık eden reseptörlerdir. Cell signaling üzerinde de rolleri vardır ve bu yolla hücrelerin şeklini, hareket edebilirliğini ve hücre siklusunun regülasyonunu sağlarlar. Sadece outside-in signalling, değil aynı zamanda inside-out signalling’de yaparlar. Bu yolla çevresel değişikliklere çabuk ve esnek yanıtlar oluşumunu sağlarlar, örn. plateletler ve koagülasyonun oluşması. Pekçok tipleri vardır ve hayvanlar için yaşamsal öneme sahiptirler. (hook, cell migration)

14 Lipopolisakkarid Bağlayan Protein (LBP)
50-kDa ağırlıkta bir polipeptid olup karaciğerde sentezlendikten sonra, glikosile edilir ve 58-, 60-kDa bir glikoprotein olarak kana salıverilir. Normalde serumda vardır ve miktarı 5-15 μg/ml’dir. Akut-faz reaksiyonunda kat artar. Sekretuar klas 1 akut-faz proteinidir. Lipid transfer/LPS bağlayan protein (LT/LBP) ailesinin bir üyesidir. Bu ailede bulunan diğer üyeler, bakterisidal permeabilite artırıcı protein (BPI), kolesteril ester transfer protein (CEPT) ve fosfolipid transfer protein (PLTP)’dir.

15 LBP geni, LPS, Gram(-) bakteri, non-infeksiyöz ajanlar (ör
LBP geni, LPS, Gram(-) bakteri, non-infeksiyöz ajanlar (ör. Terpentin), IL-1, IL-6 ve TNF-alfa tarafından indüklenir. LPS’nin lipid A kısmına yüksek afinite ile bağlanır, LPS’nin monomerizasyonunu artırır ve hücrelerdeki bağlanma yerine transferini katalize eder (CD14 reseptörüne) (TLR4 aracılığıyla). Serum ortamına LBP eklenmesi, LPS aracılı stimule olan CD14(+) hücrelerin sayısını 100-, kat artırır. LBP, LPS’yi soluble CD14’e transfer eder ve bu yolla mCD14(-) hücreleride (endotel, epitel gibi) aktive eder.

16

17 LBP, canlı bakteriye bağlanıp onun fagosite edilmesine de aracılık edebilir.
Gram(+) bakteri hücre membranında bulunan lipoteikoik acid (LTA)’in, mikobakterilerin, mikoplasmaların ve spiroketlerin oluşturduğu immün yanıtlar, LBP ve CD14 tarafından artırılır (TLR2 aracılığıyla). LBP-knockout hayvan deneylerinde, LPS injeksiyonuyla oluşan septik şok belirtileri ve ölüm engellenmişken, in vivo bakteri injeksiyonu ile oluşan immün yanıt azalmış ve mortalite artmış bulunmuştur. Yeni tedavi yaklaşımı: Antibiyotik tedavisi + LBP inhibisyonu

18 LBP, yüksek konsantrasyonlarda, LPS’yi, aynı zamanda HDL’ye ve LDL’ye transfer ederek detoksifiye edilmesine de aracılık edebilir. LBP, apoA- ve apoB- içeren lipoproteinlerle bağlanabilir. VLDL ve şilomikronlarla da bağlanabilir. Serum HDL miktarının 2 kat artırılmasının, şiddetli sepsislerde koruyucu olduğu da gösterilmiştir. Yüksek konsantrasyonda LBP’nin inhibitör etkisi LTA bağımlı sitokin artışınıda engellemiştir. İnflamatuvar reaksiyonlarda “two-edge sward” etkili. Yeni tedavi yaklaşımı: Antibiyotik + Sentetik HDL? veya apoA1-mimetik peptidler?

19 Toll-like Reseptörler (TLRs)
TLRs innate immün sistemde önemli rolleri olan proteinlerdir. Mikroplardan köken alan molekülleri tanırlar. Mikroplar deri ve GİS mukozası gibi fiziksel bariyerlere ulaştıklarında, TLRs tarafından tanınırlar ve immün sistem hücreleri uyarılır. İsimleri, Drosophila’da tanımlanmış olan ve Toll diye adlandırılan genin sentezlediği protein ile benzerlik göstermesinden dolayı verilmiştir.

20 Drosophila melanogaster
Türkçe'de "sirke sineği", İngilizce'de "meyve sineği (Fruit Fly)"

21 Aktivasyonlarını takiben immün hücrelerde:
Sitokin sentezi artar ve inflamasyona neden olur. Fagositoz ve bakterinin sindirimi. Antijenlerin CD4+ T hücrelere sunumu olur. Etken viral ise, hücre protein üretimini durdurup apoptozise gider İnterferon salgılanır. TLRs, fagositoz ve adezyondan daha ziyade, sitokin sentezi ve hücresel aktivasyondan sorumludur.

22

23

24 TLRs hem omurgalı hem de omurgasızlarda mevcuttur ve immün sistemin en korunmuş komponentlerinden biridir. İnsanda ve farede 13 TLRs (TLR1 - TLR13) tanımlanmıştır. TLRs, pattern recognition receptor (PRR)’lerdendir ve patojenlerde olan ve konakçı molekülleri ile karıştırılmayan, genel olarak PAMPs diye adlandırılan, molekülleri tanırlar. PAMPs, patojenler için yaşamsal öneme sahip olmaları nedeniyle elimine edilemezler ve mutasyona uğramazlar (evolutionarily conserved). Aynı durum TLRs için de geçerlidir.

25 PAMPs: LPS, lipoproteinler, lipopeptidler, flagellin, viral double-stranded RNA, bakteriyel veya viral DNA-CpG, diğer DNA ve RNA. İlave olarak non-self liganlar olarak tanımlanan moleküller: Taxol, canlı Mycobacterium tuberculosis (Mtb) bacilli, respiratuar syncytial virus (RSV), fare meme tümörü virusu, murine lösemi virusu. Patojenin TLR4-MD2 ile bağlanması çok güçlü immün yanıt oluşturur. TLR4-MD-2, sepsiste, yeni ilaç geliştirilmesinde hedef molekül olma potansiyeline sahiptir.

26 TLRs’lerin endojen aktivatörleri otoimmün ve steril inflamasyonun eşlik ettiği diğer hastalıklarda rol oynayabilir (iskemik kalp, RA, artrit): - Surfactant protein-A HSP60 (Chlamydia and human) - HSP70 - Fibronectin domain A, fibrinogen - Saturated fatty acid Minimally modified LDL (low density lipoprotein) Host DNA ve RNA from damaged cells

27 Mediators of Inflammation Volume 2006, Article ID 64980, Pages 1–6
Research Communication The Evaluation of the Role of Beta-Hydroxy Fatty Acids on Chronic Inflammation and Insulin Resistance A. S. Soydan, H. S. Dokmetas, M. Cetin, A. Koyuncu, E. Kaptanoglu, and H. Elden

28 HEDEF MOLEKÜLLER Yağ asidleri (özellikle sature olanlar)
Kompleks lipidler (fosfolipidler) CD14 ve diğer CD reseptörler LBP TLRs ve MD2 Sinyal transdüksiyon proteinleri Bazı nükleer proteinler ve reseptörleri ve - DİYET…

29